專利名稱：用于認(rèn)知無(wú)線電的魯棒協(xié)作頻譜感測(cè)的制作方法
用于認(rèn)知無(wú)線電的魯棒協(xié)作頻譜感測(cè)
技術(shù)領(lǐng) 域本主題公開的各實(shí)施例總地涉及無(wú)線電系統(tǒng)、設(shè)備、方法或其組合，更具體地涉及 與確定和/或使用頻譜帶寬相關(guān)聯(lián)的、促進(jìn)改進(jìn)所述頻譜帶寬的利用的可通信地耦接的認(rèn) 知無(wú)線電(cognitive radio)系統(tǒng)、設(shè)備、方法或其組合。
背景技術(shù)：
數(shù)量日益增加的人們正在無(wú)線地訪問諸如因特網(wǎng)和蜂窩電話系統(tǒng)之類的系統(tǒng)。這 可能導(dǎo)致為這些無(wú)線通信系統(tǒng)指派的受限頻譜區(qū)中的擁塞。作為該擁塞的結(jié)果，可能拒絕 對(duì)這些系統(tǒng)的訪問或者可能減少在這些擁擠的帶寬上的吞吐量。有效地，在無(wú)線電頻譜的 這些部分中僅存在有限量的空間。隨著更多的設(shè)備變?yōu)闊o(wú)線，例如不僅膝上型計(jì)算機(jī)或蜂 窩電話、而且傳感器網(wǎng)絡(luò)、射頻ID標(biāo)簽以及其它設(shè)備，所有這些設(shè)備也必須共享有限的且 日益擁擠的頻譜。增加受限頻譜的效用的一種解決方案是增加這些受限的頻譜窗的頻譜效 率。這樣的嘗試已經(jīng)是有效的，但是具有有限點(diǎn)(finite point)，其中效率上的進(jìn)一步提高 變得極難實(shí)施。問題不是總頻譜的缺少，而是由于分配和使用總頻譜的方式。其中將總的可用頻 譜的所選部分的使用分開許可給不同的主(primary)用戶(例如，電視廣播區(qū)、商業(yè)無(wú)線電 廣播區(qū)、應(yīng)急頻道區(qū)等)，次要(secondary)用戶可以受限地訪問這些附加的頻譜區(qū)，在大 量用戶可用的受限的頻譜區(qū)(例如，在其它無(wú)線通信系統(tǒng)中的Wi-Fi頻譜區(qū)、無(wú)線電話頻譜 區(qū)、蜂窩電話頻譜區(qū))中產(chǎn)生擁擠。因此，另一解決方案是通過與次要用戶共享被許可給主 用戶的頻譜的未用部分以進(jìn)行無(wú)線通信來使用更寬的頻譜區(qū)。美國(guó)的聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)(以及在世界上其它部分的類似機(jī)構(gòu)，例如英國(guó)的 Ofcom)許可或分配各個(gè)頻帶(band)中的頻譜，例如AM無(wú)線電、VHF電視、蜂窩電話、城市頻 帶無(wú)線電、尋呼機(jī)、Wi-Fi、藍(lán)牙、以及步話機(jī)等等。然而，在這些頻帶未被充分利用的情況 下，可以移動(dòng)(shift)來自更擁塞的頻譜區(qū)的業(yè)務(wù)以便更有效地利用這些頻帶。FCC已經(jīng)確 定多達(dá)70%的所分配的頻譜在給位置和時(shí)間可能是空閑的，即使該部分頻譜已經(jīng)被分配供 主用戶使用；例如，蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻帶可能超載而業(yè)余愛好者無(wú)線電和尋呼頻率可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)未被 充分利用。在特定頻譜區(qū)的使用隨著時(shí)間和位置改變的情況下，需要在每個(gè)位置和在每個(gè) 時(shí)間在允許次要用戶訪問該同一頻譜區(qū)之前確定主用戶對(duì)該頻率的使用，以便避免干擾主 用戶使用該特定頻譜區(qū)。允許次要用戶利用分配給主用戶的頻帶的系統(tǒng)在其不引起任何明顯干擾時(shí)被稱 為認(rèn)知無(wú)線電(CR)系統(tǒng)。