一种认知无线电系统中竞争频谱的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种认知无线电系统中竞争频谱的方法和系统，该方法包括：干扰系统检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值；当第一干扰样本能量平均值小于预设第一干扰门限时，干扰系统确定本干扰系统继续在工作频点上工作；当第一干扰样本能量平均值不小于预设第一干扰门限时，干扰系统比较第一干扰样本能量平均值与预设第二干扰门限；当第一干扰样本能量平均值小于预设第二干扰门限时，干扰系统调整本干扰系统的发射参数，并继续在工作频点上工作；当第一干扰样本能量平均值不小于预设第二干扰门限时，干扰系统退出工作频点。本发明专利技术实施例中，可以提高干扰系统的系统性能。

【技术实现步骤摘要】
一种认知无线电系统中竞争频谱的方法和系统
本专利技术涉及了通信
，尤其是涉及了一种认知无线电系统中竞争频谱的方法和系统。
技术介绍
无线电通信频谱是宝贵的自然资源，随着无线通信技术的飞快发展，频谱资源贫乏的问题日益严重，为缓解频谱资源紧张的现状，当前对无线通信频谱进行了监测和研究，发现某些频段（如电视频段）在大多数时间内并未使用或在大多数地域内并未使用，而某些频段出现多系统多用户同时竞争的情况，即某些业务承载量很大的系统没有足够频谱资源，另一些业务承载量不大的系统却占用太多资源。CR（CognitiveRadio，认知无线电）的概念正是在这种背景下产生的，其基本思想是：在不对授权系统造成干扰的前提下，CR系统通过监测当前无线环境的变化来动态的选择空白频段进行通信。当CR系统机会性使用授权系统的空白频段时，保护授权系统不受干扰是基本前提，这种保护主要包含：CR系统准确判断出哪些授权系统的频段是可用的空白频段（在这些频段上引入CR系统不会影响授权系统的正常工作）；当占用频段不再可用时，CR系统需要及时的将这些频段退让给授权系统。确定空白频谱的方法包括：（1）感知方法，CR系统的基站设备通过感知算法来检测某频段上授权系统信号的强度，当信号的强度大于某个门限值时，认为该基站设备距离使用这个频段的授权系统距离过近，在此频段上引入CR系统会对授权系统的正常工作产生影响，因此该频段不可用；（2）数据库方法，CR系统从本地数据库中直接读取针对某具体位置，哪些频段可以使用。CR系统的应用场景主要分为两大类，第一类为机会式使用授权系统的频谱；第二类为多个CR系统机会式使用某个频段，该频段不隶属于任何一个系统，多个CR系统公平的使用某个频段，即当某个频段空闲时即可使用，或按一定的优先级使用（非公平式）某个频段，即当某个优先级较高的CR系统使用某个频段时，低优先级的CR系统则需要退出相应频段的使用。对于第一类应用场景和第二类的非公平式应用场景，要求保障授权系统或者高优先级系统的业务性能，则要求：CR系统准确判断出哪些频段是可用的空白频段（在这些频段上引入某CR系统不会影响授权系统或更高优先级系统的正常工作）；当占用频段不再可用时，即授权系统或更高优先级的系统出现时，CR系统需要及时的将这些频段退让给授权系统或更高优先级系统。对于第二类的公平式应用场景，在接入某个频段时，目前存在如下两种方式：第一种是listen-before-talk的方式，即在接入某个频段之前，先进行干扰测量，一旦确认该频段被占用，则放弃该频段，尝试其他频段；第二种是不进行任何测量，直接占用某个频段，当不能工作时再尝试其他频段。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：对于采用第二种方式接入的CR系统来说，不经过任何测量直接占用某个频段显然会导致互干扰现象的发生。采用第二种方式接入的CR系统如果放弃对本频段的使用，对该CR系统内的用户是不公平的，该CR系统内的用户需要无辜的进行频谱切换，对该CR系统的性能带来不良影响。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种认知无线电系统中竞争频谱的方法和系统，以避免干扰系统内的用户无辜的进行频谱切换，提高干扰系统性能。为了达到上述目的，本专利技术实施例提供一种认知无线电系统中竞争频谱的方法，包括：干扰系统在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，占用所述工作频点的信道，并在所述工作频点上工作；所述干扰系统检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值；所述干扰系统比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限；当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第一干扰门限时，所述干扰系统确定本干扰系统继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，所述干扰系统比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第二干扰门限；当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第二干扰门限时，所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数，并继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第二干扰门限时，所述干扰系统退出所述工作频点。本专利技术实施例提供一种认知无线电系统中竞争频谱的干扰系统，包括：干扰检测单元，用于在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，占用所述工作频点的信道，并在所述工作频点上工作；以及，检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值；干扰判断单元，用于比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第二干扰门限；干扰处理单元，用于当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第一干扰门限时，确定本干扰系统继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第二干扰门限时，确定继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第二干扰门限时，退出所述工作频点；发射参数调整单元，用于当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第二干扰门限时，调整本干扰系统的发射参数。与现有技术相比，本专利技术实施例至少具有以下优点：本专利技术实施例中，干扰系统在检测到工作频点上发生干扰时，通过调整本干扰系统的发射参数，以迫使受扰系统退出该工作频点，从而可以避免干扰系统内的用户无辜的进行频谱切换，并可以提高干扰系统的系统性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种认知无线电系统中竞争频谱的方法流程示意图；图2是本专利技术实施例三提供的一种认知无线电系统中竞争频谱的干扰系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本专利技术实施例一提供一种认知无线电系统中竞争频谱的方法，本专利技术实施例中，假设已经占用某频点（即信道）的系统为受扰系统，该频点为受扰系统的工作频点，另一个接入该频点的系统为干扰系统。