專利名稱：利用認(rèn)知收發(fā)機(jī)進(jìn)行自組織組網(wǎng)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及當(dāng)頻譜沒有正被用于廣播服務(wù)時利用頻譜進(jìn)行自組織(adhoc)組網(wǎng)。
背景技術(shù)：
射頻(RF)頻譜是無價(jià)資源，其中不同的通信服務(wù)競爭頻譜。通常，不同的通信服務(wù)不共享頻譜。換言之，如果頻譜被分配給一種通信服務(wù)，則即使所分配的通信服務(wù)當(dāng)前沒有使用所述頻譜，也不允許其它通信服務(wù)利用所述頻譜。
有過多的寬帶服務(wù)正在獲得流行，并且因此導(dǎo)致需要使用更多的無線電頻譜。例如，視頻流、數(shù)據(jù)流和寬帶數(shù)字廣播節(jié)目在無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用——例如互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)組播服務(wù)中正越來越流行。為了支持這些無線應(yīng)用，無線廣播系統(tǒng)同時向多個無線終端發(fā)送支持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。數(shù)字視頻廣播(DVB)系統(tǒng)是無線廣播系統(tǒng)的一個示例。DVB系統(tǒng)可以支持不同的視頻服務(wù)，包括MPEG-2多媒體服務(wù)。DVB系統(tǒng)通常包括多蜂窩發(fā)射機(jī)(多至幾百)，所述多蜂窩發(fā)射機(jī)提供對每個蜂窩小區(qū)的RF覆蓋。
因此，需要這樣的系統(tǒng)和方法，使得有利于當(dāng)已分配頻譜沒有被相關(guān)服務(wù)利用時使用所述頻譜而不會對所述相關(guān)服務(wù)有不利影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面提供了利用無線通信系統(tǒng)中的已分配頻譜的未使用部分的方法和裝置，其中所述無線通信系統(tǒng)向無線站點(diǎn)廣播內(nèi)容。第一無線站點(diǎn)在空閑廣播信道上與第二無線站點(diǎn)通信，同時將引起的干擾等級保持在無線站點(diǎn)處的可接受最大限度之下。
對于本發(fā)明的另一方面，無線站點(diǎn)可以將所述空閑信道中的一個分配為建立信道。當(dāng)無線站點(diǎn)期望與另一無線站點(diǎn)通信時，所述無線站點(diǎn)可以與另一無線站點(diǎn)協(xié)商在一個或多個信道上的隨后的通信。
對于本發(fā)明的另一方面，支持包含信道狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)庫。所述數(shù)據(jù)庫包括ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的無線站點(diǎn)的條目，其中每個條目包括信道號、信道狀態(tài)和相對應(yīng)的干擾測量。所述數(shù)據(jù)庫可以位于所述ad hoc網(wǎng)絡(luò)的中央，或者可以被維持在每個無線終端處。
對于本發(fā)明的另一方面，收發(fā)機(jī)包括DVB-T/H接收機(jī)，用來接收包括廣播內(nèi)容的IP分組。另外，所述收發(fā)機(jī)可以使用沒用于廣播的頻譜來向其它收發(fā)機(jī)發(fā)射IP分組和從其它收發(fā)機(jī)接收IP分組。所述收發(fā)機(jī)測量廣播信道上的干擾等級，以確定相對應(yīng)的廣播信道是否可以被用來發(fā)射IP分組。
對于本發(fā)明的另一方面，通信系統(tǒng)被分配有頻譜，以支持主無線站點(diǎn)的服務(wù)。從無線站點(diǎn)確定干擾等級——如由所述從無線站點(diǎn)所測量的——是否在閾值等級之下。如果在閾值等級之下，則從無線站點(diǎn)可以向ad hoc數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的另一從無線站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。
對于本發(fā)明的另一方面，在ad hoc數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域內(nèi)配置測量站點(diǎn)。被分配頻譜的通信系統(tǒng)向所述區(qū)域中的無線站點(diǎn)提供服務(wù)。所述測量站點(diǎn)收集在無線站點(diǎn)處測量的干擾等級，從而為包含在所述頻譜中的信道配置具有狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)庫。如果無線站點(diǎn)期望與所述區(qū)域中的另一無線站點(diǎn)通信，則所述無線站點(diǎn)與所述測量站點(diǎn)協(xié)商信道和發(fā)射等級信息。
對于本發(fā)明的另一實(shí)施例，無線站點(diǎn)在與廣播信道相對應(yīng)的時間片上接收廣播內(nèi)容。如果廣播信號正在發(fā)送包含所述無線站點(diǎn)沒有正在處理的內(nèi)容的時間片，則所述無線站點(diǎn)可以利用相應(yīng)時間來測量相應(yīng)信道的干擾等級，或者向另一無線站點(diǎn)發(fā)射數(shù)據(jù)或從另一無線站點(diǎn)接收數(shù)據(jù)。


通過參照下面結(jié)合附圖的描述，可以獲得對本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)的更全面的理解，附圖中相同的標(biāo)號表示相同的部件，其中圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)字視頻廣播(DVB-H)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用時間片傳輸?shù)幕ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)服務(wù)的傳輸；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線通信設(shè)備的第一結(jié)構(gòu)；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的DVB收發(fā)機(jī)的第二結(jié)構(gòu)；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的ad hoc網(wǎng)絡(luò)的示例；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例干擾溫度作為距發(fā)射天線的距離的函數(shù)所受的影響；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的被黑體包圍的接收天線的輻射圖形；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頻譜訪問的情景；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的假設(shè)溫度密度與方位的關(guān)系；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的假定用戶增益圖形和傳感器增益圖形；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有效報(bào)告的溫度密度與觀測的溫度密度的關(guān)系；圖12示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在支持主用戶的系統(tǒng)中進(jìn)行從用戶通信的情形；圖13示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在支持主用戶的系統(tǒng)中進(jìn)行從用戶通信的情形；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的ad hoc站點(diǎn)的信道狀態(tài)信息；圖15示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有信道狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)庫；
圖16示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線站點(diǎn)的示例性分布；圖17示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用來確定相鄰的ad hoc站點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)過程；圖18示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用來提供信道狀態(tài)信息的中央數(shù)據(jù)庫過程；圖19示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于ad hoc站點(diǎn)的信道掃描過程；圖20示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于ad hoc站點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送過程；以及圖21示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于ad hoc站點(diǎn)的發(fā)射功率確定過程。
具體實(shí)施例方式
在下面對多個實(shí)施例的描述中，參照構(gòu)成實(shí)施例一部分的附圖，在附圖中，以多個實(shí)施例的方式示出了可以實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)該明白，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以利用其它實(shí)施例并且可作出結(jié)構(gòu)上和功能上的修改。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)字視頻廣播(DVB-H)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)。DVB-H服務(wù)向無線站點(diǎn)(例如，區(qū)域151中的手持無線單元101和103)提供移動媒體服務(wù)。在該實(shí)施例中，DVB-H系統(tǒng)100與DVB-T(地面操作的數(shù)字視頻廣播)相兼容，并且支持增強(qiáng)，以更好地支持無線手持終端的操作。在該實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)105向位于區(qū)域151中的無線站點(diǎn)廣播多媒體服務(wù)。
