一種寬帶頻譜感知方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬帶頻譜感知方法及裝置，涉及通信領(lǐng)域，所述方法包括：數(shù)據(jù)融合中心（Fusion Center，F(xiàn)C）獲取當(dāng)前所有主用戶（Primary User，PU）物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率，所述統(tǒng)計(jì)空閑概率是通過長期頻譜檢測得到的PU物理信道空閑時(shí)間與總時(shí)間的比值；按照所述統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的順序，依次為各PU物理信道分配用于信道頻譜檢測的感知節(jié)點(diǎn)（Sensing Node，SN）；利用所述SN，分別對各PU物理信道進(jìn)行信道頻譜檢測；根據(jù)信道頻譜檢測結(jié)果，確定各PU物理信道的狀態(tài)。本發(fā)明可以提高成功檢測到PU物理信道處于空閑狀態(tài)的概率，降低所有SN參與頻譜感知帶來的系統(tǒng)開銷。
【專利說明】一種寬帶頻譜感知方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種基于數(shù)據(jù)庫的高效率的寬帶頻譜感知方法及 相關(guān)的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 認(rèn)知無線電（CognitiveRadio,CR)技術(shù)是為了解決目前面臨的頻譜資源稀缺 的問題而提出來的，頻譜感知算法是認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)之一。實(shí)際應(yīng)用中，主用戶 (PrimaryUser，PU)系統(tǒng)通常是一個(gè)寬帶系統(tǒng)。有的PU系統(tǒng)具有上百兆的帶寬和幾十個(gè)信 道，有的I3U系統(tǒng)甚至具有跨頻段的頻率信道資源。例如中國移動多媒體廣播（ChinaMobiIe MultimediaBroadcasting，CMMB)系統(tǒng)，U波段發(fā)射頻率為 470MHz?798MHz(36 個(gè)信道)，S 波段的發(fā)射頻率為2635MHz?2660MHz。一般地，PU系統(tǒng)物理信道的占用情況相互獨(dú)立，即 PU系統(tǒng)相鄰物理信道被PU系統(tǒng)占用與否互不相關(guān)。因此，認(rèn)知無線電系統(tǒng)小區(qū)（Cognitive RadioCell，CRC)在利用PU系統(tǒng)物理信道資源前，應(yīng)準(zhǔn)確檢測本小區(qū)企圖接入信道的使用 狀態(tài)。
[0003] 由于CRC下用于頻譜感知的物理資源有限，包括感知節(jié)點(diǎn)（SensingNode,SN)數(shù) 目和感知數(shù)據(jù)上報(bào)信道資源等，傳統(tǒng)的單信道頻譜感知策略很難在短時(shí)間內(nèi)檢測到PU系 統(tǒng)空閑的物理信道。此外，傳統(tǒng)單信道頻譜感知策略下，CRC需要較大的數(shù)據(jù)交互開銷，且 一次寬帶頻譜感知周期較長，這將極大影響CRC的頻譜感知準(zhǔn)確性和CRC傳輸容量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種寬帶頻譜感知方法及裝置，能更好地解決傳統(tǒng)的單信 道頻譜感知策略中檢測到空閑PU物理信道概率低和數(shù)據(jù)交互開銷大的問題。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種寬帶頻譜感知方法，包括：
[0006] 數(shù)據(jù)融合中心（FusionCenter，F(xiàn)C)獲取當(dāng)前所有PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率， 所述統(tǒng)計(jì)空閑概率是通過長期頻譜檢測得到的PU物理信道空閑時(shí)間與總時(shí)間的比值；
[0007] 按照所述統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的順序，依次為各PU物理信道分配用于信道頻 譜檢測的SN;
[0008] 利用所述SN，分別對各PU物理信道進(jìn)行信道頻譜檢測；
[0009] 根據(jù)信道頻譜檢測結(jié)果，確定各物理信道的狀態(tài)。
[0010] 優(yōu)選地，所述FC獲取當(dāng)前所有PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率的步驟包括：
[0011] FC訪問頻譜感知數(shù)據(jù)庫，獲取當(dāng)前所有PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率。
[0012] 優(yōu)選地，所述按照所述統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的順序，依次為各物理信道分配 用于信道頻譜檢測的SN的步驟包括：
[0013] 對于當(dāng)前I3U物理信道，F(xiàn)C從待分配的SN中為所述PU物理信道隨機(jī)選取一個(gè)SN， 并根據(jù)所述SN的接收天線數(shù)目、信號采樣樣本數(shù)目和接收信噪比，判斷選取的SN是否滿足 當(dāng)前PU物理信道的預(yù)設(shè)虛警概率和檢測概率；
[0014] 若判斷結(jié)果為滿足，則按照統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的順序，從剩余的SN中為下一 個(gè)PU物理信道分配SN ;
