一种频谱感知方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种频谱感知方法及装置，其中,包括基于第一发射增益在目标信道上发送前导码信号；基于正常模式，接收包含所述前导码信号的混合信号并通过拟合分离方法将所述混合信号分离得到目标信号；根据所述目标信号生成所述目标信道的频谱；通过信道冲激响应拼接，将所述频谱拼接得到高清频谱；基于所述高清频谱，确认所述目标信道的占用状态。本发明专利技术通过超宽带技术，从超宽带发送模块提供的信道冲激响应CIR中，获取极高带宽(带宽为500MHz

【技术实现步骤摘要】
一种频谱感知方法及装置


[0001]本专利技术涉及频谱感知设备
，特别涉及一种频谱感知方法及装置。

技术介绍

[0002]频谱感知，是指获取某一个时间，某一个地点，某一个频率范围内的频谱信息。超宽带技术，是指一种带宽超过500MHz的新型通信技术。随着各种通信业务的不断增长，频谱逐渐出现短缺的现象。为了缓解这一问题，开始实行动态频谱分配政策，比如在3
‑
5GHz频段上的主营业务是卫星通信以及5G商用设备，但在不影响主营业务的情况下，允许一些个人通信设备使用此频段。为了确保主营业务不被影响，频谱管理机构需要时刻监测不同地点频谱的使用情况。为此，传统方法是使用车载雷达等大型的高精度大带宽的频谱测量仪不断巡逻探测，检测频谱是否被占用。但是这个方法成本极高，而且容易遗漏一些大型设备无法抵达的区域。
[0003]现今公开有一种构建大规模频谱感知网络的方法，即在一片区域内的多个位置放置一些低成本的频谱感知设备，这些频谱感知设备将不断向管理者上传其所在位置的频谱数据，管理者通过对数据汇总处理，即可获取这一区域内的频谱信息。然而这种低成本的频谱感知设备通常只能进行窄带的频谱感知，比如基于USRP(通用软件无线电外设)的频谱感知设备，一次只能感知50MHz带宽的频谱信息，不能进行大带宽频谱感知，容易造成一些处于检测带宽外的瞬时信号被遗漏。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种频谱感知方法及装置，解决了传统低成本频谱感知方法及设备不能进行大带宽频谱感知的技术问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种频谱感知方法，其中包括：
[0006]基于第一发射增益在目标信道上发送前导码信号；
[0007]基于正常模式，接收包含所述前导码信号的混合信号并通过拟合分离方法将所述混合信号分离得到目标信号；
[0008]根据所述目标信号生成所述目标信道的频谱；
[0009]通过信道冲激响应拼接，将所述目标信道的频谱拼接得到高清频谱；
[0010]基于所述高清频谱，确认所述目标信道的占用状态。
[0011]所述频谱感知方法，其中，所述接收包含所述前导码信号的混合信号并通过拟合分离方法将所述混合信号分离得到目标信号的步骤之前包括：
[0012]若接收到所述前导码信号的时间超过预设的时间阈值，则将所述第一发射增益切换为第二发送增益。
[0013]所述频谱感知方法，其中，所述基于第一发射增益在目标信道上发送前导码信号的步骤之后包括：
[0014]基于雷达模式，接收包含所述前导码信号的混合信号并将所述混合信号分离得到所述目标信号。
[0015]所述频谱感知方法，其中，所述基于雷达模式，接收包含所述前导码信号的混合信号并将所述混合信号分离得到所述目标信号的步骤包括：
[0016]基于所述雷达模式，获取第一采样长度阈值内带有所述前导码信号的信道冲激响应采样点；
[0017]将所述信道冲激响应采样点累加得到所述混合信号；
[0018]将所述混合信号分离得到所述目标信号；
[0019]同时，根据所述目标信号判断所述目标信道是否被占用；
[0020]若否，则保持所述雷达模式并接收所述混合信号；
[0021]若是，则切换到所述第二发射增益并判断当前测量结果和前一次的测量结果是否相同，若是，则切换到所述正常模式接收所述混合信号；若否，则保持所述雷达模式并接收所述混合信号。
[0022]所述频谱感知方法，其中，所述基于正常模式，接收包含所述前导码信号的混合信号并通过拟合分离方法将所述混合信号分离得到目标信号的步骤包括：
[0023]基于所述正常模式，获取第二采样长度阈值内带有所述前导码信号的信道冲激响应采样点；
[0024]将所述信道冲激响应采样点累加得到所述混合信号；
[0025]通过所述拟合分离方法将所述混合信号分离得到所述目标信号，同时根据所述目标信号判断所述目标信道是否被占用；
[0026]若否，则切换到所述雷达模式并接收所述混合信号；
[0027]若是，则保持当前所述正常模式接收所述混合信号。
[0028]所述频谱感知方法，其中，所述混合信号包括第一混合信号和第二混合信号，所述第一混合信号和所述第二混合信号分别由两个接收端同时接收得到，所述第一混合信号和所述第二混合信号均包括信道冲激响应和目标信号。
[0029]所述频谱感知方法，其中，所述通过所述拟合分离方法将所述混合信号分离得到所述目标信号，同时根据所述目标信号判断所述目标信道是否被占用的步骤包括：
[0030]获取自身信道冲激响应，将所述自身信道冲激响应进行曲线拟合得到新的自身信道冲激响应；
[0031]将所述第一混合信号和所述第二混合信号分别进行曲线拟合，并根据所述信道冲激响应，得到新的第一混合信号和新的第二混合信号；
[0032]通过约束方程求得自动增益控制缩放系数k，通过所述新的自身信道冲激响应H(f)和所述新的第一混合信号F1(f)计算得到第一目标信号X1(f)，其中所述第一目标信号X1(f)＝(1/a)*F1(f)
