[发明专利]基于动态时隙划分的频谱检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于动态时隙划分的频谱检测系统及方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，人们对于频谱资源的需求愈来愈大，“频谱枯竭”现象日趋明显。为缓解频谱资源缺乏与日益增长的无线业务需求之间的矛盾，认知无线电(Cognitive Radio，CR)技术作为一种智能频谱共享技术得到了广泛的重视。电气和电子工程师协会(IEEE)的有关工作组(如802.22、802.16)和国际电信联盟(ITU)已先后制定或正在积极制定一系列标准以推动该技术在各种应用场景下的发展。

在目前的认知无线通信系统中，为了提升非授权用户动态接入“频谱空穴”的机会和认知无线通信系统的整体效益，认知无线通信系统需要在很宽的频带范围内进行频谱检测以寻找“频谱空穴”(宽带检测)。但是目前由于制造工艺受限，认知设备需要的射频前端模/数(A/D)采样器的采样速率没办法满足宽带检测的需求。现今一种可行的方法是将需要检测的宽频带分为多个适合检测设备工作的窄频带，多个认知设备按一定规则检测多个窄频带以实现宽带检测的目的(联合检测)。在认知无线通信系统中，帧结构通常分为两部分：检测时隙和传输时隙，其中检测时隙用以进行频谱检测，而传输时隙用以进行非授权用户通信。

目前很少有专利是关于检测时隙划分，大多数专利都是优化检测时隙长度(检测时间)，仅有一篇与本文相似。申请号为201010210675.0的中国专利《一种认知无线电网络中的频谱检测方法》公开了一种认知无线电网络中的频谱检测方法，将频谱检测时段分为多个时隙，将每个时隙中授权用户的出现或离开的随机过程看作维纳过程，多个时隙的似然比函数之和看成维纳过程中的随机游走，当该随机游走达到一定门限值时，判决此时或者之前的某一个较邻近的时刻在该频谱的使用上发生了变化，或者之前没有主用户信号，此时出现了信号，或者之前存在主用户，此时主用户退出，信号消失，通过对其性能的分析，可以证明该算法中的判断时延是很小的，可以达到快速感知、检测的要求。该方法涉及检测时隙划分，但是其保证系统的性能最大化，且实用性较差。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够保证系统的性能最大化，且实用性强的基于动态时隙划分的频谱检测系统及方法。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种基于动态时隙划分的频谱检测系统，该系统包括：认知基站，用于根据变更检测时隙划分的需求动态地制定检测时隙划分策略，并将所述检测时隙划分策略发送至认知终端；认知终端，用于根据所述检测时隙划分策略，在检测时隙进行频谱检测，并将感知数据上传给所述认知基站。

优选地，所述认知基站进一步包括：频谱感知接口，用于作为所述认知基站和认知终端之间进行通信的通道。数据融合模块，用于对所述感知数据进行数据融合，判定所检测的频带上是否有频谱空穴存在，并将感知数据和判定结果发送给管理模块和感知数据库；管理模块，用于根据所述感知数据和判定结果制定接入网络使用信息以及启动检测时隙划分模块，并将所述感知数据发送至所述检测时隙划分模块；检测时隙划分模块，根据所述感知数据以及系统性能要求，划分检测时隙，并将制定的检测时隙划分策略发送至管理模块以及感知数据库；感知数据库，用于储存所述感知数据、判定结果、接入网络使用信息以及检测时隙划分策略。

本发明还提供了一种基于动态时隙划分的频谱检测方法，该方法包括步骤：制定检测时隙划分策略的步骤：感知中心在判断有变更检测时隙划分的需求时，根据系统性能要求制定检测时隙划分策略，并将所述检测时隙划分策略发送至认知终端；以及认知终端根据所述检测时隙划分策略，在检测时隙进行频谱检测，并将感知数据上传给所述认知基站。

优选地，所述变更检测时隙划分的需求包括系统参数改变或无线环境变化超过系统设定门限。

优选地，制定检测时隙划分策略的步骤进一步包括：

A1.管理模块根据所述感知数据判断有变更检测时隙划分的需求时，将感知数据传递到检测时隙划分模块，启动检测时隙划分模块；

A2.检测时隙划分模块根据管理模块发送的感知数据查找检测时隙最优划分值，制定检测时隙划分策略并将其发送至管理模块和感知数据库。

优选地，在步骤A2中，查找检测时隙最优划分值的步骤进一步包括：