一種頻譜感知方法和頻譜感知系統(tǒng)、客戶端和服務(wù)端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種頻譜感知方法和頻譜感知系統(tǒng)、客戶 端和服務(wù)端。
【背景技術(shù)】
[0002] 在LTE系統(tǒng)中，自有信道內(nèi)UE屬于授權(quán)用戶，通訊時不需要考慮是否會影響信道中 其他用戶的通訊。但是考慮到潛在的干擾用戶對自身通訊的干擾，可對信道進(jìn)行頻譜感知， 以避開正在通訊的信號，從而使自身的通訊不受到影響。
[0003] LTE系統(tǒng)中，如果能對感知信道進(jìn)行認(rèn)知使用，則可以提高頻譜利用率。在這部分 頻帶中，LTE系統(tǒng)的認(rèn)知用戶屬于次用戶，占用非授權(quán)頻段的行為會對信道中可能存在的其 他授權(quán)用戶通信產(chǎn)生影響。所以，在這些頻帶內(nèi)的通信應(yīng)該對信道中可能存在的其他用戶 信息進(jìn)行準(zhǔn)確和及時的檢測，以盡可能的避免對其產(chǎn)生干擾。但頻繁的頻譜感知在帶來很 高的檢測概率的同時，也會造成較大的時間開銷。而增大的感知周期雖然會縮小開銷，但同 時也降低了檢測概率，對信道中的授權(quán)用戶通信帶來不可忽略的干擾。
[0004] 目前常用的頻譜感知方法主要有：能量檢測法和匹配濾波法。能量檢測法是一種 盲檢算法，對信號沒有任何假設(shè)，適用于任何信號，但是不能給出精確的信號參數(shù)。能量檢 測法的缺點(diǎn)為該方法不能知道有關(guān)信號時域和頻譜的詳細(xì)信息，同時能量檢測法的門限值 難以設(shè)定，很容易受到噪聲變化的影響。能量檢測法的另一個缺點(diǎn)是不能有效地區(qū)分信號 和噪聲，因此能量檢測法容易被不明信號誤導(dǎo)而產(chǎn)生誤判決。
[0005] 匹配濾波法是一種最優(yōu)的信號檢測法，能使信號輸出的信噪比達(dá)到最大。匹配濾 波法的優(yōu)點(diǎn)是能夠在短時間里獲得高處理增益，但是使用匹配濾波法進(jìn)行信號檢測，必須 知道被檢測的干擾用戶信號的先驗知識，比如調(diào)制方式、脈沖波形、數(shù)據(jù)包格式等，如果這 些信息不準(zhǔn)確，感知性能會嚴(yán)重惡化，同時匹配濾波法運(yùn)算量大，實現(xiàn)復(fù)雜度高，通常用來 檢測某些特定信號。
[0006] 目前傳統(tǒng)的頻譜感知方法中，一個接收端只采用一種頻譜感知方式。由于采用的 感知方式不同，因而各感知算法的檢測有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，提供一種頻譜感知方法和頻譜感知 系統(tǒng)、客戶端和服務(wù)端。該頻譜感知方法通過采用能量感知方式和循環(huán)譜特征感知方式對 頻譜進(jìn)行混合感知，實現(xiàn)了粗感知和細(xì)感知相結(jié)合的頻譜混合感知，從而提高了干擾用戶 的檢測精度和檢測速度。
[0008] 本發(fā)明提供一種頻譜感知方法，包括：
[0009] 采用能量感知方式判斷干擾信號是否存在；
[0010] 采用循環(huán)譜特征感知方式判斷所述干擾信號是否存在；
[0011] 根據(jù)所述能量感知方式的判斷結(jié)果和所述循環(huán)譜特征感知方式的判斷結(jié)果確定 干擾用戶是否存在。
[0012]優(yōu)選地，所述采用能量感知方式判斷干擾信號是否存在包括：
[0013]對設(shè)定時間內(nèi)接收到的信號能量進(jìn)行檢測；
[0014] 將檢測到的信號能量累積值與設(shè)定的門限值進(jìn)行比較；當(dāng)所述信號能量累積值小 于等于所述門限值時，判斷所述干擾信號不存在；當(dāng)所述信號能量累積值大于所述門限值 時，判斷所述干擾信號疑似存在；
[0015] 當(dāng)判斷所述干擾信號疑似存在時，判斷所述干擾信號的持續(xù)時間是否大于一個能 量感知過程的時間，當(dāng)判斷結(jié)果為否時，確定所述干擾信號不存在；當(dāng)判斷結(jié)果為是時，確 定所述干擾信號存在。
[0016] 優(yōu)選地，所述門限值根據(jù)公式