[0015] 若判斷結(jié)果為不滿足，則FC按照數(shù)目逐次加一的方式隨機(jī)選取SN，直至所選取的 SN滿足所述PU物理信道的預(yù)設(shè)虛警概率和檢測概率。
[0016] 優(yōu)選地，所述利用所述SN，分別對各PU物理信道進(jìn)行信道頻譜檢測的步驟包括：
[0017] SN對相應(yīng)的PU物理信道進(jìn)行接收信號采樣，得到多個(gè)信號采樣樣本；
[0018] SN利用所述多個(gè)信號采樣樣本，計(jì)算其檢測的PU物理信道的本地歸一化能量數(shù) 據(jù)，并利用所述本地歸一化能量數(shù)據(jù)，得到本地頻譜感知數(shù)據(jù)作為相應(yīng)PU物理信道的信道 頻譜檢測結(jié)果。
[0019] 優(yōu)選地，所述根據(jù)信道頻譜檢測結(jié)果，確定各PU物理信道的狀態(tài)的步驟包括：
[0020] FC接收來自各SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，并按照PU物理信道進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到各 PU物理信道的全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量；
[0021] 將各PU物理信道的全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量分別與判決門限進(jìn)行比較，若小于相應(yīng) 的判決門限，則FC確定所述PU物理信道處于空閑狀態(tài)。
[0022] 優(yōu)選地，所述按照物理信道進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到各PU物理信道的全局頻譜感知 統(tǒng)計(jì)量的步驟包括：
[0023] FC根據(jù)各SN的接收天線數(shù)目、信號采樣樣本數(shù)目和接收信噪比，計(jì)算用于融合各 SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)的加權(quán)因子；
[0024] 根據(jù)各SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)及加權(quán)因子，計(jì)算各PU物理信道的全局頻譜感知 統(tǒng)計(jì)量。
[0025] 優(yōu)選地，還包括：
[0026] 當(dāng)確定某一 物理信道的狀態(tài)是空閑狀態(tài)時(shí)，將所述PU物理信道的信息發(fā)送至 其覆蓋范圍內(nèi)的所有SN。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種寬帶頻譜感知裝置，包括FC，所述FC包括：
[0028] 數(shù)據(jù)庫查詢單元，用于獲取當(dāng)前所有主用戶物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率，所述統(tǒng) 計(jì)空閑概率是通過長期頻譜檢測得到的PU物理信道空閑時(shí)間與總時(shí)間的比值；
[0029]SN分配單元，用于按照所述統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的順序，依次為各PU物理信道 分配用于信道頻譜檢測的感知節(jié)點(diǎn)SN ;
[0030] 信道頻譜檢測單元，用于利用所述SN，分別對各PU物理信道進(jìn)行信道頻譜檢測；
[0031] 信道狀態(tài)確定單元，用于根據(jù)信道頻譜檢測結(jié)果，確定各PU物理信道的狀態(tài)。
[0032] 優(yōu)選地，所述信道狀態(tài)確定單元包括：
[0033] 本地頻譜感知數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收來自各SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)；
[0034] 數(shù)據(jù)融合模塊，用于按照物理信道進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到各PU物理信道的全局頻 譜感知統(tǒng)計(jì)量；
[0035] 判決模塊，用于將各物理信道的全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量分別與判決門限進(jìn)行比 較，若小于相應(yīng)的判決門限，則確定所述PU物理信道處于空閑狀態(tài)。
[0036] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種寬帶頻譜感知裝置，包括SN，所述SN包括： [0037]信號采樣單元，用于按照FC的分配，對相應(yīng)的PU物理信道進(jìn)行接收信號采樣，得 到多個(gè)信號采樣樣本；
[0038]歸一化能量計(jì)算單元，用于利用所述多個(gè)信號采樣樣本，計(jì)算其檢測的物理信 道的本地歸一化能量數(shù)據(jù)；
[0039] 本地頻譜感知數(shù)據(jù)處理單元，用于利用所述本地歸一化能量數(shù)據(jù)，得到本地頻譜 感知數(shù)據(jù)作為所述PU物理信道的信道頻譜檢測結(jié)果。
[0040] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果在于：
[0041] 本發(fā)明可以提高成功檢測到PU物理信道處于空閑狀態(tài)的概率，降低所有SN參與 頻譜感知帶來的系統(tǒng)開銷。
