协作频谱感知方法和车载无线通信设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及协作频谱感知。
【背景技术】
[0002] 利用车辆间通信的应用的研发已获得重大进步。由于能够实现借助车辆间通信使 各种协作成为可能的ITS(智能运输系统）应用，因此预期车辆间通信的作用在未来会变得 日益重要。不过，问题在于分配给车辆间通信的频率资源不足，不存在足W实现ITS应用的 通信频带。
[0003] 作为解决上述问题的手段，研究了认知无线电的利用。认知无线电是一种提高无 线通信设备识别和确认周围的无线电环境，并自适应地变更用于无线通信的频率或无线方 式的频率的利用效率的技术。在车辆间通信中，考虑了利用在未使用的空频率下进行通信 的频谱感知认知无线电的方法。特别地，考虑了其中非授权用户（次用户）利用分配给授 权用户（主用户）、但实际未被授权用户使用的频率的形式。运种频率被称为可二次使用频 率或白空间。
[0004] 进行频谱感知的方法被用于检测白空间。在如在车辆等中实现的移动状况下，车 辆的移动伴随有显著的信道波动。于是，需要进行自适应感知的技术。当一台车辆被多次 感知，或者多台车辆被同时感知（运种情况下，测量之间存在相关性）时，不能获得分集效 果。专利文献1提出通过利用时间分集、空间分集或它们的组合来提高感知精度。
[000引信道波动（衰落）由两个原因引起，即，多径衰落和阴影衰落。多径衰落是持续较 短的时间，按较小的距离尺度发生的现象，而阴影衰落是持续较长的时间，按较大的距离尺 度发生的现象。在协作频谱感知中，大多数研究只考虑阴影衰落（非专利文献1-3)，或者 只考虑多径衰落（非专利文献4和5)。在非专利文献6中，考虑了多径衰落和阴影衰落二 者，不过假定传感器在固定节点中，并且系统不能直接用在移动环境中。
[0006] 引文列表
[0007] 专利文献
[0008] ?化 1:PCT申请No. 2002-512746 的日语翻译
[0009] 非专利文献
[0010] NPL1 :Ghasemi,Amir和ElvinoS.Sousa，"Asymptoticperformanceof collaborativespectrumsensingundercorrelatedlog-normalshadowing"， CommunicationsLetters,IEEE11.I(2007):34-36
[0011]NPL2 :Min,AlexanderW.和KangG.Shin,"Impactofmobilityonspectrum sensingincognitiveradionetworks"，Proceedingsofthe2009ACMworkshopon Cognitiveradionetworks.ACM, 2009
[0012] NPL3:DiFelice,Marco,KaushikRoy畑owdhury和LucianoBononi， "Cooperativespectrummanagementincognitivevehicularadhocnetworks"， VehicularNetworkingConference(VNC), 2011IE邸.I邸E, 2011
[0013]NPL4 :Wang,XiaoYu和Pin-HanHo，"Anovelsensingcoordinationframework forCR-VANETs"，VehicularTechnology,I邸ETransactionson59.4(2010):1936-1948
[0014]NPL5:胎rath,S.P. ,N.Rajatheva和C.Tellambura，"!Energydetectionof unknownsignalsinfadinganddiversityreception"，Communications,IEEE Transactionson59.9(2011):2443-2453
[0015]NPL6 :Mishra,S.M. ;S址ai,A. ;E5;rodersen,R.W.，"CooperativeSensingamong CognitiveRadios"，Communications, 2006.ICC'06.IEEEInternationalConference on,vol. 4,no. ,pp. 1658, 1663,June2006
