宽带白频谱通信的DTMB频谱感知方法技术

本发明专利技术公开了一种宽带白频谱通信的DTMB频谱感知方法，建立数据库，接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息等步骤。本发明专利技术通过接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息，根据数据库中已存储的频谱使用信息与感知算法的一一映射关系，查找参与协作的认知用户的无线网络频谱使用信息映射的感知算法，并将参与协作的认知用户的无线网络频谱使用信息映射的感知算法调取出来，从而不需要知道初始相位将不同符号间隔的相关系数进行线性合并，极大的改善信号的检测性能，降低算法的复杂度。

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.

【技术实现步骤摘要】
宽带白频谱通信的DTMB频谱感知方法
本专利技术属于无线通信
具体涉及一种宽带白频谱通信的DTMB频谱感知方法。
技术介绍
频谱感知技术是指认知用户通过各种信号检测和处理手段来获取无线网络中的频谱使用信息。从无线网络的功能分层角度看，频谱感知技术主要涉及物理层和链路层，其中物理层主要关注各种具体的本地检测算法，而链路层主要关注用户间的协作以及对感知机制的控制与优化。因此，目前频谱感知技术的研究大多数集中在本地感知、协作感知和感知机制优化3个方面。本地频谱感知是指单个认知用户独立执行某种检测算法来感知频谱使用情况，其检测性能通常由虚警概率以及漏检概率进行衡量。比较典型的感知算法包括：能量检测算法，其主要原理是在特定频段上，测量某段观测时间内接收信号的总能量，然后与某一设定门限比较来判决主信号是否存在。由于该算法复杂度较低，实施简单，同时不需要任何先验信息，因此被认为是CR系统中最通用的感知算法。匹配滤波器检测算法，是在确知主用户信号先验信息(如调制类型，脉冲整形，帧格式)情况下的最佳检测算法。该算法的优势在于能使检测信噪比最大化，在相同性能限定下较能量检测所需的采样点个数少，因此处理时间更短。循环平稳特征检测算法，其原理是通过分析循环自相关函数或者二维频谱相关函数的方法得到信号频谱相关统计特性，利用其呈现的周期性来区分主信号与噪声。该算法在很低的信噪比下仍具有很好的检测性能，而且针对各种信号类型独特的统计特征进行循环谱分析，可以克服恶意干扰信号，大大提高检测的性能和效率。协方差矩阵检测算法，利用主信号的相关性建立信号样本协方差矩阵，并以计算矩阵最大、最小特征值比率的方法做出判决。以上这些算法都是对主用户发射端信号的直接检测，基本都是从经典的信号检测理论中移植过来的，单用户本地感知主要面临以下挑战：首先，对感知设备提出了较高的硬件要求，如高速高分辨率的数模转换器、高速的信号处理器、宽带射频(RF)单元、单/双链路结构等等，以达到所需的检测速度和灵敏度；其次，由于多径衰落、阴影和本地干扰等因素的影响，单用户本地频谱检测往往不能获得满意的性能。再次，如何检测基于扩频技术的主用户信号也是个难点问题。Ghasemi将频谱感知的主要难点问题归结于3种不确定性：信道不确定性，即在阴影、衰落信道中，认知用户很难从噪声背景下区分出经历深衰落的主信号；噪声不确定性，主要是能量检测的性能会因为噪声估计的偏差受到严重影响；聚合干扰不确定性，当网络中存在多个认知用户时，单个认知用户的发射可能不会干扰主用户，但是多个用户同时发射可能会超过主用户的干扰温度门限。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述不足提供一种宽带白频谱通信的DTMB频谱感知方法。建立数据库；接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息；根据数据库中已存储的频谱使用信息与感知算法的一一映射关系，查找参与协作的认知用户的无线网络频谱使用信息映射的感知算法，并将参与协作的认知用户的无线网络频谱使用信息映射的感知算法调取出来；感知设备获取参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息；感知设备接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息的信号后，对接收的参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息的信号进行处理得到基带信号；运行所调取的感知算法对参与协作的认知用户的频谱环境进行感知；根据所述基带信号获得检测统计量，并根据所述检测统计量确定频谱感知结果。进一步，所述感知设备获取参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息的具体步骤为：参与协作的认知用户实时向感知设备发送自身通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息，感知设备接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息。进一步，所述感知设备获取参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息的具体步骤为：当参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息发生改变时，参与协作的认知用户向感知设备发送自身通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息，感知设备接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息。进一步，所述根据所述基带信号获得检测统计量，并根据所述检测统计量确定频谱感知结果的步骤具体为：通过滤波器对所述基带信号进行滤波处理，并对滤波处理后的结果进行取模处理；选择取模处理后的结果中的最大值，并计算取模处理后的结果的平均值；根据所述最大值以及所述平均值获得检测统计量。