JP5591920B2 - Fm無線マイクロホン信号のスペクトラムセンシング方法及びデバイス - Google Patents
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Description
本願は、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、2009年5月22日出願の「北アメリカのTVホワイトスペースのスペクトラムセンシング(SPECTRUM SENSING FOR TV WHITE SPACE IN NORTH AMERICA)」という名称の米国仮出願第61/216872号、及び2009年11月2日出願の「FM無線マイクロホン信号のスペクトラムセンシング(SPECTRUM SENSING FOR FM WIRELESS MICROPHONE SIGNALS)」という名称の米国仮出願第61/280336号の利益を主張する。
FM無線マイクロホン信号のスペクトラムセンシングに対するアプローチが本明細書では説明されている。
周波数変調はアナログ変調方式である。正弦波搬送波の周波数はベースバンド信号に応じて変化される。そのFM信号x(t)については、
受信アナログ信号がr(t)とすると、
受信アナログ信号r(t)が干渉信号を含むとき、r(t)は次のように表される。
AWGNノイズだけが存在し、式(8)で特定された自己相関ベースのスペクトラムセンサがスペクトラムセンシングを行うために用いられると考えるとする。式(5)においてr[n]をw[n]で置き換えることによって、
従来のアプローチは3つの無線マイクロホン動作状態、及び無線マイクロホン信号のためのテストスペクトラムセンシングアルゴリズムに対する2つの環境条件を提案した。その3つのシステム動作状態は次の如くである。
システムユーザは沈黙している。この状態では、m(t)は32kHzの正弦波信号であり、FM偏移ファクタは±5kHzである。
システムユーザはソフトスピーカである。この状態では、m(t)は、±15kHzのFM偏移ファクタを有する3.9kHzの正弦波信号としてモデル化されている。
システムユーザはラウドスピーカである。この状態では、m(t)は、±32.6kHzのFM偏移ファクタを有する13.4kHzの正弦波信号としてモデル化されている。
この場合には、無線マイクロホンシステムは、送信機と受信機との間にLOS(line of sight:見通し線)送信パスが存在する屋外環境で用いられる。よって、それはAWGNチャンネルモデルである。
この場合には、無線マイクロホンシステムは、屋内環境で用いられる。送信機と受信機との間の距離が短いので、シングルパスレイリーフェージングチャンネルが屋内チャンネルをモデル化するために十分良い。よって、フラットフェージングチャンネルが用いられる。更に、ユーザの速度は0.6m/sであると仮定される。この速度で、また806MHzの最大搬送波周波数で、最大ドップラーシフトが1.612kHzであると計算される。最大ドップラーシフトは非常に小さいので、ドップラー効果を無視することができる。よって、このチャンネルはシングルパスの時不変チャンネルである。
付記1
スペクトラムセンシング方法であって、
受信信号について自己相関関数を生成するステップと、
該自己相関出力を、整合フィルタを用いてフィルタリングするステップと、
前記整合フィルタの出力の最大値を見つけ出すことによって決定統計値を生成するステップと、
前記決定統計値を用いることによって占有スペクトラム空間を示すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
付記2
前記自己相関関数は正弦波信号を含む関数と近似されることを特徴とする付記1記載の方法。
付記3
スペクトラムセンシングデバイスであって、
受信信号について自己相関関数を生成する処理回路と、
該自己相関出力をフィルタリングする整合フィルタと、
前記整合フィルタの出力の最大値を見つけ出すことによって決定統計値を生成する決定回路と、
前記決定統計値を用いて占有スペクトラム空間を示す検出ユニットと、
を含むことを特徴とするデバイス。
付記4
前記自己相関関数は正弦波信号を含む関数と近似されることを特徴とする付記3記載のデバイス。
付記5
スペクトラムセンシング方法であって、
受信信号についての自己相関関数を生成するステップと、
該自己相関出力を用いて高次統計値を計算するステップと、
前記高次統計値の最大値を見つけ出すことによって決定統計値を生成するステップと、
前記決定統計値を用いることによって占有スペクトラム空間を示すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
付記6
前記高次統計値は自己相関関数の積を累積することによって形成されることを特徴とする付記5記載の方法。
付記7
前記高次統計値は正弦波信号を含む関数によって近似されることを特徴とする付記5記載の方法。
付記8
スペクトラムセンシングデバイスであって、
受信信号について自己相関関数を生成する処理回路と、
該自己相関出力を用いて高次統計値を計算する計算回路と、
前記高次統計値の最大値を見つけ出すことによって決定統計値を生成する決定回路と、
前記決定統計値を用いて占有スペクトラム空間を示す検出ユニットと、
を含むことを特徴とするデバイス。
付記9
前記計算回路は、自己相関関数の積を累積することによって前記高次統計値を計算することを特徴とする付記8記載のデバイス。
付記10
前記計算回路は、正弦波信号を含む関数に前記高次統計値を近似させることを特徴とする付記8記載のデバイス。
Claims (10)
- スペクトラムセンシングの方法であって、
受信信号について自己相関関数を生成するステップと、
前記自己相関関数の出力を、整合フィルタを用いてフィルタリングするステップと、
前記整合フィルタの出力の最大値を見つけ出すことによって決定統計値を生成するステップと、
前記決定統計値を用いることによって占有スペクトラム空間を示すステップと、
を含む、前記方法。 - 前記自己相関関数は正弦波信号を含む関数と近似されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- スペクトラムセンシングのデバイスであって、
受信信号について自己相関関数を生成する処理回路と、
前記自己相関関数の出力をフィルタリングする整合フィルタと、
前記整合フィルタの出力の最大値を見つけ出すことによって決定統計値を生成する決定回路と、
前記決定統計値を用いて占有スペクトラム空間を示す検出ユニットと、
を含む、前記デバイス。 - 前記自己相関関数は正弦波信号を含む関数と近似される、請求項3記載のデバイス。
- スペクトラムセンシングの方法であって、
受信信号についての自己相関関数を生成するステップと、
前記自己相関関数の出力を用いて高次統計値を計算するステップと、
前記高次統計値の最大値を見つけ出すことによって決定統計値を生成するステップと、
前記決定統計値を用いることによって占有スペクトラム空間を示すステップと、
を含む、前記方法。 - 前記高次統計値は自己相関関数の積を累積することによって形成される、請求項5記載の方法。
- 前記高次統計値は正弦波信号を含む関数によって近似される、請求項5記載の方法。
- スペクトラムセンシングのデバイスであって、
受信信号について自己相関関数を生成する処理回路と、
前記自己相関関数の出力を用いて高次統計値を計算する計算回路と、
前記高次統計値の最大値を見つけ出すことによって決定統計値を生成する決定回路と、
前記決定統計値を用いて占有スペクトラム空間を示す検出ユニットと、
を含む、前記デバイス。 - 前記計算回路は、自己相関関数の積を累積することによって前記高次統計値を計算する、請求項8記載のデバイス。
- 前記計算回路は、正弦波信号を含む関数に前記高次統計値を近似させる、請求項8記載のデバイス。
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