通過諸如FCC做出特殊許可以使得新型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以在未用的 電視頻道上測(cè)試CR系統(tǒng)、以及電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)開始CR協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化之類的 努力來開始開發(fā)和部署CR系統(tǒng)。大的電子設(shè)備制造商(諸如Intel)也已經(jīng)開始對(duì)生產(chǎn)可 重新配置的無(wú)線電硬件以促進(jìn)CR系統(tǒng)部署進(jìn)行討論和R&D努力。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)通常可以被劃分為兩種類型1)全認(rèn)知無(wú)線電(也叫做“Mitola 無(wú)線電”或“軟件無(wú)線電”)，其中考慮無(wú)線節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)可觀測(cè)的每個(gè)可能參數(shù)；以及2)頻譜感測(cè)認(rèn)知無(wú)線電，其中典型地僅考慮射頻頻譜。這兩種類型可以根據(jù)它們使用許可的(非 公開分配的)頻譜還是未經(jīng)許可的(公開分配的)頻率而分別被進(jìn)一步劃分為許可頻帶 (IEEE 802.22)和未經(jīng)許可頻帶(IEEE 802. 15)認(rèn)知無(wú)線電?！N確定可用頻譜的方法是通過采用能量檢測(cè)器?？捎妙l譜的檢測(cè)可以促進(jìn)由次 要用戶對(duì)該可用頻譜的潛在使用?？梢圆捎脜f(xié)作頻譜感測(cè)來通過跨多個(gè)能量檢測(cè)器位置而 協(xié)作地檢測(cè)可用頻譜并匯集該結(jié)果以便利與協(xié)作能量檢測(cè)器的網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的區(qū)域有關(guān)的 確定，來在較大的區(qū)域上確定可用頻譜。通常，通過兩個(gè)連續(xù)階段進(jìn)行協(xié)作頻譜感測(cè)頻譜 感測(cè)(例如，在多個(gè)CR的每一個(gè)處檢測(cè)從主用戶發(fā)送的信號(hào))以及決定報(bào)告(例如，將決 定從多個(gè)CR發(fā)送到公共接收機(jī))。公共接收機(jī)然后可以指示在被多個(gè)能量檢測(cè)器(例如， 包括能量檢測(cè)器的CR)覆蓋的區(qū)域中的無(wú)線電(radio)可以采用沒有正被主用戶占用的頻 譜區(qū)。在協(xié)作頻譜感測(cè)系統(tǒng)在經(jīng)歷干擾的信道上進(jìn)行通信的情況下，傳統(tǒng)的協(xié)作頻譜感 測(cè)系統(tǒng)可能經(jīng)歷頻譜占用的遺漏檢測(cè)和/或虛假報(bào)告。本主題公開的各實(shí)施例可以提供用 于改進(jìn)“真實(shí)世界”通信信道上的報(bào)告的途徑，以便提供更魯棒的協(xié)作頻譜感測(cè)環(huán)境。與傳 統(tǒng)系統(tǒng)相反，通過在通信信道上采用空間_時(shí)間和/或空間_頻率編碼，虛擬天線可以實(shí)現(xiàn) 發(fā)送分集。進(jìn)一步與不可靠的報(bào)告信道(channel)可能造成丟失來自一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)的感 測(cè)信息的傳統(tǒng)系統(tǒng)相反，通過其它報(bào)告組件中繼感測(cè)信息可以通過中繼分集來維持協(xié)作頻 譜感測(cè)。此外，通過采用代數(shù)編碼可以進(jìn)一步使中繼分集更魯棒。

發(fā)明內(nèi)容
