一种基于定向天线角度域的频谱检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种基于定向天线角度域的频谱检测方法及装置，所述方法包括：确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率，当所述第一用户发射机发射角度内存在至少一个第二用户定向接收机时，根据所述检测概率，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度，将所述不干扰角度对应的频谱资源，作为所述第一用户发射机发射角度内的频谱空洞。本发明专利技术实施例的目的在于提供一种基于定向天线角度域的频谱检测方法及装置，提高频谱检测效率以及整个网络的频率资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于定向天线角度域的频谱检测方法及装置
本专利技术涉及信号检测
，特别是涉及一种基于定向天线角度域的频谱检测方法及装置。
技术介绍
频谱检测技术是指认知无线电系统在很宽频谱范围内进行频谱检测，以充分利用空闲频谱。这就要求当某时某地有空闲频谱时，认知无线电设备能够及时检测到，供其它用户使用。当次用户对主用户造成干扰时，认知无线电设备要能够及时准确的检测出来，使次用户立刻释放频谱，避免对主用户的干扰。通过频谱检测，次用户可以获得其周围环境的具体信息，这些信息包括是否存在主用户以及是否存在可利用的频谱资源。只有获得诸如此类的信息，主用户才能及时的调整其发射接收参数，如：发射功率、工作频段、调制方式等等，以实现准确可靠的通信，从而达到提高频谱利用效率的目的。通常，我们将可利用的频谱资源称为频谱空洞。传统的频谱空洞包括：频域频谱空洞、时域频谱空洞、空域频谱空洞和角度域频谱空洞。角度域频谱空洞是指当主用户利用波束赋形技术进行通信时，主用户的发射信号仅在某一特定角度进行传播，那么，次用户可在其他角度进行通信。此外，若次用户使用波束赋形技术，还可以使多个次用户在同一个地理区域在同一时间内，同时接入主用户所在的授权频段。对于角度域频谱空洞来说，主用户与次用户可以共同工作在同一地理区域，共享同一个信道。现有的频谱检测方法中，主要是针对空间和时间维度的频谱检测方案，其中次用户在第一阶段检测时间维度频谱机会，如果时间维度机会不存在，次用户在第二个阶段转而检测空间维度频谱机会。该方法对频谱利用效率的提升十分有限。为提高频谱利用效率，将频谱检测方法扩展到角度域。现有角度域频谱检测方法主要针对主用户发射机全向发射主用户接收机全向接收，次用户发射机定向发射次用户接收机定向接收场景下，用方向性天线检测。具体检测过程为：假设主用户接收机是在以次用户发射机的检测器为圆心的圆内均匀分布，且次用户发射机检测器分布的圆的半径为R，检测次用户发射机发射角度内是否有主用户接收机存在，当检测次用户发射机发射角度内没有主用户接收机存在时，说明该次用户发射机发射角度内有频谱空洞。现有角度域频谱监测方法中，检测方法主要是针对次用户是定向天线而主用户是全向天线，一旦在次用户的周边存在其他用户发射机，便会造成干扰，因此，当主用户数目很多时，次用户的频谱检测效率很低且可利用的频率资源较少。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于定向天线角度域的频谱检测方法及装置，提高频谱检测效率以及整个网络的频率资源利用率。为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例公开了一种基于定向天线角度域的频谱检测方法，包括：确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率；当所述第一用户发射机发射角度内存在至少一个第二用户定向接收机时，根据所述检测概率，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度；将所述不干扰角度对应的频谱资源，作为所述第一用户发射机发射角度内的频谱空洞。可选地，所述确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率，包括：根据所述第一用户发射机发射角度内没有所述第二用户定向接收机，以及根据所述第一用户发射机发射角度内有所述第二用户定向接收机、且所述第一用户发射机发射角度方向与所述第二用户定向接收机、接收所述第二用户发射机发射信号的角度方向、不产生干扰时的概率，确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率。可选地，所述确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率，包括：确定所述第二用户定向接收机在所述第一用户发射机发射角度内的第一概率；确定所述第一用户发射机发射角度方向与所述第二用户定向接收机、接收所述第二用户发射机发射信号的角度方向、产生干扰时的第二概率；通过所述第一概率与所述第二概率，确定所述第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率。可选地，所述当所述第一用户发射机发射角度内存在至少一个第二用户定向接收机时，根据所述检测概率，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度，包括：当所述第一用户发射机发射角度内存在至少一个第二用户定向接收机时，确定所述至少一个第二用户定向接收机接收所述第二用户发射机发射信号角度、与所述第一用户发射机发射角度的重合角度；根据所述检测概率，确定所述第一用户发射机存在所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的概率密度函数；根据所述重合角度与所述概率密度函数，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度的均值，将所述不干扰角度的均值作为所述不干扰角度。可选地，在所述确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度的均值，并将所述不干扰角度的均值对应的频谱资源，作为所述第一用户发射机发射角度内的频谱空洞之后，所述方法还包括：根据所述第一用户发射机发射角度与所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的接收角度的角度关系、所述第一用户发射机与所述第二用户定向接收机的位置关系、以及所述不干扰角度的均值，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号不干扰概率的最大值。