DVB-H系統(tǒng)100支持基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)的數(shù)據(jù)服務(wù)，在所述基于IP的數(shù)據(jù)服務(wù)中，信息可以作為IP數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送。DVB-H系統(tǒng)100結(jié)合了增強(qiáng)(相對于DVB-T系統(tǒng))，使得在無線手持無線終端上容易訪問基于IP的DVB服務(wù)。(本發(fā)明的可選實(shí)施例支持?jǐn)?shù)字視頻廣播系統(tǒng)的變形，包括DVB-T、ATSC和ISDB-T。)DVB-H增強(qiáng)基于DVB-T的物理層，所述物理層具有目的在于改善電池壽命和手持環(huán)境中的接收的多個服務(wù)層增強(qiáng)。因此，DVB-H增強(qiáng)提升了現(xiàn)有的數(shù)字地面服務(wù)，使得服務(wù)供應(yīng)商能夠?qū)⑹袌鰯U(kuò)展到無線手持市場。
為了減小小型無線手持終端的功耗，DVB-H可以支持時間片傳輸和切換。采用時間片，蜂窩發(fā)射機(jī)將IP數(shù)據(jù)報(bào)作為短時隙中的數(shù)據(jù)突發(fā)發(fā)送給無線手持終端。(時間片的益處也適用于其它類型的無線終端。)結(jié)果，當(dāng)所選服務(wù)的數(shù)據(jù)突發(fā)正被DVB-H系統(tǒng)100發(fā)送時，無線終端的前端只接通很短的時間間隔。在該短時間段內(nèi)，無線終端以高數(shù)據(jù)速率接收數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲在緩沖器中。緩沖器可以存儲所下載的應(yīng)用，或者可以連續(xù)播放實(shí)時流，實(shí)時流輸出數(shù)據(jù)速率取決于所述應(yīng)用?？蓪?shí)現(xiàn)的節(jié)能取決于接通/斷開(on/off)時間的關(guān)系。在本發(fā)明的實(shí)施例中，例如，如果在DVB-H流中有大約十個或更多個突發(fā)的服務(wù)，則所節(jié)約的前端功耗可以為大約90％。
網(wǎng)絡(luò)信息表(NIT)由DVB-H系統(tǒng)100發(fā)送，并描述在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)上如何組織傳送流，還描述網(wǎng)絡(luò)自身的一些物理特性。NIT還包括網(wǎng)絡(luò)名稱和網(wǎng)絡(luò)ID。這是唯一地標(biāo)識當(dāng)前廣播傳送流的網(wǎng)絡(luò)的值，并且如果傳送流被重復(fù)廣播，則該網(wǎng)絡(luò)ID可以與原始網(wǎng)絡(luò)ID不同。
DVB-H系統(tǒng)100還可以發(fā)送傳輸參數(shù)信令(TPS)，TPS傳達(dá)關(guān)于調(diào)制的信息，包括QAM星座圖形的α值、層次信息、保護(hù)間隔、內(nèi)部編碼速率、傳輸模式(2K、4K或8K)、超幀中的幀號和蜂窩標(biāo)識。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用時間片傳輸?shù)幕ヂ?lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)服務(wù)的傳輸?；?例如基站103)使用數(shù)據(jù)流201、203、205和207來廣播用于多個IP服務(wù)的數(shù)據(jù)分組。(給每個數(shù)據(jù)流分配數(shù)據(jù)速率容量的一部分。)在該實(shí)施例中，基站103可以支持通常通過基站收發(fā)機(jī)(BTS)、基站控制器(BSC)、BTS和BSC的組合、節(jié)點(diǎn)B——基站收發(fā)機(jī)的第三代設(shè)計(jì)——承擔(dān)的功能。數(shù)據(jù)傳輸本質(zhì)上是連續(xù)的，從而使得用于IP服務(wù)的數(shù)據(jù)分組通過數(shù)據(jù)流被連續(xù)傳送。
為了減輕數(shù)據(jù)分組丟失，數(shù)據(jù)流201、203、205和207被服務(wù)基站分別映射到信道突發(fā)209、211、213和215，其中，信道突發(fā)在無線電信道上而不是在數(shù)據(jù)流201、203、205和207上發(fā)送。每個數(shù)據(jù)流(201、203、205和207)以及每個信道突發(fā)(209、211、213和215)支持至少一個數(shù)據(jù)服務(wù)。因此，每個信道突發(fā)可支持多個數(shù)據(jù)服務(wù)(例如，一組相關(guān)的數(shù)據(jù)服務(wù))。例如，在圖2中所示的示例中，信道突發(fā)209支持IP服務(wù)217-223。
與信道突發(fā)209、211、213和215相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)速率通常大于與數(shù)據(jù)流201、203、205和207相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)速率，使得能夠在更短的時間內(nèi)發(fā)送相應(yīng)數(shù)目的數(shù)據(jù)分組。在該實(shí)施例中，數(shù)據(jù)流201、203、205和207與大約100K比特/秒的連續(xù)數(shù)據(jù)速率相對應(yīng)。信道突發(fā)209、211、213和215與持續(xù)大約一秒的大約4M比特/秒相對應(yīng)。然而，其它實(shí)施例可以對數(shù)據(jù)流201-207和信道突發(fā)209-215使用不同的數(shù)據(jù)速率。
可以通過使用根據(jù)Section 7 of European Standard EN 301197“Digital Video Broacasting(DVB)，DVB specification for databroadcasting.”(歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN301197“數(shù)字視頻廣播(DVB)、用于數(shù)據(jù)廣播的DVB規(guī)范”的第7部分)的多協(xié)議封裝來格式化信道突發(fā)209、211、213和215。所述封裝可以與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)標(biāo)準(zhǔn)一致。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線通信設(shè)備300的結(jié)構(gòu)。收發(fā)機(jī)300包括DVB發(fā)射機(jī)301、DVB接收機(jī)303、控制器305、信道狀態(tài)數(shù)據(jù)庫307、調(diào)制解調(diào)器317、存儲器319、用戶接口321、電源模塊327和干擾測量模塊335。在該實(shí)施例中，收發(fā)機(jī)300在如圖2所示的時間片信道(信道209、211、213和215)之一中接收和發(fā)送信息。DVB接收機(jī)331接收來自DVB發(fā)射機(jī)105的廣播內(nèi)容。另外，當(dāng)收發(fā)機(jī)正在沒有被使用的時間片信道上相互通信時，DVB接收機(jī)支持接收來自另一收發(fā)機(jī)的時間片傳輸。相應(yīng)地，DVB發(fā)射機(jī)301在時間片信道中進(jìn)行從收發(fā)機(jī)300到另一收發(fā)機(jī)的發(fā)射。
DVB發(fā)射機(jī)301耦合到天線329，DVB接收機(jī)303耦合到天線331。在本發(fā)明的實(shí)施例中，天線329和331可以是物理上相同的天線，其中DVB收發(fā)機(jī)使用天線接口，例如定向耦合器或雙工器。調(diào)制解調(diào)器317耦合到天線333。在本發(fā)明的實(shí)施例中，寬帶天線可以支持天線329、331和333的功能。
控制器305處理時間片信道上的由DVB接收機(jī)303接收的數(shù)據(jù)和由DVB發(fā)射機(jī)301發(fā)射的數(shù)據(jù)。另外，控制器確定在每個所接收的時間片信道上的如通過干擾測量模塊335所測量的干擾等級，以確定相應(yīng)時間片信道是否正在用于廣播或者是否可以用于ad hoc網(wǎng)絡(luò)。(測量干擾等級的一個途徑是確定相應(yīng)的干擾溫度，這將通過圖6和圖7討論。)如果控制器305確定時間片信道沒有被使用，則控制器305將相關(guān)聯(lián)的信道狀態(tài)指定為“空閑”(這將通過圖14討論)。收發(fā)機(jī)300可以與其它收發(fā)機(jī)共享關(guān)于所測量的干擾等級的信息。(收發(fā)機(jī)可以通過無線電調(diào)制解調(diào)器317在所指定的時間片信道上通信或者在使用單獨(dú)頻譜的連接上通信，來共享這個信息。)相鄰無線站點(diǎn)的信道狀態(tài)的信息被維持在信道狀態(tài)信息311中，信道狀態(tài)信息311被包括在信道狀態(tài)數(shù)據(jù)庫307中。雖然在該實(shí)施例中信道狀態(tài)數(shù)據(jù)庫307被維持在無線站點(diǎn)300處，但是信道狀態(tài)數(shù)據(jù)庫307可以被維持在中央數(shù)據(jù)庫處，例如在圖13中所示的測量站點(diǎn)1301、1303和1305。
信道狀態(tài)數(shù)據(jù)庫307包括信道狀態(tài)信息311(例如，如圖14中所示的表1400)、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造信息309、例如干擾測量模塊335所測量的干擾信息313和其它信息315。信道狀態(tài)數(shù)據(jù)庫307可以包括指示器，該指示器指示信息是否僅基于網(wǎng)絡(luò)信息表(NIT)、是否僅基于測量、或者是否既基于NIT又基于測量。另外，雖然信道狀態(tài)數(shù)據(jù)庫307被單獨(dú)地示出，但是信道狀態(tài)數(shù)據(jù)庫307可以存儲在存儲器319中。存儲器319也可以存儲指令，以用于控制器305執(zhí)行所述指令來處理時間片信道。
