专利名称：认知无线电系统中的基于相关的检测的制作方法
技术领域：
这里的教导一般地涉及无线网络和例如认知无线电装置的设备，其操作于感测频 谱以确定它们可以适时使用同时避免与主要用户干扰的未用的频谱。
背景技术：
无线电频谱的许多部分的未充分使用增加了动态频谱分配中的兴趣。认知无线电 已经被建议为用于能够对频谱资源进行动态分配的技术。用于找到并接着可以以适时的方 式使用的自由频谱的频谱感测是认知无线电系统中的关键任务。其实现敏捷的频谱利用并 且高效地管理与主要用户的干扰。近年来，对开发低复杂度、具有鲁棒性并且可靠的频谱感 测方法产生不断增加的兴趣，这些方法用于检测例如蜂窝订户的主要用户的存在性，认知 无线电次要用户有责任避免与主要用户的干扰。主要用户操作在具有由管理机构和网络接 入节点分配的无线电资源(时间和频率)的网络中。经常各个主要用户设备具有针对它们 的传输和接收专门分配的无线电资源。认知无线电网络以适时的方式使用频谱并且因此依 赖于频谱感测来找到用于它们传输的频谱中的空穴，这将避免与主要用户的干扰。认知无 线电设备接着可以动态地修改它的参数，例如载频、功率和波形，以便在干扰的约束内提供 最佳的可用连接和满足用户的需求。无论频谱感测任务要调查的带宽有多宽，频谱感测必 须被设计成使用低功率，以便不会由感测任务耗尽移动台的便携式电源。例如可以通过使用平稳特征检测来实现频谱感测，这里我们指的是检测已知通信 信号的平稳特性。平稳特征检测是用于检测明显低于噪声电平的主要用户的方法。当信号 的自相关函数在时间上是周期性的时，信号是平稳的。通信信号通常具有平稳特征，因为例 如编码或调制向它们引入了周期性统计特性。然而，噪声具有时不变自相关函数并且因此 不具有平稳特征。因此，平稳特征检测在低信噪比(SNR)区域具有相当好的性能。通信信号通常是平稳的，并且具有许多周期性统计特性(例如平均和自相关)。此 类的周期性可以例如涉及符号率、编码和调制方案以及保护间隔。平稳允许在不同的传输 类型和用户间做出区分，如果它们的信号具有不同的循环频率。因此，主要用户检测例如可 以基于检测主要用户信号的平稳特性。用于平稳性的存在的一种统计检验在Α. V. Dandawate和G. B. Giannakis于 "STATISTICAL TESTS FOR PRESENCE OF CYCLOSTATIONARITY”，关于信号处理的 IEEE汇报， 卷42，No. 9，第2355-2369页，1994年的论文中详细描述。在理论水平中，其性能已经在各 种出版物中进行了研究，但就发明人所知的文献中并没有实际的实现。例如，在学术研究中 使用的方法涉及取决于信号采样数目(其可以增加到IO5或更多)的长度的FFT。当然，这 在操作为认知无线电设备的便携式设备中实际上是不可实现的。简单地使用合理长度的固 定长度FFT，算法的性能并不认为是足够的。上述引用的Dandawate和Giarmakis的论文的平稳特性检测是基于公式表达如下 的假设检验
权利要求
1.一种方法，包括从接收到的信号提取采样；对于多个候选循环频率的每个，使用长度小于提取的采样的数目的傅里叶变换来确定 接收到的信号的循环协方差；以及对于多个候选循环频率中没有任何一个展示超过阈值的峰值的情形，在信号被接收的 无线电频率信道上适时地进行传输，或者将来自确定的循环协方差的结果进行传输。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述傅立叶变换是由快速傅立叶变换处理器单元 执行的离散傅立叶变换。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在执行所述傅立叶变换前滤波和抽取所述 提取的采样，并且所述傅立叶变换的长度取决于在所述滤波和抽取后保留的采样的数目。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述抽取在独立于所述滤波的带宽的速率处。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述速率是四或八。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述滤波在取决于最低循环频率的带宽处，所述 接收到的信号在该最低循环频率处展示平稳性。
7.根据权利要求3所述的方法，其中所述长度从多个预先确定的长度间选择，使得选 择的长度是多个预先确定的长度的最短一个，其至少等于在所述滤波和抽取后保留的采样 的数目。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述多个预先确定的长度包括2048和4096。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个候选频率的每个由至少一个无线系统针 对主要用户而预先确定和预定义的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个候选循环频率的至少一个等于针对正 交频分复用系统的符号率。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个候选循环频率的每个接近零并且其中 针对所述多个候选循环频率的每个确定接收到的信号的循环协方差包括使用集中在跨越 所述多个候选循环频率的零循环频率上的窗函数。