【发明内容】
[0016] 如上所述，迄今未研究考虑多径衰落和阴影衰落两者地进行协作频谱感知的方 法。特别地，未进行考虑移动环境中的运两种衰落的研究。
[0017] 因而，本发明的目的是提供一种考虑到移动环境中由多径衰落和阴影衰落引起的 衰落的协作频谱感知技术，从而能够实现高效率的频谱感知。
[0018] 本发明提供由多个车载无线通信设备进行的协作频谱感知方法，包括：
[0019] 去相关时间获取步骤，其中各个车载无线通信设备获取第一去相关时间（多径相 干时间）和第二去相关时间（遮蔽去相关时间），第一去相关时间是其中使起因于多径衰落 的信道波动去相关的时间间隔，第二去相关时间是其中使起因于阴影衰落的信道波动去相 关的时间间隔；
[0020] 感知步骤，其中各个车载无线通信设备按等于或大于第一去相关时间的时间间 隔，反复进行感知；
[0021] 通知步骤，其中各个车载无线通信设备按等于或大于第二去相关时间的时间间 隔，进行多个最近的感知结果的无线传送；和
[0022] 判定步骤，其中至少所述多个车载无线通信设备任意之一根据从多个车载无线通 信设备传送的多个感知结果，判定信道的状态。
[0023] 去相关时间是其中当进行多个频谱感知操作时，在隔开其时间间隔的定时处进行 测量的情况下，可预期测量结果不相关的时间。运种情况下，信道波动通常归因于两个原 因，即，多径衰落和阴影衰落。多径衰落是由多径引起的波动，是时间和空间尺度较小（约 1/2波长）的现象。同时，阴影衰落是由建筑物等遮蔽和反射电磁波引起的波动，是时间和 空间尺度较大（约数十到数百米）的现象。在本发明中，获取多径衰落的去相关时间（第 一去相关时间）和阴影衰落的去相关时间（第二去相关时间），W考虑多径衰落和阴影衰落 二者。下面，多径衰落的去相关时间也被称为多径相干时间，阴影衰落的去相关时间也被称 为遮蔽去相关时间。
[0024] 可W实现获取去相关时间的任意方法。例如，可W根据去相关距离和车载无线通 信设备的移动速度，判定去相关时间。如运里所指，去相关距离是当进行多个频谱感知操作 时，在隔开其距离间隔的位置处进行测量的情况下，可预期测量结果不相关的距离。在本发 明中，可对于每种位置类别，预先存储多径衰落的去相关距离（第一去相关距离）和阴影衰 落的去相关距离（第二去相关距离）。位置类别的例子包括市区、近郊区和郊区。类别的数 目显然可W大于3。车载无线通信设备可根据存储每个位置的类别的地图信息和当前位置 信息，获取当前位置的类别，随后根据获取的类别，可W判定去相关距离。替代地，车载无线 通信设备可拍摄车辆周围环境的图像，通过图像分析获取当前位置的类别，并根据获取的 类别判定去相关距离。优选位置信息和图像信息的结合。通过把去相关距离除W车载无线 通信设备的移动速度，可W获得去相关时间。
[00巧]各个车载无线通信设备按等于或大于第一去相关时间（多径相干时间）的时间间 隔，反复进行感知，从而进行使多径衰落的影响相互去相关的多个测量。从而，从所述多个 测量获得分集效果，并且测量精度对应于测量的数目地增大。从测量精度的观点看，最好感 知间隔等于或大于第一去相关时间，另外尽可能短。不过，考虑到通信效率，测量间隔也可 大于第一去相关时间。
[0026] 车载无线通信设备按等于或大于第二去相关时间（遮蔽去相关时间）的间隔，向 周围无线传送多个最近的感知结果。结果，根据多个车载无线通信设备获得的感知结果，能 够判定信道状态。运种情况下，由于感知结果的传送间隔被设定成等于或大于第二去相关 时间，因此使车载无线通信设备的测量结果中的阴影衰落的影响去相关。于是，获得分集效 果，并且测量精度被提高。在传送多个感知结果的情况下，可W单独地传送各个感知结果， 或者可传送通过组合多个感知结果而获得的结果。
[0027] 当信道状态被判定时，可W利用任意方法根据多个感知结果，判定是否存在主用 户。例如，在即使对于多个感知结果之一，检测到主用户无线电波的情况下，也可判定该信 道被主用户使用。在多个感知结果之中，在预定或更大数目的测量中或预定或更高比例的 测量中检测到主用户无线电波的信道也可被判