CN105187142A - 一种空闲频谱探测的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种空闲频谱探测的方法和装置，方法包括：接收第一认知无线电节点发送的探测授权频谱是否为空闲频谱的请求；根据请求中携带的第一认知无线电节点的位置信息，确定至少一个协作认知无线电节点；选择的融合准则处理请求中携带的第一认知无线电节点的经过小波去噪处理后得到的本地判决信息，和所有协作认知无线电节点发送的本地判决信息，确定最终判决结果；将所述确定的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和所有协作的认知无线电节点，以使其根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。应用本发明实施例，可以提高探测空闲频谱的准确度，确保在认知无线电节点使用授权频谱时，不影响主用户的通信。

Description

一种空闲频谱探测的方法和装置

技术领域

本发明涉及感知无线电技术领域，特别涉及一种空闲频谱探测的方法和装置。

背景技术

近年来，随着对频谱资源需求的增加，关于感知无线电技术也日益重要。感知无线电是一种动态地感知周围环境，并调整自己传输参数的一种动态频谱共享技术。感知无线电所需要解决的核心问题是如何准确识别频谱占用情况以及主用户的工作情况，即感知无线电工作的第一个步骤：频谱占用情况检测。频谱占用情况检测的主要工作是检测在某一定范围内的频谱占用情况，是否存在主用户正在占用的情况，然后对频谱进行判别并在此基础上加以利用。在感知用户获取主用户信号的过程中，不可避免地受到多径、阴影以及本地干扰等因素的影响，造成感知用户截获的信号过于微弱而导致判断错误，对主用户造成干扰。此时，就要通过协作检测来帮助完成频谱占用情况检测的过程。

协作检测中，协作用户通过将多个认知无线电(CR-CognitiveRadio)节点的检测信息进行融合处理，以提高检测性能，同时也相对降低了对每个节点的检测性能的要求。但在协作检测中，对选择的多个CR节点，并不能确定每个节点的本地检测可靠性足够高。当选择的CR节点，可靠性不高的节点较多时，协作检测的效果可能还不如单个用户的检测性能，因此，对于参与协作的CR节点要有一定的可靠性要求，即使在选择的CR节点到主用户基站的信道环境差的情况下，也要求该节点具有较好的检测性能。

现有技术中，在外界通信环境差的情况下，即低信噪比(SNR-SignaltoNoiseRatio)会引起检测性能的突变，在协作检测时会引起性能下降，检测结果出现较大误差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种空闲频谱探测的方法和装置，可以提高低信噪比，以提高空闲频谱探测的精确度。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种空闲频谱探测的方法，应用于网络侧，所述方法包括步骤：

接收第一认知无线电节点发送的探测授权频谱是否为空闲频谱的请求，所述请求包括：所述第一认知无线电节点的位置信息和本地判决信息；所述本地判决信息为第一认知无线电节点对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测获得的；

根据所述第一认知无线电节点的位置信息，确定至少一个协作认知无线电节点；

根据所述第一认知无线电节点的本地判决信息，和已接收的至少一个协作认知无线电节点发送的本地判决信息，选择一个预设的融合准则，按照所选择的融合准则处理所述接收的第一认知无线电节点的本地判决信息和至少一个协作的认知无线电节点的本地判决信息，确定最终判决结果，所述最终判决结果包括确定所述授权频谱是否为空闲频谱；

将所述确定的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点，以使其根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种空闲频谱探测的方法，应用于认知无线电节点，所述方法包括步骤：

获得自身位置信息；

对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测，获得本地判决信息；

将位置信息和所述本地判决信息发送至网络侧；以使网络侧按权利要求1所述的步骤将所述确定的最终判决结果发送给所述认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点；

接收网络侧发送的最终判决结果；

根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

较佳的，所述获得本地判决信息，包括:

认知无线电节点根据其接收的授权频谱信号，进行能量检测，其中，所述授权频谱信号包括：被噪声污染的信号，所述能量检测包括：被噪声污染的信号经过小波去噪，得到估计信号，然后判断估计信号是否为0，

若判断结果为估计信号为0，则认知无线电节点确定所述授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱，

