[发明专利]多用户电平的频谱感知装置和方法

权利要求书

1.多用户电平的频谱感知装置,其特征在于，包括依次连接的射频处理模块、数字处理模块和接口模块；

所述射频处理模块用于对射频信号进行接收、变频和模数转换处理；

所述数字处理模块用于对射频信号进行能量检测和门限判决，并且将门限判决结果送给接口模块；

接口模块用于将数字处理模发送过来的能量检测和门限判决信息转换成网口、串口和光纤可以接收的信号，传输给外部的通信模块。

2.根据权利要求1所述多用户电平的频谱感知装置,其特征在于，所述射频处理模块包括依次连接的射频开关、滤波电路和低噪声放大器。

3.根据权利要求1所述多用户电平的频谱感知装置,其特征在于，所述数字处理模块包括主控芯片、ADC芯片、内存和FLASH，内存、FLASH和ADC芯片均与主控芯片连接，用于实现能量检测和门限判决。

4.多用户电平的频谱感知方法，其特征在于，所述频谱感知方法是指识别信号电平等级方法，包括如下步骤：

步骤1，信号采集；

对接收到的射频信号进行变频和模数转换处理、并产生下变频后的基带I、Q数据；

步骤2，门限设置；

用户信号x(t)表示为：

其中，i＝{0，1，...，N}，表示第i个用户，i的取值范围是N,表示共有N个用户，P_i是表示第i个用户的信号发射功率，U_i是第i个用户的信号电平值，R为输出阻抗，β表示信道增益，s(t)是射频信号，φ是相位偏移量，n(t)是信道噪声；

对单个用户进行信号采样，单个用户采样的个数为M个，单个用户的采样信号表示为x_M，x_M＝[x(t₁),x(t₂),...,x(t_M)]；

利用基带I、Q数据，计算M个采样信号的能量累计值根据max(P(H_i|x_M))≥η，其中η表示为采样信号为x_M情况下，接收到信号功率为P_i的概率门限，η设置为0.5；同时，设置判决门限λ_i(H_i)(i＝0,...,N)，即λ₀(H₀)，...，λ_N(H_N)；其中，H_i表示功率P_i的发射等级，λ_i(H_i)表示功率发射等级为H_i的判断门限；N为用户的数量，依据判决门限设置判决区间分别为(0,λ₀(H₀)、……，(λ_i-1(H_i-1),λ_i(H_i))、……(λ_N-1(H_N-1)，λ_N(H_N))，T(x_M)分别与λ_i(H_i)进行比较：

步骤3，感知判决

将M个采样信号的能量的累计值与门限值进行比较，确定判决区间；

当T(x_M)在0和λ₀(H₀)之间，则判断为接收到发射功率为P₀的信号，功率发射等级为H₀

当T(x_M)在λ_i-1(H_i-1)和λ_i(H_i)之间，则判断为接收到发射功率为P_i的信号，功率发射等级为H_i；

当T(x_M)在λ_N-1(H_N-1)和λ_N(H_N)之间，则判断为接收到发射功率为P_N的信号，功率发射等级为H_N；

通过功率P_i的发射等级H_i，可得出信号电平U_i的等级；

步骤4，将产生的感知信号门限值λ_i(H_i)和判决区间输出；同时输出采样信号的能量累计值。