一种频谱感知方法和频谱感知系统、客户端和服务端技术方案

本发明专利技术提供一种频谱感知方法和频谱感知系统、客户端和服务端。该频谱感知方法包括：采用能量感知方式判断干扰信号是否存在；采用循环谱特征感知方式判断干扰信号是否存在；根据能量感知方式的判断结果和循环谱特征感知方式的判断结果确定干扰用户是否存在。该频谱感知方法通过采用能量感知方式和循环谱特征感知方式对频谱进行混合感知，实现了粗感知和细感知相结合的频谱混合感知，从而提高了干扰用户的检测精度和检测速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，具体地，涉及一种频谱感知方法和频谱感知系统、客户端和服务端。
技术介绍
在LTE系统中，自有信道内UE属于授权用户，通讯时不需要考虑是否会影响信道中其他用户的通讯。但是考虑到潜在的干扰用户对自身通讯的干扰，可对信道进行频谱感知，以避开正在通讯的信号，从而使自身的通讯不受到影响。LTE系统中，如果能对感知信道进行认知使用，则可以提高频谱利用率。在这部分频带中，LTE系统的认知用户属于次用户，占用非授权频段的行为会对信道中可能存在的其他授权用户通信产生影响。所以，在这些频带内的通信应该对信道中可能存在的其他用户信息进行准确和及时的检测，以尽可能的避免对其产生干扰。但频繁的频谱感知在带来很高的检测概率的同时，也会造成较大的时间开销。而增大的感知周期虽然会缩小开销，但同时也降低了检测概率，对信道中的授权用户通信带来不可忽略的干扰。目前常用的频谱感知方法主要有：能量检测法和匹配滤波法。能量检测法是一种盲检算法，对信号没有任何假设，适用于任何信号，但是不能给出精确的信号参数。能量检测法的缺点为该方法不能知道有关信号时域和频谱的详细信息，同时能量检测法的门限值难以设定，很容易受到噪声变化的影响。能量检测法的另一个缺点是不能有效地区分信号和噪声，因此能量检测法容易被不明信号误导而产生误判决。匹配滤波法是一种最优的信号检测法，能使信号输出的信噪比达到最大。匹配滤波法的优点是能够在短时间里获得高处理增益，但是使用匹配滤波法进行信号检测，必须知道被检测的干扰用户信号的先验知识，比如调制方式、脉冲波形、数据包格式等，如果这些信息不准确，感知性能会严重恶化，同时匹配滤波法运算量大，实现复杂度高，通常用来检测某些特定信号。目前传统的频谱感知方法中，一个接收端只采用一种频谱感知方式。由于采用的感知方式不同，因而各感知算法的检测有各自的优缺点。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种频谱感知方法和频谱感知系统、客户端和服务端。该频谱感知方法通过采用能量感知方式和循环谱特征感知方式对频谱进行混合感知，实现了粗感知和细感知相结合的频谱混合感知，从而提高了干扰用户的检测精度和检测速度。本专利技术提供一种频谱感知方法，包括：采用能量感知方式判断干扰信号是否存在；采用循环谱特征感知方式判断所述干扰信号是否存在；根据所述能量感知方式的判断结果和所述循环谱特征感知方式的判断结果确定干扰用户是否存在。优选地，所述采用能量感知方式判断干扰信号是否存在包括：对设定时间内接收到的信号能量进行检测；将检测到的信号能量累积值与设定的门限值进行比较；当所述信号能量累积值小于等于所述门限值时，判断所述干扰信号不存在；当所述信号能量累积值大于所述门限值时，判断所述干扰信号疑似存在；当判断所述干扰信号疑似存在时，判断所述干扰信号的持续时间是否大于一个能量感知过程的时间，当判断结果为否时，确定所述干扰信号不存在；当判断结果为是时，确定所述干扰信号存在。优选地，所述门限值根据公式计算，其中，Pf为虚警概率，N为采样点的个数，σ2为噪声方差。优选地，所述采用循环谱特征感知方式判断所述干扰信号是否存在包括：当采用所述能量感知方式判断所述干扰信号存在时，采用循环谱特征感知方式判断所述干扰信号的功率谱累积值是否大于设定的功率谱门限值，当判断结果为否时，确定所述干扰信号不存在；当判断结果为是时，确定所述干扰信号存在。优选地，所述功率谱门限值根据历史经验值确定。优选地，所述根据所述能量感知方式的判断结果和所述循环谱特征感知方式的判断结果确定干扰用户是否存在包括：判断所述能量感知方式的判断结果和所述循环谱特征感知方式的判断结果是否均为所述干扰信号存在；当判断结果为是时，确定所述干扰用户存在；否则，确定所述干扰用户不存在。本专利技术还提供一种频谱感知系统，包括第一判断单元，用于采用能量感知方式判断干扰信号是否存在；第二判断单元，用于采用循环谱特征感知方式判断所述干扰信号是否存在；确定单元，用于根据所述能量感知方式的判断结果和所述循环谱特征感知方式的判断结果确定干扰用户是否存在。