用戶接口321包括用戶輸出部分323，支持呈現(xiàn)所接收的廣播內(nèi)容；用戶輸入部分325，使用戶能夠選擇DVB發(fā)射機(jī)105(如圖1中所示)支持的節(jié)目。廣播的內(nèi)容可以包括圖像內(nèi)容、視頻內(nèi)容、音頻內(nèi)容或者多媒體內(nèi)容。用戶輸出部分323可以呈現(xiàn)從廣播系統(tǒng)或者從ad hoc網(wǎng)絡(luò)接收的數(shù)據(jù)。用戶輸入部分325使用戶能夠與相鄰的無線站點(diǎn)開始ad hoc組網(wǎng)。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的DVB收發(fā)機(jī)400的結(jié)構(gòu)。DVB收發(fā)機(jī)400通過天線419、天線接口411、DVB解調(diào)器403和DVB IP解封器405接收廣播內(nèi)容(與IP分組相對應(yīng))。IP解封器405向用于處理在時間片信道上接收的數(shù)據(jù)的處理器401提供IP分組。另外，DVB解調(diào)器403和DVB IP解封器405可以提供從另一收發(fā)機(jī)接收的IP分組。收發(fā)機(jī)400通過DVB IP封裝器409和DVB調(diào)制器407在IP分組中向其它收發(fā)機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)。收發(fā)機(jī)400調(diào)節(jié)放大器409的發(fā)射功率等級，使得其它收發(fā)機(jī)和其它相鄰收發(fā)機(jī)處的預(yù)測(預(yù)計(jì))干擾等級在最大可接受的限度內(nèi)增加的同時，其它收發(fā)機(jī)可以接收信息。
在圖4所示的實(shí)施例中，天線419支持通過天線接口411接收和發(fā)射DVB時間片信道，這可以采取不同的實(shí)現(xiàn)方式，例如定向耦合器或雙工器。
信號強(qiáng)度測量模塊413測量每個時間片信道上的干擾等級。處理器401確定干擾等級是否足夠小到可以確信相應(yīng)的時間片信道沒有在被使用(即，空閑)。收發(fā)機(jī)400可以與其它收發(fā)機(jī)共享關(guān)于所測量的干擾等級的信息。(收發(fā)機(jī)可以通過在指定的時間片信道上通信來共享這個信息，所述指定的時間片信道被稱為如結(jié)合圖17、18和20所討論的信道建立信道。)圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性ad hoc網(wǎng)絡(luò)500。在圖5所示的示例性結(jié)構(gòu)中，無線站點(diǎn)501、503和505正在所選時間片信道上接收廣播內(nèi)容。另外，無線站點(diǎn)501、503和505可以從中央數(shù)據(jù)庫507獲得關(guān)于相鄰無線站點(diǎn)的信道狀態(tài)信息。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，無線站點(diǎn)可以相互通信，以獲得由其它無線站點(diǎn)測量的每個DVB時間片信道上的干擾等級。結(jié)果，無線站點(diǎn)(例如，站點(diǎn)501和503)可以能夠使用空閑時間片信道來相互發(fā)送數(shù)據(jù)(例如，圖像、視頻剪輯和多媒體文件)，只要所述傳輸所增加的干擾等級在最大可接受的限度內(nèi)。
除了接收信道中的信號和測量干擾溫度之外，DVB接收機(jī)(例如，如圖3所示的DVB-T/H接收機(jī)303)可以從TPS比特中和/或從所接收的數(shù)據(jù)中(例如，從所接收的網(wǎng)絡(luò)信息表(NIT)中的數(shù)據(jù)中)識別發(fā)自DVB-T/H發(fā)射機(jī)的信號。
ad hoc網(wǎng)絡(luò)500是節(jié)點(diǎn)集合，其形成了沒有任何集中授權(quán)的臨時網(wǎng)絡(luò)。沒有現(xiàn)成的基礎(chǔ)設(shè)施。網(wǎng)絡(luò)500隨著節(jié)點(diǎn)在該網(wǎng)絡(luò)周圍移動或者進(jìn)出該網(wǎng)絡(luò)而自身重新配置。ad hoc組網(wǎng)在過去的幾十年中已成為學(xué)術(shù)界最感興趣的主題。近來，在為通信產(chǎn)業(yè)和移動終端用戶創(chuàng)造新的機(jī)會方面，ad hoc組網(wǎng)也已被認(rèn)為是很有吸引力的技術(shù)。在終端制造、軟件工程和使ad hoc網(wǎng)絡(luò)互連的基礎(chǔ)設(shè)施方面可以發(fā)現(xiàn)新的商業(yè)潛力。有潛力的商業(yè)應(yīng)用示例涉及到青少年和其他群體組網(wǎng)、家庭組網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)訪問、授權(quán)應(yīng)用以及家庭組網(wǎng)。
無線站點(diǎn)(例如，如圖5所示的站點(diǎn)501)的發(fā)射機(jī)優(yōu)選以信道的全容量發(fā)射數(shù)據(jù)，從而使占有信道的時間最小化。來自發(fā)射機(jī)的信號可以被形成為包括這樣的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)能夠用于將所述信號標(biāo)識為發(fā)自ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的發(fā)射機(jī)信號。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的干擾溫度作為距發(fā)射天線的距離的函數(shù)所受的影響。曲線601表示在接收機(jī)處測量的功率與距發(fā)射天線的距離的關(guān)系。隨著發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的距離增大，引起的干擾等級通常減小。在沒有任何ad hoc傳輸?shù)那闆r下，噪聲(干擾等級)與干擾溫度603相對應(yīng)。然而，在有ad hoc傳輸?shù)那闆r下，額外的干擾等級使噪聲等級增加到干擾溫度605。如果在所有無線站點(diǎn)處所預(yù)測(預(yù)計(jì))的所測量干擾溫度都在干擾溫度605之下，則可以在相應(yīng)的區(qū)域(例如區(qū)域500)中支持adhoc組網(wǎng)。
用于干擾溫度測量的帶寬可以是可以選擇或預(yù)定的參數(shù)。對于DVB-T/H，帶寬可以是5、6、7或8MHz。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的被黑體包圍的接收天線的輻射圖形700。聯(lián)邦通信委員會的頻譜政策任務(wù)組(SPTF)引入創(chuàng)新的思想來在將來管理頻譜。其概念被定義為由于測量度量而引起的“干擾溫度”。聯(lián)邦通信委員會將干擾溫度定義為等于每單位帶寬在接收天線處可獲得的RF功率，其單位為開氏溫標(biāo)(°Kelvin)?？山邮艿摹霸肼暪β省笨梢员挥?jì)算為在天線處從源接收的功率Pr的等效溫度。根據(jù)聯(lián)邦通信委員會，天線干擾溫度和天線溫度是同義的。通過利用普郎克定律，我們可以計(jì)算黑體輻射的密度BvBv=2hv3c21ehv/kT-1,...(1)]]>其中，h普郎克常數(shù)k玻爾茲曼常數(shù)v以Hz為單位的頻率c光速≈3×108m/sT以開氏溫標(biāo)為單位的表面物理溫度對于無線電頻率，我們可以通過利用瑞利-吉恩斯極限(Rayleigh-Jeanslimit)來近似黑體輻射的密度Bv=2hv3c21(1+hvkT+...)-1≈2hv3c2kThv=2kTv3c2=2kTλ2...(2)]]>其中，λ是輻射的波長。接收天線被如圖7所示的黑體包圍。
可以如下計(jì)算每個頻帶df的接收噪聲功率P=12Aeffdf2kTλ2∫∫4πB(θ,φ)G(θ,φ)GmaxdΩ...(3)]]>其中，Aeff接收天線的有效面積G(θ，φ) 朝向(θ，φ)的增益Gmax天線的最大增益系數(shù)1/2是由于天線只能接收一個偏振分量的事實(shí)引起的。噪聲的偏振隨機(jī)地產(chǎn)生使其功率的一半在特定偏振中。通過替換等式2和等式3，給出接收功率如下P=12Aeffdf2kTλ24πGmax=kTdf...(4)]]>因此，天線溫度TA＝T。從等式4中，我們可以總結(jié)出接收的噪聲功率與天線增益無關(guān)，并與黑體表面溫度和頻帶帶寬成比例。
聯(lián)邦通信委員會對未來頻譜訪問的理解是基于通過發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的相互作用的、在實(shí)際RF環(huán)境的基礎(chǔ)上的實(shí)時適應(yīng)，而不是基于當(dāng)前應(yīng)用的、在發(fā)射機(jī)操作的基礎(chǔ)上訪問頻譜的模式。聯(lián)邦通信委員會的干擾溫度概念的總體思想是接收機(jī)能夠選擇和接收特定信號，所述特定信號確定信號是否已被干擾劣化。實(shí)際上，接收機(jī)在非期望的RF能量累計(jì)到接收機(jī)的天線中的環(huán)境下操作。因此，應(yīng)該在多個接收機(jī)位置處執(zhí)行干擾溫度測量，以估計(jì)RF環(huán)境的實(shí)時情況。所述估計(jì)的可信度取決于這樣的因素，如發(fā)射機(jī)信號范圍、信號等級在區(qū)域上均勻性、溫度測量設(shè)備的密度以及附近設(shè)備(例如，通過ad hoc合作無線網(wǎng)絡(luò))的數(shù)據(jù)共享。在本發(fā)明的實(shí)施例中，存在不同設(shè)備的天線溫度等級的實(shí)時數(shù)據(jù)庫。每個設(shè)備可以查詢(由相鄰設(shè)備形成的)數(shù)據(jù)庫，確定設(shè)備是否使用頻譜傳輸。
干擾溫度的概念通過利用干擾溫度或天線溫度度量來定義干擾的最大允許等級。這表征了接收機(jī)預(yù)期在其中操作的“最差情況”環(huán)境。此外，可以為每個頻帶、地理區(qū)域或者服務(wù)設(shè)置不同的閾值等級或最大干擾溫度。重要的是，確保在安全和救援機(jī)構(gòu)或航空無線電系統(tǒng)所使用的頻帶中的通信是完善的。對于公共安全頻帶的可能思路是寬帶無線電系統(tǒng)——例如甚寬帶(UWB)——以中等功率等級操作，因而能夠被認(rèn)為是“本地”干擾源。然而，即使最輕微的干擾也可以是有害的。因此，在這些頻帶中，干擾溫度應(yīng)被設(shè)置在獲許可系統(tǒng)的噪聲本底(noise floor)的附近。
