专利名称：一种频谱检测预处理方法、预处理系统及频谱检测系统的制作方法
技术领域：
本发明属于通信技术领域，特别涉及认知无线电系统中空闲频谱检测的干扰抑制技术。
背景技术：
认知无线电(Cognitive Radio, CR)作为一种革命性智能频谱共享技术，由于可显著提高频谱的使用率，近年来受到了人们的普遍关注。在认知无线电网络中，次级用户 (the Secondary User)通过频谱感知技术捕获授权频段上的空闲频谱，在不干扰到授权用户(the Primary User)通信的前提下，实现动态的频谱接入，以提高频谱利用率。当检测到频段上有授权用户接入的时候，必须马上退出频段的使用，以避免造成对授权用户的干扰。 这样，在不改变现有频谱分配政策的前提下，能极大的提高频谱的使用效率。现在全球无线电管制政策主要是固定分配策略，一段频谱资源一旦划分给某个业务，该业务都将在全部时间和指定地理位置上完全占有这些资源。这种政策造成了巨大的浪费。回收广播电视频谱以重新分配在世界范围内是大势所趋。为了不干扰到授权电视用户的使用，次级用户通过需要通过频谱感知来检测授权用户是否存在。现有的数字电视标准均选择了正交频分多址(OFDM)技术。基带信号采用了时域受限的矩形波，因此在频域中是无限延长的，且衰减速度不是很快，存在带外干扰。数字电视为减少自身的相互干扰，均采用不连续的SMhz频段进行节目传输。例如在694-806MHZ 的频段上，成都地区采用中心频率为762MHz，786Mhz和802MHz的频段进行传输。认知无线电系统如果同样共享数字电视的频谱资源，数字电视因其信号的带外则会对相邻频道的频谱感知产生干扰，如
图1所示，中心频率为786Mhz和802Mhz的频段之间还有一个8MHz的空闲频段，但由于带外干扰，在对该空闲频段进行频谱感知时，由于两侧频段的带外，会影响对该空闲频段检测结果，导致空闲频道被判决为被占用，从而达不到认知无线电利用空闲频道，从而提高频谱利用率的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供应用在认知无线电中的一种抑制数字主用户的带外干扰的频谱检测预处理方法以及实现该方法的系统。本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种频谱检测预处理方法，其特征在于，在频谱感知处理之前进行以下步骤频域变换步骤将采样点的数据变换到频域；频道选取步骤确定当前预处理的频道所对应的频段；频谱处理步骤用频道的中心部分的频谱替换频道的边界部分的频谱。申请人:通过分析数字主用户带外干扰产生的原因从而提出本发明方案。在OFDM 调制方式中，如果基带信号采用矩形波，则每个子信道上已调信号的频谱为函数&i(x)的形状，其主瓣宽度为2/TsHz，其中Ts SOFDM信号长度(不包括循环前缀)。由于在Ts时间内共有OFDM信号的N个抽样，所以OFDM信号的时域抽样周期为Ts/N，其中fs为OFDM信号的抽样频率，这些已调子载波信号频谱&ι(χ)函数的主瓣宽度为2/Ts，间隔为Ι/Ts。使用 IFFT (快速傅立叶反变换)将OFDM信号从频域变化到时域，实际上等效地使用了一个矩形形状的脉冲成形滤波器，所以，一个OFDM符号对于第η个子载波上的发射信号功率谱密度 Φη( ·)可表示为
权利要求
1.一种频谱检测预处理方法，其特征在于，在频谱感知处理之前进行以下步骤 频域变换步骤将采样点的数据变换到频域；频道选取步骤确定当前预处理的频道所对应的频段；频谱处理步骤用频道的中心部分的频谱替换频道的边界部分的频谱。
2.如权利要求1所述一种频谱检测预处理方法，其特征在于，所述频谱处理步骤中还进行零频置零。
3.如权利要求1或2所述一种频谱检测预处理方法，其特征在于，频谱替换之前还对是否进行频谱替换进行判断，统计当前预处理的频道所对应的频段中采样点的幅度值，当幅度值大于门限值的采样点个数大于预设个数值时，进行频谱替换，否则，返回频道选取步马聚ο
4.如权利要求3所述一种频谱检测预处理方法，其特征在于，所述门限值为当前预处理的频道的中心频率采样点的幅度值的2倍。
5.如权利要求1所述一种频谱检测预处理方法，其特征在于，频谱处理步骤之后还有时域变换步骤将频谱处理后的数据变换至时域。
6.抑制干扰的频谱检测预处理系统，其特征在于，包括频域变换模块、频道选取模块、 频谱处理模块；所述频域变换模块，用于将采样点的数据变换到频域；所述频道选取模块，用于确定当前预处理的频道所对应的频段；所述频谱处理模块，用于用频道的中心部分的频谱替换频道的边界部分的频谱。
7.如权利要求6所述抑制干扰的频谱检测预处理系统，其特征在于，所述频谱处理模块，还用于将零频置零。
8.如权利要求6或1所述抑制干扰的频谱检测预处理系统，所述频谱处理模块还用于， 在进行频谱替换之前，先统计当前预处理的频道所对应的频段中采样点的幅度值，当幅度值大于门限值的采样点个数大于预设个数值，继续频谱替换，否则，触发频道选取模块选择下一个预处理频道。
9.频谱检测系统，包括频谱感知系统，其特征在于，还包括频谱检测预处理系统；所述频谱检测预处理系统包括频域变换模块、频道选取模块、频谱处理模块；所述频域变换模块，用于将采样点的数据变换到频域； 所述频道选取模块，用于确定当前预处理的频道所对应的频段； 所述频谱处理模块，用于用频道的中心部分的频谱替换频道的边界部分的频谱，并将频谱处理后的频道频谱数据输入至频谱感知系统；所述频谱感知系统，用于通过对输入的数据来判断当前频道是否空闲。
10.如权利要求9所述频谱检测系统，其特征在于，所述频谱感知系统在时域对输入的数据进行判断；所述频谱检测预处理系统还包括时域变换模块；所述时域变换模块，用于将频谱处理后的频道频谱数据变换到时域后输入至频谱感知单元。
全文摘要
本发明提出应用在认知无线电中的一种抑制数字主用户的带外干扰的频谱检测预处理方法以及实现该方法的系统。在频谱感知处理之前进行以下步骤将采样点的数据变换到频域；确定当前预处理的频道所对应的频段；用频道的中心部分的频谱替换频道的边界部分的频谱。本发明用未受影响的中心频谱替换会受到数字主用户带外干扰的边界频谱，经过了这样的预处理，在进行频谱感知时，就不会因数字主用户带外干扰而将空闲频道误判为已被占用。
文档编号H04L27/26GK102355437SQ201110223240
公开日2012年2月15日 申请日期2011年8月5日 优先权日2011年8月5日
发明者刘皓, 戴道瀚, 李少谦, 杨松, 潘小锋 申请人:电子科技大学