优选地，所述第一判断单元包括：检测模块，用于对设定时间内接收到的信号能量进行检测；第一比较模块，用于将检测到的信号能量累积值与设定的门限值进行比较；第一判断模块，用于当所述信号能量累积值小于等于所述门限值时，判断所述干扰信号不存在；当所述信号能量累积值大于所述门限值时，判断所述干扰信号疑似存在；第二判断模块，用于当判断所述干扰信号疑似存在时，判断所述干扰信号的持续时间是否大于一个能量感知过程的时间；第一确定模块，用于当所述第二判断模块的判断结果为否时，确定所述干扰信号不存在；当所述第二判断模块的判断结果为是时，确定所述干扰信号存在。优选地，所述第二判断单元包括：第三判断模块，用于当所述第一判断单元的判断结果为是时，采用循环谱特征感知方式判断所述干扰信号的功率谱累积值是否大于设定的功率谱门限值；第二确定模块，用于当所述第三判断模块的判断结果为否时，确定所述干扰信号不存在；当所述第三判断模块的判断结果为是时，确定所述干扰信号存在。优选地，所述确定单元包括：第四判断模块，用于判断所述能量感知方式的判断结果和所述循环谱特征感知方式的判断结果是否均为所述干扰信号存在；第三确定模块，用于当所述第四判断模块的判断结果为是时，确定所述干扰用户存在，否则，确定所述干扰用户不存在。本专利技术还提供一种客户端，包括上述频谱感知系统。本专利技术还提供一种服务端，包括上述频谱感知系统。本专利技术的有益效果：本专利技术所提供的频谱感知方法，通过采用能量感知方式判断干扰信号是否存在，能够实现对频谱的粗感知，通过采用循环谱特征感知方式判断干扰信号是否存在，降低了频谱感知算法的复杂度，同时能够准确地区分噪声和有用信号，在低信噪比的情况下，检测准确度高，能够实现对频谱的细感知，该频谱感知方法通过采用能量感知方式和循环谱特征感知方式对频谱进行混合感知，实现了粗感知和细感知相结合的频谱混合感知，从而提高了干扰用户的检测精度和检测速度。本专利技术所提供的频谱感知系统，通过设置第一判断单元，能采用能量感知方式判断干扰信号是否存在，从而实现了对频谱的粗感知，通过设置第二判断单元，能采用循环谱特征感知方式判断干扰信号是否存在，从而降低了频谱感知算法的复杂度，同时能够准确地区分噪声和有用信号，在低信噪比的情况下，检测准确度高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频谱感知方法，其特征在于，包括：采用能量感知方式判断干扰信号是否存在；采用循环谱特征感知方式判断所述干扰信号是否存在；根据所述能量感知方式的判断结果和所述循环谱特征感知方式的判断结果确定干扰用户是否存在。

【技术特征摘要】
1.一种频谱感知方法，其特征在于，包括：
采用能量感知方式判断干扰信号是否存在；
采用循环谱特征感知方式判断所述干扰信号是否存在；
根据所述能量感知方式的判断结果和所述循环谱特征感知方式的判断结果确定干扰
用户是否存在。
2.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，所述采用能量感知方式判断干扰
信号是否存在包括：
对设定时间内接收到的信号能量进行检测；
将检测到的信号能量累积值与设定的门限值进行比较；当所述信号能量累积值小于等
于所述门限值时，判断所述干扰信号不存在；当所述信号能量累积值大于所述门限值时，判
断所述干扰信号疑似存在；
当判断所述干扰信号疑似存在时，判断所述干扰信号的持续时间是否大于一个能量感
知过程的时间，当判断结果为否时，确定所述干扰信号不存在；当判断结果为是时，确定所
述干扰信号存在。
3.根据权利要求2所述的频谱感知方法，其特征在于，所述门限值根据公式计算，其中，Pf为虚警概率，N为采样点的个数，σ2为噪声方差。
4.根据权利要求1或2所述的频谱感知方法，其特征在于，所述采用循环谱特征感知方
式判断所述干扰信号是否存在包括：
当采用所述能量感知方式判断所述干扰信号存在时，采用循环谱特征感知方式判断所
述干扰信号的功率谱累积值是否大于设定的功率谱门限值，当判断结果为否时，确定所述
干扰信号不存在；当判断结果为是时，确定所述干扰信号存在。
5.根据权利要求4所述的频谱感知方法，其特征在于，所述功率谱门限值根据历史经验
值确定。
6.根据权利要求4所述的频谱感知方法，其特征在于，所述根据所述能量感知方式的判
断结果和所述循环谱特征感知方式的判断结果确定干扰用户是否存在包括：
判断所述能量感知方式的判断结果和所述循环谱特征感知方式的判断结果是否均为
所述干扰信号存在；当判断结果为是时，确定所述干扰用户存在；否则，确定所述干扰用户
不存在。
7.一种频谱感知系统，其特征在于，包括第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：程刚，陈广泉，
申请(专利权)人：中国联合网络通信集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11