必須考慮測量干擾溫度的機(jī)制。聯(lián)邦通信委員會的SPTF建議下面的感測干擾溫度的方法干擾溫度感測和控制機(jī)制可以被用來維持帶內(nèi)和帶外發(fā)射在允許限度內(nèi)。例如，低功率未獲許可的RF設(shè)備可以被設(shè)計(jì)成在發(fā)射之前掃描其特定頻帶。它的內(nèi)置“溫度計(jì)”將記錄干擾溫度數(shù)據(jù)并計(jì)算適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)總值。然后，設(shè)備將預(yù)計(jì)由于其在其額定范圍之上的操作而導(dǎo)致的干擾溫度的增加。將這個值與允許的極限作比較。如果它的操作超過極限，則設(shè)備控制器可以執(zhí)行適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)，例如減小功率、切換到不同的發(fā)射頻率(如果可能)或者相位、繼續(xù)掃描/感測過程，以定位適當(dāng)?shù)陌l(fā)射時間。現(xiàn)在存在建立所述感測控制系統(tǒng)的技術(shù)。例如，自動發(fā)射機(jī)功率控制被使用在特定類型的無線和衛(wèi)星通信系統(tǒng)中。無繩電話也通過選擇未使用的頻率來適應(yīng)環(huán)境。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頻譜訪問的情景。通過如圖8所示的情景，我們已經(jīng)認(rèn)識到蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的無線電干擾。設(shè)備801、803、805和807(A設(shè)備)是傳統(tǒng)的蜂窩設(shè)備，設(shè)備809、811和813(B設(shè)備)裝備有頻率感測裝置。如圖8所示，設(shè)備809將要發(fā)射并發(fā)現(xiàn)在特定頻譜df上的頻譜訪問機(jī)會。然而，有可能接收設(shè)備813發(fā)現(xiàn)不同的可以頻譜訪問的頻帶。在發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備的握手階段期間，設(shè)備809和813必須協(xié)商公共的頻帶。如果發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備距離較遠(yuǎn)，則這個握手是需要的。即使對于這個情景，我們也不能保證如果在兩個B設(shè)備之間存在傳統(tǒng)的A設(shè)備，那么沒有超過干擾溫度上限。很有可能將干擾溫度設(shè)置得很低，以致只有很短范圍的無線電可以在干擾溫度限度內(nèi)操作。另一方面，這意味著發(fā)射B設(shè)備和接收B設(shè)備彼此靠得很近，以致很有可能設(shè)備809和設(shè)備811可以發(fā)現(xiàn)相同的頻譜訪問機(jī)會。我們必須考慮設(shè)備809和811可以距離多遠(yuǎn)的期望可信間隔，從而使得設(shè)備809和811都察覺相同的頻譜訪問機(jī)會。如果我們能夠確信設(shè)備809和811都發(fā)現(xiàn)用于頻譜訪問的相同頻帶，則我們可以在沒有協(xié)商公共帶寬的情況下發(fā)射和接收。
考慮到有可能在B設(shè)備測量干擾溫度和決定該設(shè)備所使用的獲許可頻帶之間的時間段中該頻帶可以被獲許可的移動通信使用，傳輸必須被保持得越短越好。干擾溫度測量是當(dāng)前情況的快照，因此情況可以隨時間改變。此外，我們必須假定B設(shè)備的傳輸時間很短并且在這段時間內(nèi)沒有新的A設(shè)備導(dǎo)致干擾。這意味著B設(shè)備必須像脈沖無線電的發(fā)射那樣發(fā)射很短的突發(fā)或脈沖。我們必須對B設(shè)備限定頻譜訪問的更新間隔，或者在每個傳輸突發(fā)之前更新干擾溫度測量結(jié)果。
我們也必須考慮用戶離他們的發(fā)射基站較遠(yuǎn)并且離干擾源較近的情況。在這樣的情況下，干擾源在“受害者的”帶寬處輻射功率，其被耦合到“受害者”接收機(jī)的中間頻率或基帶濾波器中。干擾功率源可以來自附近或遠(yuǎn)處的相鄰信道干擾、強(qiáng)帶外發(fā)射、發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的互調(diào)干擾或者產(chǎn)生互調(diào)干擾的高級遠(yuǎn)帶外信號。干擾源可以是基站或便攜設(shè)備。
有兩類位置更易出現(xiàn)干擾。最通常的是當(dāng)用戶的接收機(jī)遠(yuǎn)離其相關(guān)聯(lián)的基站并且靠近干擾源時。在這種情況下，用戶的接收機(jī)遭受的期望信號的損失大于干擾源發(fā)射的非期望信號的損失。因此，即使干擾信號不與期望信號同信道，也會出現(xiàn)干擾。第二示例示出了用戶的收發(fā)機(jī)位于服務(wù)區(qū)的邊緣并且其自動功率控制將傳輸功率調(diào)節(jié)到其最大允許等級的情況。這可以與低等級的期望信號一前一后地出現(xiàn)，在低等級的期望信號的情況中用戶的或者“受害者的”接收機(jī)距離它的導(dǎo)致干擾的關(guān)聯(lián)基站較遠(yuǎn)。
當(dāng)干擾信號正被期望的基本接收機(jī)附近的干擾用戶和用戶同時使用時，可以出現(xiàn)另一種情況。在這種情況下，“受害者”接收機(jī)試圖在反向鏈路上通信。這種情況在基本接收機(jī)處導(dǎo)致干擾，其中干擾信號使期望信號的接收劣化。
“隱藏終端”問題描述這樣情景的問題領(lǐng)域，其中，我們讓從無線站點(diǎn)在獲許可的主用戶的頻帶處操作?？梢约俣?，主無線站點(diǎn)處于空閑模式，即沒有發(fā)射或者接收信號。然而，次無線站點(diǎn)可以在主無線站點(diǎn)附近發(fā)射。如果主無線站點(diǎn)以相同的頻帶發(fā)射，則會出現(xiàn)沖突。因此，當(dāng)“隱藏的”主無線站點(diǎn)變?yōu)椤翱梢姷摹睙o線站點(diǎn)時，從無線站點(diǎn)應(yīng)該進(jìn)行檢測。
從用戶必須檢測主頻帶的使用。從用戶的傳輸應(yīng)該是突發(fā)的，從而以足夠的占空度(duty cycle)來更新頻帶的狀態(tài)。檢測可以基于內(nèi)置于終端中的頻譜分析器或者基于可以從監(jiān)視頻帶使用的網(wǎng)絡(luò)查詢到的狀態(tài)。
由于如果主無線站點(diǎn)出現(xiàn)在頻帶上則必須停止從傳輸，所以用戶質(zhì)量會變得有問題。由于可以利用掃描自由頻帶來繼續(xù)被中斷的傳輸，所以從無線站點(diǎn)可能不得不阻止其傳輸未知時長。從最終用戶的角度出發(fā)，這不是可行的選擇。然而，只有使服務(wù)使用成本最小，最終用戶才愿意接受較差的用戶質(zhì)量。
關(guān)于使用可以具有與主用戶接收機(jī)不同的技術(shù)特性的監(jiān)控接收機(jī)來測量主用戶接收機(jī)受到的干擾，存在許多技術(shù)挑戰(zhàn)。如果監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)傳感器處于地面高度而主用戶接收機(jī)被抬高(例如，基站塔或者移動用戶在多層建筑中)，則干擾方和抬高了的用戶之間的傳播損耗可以與兩個地面高度的用戶之間的損耗不同。在這種情況下，監(jiān)控和報(bào)告的干擾溫度可以與主用戶的接收機(jī)所觀測到的實(shí)際干擾溫度不同。這可以通過假定在干擾溫度意義上的最壞情況傳播環(huán)境來處理。另外，我們應(yīng)該考慮在移動從用戶(干擾者)和主用戶之間的距離估計(jì)。在這種情況下，所有主移動收發(fā)機(jī)應(yīng)該實(shí)時地向監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和地理區(qū)域中的所有可能的從收發(fā)機(jī)報(bào)告它們的位置。因?yàn)橹饔脩敉ǔ＠貌煌陌l(fā)射頻率和接收頻率，所以傳感器網(wǎng)絡(luò)最好只訪問主用戶的發(fā)射。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的假設(shè)溫度密度與方位的關(guān)系900。圖10示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的假定用戶增益圖形和傳感器增益圖形1000。圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有效報(bào)告的溫度密度與觀測的溫度密度的關(guān)系1100。如果傳感器的天線圖形和用戶接收機(jī)的天線圖形顯著不同，則會出現(xiàn)問題。如果干擾溫度測量設(shè)備裝備有全向天線，則可以使結(jié)果報(bào)告的天線溫度被勻化，并且可以使任何熱點(diǎn)或方向變化被平滑。圖9、10和11描述了天線溫度與方位角φ、時間t和頻率f的依賴性。為了清晰起見，在圖9、10和11中示出了對φ的依賴性。
只有主用戶的天線和干擾溫度測量設(shè)備的天線具有相似的天線增益，才實(shí)現(xiàn)天線溫度的合適表示?？紤]到主用戶具有方向更多或增益更高的接收天線——包括波束可控制的智能天線結(jié)構(gòu)，主用戶受到的干擾溫度會低于接收機(jī)中的監(jiān)控器在一些方向上測量的等級，而當(dāng)熱點(diǎn)落入用戶的波寬范圍內(nèi)時高于所預(yù)期的干擾溫度。當(dāng)限定在物理噪聲層和“人造”噪聲層之間的干擾溫度上限時，應(yīng)該考慮這種類型的情景。所述上限應(yīng)該適當(dāng)?shù)夭蹲阶顗那闆r的操作環(huán)境。
關(guān)于干擾溫度定義的另一挑戰(zhàn)是當(dāng)主用戶的接收機(jī)和從用戶的接收機(jī)(即監(jiān)控接收機(jī))以不同帶寬操作時的問題。主用戶可以在窄帶網(wǎng)絡(luò)(例如，25kHz)中操作，而從用戶可以在以5MHz帶寬監(jiān)控干擾溫度的寬帶網(wǎng)絡(luò)操作。在這種情況下，在這兩個帶寬之間存在23dB的靈敏度差。假定存在引起干擾溫度的偽噪聲源或者有色噪聲源(dBm/Hz)，這將根據(jù)5MHz帶寬在傳感器的整個帶寬上被平均和報(bào)告。干擾溫度可以在頻帶的大部分中稍低于所報(bào)告的平均干擾溫度。如果特定信道含有偽噪聲源，則實(shí)際干擾溫度將比所報(bào)告的平均干擾溫度更差。假定干擾溫度上限表示最差情況操作環(huán)境，則應(yīng)該計(jì)算帶寬不等的影響。