以下呈現(xiàn)本主題公開的各實(shí)施例的簡(jiǎn)化概述，以便提供這里描述的一些方面的基 本理解。該概述不是所公開的主題的廣泛總述(extensive overview)。意圖不是識(shí)別所公 開的主題的關(guān)鍵或重要元素，也不是勾畫出本主題公開的各主題實(shí)施例的范圍。其唯一的 目的是作為對(duì)后面呈現(xiàn)的更詳細(xì)的描述的前序而以簡(jiǎn)化的形式呈現(xiàn)所公開的主題的一些 構(gòu)思。本主題公開的各主題實(shí)施例涉及用于促進(jìn)將未使用的無(wú)線電頻譜用于無(wú)線通信 的協(xié)作頻譜感測(cè)。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，提供一種促進(jìn)協(xié)作頻譜感測(cè)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包 括傳感器，該傳感器可以評(píng)估一個(gè)或多個(gè)主用戶對(duì)頻譜頻帶的占用，使得該設(shè)備可以報(bào)告 與所評(píng)估的頻譜頻帶占用有關(guān)的信息，然后至少部分地基于所報(bào)告的協(xié)作頻譜感測(cè)信息， 做出占用所述頻譜頻帶相對(duì)于頻譜頻帶的主要用途(usage)是否適當(dāng)?shù)拇_定。下面描述其 它實(shí)施例。以下描述和附圖詳細(xì)闡述了所公開的主題的某些例示性方面。然而，這些方面僅 指示可以采用本主題公開的各實(shí)施例的原理的各方式中的一些方式，所公開的主題意圖包 括所有這樣的方面和它們的等效物。在結(jié)合附圖考慮時(shí)，根據(jù)對(duì)本主題公開的各實(shí)施例的 以下詳細(xì)描述，所公開的主題的其它優(yōu)點(diǎn)和區(qū)別特征將變得明顯。


圖1是根據(jù)這里所公開的主題的一方面的、可以促進(jìn)確定頻譜頻帶占用率以便幫 助確定該頻譜頻帶的可用性的系統(tǒng)的圖。
圖2是根據(jù)所公開的主題的一方面的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的示意圖。圖3是根據(jù)這里所公開的主題的一方面的、可以促進(jìn)確定頻譜頻帶占用率以便幫 助確定該頻譜頻帶的可用性的系統(tǒng)的圖。圖4是根據(jù)這里所公開的主題的一方面的、在具有SNRf = io逝的瑞利(Rayleigh) 衰落信道上對(duì)于不同數(shù)量的用戶(例如，感測(cè)組件)的協(xié)作頻譜感測(cè)的性能結(jié)果的曲線圖。圖5圖示根據(jù)這里所公開的主題的一方面的、在具有完美報(bào)告信道的協(xié)作頻譜感 測(cè)(a)和具有非完美報(bào)告信道的采用編碼和恢復(fù)的協(xié)作頻譜感測(cè)(b)之間的比較。圖6-8圖示根據(jù)所公開的主題的一方面的、協(xié)作頻譜感測(cè)錯(cuò)誤(error)概率Qm和 Qf的曲線圖。圖9圖示根據(jù)所公開的主題的一方面的、用于不同的感測(cè)組件間通信信道的發(fā)送 分集的報(bào)告錯(cuò)誤率性能的曲線圖。圖10圖示根據(jù)所公開的主題的一方面的、k = 2個(gè)認(rèn)知無(wú)線電相對(duì)于不同的感測(cè) 組件間通信信道的性能比較的曲線圖。圖11圖示根據(jù)所公開的主題的一方面的、對(duì)于K = 2個(gè)認(rèn)知無(wú)線電在中繼分集和 代數(shù)編碼的情況下協(xié)作頻譜感測(cè)的性能。圖12圖示根據(jù)所公開的主題的一方面的、促進(jìn)確定占用頻譜頻帶的適當(dāng)性的方法。圖13圖示根據(jù)所公開的主題的一方面的、促進(jìn)確定占用頻譜頻帶的適當(dāng)性的方法。圖14圖示根據(jù)所公開的主題的一方面的、促進(jìn)確定占用頻譜頻帶的適當(dāng)性的方法。圖15圖示根據(jù)所公開的主題的一方面的、促進(jìn)確定占用頻譜頻帶的適當(dāng)性的方法。圖16圖示根據(jù)所公開的主題的一方面的、促進(jìn)確定占用頻譜頻帶的適當(dāng)性的示 例電子設(shè)備的框圖。
