CN106100776A - 基于无线台站网格监测***的频谱感知方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，它包括以下步骤：将监测站作为单节点根据本地的无线射频环境对本地检测结果的数据进行频谱特性标识；然后将单节点感知的频率数据通过传输信道传输到网格化控制中心；将网格化控制中心作为数据融合节点对单节点数据进行集中式协同感知，并做出综合判决。本发明在监测站点采用单节点感知，各个感知节点将本地感知结果送到网格化控制中心统一进行数据融和处理。通过检测节点之间的协作达到***要求的检测门限，从而降低监测***对单个检测节点的要求和单个检测节点的负担，有效地消除了阴影效应的影响。

Description

基于无线台站网格监测***的频谱感知方法
技术领域
本发明涉及无线台站监测技术领域，具体是一种基于无线台站网格监测***的频谱感知方法。
背景技术
频谱感知技术是网格化监测应用的基础和前提，现有的频谱感知技术可以分为单节点感知和协调感知，其中单节点感知是指单个节点根据本地的无线射频环境进行频谱特性标识；而协同感知则是通过数据融合，基于多个节点的感知结果将数据进行相关处理后的综合判决。单节点感知技术包括匹配滤波器检测、能量检测、循环平稳特征检测和协方差矩阵检测4种，其中能量检测算法，其主要原理是在特定频段上，测量某段观测时间内接收信号的总能量，然后与某一设定门限比较来判决主信号是否存在。由于该算法复杂度较低，实施简单，同时不需要任何先验信息，是最通用的感知算法。而匹配滤波器检测算法，是在确知主用户信号先验信息（如调制类型，脉冲整形，帧格式）情况下的最佳检测算法。该算法的优势在于能使检测信噪比最大化，在相同性能限定下较能量检测所需的采样点个数少，因此处理时间更短。循环平稳特征检测算法，其原理是通过分析循环自相关函数或者二维频谱相关函数的方法得到信号频谱相关统计特性，利用其呈现的周期性来区分主信号与噪声。该算法在很低的信噪比下仍具有很好的检测性能，而且针对各种信号类型独特的统计特征进行循环谱分析，可以克服恶意干扰信号，大大提高检测的性能和效率。协方差矩阵检测算法，利用主信号的相关性建立信号样本协方差矩阵，并以计算矩阵最大、最小特征值比率的方法做出判决。
频谱感知能够准确地检测出信噪比(SNR)大于某一门限值的授权用户信号，通常这个SNR的门限值是很低的，对于单节点感知来说，要达到这个要求并不容易。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于无线台站网格监测***的频谱感知方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，它包括以下步骤：
S1：将监测站作为单节点根据本地的无线射频环境对本地检测结果的数据进行频谱特性标识；
S2：单节点感知的频率数据通过传输信道传输到网格化控制中心；
S3：网格化控制中心作为数据融合节点对单节点数据进行集中式协同感知，并做出综合判决。
所述的步骤S1中，对移动式监测站进行本地协同感知，然后以协同数据融合点作为新的单节点进行频谱特性标识。
所述的步骤S1中，对所有单节点预先设置一个灵敏度用于抵抗多径衰落产生的影响。
所述的步骤S1中，对本地检测结果的数据进行压缩，减少数据传输开销。
所述的步骤S3，对传输到网格化控制中心的单节点数据进行解压，并对解压后的数据进行协同感知，具体协同感知包括如下子步骤：：
S301：设定门限值，循环扫描所有单节点数据并标识不同信噪比的单节点信号；
S302：判断标识信号信噪比是否大于门限值；
S303：若标识信号信噪比大于门限值，则将信噪比处于相近水平的单节点归类，然后进行统一协同感知，提取频率数据；否则，继续扫描单节点数据；
S304：网格化控制中心将不同协同结果通知其他节点，申明信道占用情况，避免发生信道干扰或竞争。
所述的步骤S3中，网格化控制中心进行综合判决包括对单节点融合数据判决和单节点之间的信道传输数据的判决。
所述的监测站包括固定式监测站、移动式监测站和中心监测站。
本发明的有益效果是：本发明采用集中式协同感知，各个感知节点将本地感知结果送到网格化控制中心统一进行数据融合，做出决策。通过检测节点之间的协作达到***要求的检测门限，从而降低监测***对单个检测节点的要求和单个检测节点的负担，有效地消除了阴影效应的影响。
附图说明
图1为本发明方法步骤示意图；
图2为本发明集中式协同感知流程图；
图3为本发明监测***结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，它包括以下步骤：
S1：将监测站作为单节点根据本地的无线射频环境对本地检测结果的数据进行频谱特性标识；
S2：单节点感知的频率数据通过传输信道传输到网格化控制中心；
S3：网格化控制中心作为数据融合节点对单节点数据进行集中式协同感知，并做出综合判决。
所述的步骤S1中，对移动式监测站进行本地协同感知，然后以协同数据融合点作为新的单节点进行频谱特性标识。
所述的步骤S1中，对所有单节点预先设置一个灵敏度用于抵抗多径衰落产生的影响。
所述的步骤S1中，对本地检测结果的数据进行压缩，减少数据传输开销。
所述的步骤S3，对传输到网格化控制中心的单节点数据进行解压，并对解压后的数据进行协同感知，具体协同感知包括如下子步骤：：
S301：设定门限值，循环扫描所有单节点数据并标识不同信噪比的单节点信号；
S302：判断标识信号信噪比是否大于门限值；
S303：若标识信号信噪比大于门限值，则将信噪比处于相近水平的单节点归类，然后进行统一协同感知，提取频率数据；否则，继续扫描单节点数据；
S304：网格化控制中心将不同协同结果通知其他节点，申明信道占用情况，避免发生信道干扰或竞争。
所述的步骤S3中，网格化控制中心进行综合判决包括对单节点融合数据判决和单节点之间的信道传输数据的判决。
所述的监测站包括固定式监测站、移动式监测站和中心监测站。
如图3所示，为本发明无线台站网格监测***结构示意图，多个监测站采集数据，传输到网格化控制中心。所述的基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，如图1，图2所示，将监测站作为单节点感知频率信号，并对频率信号进行频谱特性标识，同时监测站设置一个信号灵敏度，用于抵抗多径衰落引起的影响，然后监测站对采集的数据进行适当压缩后传输，减小传输开销。在网格化控制中心，对监测网络中监测站构成的所有单节点进行集中式协同感知，同时处理各个单节点传输的数据，并将处理结果及时通知其他节点，申明信道占用情况，避免信道竞争和干扰。网格化控制中心基于综合判决结果，做出决策，输出干扰信号信息和非法台站信号信息。

