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一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2019-09-27
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2020-03-24
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2021-07-20
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2039-09-27
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201910924317.7 申请日 2019-09-27
公开/公告号 CN110855386B 公开/公告日 2021-07-20
授权日 2021-07-20 预估到期日 2039-09-27
申请年 2019年 公开/公告年 2021年
缴费截止日
分类号 H04B17/382H04B17/318H04W16/14H04W72/04H04W72/08H04W16/10 主分类号 H04B17/382
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 2
权利要求数量 3 非专利引证数量 1
引用专利数量 2 被引证专利数量 0
非专利引证 1、2009.12.17CN 103517283 A,2014.01.15CN 103532649 A,2014.01.22CN 104954089 A,2015.09.30CN 104821852 A,2015.08.05CN 103138846 A,2013.06.05乔晓瑜.基于频谱感知的动态频谱管理研究《.中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》.2014,I136-20. Mengdi Xu 等.Multichannel Selectionfor Cognitive Radio Networks With RFEnergy Harvesting《.IEEE WirelessCommunications Letters》.2017,178-181.;
引用专利 US2012238267A、US2009312028A 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 转让 事务标签 公开、实质审查、授权、权利转移
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 宁波大学 当前专利权人 深圳龙图腾科技成果转化有限公司
发明人 金明 第一发明人 金明
地址 浙江省宁波市江北区风华路818号 邮编 315211
申请人数量 1 发明人数量 1
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省宁波市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
宁波奥圣专利代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
周珏
摘要
本发明公开了一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法,其计算每个频带的接收信号的功率;对所有频带的接收信号的功率从大到小进行排序;对尚未实现频谱感知判决的频带的接收信号的功率进行归一化处理;最大化功率比较公式;若功率比较公式的最大值小于阈值,则把所有尚未实现频谱感知判决的频带判决为没有被其它无线通信业务占用,然后结束频谱感知过程;否则,把部分频带判决为被其它无线通信业务占用,并进入下一次迭代;优点是每次迭代能够对多个频带进行频谱感知的判决,完成多频带频谱感知消耗的时间短,能够利用不同频带间的功率比较实现频谱感知,无需设置判决门限。
  • 摘要附图
    一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法
  • 说明书附图:图1
    一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法
  • 说明书附图:图2
    一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2022-10-28 专利权的转移 登记生效日: 2022.10.18 专利权人由宁波大学变更为深圳龙图腾科技成果转化有限公司 地址由315211 浙江省宁波市江北区风华路818号变更为518000 广东省深圳市罗湖区笋岗街道笋岗东路3002号万通大厦22层2202室
2 2021-07-20 授权
3 2020-03-24 实质审查的生效 IPC(主分类): H04B 17/382 专利申请号: 201910924317.7 申请日: 2019.09.27
4 2020-02-28 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤一:在认知无线电系统中,设定频带的总数量为N个;然后计算每个频带的接收信号的功率,将第n个频带的接收信号的功率记为pn;其中,N和n均为正整数,N>1,n的初始值为1,1≤n≤N;
步骤二:对N个频带的接收信号的功率从大到小进行排序,当不同频带的接收信号的功率相同时,这些功率的顺序任意排列,将排序后的N个频带的接收信号的功率构成的集合记为Ω, 其中, 对应表示Ω中的第1个功率、第2个
功率、第j个功率、第N个功率, j为正整数,j的初始值为1,1≤j≤
N;
步骤三:令Ωno表示尚未实现频谱感知判决的频带的接收信号的功率构成的集合,并令Ωno的初始值为Ω;令i表示正整数,并令i的初始值为1;令H表示Ω中的所有功率对应的频带中被其它无线通信业务占用的段带的序号构成的集合,并令H的初始值为空集;
步骤四:将Ωno表示为 然后对
中的每个功率进行归一化处理,将 经归一化处理后得到的值记为 将 经归一化处理后得到的值记为 将 经归一化处理后得到的值记为 将 经归
一化处理后得到的值记为 其中, 表示Ωno中序号为i的功率, 表示Ωno中序号为i+1的功率, 表示Ωno中序号为i+2的功率, 表示Ωno中序号为N的功率;
步骤五:令k表示正整数,k在i+1到N范围内取值的情况下计算使得功率比较公式取得最大值时k的值,将计算得到的k的值
记为kmax;其中,i+1≤k≤N,kmax∈[i+1,N],t为正整数,i≤t≤N, 表示Ωno中序号为t的功率经归一化处理后得到的值;
步骤六:判断 的值是否
小于设定阈值d,如果是,则判定 中的每个功率对应的频带没
有 被其 它 无 线 通 信业 务占 用 ,然 后 结 束 频谱 感 知 过 程 ;否 则 ,判 定中 至序号为kmax‑1的功率 各自对应的频带被其
它无线通信业务占用,然后将序号i至kmax‑1加入H中,接着令i=kmax,再返回步骤四进行下一次迭代;其中,i=kmax中的“=”为赋值符号。

