[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种识别信号通道状态的系统及其方法，具体涉及一种快速识别认知网络信道状态的系统及其识别方法。

背景技术

认知网络可以提供动态的频谱接入，充分利用频谱资源，并对频谱进行有效的管理。认知网络通过调整自身信号的调制参数来充分利用空闲的频谱资源，借用主用户的授权频段进行通信。通常在一个认知网络中，一个主用户和多个认知用户共用一个频段，通过网络的认知节点来建立起网络用户间的通信。认知用户利用空闲频段进行通信，受到主用户通信的影响。在主用户和认知用户频谱动态接入中，普遍存在两大困难：一是如何快速发现空白信道，进而建立起认知用户的通信进程；二是怎样维持认知用户通信的连贯性，同时避免对主用户信号通信产生影响(即快速识别出信道中主用户信号和认知用户信号混叠现象，即时撤出认知用户信号)。这些问题都需要对认知网络进行协调。

传统方法是通过指定一个共用的控制信道达到网络的协调，但是这一方式需要占用一定的频谱资源，而且需要与主用户网络协商进行通信，影响到了主用户的传输。另一种方法是增加信号报头内容，但是这一方式会增加通信设备的复杂度，并且降低信息的传输速率。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种快速识别认知网络信道状态的系统及其识别方法：在认知网络中利用OFDM混合调制信号传输模型，可以快速可靠地区分信道中的四种不同状态。该方法仅改变一路或多路子信道的调制方式，对现有的发送和接收设备不会有太大的改变，设备较简单；利用信号的二阶循环平稳特性来区分信道中的四种状态。并可以根据信道中信号的循环特性计算出信号的标识号，进而判断认知用户所属认知网络。本发明中利用的算法快速收敛，避免了利用高阶循环平稳特性算法复杂的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种快速识别认知网络信道状态的系统，是基于OFDM混合调制信号的认知网络系统，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。具体如下：

(1)认知网络控制中心

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。如果信道空闲，通过控制中心通知认知用户进行本网络的调制传输；如果信道中有不属于本网络信道的认知信号传输，控制中心通知其所属的认知网络，令其退出信道；如果信道中有主用户通信，控制中心停止认知用户的传输。在该认知网络系统中，控制中心起到核心作用，相当于传统网络中的基站。本发明中，所述的认知网络控制中心包括信道状态收集模块、通信信道质量评估模块，通信监控模块、主用户信号接入模块、认知用户通信接入模块、信道频谱状态池与空闲可用信道池。

a.信道状态信息收集模块。控制中心通过该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。对主用户与认知用户混合通信的频段，由频谱池进行报警。

b.通信信道质量评估模块。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。

c.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。

d.主用户信号接入模块。认知网络的通信的先决条件是，以不影响主用户正常通信的准则下进行认知用户的通信，因此为保证主用户的通信，对主用户的发射功率有一定的最低限度，而对认知用户的最高发射功率有一定的限度。在主用户信号接入认知网络时，认知网络控制中心提出最低的主用户信号发射功率要求，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(对邻近的发射频段留有一定的空隙频段)。

e.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。在主用户意外插入通信时，控制中心发现后，应及时的撤出认知用户信号占用的主用户频段，并且使用预留通信信道，保持认知用户的通信畅通与系统网络的稳定性。

f.信道频谱状态池。该模块记录下了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。针对各种状态，认知网络控制中心作出相应的后续处理，方便认知网络中心的管理。