若判断结果为估计信号不为0，则所述估计信号经模数转换、平方器及抽样求和后，获得探测统计量，认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息；

所述小波去噪包括：将所述被噪声污染的信号映射到小波域，生成带小波系数的小波信号，设置掩码算子，以使小波信号只保留预设的小波系数的系数项，其他小波系数置为0。

较佳的，所述认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息，包括：

将所述探测统计量与预先设定的阈值进行比较，若所述探测统计量大于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述授权频谱上存在主用户，确定所述授权频谱为非空闲频谱，若所述探测统计量小于或者等于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述感知的授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱。

较佳的，所述方法还包括：

认知无线电节点在所述授权频谱上进行通信过程中，实时向网络侧发送自身位置信息和本地判决结果；当接收的网络侧发送的最终判决结果表示所述授权频谱被主用户占用，则停止使用所述授权频谱进行通信。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种空闲频谱探测的装置，应用于网络侧，所述装置包括：

请求接收模块：用于接收第一认知无线电节点发送的探测授权频谱是否为空闲频谱的请求，所述请求包括：所述第一认知无线电节点的位置信息和本地判决信息；所述本地判决信息为第一认知无线电节点对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测获得的；

第一确定模块：用于根据所述第一认知无线电节点的位置信息，确定至少一个协作认知无线电节点；

判决信息确定模块：用于根据所述第一认知无线电节点的本地判决信息，和已接收的至少一个协作认知无线电节点发送的本地判决信息，选择一个预设的融合准则，按照所选择的融合准则处理所述接收的第一认知无线电节点的本地判决信息和至少一个协作的认知无线电节点的本地判决信息，确定最终判决结果，所述最终判决结果包括确定所述授权频谱是否为空闲频谱；

判决结果发送模块：用于将所述确定的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点，以使其根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种空闲频谱探测的装置，应用于认知无线电节点，所述装置包括：

位置信息获取模块：用于获得自身位置信息；

本地判决模块：用于对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测，获得本地判决信息；

信息发送模块：用于将位置信息和所述本地判决信息发送至网络侧；以使网络侧按权利要求1所述的步骤将所述确定的最终判决结果发送给所述认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点；

最终判决信息接收模块：用于接收网络侧发送的最终判决结果；

第二确定模块：用于根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

较佳的，所述本地判决模块，具体用于：

认知无线电节点根据其接收的授权频谱信号，进行能量检测，其中，所述授权频谱信号包括：被噪声污染的信号，所述能量检测包括：被噪声污染的信号经过小波去噪，得到估计信号，然后判断估计信号是否为0，

若判断结果为估计信号为0，则认知无线电节点确定所述授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱，

若判断结果为估计信号不为0，则所述估计信号经模数转换、平方器及抽样求和后，获得探测统计量，认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息；

所述小波去噪包括：将所述被噪声污染的信号映射到小波域，生成带小波系数的小波信号，设置掩码算子，以使小波信号只保留预设的小波系数的系数项，其他小波系数置为0。

较佳的，所述本地判决模块根据所述探测统计量确定其本地判决信息时：

将所述探测统计量与预先设定的阈值进行比较，若所述探测统计量大于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述授权频谱上存在主用户，确定所述授权频谱为非空闲频谱，若所述探测统计量小于或者等于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述感知的授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱。