具體實(shí)施例方式總述射頻頻譜通常被主管團(tuán)體分配給主用戶。這些主用戶可能未充分利用所分配的頻 譜(例如，未使用的VHF電視廣播頻譜、在應(yīng)急情況之外分配給應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)的頻譜、以及 其它示例)。聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)頻譜政策工作組(SPTF)進(jìn)行的最近研究已經(jīng)證明在大 多數(shù)時(shí)間實(shí)際許可的頻譜大量地未被占用。關(guān)于頻譜占用測(cè)量的另一最近研究示出在六個(gè) 城市從30MHz到3GHz的平均頻譜占用率為5. 2%，在紐約市最大總頻譜占用率是13. 1%。 通過采用所分配的頻譜區(qū)的未充分利用的帶寬，可以降低頻譜的其它頻帶上的擁塞。次要用戶(SU)對(duì)于主用戶(PU)的未充分利用的帶寬的利用不應(yīng)干擾PU對(duì)于分 配給主用戶的頻譜的使用。通常，僅當(dāng)PU不使用分配給該P(yáng)U的頻譜區(qū)時(shí)，才可以允許SU 使用該頻譜區(qū)。為此，可以檢測(cè)并分析PU頻譜的使用，以便確定允許SU使用的可行性。通 常確定未充分利用的頻譜的可用性的無(wú)線電系統(tǒng)被稱為認(rèn)知無(wú)線電(CR)。通過感測(cè)并適應(yīng) 于環(huán)境，CR能夠填充頻譜空洞并服務(wù)其用戶(例如，SU)，而不造成對(duì)PU的有害干擾。發(fā)現(xiàn)頻譜空洞的最有效方式是檢測(cè)正在接收數(shù)據(jù)的主接收機(jī)。然而，這是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)閷?duì)于CR 而言測(cè)量主發(fā)射機(jī)和主接收機(jī)之間的信道非常困難。因此，CR通常通過集中于在時(shí)間和頻 率窗上檢測(cè)PU發(fā)送機(jī)信號(hào)來執(zhí)行頻譜感測(cè)。為了促進(jìn)PU發(fā)送機(jī)信號(hào)的檢測(cè)，CR可以包括感測(cè)組件，例如能量傳感器。本領(lǐng)域 技術(shù)人員將理解可以將感測(cè)組件集成到CR中，或者感測(cè)組件可以是CR內(nèi)部或外部的分離 組件，并且仍然提供如這里描述的并且被認(rèn)為在所公開的主題的范圍之內(nèi)的功能。示例能 量檢測(cè)器可以在預(yù)定帶寬上在預(yù)定時(shí)間段中測(cè)量PU發(fā)送并且在感測(cè)組件處接收的信號(hào)的 能量。諸如發(fā)送頻率、距發(fā)送機(jī)的距離、干擾信號(hào)、和/或物理干擾之類的因素可能影響感 測(cè)組件處的PU發(fā)送檢測(cè)。協(xié)作頻譜感測(cè)可以通過聚合來自多個(gè)分布的感測(cè)組件的分離的確定來改進(jìn)頻譜 窗的PU占用的確定。例如，第一感測(cè)組件由于其例如被建筑物遮擋而不能感測(cè)PU發(fā)送，而 未被遮擋的第二感測(cè)組件可以確定PU正在使用所分配的頻譜區(qū)。通過融合來自感測(cè)組件 的這兩個(gè)信息，可以確定由于PU此時(shí)正在使用帶寬而不應(yīng)允許SU使用該帶寬。如果不融 合所述數(shù)據(jù)，第一感測(cè)組件的確定可能導(dǎo)致PU沒有正在占用頻譜的確定，并且SU發(fā)送可能 不期望地干擾PU的發(fā)送。另一方面，協(xié)作頻譜感測(cè)通常通過報(bào)告組件將與頻譜使用相關(guān)的本地(local)感 測(cè)結(jié)果傳送給其它組件，以便促進(jìn)供SU使用的可用頻譜的確定。通過協(xié)作頻譜感測(cè)進(jìn)行的 可用頻譜的分析檢測(cè)通常受到在報(bào)告發(fā)送信道中出現(xiàn)干擾的限制。報(bào)告信道可能經(jīng)歷與報(bào) 告錯(cuò)誤概率(Pe)相關(guān)聯(lián)的干擾和衰落。一種克服該限制的方法是采用基于發(fā)送分集的協(xié)作 頻譜感測(cè)方法，其中將多個(gè)能量檢測(cè)器(例如，CR中的能量檢測(cè)器)作為虛擬天線陣列。因 此，通過采用發(fā)送分集可以降低Ρε。發(fā)送分集可以包括平坦衰落信道上的空間-時(shí)間(ST) 編碼和頻率選擇性衰落信道上的空間-頻率(SF)編碼。