进一步，所述建立数据库的具体步骤为：根据所述基带信号获得检测统计量，并根据所述检测统计量确定频谱感知结果，开始上行频谱感知工作，将频谱感知结果的结果向下进行广播；每次切换位时，实时向数据库上传参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息，数据库接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息，由此形成无线网络频谱使用信息数据库。本专利技术通过接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息，根据数据库中已存储的频谱使用信息与感知算法的一一映射关系，查找参与协作的认知用户的无线网络频谱使用信息映射的感知算法，并将参与协作的认知用户的无线网络频谱使用信息映射的感知算法调取出来，从而不需要知道初始相位将不同符号间隔的相关系数进行线性合并，极大的改善信号的检测性能，降低算法的复杂度。附图说明图1为本专利技术方法流程示意图。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明：一种宽带白频谱通信的DTMB频谱感知方法，包括步骤:根据控制指令信号，设置监测任务，输入各项监测定位参数；根据各项监测定位参数配置全向天线；通过全向天线确定测向高度；通过测向高度定位无线电信号源；将定位的无线电信号源传输至控制中心，并将所述定位的无线电信号源存储在数据库中。所述根据控制指令信号，设置监测任务，输入各项监测定位参数的具体步骤为：对控制指令信号进行解调获得比特流；对获得的比特流进行调制获得重构的调制波形；将所述调制波形重构出接收波形；对所述接收波形进行波形识别获得无线电监测参数并输入各项监测定位参数。所述根据各项监测定位参数配置全向天线的步骤具体为：由各项监测定位参数向外围成一个区域，在区域边线均匀放置多个无线扫描节点，并将频谱感知节点和主机放置在网络覆盖区域；频谱感知节点采用宽带全向天线，频谱感知节点之间通过多个无线信道进行无线通信，并对控制指令信号的强度进行测量；频谱感知节点控制各无线扫描节点，将采集的信息发送给主机。所述通过测向高度定位无线电信号源的步骤具体为：通过测向高度测出无线电信号强度的最大值对应的高度；在无线电信号强度的最大值对应的高度处测出无线电信号源所在方向；通过测出的无线电信号源所在方向继续测量，直到测量到的数据计算无线电信号源的位置。将定位的无线电信号源传输至控制中心，并将所述定位的无线电信号源存储在数据库中的具体步骤为：将定位的无线电信号源通过高速无线传输链路传输至控制中心；并将所述定位的无线电信号源的载波频率和分量存储在数据库中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带白频谱通信的DTMB频谱感知方法，其特征在于包括步骤:建立数据库；接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息；根据数据库中已存储的频谱使用信息与感知算法的一一映射关系，查找参与协作的认知用户的无线网络频谱使用信息映射的感知算法，并将参与协作的认知用户的无线网络频谱使用信息映射的感知算法调取出来；感知设备获取参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息；感知设备接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息的信号后，对接收的参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息的信号进行处理得到基带信号；运行所调取的感知算法对参与协作的认知用户的频谱环境进行感知；根据所述基带信号获得检测统计量，并根据所述检测统计量确定频谱感知结果。

【技术特征摘要】
1.一种宽带白频谱通信的DTMB频谱感知方法，其特征在于包括步骤:建立数据库；接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息；根据数据库中已存储的频谱使用信息与感知算法的一一映射关系，查找参与协作的认知用户的无线网络频谱使用信息映射的感知算法，并将参与协作的认知用户的无线网络频谱使用信息映射的感知算法调取出来；感知设备获取参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息；感知设备接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息的信号后，对接收的参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息的信号进行处理得到基带信号；运行所调取的感知算法对参与协作的认知用户的频谱环境进行感知；根据所述基带信号获得检测统计量，并根据所述检测统计量确定频谱感知结果。2.根据权利要求1所述的宽带白频谱通信的DTMB频谱感知方法，其特征在于所述感知设备获取参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息的具体步骤为：参与协作的认知用户实时向感知设备发送自身通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息，感知设备接收参与协作的认知用户通过信号检测获取的无线网络频谱使用信息。3.根据权利要求2所述的宽带白频谱通信的DTMB频谱感知方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：余仪琳，张德鑫，徐镜媛，
申请(专利权)人：成都米风通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51