频谱感知及其控制方法、装置以及一种基站的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种频谱感知及其控制方法、装置以及一种基站，涉及通信领域，用以解决本小区带外频谱感知受本小区工作占用频带信号的干扰而导致检测性能下降的问题。本发明提供的频谱感知方法，包括：基站在执行频谱感知的上行时隙内接收感知频谱所对应的信号，利用所述信号确定用于判断此频谱是否为空闲频谱的检测统计量，并利用该检测统计量判断此频谱是否为空闲频谱；其中，基站在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信；和/或，所述需要执行频谱感知的上行时隙为上行信号功率最弱的上行时隙。
【专利说明】频谱感知及其控制方法、装置以及一种基站
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种频谱感知及其控制方法、装置以及一种
基站O
【背景技术】
[0002]( I)认知无线电技术背景
[0003]随着移动通信事业的快速的发展，日益增长的宽带无线通信需求与有限频谱资源的矛盾日趋明显，虽然在LTE已采用OFDM，MMO等技术来提高频谱利用率，但是这些并不能根本上解决有限频谱资源的问题。随着移动业务在未来飞速的发展，电信运营商将面临更严峻的频谱资源短缺的问题，另一方面，一些无线系统的频谱使用在时间和地域上几乎空闲，如对于广播电视频段，随着广播电视系统从模拟传输向数字传输的发展，由于数字传输能极大的提高传输容量，使得很多广播电视频段长期处于空闲状态，浪费了宝贵的无线资源。而其它很多无线系统也被证明其频谱并未得到充分利用。
[0004]为解决频谱资源紧缺的问题,新的无线电技术认知无线电(Cognitive Radio, CR)技术已经被广泛的关注。认知无线电技术最早由J.Mitola在1999年提出，经过十年的发展，它已经得到学术及工业界的普遍认可，是一种解决目前频谱资源紧缺的有效手段。认知无线电是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时改变某些操作参数，比如传输功率、载波频率和调制技术等，使其内部状态适应接收到的无线信号统计特性变化，以达到以下目的:任何时间、任何地点的高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。为达到上述的目的，认知无线电通过一个认知环来完成整个认知过程，它包括如下三个步骤:
[0005](a)频谱感知；
[0006](b)频谱分析；
[0007](C)频谱决策；
[0008]其中，频谱感知通过对输入RF激励信号的分析，完成对空闲频谱的检测；而频谱分析，根据频谱感知的结果和其它无线输入信号的分析，完成信道状态信息的估计和信道容量的预计；频谱决策根据频谱感知得到的空闲频谱资源和频谱分析的结果，获得最后频谱使用的决策，这种决策包括频点、带宽、发射功率、调制方式等的决策。
[0009]现有的无线规则是为不同的业务固定划分频段，比如《中华人民共和国无线电频率划分规定》中规定广播业务的频率分布于中频MF，高频HF，甚高频VHF，或者低的特高频UHF,而移动业务的频率分布于高的特高频UHF，超高频SHF。在某频段上授权工作的系统称之为授权系统，但授权系统可能并不会完全使用整个分配的频段，从而使很多频带处于空闲。认知无线电系统通过一种机会“见缝查针”的方式机会性的使用空闲的频谱资源，如图1所示。
[0010](2)频谱感知背景
[0011](a)频谱感知概述[0012]认知无线电的频谱感知通过逐频带的二元信号检测来完成空闲频谱资源的检测。对于某频带，当该频带没有授权系统占用时，我们假设为Htl,当该频带有授权系统占用时，我们假设为氏。对于该频带的接收信号假设为X(η)，对接收信号X(η)进行一定的信号处理，得到检测统计量Λ。如果Λ大于某门限Y，则认为存在授权系统，判决SD1 ;如果Λ小于某门限Y，则认为没有授权系统，判决为％。
[0013]在频谱感知中，存在两类错误概率-漏检概率和虚警概率。漏检概率是指，当存在授权系统检测为不存在授权系统的概率；虚警概率是指，当不存在授权系统检测为存在授权系统的概率。在频谱感知中，一般要求漏检概率小于0.1，虚警概率小于0.1。
[0014](b)频谱感知面临弱信号的检测问题
[0015]频谱感知需要满足一定的感知灵敏度要求，即接收到的待检测信号功率大于感知灵敏度时要求频谱感知能检测到该信号，从而保证不会对授权系统产生有害的干扰。该感知灵敏度具体如:FCC(Federal Communications Commission,(美国)联邦通信委员会)规定认知系统通过使用TV空闲频段,对于ATSC(Advanced Television Systems Committee,美国高级电视业务顾问委员会)电视信号的检测需要达到感知灵敏度-1HdBm要求，对于NTSC (National Television Standards Committee,(美国)国家电视标准委员会)信号要求达到感知灵敏度_94dBm要求。而对于目前中国国内的电视信号的检测，对于数字电视 DTMB (Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting,地面数字电视多媒体广播)信号的检测，一般需要感知灵敏度在-1OOdBm左右，而模拟电视PAL-D (PhaseAlternating Line_D，定向交互线-D)信号的检测，一般需要感知灵敏度在_70dBm左右。