较佳的，所述信息发送模块还用于：在所述授权频谱上进行通信过程中，实时向网络侧发送自身位置信息和本地判决结果；

所述装置还包括停止使用模块，所述停止使用模块具体用于：当接收的网络侧发送的最终判决结果表示所述授权频谱被主用户占用，则停止使用所述授权频谱进行通信。

由上述的技术方案可见，本发明实施例公开了一种空闲频谱探测的方法和装置，方法包括步骤，接收第一认知无线电节点发送的探测授权频谱是否为空闲频谱的请求，所述请求包括：所述第一认知无线电节点的位置信息和本地判决信息；所述本地判决信息为第一认知无线电节点对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测获得的；根据所述第一认知无线电节点的位置信息，确定至少一个协作认知无线电节点；根据所述第一认知无线电节点的本地判决信息，和已接收的至少一个协作认知无线电节点发送的本地判决信息，选择一个预设的融合准则，按照所选择的融合准则处理所述接收的第一认知无线电节点的本地判决信息和至少一个协作的认知无线电节点的本地判决信息，确定最终判决结果，所述最终判决结果包括确定所述授权频谱是否为空闲频谱；将所述确定的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点，以使其根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。本发明实施例中将授权频谱信号进行小波去噪处理，并由网络侧确定协作认知无线电节点并进行融合判决，提高了低信噪比，为后续的信号能量检测，寻找空闲频谱提高了精确度。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供了一种空闲频谱探测的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供了另一种空闲频谱探测的方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供了一种空闲频谱探测的装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供了另一种空闲频谱探测的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种空闲频谱探测的方法和装置，该方案中，接收第一认知无线电节点发送的探测授权频谱是否为空闲频谱的请求，所述请求包括：所述第一认知无线电节点的位置信息和本地判决信息；所述本地判决信息为第一认知无线电节点对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测获得的；根据所述第一认知无线电节点的位置信息，确定至少一个协作认知无线电节点；根据所述第一认知无线电节点的本地判决信息，和已接收的至少一个协作认知无线电节点发送的本地判决信息，选择一个预设的融合准则，按照所选择的融合准则处理所述接收的第一认知无线电节点的本地判决信息和至少一个协作的认知无线电节点的本地判决信息，确定最终判决结果，所述最终判决结果包括确定所述授权频谱是否为空闲频谱；将所述确定的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点，以使其根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

下面通过具体实施例，对本发明进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的一种空闲频谱探测的方法的流程示意图，应用于网络侧，包括如下步骤：

S101：接收第一认知无线电节点发送的探测授权频谱是否为空闲频谱的请求，所述请求包括：所述第一认知无线电节点的位置信息和本地判决信息；所述本地判决信息为第一认知无线电节点对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测获得的。

根据现有技术可知，认知无线电节点每一刻都在感知并识别其所处周围环境中的无线电信号，其中所述无线电信号包括所述授权频谱信号，以及其他无线电信号。

具体例如：网络侧接收了第一认知无线电节点发送的一个探测授权频谱是否为空闲频谱的请求，所述请求包括：第一认知无线电节点的位置信息和本地判决信息，如位置信息为第一认知无线电节点位于上海，本地判决信息是在第一无线电节点对其本身接收的授权频谱信号进行小波去噪处理后，得到滤除干扰噪声信号后，在通过能量检测得到的，假设第一无线电节点的本地判决信息为该授权频谱为空闲频谱。

S102：根据所述第一认知无线电节点的位置信息，确定至少一个协作认知无线电节点。

根据所述第一认知无线电节点的位置信息，可以设置一个位置范围阈值，确定在位置范围阈值之内的认知无线电节点确定为至少一个协作认知无线电节点；也可以设定具体的距离阶梯，选取在所述设定的距离阶梯的位置的认知无线电节点确定为至少一个协作认知无线电节点。

具体例如：设置位置范围阈值为200千米，则确定在位置范围阈值200千米之内的认知无线电节点确定为至少一个协作认知无线电节点，结舌所述确定的至少一个协作认知无线电节点有三个，分别为认知无线电节点A、认知无线电节点B、认知无线电节点C。

需要说明的是，本申请中并不对根据第一认知无线电节点的位置信息，确定至少一个协作认知无线电节点的具体实现方式做限定，任何可能的实现方式都可以应用于本申请中。

S103：根据所述第一认知无线电节点的本地判决信息，和已接收的至少一个协作认知无线电节点发送的本地判决信息，选择一个预设的融合准则，按照所选择的融合准则处理所述接收的第一认知无线电节点的本地判决信息和至少一个协作的认知无线电节点的本地判决信息，确定最终判决结果，所述最终判决结果包括确定所述授权频谱是否为空闲频谱。