計算，其中，Pf為虛警概 率，N為采樣點(diǎn)的個數(shù)，σ2為噪聲方差。
[0017] 優(yōu)選地，所述采用循環(huán)譜特征感知方式判斷所述干擾信號是否存在包括：
[0018] 當(dāng)采用所述能量感知方式判斷所述干擾信號存在時，采用循環(huán)譜特征感知方式判 斷所述干擾信號的功率譜累積值是否大于設(shè)定的功率譜門限值，當(dāng)判斷結(jié)果為否時，確定 所述干擾信號不存在;當(dāng)判斷結(jié)果為是時，確定所述干擾信號存在。
[0019 ]優(yōu)選地，所述功率譜門限值根據(jù)歷史經(jīng)驗值確定。
[0020] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述能量感知方式的判斷結(jié)果和所述循環(huán)譜特征感知方式的判 斷結(jié)果確定干擾用戶是否存在包括：
[0021] 判斷所述能量感知方式的判斷結(jié)果和所述循環(huán)譜特征感知方式的判斷結(jié)果是否 均為所述干擾信號存在；當(dāng)判斷結(jié)果為是時，確定所述干擾用戶存在;否則，確定所述干擾 用戶不存在。
[0022] 本發(fā)明還提供一種頻譜感知系統(tǒng)，包括第一判斷單元，用于采用能量感知方式判 斷干擾信號是否存在；
[0023]第二判斷單元，用于采用循環(huán)譜特征感知方式判斷所述干擾信號是否存在；
[0024]確定單元，用于根據(jù)所述能量感知方式的判斷結(jié)果和所述循環(huán)譜特征感知方式的 判斷結(jié)果確定干擾用戶是否存在。
[0025]優(yōu)選地，所述第一判斷單元包括：
[0026]檢測模塊，用于對設(shè)定時間內(nèi)接收到的信號能量進(jìn)行檢測；
[0027]第一比較模塊，用于將檢測到的信號能量累積值與設(shè)定的門限值進(jìn)行比較；
[0028]第一判斷模塊，用于當(dāng)所述信號能量累積值小于等于所述門限值時，判斷所述干 擾信號不存在;當(dāng)所述信號能量累積值大于所述門限值時，判斷所述干擾信號疑似存在； [0029]第二判斷模塊，用于當(dāng)判斷所述干擾信號疑似存在時，判斷所述干擾信號的持續(xù) 時間是否大于一個能量感知過程的時間；
[0030] 第一確定模塊，用于當(dāng)所述第二判斷模塊的判斷結(jié)果為否時，確定所述干擾信號 不存在;當(dāng)所述第二判斷模塊的判斷結(jié)果為是時，確定所述干擾信號存在。
[0031] 優(yōu)選地，所述第二判斷單元包括：
[0032] 第三判斷模塊，用于當(dāng)所述第一判斷單元的判斷結(jié)果為是時，采用循環(huán)譜特征感 知方式判斷所述干擾信號的功率譜累積值是否大于設(shè)定的功率譜門限值；
[0033] 第二確定模塊，用于當(dāng)所述第三判斷模塊的判斷結(jié)果為否時，確定所述干擾信號 不存在;當(dāng)所述第三判斷模塊的判斷結(jié)果為是時，確定所述干擾信號存在。
[0034]優(yōu)選地，所述確定單元包括：
[0035]第四判斷模塊，用于判斷所述能量感知方式的判斷結(jié)果和所述循環(huán)譜特征感知方 式的判斷結(jié)果是否均為所述干擾信號存在；
[0036] 第三確定模塊，用于當(dāng)所述第四判斷模塊的判斷結(jié)果為是時，確定所述干擾用戶 存在，否則，確定所述干擾用戶不存在。
[0037] 本發(fā)明還提供一種客戶端，包括上述頻譜感知系統(tǒng)。
[0038] 本發(fā)明還提供一種服務(wù)端，包括上述頻譜感知系統(tǒng)。
[0039] 本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明所提供的頻譜感知方法，通過采用能量感知方式判斷 干擾信號是否存在，能夠?qū)崿F(xiàn)對頻譜的粗感知，通過采用循環(huán)譜特征感知方式判斷干擾信 號是否存在，降低了頻譜感知算法的復(fù)雜度，同時能夠準(zhǔn)確地區(qū)分噪聲和有用信號，在低信 噪比的情況下，檢測準(zhǔn)確度高，能夠?qū)崿F(xiàn)對頻譜的細(xì)感知，該頻譜感知方法通過采用能量感 知方式和循環(huán)譜特征感知方式對頻譜進(jìn)行混合感知，實現(xiàn)了粗感知和細(xì)