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H(f)；通过所述新的自身信道冲激响应H(f)和所述新的第二混合信号F2(f)计算得到第二目标信号X2(f)，其中所述第二目标信号X2(f)＝(1/a)*F2(f)
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H(f)；
[0033]将所述第一混合信号和所述第二混合信号求平均值，得到最终的所述目标信号；
[0034]同时，根据所述目标信号Mean、最高值Max和总能量E，求得阈值K，若所述目标信号大于所述信号阈值，则确定所述目标信道被占用；若所述目标信号小于等于所述信号阈值，则确定所述目标信道未被占用，其中所述信号阈值K＝2*Mean*(E/MAX)。
[0035]所述频谱感知方法，其中，所述约束方程为：
[0036][0037]所述频谱感知方法，其中，所述通过信道冲激响应拼接，将所述目标信道的频谱拼接得到高清频谱，具体包括：
[0038]将相邻的所述目标信号依次接入缓存池，对所述缓存池内的所述目标信号进行逆傅里叶变换，得到周期函数；
[0039]对所述缓存池的数据x_cache(t)求均值得到数据平均值Mean_cache，对所述周期函数x(t)求均值得到周期函数平均值Mean_x，对所述数据x_cache(t)进行缩放得到数据缩放值x_cache
’
(t)，其中所述数据缩放值x_cache
’
(t)＝(Mean_x/Mean_cache)*x_cache(t)；
[0040]将所述数据缩放值x_cache
’
(t)的后十个数设为数据集C，将所述数据缩放值x_cache
’
(t)的前十个数设为数据集X；
[0041]获取数据集C最大值Max_C、数据集X最大值Max_X、数据集C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种频谱感知方法，其特征在于，所述方法包括：基于第一发射增益在目标信道上发送前导码信号；基于正常模式，接收包含所述前导码信号的混合信号并通过拟合分离方法将所述混合信号分离得到目标信号；根据所述目标信号生成所述目标信道的频谱；通过信道冲激响应拼接，将所述目标信道的频谱拼接得到高清频谱；基于所述高清频谱，确认所述目标信道的占用状态。2.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，所述接收包含所述前导码信号的混合信号并通过拟合分离方法将所述混合信号分离得到目标信号的步骤之前包括：若接收到所述前导码信号的时间超过预设的时间阈值，则将所述第一发射增益切换为第二发送增益。3.根据权利要求2所述的频谱感知方法，其特征在于，所述基于第一发射增益在目标信道上发送前导码信号的步骤之后包括：基于雷达模式，接收包含所述前导码信号的混合信号并将所述混合信号分离得到所述目标信号。4.根据权利要求3所述的频谱感知方法，其特征在于，所述基于雷达模式，接收包含所述前导码信号的混合信号并将所述混合信号分离得到所述目标信号的步骤包括：基于所述雷达模式，获取第一采样长度阈值内带有所述前导码信号的信道冲激响应采样点；将所述信道冲激响应采样点累加得到所述混合信号；将所述混合信号分离得到所述目标信号；同时，根据所述目标信号判断所述目标信道是否被占用；若否，则保持所述雷达模式并接收所述混合信号；若是，则切换到所述第二发射增益并判断当前测量结果和前一次的测量结果是否相同，若是，则切换到所述正常模式接收所述混合信号；若否，则保持所述雷达模式并接收所述混合信号。5.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，所述基于正常模式，接收包含所述前导码信号的混合信号并通过拟合分离方法将所述混合信号分离得到目标信号的步骤包括：基于所述正常模式，获取第二采样长度阈值内带有所述前导码信号的信道冲激响应采样点；将所述信道冲激响应采样点累加得到所述混合信号；通过所述拟合分离方法将所述混合信号分离得到所述目标信号，同时根据所述目标信号判断所述目标信道是否被占用；若否，则切换到所述雷达模式并接收所述混合信号；若是，则保持当前所述正常模式接收所述混合信号。6.根据权利要求5所述的频谱感知方法，其特征在于，所述混合信号包括第一混合信号和第二混合信号，所述第一混合信号和所述第二混合信号分别由两个接收端同时接收得到，所述第一混合信号和所述第二混合信号均包括信道冲激响应和目标信号。
7.根据权利要求6所述的频谱感知方法，其特征在于，所述通过所述拟合分离方法将所述混合信号分离得到所述目标信号，同时根据所述目标信号判断所述目标信道是否被占用的步骤包括：获取自身信道冲激响应，将所述自身信道冲激响应进行曲线拟合得到新的自身信道冲激响应；将所述第一混合信号和所述第二混合信号分别进行曲线拟合，并根据所述信道冲激响应，得到新的第一混合信号和新的第二混合信号；通过约束方程求得自动增益控制缩放系数k，通过所述新的自身信道冲激响应H(f)和所述新的第一混合信号F1(f)计算得到第一目标信号X1(f)，其中所述第一目标信号X1(f)＝(1/a)*F1(f)
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H(f)；通过所述新的自身信道冲激响应H(f)和所述新的第二混合信号F2(f...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄倩怡，罗志成，陈昊，陈贵海，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：