一种频谱感知方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种频谱感知方法及装置。
【背景技术】
[0002] 频谱感知，是指认知用户通过各种信号检测和处理手段来获取无线网络中的频谱 使用信息。频谱感知作为认知无线电的关键技术之一，允许非授权用户伺机访问未使用的 授权频带资源，从而大大改善了频谱利用率，并且具有较低的部署成本和较好的兼容性。
[0003] 目前，频谱感知的方法主要有三种，分别为能量检测、循环谱检测和匹配滤波检 测。匹配滤波检测需要获得信号的先验信息（例如，调制方式、脉冲波形等），在实际应用中 实现的可能性不大。循环谱检测和能量检测虽不需要获得信号的先验信息，但算法复杂度 较高，进而频谱感知的效率较低。例如，以能量检测为例，能量检测需要事先进行噪声估计， 会增加算法复杂度。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例的目的在于提供了一种频谱感知方法及装置，以降低算法复杂度， 提高频谱感知的效率。
[0005] 为达到上述目的，本发明实施例公开了一种频谱感知方法，包括:按照预设规则， 针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；
[0006] 根据所述N个采样信号，获得所述N个采样信号的相位差的方差；
[0007] 根据所述方差以及预设判决门限，确定所述目标频段是否被占用。
[0008]可选的，所述按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号， 包括：
[0009]按照奈奎斯特采样频率，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；其 中，所述N个采样信号中的一个采样信号r⑷]/?(AT) + /7(ytr)，式中，k=l， 2,……，N，T为采样间隔，s(kT)为采样前信号，f。为下变频之后剩余的载波频率，h(kT)为信 道衰落，n(kT)为高斯噪声。
[0010]可选的，所述根据所述N个采样信号，获得所述N个采样信号的相位差的方差，包 括：
[0011]所述N个米样彳目号的相位差的方差..
，其中，Qk为相邻先后两 次米样得到的米样彳目号的相位差，Qk= (0k+i-0k)mod2Ji，其中，如为米样彳目号r(k)的相位，
;Re(r(k))，Im(r(k))分别为采样信号r(k)的实 部和虚部。
[0012]可选的，所述预设判决门限
[0013] 其中，pf为虚警概率，erfcT1为余补误差函数的反函数，K为采样长度。
[0014] 可选的，所述根据所述方差以及预设判决门限，确定所述目标频段是否被占用，包 括：
[0015] 判断所述方差与所述预设判决门限之差的绝对值是否不大于第一预设值；
[0016] 如果是，确定所述目标频段没有被占用；
[0017] 如果否，确定所述目标频段被占用。
[0018] 为达到上述目的，本发明实施例公开了一种频谱感知装置，包括:采样信号获得模 块，用于按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；
[0019] 方差获得模块，用于根据所述N个采样信号，获得所述N个采样信号的相位差的方 差；
[0020] 频谱感知模块，用于根据所述方差以及预设判决门限，确定所述目标频段是否被 占用。
[0021] 可选的，所述采样信号获得模块，具体用于：
[0022] 按照奈奎斯特采样频率，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；其 中，所述n个采样信号中的一个采样信号ka：)二" >'?an,式中，k=1， 2,……，N，T为采样间隔，s(kT)为采样前信号，f。为下变频之后剩余的载波频率，h(kT)为信 道衰落，n(kT)为高斯噪声。
[0023] 可选的，所述方差获得模块，具体用于：
[0024] 所述N个米样彳目号的相位差的方差
，其中，9k为相邻先后两 次米样得到的米样彳目号的相位差，知=(0k+i-0k)mod2Ji，其中，&为米样彳目号r(k)的相位，
;Re(r(k))，Im(r(k))分别为采样信号r(k)的实 部和虚部。
[0025] 可选的，所述预设判决门限
[0026]其中，Pf为虚警概率，erfcT1为余补误差函数的反函数，K为采样长度。
[0027] 可选的，所述频谱感知模块，具体用于：
[0028] 判断所述方差与所述预设判决门限之差的绝对值是否不大于第一预设值；
[0029] 如果是，确定所述目标频段没有被占用；
[0030] 如果否，确定所述目标频段被占用。
[0031] 由上述的技术方案可见，本发明实施例提供了一种频谱感知方法及装置，方法包 括:按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号;根据所述N个采样 信号，获得所述N个采样信号的相位差的方差;根据所述方差以及预设判决门限，确定所述 目标频段是否被占用。
[0032]应用本发明实施例所提供的技术方案，无需获得信号的先验信息，也无需事先对 噪声进行估计，仅需利用频段中相位差的方差即可对频段进行感知，有效的降低了算法复 杂度，提高了频谱感知的效率。
【附图说明】
[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术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。
[0034] 图1为本发明实施例提供的一种频谱感知方法的流程示意图；
[0035] 图2为本发明实施例提供的关于高斯噪声的相位差分布图；
[0036] 图3为高斯噪声和不同信噪比时噪声干扰下信号的相位差分布图；
[0037] 图4为本发明实施例提供的一种具体的检测系统装置图示意图；
[0038]图5为不同信噪比下正弦波的均值和方差变化曲线图；
[0039] 图6为本发明实施例提供的方案和能量检测方法不同调制波信号下对信号进行检 测的检测概率曲线图；
[0040] 图7为本发明实施例提供的一种频谱感知装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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作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。
[0042] 本发明实施例提供了一种频谱感知方法及装置，具体的，先按照预设规则，针对目 标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号;再根据获得的N个采样信号，获得所述N个采 样信号的相位差的方差;根据获得的方差以及预设判决门限，确定所述目标频段是否被占 用。
[0043] 下面通过具体实施例，对本发明实施例进行详细说明。
[0044] 图1为本发明实施例提供的一种频谱感知方法的流程示意图，可以包括：
[0045] 步骤S101:按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；
[0046] 本领域技术人员可以理解的是，通信系统中的通信信号为连续信号，也被称为模 拟信号，而信号中的相位差分布有着明显的差异，而这个相位差分布的差异可以被检测计 算，为了方便的检测模拟信号的相位差，首先对该连续的信号进行采样，