本發(fā)明涉及一種認(rèn)知無線電技術(shù)，更具體的說是涉及一種認(rèn)知無線電頻譜檢測方法。

背景技術(shù)：

認(rèn)知無線電是為了有限的頻譜資源所提出來的一種無線電的使用方法，其目的就是在于采用靈活使用空閑頻譜的方式來增加頻譜的利用率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在有限的頻譜資源的情況下，能夠提供給更多的用戶進(jìn)行通信的效果。

現(xiàn)有的認(rèn)知無線電的工作模式基本都是，感知空閑頻譜和主用戶，然后利用空閑頻譜進(jìn)行通信，這兩個(gè)步驟不斷的循環(huán)，以在感知主用戶以后能夠及時(shí)的跳出當(dāng)前頻譜，避免對主用戶的通信產(chǎn)生干擾，同時(shí)進(jìn)行快速有效的跳頻動(dòng)作，因而認(rèn)知用戶是否對于主用戶是否產(chǎn)生干擾主要還是依靠感知情況的正確與否，因此在認(rèn)知無線電中對于頻譜的檢測和感知是十分重要的，現(xiàn)有的最常用的檢測頻譜和感知的方式是采用能量檢測的方式，通過檢測頻譜信道內(nèi)的能量大小來確定此時(shí)的信道是否有主用戶正在使用通信，然而由于現(xiàn)有的無線通信的過程中經(jīng)常性會(huì)出現(xiàn)干擾信號，即為信道噪聲，因此設(shè)定主用戶是否存在的門限值就難以確定，如此便不能夠很好的在頻譜檢測的過程中準(zhǔn)確的判斷出此時(shí)的信道里面是否有主用戶存在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠準(zhǔn)確的判斷出信道里是否有主用戶存在的認(rèn)知無線電頻譜檢測方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種認(rèn)知無線電頻譜檢測方法，包括如下步驟：

步驟一，采集現(xiàn)有頻譜上每個(gè)信道上的能量，同時(shí)預(yù)設(shè)一個(gè)能量閾值，將信道根據(jù)其采集到的能量與能量閾值相比后分類，分為高能量信道和低能量信道；

步驟二，設(shè)置一個(gè)用于發(fā)送問詢信號的信號發(fā)生器，利用信號發(fā)生器發(fā)送問詢信號到高能量信道內(nèi)，同時(shí)設(shè)置一個(gè)信號接收器用于接收主用戶發(fā)出的響應(yīng)信號；

步驟三，根據(jù)信號接收器接收的信號選出發(fā)出響應(yīng)信號的信道，確定為主用戶占用信道，同時(shí)提取出主用戶占用信道所對應(yīng)的能量值，并根據(jù)以下公式更新預(yù)設(shè)的能量閾值，公式如下：

其中，x為更新后的能量閾值，a1、a2。。。。an為第1至n號高能量信道，n為信道的數(shù)量編號；

步驟四，將步驟三中更新的能量閾值作為判斷主用戶是否占用信道的能量閾值，進(jìn)行頻譜感知，并返回步驟一重新檢測信道上的能量。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟二中所使用的信號發(fā)生器包括外殼和設(shè)置在外殼內(nèi)的信號發(fā)生電路，所述信號發(fā)生電路包括：

運(yùn)算放大器u1，該運(yùn)算放大器u1的同相輸入端耦接有電容c1后接地，還耦接有電阻r1后接地，所述運(yùn)算放大器u1的輸出端用于輸出正弦波，并耦接有相互串聯(lián)的電容c2和電阻r2后耦接于其同相輸入端，所述運(yùn)算放大器u1的反相輸入端耦接有電阻r4后耦接于輸出端；

運(yùn)算放大器u2，該運(yùn)算放大器u2的輸出端反接有二極管d1后耦接有電容c4后接地，還耦接有電阻r7后接地，所述運(yùn)算放大器u2的反相輸入端耦接有相互串聯(lián)的電阻r9和二極管d2后耦接于運(yùn)算放大器u1的輸出端，該反相輸入端還耦接有電阻r8耦接于運(yùn)算放大器u2的輸出端，所述運(yùn)算放大器u2的同相輸入端耦接有電阻r10后接地，還耦接有二極管d3后耦接于運(yùn)算放大器u1的輸出端；