如果從用戶以非固定方式發(fā)射(例如，以偽隨機(jī)圖形發(fā)射波束或跳頻)，則會引起額外的問題。這些技術(shù)將相當(dāng)多的變化添加到噪聲層，對預(yù)測、檢測和強(qiáng)制干擾溫度上限造成困難。此外，如果從用戶移入或移出覆蓋區(qū)域，則主用戶會遇到突變。挑戰(zhàn)在于怎么管理由監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)引起的時間延遲，來檢測干擾是否超過上限。從而，從用戶調(diào)節(jié)其發(fā)射功率，使得主用戶位置處的干擾溫度回到允許的等級。
在非均勻環(huán)境中，干擾溫度的測量面臨空間、時間和頻率分辨率的挑戰(zhàn)。為了確保遵從干擾溫度上限并且實(shí)現(xiàn)更好的分辨率，信道帶寬或者天線束寬應(yīng)被設(shè)置成最小。然而，監(jiān)控過程的掃描次數(shù)因觀測點(diǎn)(頻率掃描和方位掃描)的數(shù)目增加而增加，并處理另一分辨率問題在任何頻率或方位角處的干擾測量之間的占空度。這增加了在時變環(huán)境——例如利用分組數(shù)據(jù)、波束或跳頻的系統(tǒng)——中沒有捕捉到最大實(shí)際干擾溫度值的可能性。
對操作在主用戶頻帶中的從用戶的影響進(jìn)行估計(jì)是有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，并且難以通過從用戶或者第三方監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)來評定。困難在于主用戶受到的干擾溫度的估計(jì)。主用戶和從用戶之間的信道路徑損耗應(yīng)該通過利用不充分的信道信息來估計(jì)。應(yīng)該估計(jì)主/從用戶之間的距離。估計(jì)信道路徑損耗可以通過利用最差情況情景——即假定在主用戶和從用戶之間自由路徑損耗傳播情形——來估計(jì)。在任何情況下，應(yīng)該考慮系統(tǒng)部署、覆蓋區(qū)域、信息吞吐量、信號質(zhì)量和無線電結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，最小化由于共享相同頻帶的從用戶操作而導(dǎo)致的對主用戶的影響。
圖12示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在支持主用戶的系統(tǒng)中進(jìn)行從用戶通信的情形。由于干擾溫度概念將傳輸功率等級限制得很低、僅剛剛超過現(xiàn)有的噪聲層這一事實(shí)，所以干擾溫度概念最適于低功率寬帶寬通信。此外，這樣的設(shè)備的范圍短，并且可以被最好地利用為需要高數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用的替代線纜。所述系統(tǒng)的實(shí)施利用干擾溫度概念。然而，也期望所述設(shè)備在獲許可的頻帶中操作。
假定設(shè)備能夠測量可用頻譜，本發(fā)明的實(shí)施例具有實(shí)現(xiàn)在接收機(jī)中的頻譜分析儀。從收發(fā)機(jī)1201和1203以ad hoc方式操作，在操作于主用戶頻帶(與主用戶1205、1207、1209和1211相對應(yīng))的兩個從收發(fā)機(jī)之間建立直接鏈路。首先，從收發(fā)機(jī)1201和1203都測量可用于傳輸?shù)念l帶。第二，從收發(fā)機(jī)1201和1203利用公共協(xié)商信道協(xié)商。傳輸所需的頻帶取決于應(yīng)用以及從設(shè)備1201和1203是否能夠預(yù)約所述應(yīng)用所需的帶寬量。如果從設(shè)備1201和1203都承認(rèn)存在足夠的帶寬可用于傳輸，則進(jìn)行發(fā)射的從設(shè)備1201或1203開始傳輸。否則，不開始傳輸，并且所述設(shè)備返回空閑模式并在頻率范圍內(nèi)掃描是否有機(jī)會發(fā)射。如果有足夠的帶寬可用，則傳輸是可能的。下一步是計(jì)算所監(jiān)控信號等級和干擾溫度閾值之間的余量。基于這個余量來確定傳輸功率。通過利用公共協(xié)商信道來交換位置信息，得知從收發(fā)機(jī)的位置，并且得知這兩個從收發(fā)機(jī)之間的距離。如果所需的距離比利用所計(jì)算的最大允許傳輸功率和自由空間傳播假設(shè)所覆蓋的范圍長，則通信失敗。這個情形的示意性描述示出在圖12中。
為了協(xié)商的目的，在這個情形中需要公共協(xié)商信道。在利用干擾溫度的每個設(shè)備中一般都同意所述信道。可以為此目的單獨(dú)預(yù)留公共協(xié)商信道，并且公共協(xié)商信道可以由聯(lián)邦通信委員會管制(例如在美國)。例如，聯(lián)邦通信委員會已經(jīng)定義三種不同的管制模式命令與控制、排他使用和開放訪問。然而，可以設(shè)計(jì)其它模式。在本發(fā)明的實(shí)施例中，“半公共”模式以受管制的公共協(xié)商信道來控制ad hoc行動。或者，公共協(xié)商信道可以是需要最低外部管制的非許可頻帶之一。然而，對于從設(shè)備之間的完善通信，公共協(xié)商信道中的干擾保護(hù)是重要的。公共協(xié)商信道不必為寬帶。窄帶也適于握手的目的。
如圖12中所示，可能存在對系統(tǒng)引入大量不確定性的因素。首先，存在“隱藏終端問題”。如果在從用戶1201和1203之間存在“隱藏”主用戶1205，則在當(dāng)從用戶1201和1203測量其操作環(huán)境時的時間場合主用戶1205不發(fā)射。在這種情況下，從用戶1201和1203沒有“看到”“隱藏”主用戶1205，并且假定允許用從用戶1201和1203所協(xié)商的頻帶傳輸。然而，如果主用戶1205與從用戶1201和1203在相同的頻帶上同時發(fā)射，則將會沖突并且主用戶的傳輸受到嚴(yán)重干擾。其次，如果從用戶設(shè)備監(jiān)控干擾溫度或信號強(qiáng)度為特定水平，則我們不能保證在主用戶位置處不超過干擾溫度閾值。這是由于我們沒有工具估計(jì)主用戶和從用戶之間的距離，即我們不能得知主用戶的傳輸功率等級。
如果假定主用戶的質(zhì)量沒有劣化，則“隱藏終端問題”的嚴(yán)重性不可以被克服。通過允許一些干擾，例如呼叫失敗率超過1％目標(biāo)，“隱藏終端問題”不是很嚴(yán)重，這是因?yàn)閺挠脩舻脑O(shè)備具有占空度來執(zhí)行頻譜測量。如果從設(shè)備檢測到主用戶激活，則從設(shè)備停止傳輸，并在主用戶已經(jīng)停止其傳輸之后繼續(xù)傳輸。
用于頻譜分析的占空度應(yīng)該保持較短，并且因而需要一直監(jiān)控頻譜的可用性。這需要計(jì)算功率，進(jìn)行計(jì)算需要來自電池的額外電量，這使電池壽命變短。如果電池消耗不是主要關(guān)注的問題，而手持應(yīng)用——例如移動終端——對電池消耗很敏感，則這可能很糟糕。提高電池單元中可以存儲的電量不能彌補(bǔ)移動終端中功耗的要求。移動終端需要更多的電量用于多重?zé)o線終端的發(fā)展，其中已經(jīng)將多個無線系統(tǒng)集成到單個移動終端中。此外，圖形和軟件支持增加了移動終端對來自電池的更多電量需求。因此，在移動終端中添加任何可能消耗電量的額外特征可能是不可行的。應(yīng)該在能耗意義上優(yōu)化用于頻譜分析的占空度。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在支持主用戶的系統(tǒng)中進(jìn)行從用戶通信的情形。為了省電，我們從移動終端中拋棄了頻譜分析儀。在這種情況下，我們假定例如聯(lián)邦通信委員會已經(jīng)設(shè)置了已被標(biāo)準(zhǔn)化的并被整個產(chǎn)業(yè)利用的確定帶寬。在這種情況下采用的管制模式不是純粹的“底層”系統(tǒng)模式，而是可以被代替稱為“半底層”系統(tǒng)。進(jìn)一步假設(shè)從設(shè)備以低功耗和高數(shù)據(jù)速率在寬帶寬中操作。
由于從終端拋棄了頻譜分析儀，我們不能估計(jì)接收機(jī)處的RF環(huán)境。這使得終端的制造性價(jià)比更好，但是增加了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。如圖13所示，系統(tǒng)具有公共數(shù)據(jù)庫，其他用戶的信息存儲在所述數(shù)據(jù)庫中。從對所討論地理區(qū)域進(jìn)行掃頻的不同測量位置(1301、1303和1305)收集數(shù)據(jù)庫信息。在該實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫信息存儲在每個測量站點(diǎn)中。
圖13示出了從寬帶用戶(例如，從用戶1309)已經(jīng)創(chuàng)建網(wǎng)狀類型的網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)狀類型的網(wǎng)絡(luò)利用從測量站點(diǎn)1301、1303和1305收集的信息。測量站點(diǎn)1301、1303和1305的目的是向從用戶提供關(guān)于頻譜使用的信息。例如，如果從用戶1309想發(fā)射，則用戶1309首先(在公共協(xié)商信道上)在為此目的共同達(dá)成的頻帶中與測量站點(diǎn)協(xié)商，然后如果測量站點(diǎn)允許連接則在兩個從用戶之間建立鏈路。此外，測量站點(diǎn)1301、1303和1305被連接到一起以改造網(wǎng)絡(luò)，從而提供對頻譜使用的更精確的估計(jì)。
這個方案有多個缺點(diǎn)。首先，建立感測網(wǎng)絡(luò)是昂貴的，包括帶有完善控制軟件的昂貴頻譜分析儀。第二，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該能夠檢測主用戶(例如，主用戶1307)的動態(tài)，以支持移動性，包括對主用戶的速度和方向的估計(jì)。這個信息必須以充分的更新間隔發(fā)射到從用戶1309。于是，什么是充分的更新間隔？更新間隔應(yīng)該足夠快，以對主用戶的網(wǎng)絡(luò)中的突然變化作出反應(yīng)。這些突然變化可以包括隱藏終端的問題。如果主用戶終端1307突然開始發(fā)射，則感測網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該檢測主終端1307并且向可能同時發(fā)射的從用戶1309發(fā)送停止發(fā)送信號。此外，從用戶收發(fā)機(jī)1309應(yīng)該從公共協(xié)商信道監(jiān)聽停止發(fā)射信號。即使這不能完全解決隱藏終端的問題并且除了其它缺點(diǎn)以外，這個方案也不可以被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)干擾溫度概念的可行解決方案。第三，感測網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是密集的，以感測本地頻率使用的變化，并且向利用干擾溫度概念的系統(tǒng)本地報(bào)告訪問頻譜的可能性。對于低功率短程系統(tǒng)，這意味著可以在每個角落發(fā)現(xiàn)感測站點(diǎn)，這是由于當(dāng)在所述角落周圍移動時所接收的功率等級可能已降低，使得利用干擾溫度的設(shè)備可以進(jìn)行頻譜訪問。