[0042] 1、通過本發(fā)明，F(xiàn)C通過統(tǒng)計(jì)PU系統(tǒng)的PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率，選擇優(yōu)先感 知的PU物理信道，可以提高成功檢測到PU物理信道處于空閑狀態(tài)的概率，從而提高頻譜利 用率且提高CRC的容量，同時(shí)降低尋找PU物理信道頻譜空洞的時(shí)間，提高了頻譜感知的效 率；
[0043] 2、FC根據(jù)系統(tǒng)性能要求為PU物理信道合理分配SN進(jìn)行頻譜感知，可在滿足系統(tǒng) 性能要求的情況下挑選適當(dāng)數(shù)量的SN，降低所有SN參與頻譜感知帶來的系統(tǒng)開銷，也就是 說，可在保證頻譜感知性能的前提下減少參與協(xié)同頻譜感知的SN數(shù)目，從而減少寬帶協(xié)同 頻譜帶來的SN與FC間數(shù)據(jù)交互的開銷，同時(shí)可利用有限的SN更多的檢測到PU物理信道 的狀態(tài)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的寬帶頻譜感知方法原理框圖；
[0045] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的寬帶頻譜感知方法的流程圖；
[0046] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的本地頻譜感知數(shù)據(jù)獲取流程；
[0047]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的寬帶頻譜感知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0048] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的SN的結(jié)構(gòu)框圖；
[0049] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的FC的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0050] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，以下所說明的優(yōu) 選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0051] 本發(fā)明中，F(xiàn)C從頻譜感知數(shù)據(jù)庫獲取當(dāng)前所有PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率，并 根據(jù)PU物理信道統(tǒng)計(jì)空閑概率排列信道的感知順序，統(tǒng)計(jì)空閑概率高的信道優(yōu)先感知。然 后，F(xiàn)C根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)預(yù)設(shè)虛警概率和檢測概率的要求為待感知的PU物理信道分配適當(dāng)數(shù)量 的感知節(jié)點(diǎn)SN，并告知SN進(jìn)行信道感知。SN利用歸一化能量檢測器獲取本地頻譜感知統(tǒng)計(jì) 量，并將該頻譜感知統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到最終的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，上報(bào)至FC。最后， FC接收來自多個(gè)SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，并對接收到的多個(gè)SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)進(jìn)行 數(shù)據(jù)融合和判決，將當(dāng)前空閑的PU物理信道告知其覆蓋范圍內(nèi)的認(rèn)知無線電用戶。
[0052] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的寬帶頻譜感知方法原理框圖，如圖1所示，步驟包括：
[0053] 步驟IOUFC獲取當(dāng)前所有PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率，PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑 概率是通過長期頻譜感知更新得到的PU物理信道空閑時(shí)間與總時(shí)間的比例。
[0054] 所述步驟101包括：FC可通過定期訪問頻譜感知數(shù)據(jù)庫，獲得PU物理信道的統(tǒng)計(jì) 空閑概率,并將PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率按照由高到低的順序依次排列，構(gòu)建成感知信 道順序列表，以便FC優(yōu)先給統(tǒng)計(jì)空閑概率高的PU物理信道分配足夠的SN。
[0055] 步驟102、按照所述統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的順序，依次為各PU物理信道分配用 于信道頻譜檢測的SN。
