[发明专利]一种快速识别认知网络信道状态的系统及其识别方法

权利要求书

1.一种快速识别认知网络信道状态的系统，其特征在于：包括认知网络控制中心、认知用户信号调制设备、认知节点识别设备和主用户信号管理设备，所述认知网络控制中心收集各信道的状态信息并通知认知网络的认知节点，认知节点对信道状态进行周期检测，认知用户通过特定的混合调制进行网络标识，主用户通过接入模块避免认知用户造成的通信干扰。

2.根据权利要求1所述的快速识别认知网络信道状态的系统，其特征在于：所述认知网络控制中心包括以下模块：

信道状态收集模块，收集各个认知节点对信道的识别结果，并且进行实时的更新信道频谱池状态；

信道质量评估模块，对可用通信的空闲频段进行通信信道质量的评估，将满足认知网络通信的信道送入可用信道频谱池，为认知用户信号通信提供信道；

通信监控模块，对认知网络规定频段范围内的信号进行循环谱检测，进而判断通信信道所属认知网络，方便网络的管理，对不属于本网络的认知信号，通知其所属的认知网络，另其退出占用的信道；

主用户信号接入模块，对能满足发射功率要求的信号直接接入，对不能满足发射功率的信号，对频段进行认知网络通信频段保护；

认知用户通信接入模块，对认知用户信号进行优先级排队，并对认知用户占用信道时间进行控制，并为每个认知用户提供预留通信信道；

信道频谱状态池，记录认知网络认知能力范围内所有频段上各种信道中的状况，包括认知用户信号所属的认知网络标识号；

空闲可用信道池，为认知用户提供可用的频段资源，认知用户通过该频段进行通信。

3.一种基于权利要求1所述的系统的识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)认知节点识别各信道状态，认知节点对指定信道中的信号进行抽样、相关处理和循环谱分析，通过信号循环谱的不同将信道分成空闲信道、认知用户通信信道、主用户通信信道与混合通信信道，并通过信道的循环谱分析认知信号的所属网络标识号，并将收集的信息一起发送到控制中心；

b)控制中心收集各信道状态信息，并将状态信息写入信道状态频谱池中，对空闲的信道进行信道质量评估，并对各信道进行通信监控；对混合通信的信道停止认知信号的传输，并进行状态更新，将可用信道写入到空闲可用频段，通过主控制处理器进行状态的及时的更新，为认知用户信号传输提供更多资源；

c)如果可用空闲频段资源空闲，那么由控制中心安排认知用户接入，并且要求认知用户按照认知网络控制中心提供的认知网络标识号进行混合映射调制，按照标记信号对子信道进行特定的映射调制，经过周期混合后成具有特定循环特性的OFDM信号；认知用户进行混合映射调制后通过控制中心数字与模拟转换模块进行解调信息，由控制中心安排通信频段，并再次进行标记号混合调制后经过认知发射天线进行认知用户的通信；

d)认知网络对主用户通信的发射功率提出要求，以免意外通信造成的通信干扰使主用户无法进行通信；对认知用户发射功率进行限制，保护主用户通信正常。

4.根据权利要求3所述的识别方法，其特征在于：所述OFDM信号经过信道复用，时域信号可以表示为：

sW(t)=Σn=0K-1rkej2πntTSW]]>

式中T_S为OFDM符号的周期，W＝T_S+T_P为时间窗函数，其中T_P是循环前缀的时间，r_k为频段内子信道上信号码元的取值，K是OFDM信号中子载波的数量；

在一个OFDM符号周期内对不同的子载波信道进行不同的映射调制，经过周期性、不同映射调制的OFDM信号具有特定循环平稳特性，该信号的时域表达式为：

s(t)=(Σn=0JKrnej2πnt/TS+Σn=JK+1J(K+1)rej2πnt/TS+Σn=J(K+1)+1Nrnej2πnt/TS)W]]>

其中r是标记频段P_K的标记码，r_n表示认知用户数据序列，W表示窗函数；对上述时域信号求谱相关函数，

r_n为码元取值的均值

表示取下整数，T表示为符号周期，Δt表示为信号的时长，*表示复数取共轭，f表示为频谱，s为时间。