[0016](C)带内和带外感知
[0017]认知无线电系统中，频谱感知除了需要检测认知无线电系统当前工作频带上是否存在授权系统，以及时规避对授权系统的干扰；还需要检测认知无线电系统非工作频带上是否存在授权系统，以发现其它空闲频带便于认知系统进行工作频带的快速调整。
[0018]我们称:对于认知无线电系统当前工作频带的频谱感知为带内频谱感知(In-bandspectrum sensing);对于认知无线电系统当前非工作频带的频谱感知为带外频谱感知(Out-of-band spectrum sensing)。对于蜂窝通信系统,认为执行频谱感知的小区,对于该小区当前工作频带的频谱感知为带内频谱感知；对于该小区当前非工作频带的频谱感知为带外频谱感知，如图2所示。
[0019](3)干扰对频谱感知的影响
[0020]由于认知无线电系统的频谱感知面临弱信号的频谱感知问题，如上可能需要感知-1HdBm的信号。干扰的存在，会恶化接收信号的SNR，从而降低频谱感知的性能，可能使频谱感知无法满足漏检概率的要求。另一方面，干扰增加可以认为接收机底噪抬升，使频谱感知虚警概率大大提高，从而不能满足系统需求。
[0021](4)带外频谱感知面临的干扰
[0022]由于发射机和接收机滤波器非理想的特性，带外频谱感知会受认知系统本小区工作频带上无线电通信信号的干扰，如图3所示。这种干扰一方面来自于工作频带信号的邻频泄露，一方面来自于频谱感知接收机对工作频带信号的邻频选择。
[0023](5)现有解决方案
[0024]对于蜂窝通信网络中带外频谱感知面临的干扰，现有的解决方案包括:[0025](a)采用宽频带的频谱感知并在感知时保持本系统静默
[0026]为解决本小区工作频带信号干扰带外频谱感知的问题，可以采用宽频带的频谱感知。即在静默期内完成对整个频段检测，从而避免了本小区工作频带信号对带外频谱感知的干扰。其示意图为图4。
[0027](b)带内和带外频谱感知保持本系统静默
[0028]在执行带内和带外频谱感知时，本小区不发射任何无线电信号，保持静默，以消除对带内和带外频谱感知的干扰。其示意图如图5所示。
[0029]在现有技术中，采用宽频带的频谱感知，虽然能消除滤波器非理想特性导致带外频谱感知所受的干扰，但这不仅需要强大的射频和中频处理单元才能实现对于宽频带信号的接收，而且还需要高速的基带处理单元才能完成对于宽频带信号的处理。在认知无线电系统中，频谱感知可能需要感知上百MHz带宽的频段，甚至是一些非连续的频带，这将极大的增加接收机前端和基带处理单元的设计难度，增加设备的成本。
[0030]若对于带内和带外的频谱感知都采用静默期的感知，由于在静默期内认知系统不能发送信号，这将极大的消耗认知系统的通信能力，降低认知系统的吞吐量。
【发明内容】
[0031]本发明实施例提供了一种频谱感知及其控制方法、装置以及一种基站，用以解决本小区带外频谱感知受本小区工作占用频带信号的干扰而导致检测性能下降的问题。
[0032]本发明实施例提供的一种频谱感知方法，包括以下步骤:
[0033]基站在执行频谱感知的上行时隙内接收感知频谱所对应的信号，利用所述信号确定用于判断此频谱是否为空闲频谱的检测统计量，并利用该检测统计量判断此频谱是否为空闲频谱；其中，
[0034]基站在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信；和/或，所述需要执行频谱感知的上行时隙为上行信号功率最弱的上行时隙。
[0035]本发明实施例提供的一种频谱感知控制方法，包括以下步骤:
[0036]基站调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知；其中，所述小区边缘的至少一个终端，包括基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端，或接收功率小于预设门限的至少一个终端；
[0037]和/或，基站调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
[0038]本发明实施例提供的一种频谱感知装置，包括:
[0039]第一频谱感知控制单元，用于在执行频谱感知的上行时隙内接收感知频谱所对应的信号；
[0040]检测统计量确定单元，用于利用感知到的频谱所对应的信号，确定用于判断此频谱是否为空闲频谱的检测统计量；
[0041]判断单元，用于并利用该检测统计量判断此频谱是否为空闲频谱；
[0042]其中，所述第一频谱感知控制单元还用于在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信；和/或，所述执行频谱感知的上行时隙为上行信号功率最弱的上行时隙。