為了促進(jìn)ST編碼的實(shí)施，簇(cluster)中的每個(gè)感測(cè)組件可以與該簇中的其它 感測(cè)組件通信以便形成近似空間分集天線的虛擬天線。通過在相鄰感測(cè)組件確定所發(fā)送 的報(bào)告數(shù)據(jù)的適當(dāng)解碼，置信度可以與這樣的數(shù)據(jù)向接收組件的ST編碼的發(fā)送相關(guān)聯(lián)。 在該置信度(degree of confidence)足夠高時(shí)，可以采用ST編碼，而在沒有足夠信用 (confidence)時(shí)，可以采用可替代的發(fā)送形式，例如使用TDMA協(xié)議?？梢詫?shí)施SF編碼以便在頻率選擇性衰落信道上實(shí)現(xiàn)發(fā)送分集增益。簇中的感測(cè) 組件每個(gè)可以通過在多個(gè)正交頻分復(fù)用(OFDM)子信道上進(jìn)行SF編碼發(fā)送而發(fā)送報(bào)告信 息。因此，在多個(gè)OFDM子信道上同時(shí)發(fā)送多個(gè)報(bào)告信息，從而在單個(gè)子信道OFDM發(fā)送上允 許對(duì)應(yīng)的分集增益。在SF編碼不可行時(shí)，可以采用可替代的發(fā)送形式，例如使用FDMA協(xié)議。協(xié)作頻譜感測(cè)中的附加限制可以與報(bào)告信道的遮擋(shadowing)或消除 (obliteration)有關(guān)。例如，在大建筑物位于報(bào)告感測(cè)組件和公共接收機(jī)之間時(shí)，報(bào)告感 測(cè)組件可能不能向公共接收機(jī)進(jìn)行報(bào)告。為了克服該限制，當(dāng)一些感測(cè)組件經(jīng)歷至公共接 收機(jī)的有問題的報(bào)告信道時(shí)，可以采用基于中繼分集的協(xié)作頻譜感測(cè)方法來增加檢測(cè)分集 (diversity)。中繼分集可以通過經(jīng)由具有較好報(bào)告信道的不同感測(cè)組件中繼報(bào)告信息，來 允許具有差報(bào)告信道的感測(cè)組件進(jìn)行報(bào)告。通過采用代數(shù)編碼、信號(hào)星座旋轉(zhuǎn)技術(shù)、結(jié)合 基于中繼分集的協(xié)作頻譜感測(cè)方法來促進(jìn)提高的協(xié)作頻譜感測(cè)性能，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的改 進(jìn)。
參考附圖描述所公開的主題，在附圖中類似參考標(biāo)號(hào)自始至終被用來指代類似的 元件。在以下描述中，為了解釋的目的，提出了大量特定細(xì)節(jié)以便提供本主題公開的各實(shí)施 例的透徹理解。然而，可能明顯的是在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下可以實(shí)踐所公開的主 題。在其他實(shí)例中，以框圖形式例示公知結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以便便利于描述本主題公開的各實(shí)施 例。用于認(rèn)知無(wú)線電的魯棒協(xié)作頻譜感測(cè)如所提及的，傳統(tǒng)上通過頻譜感測(cè)(例如在每個(gè)感測(cè)組件處檢測(cè)從主用戶發(fā)送到 信號(hào))和決定報(bào)告(例如將與頻譜感測(cè)有關(guān)的報(bào)告信息發(fā)送給公共接收機(jī))進(jìn)行協(xié)作頻譜 感測(cè)。感測(cè)組件可以檢測(cè)主用戶(PU)發(fā)送在一時(shí)間段內(nèi)在一頻譜范圍中的出現(xiàn)。頻譜感 測(cè)可以確定頻譜窗的哪些部分被占用并且因此不能用于次要用戶(SU)占用。在頻譜中存 在可用空間時(shí)，可以便利于SU發(fā)送。通過使用PU頻譜頻帶上的可用頻帶，可以減少更擁塞 的頻譜上的業(yè)務(wù)(traffic)。在感測(cè)組件已經(jīng)收集了與頻譜頻帶的占用有關(guān)的信息時(shí)，可以將該信息報(bào)告給中 央接收機(jī)。