[发明专利]一种能量检测的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及认知无线电频谱感知技术中一种能量检测的方法和装置。

背景技术

认知无线电是一种通过与其运行环境交互改变自身发射参数，以提高频谱利用率的通信技术。其工作过程需要可靠地感知通信环境，寻找可用的空闲频谱资源。能量检测是认知无线电技术物理层中一种有效的检测方法，通过计算信号在特定频段内的能量值，与预先设定的门限值进行比较，做出判决，获得检测结果。随着认知无线电技术的发展，能量检测逐渐成为物理层频谱感知的关键技术。

能量检测法具有简单易行、检测速度快、无需与主用户信号同步、无需预先知道主用户信号结构等特点。但是，其不具有相干信号处理功能，对带内干扰和噪声敏感。

现有方法在门限值设定过程中均假设噪声服从标准正态分布，然而在实际工作环境中，能量检测器常受到其它电子设备干扰。然而，在办公室环境下显示器、计算机主机和打印机共同工作时产生的噪声，对固定门限判决的能量检测法，会造成虚警概率的急剧上升(检测概率恒定)。

当前，通常采用合作检测弥补能量检测法的不足。合作检测技术中，信息融合中心处理本地频谱检测的方式主要包括“与”“或”“加权序贯”等算法，但各算法均要求感知用户间的相关度较低。但是，在办公室环境下，由多台计算机及显示器构成的复杂电磁环境中，全部感知节点可能均被背景噪声所淹没，显然会造成能量检测的不准确，使其可信度降低。

因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新地提出一种有效的能量检测措施，以解决现有技术中存在的不足，有效降低背景噪声干扰情况下的虚警概率，并且确保实际应用中主用户检测性能不受影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能量检测的方法和装置，用以有效降低背景噪声干扰情况下的虚警概率，同时确保实际应用中受扰用户也即主用户检测性能不受影响。

为了解决上述问题，本发明公开了一种能量检测的方法，所述方法包括：

A1：按照某种次序选取施扰用户与受扰用户工作频段重叠部分的1/n为待测频段带宽；

A2：根据受扰用户工作频段位置选择校正频段带宽；所述校正频段带宽以受扰用户中心频点展开且远远大于主用户带宽和待测频段带宽；

A3：计算校正频段带宽内的能量值；

A4：对原始固定门限值与m倍的校正频段带宽内的能量值求和，获得修正后的门限；其中，m为校正门限权系数，

A5：计算待测频段带宽内的能量值；

A6：判断待测频段带宽内的能量值是否小于修正后的门限：

若是，则表明存在频谱空穴，施扰用户可在此待测频段带宽内正常工作；

若否，则表明受扰用户存在，施扰用户在此待测频段带宽内停止工作；

A7：按照次序选取施扰用户与受扰用户工作频段重叠部分的下个1/n为待测频段带宽，重复进行A5-A7，直到所选的待测频段带宽遍历受扰用户的工作频段为止。

优选的，所述校正频段带宽内的能量值采用经典周期图法进行计算。

优选的，所述待测频段带宽内的能量值采用Welch法进行计算。

优选的，所述计算校正频段带宽内的能量值和计算待测频段带宽内的能量值同步进行。

本发明还公布了一种能量检测的装置，所述装置包括：

待测频段带宽选取模块，用于按照某种次序选取施扰用户与受扰用户工作频段重叠部分的1/n为待测频段带宽，直到所选的待测频段带宽遍历受扰用户的工作频段为止；

校正频段带宽选取模块，用于根据受扰用户工作频段位置选择校正频段带宽；所述校正频段带宽以受扰用户中心频点展开且远远大于主用户带宽和待测频段带宽；

第一计算模块，用于计算校正频段带宽内的能量值；

修正后门限值获取模块，用于对原始固定门限值与m倍的校正频段带宽内的能量值求和，获得修正后的门限；其中，m为校正门限权系数，

第二计算模块，用于计算待测频段带宽内的能量值；

判断模块，用于判断待测频段带宽内的能量值是否小于修正后的门限：

第一状态显示模块，当判断模块判断为是时，用于表明存在频谱空穴，施扰用户可在此待测频段带宽内正常工作；

第二状态显示模块，当判断模块判断为否时，用于表明受扰用户存在，施扰用户在此待测频段带宽内停止工作。

优选的，所述第一计算模块采用经典周期图法计算校正频段带宽内的能量值。

优选的，所述第二计算模块采用Welch法计算待测频段带宽内的能量值。