一种认知无线电系统中的干扰处理方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种认知无线电系统中的干扰处理方法和系统，该方法包括：受扰系统在工作频点上工作时，周期性检测本受扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值；受扰系统比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限；当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第一干扰门限时，受扰系统确定本受扰系统继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，所述受扰系统调整本受扰系统的发射参数，并向干扰系统发送警告序列，所述警告序列用于通知所述干扰系统退出所述工作频点。本发明实施例中，可以避免受扰系统内的用户无辜的进行频谱切换，提高受扰系统性能。
【专利说明】一种认知无线电系统中的干扰处理方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及了通信【技术领域】，尤其是涉及了一种认知无线电系统中的干扰处理方法和系统。
【背景技术】
[0002]无线电通信频谱是宝贵的自然资源，随着无线通信技术的飞快发展，频谱资源贫乏的问题日益严重，为缓解频谱资源紧张的现状，当前对无线通信频谱进行了监测和研究，发现某些频段(如电视频段)在大多数时间内并未使用或在大多数地域内并未使用，而某些频段出现多系统多用户同时竞争的情况，即某些业务承载量很大的系统没有足够频谱资源，另一些业务承载量不大的系统却占用太多资源。CR (Cognitive Radio,认知无线电)的概念正是在这种背景下产生的，其基本思想是:在不对授权系统造成干扰的前提下，CR系统通过监测当前无线环境的变化来动态的选择空白频段进行通信。
[0003]当CR系统机会性使用授权系统的空白频段时，保护授权系统不受干扰是基本前提，这种保护主要包含:CR系统准确判断出哪些授权系统的频段是可用的空白频段(在这些频段上引入CR系统不会影响授权系统的正常工作)；当占用频段不再可用时，CR系统需要及时的将这些频段退让给授权系统。
[0004]确定空白频谱的方法包括:(I)感知方法，CR系统的基站设备通过感知算法来检测某频段上授权系统信号的强度，当信号的强度大于某个门限值时，认为该基站设备距离使用这个频段的授权系统距离过近，在此频段上引入CR系统会对授权系统的正常工作产生影响，因此该频段不可用；(2)数据库方法，CR系统从本地数据库中直接读取针对某具体位置，哪些频段可以使用。
[0005]CR系统的应用场景主要分为两大类，第一类为机会式使用授权系统的频谱；第二类为多个CR系统机会式使用某个频段，该频段不隶属于任何一个系统，多个CR系统公平的使用某个频段，即当某个频段空闲时即可使用，或按一定的优先级使用(非公平式)某个频段，即当某个优先级较高的CR系统使用某个频段时，低优先级的CR系统则需要退出相应频段的使用。
[0006]对于第一类应用场景和第二类的非公平式应用场景，要求保障授权系统或者高优先级系统的业务性能，则要求:CR系统准确判断出哪些频段是可用的空白频段(在这些频段上引入某CR系统不会影响授权系统或更高优先级系统的正常工作)；当占用频段不再可用时，即授权系统或更高优先级的系统出现时，CR系统需要及时的将这些频段退让给授权系统或更高优先级系统。
[0007]对于第二类的公平式应用场景，在接入某个频段时，目前存在如下两种方式:第一种是listen-before-talk的方式，即在接入某个频段之前,先进行干扰测量,一旦确认该频段被占用，则放弃该频段，尝试其他频段；第二种是不进行任何测量，直接占用某个频段，当不能工作时再尝试其他频段。
[0008]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题:[0009]对于采用第二种方式接入的CR系统来说，不经过任何测量直接占用某个频段显然会导致互干扰现象的发生。原有系统(即已经占用该频段的系统)如果放弃对本频段的使用，对原有系统内的用户是不公平的，原有系统内的用户需要无辜的进行频谱切换，对原有系统性能带来不良影响。
【发明内容】
[0010]本发明实施例提供一种认知无线电系统中的干扰处理方法和系统，以避免受扰系统内的用户无辜的进行频谱切换，提高受扰系统性能。
[0011]为了达到上述目的，本发明实施例提供一种认知无线电系统中的干扰处理方法，包括:
[0012]受扰系统在工作频点上工作时，周期性检测本受扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值；
[0013]所述受扰系统比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限；
[0014]当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第一干扰门限时，所述受扰系统确定本受扰系统继续在所述工作频点上工作；
[0015]当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，所述受扰系统调整本受扰系统的发射参数，并向干扰系统发送警告序列，所述警告序列用于通知所述干扰系统退出所述工作频点。
[0016]本发明实施例提供一种认知无线电系统中的干扰处理方法，包括:
[0017]干扰系统在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，占用所述工作频点的信道，并在所述工作频点上工作；
[0018]所述干扰系统检测本干扰系统在所述工作频点上是否收到警告序列，所述警告序列用于通知所述干扰系统退出所述工作频点，且所述警告序列为受扰系统在第一干扰样本能量平均值不小于预设第一干扰门限时发送的；