新興的DVB-H標(biāo)準(zhǔn)基于DVB-T，但是目標(biāo)為手持設(shè)備。新的重要特征包括MPE-FEC和時間分片。時間分片降低了終端中的功耗并且使得切換成為可能。然而，時間分片的關(guān)閉階段(off-period)也可以用于其它的目的，例如干擾溫度測量和在裝備有DVB-H收發(fā)機(jī)的終端之間進(jìn)行ad hoc組網(wǎng)。
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的ad hoc站點(diǎn)的信道狀態(tài)信息1400(其可以被存儲在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中)。當(dāng)不在相應(yīng)的時間片信道上接收廣播服務(wù)時，無線站點(diǎn)(例如，分別在圖4和圖5中所示的收發(fā)機(jī)400或500)執(zhí)行廣播信道的干擾測量。在圖14所示的示例中，分配的頻譜包括四個時間片信道(信道1、2、3和4)，這四個信道與信道狀態(tài)信息1400中的信道號1401相對應(yīng)。
無線站點(diǎn)可以在時間上分離地多次測量廣播信道的干擾等級，以得到具有期望可信度的估計(jì)。干擾測量(其可以與干擾溫度相對應(yīng))被存儲為測量1405，與廣播信道號1401相對應(yīng)?；跍y量1405(例如，如果小于20)，無線站點(diǎn)確定廣播信道是否為“空閑”。如果廣播信道正被用于廣播內(nèi)容，則該信道被標(biāo)為“激活”。而且，如果無線站點(diǎn)正在相關(guān)聯(lián)的廣播信道上接收內(nèi)容，則該廣播信道被標(biāo)為“當(dāng)前”。
被識別為發(fā)射DVB-T/H信號的廣播信道被標(biāo)記為“激活”。如果所接收的信號足夠強(qiáng)(即，所測量的干擾溫度在預(yù)定限度之上)，則沒有必要分析所接收的信號產(chǎn)生于哪里。接收機(jī)可以繼續(xù)掃描信道。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在下一掃描中可以跳過“激活”信道，或者可以在預(yù)定的時間內(nèi)跳過。
在該實(shí)施例中，最低的空閑信道被標(biāo)為主建立信道。無線站點(diǎn)使用所述建立信道來建立ad hoc連接，這將在下面描述。在圖14所示的實(shí)施例中，第二空閑信道可以被標(biāo)為從建立信道，并且如果不能使用主建立信道，則可以使用從建立信道。
干擾溫度的概念是朝向認(rèn)知無線電的一個步驟，其通過利用干擾溫度或天線溫度量度，限定了干擾的最大允許等級。這表征了期望接收機(jī)在其中操作的“最差情況”環(huán)境的特征。此外，可以為每個頻帶、地理區(qū)域或服務(wù)設(shè)置不同的閾值等級或最大干擾溫度。這是所述概念的重要特征。應(yīng)該在多個不同的接收機(jī)位置進(jìn)行干擾溫度測量，以估計(jì)RF環(huán)境的實(shí)時情況。這個估計(jì)的可信度取決于這些因素，如發(fā)射機(jī)信號范圍、信號等級在整個區(qū)域上的均勻性、溫度測量設(shè)備的密度、以及附近設(shè)備采用的數(shù)據(jù)共享——例如通過ad hoc協(xié)作無線網(wǎng)絡(luò)。這意味著存在不同設(shè)備的天線溫度等級的實(shí)時數(shù)據(jù)庫。于是，每個設(shè)備可以從所述數(shù)據(jù)庫(由相鄰設(shè)備形成)查詢它們是否可以使用特定的頻帶來傳輸。
頻譜的大部分可以分配給廣播服務(wù)(例如DVB-T/H)。然而，整個所分配的頻譜可以不被廣播流量全部在本地占據(jù)。沒有用于廣播傳輸(或任何其它傳輸)的廣播信道可以臨時地且在本地分配給認(rèn)知DVB-H收發(fā)機(jī)之間的通信(例如，ad hoc組網(wǎng))。
干擾溫度概念可以用來定義DVB-T/H信道是否被占據(jù)。如果發(fā)現(xiàn)自由DVB-T/H信道(即，沒有檢測到DVB傳輸和其它干擾源)，則所述廣播信道可以用于無線站點(diǎn)之間的通信(例如，IP數(shù)據(jù)傳輸)。如果終端已經(jīng)在使用DVB-H接收機(jī)(即，接收時間分片的廣播數(shù)據(jù))，則在時間分片的關(guān)閉階段中無線站點(diǎn)仍能夠執(zhí)行干擾溫度測量和通信。
無線站點(diǎn)(例如收發(fā)機(jī)400和500)包括DVB-H接收機(jī)和發(fā)射機(jī)(低功率)，并且被用于通信和感測環(huán)境，使得對其它DVB-H接收機(jī)不產(chǎn)生干擾。如果終端正在接收時間分片的廣播數(shù)據(jù)，則在時間片的關(guān)閉階段中可以執(zhí)行下面的步驟。反之，DVB-H收發(fā)機(jī)可以完全用于ad hoc組網(wǎng)。
在可以建立ad hoc組網(wǎng)之前，DVB-H接收機(jī)必須在掃描過程中掃描沒被占據(jù)的DVB-T/H信道。在掃描期間，通過測量DVB-H接收機(jī)的天線或等效干擾溫度來執(zhí)行干擾測量，并且將結(jié)果保持在數(shù)據(jù)庫中(圖1)。DVB-T/H信道被標(biāo)記為“激活”、“空閑”、“沒有信息”或“當(dāng)前”。如果信道被用于廣播的目的(TV傳輸)，則使用狀態(tài)為“激活”。當(dāng)干擾溫度小于給定的閾值(與相關(guān)數(shù)目0-100相對應(yīng)的T_閾值，例如20)時，使用狀態(tài)“空閑”。當(dāng)沒有任何關(guān)于信道狀態(tài)的信息(例如測量失敗)時，使用狀態(tài)“沒有信息”。如果終端也正在接收時間分片的突發(fā)，則使用狀態(tài)“當(dāng)前”。
在建立過程中，具有最低可用信道(狀態(tài)“空”主_建立_信道或從_建立_信道)的信道被用來在無線站點(diǎn)之間建立通信信道。在所述信道中發(fā)射和接收信息。所述信息作為IP分組有效載荷被攜載。在標(biāo)準(zhǔn)中描述了在DVB-T/H信道上發(fā)射IP分組的方法。終端A和終端B在所建立的信道中發(fā)送消息。最大傳輸功率可以基于干擾測量結(jié)果。如果發(fā)生沖突，則設(shè)置隨機(jī)延遲計(jì)時器來延遲傳輸。當(dāng)終端已對用作通信信道的信道達(dá)成一致時，所述終端可以轉(zhuǎn)到所述通信通道。
現(xiàn)在，在通信過程中，無線站點(diǎn)可以開始通信。所述通信可以基于RTS/CTS/DATA/ACK握手(例如，WLAN)。當(dāng)發(fā)送了數(shù)據(jù)(與文件相對應(yīng))或者終端斷開連接時，終端可以開始新的掃描過程或者監(jiān)聽建立信道。在通信狀態(tài)中無線站點(diǎn)也必須掃描DVB-T信道，以確保該終端不干擾其它終端或系統(tǒng)。另外，如果需要，則無線站點(diǎn)可以調(diào)諧到另一廣播信道。
圖15示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有信道狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)庫1500。在該實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫1500存儲在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的每個無線站點(diǎn)處(例如，如圖3所示的無線站點(diǎn)300處的數(shù)據(jù)庫307)或者存儲在可以位于“adhoc網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)”中的中央數(shù)據(jù)庫處(例如，如圖5所示的數(shù)據(jù)庫507)?！癮dhoc網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)”可以是設(shè)計(jì)成在例如餐館、機(jī)場或公共建筑的地區(qū)中操作的區(qū)域(例如，如圖5所示的區(qū)域500)。
在該實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫1500包括在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的每個無線站點(diǎn)的每個廣播信道上測量的干擾等級。在圖15所示的示例性實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫1500包括干擾信息1501(與無線站點(diǎn)A相對應(yīng))、干擾信息1503(與無線站點(diǎn)B相對應(yīng))、干擾信息1505(與無線站點(diǎn)C相對應(yīng))。在該實(shí)施例中，數(shù)據(jù)庫1500還包括對于ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的每個無線站點(diǎn)的位置信息1507。(無線站點(diǎn)可以使用GPS接收機(jī)來確定它的位置，或者使用三角測量法來確定它的位置。)通過使用位置信息來確定到第二無線站點(diǎn)的距離，第一無線站點(diǎn)能夠確定與所述第二無線站點(diǎn)通信的發(fā)射功率等級，同時將對ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的其它無線站點(diǎn)的干擾等級保持在最大可接受的干擾等級之下。
圖16示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無線站點(diǎn)的示例性分布。圖16示出了從ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的無線站點(diǎn)1601觀察的分布。無線站點(diǎn)1601到無線站點(diǎn)1603的距離為r1、到無線站點(diǎn)1605的距離為r2、到無線站點(diǎn)1607的距離為r3?？梢詮陌跀?shù)據(jù)庫1500中的位置信息確定無線站點(diǎn)之間的距離。
圖17示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用來確定相鄰的ad hoc站點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)過程1700。在相關(guān)的情形中，無線站點(diǎn)事先不了解ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的其它無線站點(diǎn)。結(jié)果，無線站點(diǎn)不了解其它無線站點(diǎn)處的干擾等級，并且不了解干擾等級不超過可接受等級時的最大發(fā)射功率等級。
