寬帶白頻譜通信的DTMB頻譜感知方法技術

本發明專利技術公開了一種寬帶白頻譜通信的DTMB頻譜感知方法，建立數據庫，接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息等步驟。本發明專利技術通過接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息，根據數據庫中已存儲的頻譜使用信息與感知算法的一一映射關系，查找參與協作的認知用戶的無線網絡頻譜使用信息映射的感知算法，并將參與協作的認知用戶的無線網絡頻譜使用信息映射的感知算法調取出來，從而不需要知道初始相位將不同符號間隔的相關系數進行線性合并，極大的改善信號的檢測性能，降低算法的復雜度。

DTMB spectrum sensing method for wideband white frequency spectrum communication

The invention discloses a DTMB spectrum sensing method for broadband white frequency spectrum communication, which establishes a database and receives cognitive radio signals, such as wireless network spectrum and information acquired by the cognitive users participating in cooperation. The invention uses information through the wireless network to participate in cooperative spectrum receiving cognitive user by obtaining the signal detection, according to the spectrum have been stored in the database using information and sensing algorithm of one-to-one mapping between perception algorithm of wireless network spectrum cognitive users find collaboration using the mapping information, out of tune wireless network spectrum sensing algorithm and cognitive users will participate in collaborative use of information mapping, which does not need to know the correlation coefficient of the initial phase of different symbol interval of linear combination, improved detection signal can greatly reduce the complexity of the algorithm.