開關(guān)管g，該開關(guān)管g具有第一端、第二端和控制端，所述控制端耦接有電容r6后耦接于運(yùn)算放大器u2的輸出端，還耦接有相互串聯(lián)的電容c3和電阻r5后耦接于第一端，所述第二端接地，該開關(guān)管g的第一端還耦接有電阻r3后與運(yùn)算放大器u1的反相輸入端耦接；

接口電路，所述接口電路耦接于運(yùn)算放大器u的輸出端，還耦接于外部信道，用于將運(yùn)算放大器u的輸出端輸出的正弦波信號輸出到外部信道內(nèi)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述接口電路包括：

濾波器，耦接于運(yùn)算放大器u的輸出端，用以將運(yùn)算放大器u的輸出端輸出的正弦波進(jìn)行濾波后輸出；

無線信號發(fā)射器，耦接于濾波器，用于接收濾波器濾波后的正弦波信號，并將正弦波信號轉(zhuǎn)換成無線信號輸出到外部信道內(nèi)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述外殼包括上殼體和下殼體，所述上殼體與下殼體之間可拆卸連接，相互之間形成一個(gè)容納信號發(fā)生電路的容納腔，所述上殼體背向下殼體的一側(cè)設(shè)有天線，所述天線與無線信號發(fā)射器耦接，所述天線包括信號發(fā)射體和信號增強(qiáng)體，所述信號增強(qiáng)體的固定在上殼體的側(cè)面上，所述信號發(fā)射體固定在信號增強(qiáng)體上，所述信號發(fā)射體與無線信號發(fā)射器耦接，所述信號發(fā)射體包括發(fā)射主桿和若干根發(fā)射支桿，所述發(fā)射主桿的一端與上殼體的側(cè)面固定連接，還與無線信號發(fā)射器耦接，若干根支桿的一端均固定在主桿背向上殼體的一端，另一端背向主桿呈向外發(fā)射狀設(shè)置，所述信號增強(qiáng)體為一塊帶有凹面的鋁板，所述主桿相對于支桿的另一端連接在鋁板設(shè)有凹面的一側(cè)，所述鋁板背向凹面的一側(cè)朝向上殼體設(shè)置。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號接收器包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的接收電路，所述接收電路包括：

接收天線，用于與外部信道通信，接收主用戶發(fā)出的無線反饋信號，并轉(zhuǎn)換成電信號后輸出，其中，無線反饋信號內(nèi)具有信道編號和反饋信息；

帶通濾波器，耦接與接收天線，用于接收天線輸出的電信號，并將電信號進(jìn)行帶通濾波后輸出；

記錄電路，其內(nèi)存儲(chǔ)有信道編號，耦接于帶通濾波器，還耦接于接收天線，用于接收帶通濾波器輸出的電信號和接收天線輸出的信號編號，將接收到的電信號按照信道編號進(jìn)行記錄。

本發(fā)明的有益效果，通過步驟一的設(shè)置，就可以有效的采集到現(xiàn)有的頻譜上的各個(gè)信道上的能量，然后根據(jù)能量的數(shù)值將信道分為兩類，然后通過步驟二的設(shè)置，就可以有效的在感知頻譜的時(shí)候，就可以向高能量的信道發(fā)送問詢信號，判斷此時(shí)的高能量的信道是否是主用戶在使用，通過步驟三的設(shè)置，就可以根據(jù)確定主用戶占用的信道的能量計(jì)算出能量閾值，然后通過這個(gè)數(shù)值來更新能量閾值，這個(gè)能量閾值即為最接近主用戶占用信道的時(shí)候所產(chǎn)生的能量，如此便不需要同現(xiàn)有技術(shù)中一樣，能量閾值通過預(yù)設(shè)的方式，導(dǎo)致的主用戶判斷不夠準(zhǔn)確的問題，本發(fā)明采用了動(dòng)態(tài)閾值的方式，這樣能量閾值會(huì)隨著主用戶的相應(yīng)而變化，保證能量閾值能夠最大化接近主用戶占用信道時(shí)所產(chǎn)生的能量。

附圖說明

圖1為信號發(fā)生器的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為信號發(fā)生電路的電路圖；

圖3為接收電路的模塊框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖所給出的實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。

參照圖1至3所示，本實(shí)施例的一種認(rèn)知無線電頻譜檢測方法，包括如下步驟：

步驟一，采集現(xiàn)有頻譜上每個(gè)信道上的能量，同時(shí)預(yù)設(shè)一個(gè)能量閾值，將信道根據(jù)其采集到的能量與能量閾值相比后分類，分為高能量信道和低能量信道；