[0043]本发明实施例提供的一种频谱感知控制装置，包括:
[0044]第二频谱感知控制单元，用于调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知；其中，所述小区边缘的至少一个终端,包括基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端，或接收功率小于预设门限的至少一个终端；
[0045]和/或，第三频谱感知控制单元，用于调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
[0046]一种基站，包括上述的频谱感知装置和/或频谱感知控制装置。
[0047]本发明实施例提供的一种频谱感知及其控制方法、装置以及一种基站，对于基站侧检测，通过合理的时隙选择、适当的终端调度，能抑制本小区终端发射信号对带外频谱感知的干扰；而对于终端侧检测，通过基站对终端的适当调度能抑制本小区终端或者基站发射信号对带外频谱感知的干扰。从而解决了本小区带外频谱感知受本小区工作占用频带信号的干扰而导致检测性能下降的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图1为认知无线电的频谱使用方式示意图；
[0049]图2为带内和带外频谱感知示意图；
[0050]图3为现有蜂窝系统网络中小区内邻频干扰示意图；
[0051]图4为现有蜂窝通信中采用宽频带执行频谱感知的原理示意图；
[0052]图5为现有蜂窝通信中采用带内和带外频谱感知时保持系统静默的原理示意图；
[0053]图6为本发明实施例提供的一种频谱感知方法的主要步骤的流程图；
[0054]图7为本发明实施例1提供的一种频谱感知方法的示意图；
[0055]图8为本发明实施例的一种场景示意图；
[0056]图9为图7所示的频谱感知方法的场景示意图；
[0057]图10为图7所示的频谱感知方法的流程示意图；
[0058]图11为本发明实施例2提供的一种频谱感知方法的示意图；
[0059]图12为图11所示的频谱感知方法的流程示意图；
[0060]图13为本发明实施例3提供的一种频谱感知方法的示意图；
[0061]图14为图13所示的频谱感知方法的流程示意图；
[0062]图15为本发明实施例4提供的一种频谱感知控制方法的示意图；
[0063]图16为图15所示的频谱感知控制方法的场景示意图；
[0064]图17为图15所示的频谱感知控制方法的流程示意图；
[0065]图18为本发明实施例5提供的一种频谱感知控制方法的示意图；
[0066]图19为图18所示的频谱感知控制方法的场景示意图；
[0067]图20为图18所示的频谱感知控制方法的流程示意图；
[0068]图21为本发明实施例提供的频谱感知装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0069]本发明实施例提供了一种频谱感知及其控制方法、装置以及一种基站，用以解决本小区带外频谱感知受本小区工作占用频带信号的干扰而导致检测性能下降的问题。
[0070]下面结合附图，对本发明实施例提供的一种频谱感知及其控制方法、装置以及一种基站进行说明。
[0071]参见图6，在基站侧，本发明实施例提供的一种频谱感知方法，包括以下步骤:
[0072]S101、基站在执行频谱感知的上行时隙内接收感知频谱所对应的信号；
[0073]S102、利用上述信号确定用于判断此频谱是否为空闲频谱的检测统计量；
[0074]S103、利用该检测统计量判断此频谱是否为空闲频谱；
[0075]其中，基站在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信；和/或，所述执行频谱感知的上行时隙为上行信号功率最弱的上行时隙。
[0076]较佳地，当基站在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信时，所述频谱信号干扰最小的至少一个终端，为:
[0077]上行信号接收功率强度小于预设门限的至少一个终端。
[0078]较佳地，所述方法还包括:
[0079]在执行频谱感知的时隙内基站确定下行发射功率，以抑制下行发射功率对频谱感知的干扰。
[0080]相应地，在基站侧，本发明实施例提供的一种频谱感知控制方法，包括:
[0081]基站调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知；其中，所述小区边缘的至少一个终端，包括基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端，或接收功率小于预设门限的至少一个终端；
[0082]和/或，基站调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
[0083]较佳地，当基站调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信，具体方法包括:
[0084]基站根据各个小区各个终端的接收功率强度和与基站之间的的角度DOA信息估算各个小区各个终端在小区中的位置；
[0085]基站根据上述各个终端在所属小区中的位置信息调度上述任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并根据上述各个终端在所属小区中的位置信息停止与上述执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
[0086]下面给出几个具体实施例的说明。
[0087]实施例1
[0088]本发明实施I例提供的一种频谱感知方法，在基站侧执行频谱感知。在执行带外频谱感知的时隙内只调度N个可能对带外频谱感知干扰较小的终端，参见图7，【具体实施方式】为:
[0089]执行带外频谱感知前，TDD系统测量该基站各个小区内各个用户上行接收功率强度，如 TD-SCDMA 的 RSCP，TD-LTE 的 RSRP ；
[0090]选择N个上行接收功率小于某门限的用户；
[0091]在执行带外频谱感知的时隙内只调度上述N个用户。
[0092]参见图8，为实施例的场景示意图。本发明提供的实施例是以TD-LTE基站进行频谱感知进行说明的，并假设TD-LTE工作于频点-A，给出了抑制TD-LTE干扰频谱感知频点-B的实施过程。
[0093]参见图9，为本发明实施例1提供的频谱感知方法的场景示意图。具体实施中，参见图10所示的频谱感知方法的流程示意图，基站在上行时隙内执行频谱感知的具体步骤包括:
[0094]步骤101，TD-LTE基站预定在mod(SFN，Μ) =0子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)执行对频点-B的频谱感知；
[0095]步骤102，TD-LTE基站在mod (SFN, Μ) =0子帧的第8，9个时隙测量该基站下三个小区各连接态UE的上行RSRP ；
[0096]步骤103，TD-LTE基站选择上述测量值中RSRP小于某门限的N个UE ;
[0097]步骤104，TD-LTE基站在mod(SFN，Μ) =0子帧的第10个时隙只调度上述N个UE，不调度该基站三个小区下的其它UE ；
[0098]步骤105，TD-LTE基站频谱感知装置在mod (SFN, Μ) =0子帧的第10个时隙执行对于频点-B的信号接收。
[0099]步骤106，根据上述频谱感知接收数据确定检测统计量，并利用该检测统计量判断是否为空闲频谱。
[0100]需要说明的是，本发明实施例1是以TD-LTE基站进行频谱感知进行说明的，并假设TD-LTE工作于频点-Α，给出了抑制TD-LTE干扰频谱感知频点-B的实施过程。但不限于TD-LTE基站实现本发明的发明目的。以下实施例2-5均相同，不再赘述。
[0101]实施例2
[0102]本发明实施例2提供的频谱感知方法，在基站侧执行频谱感知。在多个上行时隙内接收需带外感知频带上的信号，并选择一个TDD系统上行信号功率最弱的时隙内的感知接收信号用于后续频谱感知处理，参见图11，【具体实施方式】为:
[0103]执行带外频谱感知前，选择M个上行时隙，在各个时隙内接收并储存需要感知频带的信号；
[0104]测量上述各个时隙内，TDD系统上行信号总功率，如RSSI ；
[0105]选择上述各个时隙内上行信号总功率最低的一个时隙,并将该时隙内的感知接收信号用于后续频谱感知处理，该处理如:统计感知接收信号功率得到检测统计量，将该检测统计量与判决门限比较判断是否为空闲频谱。
[0106]具体实施中，参见图12所示的流程示意图，本发明实施例2提供的频谱感知方法的具体步骤包括:
[0107]步骤201，TD-LTE基站频谱感知装置在mod(SFN，Μ) =0子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod (SFN, Μ) =1子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod (SFN, Μ) =2子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)接收并储存频点-B的频谱感知信号；
[0108]步骤202，TD-LTE 基站测量 mod(SFN，Μ) =0 子帧的第 10 个时隙、mod(SFN, M)=l 子帧的第10个时隙、mod(SFN，M)=2子帧的第10个时隙这三个时隙的上行RSSI ；
[0109]步骤203，TD-LTE基站比较上述三个时隙测量的RSSI，选择RSSI最小的时隙；
[0110]步骤204，TD-LTE基站频谱感知装置使用上述选择的最小RSSI对应时隙频谱感知接收数据用于形成检测统计量，并利用该检测统计量判断是否为空闲频谱。[0111]实施例3
[0112]本发明实施例3提供的频谱感知方法，如图13所示，混合使用实施例1和实施例2中所述的方法，在基站侧执行频谱感知。参见如图14所示的流程示意图，本实施例提供的频谱感知方法，具体步骤包括:
[0113]步骤301，TD-LTE基站频谱感知装置预定在mod(SFN，M)=0子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod (SFN, Μ) =1子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod (SFN, Μ) =2子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)执行对频点-B的频谱感知；
[0114]步骤302，TD-LTE 基站在 mod (SFN, Μ) =0 子帧的第 8，9 时隙、mod (SFN, Μ) =1 子帧的第8，9时隙、mod(SFN, Μ) =2子帧的第8，9时隙测量该基站下三个小区各连接态UE的上行RSRP ；
[0115]步骤303，TD-LTE基站上述测量值中RSRP小于某门限的N个UE ；
[0116]步骤304，TD-LTE 基站在 mod(SFN，Μ) =0 子帧的第 10 时隙、mod(SFN, M)=l 子帧的第10时隙、mod(SFN, Μ) =2子帧的第10时隙只调度上述N个UE，不调度该基站三个小区下的其它UE ；
[0117]步骤305，TD-LTE基站频谱感知装置在mod (SFN, Μ) =0子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod (SFN, Μ) =1子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod (SFN, Μ) =2子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)接收并储存频点-B的频谱感知信号；
[0118]步骤306，TD-LTE 基站测量 mod(SFN，Μ) =0 子帧的第 10 个时隙、mod(SFN, M)=l 子帧的第10个时隙、mod(SFN，M)=2子帧的第10个时隙这三个时隙的上行RSSI ；
[0119]步骤307，TD-LTE基站比较上述三个时隙测量的RSSI，选择RSSI最小的时隙；
[0120]步骤308，TD-LTE基站谱感知装置使用上述选择的最小RSSI对应时隙频谱感知接收数据用于形成检测统计量，并利用该检测统计量判断是否为空闲频谱。
[0121]本发明实施例提供的一种频谱感知控制方法，为基站控制终端在终端侧执行频谱感知。下面结合附图以具体实施例进行说明。
[0122]实施例4
[0123]TDD系统在下行时隙内执行带外频谱感知，则调度小区边缘的终端在该时隙内执行带外频谱感知，以抑制基站下行发射对频谱感知的干扰，参见图15，【具体实施方式】为:
[0124]执行带外频谱感知前，TDD系统测量该基站各个小区内各个用户上行接收功率强度，如TD-SCDMA的RSCP，TD-LTE的RSRP，或者触发各个小区内各个用户上报下行接收功率强度；
[0125]选择N个上行/下行接收功率最小的终端；
[0126]调度上述N个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行带外频谱感知。
[0127]如图16所示的场景示意图,参见图17所示的流程示意图,本发明实施例4提供的频谱感知控制方法的具体步骤包括:
[0128]步骤401，TD-LTE基站预定该基站下某终端在mod(SFN，M)=l子帧的第5个时隙(该时隙为下行时隙)执行对频点-B的频谱感知；
[0129]步骤402，TD-LTE基站在mod(SFN，Μ) =0子帧的第8，9，10时隙内测量该基站下三个小区各连接态UE的上行RSRP ；
[0130]步骤403，TD-LTE基站比较各终端的上行RSRP值，选择I个RSRP最小的终端；[0131]步骤404，TD-LTE基站调度上述终端在mod (SFN, Μ) =1子帧的第5个时隙执行对于频点-B的频谱感知；
[0132]步骤405，该终端mod(SFN，M)=l子帧的第5个时隙内执行频点-B的频谱感知，并将频点-B的感知接收数据上报基站。
[0133]步骤406，将上述感知接收数据形成检测统计量，并利用该检测统计量判断是否为空闲频谱。
[0134]实施例5
[0135]TDD系统在上行时隙内执行带外频谱感知，调度小区内某些终端在该时隙内执行带外频谱感知，同时在该时隙内不调度执行感知的终端邻近范围内的终端，以抑制终端上行发射对频谱感知的干扰，参见图18，【具体实施方式】为:
[0136]执行带外频谱感知前，TDD系统测量该基站各个小区内各个用户上行接收功率强度，如TD-SCDMA的RSCP，TD-LTE的RSRP，或者触发各个小区内各个用户上报下行接收功率强度；测量各个用户的DOA信息，获取用户角度信息；
[0137]联合功率强度信息和角度信息，估算小区中各个用户的位置；
[0138]在上行时隙内调度小区内某些终端在该时隙内执行带外频谱感知，同时在该时隙内不调度执行感知的终端邻近范围内的终端。
