[发明专利]基于多窗谱估计的宽频段频谱感知方法

权利要求书

1.一种基于多窗谱估计的宽频段频谱感知方法，实现了节点设备和终端设备开机阶段全频段频谱的多次采样与功率谱密度分析、节点设备和终端设备间的信道估计、通信信道以及备用信道的选取，其特征在于包括如下步骤：

(1)通信设备开机，判断设备类型为节点设备，还是终端设备，如果是节点设备，则开始对所有终端设备进行轮询接入；如果是终端设备，则开始等待节点设备的轮询接入信息，收到轮询接入信息后进行回复完成接入，然后等待节点设备的开始感知信令；

(2)节点设备计时器计时结束后停止轮询，向完成接入的终端设备发送开始感知信令；

(3)当节点设备的开始感知信令发送完毕或终端设备接收到开始感知信令后，节点设备和终端设备开始分别通过多窗谱估计算法对全频段频谱依次进行功率谱密度感知；

(4)功率谱密度感知完成后，节点设备和终端设备分别对感知的功率谱密度进行分析；

(5)功率谱密度分析结束后，如果是节点设备，则开始对接入的所有终端设备的功率谱密度分析结果进行轮询；如果是终端设备，则等待节点设备的轮询信息，并在轮询到本终端设备后将功率谱密度分析结果上报至节点设备；

(6)节点设备轮询结束并收到终端设备的功率谱密度分析结果后，首先通过信道匹配策略对所有终端设备间的功率谱密度分析结果进行匹配，然后将匹配结果与节点设备的功率谱密度分析结果进行二次匹配，并根据信道带宽得到初步的通信信道；

(7)节点设备得到初步的通信信道后，将初步的通信信道发送至各终端设备；

(8)节点设备分别与各终端设备对初步的通信信道进行两两信道估计得到最终的通信信道；根据得到的最终通信信道，节点设备在初步通信信道结果中选择相应的信道作为备用通信信道；

(9)最终通信信道与备用通信信道确定后，节点设备将通信信道与相应的传输参数发给终端设备，然后经过必要的轮询注册后即开始通信。

2.根据权利要求1所述的基于多窗谱估计的宽频段频谱感知方法，其特征在于：步骤(1)中节点设备对所有终端设备进行轮询接入，具体包括以下步骤：

(1.1)设备开机后，如果是节点设备则开始通过低速信令波形依次发送轮询接入信息，等待终端设备的回复与接入；如果是终端设备则等待节点设备的轮询接入信息；

(1.2)终端设备收到节点设备的轮询接入信息后，回复轮询完成接入，然后等待节点设备发送的开始感知信令；

(1.3)节点设备收到第1个终端设备的轮询回复后，标记该设备为接入状态，并启动计时器；

(1.4)节点设备在计时器结束之前继续对其它终端设备进行轮询接入；

(1.5)计时器计时结束后，节点设备完成轮询，对所有接入的终端设备在低速信令波形上广播发送开始感知信令。

3.根据权利要求1所述的基于多窗谱估计的宽频段频谱感知方法，其特征在于：步骤(3)中通过多窗谱估计算法对全频段频谱依次进行功率谱密度感知，具体包括以下步骤：

(3.1)切换节点设备与终端设备的谐波滤波器；

(3.2)切换节点设备与终端设备的本振频率；

(3.3)对切换后的频谱进行多次时域采样；

(3.4)对时域采样信号分多路进行DPSS序列加窗；

(3.5)对加窗后的信号进行多窗估计，得到对应的功率谱密度，然后判断是否为最后一段频谱，如果是则转入步骤(3.6)；如果不是最后一段频谱，则判断是否谐波滤波器，如果需要切换，则转至步骤(3.1)，如果不需要切换，则转至步骤(3.2)；

(3.6)对最后一段频谱感知结束后即可以得到全频段频谱的功率谱密度感知结果。