在步驟1701中，無線站點(diǎn)確定哪一個廣播信道被指定為建立信道。如果目前接收的信道不與建立信道相對應(yīng)，則在步驟1703中，無線站點(diǎn)等待直到所接收到的信道與建立信道相對應(yīng)。在步驟1705和1707中，無線站點(diǎn)以最小功率等級發(fā)射信號，提供所測量的干擾等級(與圖14中所示的信息1400相對應(yīng))。例如，無線站點(diǎn)1601以足夠與站點(diǎn)1603通信而不與站點(diǎn)1605和1607通信的發(fā)射功率等級來進(jìn)行發(fā)射。
在步驟1709中，如果無線站點(diǎn)接收到響應(yīng)(例如，來自另一無線站點(diǎn)的相應(yīng)的所測量干擾等級)，則在步驟1711中無線站點(diǎn)更新其數(shù)據(jù)庫(例如，數(shù)據(jù)庫1500)。在步驟1713中，如果超過最大發(fā)射功率等級，則在步驟1715中終止過程1700。反之，如果如步驟1717所確定的、在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中所有已知無線站點(diǎn)處的預(yù)計(jì)干擾等級沒有超過最大可接受干擾等級，則在步驟1721中無線站點(diǎn)增加發(fā)射功率。例如，無線站點(diǎn)1601增加其發(fā)射功率等級，以與圖16中所示的站點(diǎn)1605通信。反之，在步驟1719中終止所述過程。
在圖17所示的實(shí)施例中，如果多于一個無線站點(diǎn)同時試圖利用所述建立信道，則載波檢測多路訪問/沖突避免(CSMA/CA)解決建立信道上的沖突。如果檢測到?jīng)_突，則ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的無線站點(diǎn)可以利用退避算法(CSMA/CD)來隨后在建立信道上發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，無線站點(diǎn)可以利用請求發(fā)送/清除發(fā)送(RTS/CTS)過程來提供對于在建立信道上會遇到的潛在問題(例如，無線站點(diǎn)未知的隱藏?zé)o線站點(diǎn))的穩(wěn)健性。
圖18示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用來提供信道狀態(tài)信息的中央數(shù)據(jù)庫過程1800。過程1800可以被實(shí)現(xiàn)為過程1700的替補(bǔ)來支持ad hoc網(wǎng)絡(luò)。在步驟1801中，中央數(shù)據(jù)庫(可以在如圖13所示的測量站點(diǎn)1301處實(shí)現(xiàn))確定被指定為建立信道的廣播信道。如果目前發(fā)射的時隙與建立信道不相對應(yīng)，則在步驟1803中所述中央數(shù)據(jù)庫等待直到所發(fā)射的時隙與建立信道相對應(yīng)。在步驟1805中，中央數(shù)據(jù)庫將發(fā)射等級設(shè)置成為ad hoc網(wǎng)絡(luò)的工程等級(例如，ad hoc網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn))。在該實(shí)施例中，與中央數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)的ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的無線站點(diǎn)可以事先知道工程功率等級，或者可以從周期性地在建立信道上廣播發(fā)射等級的中央數(shù)據(jù)庫獲得工程功率等級。
如果步驟1807確定發(fā)送數(shù)據(jù)庫信息，則在步驟1809中所述中央數(shù)據(jù)庫發(fā)送數(shù)據(jù)庫信息，所述數(shù)據(jù)庫信息包含由ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的參與無線站點(diǎn)測量的干擾等級。如果中央數(shù)據(jù)庫在當(dāng)前時間(與例如圖2所示信道突發(fā)211的時間片相對應(yīng))沒有在建立信道中發(fā)送數(shù)據(jù)庫信息，則如步驟1811所確定的中央數(shù)據(jù)庫為了信道狀態(tài)信息(例如，如圖14所示的信息1400)而監(jiān)控建立信道。如果從無線站點(diǎn)接收到信道狀態(tài)信息，則在步驟1813中中央數(shù)據(jù)庫更新狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(例如，數(shù)據(jù)庫1500)。
在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，中央數(shù)據(jù)庫可以利用頻譜分析儀(未示出但是相似于前面在圖13中描述的用于測量站點(diǎn)1301的頻譜分析儀)來掃描頻譜和測量信道上的干擾。假定知道無線站點(diǎn)與測量站點(diǎn)的距離與相互關(guān)系，在無線站點(diǎn)(終端)處可以預(yù)計(jì)在測量站點(diǎn)處測量的干擾等級。
圖19示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對于ad hoc站點(diǎn)的信道掃描過程1900。如果無線站點(diǎn)(例如，收發(fā)機(jī)300和400)沒有正在處理廣播信道時間片，則該無線站點(diǎn)可以測量在相應(yīng)廣播信道上的相應(yīng)的干擾等級，以構(gòu)成信道狀態(tài)信息1400。另外，無線站點(diǎn)可以在沒被使用的信道上發(fā)射或接收數(shù)據(jù)。
參照圖19，如由步驟1901所確定的，如果廣播信道不是“激活”或“當(dāng)前”廣播信道，則在步驟1903中無線信道掃描廣播信道，以測量廣播信道上的干擾等級。無線站點(diǎn)可以使用多個測量來確定干擾等級，以獲得期望的可信度。在步驟1905中，利用在步驟1903中確定的所測量干擾等級來更新數(shù)據(jù)庫1500。
如果步驟1907確定廣播信道包含將被無線站點(diǎn)處理的DVB內(nèi)容，則在步驟1909中無線站點(diǎn)處理廣播信道中的時間片。一旦廣播信道被處理，無線站點(diǎn)則在步驟1911中等待下一廣播信道。
圖20示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于ad hoc站點(diǎn)的數(shù)據(jù)發(fā)送過程2000。在與過程2000相關(guān)聯(lián)的情形中，無線站點(diǎn)期望向ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的另一無線站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。在步驟2001中，無線站點(diǎn)確定廣播信道是否與建立信道相對應(yīng)。如果不相對應(yīng)，則在步驟2009中無線站點(diǎn)等待下一廣播信道。如果廣播信道與建立信道相對應(yīng)，則在步驟2003(與圖21中所示的步驟2100相對應(yīng)，這將在下面描述)中無線站點(diǎn)確定發(fā)射功率等級，以與其它無線站點(diǎn)通信，同時將ad hoc網(wǎng)絡(luò)中的無線站點(diǎn)處的干擾等級保持在最大可接受等級之下。如果步驟2003成功，如由步驟2005所確定的，則在步驟2007中無線站點(diǎn)在建立信道上建立連接。反之，無線站點(diǎn)中止所述試圖，并可以在隨后的與建立信道相應(yīng)的時間片中重試。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)無線站點(diǎn)在建立信道上與另一無線站點(diǎn)建立連接時，在步驟2007中執(zhí)行信道協(xié)商，以選擇用于在無線站點(diǎn)之間通信數(shù)據(jù)的廣播信道。在本發(fā)明的實(shí)施例中，無線站點(diǎn)可以在建立信道上與中央數(shù)據(jù)庫(例如，如圖13所示的測量站點(diǎn)1301)建立連接，以協(xié)商用于與另一無線站點(diǎn)進(jìn)行通信的廣播信道。此外，信道協(xié)商可以選擇多個廣播信道，從而獲得更大的帶寬，以提高數(shù)據(jù)速率。例如，選擇多個廣播信道可以支持非信道化的數(shù)據(jù)連接，其中沒有為數(shù)據(jù)指定特定的廣播信道。在步驟2011中，如果廣播信道與所選擇的廣播信道不相對應(yīng)，則在步驟2019中無線站點(diǎn)等待下一廣播信道。
當(dāng)無線站點(diǎn)確定廣播信道是所選擇的廣播信道時，在步驟2013(與步驟2100相對應(yīng))中無線站點(diǎn)確定發(fā)射功率等級。在步驟2015中，無線站點(diǎn)訪問數(shù)據(jù)庫1500，以確定ad hoc網(wǎng)絡(luò)中任何已知無線站點(diǎn)處的預(yù)計(jì)干擾等級是否不超過最大可接受等級。如果不超過，則在步驟2017中無線站點(diǎn)在所選擇的廣播信道上向其它無線站點(diǎn)發(fā)射數(shù)據(jù)。如果不成功，則無線站點(diǎn)中止該過程，并可以在隨后的時間片中重試。
圖21示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于ad hoc站點(diǎn)的發(fā)射功率確定過程2100。過程2100與如圖20中所示的過程2003和2013相對應(yīng)。在步驟2101中，確定在指定信道上的發(fā)射功率等級。在該實(shí)施例中，如前所述，已知無線站點(diǎn)之間的距離并且假定傳播特性，以確定必需的發(fā)射功率等級?？梢园ㄟM(jìn)功率余量，以提供期望的穩(wěn)健性。(在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，通過無線站點(diǎn)測量所接收的其它無線站點(diǎn)的功率等級并且得知其它無線站點(diǎn)處的發(fā)射等級來確定發(fā)射功率等級。功率差與兩個無線站點(diǎn)之間的功率損耗相對應(yīng)。)一旦確定了發(fā)射功率等級，步驟2103至2113確定在ad hoc網(wǎng)絡(luò)中所有無線站點(diǎn)處的指定廣播信道上的關(guān)聯(lián)預(yù)計(jì)干擾等級是否在最大可接受限度之下。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白，可以利用具有關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來實(shí)施在此公開的示例性實(shí)施例，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含用于控制所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指令。所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以包括至少一個計(jì)算機(jī)，例如微處理器、數(shù)字信號處理器和相關(guān)的外圍電子電路。