[0139]如图19所示的场景示意图，参见图20所示的流程示意图,本发明实施例4提供的频谱感知控制方法的具体步骤包括:
[0140]步骤501，TD-LTE基站预定该基站下某终端在mod(SFN，Μ) =0子帧的第10个时隙(该时隙为上行时隙)执行对频点-B的频谱感知；
[0141]步骤502，TD-LTE基站在mod(SFN，Μ) =0子帧的第8，9时隙内测量该基站下三个小区各连接态UE的上行RSRP ；
[0142]步骤503，TD-LTE基站在mod(SFN，Μ) =0子帧的第8，9时隙内测量该基站下三个小区各连接态UE的DOA ；
[0143]步骤504，根据上行RSRP和DOA信息联合估计各个终端的位置；
[0144]步骤505，选择某个终端执行频谱感知，并确定该终端附近X米范围的终端；
[0145]步骤506，TD-LTE基站在mod (SFN, Μ) =0子帧的第10个时隙调度上述选定执行频谱感知的终端执行对频点-B的频谱感知；并且在mod(SFN，M)=0子帧的第10个时隙内，不调度该终端附近X米沮围的终端；
[0146]步骤507，该终端mod (SFN, Μ) =0子帧的第10个时隙内执行频点-B的频谱感知，并将频点-B的感知接收数据上报基站；
[0147]步骤508，将上述感知接收数据形成检测统计量，并利用该检测统计量判断是否为空闲频谱。
[0148]以上实施例均以TDD系统为例进行说明的，下面针对频分双工FDD系统的频谱感知方法和频谱感知控制方法以具体实施例进行说明。
[0149]实施例6
[0150]本实施例6提供的针对FDD系统的频谱感知方法，为在基站侧进行频谱感知。【具体实施方式】为，在实施例1-3任一所述的TDD系统在基站侧进行频谱感知的方法中，还包括:在执行频谱感知的时隙内基站确定下行发射功率，以抑制基站下行发射功率对频谱感知的干扰。
[0151]具体地，在实施例1-3任一所述的TDD系统在基站侧进行频谱感知的方法中，当基站在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知前，还包括:
[0152]同时，基站停止下行信号发射，或者降低下行发射功率xdB。
[0153]实施例7
[0154]本实施例7提供的针对FDD系统的频谱感知控制方法，为基站控制终端在终端侧进行频谱感知。
[0155]【具体实施方式】为:
[0156]在执行带外频谱感知时，调度小区边缘的终端执行频谱感知，以抑制本小区基站下行信号发射对带外频谱感知的干扰；同时不调度执行频谱感知终端附近的终端，以抑制本小区终端上行信号发射对带外频谱感知的干扰。
[0157]具体地，所述调度小区边缘的终端执行频谱感知，以抑制本小区基站下行信号发射对带外频谱感知的干扰，具体步骤与实施例4中步骤40广403相同；
[0158]所述同时不调度执行频谱感知终端附近的终端，以抑制本小区终端上行信号发射对带外频谱感知的干扰，【具体实施方式】与实施例5相同，其中，在步骤501和步骤505中所述的某终端为RSRP最小的终端。
[0159]本发明实施例提供的一种频谱感知装置，如图21所示，该装置包括:
[0160]第一频谱感知控制单元Z101，用于在执行频谱感知的上行时隙内接收感知频谱所对应的信号；
[0161]检测统计量确定单元Z102，用于利用所述信号，确定用于判断此频谱是否为空闲频谱的检测统计量；
[0162]判断单元Z103，用于并利用该检测统计量判断此频谱是否为空闲频谱；
[0163]其中，所述频谱感知控制单元还用于在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信；和/或，所述执行频谱感知的上行时隙为上行信号功率最弱的上行时隙。
[0164]较佳地，当在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信时，所述频谱信号干扰最小的至少一个终端，为:
[0165]上行信号接收功率强度小于预设门限的至少一个终端。
[0166]较佳地，该装置还包括:
[0167]功率控制单元，用于在执行频谱感知的时隙内基站确定下行发射功率，以抑制基站下行发射功率对基站执行频谱感知时的干扰。
[0168]较佳地，该装置还包括:
[0169]第二频谱感知控制单元，用于调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知；其中，所述小区边缘的至少一个终端,包括基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端，或接收功率小于预设门限的至少一个终端；
[0170]和/或，第三频谱感知控制单元，用于调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
[0171]较佳地，当调度任一小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信时，所述第三频谱感知控制单元包括:
[0172]终端位置确定单元，具体用于根据各个小区各个终端的接收功率强度和与基站之间的的角度DOA信息估算各个小区各个终端在所属小区中的位置；
