[发明专利]可见光通信频谱感知系统及方法

权利要求书

1.一种可见光通信频谱感知系统，其特征在于，包括：

发射机，其用于发射可见光信号；

次用户的终端，所述次用户的终端具有多个，所述次用户的终端采集发射机发射的可见光信号，并将所述可见光信号转化为电信号，滤除电信号中的直流信号以获得滤波后的电信号，对所述滤波后的电信号进行采样，获得采样数据；

协调者的终端，所述协调者的终端获取所有次用户的终端输出的采样数据，并将所有次用户的终端输出的采样数据加权组合，获得组合采样信息，通过对组合采样信息进行能量检测或波形检测，判断主用户是否占用发射机进行光通信，其中，协调者为一位次用户担任；

其中，协调者将判断结果通过传统的射频网络广播给每个次用户，以完成一次协作感知操作。

2.根据权利要求1所述的可见光通信频谱感知系统，其特征在于，所述次用户的终端包括：

光电检测器，所述光电检测器将可见光信号转化为电信号；

滤波器，所述滤波器用于滤除电信号中的直流信号，获得滤波后的电信号；

采样模块，所述采样模块对所述滤波后的电信号进行采样，获得采样数据。

3.根据权利要求1所述的可见光通信频谱感知系统，其特征在于，所述协调者的终端包括：

组合模块，所述组合模块将所有次用户的终端输出的采样数据加权组合，获得组合采样信息；

检测模块，所述检测模块对组合采样信息进行能量检测或波形检测，获得检测结果；

判断模块，所述判断模块将所述检测结果与预设门限值进行对比，判断主用户是否占用发射机进行光通信。

4.根据权利要求3所述的可见光通信频谱感知系统，其特征在于，所述协调者的终端还包括：

加权系数计算模块，所述加权系数计算模块通过信号估计技术计算出一组最优的权重，所述组合模块以所述最优的权重将所有次用户的终端输出的采样数据加权组合。

5.一种可见光通信频谱感知方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、次用户的终端获取发射机的可见光信号，将可见光信号转化为电信号；

S2、对所述电信号进行直流滤波和采样处理，获得采样数据；

S3、协调者的终端对所有次用户的终端输出的采样数据进行加权组合，获得组合采样数据；

S4、协调者的终端通过对组合采样信息进行能量检测或波形检测，将检测结果与预设门限值进行对比，判断主用户是否占用发射机进行光通信；

S5、协调者将判断结果通过传统的射频网络广播给每个次用户，以完成一次协作感知操作。

6.根据权利要求5所述的可见光通信频谱感知方法，其特征在于，所述S5之后还包括：

S6、多个协调者依次重复S1-S5以持续进行协作感知操作，每次协作感知的协调者由一位次用户担任，多个次用户轮流担任协调者以分担计算量。

7.根据权利要求6所述的可见光通信频谱感知方法，其特征在于，所述S2包括：

滤除电信号r(t)中的直流成分，获得滤波后的信号

在U个次用户的终端处，同步地对所有滤波后的信号进行采样，每个次用户得到N个采样点，第j个次用户的第i个样本数据y_j,i表示为：

y_j,i＝h_ja_i+n_j,ii＝1,2,…,N,j＝1,2,…,U，

其中，h_j是第j个次用户的VLC链路的信道增益，a_i是第i个样本点对应的归一化信号幅值，n_j,i是加性高斯白噪声，加性高斯白噪声的方差为σ²。

8.根据权利要求7所述的可见光通信频谱感知方法，其特征在于，所述S3包括：

所有次用户的终端输出的采样点数据的加权和：

其中，w_j为归一化加权系数；

归一化加权系数w_j满足：其中，h_j的值由协调者事先通过信道估计技术获得。