步驟二，設(shè)置一個(gè)用于發(fā)送問詢信號的信號發(fā)生器，利用信號發(fā)生器發(fā)送問詢信號到高能量信道內(nèi)，同時(shí)設(shè)置一個(gè)信號接收器用于接收主用戶發(fā)出的響應(yīng)信號；

步驟三，根據(jù)信號接收器接收的信號選出發(fā)出響應(yīng)信號的信道，確定為主用戶占用信道，同時(shí)提取出主用戶占用信道所對應(yīng)的能量值，并根據(jù)以下公式更新預(yù)設(shè)的能量閾值，公式如下：

其中，x為更新后的能量閾值，a1、a2。。。。an為第1至n號高能量信道，n為信道的數(shù)量編號；

步驟四，將步驟三中更新的能量閾值作為判斷主用戶是否占用信道的能量閾值，進(jìn)行頻譜感知，并返回步驟一重新檢測信道上的能量，在使用本實(shí)施例的檢測方法的過程中，通過步驟一可以有效的采集到現(xiàn)有頻譜上各個(gè)信道上的能量，然后根據(jù)采集到的能量的大小進(jìn)行分類，將信道分成高能量信道和低能量信道，之后通過步驟二可以通過信號發(fā)生器發(fā)送一個(gè)問詢信號，然后讓主用戶產(chǎn)生回應(yīng)的方式，進(jìn)一步確定高能量的信道是否有主用戶存在，然后通過步驟三的設(shè)置，就可以有效的提取出確定為主用戶占用信道所對應(yīng)的能量值，然后通過計(jì)算公式就可以計(jì)算出獲取到的這些的能量值平均值作為更新能量閾值，如此便能夠有效的實(shí)現(xiàn)一個(gè)能量閾值的動(dòng)態(tài)調(diào)整，并且調(diào)整后的閾值是通過多個(gè)確定主用戶占用信道所產(chǎn)生的能量計(jì)算出來的，因而更新后的能量閾值能夠更為準(zhǔn)確的分辨出信道到底是主用戶占用還是信道噪聲，而通過步驟四的設(shè)置，就可以有效的依據(jù)更新的能量閾值進(jìn)行頻譜感知和通信了，如此便可以有效的避免現(xiàn)有技術(shù)中的能量閾值采用預(yù)先設(shè)定的方式，導(dǎo)致的設(shè)定閾值與實(shí)際的主用戶占用的信道的能量值產(chǎn)生偏差，導(dǎo)致頻譜感知無法很好的感知到空閑信道的問題。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，所述步驟二中所使用的信號發(fā)生器包括外殼1和設(shè)置在外殼1內(nèi)的信號發(fā)生電路2，所述信號發(fā)生電路2包括：

運(yùn)算放大器u1，該運(yùn)算放大器u1的同相輸入端耦接有電容c1后接地，還耦接有電阻r1后接地，所述運(yùn)算放大器u1的輸出端用于輸出正弦波，并耦接有相互串聯(lián)的電容c2和電阻r2后耦接于其同相輸入端，所述運(yùn)算放大器u1的反相輸入端耦接有電阻r4后耦接于輸出端；

運(yùn)算放大器u2，該運(yùn)算放大器u2的輸出端反接有二極管d1后耦接有電容c4后接地，還耦接有電阻r7后接地，所述運(yùn)算放大器u2的反相輸入端耦接有相互串聯(lián)的電阻r9和二極管d2后耦接于運(yùn)算放大器u1的輸出端，該反相輸入端還耦接有電阻r8耦接于運(yùn)算放大器u2的輸出端，所述運(yùn)算放大器u2的同相輸入端耦接有電阻r10后接地，還耦接有二極管d3后耦接于運(yùn)算放大器u1的輸出端；

開關(guān)管g，該開關(guān)管g具有第一端、第二端和控制端，所述控制端耦接有電容r6后耦接于運(yùn)算放大器u2的輸出端，還耦接有相互串聯(lián)的電容c3和電阻r5后耦接于第一端，所述第二端接地，該開關(guān)管g的第一端還耦接有電阻r3后與運(yùn)算放大器u1的反相輸入端耦接；