具体例如：根据步骤S102所述确定了三个认知无线电节点为至少一个协作认知无线电节点，分别为认知无线电节点A、认知无线电节点B、认知无线电节点C，其中所述认知无线电节点A对所述授权频谱进行探测后，得到的本地判决信息为所述授权频谱为空闲频谱，所述认知无线电节点B对所述授权频谱进行探测后，得到的本地判决信息为所述授权频谱为空闲频谱，所述认知无线电节点C对所述授权频谱进行探测后，得到的本地判决信息为所述授权频谱为非空闲频谱，确定为协作认知无线电节点的三个认知无线电节点分别将自身得到的本地判决信息发送给网络侧。

网络侧选择一个预设的融合准则，按照所选择的融合准则处理所述接收的第一认知无线电节点的本地判决信息和三个协作的认知无线电节点的本地判决信息，确定最终判决结果。

假设H₀表示所述授权频谱为空闲频谱，即无主用户使用；H₁表示所述授权频谱为非空闲频谱，即有主用户使用。

频谱探测中主要的衡量标准是检测概率、虚警概率和漏检概率，如下式：

P_d＝Prob{判决为H₁|H₁}；

P_f＝Prob{判决为H₁|H₀}；

P_m＝Prob{判决为H₀|H₁}；

假设选择了一种K/N融合准则，该融合准则下的全局虚警概率和检测概率分别为

$P_f={\mathrm{\Σ}}_{j=k}^n{\mathrm{\Σ}}_{{\mathrm{\Σu}}_i=j}{\mathrm{\Π}}_{i=1}^n{\left(P_{f_i}\right)}^{u_i}{(1-P_{f_i})}^{1-u_i}$

$P_d={\mathrm{\Σ}}_{j=k}^n{\mathrm{\Σ}}_{{\mathrm{\Σu}}_i=j}{\mathrm{\Π}}_{i=1}^n{\left(P_{d_i}\right)}^{u_i}{(1-P_{d_i})}^{1-u_i}$

其中和分别表示单个认知无线电节点的虚警概率和检测概率，u_i表示认知无线电节点i的本地判决信息，即u_i＝1时本地判决为H₁，u_i＝0时本地判决为H₀。当k＝1时，K/N准则为OR准则，而k＝n时，K/N准则为AND准则，当时，为MOST准则。

其中，当k＝n时，使用融合准则为AND准则时，只有当所有的本地判决信息为判决授权频谱为非空闲频谱即所有u_i＝1时，最终判决结果才会认为主用户存在，该授权频谱为非空闲频谱，即u₀＝1，否则融合中心认为主用户不存在，该授权频谱为空闲频谱，即u₀＝0。对频谱的检测条件要求苛刻，使得在同等条件下检测概率低。N表示认知无线电节点的总数量；K表示判决结果为确定授权频谱上存在主用户的认知无线电节点的节点数。

当k＝1时，使用融合准则为OR准则时，与AND准则相反，此准则是只要有一个本地判决信息为授权频谱为非空闲频谱，即有一个u_i＝1时，最终判决结果就为主用户存在，即u₀＝1，授权频谱为非空闲频谱；反之只有当所有的本地判决信息为授权频谱为空闲频谱，最终判决结果才会认为主用户不存在，即u₀＝0，授权频谱为空闲频谱，此准则对于主用户存在时的检测概率大大提高，但对于主用户不存在时的虚警概率也明显升高。

当时，使用的融合准则为MOST准则，此时是本地判决信息为授权频谱为空闲频谱的认知无线电节点的个数大于或等于本地判决信息为授权频谱为非空闲频谱的认知无线电节点的个数，最终判决结果为授权频谱为空闲频谱，否则相反。

假设融合准则选择MOST准则，结合第一认知无线电节点和所述三个协作认准无线电节点A、B、C，最终判决结果为确定所述授权频谱为空闲频谱。

需要说明的是，上述采用K/N融合准则仅是举例。实际应用中，可以采用现有技术已有的任何融合准则。

S104：将所述确定的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点，以使其根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

具体例如：根据步骤S103所述确定所述授权频谱为空闲频谱，将所述确定所述授权频谱为空闲频谱的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和三个协作的认知无线电节点A、B、C，以使所述第一认知无线电节点和三个协作的认知无线电节点A、B、C去确定是否在所述授权频谱上进行通信，假设第一认知无线电节点确定在所述授权频谱上进行通信。

