專(zhuān)利名稱(chēng)：針對(duì)認(rèn)知無(wú)線電的自調(diào)節(jié)頻譜感測(cè)的方法、裝置和計(jì)算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
這里的教導(dǎo)總體上涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及在這種網(wǎng)絡(luò)中操作的設(shè)備，并且具體地， 涉及感測(cè)在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中使用的頻譜。
背景技術(shù)：
認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)以機(jī)會(huì)性方式來(lái)使用頻譜。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)將搜索未充分使用 的頻譜信道，以便以靈活的方式使用它們。認(rèn)知無(wú)線電必須要避免干擾在相同頻譜帶上 操作的其他無(wú)線電系統(tǒng)(主要訂戶或者主要用戶)。通過(guò)頻譜感測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)未充分使用的頻
率信道。頻譜感測(cè)通常是連續(xù)的任務(wù)如果主要用戶出現(xiàn)在信道中，則必須持續(xù)地監(jiān)測(cè) 在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中使用的頻率信道。由此，當(dāng)感知無(wú)線電節(jié)點(diǎn)是移動(dòng)的、電池操作的 設(shè)備時(shí)，優(yōu)化頻譜感測(cè)的功率效率是必要的。在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)頻譜感測(cè)節(jié)點(diǎn) 中執(zhí)行相同的頻譜感測(cè)功能不是功率有效的。降低單個(gè)節(jié)點(diǎn)負(fù)載的一種方式是協(xié)作地執(zhí) 行頻譜感測(cè)，諸如上文參考的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中所描述的。針對(duì)認(rèn)知使用而被監(jiān)測(cè)的頻譜 帶被分為頻率信道。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在不同的感測(cè)時(shí)刻感測(cè)不同的頻率信道。頻譜感測(cè)結(jié)果繼 而在協(xié)作的節(jié)點(diǎn)間共享。由此，并非每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須感測(cè)所有的頻率信道，而是在頻率 域中將任務(wù)在相同認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)之間劃分。如果節(jié)點(diǎn)多于頻率信道，則某些 節(jié)點(diǎn)將同時(shí)在相同的頻率信道中執(zhí)行頻譜感測(cè)。這是期望的，因?yàn)檫@允許在面對(duì)傳播和 衰減時(shí)的分集增益，并且有助于避免所謂的隱藏節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，在該問(wèn)題中，由于陰影或衰 落之類(lèi)的信道傳播效應(yīng)，無(wú)法通過(guò)使用單個(gè)終端檢測(cè)到主要用戶。如同在引用的專(zhuān)利申請(qǐng)中所描述的，協(xié)作頻譜感測(cè)可以通過(guò)偽隨機(jī)時(shí)間-頻率 碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。在感測(cè)時(shí)刻，頻譜感測(cè)在協(xié)作的節(jié)點(diǎn)處同時(shí)執(zhí)行。一個(gè)節(jié)點(diǎn)在特定感測(cè)時(shí) 刻所感測(cè)的頻率信道是由存儲(chǔ)在該節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器中的偽隨機(jī)碼生成的。節(jié)點(diǎn)將按照該碼 所確定的偽隨機(jī)順序在不同的頻率信道處執(zhí)行感測(cè)。使用此方案，可以避免隱藏節(jié)點(diǎn)問(wèn) 題，因?yàn)椴煌墓?jié)點(diǎn)有效地在不同的時(shí)刻感測(cè)不同的頻率信道。而且，無(wú)需集中式控制 來(lái)協(xié)調(diào)協(xié)作式頻譜感測(cè)。然而，在某些用戶情境中，通過(guò)使用在此描述的本發(fā)明的實(shí)施 方式，可以降低該專(zhuān)利申請(qǐng)中描述的頻譜感測(cè)策略的功耗和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。
而且，在頻譜感測(cè)領(lǐng)域中，用于協(xié)作式頻譜感測(cè)的審查(censoring)已在以下 論文中描述J.Lunden，V.Koivunen, A.Huttunen 和 H.V.Poor 的名為 “CENSORING FOR COLLABORATIVESPECTRUM SENSING IN COGNITIVE RADIOS”，Proc ofthe4IstAsilomar Conference on Signals, Systems, and Computers, PacificGrove, CA, USA, 2007年11月4日-7日。在此審查方法中，僅在協(xié)作節(jié)點(diǎn)間傳輸有關(guān)的信息。當(dāng)檢測(cè)結(jié) 果(也即，統(tǒng)計(jì)值)大于預(yù)定的審查閾值時(shí)，將其向其他用戶發(fā)送。如果檢測(cè)結(jié)果小于審 查閾值，則不發(fā)送結(jié)果。審查閾值由通信速率約束來(lái)設(shè)置，通信速率約束在虛(null)假 設(shè)下(即，不存在信號(hào)時(shí))確定發(fā)送檢測(cè)結(jié)果的概率。通信速率約束可以設(shè)置得非常低， 繼而在實(shí)踐中，只有在檢測(cè)到信號(hào)時(shí)才向協(xié)作的用戶傳輸檢測(cè)結(jié)果。當(dāng)沒(méi)有檢測(cè)到信號(hào) 時(shí)，以通信速率約束所定義的低概率來(lái)發(fā)送測(cè)試統(tǒng)計(jì)值。備選地可以存在兩個(gè)或者更多 審查區(qū)域。例如，可以存在兩個(gè)審查閾值，從而發(fā)送非常低和非常高的測(cè)試統(tǒng)計(jì)值。在本領(lǐng)域中，需要進(jìn)一步改善認(rèn)知無(wú)線電在其操作的頻譜感測(cè)階段期間的功率節(jié)省，優(yōu)選地以同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的方式。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，一種方法，包括確定頻譜的頻率信道；根據(jù)本 地存儲(chǔ)的個(gè)體信道與至少兩個(gè)類(lèi)別之一的關(guān)聯(lián)，為確定的頻率信道確定選定的類(lèi)別；根 據(jù)選定的類(lèi)別，確定感測(cè)確定的頻率信道的時(shí)間；以及在確定的時(shí)間感測(cè)確定的頻率信 道。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，一種裝置，包括處理器、存儲(chǔ)器和接收器，其一 起被配置用于確定頻譜的頻率信道；根據(jù)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的個(gè)體信道與至少兩個(gè)類(lèi)別之 一的關(guān)聯(lián)，為確定的頻率信道確定選定的類(lèi)別；根據(jù)選定的類(lèi)別，確定感測(cè)確定的頻率 信道的時(shí)間；以及在確定的時(shí)間感測(cè)確定的頻率信道。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，包含數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器可 執(zhí)行的機(jī)器可讀指令的程序，用以執(zhí)行涉及選擇感測(cè)頻譜信道的時(shí)間的動(dòng)作。在此實(shí)施 方式中，動(dòng)作包括確定頻譜的頻率信道；根據(jù)本地存儲(chǔ)的個(gè)體信道與至少兩個(gè)類(lèi)別之 一的關(guān)聯(lián)，為確定的頻率信道確定選定的類(lèi)別；根據(jù)選定的類(lèi)別，確定感測(cè)確定的頻率 信道的時(shí)間；以及在確定的時(shí)間感測(cè)確定的頻率信道。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，一種設(shè)備，包括處理裝置、存儲(chǔ)裝置和接收裝 置。這些裝置一起用于確定頻譜的頻率信道；根據(jù)存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的個(gè)體信道與至少 兩個(gè)類(lèi)別之一的關(guān)聯(lián)，為確定的頻率信道確定選定的類(lèi)別；根據(jù)選定的類(lèi)別，確定感測(cè) 確定的頻率信道的時(shí)間；以及在確定的時(shí)間感測(cè)確定的頻率信道以及傳輸感測(cè)的結(jié)果。 