接口電路21，所述接口電路21耦接于運(yùn)算放大器u1的輸出端，還耦接于外部信道，用于將運(yùn)算放大器u1的輸出端輸出的正弦波信號輸出到外部信道內(nèi)，由于現(xiàn)有的無線通信所采用的通信信號是采用數(shù)字信號，因而假如信號發(fā)生器發(fā)出的是數(shù)字信號的話，就很容易與主用戶占用信道時(shí)所產(chǎn)生的信號混淆，這樣一方面主用戶無法分辨出來是否是問詢信號，導(dǎo)致主用戶無法很好的反饋信號給感知用戶，因此在本實(shí)施例中采用輸出正弦波信號的方式，就不會(huì)與信道內(nèi)的通信信號產(chǎn)生混淆，如此主用戶便能夠及時(shí)有效的進(jìn)行反應(yīng)了，在信號發(fā)生電路2輸出正弦波的過程中，首先運(yùn)算放大器u1和運(yùn)算放大器u2就會(huì)工作，運(yùn)算放大器u1就會(huì)與電容c1、電阻r1、電阻r2、電容c2以及電阻r4的配合作用產(chǎn)生自激振蕩，然后通過運(yùn)算放大器u2的反饋?zhàn)饔?，將輸出的振蕩信號反饋?huì)運(yùn)算放大器u1，使得運(yùn)算放大器u1最終輸出的自激振蕩信號轉(zhuǎn)換成正弦波信號，而通過開關(guān)管g的設(shè)置，就可以將運(yùn)算放大器u2的反饋轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號的反饋輸入到運(yùn)算放大器u1的反相輸入端內(nèi)，如此運(yùn)算放大器u1就會(huì)根據(jù)這個(gè)數(shù)字信號調(diào)整自己的自激輸出，這樣就可以有效的輸出一個(gè)正弦波信號了，而在這里通過開關(guān)管g的設(shè)置，可以利用開關(guān)管g的開關(guān)特性，與電容c3和電阻r5相互配合，能夠?qū)\(yùn)算放大器u2輸出的信號進(jìn)行一個(gè)濾波的作用，保證運(yùn)算放大器u2的反饋信號能夠更為準(zhǔn)確的輸入到運(yùn)算放大器u1內(nèi)，而通過接口電路21的設(shè)置，就可以有效的將運(yùn)算放大器u1輸出的正弦波信號轉(zhuǎn)化輸入到外部信道內(nèi)，很好的實(shí)現(xiàn)一個(gè)輸出問詢信號給主用戶的效果，如此主用戶就能夠更好的反應(yīng)，后面獲取能量閾值的準(zhǔn)確性就越高。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，所述接口電路21包括：

濾波器211，耦接于運(yùn)算放大器u1的輸出端，用以將運(yùn)算放大器u1的輸出端輸出的正弦波進(jìn)行濾波后輸出；

無線信號發(fā)射器212，耦接于濾波器211，用于接收濾波器211濾波后的正弦波信號，并將正弦波信號轉(zhuǎn)換成無線信號輸出到外部信道內(nèi)，現(xiàn)有的認(rèn)知通信的方式，都是在無線網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用的，因而在這里將接口電路21設(shè)置成濾波器211和無線信號發(fā)射器212，通過濾波器211的設(shè)置，就可以有效的對運(yùn)算放大器u1輸出的正弦波信號進(jìn)行一個(gè)濾波作用，濾除掉正弦波信號上的雜波，然后通過無線信號發(fā)射器212的設(shè)置，就可以有效的將濾除掉雜波的正弦波信號轉(zhuǎn)化成無線信號，如此便能夠很好的實(shí)現(xiàn)一個(gè)輸入問詢信號到信道內(nèi)，問詢主用戶是否占用的效果，這就可以有效的保證獲取到的能量閾值的準(zhǔn)確性，如此相比于現(xiàn)有技術(shù)中采用預(yù)設(shè)閾值的方式，準(zhǔn)確性更高，能夠更好的感知到空閑信道了。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，所述外殼1包括上殼體11和下殼體12，所述上殼體11與下殼體12之間可拆卸連接，相互之間形成一個(gè)容納信號發(fā)生電路2的容納腔，所述上殼體12背向下殼體12的一側(cè)設(shè)有天線3，所述天線3與無線信號發(fā)射器212耦接，所述天線3包括信號發(fā)射體31和信號增強(qiáng)體32，所述信號增強(qiáng)體32的固定在上殼體11的側(cè)面上，所述信號發(fā)射體31固定在信號增強(qiáng)體32上，所述信號發(fā)射體31與無線信號發(fā)射器212耦接，所述信號發(fā)射體31包括發(fā)射主桿311和若干根發(fā)射支桿312，所述發(fā)射主桿311的一端與上殼體11的側(cè)面固定連接，還與無線信號發(fā)射器212耦接，若干根支桿312的一端均固定在主桿311背向上殼體11的一端，另一端背向主桿311呈向外發(fā)射狀設(shè)置，所述信號增強(qiáng)體32為一塊帶有凹面的鋁板，所述主桿311相對于支桿312的另一端連接在鋁板設(shè)有凹面的一側(cè)，所述鋁板背向凹面的一側(cè)朝向上殼體11設(shè)置，通過發(fā)射主桿311和發(fā)射支桿312的設(shè)置，就可以有效的將編譯好的正弦波無線信號向外擴(kuò)散出去，而采用發(fā)散型發(fā)射支桿312的設(shè)置，就能夠?qū)崿F(xiàn)正弦波無線信號擴(kuò)展的范圍更廣，而通過信號增強(qiáng)體32的設(shè)置，可以將發(fā)射支桿312發(fā)射出來的無線信號利用鋁板反射的特性，將發(fā)射向上殼體11的信號集中反射出去，這樣就不會(huì)出現(xiàn)部分信號是發(fā)射到上殼體11的方向，導(dǎo)致無線信號使用率降低的問題，如此便不需要使用電路方面來增強(qiáng)無線信號的幅值導(dǎo)致的能源消耗過多，或是增幅過程中使得信號失真的問題。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，所述信號接收器包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的接收電路4，所述接收電路4包括：