应用本发明实施例，可以对认知无线电节点接收的低信噪比的信号进行比较彻底的去噪处理，提高信号的低信噪比，使得每个认知无线电节点的本地判决的准确度提高，对于后续的在进行融合处理，得到最终的判决结果的准确度也提升很多，使得对空闲频谱的探测更加精确，使得认知无线电节点能够在空闲频谱上进行通信，同时不影响主用户的通信，避免了主用户使用授权频谱时受到干扰。

图2为本发明实施例提供的另一种空闲频谱探测的方法的流程示意图，包括如下步骤：

S201：获得自身位置信息。

根据现有技术，认知无线电节点可以获取其自身的位置信息，在此不再进行赘述。

S202：对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测，获得本地判决信息。

在实际通信环境中，无线电信号通常会因阴影和传输过程中出现信息衰落的现象，从而导致认知无线电节点在接收信号时低信噪比非常低，这样就会影响认知无线电节点根据接收的信号，判决授权频谱是否为空闲频谱的误判概率会增加，那么对于进行后续的根据每个认知无线电节点的本地判决信息，进行融合处理时，最终的判决结果的准确性也会不太精确，

那么在认知无线电节点在进行本地判决之前，对信号进行去噪处理，提高认知无线电节点接收信号时的低信噪比，以降低误判概率，是非常可行的。根据现有技术可知，在进行频谱探测时，实际上是对信号能量的检测。

具体的，所述获得本地判决信息，包括:

认知无线电节点根据其接收的授权频谱信号，进行能量检测，其中，所述授权频谱信号包括：被噪声污染的信号，所述能量检测包括：被噪声污染的信号经过小波去噪，得到估计信号，然后判断估计信号是否为0，

若判断结果为估计信号为0，则认知无线电节点确定所述授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱，

若判断结果为估计信号不为0，则所述估计信号经模数转换、平方器及抽样求和后，获得探测统计量，认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息；

所述小波去噪包括：将所述被噪声污染的信号映射到小波域，生成带小波系数的小波信号，设置掩码算子，以使小波信号只保留预设的小波系数的系数项，其他小波系数置为0。

具体例如：假设进行小波去噪后得到的信号为估计信号f’(n)，接收的被噪声污染的信号为s(n)＝f(n)+σe(n)，其中，s(n)为被噪声污染的信号，f(n)为主用户基站发出的信号，e(n)为噪声，σ为噪声强度。在理想状态下，可以完全滤除噪声，若存在主用户即H₁，则有f’(n)＝f(n)，若不存在主用户即H₀，则有f’(n)＝0。即判断估计信号f’(n)是否为0，若判断结果为估计信号f’(n)为0，则认知无线电节点确定所述授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱；若判断结果为估计信号f’(n)不为0，则所述估计信号经模数转换、平方器及抽样求和后，获得探测统计量，认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息，其中探测统计量可以表示为

$S~\left\{\begin{array}{cc}{x}_{2TW}^2,& H_0\\ x_{2TW\left(2\mathrm{\γ}\right)}^2,& H_1\end{array}\right.$

其中，表示自由度为2TW的中心χ方分布，表示自由度为2TW，非中心参数2γ的非中心χ方分布，γ为信噪比，TW表示抽样时间与抽样频带带宽的乘积。

小波去噪过程包括：将被噪声污染的信号s(n)映射到小波域，生成带小波系数的小波信号，可以设置掩码算子B_c，以使小波信号只保留预设的小波系数的系数项，其他小波系数置为0，即可表示为：

其中，Q表示预设的小波系数，c_m,n表示单个小波系数项。

当然，将被噪声污染的信号s(n)映射到小波域，生成带小波系数的小波信号，还可以设置模值阈值Y_C，使模值小的小波系数被置为0，只保留模值大的小波系数项，即

其中，δ表示设定的模值阈值。

具体的，所述认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息，包括：

将所述探测统计量与预先设定的阈值进行比较，若所述探测统计量大于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述授权频谱上存在主用户，确定所述授权频谱为非空闲频谱，若所述探测统计量小于或者等于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述感知的授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱。