在特定實(shí)施方式中，處理裝置是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器，存儲(chǔ)裝置是存儲(chǔ)有程序的計(jì)算機(jī)可讀 存儲(chǔ)器，并且接收裝置是用于通過(guò)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)進(jìn)行通信的無(wú)線收發(fā)器。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式，一種方法，包括確定在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中操作 的認(rèn)知無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的密度；至少部分地基于確定的節(jié)點(diǎn)密度，選擇待感測(cè)的信道和感測(cè) 信道的時(shí)間中的至少一個(gè)；以及根據(jù)該選擇來(lái)感測(cè)認(rèn)知無(wú)線電頻譜的部分。在特定實(shí)施 方式中，確定的密度用來(lái)確定感測(cè)認(rèn)知無(wú)線電頻譜的頻率信道的時(shí)間，繼而在確定的時(shí) 間感測(cè)頻率信道，并且只要感測(cè)結(jié)果超過(guò)了審查閾值便傳輸感測(cè)結(jié)果。下文將詳述用于 估計(jì)節(jié)點(diǎn)密度的各種示例性方式。節(jié)點(diǎn)密度教導(dǎo)可以與這里的任何其他教導(dǎo)結(jié)合，諸如 信道類(lèi)別、與類(lèi)別相關(guān)聯(lián)的定時(shí)器、何時(shí)感測(cè)和傳輸結(jié)果、來(lái)自一個(gè)信道類(lèi)別的結(jié)果比 來(lái)自不同信道類(lèi)別的結(jié)果更早和/或更頻繁地發(fā)送(例如，對(duì)于“使用中”信道，針對(duì)個(gè)體信道的、超過(guò)審查閾值的感測(cè)結(jié)果在每個(gè)時(shí)間間隔發(fā)送，而對(duì)于“后備”信道，針對(duì) 信道分組的、超過(guò)審查閾值的結(jié)果僅在多個(gè)時(shí)間間隔之后發(fā)送)等等。除該方法之外， 本發(fā)明的同一方面還可以具體化為裝置和/或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的計(jì)算機(jī)程序。本發(fā)明的這些以及其他方面將在下文具體詳述。


當(dāng)結(jié)合附圖來(lái)閱讀下文的詳細(xì)描述時(shí)，這些教導(dǎo)的上述以及其他方面將更為明白。圖IA-圖IB示出了終端的星座，其中終端的不同子集以不同的時(shí)間間隔感測(cè)頻 譜的不同部分，如并入的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)12/001,623中所詳述。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、用于在個(gè)體感測(cè)節(jié)點(diǎn)中自調(diào)節(jié)其協(xié)作檢測(cè)的部 分的過(guò)程流程圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的、用于個(gè)體檢測(cè)節(jié)點(diǎn)調(diào)節(jié)其定時(shí)器值的過(guò)程流程 圖。圖4是適于用來(lái)實(shí)踐本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的各種電子設(shè)備的簡(jiǎn)化框圖。
具體實(shí)施例方式如上所述，發(fā)明人已經(jīng)確定在某些用例情境中，可以有機(jī)會(huì)改善在并入的參 考文件中記載的協(xié)作式感測(cè)方法的功率節(jié)省方面，以及降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。一個(gè)這樣的用例 是當(dāng)系統(tǒng)中存在大量認(rèn)知無(wú)線電(通稱(chēng)節(jié)點(diǎn))時(shí)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)密度高時(shí)，無(wú)需每個(gè)節(jié)點(diǎn)在每 個(gè)感測(cè)時(shí)刻進(jìn)行感測(cè)。一個(gè)節(jié)點(diǎn)將從其他節(jié)點(diǎn)接收到足量信息，并且由此隨后執(zhí)行不必 要的頻譜感測(cè)將浪費(fèi)功率。在可與上一用例獨(dú)立或結(jié)合的另一用例情境中，認(rèn)知無(wú)線電 系統(tǒng)將不必要使用被監(jiān)測(cè)的所有頻率信道。繼而，沒(méi)有必要始終跟蹤在總體認(rèn)知系統(tǒng)中 較少使用或者未被使用的那些信道。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面是以個(gè)體節(jié)點(diǎn)為基礎(chǔ)、并且 優(yōu)選地在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中自治地動(dòng)態(tài)管理頻譜感測(cè)的負(fù)載，從而與為其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行決策并以 信令通知其結(jié)果的某些主節(jié)點(diǎn)或控制節(jié)點(diǎn)相比降低信令開(kāi)銷(xiāo)。以此方式，本發(fā)明的實(shí)施 方式有助于提高協(xié)作式頻譜感測(cè)系統(tǒng)的總功率效率，以及降低由報(bào)告在那些用例情境中 什么將至少在某些情況下包括不必要測(cè)量結(jié)果而引起的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。將此方面與上文提到 的審查方案相結(jié)合，可以用來(lái)降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載，甚至降低得比僅使用審查時(shí)更多。在詳述本發(fā)明的具體方面之前，參考圖IA-圖IB概括引用的申請(qǐng)。協(xié)作方案 被實(shí)現(xiàn)，因此移動(dòng)終端/節(jié)點(diǎn)可以選擇頻率和協(xié)作伙伴，而不具有針對(duì)每個(gè)個(gè)體協(xié)作節(jié) 點(diǎn)的特定的、集中式的控制消息。優(yōu)選地，出于分集目的，至少針對(duì)在認(rèn)知系統(tǒng)中使用 的信道，不同位置的兩個(gè)或者更多節(jié)點(diǎn)同時(shí)感測(cè)相同的信道，并且通常并非系統(tǒng)中的所 有移動(dòng)終端都總是需要恰當(dāng)?shù)念l譜感測(cè)。執(zhí)行頻譜感測(cè)的協(xié)作用戶以偽隨機(jī)方式選擇，使得針對(duì)總體頻譜(頻譜信道)的 每個(gè)信道的協(xié)作用戶的子集被形成，并且總是在特定的時(shí)間段之后改變。在所考慮區(qū)域 中(例如，小區(qū)中)的無(wú)線系統(tǒng)中存在N個(gè)認(rèn)知用戶，其中N最小是大于1的整數(shù)。在 引用的申請(qǐng)中，基于操作頻帶AF、參與頻譜感測(cè)的認(rèn)知用戶的總數(shù)N以及測(cè)量所需的時(shí) 間粒度，來(lái)針對(duì)特定信道和時(shí)隙選擇協(xié)作用戶的數(shù)目M (小于N的正整數(shù))。
圖IA和圖IB示出了出于感測(cè)目的在第一時(shí)間間隔(t)和第二時(shí)間間隔(T+t)的 每個(gè)中的移動(dòng)終端分組。如上，在網(wǎng)絡(luò)中存在N個(gè)認(rèn)知用戶，對(duì)于圖IA-圖IB例如N =8。使用偽隨機(jī)序列生成器，針對(duì)特定時(shí)隙的特定信道，指定執(zhí)行頻譜感測(cè)的N個(gè) 認(rèn)知用戶101-108。由此，N = 8個(gè)認(rèn)知用戶101-108中的每一個(gè)將以偽隨機(jī)的方式在 所有認(rèn)知用戶已知的預(yù)定時(shí)間處在所有感興趣的信道A-C中改變其正在觀測(cè)的信道。 因此，偽隨機(jī)序列可被認(rèn)為是時(shí)間-頻率碼，其中用戶在每個(gè)時(shí)隙中跳到頻譜的另一部 分。信道A-C的凈組合被指定為由N個(gè)認(rèn)知用戶的組合來(lái)感測(cè)(例如，信道A由N個(gè)認(rèn) 知用戶的協(xié)作子集Ma感測(cè)，信道B由N個(gè)認(rèn)知用戶的協(xié)作子集Mb感測(cè)，以此類(lèi)推)。 特定的偽隨機(jī)序列或其生成器應(yīng)當(dāng)是每個(gè)認(rèn)知用戶已知的。來(lái)自所感測(cè)信道的觀測(cè)數(shù)據(jù)可由用戶使用諸如周期穩(wěn)態(tài)特征檢測(cè)、能量檢測(cè)或 者似然率測(cè)試等頻譜感測(cè)算法來(lái)分析。其可以備選地由匹配的濾波器來(lái)感測(cè)，該濾波器 具有與期望存在于正在感測(cè)信道上的已知波形相匹配的濾波器參數(shù)?？梢允褂眠@些中的 任何一種來(lái)生成針對(duì)所感測(cè)頻譜的測(cè)試統(tǒng)計(jì)，通常稱(chēng)為頻譜感測(cè)結(jié)果或者分析結(jié)果。