12.—种存储器，其包括计算机可读指令的程序，可由处理器来执行以执行针对于找到 适时的频率信道的动作，所述动作包括从接收到的信号提取采样；对于多个候选循环频率的每个，使用长度小于提取的采样的数目的傅里叶变换来确定 接收到的信号的循环协方差；以及对于多个候选循环频率中没有任何一个展示超过阈值的峰值的情形，在信号被接收的 无线电频率信道上适时地进行传输，或将来自确定的循环协方差的结果进行传输。
13.根据权利要求12所述的存储器，所述动作进一步包括在执行所述傅立叶变换前滤 波和抽取所述提取的采样，并且其中所述傅立叶变换的长度取决于在所述滤波和抽取后保 留的采样的数目。
14.根据权利要求13所述的存储器，其中所述抽取在独立于所述滤波的带宽的速率 处，并且所述滤波具有取决于最低循环频率的带宽，所述接收到的信号在该最低循环频率 处展示平稳性。
15.根据权利要求13所述的存储器，其中所述长度从多个预先确定的长度间选择，使得选择的长度是多个预先确定的长度的最短一个，其至少等于在所述滤波和抽取后保留的 采样的数目。
16.根据权利要求12所述的存储器，其中所述多个候选循环频率的每个接近零并且其 中针对所述多个候选循环频率的每个确定接收到的信号的循环协方差包括使用集中在跨 越所述多个候选循环频率的零循环频率上的窗函数。
17.一种设备，包括接收机，其配置成接收信号；处理器，其配置成从接收到的信号提取采样；对于多个候选循环频率的每个，所述处理器进一步配置成使用长度小于提取的采样的 数目的傅里叶变换来确定接收到的信号的循环协方差；以及发射机，其配置成在对于多个候选循环频率中没有任何一个展示超过阈值的峰值的情 形，在信号被接收的无线电频率信道上适时地进行传输，或配置成将来自确定的循环协方 差的结果进行传输。
18.根据权利要求17所述的设备，其中所述设备进一步包括滤波器，并且所述处理器 和滤波器配置成在执行所述傅立叶变换前滤波和抽取所述提取的采样，并且其中所述傅立 叶变换的长度取决于在所述滤波和抽取后保留的采样的数目。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述处理器配置成以独立于所述滤波器的带宽 的速率进行抽取。
20.根据权利要求19所述的设备，其中所述速率是四或八。
21.根据权利要求19所述的设备，其中所述处理器和滤波器配置成以取决于最低循环 频率的带宽对提取的采样进行滤波，所述接收到的信号在该最低循环频率处展示平稳性。
22.根据权利要求18所述的设备，其中所述处理器配置成从多个预先确定的长度间选 择所述长度，使得选择的长度是多个预先确定的长度的最短一个，其至少等于在所述滤波 和抽取后保留的采样的数目。
23.根据权利要求22所述的设备，其中所述多个预先确定的长度包括2048和4096。
24.根据权利要求17所述的设备，进一步包括存储器，用于存储多个候选的频率的每 个，其中存储的多个候选频率的每个由至少一个无线系统针对主要用户来预先确定和预定义。
25.根据权利要求M所述的设备，其中所述多个候选循环频率的至少一个等于针对正 交频分复用系统的符号率。
26.根据权利要求17所述的设备，其中所述多个候选循环频率的每个接近零并且其中 所述处理器配置成针对所述多个候选循环频率的每个，通过使用跨越所述多个候选循环频 率的零循环频率上的窗函数来确定接收到的信号的循环协方差。
27.一种设备，包括采样装置，用于从接收到的信号提取采样；处理装置，用于对于多个候选循环频率的每个，使用长度小于提取的采样的数目的傅 里叶变换来确定接收到的信号的循环协方差；以及发送装置，用于对于当多个候选循环频率中没有任何一个展示超过阈值的峰值的情 形，在信号被接收的无线电频率信道上适时地进行传输，或将来自确定的循环协方差的结 果进行传输。
全文摘要
从接收到的信号提取采样。对于多个候选循环频率的每个，使用长度小于提取的采样的数目的傅里叶变换来确定接收到的信号的循环协方差。对于多个候选循环频率中没有任何一个展示超过阈值的峰值的情形，选择信号被接收的频率信道以用于适时的/认知无线电传输，或者针对协作感测传输结果。在执行FT前，可以滤波和抽取提取的采样，并且FT的长度取决于保留的采样的数目。抽取在取决于滤波的带宽的速率处。滤波的带宽由最低的循环频率确定，其中将被检测的信号展示出平稳性。候选循环频率的每个接近零并且确定协方差使用集中在零循环频率上的窗函数。
文档编号H04W16/14GK102138348SQ200980134052
公开日2011年7月27日 申请日期2009年8月27日 优先权日2008年8月28日
发明者A·雨蒂南, J·瑞纳尔, M·科叙南 申请人:诺基亚公司