中央接收機(jī)可以部分基于所聚合的來自一個(gè)或多個(gè)感測(cè)組件的報(bào)告信息形成關(guān) 于頻譜頻帶的次要使用的確定。決定報(bào)告信道可能經(jīng)歷錯(cuò)誤，例如干擾、陰影(shadowing)、 平坦衰落、和/或頻率選擇性衰落、以及其他劣化影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，協(xié)作頻譜感測(cè)受到由不 完美的報(bào)告信道導(dǎo)致的報(bào)告錯(cuò)誤的概率(Pe)限制。在報(bào)告信道不完美時(shí)，在感測(cè)組件和中 央接收機(jī)之間進(jìn)行報(bào)告可能存在失敗，以及/或者可能存在由中央接收機(jī)接收的錯(cuò)誤的報(bào) 告(例如，“虛假警報(bào)”)。提供可能促進(jìn)Pe的減小的系統(tǒng)、設(shè)備和/或方法?？梢栽趨f(xié)作頻譜感測(cè)中采用發(fā) 送分集以便減小Py并且發(fā)送分集可以改進(jìn)與可用頻譜的更有效使用有關(guān)的協(xié)作頻譜感測(cè) 的應(yīng)用。可以在形成向中央接收機(jī)進(jìn)行報(bào)告的簇的多個(gè)感測(cè)組件上采用空間-時(shí)間(ST) 編碼和/或空間-頻率(SF)編碼。此外，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)報(bào)告信道被充分劣化從而顯著干擾 該信道上的報(bào)告時(shí)，可以采用中繼分集來促進(jìn)保持協(xié)作頻譜感測(cè)的益處。通過采用代數(shù)編 碼可以進(jìn)一步改進(jìn)中繼分集。感測(cè)組件的網(wǎng)絡(luò)可以包括K個(gè)感測(cè)組件、以及公共接收機(jī)。通常，公共接收機(jī)管理 感測(cè)組件的網(wǎng)絡(luò)。這樣的網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)可能示例是認(rèn)知無(wú)線電(CR)的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)CR包括感測(cè) 組件和報(bào)告組件。在該示例中，CR網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)CR可以充當(dāng)中央接收機(jī)并且可以管理CR 網(wǎng)絡(luò)中的其他CR。因此，在偏遠(yuǎn)的CR中的感測(cè)組件感測(cè)到PU頻譜頻帶正在使用并且該信 息被報(bào)告給中央接收機(jī)時(shí)，中央接收機(jī)可以指示該網(wǎng)絡(luò)中的CR不在PU頻譜頻帶中發(fā)送，由 此可以防止CR網(wǎng)絡(luò)干擾PU的所分配的頻譜。類似地，如果偏遠(yuǎn)的CR沒有感測(cè)到PU正在占 用該頻譜頻帶，則中央接收機(jī)可以指示CR網(wǎng)絡(luò)利用未使用的頻譜。該示例與IEEE 802.22 工作組模型一致。通?？梢詫㈩l譜感測(cè)劃分為感測(cè)信號(hào)或不感測(cè)信號(hào)，如對(duì)于時(shí)不變信道的第i感 測(cè)組件處所表示的
權(quán)利要求
1.一種促進(jìn)協(xié)作頻譜感測(cè)的系統(tǒng)，包括至少一個(gè)感測(cè)組件，其中感測(cè)組件評(píng)價(jià)頻譜頻帶的占用；至少一個(gè)報(bào)告組件，其中所述至少一個(gè)報(bào)告組件可通信地耦接到所述至少一個(gè)感測(cè)組 件，并且報(bào)告與所評(píng)價(jià)的頻譜頻帶的占用有關(guān)的編碼后的協(xié)作頻譜感測(cè)信息；以及確定組件，其至少部分基于解碼并分析所報(bào)告的協(xié)作頻譜感測(cè)信息來確定占用所述頻 譜頻帶的適當(dāng)性。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)感測(cè)組件是在頻帶和時(shí)間窗上感測(cè)能 量的能量檢測(cè)器。