[0019]如果未收到所述警告序列，则所述干扰系统在所述工作频点上工作；
[0020]如果收到所述警告序列，则所述干扰系统退出所述工作频点。
[0021]本发明实施例提供一种认知无线电系统中的受扰系统，包括:
[0022]干扰检测单元，用于在工作频点上工作时，周期性检测本受扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值；
[0023]干扰处理单元，用于比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限；并当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第一干扰门限时，确定本受扰系统继续在所述工作频点上工作；
[0024]发射参数调整单元，用于当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，调整本受扰系统的发射参数；
[0025]警报序列下发单元，用于当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，向干扰系统发送警告序列，且所述警告序列用于通知所述干扰系统退出所述工作频点。
[0026]本发明实施例提供一种认知无线电系统中的干扰系统，包括:
[0027]工作频点占用单元，用于在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，占用所述工作频点的信道，并在所述工作频点上工作；
[0028]警告序列检测单元，用于检测本干扰系统在所述工作频点上是否收到警告序列，所述警告序列用于通知干扰系统退出所述工作频点，且警告序列为受扰系统在第一干扰样本能量平均值不小于预设第一干扰门限时发送的；
[0029]干扰处理单元，用于当未收到所述警告序列时，确定在所述工作频点上工作；当收到所述警告序列时，退出所述工作频点。
[0030]与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点:本发明实施例中，受扰系统在检测到工作频点上发生干扰时，通过向干扰系统发送警告序列，以通知干扰系统退出本受扰系统的工作频点，从而可以避免受扰系统内的用户无辜的进行频谱切换，并可以提高受扰系统的系统性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1是本发明实施例一提供的一种认知无线电系统中的干扰处理方法流程示意图；
[0033]图2是本发明实施例二提供的一种认知无线电系统中的干扰处理方法流程示意图；
[0034]图3是本发明实施例五提供的一种认知无线电系统中的干扰系统(即受扰系统)结构示意图；
[0035]图4是本发明实施例六提供的一种认知无线电系统中的干扰系统(即干扰系统)结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0037]实施例一
[0038]本发明实施例一提供一种认知无线电系统中的干扰处理方法，本发明实施例中，假设已经占用某频点(即信道)的系统为受扰系统，该频点为受扰系统的工作频点，另一个接入该频点的系统为干扰系统。其中，受扰系统在工作频点(如频点Π)上工作(即稳定工作)时，干扰系统在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，会在受扰系统的工作频点上开始工作；如图1所示，该方法包括以下步骤:
[0039]步骤101，受扰系统在工作频点上工作时，周期性检测本受扰系统在工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值。
[0040]本发明实施例中，受扰系统检测本受扰系统在工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值包括:受扰系统周期性检测本受扰系统在工作频点上的干扰情况，得到一个或者多个检测周期内的多个采样点的信号功率信息(即多个检测样本)，并对多个采样点的信号功率信息进行平滑处理，得到第一干扰样本能量平均值。
[0041]本发明实施例中，受扰系统对多个采样点的信号功率信息进行平滑处理，可以为对一个检测周期内得到的工作频点上的多个采样点的信号功率信息进行平滑处理；或者为对多个检测周期内得到的工作频点上的多个采样点的信号功率信息进行平滑处理；例如:检测周期为20ms (每20ms期间，利用Xms完成一次工作频点上的检测)，第一种方式是只对20ms内的检测样本进行平滑统计；第二种方式是对多个20ms的检测样本进行平滑统计。
[0042]进一步的，受扰系统对多个采样点的信号功率信息进行平滑处理，具体包括:受扰系统通过如下公式对多个采样点的信号功率信息进行平滑处理:
【权利要求】
1.一种认知无线电系统中的干扰处理方法，其特征在于，包括: 受扰系统在工作频点上工作时，周期性检测本受扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值； 所述受扰系统比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限； 当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第一干扰门限时，所述受扰系统确定本受扰系统继续在所述工作频点上工作； 当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，所述受扰系统调整本受扰系统的发射参数，并向干扰系统发送警告序列，所述警告序列用于通知所述干扰系统退出所述工作频点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设第一干扰门限的设置方式为:在所述受扰系统调整本受扰系统的发射参数为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述受扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述受扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第一干扰门限。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受扰系统调整本受扰系统的发射参数，具体包括: 所述受扰系统提高网络侧的发射功率；和/或， 所述受扰系统提高用户设备侧最大允许的发射功率；和/或， 所述受扰系统降低调制编码模式等级；和/或， 所述受扰系统启动波束赋形技术。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述受扰系统向干扰系统发送警告序列，具体包括: 所述受扰系统以最大发射功率，全带宽，全向的方式向所述干扰系统发送警告序列。