分 析結(jié)果可以向融合中心發(fā)送，融合中心分析針對(duì)該信道和時(shí)隙的協(xié)作用戶以及針對(duì)其他 認(rèn)知用戶的其他信道和時(shí)隙的組合結(jié)果，并且做出關(guān)于正在使用哪些信道以及哪些信道 為空并可由認(rèn)知無(wú)線電使用的決策?；蛘?，認(rèn)知用戶可以向其他認(rèn)知用戶發(fā)送分析結(jié) 果，認(rèn)知用戶可以合并來(lái)自其他認(rèn)知用戶的信息，其然后可以形成是否存在可用的未使 用頻譜的決策。由本發(fā)明的頻譜感測(cè)情境協(xié)作分析的信道A、B、C并非必須形成連續(xù)的頻帶， 而是在需要的情況下，待感測(cè)的頻譜的不同部分可以在頻率上是分散的。因此從個(gè)體終端的角度看，并入的申請(qǐng)使終端在第一時(shí)間間隔中從指定的頻 譜中偽隨機(jī)地選擇第一信道；通過(guò)在第一時(shí)間間隔期間感測(cè)第一信道來(lái)確定第一分析結(jié) 果；傳輸?shù)谝环治鼋Y(jié)果；在第二時(shí)間間隔中從指定的頻譜中偽隨機(jī)地選擇第二信道；通 過(guò)在第二時(shí)間間隔期間感測(cè)第二信道來(lái)確定第二分析結(jié)果；以及傳輸?shù)诙治鼋Y(jié)果。該 偽隨機(jī)選擇通過(guò)多個(gè)這樣的終端同時(shí)完成，使得所有K個(gè)信道在每個(gè)時(shí)間間隔中得以覆 蓋，這通常將延伸到僅兩個(gè)時(shí)間間隔之上和繼續(xù)直到確定不再需要頻譜感測(cè)?？梢赃@樣 來(lái)偽隨機(jī)地選擇第一信道和第二信道為指定頻譜中的一系列信道編制索引，并且執(zhí)行 通過(guò)使用種子數(shù)和偽隨機(jī)序列生成器(例如，通過(guò)以偽隨機(jī)順序設(shè)置索引)來(lái)偽隨機(jī)地選 擇針對(duì)第一時(shí)間間隔和第二時(shí)間間隔的索引之一的算法?，F(xiàn)在將詳述本發(fā)明的實(shí)施方式。如上所述，頻譜感測(cè)任務(wù)針對(duì)頻率被劃分到信 道中，并且節(jié)點(diǎn)協(xié)作地執(zhí)行頻譜感測(cè)。不同的節(jié)點(diǎn)感測(cè)不同的頻率信道，并且與其他節(jié) 點(diǎn)共享信息。一個(gè)節(jié)點(diǎn)正在感測(cè)的頻率信道通過(guò)存儲(chǔ)在節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)器中的頻率跳轉(zhuǎn)序列來(lái) 確定，諸如偽隨機(jī)序列生成器，其針對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)和每個(gè)時(shí)間間隔選擇與頻率信道之一相 關(guān)聯(lián)的索引。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，對(duì)頻率信道進(jìn)行分類(lèi)，使得在每個(gè)類(lèi)別中頻譜感 測(cè)利用不同的時(shí)間周期完成。信道對(duì)于認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)越關(guān)鍵，頻譜感測(cè)的執(zhí)行就越頻 繁。根據(jù)多少個(gè)節(jié)點(diǎn)在協(xié)作進(jìn)行頻譜感測(cè)，頻譜感測(cè)的時(shí)間周期在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中設(shè)置。參 與的節(jié)點(diǎn)越多，個(gè)體節(jié)點(diǎn)必須的測(cè)量越不頻繁(統(tǒng)計(jì)地)。作為示例，給出三個(gè)類(lèi)別以說(shuō)明此方面
類(lèi)別1:認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的使用中的信道，將在每個(gè)感測(cè)時(shí)刻被測(cè)量。類(lèi)別2:后備信道，以某種頻繁程度進(jìn)行測(cè)量。每第L個(gè)感測(cè)時(shí)刻執(zhí)行測(cè)量。類(lèi)別3:既非使用中也非后備的信道，對(duì)其不頻繁地進(jìn)行測(cè)量。每第J個(gè)跳頻序 列執(zhí)行測(cè)量。在上面的構(gòu)想中，后備信道表示如果使用中的信道之一變得不可用，例如， 在使用中信道上檢測(cè)到來(lái)自蜂窩系統(tǒng)的主要用戶，則將該后備信道納入使用。在最不頻 繁測(cè)量的類(lèi)別3中，存在已經(jīng)檢測(cè)到主要用戶或者已經(jīng)測(cè)量到高干擾水平的信道。而 且，如果未充分使用的信道多于認(rèn)知無(wú)線電操作(使用中信道)或后備所需要的信道，則 也可以將它們?cè)O(shè)為此類(lèi)別。類(lèi)別還確定以什么頻度向其他用戶傳輸頻譜感測(cè)結(jié)果。下面是報(bào)告頻率可以如 何與不同的類(lèi)別相關(guān)聯(lián)的示例類(lèi)別1:如果檢測(cè)到主要用戶，則立即發(fā)送感測(cè)結(jié)果(不等待完全跳轉(zhuǎn)序列，參 見(jiàn)圖2)。類(lèi)別2:如果檢測(cè)到主要用戶，立即發(fā)送感測(cè)結(jié)果。類(lèi)別3 在測(cè)量完全頻率跳轉(zhuǎn)序列之后發(fā)送結(jié)果。一旦新節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)，其將接收關(guān)于哪些信道在使用中以及哪些 是后備信道的信息。節(jié)點(diǎn)將在其本地存儲(chǔ)器中列出哪些頻率信道屬于哪個(gè)類(lèi)別。繼而， 節(jié)點(diǎn)將從認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)接收頻譜感測(cè)信息。基于其接收的信息，其將確 定在每個(gè)類(lèi)別中需要以什么頻度進(jìn)行感測(cè)。當(dāng)認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)密度高時(shí)，即在地理上有限的區(qū)域中存在網(wǎng)絡(luò)中的 很多節(jié)點(diǎn)時(shí)，可以較不頻繁地進(jìn)行頻譜感測(cè)(從任何個(gè)體節(jié)點(diǎn)的角度看)。繼而，一個(gè)節(jié) 點(diǎn)無(wú)需在每個(gè)感測(cè)周期中進(jìn)行感測(cè)。反之，一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以從其他節(jié)點(diǎn)接收感測(cè)結(jié)果，而 自己不進(jìn)行任何感測(cè)，并且節(jié)省功率。在此的一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，存在與每個(gè)信道類(lèi)別相關(guān)的 定時(shí)器，其指示在那些信道上將以什么頻度來(lái)執(zhí)行頻譜感測(cè)。定時(shí)器基于認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng) 絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)密度以及基于與該特定定時(shí)器相關(guān)聯(lián)的類(lèi)別來(lái)設(shè)置。節(jié)點(diǎn)密度可以使用信息 源(從其他節(jié)點(diǎn)接收到多少結(jié)果)、根據(jù)功率控制信息以及根據(jù)接收的分組所經(jīng)歷的最大 跳數(shù)來(lái)估計(jì)。在實(shí)踐中，可以在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中使用多個(gè)定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)自調(diào)節(jié)協(xié)作，這些定時(shí)器 將指示將要執(zhí)行頻譜感測(cè)任務(wù)的時(shí)間。在每個(gè)節(jié)點(diǎn)中，針對(duì)每個(gè)信道類(lèi)別可以存在不同 的定時(shí)器。備選地，可能存在一個(gè)或多個(gè)類(lèi)別不具有與之相關(guān)的定時(shí)器，并且可以存在 一個(gè)或多個(gè)類(lèi)別具有與之相關(guān)的定時(shí)器。名義上，頻譜感測(cè)將在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的每個(gè) 幀/信標(biāo)間隔中執(zhí)行一次。個(gè)體節(jié)點(diǎn)確定其將感測(cè)哪個(gè)頻率信道(例如，給出信道索引 的偽隨機(jī)序列生成器)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，在節(jié)點(diǎn)跳到確定的頻率信道以執(zhí)行其感 測(cè)之前，其首先找到該頻率信道的類(lèi)別，并且檢查針對(duì)選定信道類(lèi)別的定時(shí)器是否已經(jīng) 到期。如果定時(shí)器已經(jīng)到期，則節(jié)點(diǎn)將執(zhí)行感測(cè)。