【技術實現步驟摘要】
寬帶白頻譜通信的DTMB頻譜感知方法
本專利技術屬于無線通信
具體涉及一種寬帶白頻譜通信的DTMB頻譜感知方法。
技術介紹
頻譜感知技術是指認知用戶通過各種信號檢測和處理手段來獲取無線網絡中的頻譜使用信息。從無線網絡的功能分層角度看，頻譜感知技術主要涉及物理層和鏈路層，其中物理層主要關注各種具體的本地檢測算法，而鏈路層主要關注用戶間的協作以及對感知機制的控制與優化。因此，目前頻譜感知技術的研究大多數集中在本地感知、協作感知和感知機制優化3個方面。本地頻譜感知是指單個認知用戶獨立執行某種檢測算法來感知頻譜使用情況，其檢測性能通常由虛警概率以及漏檢概率進行衡量。比較典型的感知算法包括：能量檢測算法，其主要原理是在特定頻段上，測量某段觀測時間內接收信號的總能量，然后與某一設定門限比較來判決主信號是否存在。由于該算法復雜度較低，實施簡單，同時不需要任何先驗信息，因此被認為是CR系統中最通用的感知算法。匹配濾波器檢測算法，是在確知主用戶信號先驗信息(如調制類型，脈沖整形，幀格式)情況下的最佳檢測算法。該算法的優勢在于能使檢測信噪比最大化，在相同性能限定下較能量檢測所需的采樣點個數少，因此處理時間更短。循環平穩特征檢測算法，其原理是通過分析循環自相關函數或者二維頻譜相關函數的方法得到信號頻譜相關統計特性，利用其呈現的周期性來區分主信號與噪聲。該算法在很低的信噪比下仍具有很好的檢測性能，而且針對各種信號類型獨特的統計特征進行循環譜分析，可以克服惡意干擾信號，大大提高檢測的性能和效率。協方差矩陣檢測算法，利用主信號的相關性建立信號樣本協方差矩陣，并以計算矩陣最大、最小特征值比率的方法做出判決。以上這些算法都是對主用戶發射端信號的直接檢測，基本都是從經典的信號檢測理論中移植過來的，單用戶本地感知主要面臨以下挑戰：首先，對感知設備提出了較高的硬件要求，如高速高分辨率的數模轉換器、高速的信號處理器、寬帶射頻(RF)單元、單/雙鏈路結構等等，以達到所需的檢測速度和靈敏度；其次，由于多徑衰落、陰影和本地干擾等因素的影響，單用戶本地頻譜檢測往往不能獲得滿意的性能。再次，如何檢測基于擴頻技術的主用戶信號也是個難點問題。Ghasemi將頻譜感知的主要難點問題歸結于3種不確定性：信道不確定性，即在陰影、衰落信道中，認知用戶很難從噪聲背景下區分出經歷深衰落的主信號；噪聲不確定性，主要是能量檢測的性能會因為噪聲估計的偏差受到嚴重影響；聚合干擾不確定性，當網絡中存在多個認知用戶時，單個認知用戶的發射可能不會干擾主用戶，但是多個用戶同時發射可能會超過主用戶的干擾溫度門限。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服上述不足提供一種寬帶白頻譜通信的DTMB頻譜感知方法。建立數據庫；接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息；根據數據庫中已存儲的頻譜使用信息與感知算法的一一映射關系，查找參與協作的認知用戶的無線網絡頻譜使用信息映射的感知算法，并將參與協作的認知用戶的無線網絡頻譜使用信息映射的感知算法調取出來；感知設備獲取參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息；感知設備接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息的信號后，對接收的參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息的信號進行處理得到基帶信號；運行所調取的感知算法對參與協作的認知用戶的頻譜環境進行感知；根據所述基帶信號獲得檢測統計量，并根據所述檢測統計量確定頻譜感知結果。進一步，所述感知設備獲取參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息的具體步驟為：參與協作的認知用戶實時向感知設備發送自身通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息，感知設備接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息。進一步，所述感知設備獲取參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息的具體步驟為：當參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息發生改變時，參與協作的認知用戶向感知設備發送自身通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息，感知設備接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息。進一步，所述根據所述基帶信號獲得檢測統計量，并根據所述檢測統計量確定頻譜感知結果的步驟具體為：通過濾波器對所述基帶信號進行濾波處理，并對濾波處理后的結果進行取模處理；選擇取模處理后的結果中的最大值，并計算取模處理后的結果的平均值；根據所述最大值以及所述平均值獲得檢測統計量。進一步，所述建立數據庫的具體步驟為：根據所述基帶信號獲得檢測統計量，并根據所述檢測統計量確定頻譜感知結果，開始上行頻譜感知工作，將頻譜感知結果的結果向下進行廣播；每次切換位時，實時向數據庫上傳參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息，數據庫接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息，由此形成無線網絡頻譜使用信息數據庫。本專利技術通過接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息，根據數據庫中已存儲的頻譜使用信息與感知算法的一一映射關系，查找參與協作的認知用戶的無線網絡頻譜使用信息映射的感知算法，并將參與協作的認知用戶的無線網絡頻譜使用信息映射的感知算法調取出來，從而不需要知道初始相位將不同符號間隔的相關系數進行線性合并，極大的改善信號的檢測性能，降低算法的復雜度。附圖說明圖1為本專利技術方法流程示意圖。具體實施方式以下結合具體實施例對本專利技術作進一步的說明：一種寬帶白頻譜通信的DTMB頻譜感知方法，包括步驟:根據控制指令信號，設置監測任務，輸入各項監測定位參數；根據各項監測定位參數配置全向天線；通過全向天線確定測向高度；通過測向高度定位無線電信號源；將定位的無線電信號源傳輸至控制中心，并將所述定位的無線電信號源存儲在數據庫中。所述根據控制指令信號，設置監測任務，輸入各項監測定位參數的具體步驟為：對控制指令信號進行解調獲得比特流；對獲得的比特流進行調制獲得重構的調制波形；將所述調制波形重構出接收波形；對所述接收波形進行波形識別獲得無線電監測參數并輸入各項監測定位參數。所述根據各項監測定位參數配置全向天線的步驟具體為：由各項監測定位參數向外圍成一個區域，在區域邊線均勻放置多個無線掃描節點，并將頻譜感知節點和主機放置在網絡覆蓋區域；頻譜感知節點采用寬帶全向天線，頻譜感知節點之間通過多個無線信道進行無線通信，并對控制指令信號的強度進行測量；頻譜感知節點控制各無線掃描節點，將采集的信息發送給主機。所述通過測向高度定位無線電信號源的步驟具體為：通過測向高度測出無線電信號強度的最大值對應的高度；在無線電信號強度的最大值對應的高度處測出無線電信號源所在方向；通過測出的無線電信號源所在方向繼續測量，直到測量到的數據計算無線電信號源的位置。將定位的無線電信號源傳輸至控制中心，并將所述定位的無線電信號源存儲在數據庫中的具體步驟為：將定位的無線電信號源通過高速無線傳輸鏈路傳輸至控制中心；并將所述定位的無線電信號源的載波頻率和分量存儲在數據庫中。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種寬帶白頻譜通信的DTMB頻譜感知方法，其特征在于包括步驟:建立數據庫；接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息；根據數據庫中已存儲的頻譜使用信息與感知算法的一一映射關系，查找參與協作的認知用戶的無線網絡頻譜使用信息映射的感知算法，并將參與協作的認知用戶的無線網絡頻譜使用信息映射的感知算法調取出來；感知設備獲取參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息；感知設備接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息的信號后，對接收的參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息的信號進行處理得到基帶信號；運行所調取的感知算法對參與協作的認知用戶的頻譜環境進行感知；根據所述基帶信號獲得檢測統計量，并根據所述檢測統計量確定頻譜感知結果。

【技術特征摘要】
1.一種寬帶白頻譜通信的DTMB頻譜感知方法，其特征在于包括步驟:建立數據庫；接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息；根據數據庫中已存儲的頻譜使用信息與感知算法的一一映射關系，查找參與協作的認知用戶的無線網絡頻譜使用信息映射的感知算法，并將參與協作的認知用戶的無線網絡頻譜使用信息映射的感知算法調取出來；感知設備獲取參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息；感知設備接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息的信號后，對接收的參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息的信號進行處理得到基帶信號；運行所調取的感知算法對參與協作的認知用戶的頻譜環境進行感知；根據所述基帶信號獲得檢測統計量，并根據所述檢測統計量確定頻譜感知結果。2.根據權利要求1所述的寬帶白頻譜通信的DTMB頻譜感知方法，其特征在于所述感知設備獲取參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息的具體步驟為：參與協作的認知用戶實時向感知設備發送自身通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息，感知設備接收參與協作的認知用戶通過信號檢測獲取的無線網絡頻譜使用信息。3.根據權利要求2所述的寬帶白頻譜通信的DTMB頻譜感知方法，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：余儀琳，張德鑫，徐鏡媛，
申請(專利權)人：成都米風通信技術有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51