[发明专利]一种基于USRP实验平台与频谱感知结果进行频谱切换的方法

权利要求书

1.一种基于USRP实验平台与频谱感知结果进行频谱切换的方法，其特征在于具体步骤如下

步骤1：每隔一段时间检测次用户所在频段能量数据，即进行频谱感知，频段中心频率为center_freq，根据USRP频谱感知结果，判断是否有主用户接入该频段，如果无其他用户接入该频段，则重复步骤1，

所述步骤1包括如下步骤：步骤1.1根据次用户所在频段特点确定该频段的阈值threshold，并设定判断段内空闲的百分比x％；

步骤1.2对次用户所在频段的宽度范围进行频谱感知，并统计所在频段内数据值大于阈值threshold的点总数；

步骤1.3若大于阈值threshold的点总数超过次用户所在频段的宽度范围内数据量的x％，则判定该频段有主用户接入；

步骤2：检测到主用户接入后，根据用户所使用的频谱宽度width，确定每次需要新收集频谱数据的频段宽度step，step大小应大于width；

步骤3：初始化即将收集的center_freq左右两侧频段的频谱端点，分别为l_freq和r_freq，l_freq＝center_freq-step/2，r_freq＝center_freq+step/2；

步骤4：收集次用户所在频段中心频率center_freq左右两侧附近的频谱能量数据，其具体步骤如下

步骤4.1收集右侧r_freq到r_freq+step范围的频谱能量数据，若在r_freq到r_freq+step的范围内找到可接入的空闲频段，进入步骤1，若在r_freq到r_freq+step的范围内未找到可接入的空闲频段，进入步骤4.2；

步骤4.2收集左侧l_freq-step到l_freq范围的频谱能量数据，若在l_freq-step到l_freq的范围内找到可接入的空闲频段，进入步骤1，若在l_freq-step到l_freq的范围内未找到可接入的空闲频段，进入步骤5；

步骤5：当前并未搜索到足够宽度的可接入的空闲频段，扩大两侧需要收集数据的频谱范围，宽度仍为step，但逐渐远离中心频率，r_freq＝r_freq+step，1_freq＝l_freq-step，进入步骤4。

2.如权利要求1所述的一种基于USRP实验平台与频谱感知结果进行频谱切换的方法，其特征在于所述步骤4.1中包括如下步骤：

步骤4.1.1收集右侧r_freq到r_freq+step范围的频谱能量数据，将频段宽度二分，即寻找step/2宽度的空闲频谱；

步骤4.1.2若不存在宽度为step/2的空闲频谱，则继续将宽度二分，即寻找step/4宽度的空闲频谱，重复上述将宽度二分的步骤；

步骤4.1.3最终得到在此条件下r_freq到r_freq+step频段内宽度最长的空闲频段宽度m和该频段的最左端频率位置r_max，如果所得到的宽度m大于等于width，则成功找到可接入的空闲频段，可将需要切换的次用户接入以r_max+m/2为中心频率的频段中，进入步骤1，若在r_freq到r_freq+step的范围内未找到可接入的空闲频段，进入步骤4.2。

3.如权利要求2所述的一种基于USRP实验平台与频谱感知结果进行频谱切换的方法，其特征在于所述步骤4.2中包括如下步骤：

步骤4.2.1收集左侧l_freq-step到l_freq范围的频谱能量数据，将频段宽度二分，即寻找step/2宽度的空闲频谱；

步骤4.2.2若不存在宽度为step/2的空闲频谱，则继续将宽度二分，即寻找step/4宽度的空闲频谱，重复上述将宽度二分的步骤；

步骤4.2.3最终得到在此条件下l_freq-step到l_freq频段内宽度最长的空闲频段宽度m和该频段的最左端频率位置l_max，如果所得到的宽度m大于等于width，则成功找到可接入的空闲频段，可将需要切换的次用户接入以l_max+m/2为中心频率的频段中，进入步骤1，若在l_freq-step到l_freq的范围内未找到可接入的空闲频段，进入步骤5。

4.如权利要求3所述的一种基于USRP实验平台与频谱感知结果进行频谱切换的方法，其特征在于所述步骤4中，具体的二分寻找频段方法如下：

假定该频段的位置为[l，r]，取宽度p＝(l+r+1)/2，判断[l，l+p]的频段是否空闲，将该段的位置逐步右移，直到[r-p，r]为止，如果有频段空闲，将频段的位置和宽度记录下来，l＝p，如果在宽度p＝(l+r+1)/2的情况下无空闲频段可供次用户接入，取r＝p-1，继续在[l，r]的频段里搜索，重复上述操作，并且在一次完整的搜索过程中，即不断将频段二分直至不可再分，只记录最大宽度的空闲频段位置和宽度，该方法目的在于找到最宽的可供次用户切换接入的空闲频谱，容易得知如果此频段内能找到宽度为d的空闲频段，那么则必定存在宽度比d小的空闲频段，所以可以对空闲频段的宽度d进行二分。