为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例还公开了一种基于定向天线角度域的频谱检测装置，包括：检测概率确定模块，用于确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率；不干扰角度确定模块，用于当所述第一用户发射机发射角度内存在至少一个第二用户定向接收机时，根据所述检测概率，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度；频谱空洞确定模块，用于将所述不干扰角度对应的频谱资源，作为所述第一用户发射机发射角度内的频谱空洞。可选地，所述检测概率确定模块，具体用于，根据所述第一用户发射机发射角度内没有所述第二用户定向接收机，以及根据所述第一用户发射机发射角度内有所述第二用户定向接收机、且所述第一用户发射机发射角度方向与所述第二用户定向接收机、接收所述第二用户发射机发射信号的角度方向、不产生干扰时的概率，确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率。可选地，所述检测概率确定模块，包括：第一概率确定子模块，用于确定所述第二用户定向接收机在所述第一用户发射机发射角度内的第一概率；第二概率确定子模块，用于确定所述第一用户发射机发射角度方向与所述第二用户定向接收机、接收所述第二用户发射机发射信号的角度方向、产生干扰时的第二概率；检测概率确定子模块，用于通过所述第一概率与所述第二概率，确定所述第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率。可选地，所述不干扰角度确定模块，包括：重合角度确定子模块，用于当所述第一用户发射机发射角度内存在至少一个第二用户定向接收机时，确定所述至少一个第二用户定向接收机接收所述第二用户发射机发射信号角度、与所述第一用户发射机发射角度的重合角度；概率密度函数确定子模块，用于根据所述检测概率，确定所述第一用户发射机存在所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的概率密度函数；不干扰角度确定子模块，用于根据所述重合角度与所述概率密度函数，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于定向天线角度域的频谱检测方法，其特征在于，包括：确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率；当所述第一用户发射机发射角度内存在至少一个第二用户定向接收机时，根据所述检测概率，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度；将所述不干扰角度对应的频谱资源，作为所述第一用户发射机发射角度内的频谱空洞。

【技术特征摘要】
1.一种基于定向天线角度域的频谱检测方法，其特征在于，包括：确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率；当所述第一用户发射机发射角度内存在至少一个第二用户定向接收机时，根据所述检测概率，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度；将所述不干扰角度对应的频谱资源，作为所述第一用户发射机发射角度内的频谱空洞。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率，包括：根据所述第一用户发射机发射角度内没有所述第二用户定向接收机，以及根据所述第一用户发射机发射角度内有所述第二用户定向接收机、且所述第一用户发射机发射角度方向与所述第二用户定向接收机、接收所述第二用户发射机发射信号的角度方向、不产生干扰时的概率，确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率，包括：确定所述第二用户定向接收机在所述第一用户发射机发射角度内的第一概率；确定所述第一用户发射机发射角度方向与所述第二用户定向接收机、接收所述第二用户发射机发射信号的角度方向、产生干扰时的第二概率；通过所述第一概率与所述第二概率，确定所述第一用户发射机发射角度内频谱空洞的检测概率。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当所述第一用户发射机发射角度内存在至少一个第二用户定向接收机时，根据所述检测概率，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度，包括：当所述第一用户发射机发射角度内存在至少一个第二用户定向接收机时，确定所述至少一个第二用户定向接收机接收所述第二用户发射机发射信号角度、与所述第一用户发射机发射角度的重合角度；根据所述检测概率，确定所述第一用户发射机存在所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的概率密度函数；根据所述重合角度与所述概率密度函数，确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度的均值，将所述不干扰角度的均值作为所述不干扰角度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述确定所述第一用户发射机对所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的不干扰角度的均值，并将所述不干扰角度的均值对应的频谱资源，作为所述第一用户发射机发射角度内的频谱空洞之后，所述方法还包括：根据所述第一用户发射机发射角度与所述第二用户定向接收机、定向接收第二用户发射机发射信号的接收角度的角度关系、所述第一用户发射机与所述第二用户定向接收机的位置关系、以及所述不干扰角度的均值，确定所述第一用户发射机...

【专利技术属性】
技术研发人员：尉志青，赵亚东，张奇勋，冯志勇，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11