[0056] 所述步驟102包括：對于當(dāng)前PU物理信道，F(xiàn)C從待分配的SN中為所述PU物理信 道隨機(jī)選取一個(gè)SN，并根據(jù)所述SN的接收天線數(shù)目、信號采樣樣本數(shù)目和接收信噪比，判 斷所述SN是否滿足所述PU物理信道的預(yù)設(shè)虛警概率和檢測概率；若判斷結(jié)果為滿足，則 FC按照統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的順序，從剩余的SN中為下一個(gè)PU物理信道分配SN;若判 斷結(jié)果為不滿足，則FC按照數(shù)目逐次加一的方式隨機(jī)選取SN，直至所選取的SN滿足所述 PU物理信道的預(yù)設(shè)虛警概率和檢測概率。具體地說，首先，F(xiàn)C獲取其覆蓋范圍內(nèi)的SN的接 收天線數(shù)目、信號采樣樣本數(shù)目和接收信噪比，以供為PU物理信道分配SN，此步驟為現(xiàn)有 技術(shù)，此處不再累述；然后，F(xiàn)C根據(jù)系統(tǒng)對檢測概率和虛警概率的要求，挑選出足夠的SN感 知某一PU物理信道，直至所用SN均被分配感知PU物理信道或全部PU物理信道均已被分 配了SN。
[0057] 步驟103、利用分配給各PU物理信道的SN，分別對各PU物理信道進(jìn)行信道頻譜 檢測。
[0058] 所述步驟103包括：SN對相應(yīng)的PU物理信道進(jìn)行接收信號采樣，得到多個(gè)信號采 樣樣本；SN利用所述多個(gè)信號采樣樣本，計(jì)算其檢測的PU物理信道的本地歸一化能量數(shù) 據(jù)，并利用所述本地歸一化能量數(shù)據(jù)，得到作為所述PU物理信道的信道頻譜檢測結(jié)果的本 地頻譜感知數(shù)據(jù)。具體地說，SN利用歸一化能量檢測器計(jì)算本地的信號采樣樣本的信號平 均能量與本地噪聲功率之比，得到本地歸一化能量數(shù)據(jù)，并對所述本地歸一化能量數(shù)據(jù)進(jìn) 行數(shù)據(jù)處理，最終得到本地頻譜感知數(shù)據(jù)。
[0059] 進(jìn)一步地，SN計(jì)算本地頻譜感知數(shù)據(jù)之前，F(xiàn)C通過控制信道向其覆蓋范圍內(nèi)的多 個(gè)SN發(fā)送感知信道分配指令，從而通知其覆蓋范圍內(nèi)的多個(gè)SN將要感知的PU物理信道。
[0060] 進(jìn)一步地，SN計(jì)算本地頻譜感知數(shù)據(jù)之后，SN通過上行信道向FC上報(bào)本地頻譜感 知數(shù)據(jù)。
[0061] 步驟104、根據(jù)信道頻譜檢測結(jié)果，確定各PU物理信道的狀態(tài)。
[0062] 所述步驟104包括：FC接收來自各SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，并按照PU物理信道進(jìn) 行數(shù)據(jù)融合，得到各PU物理信道的全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量；將各物理信道的全局頻譜感知 統(tǒng)計(jì)量分別與預(yù)先獲得的相應(yīng)的判決門限進(jìn)行比較，從而判決各PU物理信道是否處于空 閑狀態(tài)，若小于相應(yīng)的判決門限，則FC判決當(dāng)前頻譜資源空閑，即確定所述PU物理信道處 于空閑狀態(tài)，否則，F(xiàn)C判決當(dāng)前頻譜資源被PU占用。當(dāng)確定某一PU物理信道的狀態(tài)是空閑 狀態(tài)時(shí)，將所述PU物理信道的信息發(fā)送至其覆蓋范圍內(nèi)的所有SN。其中，所述數(shù)據(jù)融合的 步驟包括：FC根據(jù)各SN的接收天線數(shù)目、信號采樣樣本數(shù)目和接收信噪比，計(jì)算用于融合 各SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)的加權(quán)因子；根據(jù)各SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)及加權(quán)因子，計(jì)算各 PU物理信道的全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。具體地說，F(xiàn)C接收SN上報(bào)的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，并根 據(jù)SN的接收天線數(shù)目、信號采樣樣本數(shù)目和接收信噪比，給不同SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)分 配不同的加權(quán)因子，其中，加權(quán)因子是根據(jù)SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)可靠性分配的；FC根據(jù) 加權(quán)因子和FC接收到的SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì)量的線性加權(quán)，并 將線性加權(quán)結(jié)果作為全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
[0063] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的寬帶頻譜感知方法的流程圖，如圖2所示，步驟包 括：
[0064] 步驟S202、FC獲取PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率。
[0065] 其中，物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率為長期頻譜感知更新得到的各PU物理信道空 閑時(shí)間占總時(shí)間的比例，F(xiàn)C可通過定期訪問頻譜感知數(shù)據(jù)庫獲得PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑 概率。
[0066] 步驟S204、FC構(gòu)建頻譜感知信道順序列表。