如果定時(shí)器尚未到期，則節(jié)點(diǎn)將不會(huì) 在該感測(cè)時(shí)刻(例如，幀或者信標(biāo)間隔)進(jìn)行感測(cè)。這在圖2中詳述，其是從個(gè)體節(jié)點(diǎn)的角度，該節(jié)點(diǎn)自治地確定其頻率信道和定 時(shí)，與認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)無(wú)關(guān)。在框202，節(jié)點(diǎn)確定其頻率信道，諸如通過(guò) 關(guān)于信道列表跳轉(zhuǎn)的偽隨機(jī)生成器。該列表的每個(gè)信道與信道類(lèi)別之一相關(guān)聯(lián)。最簡(jiǎn)單地，節(jié)點(diǎn)顯式地將信道與信道類(lèi)別1或者類(lèi)別2相關(guān)聯(lián)，因?yàn)槟切┬诺涝谡J(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò) 中被例行地感測(cè)和報(bào)告，并且未與類(lèi)別1或類(lèi)別2明顯相關(guān)聯(lián)的所有其他信道默認(rèn)為類(lèi)別 3。注意，盡管類(lèi)別1和類(lèi)別2信道被例行感測(cè)，但是那些不同類(lèi)別的不同定時(shí)器可以指 定在不同的周期感測(cè)。下面詳述節(jié)點(diǎn)如何確定信道1和2類(lèi)別的某些選項(xiàng)。跳轉(zhuǎn)序列簡(jiǎn) 單地是節(jié)點(diǎn)按照它在信道列表中跳轉(zhuǎn)的序列，如上所述，該序列可以是偽隨機(jī)的。在框204，節(jié)點(diǎn)檢查來(lái)自其本地存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的信道-類(lèi)別列表的類(lèi)別，并且確 定在框202選定的信道的類(lèi)別，繼而檢查該類(lèi)別的定時(shí)器。如果在框206，與確定的類(lèi)別 相關(guān)聯(lián)的定時(shí)器已經(jīng)到期，則在框208，節(jié)點(diǎn)跳轉(zhuǎn)到在框202確定的頻率信道，并且在此 感測(cè)頻譜。在框210，其執(zhí)行某些檢測(cè)算法(例如，周期穩(wěn)態(tài)特征檢測(cè)或者上文提到的 其他算法)來(lái)確定測(cè)試統(tǒng)計(jì)。該測(cè)試統(tǒng)計(jì)的值在關(guān)于感測(cè)時(shí)刻處所感測(cè)信道中是否實(shí)際 上存在信號(hào)的假設(shè)測(cè)試中使用。例如，可以針對(duì)審查閾值來(lái)評(píng)估測(cè)試統(tǒng)計(jì)值，繼而根據(jù) 審查方案(例如，僅發(fā)送[統(tǒng)計(jì)上]指示信號(hào)存在的結(jié)果)向其他認(rèn)知用戶(或者中央/ 融合節(jié)點(diǎn))傳輸此算法的結(jié)果。審查方案本身也是功率節(jié)省特征，因?yàn)槠鋵p少任何認(rèn) 知無(wú)線電的傳輸為僅傳輸那些相關(guān)的測(cè)試統(tǒng)計(jì)結(jié)果。如果在框212，對(duì)感測(cè)頻譜的框210 分析超過(guò)了某預(yù)定閾值，則在框214節(jié)點(diǎn)檢查類(lèi)別，并且在框216向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送框210 的結(jié)果。如果是框214之外的類(lèi)別3信道，或者如果在框212未超過(guò)閾值，則按照框220 不發(fā)送結(jié)果。當(dāng)節(jié)點(diǎn)接收到其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送的測(cè)試統(tǒng)計(jì)時(shí)，其將測(cè)試統(tǒng)計(jì)加在一起并且執(zhí) 行其自己的假設(shè)測(cè)試，在此基礎(chǔ)上可以確定是否存在信號(hào)。由此，具有審查的性能幾乎 與沒(méi)有審查的性能一樣好，但是潛在地將網(wǎng)絡(luò)負(fù)載大量地降低為傳送頻譜感測(cè)結(jié)果的開(kāi) 銷(xiāo)。還要注意，如果在框206用于適當(dāng)信道類(lèi)別的定時(shí)器沒(méi)有到期，則在框222節(jié)點(diǎn) 等待感測(cè)間隔(例如，一個(gè)時(shí)隙或三個(gè)類(lèi)別定時(shí)器中最短的一個(gè)，在一個(gè)實(shí)施方式中是 用于類(lèi)別1信道的定時(shí)器)，但是由于相應(yīng)的信道類(lèi)別定時(shí)器沒(méi)有到期而不感測(cè)該信道。 反之，它是被動(dòng)節(jié)點(diǎn)，僅在框218接收其他節(jié)點(diǎn)的報(bào)告。其他節(jié)點(diǎn)執(zhí)行圖2的相同功能，因此個(gè)體節(jié)點(diǎn)在框218從那些其他的感測(cè)和報(bào)告 節(jié)點(diǎn)接收結(jié)果，并且將那些接收的結(jié)果分類(lèi)為信道類(lèi)別1(使用中)、類(lèi)別2(后備)或類(lèi) 別3(其他)。對(duì)于類(lèi)別1和類(lèi)別2，在框230，節(jié)點(diǎn)使用其從其他節(jié)點(diǎn)接收的感測(cè)結(jié)果來(lái) 設(shè)置定時(shí)器。定時(shí)器還可以基于可以通過(guò)多種不同方式獲取的節(jié)點(diǎn)密度估計(jì)來(lái)設(shè)置。這 在下文詳述。一旦節(jié)點(diǎn)具有針對(duì)那些信道中每一個(gè)的結(jié)果，在框228節(jié)點(diǎn)將僅發(fā)送超過(guò) 審查閾值的針對(duì)類(lèi)別3信道(列表中的每個(gè)頻率信道)的結(jié)果。這與類(lèi)別1和類(lèi)別2信 道不同，類(lèi)別1和類(lèi)別2是根據(jù)審查方案而被例行報(bào)告。這是因?yàn)?，?lèi)別3信道被定義 為對(duì)于認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的操作并不關(guān)鍵，因此可以較不頻繁地被報(bào)告，由此節(jié)省傳輸開(kāi) 銷(xiāo)。到達(dá)認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)操作于其中的小區(qū)或者蜂窩區(qū)域中的新節(jié)點(diǎn)將早于類(lèi)別3信道 得到類(lèi)別1和類(lèi)別2信道的信息，因?yàn)轭?lèi)別1信道和類(lèi)別2信道被較為頻繁地報(bào)告。如圖2所示，在每個(gè)頻率跳轉(zhuǎn)序列之后設(shè)置定時(shí)器值。頻率跳轉(zhuǎn)序列的長(zhǎng)度產(chǎn) 生自信道的數(shù)目如果有100個(gè)信道，則一個(gè)頻率跳轉(zhuǎn)序列跨過(guò)100個(gè)時(shí)間間隔，因?yàn)檫@ 是一次測(cè)量每一個(gè)信道所要用的時(shí)間。變形在下文詳述，但是不論怎么定義，頻率跳轉(zhuǎn) 序列是重復(fù)的，并且一旦給定感測(cè)時(shí)間間隔，其至少與一次測(cè)量每個(gè)信道所需的時(shí)間一 樣長(zhǎng)。定時(shí)器值也可以修改，使得在每個(gè)類(lèi)別中定時(shí)器在每個(gè)感測(cè)時(shí)刻之后設(shè)置，或者在需要的情況下定時(shí)器可以針對(duì)類(lèi)別1-2以及類(lèi)別3不同地設(shè)置。例如，在類(lèi)別1和類(lèi) 別2中，可以在每個(gè)感測(cè)時(shí)刻之后設(shè)置定時(shí)器。在類(lèi)別3中，可以在每個(gè)頻率跳轉(zhuǎn)序列 之后設(shè)置定時(shí)器。從整體認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的角度考慮特定的示例。假設(shè)存在N = 200個(gè)節(jié)點(diǎn)和K =50個(gè)信道。存在屬于類(lèi)別1的K1 = 2個(gè)信道。存在屬于類(lèi)別2的K2 = 3個(gè)信道。 并且存在屬于類(lèi)別3的K3 = 45個(gè)信道。假設(shè)協(xié)作用戶的目標(biāo)數(shù)目T為對(duì)于類(lèi)別1信 道T1 =4(每個(gè)時(shí)間幀中每個(gè)信道2個(gè)感測(cè)節(jié)點(diǎn))，對(duì)于類(lèi)別2信道T2 = 2，以及對(duì)于類(lèi) 別3信道T3 = 1。指定每個(gè)節(jié)點(diǎn)以便在每個(gè)幀感測(cè)一個(gè)信道。它們將根據(jù)定時(shí)器值來(lái) 執(zhí)行感測(cè)。從一個(gè)節(jié)點(diǎn)的角度看，其操作的示例性實(shí)現(xiàn)如下。如在框202處，由頻率跳轉(zhuǎn) 序列來(lái)確定頻率信道。節(jié)點(diǎn)檢查信道屬于哪個(gè)類(lèi)別。繼而，根據(jù)信道類(lèi)別，操作為類(lèi)別1:總是進(jìn)行測(cè)量，并且如果在框212處結(jié)果超過(guò)閾值便發(fā)送(例如，立即 發(fā)送結(jié)果)。類(lèi)別2:每第二個(gè)幀進(jìn)行測(cè)量，并且如果在框212處結(jié)果超過(guò)閾值便發(fā)送。類(lèi)別3:在相同的頻率跳轉(zhuǎn)序列期間測(cè)量所有類(lèi)別3信道。