2.根据权利要求1所述的一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法,其特征在于所述的步骤四中, 其中,

3.根据权利要求1或2所述的一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法,其特征在于所述的步骤六中,设定阈值d的取值为0.6。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种认知无线电系统中的频谱感知技术,尤其是涉及一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法。

背景技术

[0002] 随着无线通信业务的快速增长,人们对频谱资源的需求量不断提高,频谱资源缺乏的现象变得越来越严重。一方面,无线通信业务的快速发展和各种系统、协议、网络的不断出现,使更多的设备需要使用无线电频谱;另一方面,频谱资源固定分配策略下的授权用户频谱使用排它性使得无法有效利用频谱资源。因此,频谱资源固定分配策略是造成频谱资源缺乏现象的主要原因之一。认知无线电技术能够有效提高频谱资源利用率,是实现频谱资源动态分配的主要方案之一。频谱感知是认知无线电技术中的重要组成部分,其可以有效防止采用认知无线电技术的无线通信业务对在同一频带中的其它无线通信业务产生干扰,频谱感知的性能直接关系到无线通信业务的质量。
[0003] 在实际应用中,采用认知无线电技术的认知用户需要对多个频带进行频谱感知,以便多个认知用户能够接入空闲的频带,同时使部分认知用户通过频带切换实现长时间信息传输。现有的多频带频谱感知方案主要有两类。第一类是顺序频谱感知方案,即认知用户每次只能对一个频带实现频谱感知,这类方案的缺点是当频带数量较多时,完成多频带频谱感知消耗的时间较长。第二类是并行频谱感知方案,即同时在所有频带实现频谱感知,这类方案的缺点是需要根据噪声功率来设置判决门限,而噪声功率的不确定性使得难以有效设置判决门限。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法,其每次迭代都能够对多个频带同时进行频谱感知的判决,且无需设置判决门限。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法,其特征在于包括以下步骤:
[0006] 步骤一:在认知无线电系统中,设定频带的总数量为N个;然后计算每个频带的接收信号的功率,将第n个频带的接收信号的功率记为pn;其中,N和n均为正整数,N>1,n的初始值为1,1≤n≤N;
[0007] 步骤二:对N个频带的接收信号的功率从大到小进行排序,当不同频带的接收信号的功率相同时,这些功率的顺序任意排列,将排序后的N个频带的接收信号的功率构成的集合记为Ω, 其中, 对应表示Ω中的第1个功率、第2个功率、第j个功率、第N个功率, j为正整数,j的初始值为1,1
≤j≤N;
[0008] 步骤三:令Ωno表示尚未实现频谱感知判决的频带的接收信号的功率构成的集合,并令Ωno的初始值为Ω;令i表示正整数,并令i的初始值为1;令H表示Ω中的所有功率对应的频带中被其它无线通信业务占用的段带的序号构成的集合,并令H的初始值为空集;
[0009] 步 骤 四 :将 Ω n o 表 示 为 然 后 对中的每个功率进行归一化处理,将 经归一化处理后得到
的值记为 将 经归一化处理后得到的值记为 将 经归一化处理后得
到的值记为 将 经归一化处理后得到的值记为 其中, 表示Ωno中序
号为i的功率, 表示Ωno中序号为i+1的功率, 表示Ωno中序号为i+2的功率,表示Ωno中序号为N的功率;
[0010] 步骤五:令k表示正整数,k在i+1到N范围内取值的情况下计算使得功率比较公式取得最大值时k的值,将计算得到的k的值记为kmax;其中,i+1≤k≤N,kmax∈[i+1,N],t为正整数,i≤t≤N, 表示Ωno中序号为t的功率经归一化处理后得到的值;
[0011] 步骤六:判断 的值是否小于设定阈值d,如果是,则判定 中的每个功率对应的频
带没有被其它无线通信业务占 用,然后结束频谱感知过程 ;否则,判定
中 至序号为kmax‑1的功率 各自对应的频带被其它
无线通信业务占用,然后将序号i至kmax‑1加入H中,接着令i=kmax,再返回步骤四进行下一次迭代;其中,i=kmax中的“=”为赋值符号。
[0012] 所述的步骤四中,其中,
[0013] 所述的步骤六中,设定阈值d的取值为0.6。
[0014] 与现有技术相比,本发明的优点在于:
[0015] 1)本发明方法首先对所有频带的接收信号的功率从大到小进行排序,然后进行迭代处理,在每次迭代过程中,通过功率比较公式找到排序后的接收信号的功率的一个序号,把该序号之前的接收信号的功率对应的频段判定为被其它无线通信业务占用,把其它接收信号的功率放入下一次迭代处理,直至功率比较公式小于设定阈值,由于大部分迭代过程能够对多个频带进行频谱感知的判决,克服了顺序频谱感知方案每次只能对一个频带进行频谱感知的判决而导致的频谱感知消耗的时间较长的问题。
[0016] 2)本发明方法在利用功率比较公式时,通过比较不同频段之间的接收信号的功率的值来实现频谱感知,无需设置判决门限,解决了并行频谱感知方案难以有效设置判决门限的问题。