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)感測(cè)組件還包括決定組件，其中決定 組件在本地決定頻譜頻帶占用的狀態(tài)，并將頻譜頻帶占用的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為頻譜頻帶占用的量 化符號(hào)表示。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中在二元表示體系下體現(xiàn)頻譜頻帶占用的量化符號(hào)表 示，所述二元表示體系至少表示所評(píng)價(jià)的頻譜頻帶的占用狀態(tài)和未占用狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中報(bào)告組件以空間-時(shí)間編碼、空間-頻率編碼或其組 合來至少部分地將與所評(píng)價(jià)的頻譜頻帶占用的至少一部分有關(guān)的信息編碼，以便增加發(fā)送 分集。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中要編碼的所評(píng)價(jià)的占用信息的所述部分的確定至少 部分地基于至少在第一感測(cè)組件和相應(yīng)的可通信地耦接的報(bào)告組件與第二感測(cè)組件和相 應(yīng)的可通信地耦接的報(bào)告組件之間的預(yù)定報(bào)告置信水平。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中確定組件還包括融合組件，其至少部分促進(jìn)融合來 自多個(gè)報(bào)告組件的所報(bào)告的信息，以便促進(jìn)與占用所述頻譜頻帶的適當(dāng)性有關(guān)的確定。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中確定組件還包括分析組件，其至少部分基于所報(bào)告 的信息、融合后的所報(bào)告的信息、關(guān)于所述頻譜頻帶的占用所形成的推斷或其組合來確定 占用所述頻譜頻帶的適當(dāng)性。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中將來自至少第一感測(cè)組件的與所評(píng)價(jià)的頻譜頻帶的 占用的至少一部分有關(guān)的信息中繼到至少第二報(bào)告組件以及相應(yīng)的可通信地耦接的第二 感測(cè)組件，并且第二報(bào)告組件至少部分地報(bào)告與至少第一和第二感測(cè)組件的所評(píng)價(jià)的頻譜 頻帶的占用的至少一部分有關(guān)的信息，以便增加中繼分集。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中要報(bào)告的信息組包括至少第一和第二感測(cè)組件的 所評(píng)價(jià)的頻譜頻帶的占用的至少一部分，并且通過至少部分地將旋轉(zhuǎn)矩陣用于代數(shù)編碼來 變換所述信息組。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括多個(gè)設(shè)備，每個(gè)設(shè)備包括至少一個(gè)感測(cè)組件和至少一個(gè)相關(guān)的可通信地耦接的報(bào)告組 件；以及協(xié)作頻譜感測(cè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)的至少一部分，其中至少所述多個(gè)設(shè)備的子集通過空間-時(shí) 間編碼后的發(fā)送分集、空間-頻率編碼后的發(fā)送分集、中繼分集或代數(shù)編碼后的中繼分集 將與頻譜頻帶的占用有關(guān)的信息報(bào)告給確定組件，以便確定占用所述頻譜頻帶的適當(dāng)性。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)設(shè)備中的至少一個(gè)設(shè)備是包括至少一個(gè) 感測(cè)組件和至少一個(gè)相關(guān)的可通信地耦接的報(bào)告組件的認(rèn)知無(wú)線電設(shè)備。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中確定組件包括認(rèn)知無(wú)線電設(shè)備的至少一部分。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)設(shè)備中的任何設(shè)備、確定組件、或其組合 形成移動(dòng)設(shè)備的一部分。