按照框228，在每 (例如)第4個(gè)頻率跳轉(zhuǎn)序列之后發(fā)送結(jié)果(并且在4個(gè)跳轉(zhuǎn)序列的其他3個(gè)期間不做測(cè)量)。在類(lèi)別3中，可以假設(shè)不同的節(jié)點(diǎn)平均地在不同的跳轉(zhuǎn)序列期間進(jìn)行測(cè)量，因 為每個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立地設(shè)置其定時(shí)器值。在上面的實(shí)施方式中，因?yàn)樾诺罃?shù)目等于完全頻率 跳轉(zhuǎn)序列中的感測(cè)時(shí)間間隔的數(shù)目，所以將在等于存儲(chǔ)在認(rèn)知無(wú)線電節(jié)點(diǎn)處的信道_類(lèi) 別關(guān)聯(lián)列表中的信道數(shù)目的感測(cè)時(shí)間間隔數(shù)目(或其倍數(shù)，如上文示例中，類(lèi)別3結(jié)果每 四個(gè)跳轉(zhuǎn)序列僅發(fā)送一次)之后，發(fā)送類(lèi)別3結(jié)果(超過(guò)審查閾值的)。在備選實(shí)施方 式中，完全頻率跳轉(zhuǎn)序列中的感測(cè)時(shí)間間隔的數(shù)目可以大于信道數(shù)目，諸如在完全跳轉(zhuǎn) 序列中一個(gè)或多個(gè)信道出現(xiàn)不止一次的情況。例如，在一個(gè)頻率跳轉(zhuǎn)序列中，特定的類(lèi) 別3信道可被感測(cè)兩次，而所有其他類(lèi)別3信道僅被感測(cè)一次。這允許感測(cè)特定信道的 速率的某些附加靈活性，而無(wú)需將信道改變至類(lèi)別1或類(lèi)別2。廣義來(lái)說(shuō)，單個(gè)認(rèn)知無(wú)線 電感測(cè)節(jié)點(diǎn)利用不同的感測(cè)速率(每個(gè)跳轉(zhuǎn)間隔的不同頻率)來(lái)感測(cè)相同信道類(lèi)別中的每 個(gè)不同的信道。從認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的角度看，信息傳輸?shù)臉O端情況是類(lèi)別1 如果在所有信道中檢測(cè)到主要用戶，K1*T1 = 2*4 = 8個(gè)節(jié)點(diǎn)將發(fā)送檢測(cè)結(jié)果。 這在使用的信道中幾乎不會(huì)發(fā)生。如果未在任何信道中檢測(cè)到主要用戶，則審查定義多少節(jié)點(diǎn)將進(jìn)行傳輸，例如 K1*T1*1/1000(實(shí)踐中，在小網(wǎng)絡(luò)中為零)。類(lèi)別2 如果在所有信道中檢測(cè)到主要用戶，則K2*T2 = 3*2 = 6個(gè)節(jié)點(diǎn)將發(fā)送檢測(cè)結(jié) 果。這在后備信道中幾乎不會(huì)發(fā)生。如果未在任何信道中檢測(cè)到主要用戶，則審查定義多少節(jié)點(diǎn)將進(jìn)行傳輸，例如 K2*T2*1/1000。
類(lèi)別3 如果在所有信道中檢測(cè)到主要用戶，K3*T3 = 45*1 = 45個(gè)節(jié)點(diǎn)將在每個(gè)頻率跳 轉(zhuǎn)序列之后發(fā)送檢測(cè)結(jié)果。如果未在任何信道中檢測(cè)到主要用戶，則審查定義多少節(jié)點(diǎn)將進(jìn)行傳輸，例如 Κ3*Τ3*1/1000。類(lèi)別3結(jié)果在頻率跳轉(zhuǎn)序列已經(jīng)經(jīng)過(guò)之后發(fā)送，也即，不是在每個(gè)感測(cè)時(shí)刻之 后發(fā)送。這降低了傳輸開(kāi)銷(xiāo)。在此示例中，頻率跳轉(zhuǎn)序列是50個(gè)感測(cè)周期長(zhǎng)。在實(shí)踐中，情況將幾乎總是在上文針對(duì)不同類(lèi)別而提到的兩種極端情況之間結(jié)
束ο定時(shí)器值也可以取決于節(jié)點(diǎn)的密度，如圖3詳述。認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)越 多，一個(gè)節(jié)點(diǎn)需要測(cè)量的頻度越低。節(jié)點(diǎn)密度可以通過(guò)多種不同方式來(lái)估計(jì)，其中的某 些在框302概括。節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)其從其他節(jié)點(diǎn)接收到多少檢測(cè)結(jié)果，來(lái)估計(jì)參與協(xié)作感 測(cè)的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目?；蛘撸?jié)點(diǎn)可以根據(jù)功率控制信息以及根據(jù)洪水(flooding)中的跳數(shù) 來(lái)估計(jì)在地理上有限的區(qū)域中存在多少節(jié)點(diǎn)，如下詳述。或者，節(jié)點(diǎn)可以向其他節(jié)點(diǎn)發(fā) 送其計(jì)算的定時(shí)器值連同檢測(cè)結(jié)果。節(jié)點(diǎn)將從認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中的其他節(jié)點(diǎn)接收類(lèi)似的 定時(shí)器值，這將給予其節(jié)點(diǎn)密度的指示。節(jié)點(diǎn)密度估計(jì)可以是這些示例中某些或全部的 組合。當(dāng)新節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，在加入?yún)f(xié)作感測(cè)體系之前，預(yù)計(jì)它將花費(fèi) 一段時(shí)間來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)密度以設(shè)置定時(shí)器的初始值?；蛘?，加入節(jié)點(diǎn)可以向其鄰居之一詢 問(wèn)初始定時(shí)器值。在最簡(jiǎn)單的情況中，可以直接根據(jù)接收到的檢測(cè)結(jié)果數(shù)目來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)密度。當(dāng) 一個(gè)節(jié)點(diǎn)正在監(jiān)控主要使用中的信道時(shí)，情況將會(huì)如此。繼而，在每個(gè)頻率跳轉(zhuǎn)序列之 后，正在進(jìn)行感測(cè)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)將傳輸結(jié)果。由此，接收的檢測(cè)結(jié)果的數(shù)目是每個(gè)信道中 有多少節(jié)點(diǎn)參與協(xié)作的直接參考。作為一個(gè)簡(jiǎn)單示例，假設(shè)節(jié)點(diǎn)具有用于類(lèi)別3信道的定時(shí)器值C = 5。這意味 著，節(jié)點(diǎn)將在每第五個(gè)頻率跳轉(zhuǎn)序列測(cè)量類(lèi)別3中的信道。進(jìn)一步假設(shè)，目標(biāo)是每個(gè)信 道從T=2個(gè)節(jié)點(diǎn)接收結(jié)果。節(jié)點(diǎn)繼而計(jì)算從該類(lèi)別的信道平均接收到了多少結(jié)果。假 設(shè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)每個(gè)信道接收X= 10個(gè)結(jié)果。繼而節(jié)點(diǎn)將增加用于該信道的定時(shí)器值。例 如可以根據(jù)C = C(1+G*(X_T)/T) = 5 (1+0.3* (10-2)/2) =11來(lái)增加，其中C將總是取 整為最近的整數(shù)。由此，節(jié)點(diǎn)用于類(lèi)別3信道的定時(shí)器值從5增加到11。在下一頻率 跳轉(zhuǎn)序列期間，該節(jié)點(diǎn)繼而需要每11個(gè)頻率跳轉(zhuǎn)序列測(cè)量該類(lèi)別中的信道。常量G = 0.3確定定時(shí)器值以多快的速度反映協(xié)作情況該值越小，節(jié)點(diǎn)適應(yīng)情況越慢。參數(shù)值T 和G對(duì)于每個(gè)類(lèi)別是不同的。備選地，定時(shí)器值可以通過(guò)使用十進(jìn)制數(shù)c以及使用c = c(l+G*(X_T)/T)來(lái)計(jì)算。繼而，將定時(shí)器值設(shè)為最接近的整數(shù)C = INT (C)。十進(jìn)制 數(shù)值將在計(jì)算C的新值時(shí)使用。定時(shí)器值的設(shè)置還可以將其他協(xié)作節(jié)點(diǎn)的定時(shí)器值(如 果可獲得的話)考慮在內(nèi)，以便由于節(jié)點(diǎn)具有彼此類(lèi)似的定時(shí)器值而使系統(tǒng)更加穩(wěn)定。對(duì)于節(jié)點(diǎn)正在監(jiān)測(cè)沒(méi)有業(yè)務(wù)的信道的情況，當(dāng)應(yīng)用審查方案時(shí)，節(jié)點(diǎn)也將不會(huì) 從其他節(jié)點(diǎn)接收檢測(cè)結(jié)果。在審查中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)確定有多少個(gè)節(jié)點(diǎn)在其他節(jié)點(diǎn)沒(méi)有 檢測(cè)到信號(hào)的情況下向它們發(fā)送檢測(cè)結(jié)果。該值可以非常低，以避免控制信令，它是最 小值，例如1/1000。