Claims (7)

1.基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，其特征在于，它包括以下步骤：
S1：将监测站作为单节点根据本地的无线射频环境对本地检测结果的数据进行频谱特性标识；
S2：单节点感知的频率数据通过传输信道传输到网格化控制中心；
S3：网格化控制中心作为数据融合节点对单节点数据进行集中式协同感知，并做出综合判决。
2.如权利要求1所述的基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，其特征在于：所述的步骤S1中，对移动式监测站进行本地协同感知，然后以协同数据融合点作为新的单节点进行频谱特性标识。
3.如权利要求1所述的基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，其特征在于：所述的步骤S1中，对所有单节点预先设置一个灵敏度用于抵抗多径衰落产生的影响。
4.如权利要求1所述的基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，其特征在于：所述的步骤S1中，对本地检测结果的数据进行压缩，减少数据传输开销。
5.如权利要求1所述的基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，其特征在于：所述的步骤S3，对传输到网格化控制中心的单节点数据进行解压，并对解压后的数据进行协同感知，具体协同感知包括如下子步骤：
S301：设定门限值，循环扫描所有单节点数据并标识不同信噪比的单节点信号；
S302：判断标识信号信噪比是否大于门限值；
S303：若标识信号信噪比大于门限值，则将信噪比处于相近水平的单节点归类，然后进行统一协同感知，提取频率数据；否则，继续扫描单节点数据；
S304：网格化控制中心将不同协同结果通知其他节点，申明信道占用情况，避免发生信道干扰或竞争。
6.如权利要求1所述的基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，其特征在于：所述的步骤S3中，网格化控制中心进行综合判决包括对单节点融合数据判决和单节点之间的信道传输数据的判决。
7.如权利要求1所述的基于无线台站网格监测***的频谱感知方法，其特征在于：所述的监测站包括固定式监测站、移动式监测站和中心监测站。
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