接收天線41，用于與外部信道通信，接收主用戶發(fā)出的無線反饋信號，并轉(zhuǎn)換成電信號后輸出，其中，無線反饋信號內(nèi)具有信道編號和反饋信息；

帶通濾波器42，耦接與接收天線41，用于接收天線41輸出的電信號，并將電信號進(jìn)行帶通濾波后輸出；

記錄電路43，其內(nèi)存儲(chǔ)有信道編號，耦接于帶通濾波器42，還耦接于接收天線41，用于接收帶通濾波器42輸出的電信號和接收天線輸出的信號編號，將接收到的電信號按照信道編號進(jìn)行記錄，通過接收天線41的設(shè)置，就可以有效的接收到無線反饋信號，而通過帶通濾波器42的設(shè)置，就可以有效的對接收到的信號進(jìn)行一個(gè)濾波的作用，如此便可以采用帶通濾波器42的濾波作用有效的實(shí)現(xiàn)一個(gè)檢測所接收到的信號里面是否有主用戶的反饋信號的效果，這樣實(shí)現(xiàn)起來便十分的方便，而通過記錄電路43的設(shè)置，便可以有效的實(shí)現(xiàn)將有主用戶反饋信號的信道有效的記錄下來，這樣就能夠很好的通過步驟三將記錄下來的信道所對應(yīng)的信道能量加入到公式內(nèi)進(jìn)行計(jì)算，如此便能夠很好的實(shí)現(xiàn)一個(gè)能量閾值更新的效果，同時(shí)記錄檢測過程實(shí)現(xiàn)起來簡單方便，實(shí)現(xiàn)一個(gè)動(dòng)態(tài)閾值的效果，大大的增加了能量閾值分辨主用戶占用信道和空閑信道的準(zhǔn)確性，其中本實(shí)施例中所使用的接收天線41、帶通濾波器42為現(xiàn)有技術(shù)，記錄電路43則為現(xiàn)有的存儲(chǔ)電路。

綜上所述，本實(shí)施例的檢測方法，通過步驟一的設(shè)置，可以有效的采集到信道能量，并且根據(jù)能量閾值對信道進(jìn)行分類，而通過步驟二的設(shè)置，就可以通過設(shè)置一個(gè)信號發(fā)生器發(fā)出問詢信號來判斷此時(shí)的高能量的信道是不是主用戶在占用，為計(jì)算能量閾值打下基礎(chǔ)，而通過步驟三和步驟四的設(shè)置就可以有效的計(jì)算出能量閾值更新并使用的效果了，如此實(shí)現(xiàn)了一個(gè)動(dòng)態(tài)能量閾值的效果，相比于現(xiàn)有技術(shù)中采用預(yù)設(shè)的方式，準(zhǔn)確性更高。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。