兩種感興趣的不同操作情境是認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)繼而具有非常少的節(jié)點(diǎn)或者非常多的節(jié)點(diǎn)。如果認(rèn)知無(wú)線電具有少量節(jié)點(diǎn)個(gè)體節(jié)點(diǎn)不從空信道接收結(jié)果。不存在信息傳 輸來(lái)加重認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)將監(jiān)測(cè)這些信道。如果認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)具有很多節(jié)點(diǎn)(例如，足球場(chǎng)里的認(rèn)知系統(tǒng))每個(gè)節(jié)點(diǎn)從 空信道接收某些檢測(cè)結(jié)果，并且數(shù)目由審查方案來(lái)限定。由此，可以基于接收到的結(jié)果 來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)密度。個(gè)體節(jié)點(diǎn)可以如上增加其定時(shí)器值，并且此后較不頻繁地感測(cè)。另一選項(xiàng)是根據(jù)來(lái)自主要使用中的信道的接收結(jié)果的數(shù)目，來(lái)設(shè)置用于所有 信道的定時(shí)器值?？梢约僭O(shè)，存在感測(cè)所有頻帶的近似相同數(shù)量的節(jié)點(diǎn)。如上簡(jiǎn)述，還可以使用在設(shè)備功率控制和洪水中生成的信息來(lái)估計(jì)節(jié)點(diǎn)密度。 每個(gè)節(jié)點(diǎn)存在預(yù)定義數(shù)目的最近鄰居。繼而縮放傳輸功率，以便將最近鄰居的數(shù)目保持 在某個(gè)界限之內(nèi)，這是本領(lǐng)域中針對(duì)擴(kuò)頻通信已知的。功率信息給出了對(duì)節(jié)點(diǎn)間距離的 一定粗略估計(jì)。例如，在自由空間中，當(dāng)傳輸功率增加6dB時(shí)，傳播距離加倍。如果給 定通過(guò)空中接口發(fā)送的功率控制調(diào)節(jié)，這種簡(jiǎn)單的關(guān)系可以用來(lái)估計(jì)距離。洪水消息包括與以下有關(guān)的信息跳數(shù)、分組/消息在源和目的地之間傳遞所 經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)的數(shù)目(例如，在具有中繼的網(wǎng)絡(luò)中)。使用這些數(shù)字，任何節(jié)點(diǎn)可以粗略地 估計(jì)在網(wǎng)絡(luò)中有多少節(jié)點(diǎn)。通過(guò)跳數(shù)，個(gè)體節(jié)點(diǎn)可以估計(jì)網(wǎng)絡(luò)的半徑，并且根據(jù)功率信 息，可以估計(jì)節(jié)點(diǎn)之間的距離。然而，僅僅通過(guò)此方法，節(jié)點(diǎn)不知道網(wǎng)絡(luò)中處于節(jié)點(diǎn)最 近鄰居之外的節(jié)點(diǎn)的密度。此外，根據(jù)功率控制信息和跳數(shù)，任何個(gè)體節(jié)點(diǎn)可以確定網(wǎng) 絡(luò)的地理大小。協(xié)作節(jié)點(diǎn)的位置必須使其近似在相同的主要用戶網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)。通過(guò)上文詳細(xì)描述可見(jiàn)，本發(fā)明的實(shí)施方式給出了一種低復(fù)雜性、自調(diào)節(jié)的方 法，用以在無(wú)需集中式控制的情況下控制協(xié)作頻譜感測(cè)。這種實(shí)施方式還提高了頻譜感 測(cè)的功率效率，因?yàn)榭梢员苊獠槐匾臏y(cè)量；并且還降低了協(xié)作頻譜感測(cè)中需要的(平 均)信令開(kāi)銷(xiāo)，因?yàn)榭梢暂^不頻繁地向其他節(jié)點(diǎn)發(fā)送感測(cè)結(jié)果?，F(xiàn)在參考圖4，以示出適于用來(lái)實(shí)踐本發(fā)明示例性實(shí)施方式的各種示例性電子設(shè) 備的簡(jiǎn)化框圖。在圖4a中，(層級(jí)式)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)401適于在示例性UE410與節(jié)點(diǎn)B412(e 節(jié)點(diǎn)B/基站/中央節(jié)點(diǎn))之間通信。備選地，示例性UE 410無(wú)需與網(wǎng)絡(luò)410有任何聯(lián) 系，并且簡(jiǎn)單地使用其最大努力來(lái)避免在空中接口上與該網(wǎng)絡(luò)401的主要用戶的沖突， 以及避免與網(wǎng)絡(luò)401本身的空中接口沖突。網(wǎng)絡(luò)401可以包括網(wǎng)關(guān)GW/服務(wù)移動(dòng)性管理 實(shí)體MME/無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)控制器RNC414或者不同無(wú)線通信系統(tǒng)中具有各種名稱(chēng)的其他無(wú) 線電控制器功能。示例性UE 410包括數(shù)據(jù)處理器(DP)410A ；存儲(chǔ)器(MEM)410B， 其存儲(chǔ)程序(PROGMIOC;以及適當(dāng)?shù)纳漕l(RF)收發(fā)器410D(例如，接收器和發(fā)射 器)，其耦合至一個(gè)或多個(gè)天線410E(示出了一個(gè))用于與其他認(rèn)知無(wú)線電雙向無(wú)線通 信，并且在某些實(shí)施方式中，還通過(guò)一個(gè)或多個(gè)無(wú)線鏈路420與節(jié)點(diǎn)B 412通信。術(shù)語(yǔ)“連接”、“耦合”或其任何變形表示兩個(gè)或者更多元件之間的直接或者 間接的連接或者耦合，并且可以涵蓋在“連接”或者“耦合”在一起的兩個(gè)元件之間存 在一個(gè)或多個(gè)中間元件的情況。元件之間的耦合或者連接可以是物理的、邏輯的或者其 組合。如在此所使用的，通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)電線、電纜和印刷電子連接以及通過(guò)使用 電磁能，可以認(rèn)為兩個(gè)元件被“連接”或者“耦合”在一起，其中作為非限制性示例， 電磁能諸如具有射頻區(qū)域、微波區(qū)域和光(可見(jiàn)光和不可見(jiàn)光二者)區(qū)域內(nèi)的波長(zhǎng)的電磁能。節(jié)點(diǎn)B 412也包括DP412A; MEM 412B，其存儲(chǔ)PROG 412C ；以及耦合至 一個(gè)或多個(gè)天線412E的適當(dāng)RF收發(fā)器412D。節(jié)點(diǎn)B 12可以經(jīng)由數(shù)據(jù)路徑430 (例如， Iub 或 Sl 接口)耦合至服務(wù)或其他 GW/MME/RNC 414。GW/MME/RNC 414 包括DP 414A ；存儲(chǔ)PROG414C的MEM 414B ；以及用于通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路430與節(jié)點(diǎn)B 412通信的 適當(dāng)調(diào)制解調(diào)器和/或收發(fā)器(未示出)。PROG 410C、412C和414C的至少一個(gè)假設(shè)為包括如下程序指令，當(dāng)由關(guān)聯(lián)的 DP執(zhí)行時(shí)，其使得電子設(shè)備按照上文詳述的本發(fā)明示例性實(shí)施方式來(lái)進(jìn)行操作。DP 410A、412A和414A內(nèi)部具有時(shí)鐘，以允許各個(gè)裝置間的同步以便在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔和 需要的時(shí)隙中發(fā)射和接收。PROG 410C、412C、414C可以適當(dāng)?shù)鼐唧w化在軟件、固件和/或硬件中。一般 地，本發(fā)明的示例性實(shí)施方式可以通過(guò)存儲(chǔ)在UE 410的MEM 4IOB中并由DP 4IOA可執(zhí) 行的計(jì)算機(jī)軟件以及認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的其他UE的其他MEM和DP的類(lèi)似計(jì)算機(jī)軟件 來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)，或者通過(guò)所示任何或全部設(shè)備中的軟件和/或固件和硬件 的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，序列生成器可以是存儲(chǔ)在MEM中的PROG;而定時(shí)器可以是跟 蹤DP410A的振蕩器的軟件。一般地，UE 410的各種示例性實(shí)施方式可以包括但不限于移動(dòng)終端/臺(tái)、 蜂窩電話、具有無(wú)線通信能力的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、具有無(wú)線通信能力的便攜計(jì)算機(jī) (例如，膝上型計(jì)算機(jī))、具有無(wú)線通信能力的圖像捕獲設(shè)備(如數(shù)碼相機(jī))、具有無(wú)線通 信能力的游戲設(shè)備、具有無(wú)線通信能力的音樂(lè)存儲(chǔ)和回放裝置、允許無(wú)線因特網(wǎng)接入和 瀏覽的因特網(wǎng)裝置以及包含這些功能和感測(cè)器網(wǎng)絡(luò)的組合的便攜單元或者終端。