其中，受扰系统在工作频点（如频点f1）上工作（即稳定工作）时，干扰系统在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，会在受扰系统的工作频点上开始工作；如图1所示，该方法包括以下步骤：步骤101，干扰系统在未对工作频点（即受扰系统的工作频点）进行干扰检测的情况下，直接占用工作频点的信道，并在工作频点上工作。步骤102，干扰系统检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值。本专利技术实施例中，在干扰检测过程中，为了避免本干扰系统信号对测量带来干扰，需要设置测量时间（预设测量时间），并在预设测量时间内检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，且在预设测量时间内，干扰系统需要停止在该工作频点上的所有传输，在预设测量时间结束之后，干扰系统需要恢复在该工作频点上的所有传输；基于此，干扰系统检测本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种认知无线电系统中竞争频谱的方法，其特征在于，包括：干扰系统在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，占用所述工作频点的信道，并在所述工作频点上工作；所述干扰系统检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值；所述干扰系统比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限；当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第一干扰门限时，所述干扰系统确定本干扰系统继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，所述干扰系统比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第二干扰门限；当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第二干扰门限时，所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数，并继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第二干扰门限时，所述干扰系统退出所述工作频点。

【技术特征摘要】
1.一种认知无线电系统中竞争频谱的方法，其特征在于，包括：干扰系统在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，占用所述工作频点的信道，并在所述工作频点上工作；所述干扰系统检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值；所述干扰系统比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限；当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第一干扰门限时，所述干扰系统确定本干扰系统继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，所述干扰系统比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第二干扰门限；当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第二干扰门限时，所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数，并继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第二干扰门限时，所述干扰系统退出所述工作频点；其中，所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数，具体包括：所述干扰系统通过如下方式之一或任意组合将本干扰系统的发射参数调整为最佳发射参数：所述干扰系统提高网络侧的发射功率至最大发射功率；所述干扰系统启动波束赋形技术；所述干扰系统降低调制编码模式等级为最低等级。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设第一干扰门限的设置方式为：所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数为检测本干扰系统的干扰情况时所使用的发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第一干扰门限。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设第二干扰门限的设置方式为：所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第二干扰门限。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述干扰系统从调整本干扰系统的发射参数开始，在预设等待时间之后，检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第二干扰样本能量平均值，并比较所述第二干扰样本能量平均值与预设第三干扰门限；当所述第二干扰样本能量平均值小于所述预设第三干扰门限时，所述干扰系统根据当前干扰情况调整本干扰系统的发射参数，并继续在所述工作频点上工作；当所述第二干扰样本能量平均值不小于所述预设第三干扰门限时，所述干扰系统退出所述工作频点。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设第三干扰门限的设置方式为：在所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数为使本干扰系统性能最优的发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第三干扰门限。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述干扰系统检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值或者第二干扰样本能量平均值的过程，具体包括：所述干扰系统在预设测量时间内检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到所述预设测量时间内的多个采样点的信号功率，并对所述多个采样点的信号功率进行平滑处理，得到第一干扰样本能量平均值或者第二干扰样本能量平均值。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述干扰系统对所述多个采样点的信号功率进行平滑处理，具体包括：所述干扰系统通过如下公式进行平滑处理：其中，ni表示第i个检测周期的采样点个数，Pi,j表示在第i个检测周期内，第j个采样点的信号功率，N表示检测周期的数量。8.一种认知无线电系统中竞争频谱的干扰系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李媛媛，蒋成钢，白文岭，杨宇，胡金玲，
申请(专利权)人：电信科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11