[0173]调度子单元，用于根据所述各个终端在所属小区中的位置信息调度所述任一小区内的任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并根据所述各个终端在所属小区中的位置信息停止与所述执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
[0174]本发明提供的一种频谱感知控制装置，该装置包括:
[0175]第二频谱感知控制单元，用于基站调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知；，其中，所述小区边缘的至少一个终端，为基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端，或接收功率小于预设门限的至少一个终端；
[0176]和/或，第三频谱感知控制单元，用于基站调度任一小区内的任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
[0177]较佳地，当调度任一小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信时，所述第三频谱感知控制单元包括:
[0178]终端位置确定单元，具体用于基站根据各个小区各个终端的接收功率强度和与基站之间的的角度DOA信息估算各个小区各个终端在所属小区中的位置；
[0179]调度子单元，用于基站根据所述各个终端在所属小区中的位置信息调度所述任一小区内的任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并根据所述各个终端在所属小区中的位置信息停止与所述执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
[0180]本发明提供的一种基站，包括上述的频谱感知装置和/或频谱感知控制装置。
[0181]综上所述，本发明实施例提供的频谱感知方法及装置、频谱感知控制方法及装置和一种基站，对于基站侧检测，通过合理的时隙选择、适当的终端调度，能抑制本小区终端发射信号对带外频谱感知的干扰；而对于终端侧检测，通过基站对终端的适当调度能抑制本小区终端或者基站发射信号对带外频谱感知的干扰。从而解决了本小区带外频谱感知受本小区工作占用频带信号的干扰而导致检测性能下降的问题。相对传统的抑制带外频谱感知所受干扰的方法，该方法不需要静默期，从而有效降低频谱感知需要的静默期数量，从而提高认知系统的吞吐量。该方法也不需要宽频带的频谱感知，可以降低对频谱感知带宽的要求，从而便于实现低成本频谱感知设备的开发。
[0182]本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0183]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0184]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0185]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0186]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种频谱感知方法，其特征在于，包括以下步骤: 基站在执行频谱感知的上行时隙内接收感知频谱所对应的信号，利用所述信号确定用于判断此频谱是否为空闲频谱的检测统计量，并利用该检测统计量判断此频谱是否为空闲频谱；其中， 基站在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信；和/或，所述执行频谱感知的上行时隙为上行信号功率最弱的上行时隙。
2.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，当基站在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信时，所述频谱信号干扰最小的至少一个终端，为: 上行信号接收功率强度小于预设门限的至少一个终端。
3.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，所述方法还包括: 在执行频谱感知的时隙内基站确定下行发射功率，以抑制下行发射功率对频谱感知的干扰。
4.一种频谱感知控制方法，其特征在于，该方法包括: 基站调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知；其中，所述小区边缘的至少一个终端，包括基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端，或接收功率小于预设门限的至少一个终端； 和/或，基站调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距 离预设范围内的终端的通信。