MEM410B、412B和414B可以是適合于本地技術(shù)環(huán)境的任何類(lèi)型，并且可以 使用任何適當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)來(lái)實(shí)施，例如基于半導(dǎo)體的存儲(chǔ)器設(shè)備、磁存儲(chǔ)器設(shè)備和系 統(tǒng)、光學(xué)存儲(chǔ)器設(shè)備和系統(tǒng)、固定存儲(chǔ)器和可拆卸存儲(chǔ)器。DP410A、412A和414A可 以是適合于本地技術(shù)環(huán)境的任何類(lèi)型，作為非限制性的示例可以包括以下一個(gè)或多個(gè) 通用計(jì)算機(jī)、專(zhuān)用計(jì)算機(jī)、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和基于多核處理器架構(gòu)的 處理器。一般而言，可以用硬件或者專(zhuān)用電路、軟件(具體化在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì) 算機(jī)可讀指令)、邏輯或者其任何組合實(shí)施各種實(shí)施方式。例如，諸如序列生成器和/ 或定時(shí)器的一些方面可以用硬件實(shí)現(xiàn)，而其它方面可以用可以由如控制器、微處理器或 者其它計(jì)算設(shè)備執(zhí)行的固件或軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，不過(guò)本發(fā)明并不限于此。盡管本發(fā)明的各種 方面可以圖示和描述為框圖、流程圖或者使用一些其它圖形表示來(lái)圖示和描述，諸如圖2 和圖3，但是可以理解這里描述的這些框、裝置、系統(tǒng)、技術(shù)或者方法可以用作為非限制 例子的硬件、軟件、固件、專(zhuān)用電路或者邏輯、通用硬件或者控制器或者其他計(jì)算設(shè)備 或者其某些組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)施方式可以在諸如集成電路模塊的各種組件中付諸實(shí)踐。集成電路 的設(shè)計(jì)基本上是高度自動(dòng)化過(guò)程。復(fù)雜而強(qiáng)大的軟件工具可用于將邏輯級(jí)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換成準(zhǔn) 備好將要在半導(dǎo)體襯底上蝕刻和形成的半導(dǎo)體電路設(shè)計(jì)。圖3可以代表這種IC的特定電 路功能。
諸如由加利福尼亞州Mountain View的Synopsys公司和加利福尼亞州San Jose的 Cadence Design提供的那些軟件使用建立好的設(shè)計(jì)規(guī)則以及預(yù)存設(shè)計(jì)模塊庫(kù)在半導(dǎo)體芯片 上自動(dòng)地對(duì)導(dǎo)體進(jìn)行布線和對(duì)部件進(jìn)行定位。一旦已經(jīng)完成用于半導(dǎo)體電路的設(shè)計(jì)，可 以將標(biāo)準(zhǔn)化電子格式(例如Opus、GDSII等)的所得設(shè)計(jì)發(fā)送到半導(dǎo)體制作設(shè)施或者“加 工廠”進(jìn)行制造。 當(dāng)結(jié)合附圖來(lái)閱讀以上描述時(shí)，各種修改和適應(yīng)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可以 明顯。然而，對(duì)本發(fā)明教導(dǎo)的任何和所有修改仍將落入本發(fā)明非限制實(shí)施方式的范圍 內(nèi)。盡管已經(jīng)在特定實(shí)施方式的上下文中進(jìn)行了描述，但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員明顯 的是，可以對(duì)這些教導(dǎo)進(jìn)行多種修改和各種改變。由此，盡管已經(jīng)關(guān)于其一個(gè)或多個(gè)實(shí) 施方式特別地示出和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離上文記載 的發(fā)明范圍和精神以及權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下，可以進(jìn)行某些修改或者改變。
1權(quán)利要求
1.一種方法，包括確定頻譜的頻率信道；根據(jù)本地存儲(chǔ)的個(gè)體信道與至少兩個(gè)類(lèi)別之一的關(guān)聯(lián)，為確定的頻率信道確定選定 的類(lèi)別；根據(jù)所述選定的類(lèi)別，確定感測(cè)所述確定的頻率信道的時(shí)間；以及在確定的時(shí)間感測(cè)所述確定的頻率信道。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括接收關(guān)于哪些信道在使用中以及哪些信道為 后備的信息；以及本地存儲(chǔ)使用中的信道與所述至少兩個(gè)類(lèi)別中一個(gè)的關(guān)聯(lián)，以及后備 信道與所述至少兩個(gè)類(lèi)別中另一個(gè)的關(guān)聯(lián)；以及此后根據(jù)本地存儲(chǔ)的關(guān)聯(lián)來(lái)確定所述確 定的頻率信道是使用中、后備還是其他。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中對(duì)于所述選定的類(lèi)別是“使用中”的情況，所述 確定的時(shí)間較早，以及對(duì)于所述選定的類(lèi)別是“后備”的情況，所述確定的時(shí)間較晚， 以及對(duì)于所述選定的類(lèi)別是“其他”的情況，所述確定的時(shí)間晚于“后備”類(lèi)別。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)所述選定的類(lèi)別確定感測(cè)所述確定的頻率信道 的時(shí)間包括在與所述選定的類(lèi)別相關(guān)聯(lián)的定時(shí)器到期時(shí)進(jìn)行感測(cè)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中對(duì)于所述選定的類(lèi)別是“使用中”的情況，相關(guān) 聯(lián)的定時(shí)器在每個(gè)感測(cè)時(shí)刻之時(shí)到期；以及對(duì)于所述選定的類(lèi)別是“后備”的情況，相 關(guān)聯(lián)的定時(shí)器在等于個(gè)體信道數(shù)目的多個(gè)感測(cè)時(shí)刻之后到期。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括傳輸所述感測(cè)的結(jié)果，其中對(duì)于所述選定的類(lèi)別是所述至少兩個(gè)類(lèi)別的第一個(gè)的情 況，傳輸在第一時(shí)間，以及對(duì)于所述選定的類(lèi)別是所述至少兩個(gè)類(lèi)別的第二個(gè)的情況， 傳輸在晚于所述第一時(shí)間的第二時(shí)間。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中傳輸所述感測(cè)的結(jié)果包括僅傳輸超過(guò)審查閾值 的那些感測(cè)結(jié)果。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)密度，并且其中，根據(jù)所述選定的類(lèi)別以及根據(jù)確定的節(jié)點(diǎn)密度，來(lái)確定感測(cè)所述確定的 頻率信道的所述時(shí)間。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中確定所述節(jié)點(diǎn)密度包括根據(jù)從所述認(rèn)知無(wú)線電 網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)接收到多少頻譜感測(cè)結(jié)果，來(lái)估計(jì)所述節(jié)點(diǎn)密度。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中通過(guò)針對(duì)所述選定的類(lèi)別的所有信道對(duì)已接收頻 譜感測(cè)結(jié)果求平均，來(lái)估計(jì)針對(duì)所述選定的類(lèi)別的所述節(jié)點(diǎn)密度。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括接收功率控制信息，并且其中確定所述節(jié) 點(diǎn)密度包括根據(jù)接收的功率控制信息以及根據(jù)跳數(shù)來(lái)估計(jì)針對(duì)地理區(qū)域的所述節(jié)點(diǎn)密 度。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括傳輸與所述至少兩個(gè)類(lèi)別的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的 定時(shí)器的定時(shí)器值，以及從其他節(jié)點(diǎn)接收與所述至少兩個(gè)類(lèi)別的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的其他節(jié) 點(diǎn)的定時(shí)器的定時(shí)器值，并且其中確定所述節(jié)點(diǎn)密度包括根據(jù)接收的定時(shí)器值來(lái)估計(jì)所述節(jié)點(diǎn)密度。