[0067]FC獲得PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率后，將PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率按照由高 到低的順序依次排列。
[0068]步驟S206、SN的選擇。
[0069] 在執(zhí)行所述步驟S206前，F(xiàn)C獲取其覆蓋范圍內(nèi)的各SN的接收天線數(shù)目、信號采 樣樣本數(shù)目和接收信噪比。
[0070] 在執(zhí)行所述步驟S206時(shí)，F(xiàn)C根據(jù)系統(tǒng)對檢測概率和虛警概率的要求，挑選出足夠 的SN感知某一PU物理信道，直至所用SN均被分配感知PU物理信道或全部PU物理信道已 被分配了SN感知。
[0071] 步驟S208、FC告知SN感知信道分配結(jié)果。
[0072] 步驟S210、SN獲取本地頻譜感知數(shù)據(jù)。
[0073]SN在頻譜感知時(shí)隙采樣感知信道（即FC告知其檢測的PU物理信道）上的接收信 號，并利用歸一化能量檢測器計(jì)算本地頻譜感知檢測統(tǒng)計(jì)量（即本地歸一化能量數(shù)據(jù))，最 后處理本地頻譜感知檢測統(tǒng)計(jì)量獲得本地頻譜感知數(shù)據(jù)。
[0074] 步驟S212、SN向FC上報(bào)本地頻譜感知數(shù)據(jù)。
[0075] 步驟S214、FC接收SN發(fā)送的本地頻譜感知數(shù)據(jù)。
[0076] 步驟S216、FC融合SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)。
[0077]FC根據(jù)SN的接收天線數(shù)目、信號采樣樣本數(shù)目和接收信噪比，給不同的SN的本地 頻譜感知數(shù)據(jù)分配不同的加權(quán)因子，其中，加權(quán)因子是根據(jù)SN本地頻譜感知數(shù)據(jù)可靠性分 配的。
[0078]FC根據(jù)加權(quán)因子和FC接收到的SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，計(jì)算本地頻譜感知統(tǒng)計(jì) 量的線性加權(quán)，并將線性加權(quán)結(jié)果作為全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量。
[0079] 步驟S218、FC判決各PU物理信道的狀態(tài)。
[0080]FC比較全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量與判決門限的大小，如果全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量大于 等于判決門限，F(xiàn)C判決當(dāng)前頻譜資源被PU占用；如果全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量小于判決門限， FC判決當(dāng)前頻譜資源空閑，即相應(yīng)的PU物理信道空閑。
[0081] 步驟S220、FC告知SN當(dāng)前空閑的PU物理信道。
[0082] 下面給出一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，并進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0083] 步驟一、FC獲取PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率。
[0084]FC通過與頻譜感知數(shù)據(jù)庫的接口訪問頻譜感知數(shù)據(jù)庫，獲取PU物理信道的統(tǒng)計(jì) 空閑概率。
[0085] 步驟二、FC構(gòu)建頻譜感知信道順序列表。
[0086] FC根據(jù)步驟一獲取的各PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率，將各PU物理信道按照統(tǒng)計(jì) 空閑概率由高到低的順序依次排列，并構(gòu)建頻譜感知信道順序列表，如下表所示。
[0087] 表1頻譜感知信道順序列表
[0088]

【權(quán)利要求】
1. 一種寬帶頻譜感知方法，其特征在于，包括： 數(shù)據(jù)融合中心（Fusion Center, FC)獲取當(dāng)前所有主用戶（Primary User, PU)物理信 道的統(tǒng)計(jì)空閑概率，所述統(tǒng)計(jì)空閑概率是通過長期頻譜檢測得到的PU物理信道空閑時(shí)間 與總時(shí)間的比值； 按照所述統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的順序，依次為各PU物理信道分配用于信道頻譜檢 測的感知節(jié)點(diǎn)（Sensing Node, SN); 利用所述SN，分別對各PU物理信道進(jìn)行信道頻譜檢測； 根據(jù)信道頻譜檢測結(jié)果，確定各PU物理信道的狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述FC獲取當(dāng)前所有PU物理信道的統(tǒng)計(jì) 空閑概率的步驟包括： FC訪問頻譜感知數(shù)據(jù)庫，獲取當(dāng)前所有PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述按照所述統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的 順序，依次為各PU物理信道分配用于信道頻譜檢測的SN的步驟包括： 