[发明专利]基于多窗谱估计的宽频段频谱感知方法

摘要

本发明公开了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功率谱密度的多窗谱估计、节点设备和终端设备间感知结果的匹配、通信信道以及备用信道的选择。宽频段范围内的频谱感知由于受到感知精度和硬件资源的限制，难以通过单次采样实现功率谱密度估计。本发明通过设置射频前端谐波滤波器组，周期性切换谐波滤波器和本振频率，实现全频段的功率谱密度估计；通过多次采样与功率谱密度分析，可以还原逼近实际的频谱信息，并有效的检测周期性突发信号；通过节点设备的信息处理实现终端设备间、节点设备与终端设备间的信道匹配；通过信道估计后选择的通信信道以及信道匹配的结果，最终实现备用信道的选择。

主权项

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。