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述受扰系统向干扰系统发送警告序列，之后还包括: 所述受扰系统检测本受扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第二干扰样本能量平均值，并比较所述第二干扰样本能量平均值与预设第二干扰门限；当所述第二干扰样本能量平均值小于所述预设第二干扰门限时，确定本受扰系统继续在所述工作频点上工作；当所述第二干扰样本能量平均值不小于所述预设第二干扰门限时，退出所述工作频点。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述预设第二干扰门限的设置方式为:在所述受扰系统调整本受扰系统的发射参数为使本受扰系统性能最优的发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述受扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述受扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第二干扰门限。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述受扰系统检测本受扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值或者第二干扰样本能量平均值的过程，具体包括: 所述受扰系统周期性检测本受扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到一个或者多个检测周期内的多个采样点的信号功率信息，并对所述多个采样点的信号功率信息进行平滑处理，得到所述第一干扰样本能量平均值或者第二干扰样本能量平均值。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述受扰系统对所述多个采样点的信号功率信息进行平滑处理，具体包括: 所述受扰系统通过如下公式进行平滑处理:
9.一种认知无线电系统中的干扰处理方法，其特征在于，包括: 干扰系统在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，占用所述工作频点的信道，并在所述工作频点上工作； 所述干扰系统检测本干扰系统在所述工作频点上是否收到警告序列，所述警告序列用于通知所述干扰系统退出所述工作频点，且所述警告序列为受扰系统在第一干扰样本能量平均值不小于预设第一干扰门限时发送的； 如果未收到所述警告序列，则所述干扰系统在所述工作频点上工作； 如果收到所述警告序列，则所述干扰系统退出所述工作频点。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述干扰系统检测本干扰系统在所述工作频点上是否收到警告序列，之前还包括: 所述干扰系统在时间T内，以Tl为测量窗对所述工作频点上的干扰情况进行滑动测量，得到各测量窗内的干扰接收功率平均值； 所述干扰系统利用各测量窗内的干扰接收功率平均值判断所述时间T内的干扰接收功率是否发生突变； 如果否，所述干扰系统在所述工作频点上工作； 如果是，所述干扰系统比较各测量窗内的干扰接收功率平均值中的最大值与预设第三干扰门限；当所述最大值不大于所述预设第三干扰门限时，执行检测本干扰系统在所述工作频点上是否收到警告序列的步骤；当所述最大值大于所述预设第三干扰门限时，退出所述工作频点。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述干扰系统得到各测量窗内的干扰接收功率平均值，具体包括: 所述干扰系统在每个测量窗内，利用如下公式对测量窗内多个采样点的信号功率进行平滑处理，得到测量窗内的干扰接收功率平均值；
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述干扰系统利用各测量窗内的干扰接收功率平均值判断干扰接收功率是否发生突变，具体包括: 如果Il尸P_ meqff h | P_ me^n- P于预设突变门限，则所述干扰系统确定干扰接收功率没有发生突变；
13.如权利要求?ο所述的方法，其特征在于，所述预设第三干扰门限的设置方式为:在所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第三干扰门限。