具体例如，根据上述步骤得到探测统计量S，与预先设定的阈值λ进行比较，若有探测统计量S大于所述预先设定的阈值λ，即S＞λ，则认知无线电节点确定所述授权频谱上存在主用户，确定所述授权频谱为非空闲频谱，若有探测统计量S小于或者等于所述预先设定的阈值λ，即S≤λ，则认知无线电节点确定所述感知的授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱。

S203：将位置信息和所述本地判决信息发送至网络侧；以使网络侧进行融合处理，确定最终判决结果，将所述确定的最终判决结果发送给所述认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点。

具体例如：认知无线电节点获取自身的位置信息，并其根据自身接收到的授权频谱信号，做出本地判决，将获取的自身的位置信息和本地判决结果发送给网络侧，网络侧根据认知无线电节点的位置信息确定至少一个协作认知无线电节点，并接收至少一个协作认知无线电节点的本地判决结果，融合处理认知无线电节点和至少一个协作认知无线电节点的本地判决结果，确定最终判决结果，将最所述终判决结果发送给认知无线电节点和至少一个协作认知无线电节点。

S204：接收网络侧发送的最终判决结果。

S205：根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

例如：认知无线电节点根据网络侧发送的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信，当最终判决结果为所述授权频谱存在授权用户，即所述授权频谱为非空闲频谱，则认知无线电节点一定不会选择在所述授权频谱上进行通信；当最终判决结果为所述授权频谱不存在授权用户，即所述授权频谱为空闲频谱，认知无线电节点可以选择在所述授权频谱上进行通信，也可以选择不在所述授权频谱上进行通信。

具体的，所述方法还包括：

在所述授权频谱上进行通信过程中，实时向网络侧发送自身位置信息和本地判决结果；当接收的网络侧发送的最终判决结果表示所述授权频谱被主用户占用，则停止使用所述授权频谱进行通信。

假设认知无线电节点已经确定了空闲频谱P，并正在所述空闲频谱P上进行通信，此时，认知无线电节点还在不停接收授权频谱P的信号，去探测频谱P的主用户是否使用所述授权频谱P进行通信，并且将所述探测结果和其自身的位置信息，实时地向网络侧发送，网络侧进行融合判决，当认知无线电节点接收到网络侧的最终判决结果表示所述授权频谱P被主用户占用，则认知无线电节点停止使用所述授权频谱P进行通信。

应用图2发明实施例，可以实时的对授权频谱进行判决，确定其是否存在主用户，是否为空闲频谱，保证认知无线电节点在空闲频谱上进行通信时，不影响主用户的通信，当主用户使用授权频谱进行通信时，认知无线电节点停止使用授权频谱，保证了主用户的正常通信。

图3为本发明实施例提供的一种空闲频谱探测的装置的结构示意图，与图1所示流程相对应，应用于网络侧，所述装置包括：请求接收模块301、第一确定模块302、判决信息确定模块303和判决结果发送模块304，

请求接收模块301：用于接收第一认知无线电节点发送的探测授权频谱是否为空闲频谱的请求，所述请求包括：所述第一认知无线电节点的位置信息和本地判决信息；所述本地判决信息为第一认知无线电节点对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测获得的。

第一确定模块302：用于根据所述第一认知无线电节点的位置信息，确定至少一个协作认知无线电节点。

判决信息确定模块303：用于根据所述第一认知无线电节点的本地判决信息，和已接收的至少一个协作认知无线电节点发送的本地判决信息，选择一个预设的融合准则，按照所选择的融合准则处理所述接收的第一认知无线电节点的本地判决信息和至少一个协作的认知无线电节点的本地判决信息，确定最终判决结果，所述最终判决结果包括确定所述授权频谱是否为空闲频谱。

判决结果发送模块304：用于将所述确定的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点，以使其根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