实施方案

[0019] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0020] 本发明提出的一种基于功率比较的多频带迭代频谱感知方法,其总体实现框图如图1所示,其包括以下步骤:
[0021] 步骤一:在认知无线电系统中,设定频带的总数量为N个;然后采用现有技术计算每个频带的接收信号的功率,将第n个频带的接收信号的功率记为pn;其中,N和n均为正整数,N>1,在本实施例中取N=100,n的初始值为1,1≤n≤N。
[0022] 步骤二:对N个频带的接收信号的功率从大到小进行排序,当不同频带的接收信号的功率相同时,这些功率的顺序任意排列,将排序后的N个频带的接收信号的功率构成的集合记为Ω, 其中, 对应表示Ω中的第1个功率、第2个功率、第j个功率、第N个功率, j为正整数,j的初始值为1,1
≤j≤N。
[0023] 步骤三:令Ωno表示尚未实现频谱感知判决的频带的接收信号的功率构成的集合,并令Ωno的初始值为Ω;令i表示正整数,并令i的初始值为1;令H表示Ω中的所有功率对应的频带中被其它无线通信业务占用的段带的序号构成的集合,并令H的初始值为空集。
[0024] 步骤四:将Ωno表示为 然后对中的每个功率进行归一化处理,将 经归一化处理后得到的值记为 将 经归一化处理后得到的值记为 将 经归一化处理后得到的值记为 将 经归
一化处理后得到的值记为 其中, 表示Ωno中序号为i的功率, 表示Ωno中序号为i+1的功率, 表示Ωno中序号为i+2的功率, 表示Ωno中序号为N的功率;在Ωno为初始值Ω时, 即为 即为 即为
[0025] 在此具体实施例中,步骤四中,其中,
[0026] 步骤五:令k表示正整数,k在i+1到N范围内取值的情况下计算使得功率比较公式取得最大值时k的值,将计算得到的k的值记为kmax;其中,i+1≤k≤N,kmax∈[i+1,N],t为正整数,i≤t≤N, 表示Ωno中序号为t的功率经归一化处理后得到的值。
[0027] 步骤六:判断 的值是否小于设定阈值d,如果是,则判定 中的每个功率对应的频
带没有被其它无线通信业务占 用,然后结束频谱感知过程 ;否则,判定
中 至序号为kmax‑1的功率 各自对应的频带被其它
无线通信业务占用,然后将序号i至kmax‑1加入H中,接着令i=kmax,再返回步骤四进行下一次迭代;其中,i=kmax中的“=”为赋值符号,设定阈值d的取值为0.6,该值是通过大量实验获得的。
[0028] 以下通过计算机仿真,进一步说明本发明方法的可行性。
[0029] 假设频带的总数量为N=100,每个频带的接收信号的功率通过采样100个样本来计算得到。设定100个频带中有30个频带被其它无线通信业务占用,这些被其它无线通信业务占用的频带的接收信号的信噪比由固定信噪比和随机信噪比相加得到,其中,所有频带的接收信号的固定信噪比都相等,而每个频带的接收信号的随机信噪比由0dB到20dB之间均匀分布的随机变量独立产生。阈值d=0.6。图2给出了本发明方法的检测概率与虚警概率随着固定信噪比变化的曲线。从图2中可以看出,当固定信噪比不小于‑6dB时,本发明方法的虚警概率不大于0.1,而检测概率大于0.95。

附图说明

[0017] 图1为本发明方法的总体实现框图;
[0018] 图2为在频带的总数量为100个,且有30个频带被其它无线通信业务占用,这些被其它无线通信业务占用的频带的接收信号的信噪比由固定信噪比和随机信噪比相加得到,固定信噪比都相等而随机信噪比由0dB到20dB之间均匀分布的随机变量独立产生的条件下,本发明方法的检测概率与虚警概率随着固定信噪比变化的曲线示意图。
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