15.一種促進(jìn)協(xié)作頻譜感測(cè)的方法，包括在一個(gè)或多個(gè)位置接收與頻譜頻帶的占用有關(guān)的信息；部分基于預(yù)定閾值，在所述位置的對(duì)應(yīng)子集處編碼與至少所接收的信息的子集有關(guān)的 fn息；報(bào)告與編碼后的信息有關(guān)的信息；以及 至少部分基于所報(bào)告的信息，確定占用所述頻譜頻帶的適當(dāng)性。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中通過空間-時(shí)間編碼、空間-頻率編碼或其組合來 進(jìn)行信息的編碼，以便增加發(fā)送分集。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中確定所接收的信息的子集、相關(guān)的位置或其組合 包括至少部分基于預(yù)定閾值確定所述子集。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中確定預(yù)定閾值包括至少部分基于與將正確報(bào)告信 息的置信水平有關(guān)的推斷來進(jìn)行確定。
19.一種促進(jìn)協(xié)作頻譜感測(cè)的方法，包括在第一位置接收與一個(gè)或多個(gè)位置處的頻譜頻帶的占用有關(guān)的第一信息；在第二位置接收與一個(gè)或多個(gè)位置處的頻譜頻帶的占用有關(guān)的第二信息；將與第一信息的至少一部分有關(guān)的第三信息中繼到至少第二位置；從第二位置報(bào)告以下信息以便增加中繼分集與從第一位置向第二位置中繼的第三信息有關(guān)的第四信息；和與涉及第二位置的關(guān)于頻譜頻帶的占用的第二信息的至少一部分有關(guān)的第五信息；以及至少部分基于第四和第五信息確定占用所述頻譜頻帶的適當(dāng)性。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中報(bào)告第四和第五信息包括報(bào)告在報(bào)告之前采用 旋轉(zhuǎn)矩陣代數(shù)編碼后的信息，以便增加代數(shù)編碼后的中繼分集。
全文摘要
所公開的主題涉及促進(jìn)次要用戶利用主用戶未使用的頻譜頻帶部分的、可通信地耦接的認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)、設(shè)備和方法?？梢酝ㄟ^采用ST編碼和/或SF編碼以進(jìn)行發(fā)送分集的協(xié)作頻譜感測(cè)來實(shí)現(xiàn)該利用。此外，可以采用帶有或不帶有代數(shù)編碼的中繼分集來改進(jìn)協(xié)作頻譜感測(cè)。通過應(yīng)用具有空間時(shí)間編碼和/或空間頻率編碼的發(fā)送分集，可以降低虛假警報(bào)的閾值概率。此外，如果協(xié)作頻譜感測(cè)系統(tǒng)中的一些節(jié)點(diǎn)不能直接報(bào)告，則可以采用中繼分集來補(bǔ)償降低的感測(cè)分集階數(shù)。可以將代數(shù)編碼與中繼分集組合，以便降低中繼分集中的虛假警報(bào)的閾值概率，同時(shí)保持高水平的感測(cè)分集階數(shù)。
文檔編號(hào)H04W16/14GK102090097SQ200980113176
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月14日
發(fā)明者卡萊德·本萊泰夫, 張偉 申請(qǐng)人:香港科技集團(tuán)有限公司