应用图3所示发明实施例，可以对认知无线电节点接收的低信噪比的信号进行比较彻底的去噪处理，提高信号的低信噪比，使得每个认知无线电节点的本地判决的准确度提高，对于后续的在进行融合处理，得到最终的判决结果的准确度也提升很多，使得对空闲频谱的探测更加精确，使得认知无线电节点能够在空闲频谱上进行通信，同时不影响主用户的通信，避免了主用户使用授权频谱时受到干扰。

对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

图4为本发明实施例提供的另一种空闲频谱探测的装置的结构示意图，与图2所示流程相对应，应用于认知无线电节点，所述装置包括：位置信息获取模块401、本地判决模块402、信息发送模块403、最终判决信息接收模块404和第二确定模块405，

位置信息获取模块401：用于获得自身位置信息。

本地判决模块402：用于对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测，获得本地判决信息。

具体的，所述本地判决模块，具体用于：

认知无线电节点根据其接收的授权频谱信号，进行能量检测，其中，所述授权频谱信号包括：被噪声污染的信号，所述能量检测包括：被噪声污染的信号经过小波去噪，得到估计信号，然后判断估计信号是否为0，

若判断结果为估计信号为0，则认知无线电节点确定所述授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱，

若判断结果为估计信号不为0，则所述估计信号经模数转换、平方器及抽样求和后，获得探测统计量，认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息；

所述小波去噪包括：将所述被噪声污染的信号映射到小波域，生成带小波系数的小波信号，设置掩码算子，以使小波信号只保留预设的小波系数的系数项，其他小波系数置为0。

具体的，所述本地判决模块根据所述探测统计量确定其本地判决信息时：

将所述探测统计量与预先设定的阈值进行比较，若所述探测统计量大于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述授权频谱上存在主用户，确定所述授权频谱为非空闲频谱，若所述探测统计量小于或者等于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述感知的授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱。

信息发送模块403：用于将位置信息和所述本地判决信息发送至网络侧；以使网络侧进行融合处理，确定最终判决结果，将所述确定的最终判决结果发送给所述认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点。

最终判决信息接收模块404：用于接收网络侧发送的最终判决结果。

第二确定模块405：用于根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

具体的，所述信息发送模块还用于：在所述授权频谱上进行通信过程中，实时向网络侧发送自身位置信息和本地判决结果；

所述装置还包括停止使用模块(图中未标出)，所述停止使用模块具体用于：当接收的网络侧发送的最终判决结果表示所述授权频谱被主用户占用，则停止使用所述授权频谱进行通信。

应用图4发明实施例，可以实时的对授权频谱进行判决，确定其是否存在主用户，是否为空闲频谱，保证认知无线电节点在空闲频谱上进行通信时，不影响主用户的通信，当主用户使用授权频谱进行通信时，认知无线电节点停止使用授权频谱，保证了主用户的正常通信。

对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种空闲频谱探测的方法，其特征在于，应用于网络侧，所述方法包括步骤：

接收第一认知无线电节点发送的探测授权频谱是否为空闲频谱的请求，所述请求包括：所述第一认知无线电节点的位置信息和本地判决信息；所述本地判决信息为第一认知无线电节点对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测获得的；

根据所述第一认知无线电节点的位置信息，确定至少一个协作认知无线电节点；

根据所述第一认知无线电节点的本地判决信息，和已接收的至少一个协作认知无线电节点发送的本地判决信息，选择一个预设的融合准则，按照所选择的融合准则处理所述接收的第一认知无线电节点的本地判决信息和至少一个协作的认知无线电节点的本地判决信息，确定最终判决结果，所述最终判决结果包括确定所述授权频谱是否为空闲频谱；

将所述确定的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点，以使其根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

2.一种空闲频谱探测的方法，其特征在于，应用于认知无线电节点，所述方法包括步骤：

获得自身位置信息；

对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测，获得本地判决信息；

将位置信息和所述本地判决信息发送至网络侧；以使网络侧按权利要求1所述的步骤将所述确定的最终判决结果发送给所述认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点；

接收网络侧发送的最终判决结果；

根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获得本地判决信息，包括:

认知无线电节点根据其接收的授权频谱信号，进行能量检测，其中，所述授权频谱信号包括：被噪声污染的信号，所述能量检测包括：被噪声污染的信号经过小波去噪，得到估计信号，然后判断估计信号是否为0，