14.一种认知无线电系统中的受扰系统，其特征在于，包括: 干扰检测单元，用于在工作频点上工作时，周期性检测本受扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值； 干扰处理单元，用于比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限；并当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第一干扰门限时，确定本受扰系统继续在所述工作频点上工作； 发射参数调整单元，用于当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，调整本受扰系统的发射参数； 警报序列下发单元，用于当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，向干扰系统发送警告序列，且所述警告序列用于通知所述干扰系统退出所述工作频点。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于， 所述干扰处理单元对所述预设第一干扰门限的设置方式为:在所述受扰系统调整本受扰系统的发射参数为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述受扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述受扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第一干扰门限。
16.如权利要求14所述的系统，其特征在于， 所述发射参数调整单元，具体用于当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，提高网络侧的发射功率；和/或，提高用户设备侧最大允许的发射功率；和/或，降低调制编码模式等级；和/或，启动波束赋形技术。
17.如权利要求14所述的系统，其特征在于， 所述警报序列下发单元，具体用于当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，以最大发射功率，全带宽，全向的方式向所述干扰系统发送警告序列。
18.如权利要求14或17所述的系统，其特征在于， 所述干扰检测单元，还用于在向干扰系统发送警告序列之后，检测本受扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第二干扰样本能量平均值； 所述干扰处理单元，还用于比较所述第二干扰样本能量平均值与预设第二干扰门限；当所述第二干扰样本能量平均值小于所述预设第二干扰门限时，确定本受扰系统继续在所述工作频点上工作；当所述第二干扰样本能量平均值不小于所述预设第二干扰门限时，退出所述工作频点。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述干扰处理单元对所述预设第二干扰门限的设置方式为:在所述受扰系统调整本受扰系统的发射参数为使本受扰系统性能最优的发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述受扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述受扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第二干扰门限。
20.如权利要求18所述的系统，其特征在于， 所述干扰检测单元，具体用于周期性检测本受扰系统在工作频点上的干扰情况，得到一个或者多个检测周期内的多个采样点的信号功率信息，并对所述多个采样点的信号功率信息进行平滑处理，得到所述第一干扰样本能量平均值或者第二干扰样本能量平均值。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于， 所述干扰检测单元，进一步用于通过如下公式进行平滑处理:
22.—种认知无线电系统中的干扰系统，其特征在于，包括: 工作频点占用单元，用于在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，占用所述工作频点的信道，并在所述工作频点上工作； 警告序列检测单元，用于检测本干扰系统在所述工作频点上是否收到警告序列，所述警告序列用于通知干扰系统退出所述工作频点，且警告序列为受扰系统在第一干扰样本能量平均值不小于预设第一干扰门限时发送的； 干扰处理单元，用于当未收到所述警告序列时，确定在所述工作频点上工作；当收到所述警告序列时，退出所述工作频点。
23.如权利要求22所述的系统，其特征在于，还包括: 干扰检测单元，用于在时间T内，以Tl为测量窗对所述工作频点上的干扰情况进行滑动测量，得到各测量窗内的干扰接收功率平均值； 所述干扰处理单元，还用于利用各测量窗内的干扰接收功率平均值判断所述时间T内的干扰接收功率是否发生突变；如果否，在所述工作频点上工作；如果是，比较各测量窗内的干扰接收功率平均值中的最大值与预设第三干扰门限；当所述最大值大于所述预设第三干扰门限时，退出所述工作频点；当所述最大值不大于所述预设第三干扰门限时，由所述警告序列检测单元检测本干扰系统在所述工作频点上是否收到警告序列。
24.如权利要求23所述的系统，其特征在于， 所述干扰检测单元，具体用于在每个测量窗内，利用如下公式对测量窗内多个采样点的信号功率进行平滑处理，得到测量窗内的干扰接收功率平均值；
25.如权利要求23所述的系统，其特征在于， 所述干扰处理单元，进一步用于 当I I Pjnean1-Pjneaiv11 -1 P_rneani+2-P_meani+11 |小于预设突变门限时，确定干扰接收功率没有发生突变； 当I I Pjnean1-Pjneaiv11 -1 P_meani+2-P_meani+11 I不小于预设突变门限时，确定干扰接收功率发生突变。
26.如权利要求22所述的系统，其特征在于， 所述干扰处理单元对所述预设第三干扰门限的设置方式为:在所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则 利用所述指定干扰强度设置所述预设第三干扰门限。
【文档编号】H04W16/14GK103888951SQ201210563057
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年12月21日
【发明者】李媛媛, 蒋成钢, 白文岭, 杨宇, 胡金玲 申请人:电信科学技术研究院