5.根据权利要求4所述的频谱感知控制方法，其特征在于，当基站调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信，具体方法包括: 基站根据各个小区各个终端的接收功率强度和与基站之间的的角度DOA信息估算各个小区各个终端在小区中的位置； 基站根据上述各个终端在所属小区中的位置信息调度上述任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并根据上述各个终端在所属小区中的位置信息停止与上述执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
6.一种频谱感知装置，其特征在于，该装置包括: 第一频谱感知控制单元，用于在执行频谱感知的上行时隙内接收感知频谱所对应的信号; 检测统计量确定单元，用于利用感知到的频谱所对应的信号，确定用于判断此频谱是否为空闲频谱的检测统计量； 判断单元，用于并利用该检测统计量判断此频谱是否为空闲频谱； 其中，所述第一频谱感知控制单元还用于在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信；和/或，所述执行频谱感知的上行时隙为上行信号功率最弱的上行时隙。
7.根据权利要求6所述的频谱感知装置，其特征在于，当在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信时，所述频谱信号干扰最小的至少一个终端，为:上行信号接收功率强度小于预设门限的至少一个终端。
8.根据权利要求6所述的频谱感知装置，其特征在于，该装置还包括: 功率控制单元，用于确定基站的下行发射功率，以抑制基站下行发射功率对基站执行频谱感知时的干扰。
9.根据权利要求6所述的频谱感知装置，其特征在于，该装置还包括: 第二频谱感知控制单元，用于调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知；其中，所述小区边缘的至少一个终端,包括基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端，或接收功率小于预设门限的至少一个终端； 和/或，第三频谱感知控制单元，用于调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
10.根据权利要求9所述的频谱感知装置，其特征在于，其特征在于，当调度任一小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信时，所述第三频谱感知控制单元包括: 终端位置确定单元，具体用于根据各个小区各个终端的接收功率强度和与基站之间的的角度DOA信息估算各个小区各个终端在所属小区中的位置； 调度子单元，用于根据所述各个终端在所属小区中的位置信息调度所述任一小区内的任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并根据所述各个终端在所属小区中的位置信息停止与所述执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
11.一种频谱感知控制装置，其特征在于，该装置包括: 第二频谱感知控制单元，用于调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知；其中，所述小`区边缘的至少一个终端,包括基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端，或接收功率小于预设门限的至少一个终端； 和/或，第三频谱感知控制单元，用于调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
12.根据权利要求11所述的频谱感知控制装置，其特征在于，当基站调度任一小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信时，所述第三频谱感知控制单元包括: 终端位置确定单元，具体用于基站根据各个小区各个终端的接收功率强度和与基站之间的的角度DOA信息估算各个小区各个终端在所属小区中的位置； 调度子单元，用于基站根据所述各个终端在所属小区中的位置信息调度所述任一小区内的任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知，并根据所述各个终端在所属小区中的位置信息停止与所述执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
13.—种基站，其特征在于，该基站包括权利要求6~12任一权项所述的装置。
【文档编号】H04W24/08GK103686827SQ201210348276
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月18日 优先权日:2012年9月18日
【发明者】蒋成钢, 李媛媛, 白文岭, 杨宇 申请人:电信科学技术研究院