若判断结果为估计信号为0，则认知无线电节点确定所述授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱，

若判断结果为估计信号不为0，则所述估计信号经模数转换、平方器及抽样求和后，获得探测统计量，认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息；

所述小波去噪包括：将所述被噪声污染的信号映射到小波域，生成带小波系数的小波信号，设置掩码算子，以使小波信号只保留预设的小波系数的系数项，其他小波系数置为0。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息，包括：

将所述探测统计量与预先设定的阈值进行比较，若所述探测统计量大于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述授权频谱上存在主用户，确定所述授权频谱为非空闲频谱，若所述探测统计量小于或者等于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述感知的授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

认知无线电节点在所述授权频谱上进行通信过程中，实时向网络侧发送自身位置信息和本地判决结果；当接收的网络侧发送的最终判决结果表示所述授权频谱被主用户占用，则停止使用所述授权频谱进行通信。

6.一种空闲频谱探测的装置，其特征在于，应用于网络侧，所述装置包括：

请求接收模块：用于接收第一认知无线电节点发送的探测授权频谱是否为空闲频谱的请求，所述请求包括：所述第一认知无线电节点的位置信息和本地判决信息；所述本地判决信息为第一认知无线电节点对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测获得的；

第一确定模块：用于根据所述第一认知无线电节点的位置信息，确定至少一个协作认知无线电节点；

判决信息确定模块：用于根据所述第一认知无线电节点的本地判决信息，和已接收的至少一个协作认知无线电节点发送的本地判决信息，选择一个预设的融合准则，按照所选择的融合准则处理所述接收的第一认知无线电节点的本地判决信息和至少一个协作的认知无线电节点的本地判决信息，确定最终判决结果，所述最终判决结果包括确定所述授权频谱是否为空闲频谱；

判决结果发送模块：用于将所述确定的最终判决结果发送给所述第一认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点，以使其根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

7.一种空闲频谱探测的装置，其特征在于，应用于认知无线电节点，所述装置包括：

位置信息获取模块：用于获得自身位置信息；

本地判决模块：用于对授权频谱信号进行小波去噪后，进行能量检测，获得本地判决信息；

信息发送模块：用于将位置信息和所述本地判决信息发送至网络侧；以使网络侧按权利要求1所述的步骤将所述确定的最终判决结果发送给所述认知无线电节点和至少一个协作的认知无线电节点；

最终判决信息接收模块：用于接收网络侧发送的最终判决结果；

第二确定模块：用于根据所述确定的最终判决结果，确定是否在所述授权频谱上进行通信。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述本地判决模块，具体用于：

认知无线电节点根据其接收的授权频谱信号，进行能量检测，其中，所述授权频谱信号包括：被噪声污染的信号，所述能量检测包括：被噪声污染的信号经过小波去噪，得到估计信号，然后判断估计信号是否为0，

若判断结果为估计信号为0，则认知无线电节点确定所述授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱，

若判断结果为估计信号不为0，则所述估计信号经模数转换、平方器及抽样求和后，获得探测统计量，认知无线电节点根据所述探测统计量确定其本地判决信息；

所述小波去噪包括：将所述被噪声污染的信号映射到小波域，生成带小波系数的小波信号，设置掩码算子，以使小波信号只保留预设的小波系数的系数项，其他小波系数置为0。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述本地判决模块根据所述探测统计量确定其本地判决信息时：

将所述探测统计量与预先设定的阈值进行比较，若所述探测统计量大于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述授权频谱上存在主用户，确定所述授权频谱为非空闲频谱，若所述探测统计量小于或者等于所述预先设定的阈值，则认知无线电节点确定所述感知的授权频谱上不存在主用户，确定所述授权频谱为空闲频谱。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信息发送模块还用于：在所述授权频谱上进行通信过程中，实时向网络侧发送自身位置信息和本地判决结果；

所述装置还包括停止使用模块，所述停止使用模块具体用于：当接收的网络侧发送的最终判决结果表示所述授权频谱被主用户占用，则停止使用所述授权频谱进行通信。