13.—種裝置，包括處理器、存儲(chǔ)器和接收器，它們被配置用于確定頻譜的頻率信道；根據(jù)所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的個(gè)體信道與至少兩個(gè)類(lèi)別之一的關(guān)聯(lián)，為確定的頻率信道 確定選定的類(lèi)別；根據(jù)所述選定的類(lèi)別，確定感測(cè)所述確定的頻率信道的時(shí)間；以及在 確定的時(shí)間感測(cè)所述確定的頻率信道。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述接收器被配置用于接收關(guān)于哪些信道在使 用中以及哪些信道為后備的信息；并且所述存儲(chǔ)器被配置用于存儲(chǔ)使用中的信道與所述 至少兩個(gè)類(lèi)別中一個(gè)的關(guān)聯(lián)，以及存儲(chǔ)后備信道與所述至少兩個(gè)類(lèi)別中另一個(gè)的關(guān)聯(lián)； 并且所述處理器被配置用于此后根據(jù)本地存儲(chǔ)的關(guān)聯(lián)來(lái)確定所述確定的頻率信道是使用 中、后備還是其他。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中對(duì)于所述選定的類(lèi)別是“使用中”的情況，所 述確定的時(shí)間較早，以及對(duì)于所述選定的類(lèi)別是“后備”的情況，所述確定的時(shí)間較晚，以及對(duì)于所述選定的類(lèi)別是“其他”的情 況，所述確定的時(shí)間晚于“后備”類(lèi)別。
16.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述處理器被配置用于通過(guò)在與所述選定的 類(lèi)別相關(guān)聯(lián)的定時(shí)器到期時(shí)進(jìn)行感測(cè)，根據(jù)所述選定的類(lèi)別，來(lái)確定所述裝置將感測(cè)所 述確定的頻率信道的時(shí)間。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中對(duì)于所述選定的類(lèi)別是“使用中”的情況，相 關(guān)聯(lián)的定時(shí)器在每個(gè)感測(cè)時(shí)刻之時(shí)到期；以及對(duì)于所述選定的類(lèi)別是“后備”的情況， 相關(guān)聯(lián)的定時(shí)器在等于個(gè)體信道數(shù)目的多個(gè)感測(cè)時(shí)刻之后到期。
18.如權(quán)利要求13所述的裝置，還包括發(fā)射器，并且其中所述裝置被配置為對(duì)于 所述選定的類(lèi)別是所述至少兩個(gè)類(lèi)別的第一個(gè)的情況，則在第一時(shí)間傳輸所述感測(cè)的結(jié) 果，以及對(duì)于所述選定的類(lèi)別是所述至少兩個(gè)類(lèi)別的第二個(gè)的情況，則在晚于所述第一 時(shí)間的第二時(shí)間傳輸所述感測(cè)的結(jié)果。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中所述裝置被配置用于比較所述感測(cè)的結(jié)果與審查 閾值，以及僅傳輸超過(guò)所述審查閾值的那些感測(cè)結(jié)果。
20.如權(quán)利要求13所述的裝置，還被配置用于確定認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)密度，并且其中，所述裝置被配置用于根據(jù)所述選定的類(lèi)別以及根據(jù)確定的節(jié)點(diǎn)密度來(lái)確 定感測(cè)所述確定的頻率信道的所述時(shí)間。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述裝置被配置用于通過(guò)根據(jù)所述接收器從所述 認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)接收到多少頻譜感測(cè)結(jié)果來(lái)估計(jì)所述節(jié)點(diǎn)密度，從而確定 所述節(jié)點(diǎn)密度。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述裝置被配置用于通過(guò)針對(duì)所述選定的類(lèi)別的 所有信道對(duì)已接收頻譜感測(cè)結(jié)果求平均，來(lái)估計(jì)針對(duì)所述選定的類(lèi)別的所述節(jié)點(diǎn)密度。
23.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中所述接收器還被配置用于接收功率控制信息，并且其中所述裝置被配置用于通過(guò)根據(jù)接收的功率控制信息以及根據(jù)確定的跳數(shù)來(lái)估計(jì)針對(duì)地理區(qū)域的所述節(jié)點(diǎn)密度，從而確定所述節(jié)點(diǎn)密度。
24.如權(quán)利要求20所述的裝置，還包括發(fā)射器，其中所述發(fā)射器被配置用于傳輸與所 述至少兩個(gè)類(lèi)別的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的定時(shí)器的定時(shí)器值，并且所述接收器被配置用于從其 他節(jié)點(diǎn)接收與所述至少兩個(gè)類(lèi)別的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的其他節(jié)點(diǎn)的定時(shí)器的定時(shí)器值，并且其中所述裝置被配置用于通過(guò)根據(jù)接收的定時(shí)器值來(lái)估計(jì)所述節(jié)點(diǎn)密度，從而 確定所述節(jié)點(diǎn)密度。
25.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，包含數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理器可執(zhí)行的機(jī)器可讀指令的程序，用 以執(zhí)行涉及選擇感測(cè)頻譜信道的時(shí)間的動(dòng)作，所述動(dòng)作包括確定頻譜的頻率信道；根據(jù)本地存儲(chǔ)的個(gè)體信道與至少兩個(gè)類(lèi)別之一的關(guān)聯(lián)，為確定的頻率信道確定選定 的類(lèi)別；根據(jù)所述選定的類(lèi)別，確定感測(cè)所述確定的頻率信道的時(shí)間；以及在確定的時(shí)間感測(cè)所述確定的頻率信道。
26.如權(quán)利要求25所述的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器，其中根據(jù)所述選定的類(lèi)別確定感測(cè)所述 確定的頻率信道的時(shí)間包括在與所述選定的類(lèi)別相關(guān)聯(lián)的定時(shí)器到期時(shí)進(jìn)行感測(cè)。
27.—種設(shè)備，包括處理裝置、存儲(chǔ)裝置和接收裝置，被布置用于確定頻譜的 頻率信道；根據(jù)存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中的個(gè)體信道與至少兩個(gè)類(lèi)別之一的關(guān)聯(lián)，為確定 的頻率信道確定選定的類(lèi)別；根據(jù)所述選定的類(lèi)別，確定感測(cè)所述確定的頻率信道的時(shí) 間；以及在確定的時(shí)間感測(cè)所述確定的頻率信道。
28.—種方法，包括確定在認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中操作的認(rèn)知無(wú)線電節(jié)點(diǎn)的密度；至少部分地基于確定的節(jié)點(diǎn)密度，選擇待感測(cè)的信道和感測(cè)信道的時(shí)間中的至少一 個(gè)；以及根據(jù)所述選擇來(lái)感測(cè)認(rèn)知無(wú)線電頻譜的部分。
全文摘要
一種認(rèn)知無(wú)線電，確定頻譜的頻率信道，根據(jù)本地存儲(chǔ)的個(gè)體信道與至少兩個(gè)類(lèi)別(例如，使用中和后備，其他為第三類(lèi)別)之一的關(guān)聯(lián)，為確定的頻率信道確定選定的類(lèi)別。根據(jù)選定的類(lèi)別，確定感測(cè)確定的頻率信道的時(shí)間。繼而在確定的時(shí)間感測(cè)確定的頻率信道，并且可以傳輸感測(cè)的結(jié)果。定時(shí)器可以與每個(gè)類(lèi)別相關(guān)聯(lián)，并且基于認(rèn)知節(jié)點(diǎn)的密度來(lái)調(diào)節(jié)。使用中類(lèi)別的定時(shí)器最短，其他類(lèi)別的定時(shí)器最長(zhǎng)，后備類(lèi)別的定時(shí)器在最短與最長(zhǎng)之間。
文檔編號(hào)H04W72/08GK102017766SQ200980116144
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者A·宇蒂南, J·朱內(nèi)爾, J·皮拉雅 申請(qǐng)人:諾基亞公司