[发明专利]一种频谱检测预处理方法、预处理系统及频谱检测系统

说明书

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8Mhz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Sa(x)的形状，其主瓣宽度为2/TsHz，其中T_s为OFDM信号长度(不包括循环前缀)。由于在T_s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T_s/N，其中f_s为OFDM信号的抽样频率，这些已调子载波信号频谱Sa(x)函数的主瓣宽度为2/Ts，间隔为1/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n个子载波上的发射信号功率谱密度φ_n(f)可表示为：

φ_n(f)＝d_n·|Sinc(π(f-f_n)T_s)|，n＝1，...N

其中d_n为调制在第n个子载波上的数据，f为频率，f_n为第n个子载波的中心频率，Sinc函数如图1所示，单一子载波频谱为其绝对值。OFDM信号的频谱即这些子载波的叠加：

S(f)=Σn=1Nφn(f)]]>