對于當(dāng)前TO物理信道，F(xiàn)C從待分配的SN中為所述PU物理信道隨機(jī)選取一個(gè)SN，并根 據(jù)所述SN的接收天線數(shù)目、信號采樣樣本數(shù)目和接收信噪比，判斷選取的SN是否滿足當(dāng)前 PU物理信道的預(yù)設(shè)虛警概率和檢測概率； 若判斷結(jié)果為滿足，則按照統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的順序，從剩余的SN中為下一個(gè)PU 物理信道分配SN ; 若判斷結(jié)果為不滿足，則FC按照數(shù)目逐次加一的方式隨機(jī)選取SN，直至所選取的SN滿 足所述PU物理信道的預(yù)設(shè)虛警概率和檢測概率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用所述SN，分別對各PU物理信道 進(jìn)行信道頻譜檢測的步驟包括： SN對相應(yīng)的PU物理信道進(jìn)行接收信號采樣，得到多個(gè)信號采樣樣本； SN利用所述多個(gè)信號采樣樣本，計(jì)算其檢測的PU物理信道的本地歸一化能量數(shù)據(jù)，并 利用所述本地歸一化能量數(shù)據(jù)，得到本地頻譜感知數(shù)據(jù)作為相應(yīng)PU物理信道的信道頻譜 檢測結(jié)果。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)信道頻譜檢測結(jié)果，確定各PU物 理信道的狀態(tài)的步驟包括： FC接收來自各SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)，并按照PU物理信道進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到各PU 物理信道的全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量； 將各TO物理信道的全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量分別與判決門限進(jìn)行比較，若小于相應(yīng)的判 決門限，則FC確定所述PU物理信道處于空閑狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述按照PU物理信道進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到 各PU物理信道的全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量的步驟包括： FC根據(jù)各SN的接收天線數(shù)目、信號采樣樣本數(shù)目和接收信噪比，計(jì)算用于融合各SN的 本地頻譜感知數(shù)據(jù)的加權(quán)因子； 根據(jù)各SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)及加權(quán)因子，計(jì)算各PU物理信道的全局頻譜感知統(tǒng)計(jì) 量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，還包括： 當(dāng)確定某一 PU物理信道的狀態(tài)是空閑狀態(tài)時(shí)，將所述ro物理信道的信息發(fā)送至其覆 蓋范圍內(nèi)的所有SN。
8. -種寬帶頻譜感知裝置，其特征在于，包括FC，所述FC包括： 數(shù)據(jù)庫查詢單元，用于獲取當(dāng)前所有PU物理信道的統(tǒng)計(jì)空閑概率，所述統(tǒng)計(jì)空閑概率 是通過長期頻譜檢測得到的PU物理信道空閑時(shí)間與總時(shí)間的比值； SN分配單元，用于按照所述統(tǒng)計(jì)空閑概率由大至小的順序，依次為各PU物理信道分配 用于信道頻譜檢測的感知節(jié)點(diǎn)SN ; 信道頻譜檢測單元，用于利用所述SN，分別對各PU物理信道進(jìn)行信道頻譜檢測； 信道狀態(tài)確定單元，用于根據(jù)信道頻譜檢測結(jié)果，確定各PU物理信道的狀態(tài)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述信道狀態(tài)確定單元包括： 本地頻譜感知數(shù)據(jù)接收模塊，用于接收來自各SN的本地頻譜感知數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)融合模塊，用于按照PU物理信道進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，得到各TO物理信道的全局頻譜感 知統(tǒng)計(jì)量； 判決模塊，用于將各PU物理信道的全局頻譜感知統(tǒng)計(jì)量分別與判決門限進(jìn)行比較，若 小于相應(yīng)的判決門限，則確定所述PU物理信道處于空閑狀態(tài)。
10. -種寬帶頻譜感知裝置，其特征在于，包括SN，所述SN包括： 信號采樣單元，用于按照FC的分配，對相應(yīng)的PU物理信道進(jìn)行接收信號采樣，得到多 個(gè)信號采樣樣本； 歸一化能量計(jì)算單元，用于利用所述多個(gè)信號采樣樣本，計(jì)算其檢測的PU物理信道的 本地歸一化能量數(shù)據(jù)； 本地頻譜感知數(shù)據(jù)處理單元，用于利用所述本地歸一化能量數(shù)據(jù)，得到本地頻譜感知 數(shù)據(jù)作為所述PU物理信道的信道頻譜檢測結(jié)果。
【文檔編號】H04B17/382GK104426620SQ201310412868
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】李巖, 王軍, 張力, 劉星, 閆如勝, 王斌 申請人:中興通訊股份有限公司