雖然已經(jīng)就包括實(shí)施本發(fā)明的目前優(yōu)選方式的具體示例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，存在對上述系統(tǒng)和技術(shù)的多種變型和置換，這些變型和置換落入如權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種支持在廣播系統(tǒng)中數(shù)據(jù)組網(wǎng)的方法，包括(A)由第一無線站點(diǎn)確定與所述廣播系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的多個廣播信道；(B)獲得所接收的關(guān)聯(lián)干擾等級組，其中每個關(guān)聯(lián)干擾等級與所述多個廣播信道中的關(guān)聯(lián)廣播信道相對應(yīng)，所述相關(guān)干擾等級中的每一個是由第二無線站點(diǎn)測量的；(C)由所述第一無線站點(diǎn)確定向所述第二無線站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的發(fā)射功率等級；(D)選擇所述多個廣播信道中的一個信道；以及(E)以所述發(fā)射功率等級，在所述多個廣播信道中的所述一個信道上，在所述第二無線站點(diǎn)和所述第一無線站點(diǎn)之間發(fā)送數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括(F)在所述多個廣播信道中的第二信道上建立連接；以及(G)響應(yīng)(F)，確定所述多個廣播信道中的所述一個信道。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，(F)包括(i)增加在所述多個廣播信道中的所述第二信道上的相應(yīng)發(fā)射功率等級。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，(F)進(jìn)一步包括(ii)重復(fù)(i)，直到達(dá)到最大發(fā)射功率等級。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，(F)進(jìn)一步包括(ii)重復(fù)(i)，直到從另一無線站點(diǎn)接收到響應(yīng)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述數(shù)據(jù)對應(yīng)于從包括圖像、視頻文件、音頻文件和多媒體文件的組中選擇的文件類型。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括(F)選擇所述多個廣播信道中的另一信道；(G)在所述多個廣播信道中的所述一個信道連同所述另一信道上，在所述第二無線站點(diǎn)和所述第一無線站點(diǎn)之間發(fā)送數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述多個廣播信道中的所述一個信道和所述另一信道被配置為非信道化的數(shù)據(jù)連接。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述關(guān)聯(lián)干擾等級中的每一個與干擾溫度相對應(yīng)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括(F)由所述第一無線站點(diǎn)在當(dāng)前信道上接收廣播服務(wù)，其中，所述當(dāng)前信道被包含在所述多個廣播信道中。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，(C)包括(i)確定所述第一無線站點(diǎn)和所述第二無線站點(diǎn)之間的距離；以及(ii)調(diào)節(jié)所述發(fā)射功率等級，以補(bǔ)償由傳送所述數(shù)據(jù)的信號引起的傳播損耗。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，(C)包括(i)確定來自所述第二無線站點(diǎn)的信號的發(fā)射等級；(ii)由所述第一無線站點(diǎn)測量所述信號的接收信號等級；以及(iii)從所述發(fā)射等級減去所述接收信號等級，從而獲得傳播損耗。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，(D)包括(i)查明所發(fā)射的信號不導(dǎo)致預(yù)計(jì)的干擾等級超過最大等級。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括(F)確定接收廣播信道是否正在被所述廣播系統(tǒng)利用，從而將所述接收廣播信道指定為激活；以及(G)如果所述接收廣播信道為激活，則不將所述廣播信道用于adhoc數(shù)據(jù)組網(wǎng)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，(F)包括(i)確定在所述接收廣播信道上的傳輸參數(shù)信令信息的出現(xiàn)。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，(F)包括(i)分析所接收的網(wǎng)絡(luò)信息表。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括(F)分析所述多個廣播信道的頻譜。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，(E)包括(i)將數(shù)據(jù)包括在時間片傳輸中。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述廣播系統(tǒng)是從包括DVB-H系統(tǒng)、DVB-T系統(tǒng)、ATSC系統(tǒng)和ISDB-T系統(tǒng)的組中選擇的。
20.如權(quán)利要求1所述的方法。其中，(B)包括(i)從數(shù)據(jù)庫訪問所述所接收的相關(guān)干擾等級組。
21.如權(quán)利要求1所述的方法。其中，(B)包括(i)從所述第二無線站點(diǎn)接收所述所接收的相關(guān)干擾等級組。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其中，(B)進(jìn)一步包括(ii)增加在建立信道上的相應(yīng)發(fā)射功率等級，其中，所述第一無線站點(diǎn)在所述建立信道上從所述第二無線站點(diǎn)接收所述所接收的相關(guān)干擾等級組。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，(B)進(jìn)一步包括(iii)重復(fù)(ii)，直到達(dá)到最大發(fā)射功率等級。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，(B)進(jìn)一步包括(iii)重復(fù)(ii)，直到從所述第二無線站點(diǎn)接收到響應(yīng)。
25.一種具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令用于執(zhí)行權(quán)利要求1中所述的步驟。
26.一種具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令用于執(zhí)行權(quán)利要求2中所述的步驟。
27.一種具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令用于執(zhí)行權(quán)利要求7中所述的步驟。
28.一種具有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令用于執(zhí)行權(quán)利要求10中所述的步驟。
29.一種支持在廣播系統(tǒng)中數(shù)據(jù)組網(wǎng)的收發(fā)機(jī)，包括接收機(jī)，接收多個廣播信道；發(fā)射機(jī)，以所確定的發(fā)射等級在第一廣播信道上發(fā)射信號，其中，所述信號包含數(shù)據(jù)，其中，所述信號不會導(dǎo)致在其它收發(fā)機(jī)處的預(yù)計(jì)干擾等級超過閾值，并且其中，所述第一廣播信道沒有被所述廣播系統(tǒng)用于支持廣播服務(wù)；以及干擾測量模塊，其為所述多個廣播信道中的每一個確定相應(yīng)的干擾等級，所述相應(yīng)的干擾等級是在所述收發(fā)機(jī)處測量的。
30.如權(quán)利要求29所述的收發(fā)機(jī)，其中，所述收發(fā)機(jī)接收所述多個廣播信道中的第二廣播信道，所述第二廣播信道支持廣播服務(wù)，所述收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括處理器，其處理所述第二廣播信道，從而獲得廣播內(nèi)容。
31.如權(quán)利要求30所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括顯示器，其呈現(xiàn)所接收的數(shù)據(jù)。
32.如權(quán)利要求29所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)庫，其存儲所述相應(yīng)的干擾等級。
33.如權(quán)利要求32所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括處理器，其訪問所述數(shù)據(jù)庫以訪問所述相應(yīng)的干擾等級，并且在所述多個廣播信道中的一個信道上向另一收發(fā)機(jī)發(fā)送信號，所述信號傳送所述相應(yīng)的干擾等級。
34.如權(quán)利要求32所述的收發(fā)機(jī)，其中，所述接收機(jī)接收用于傳送關(guān)聯(lián)干擾等級的所接收信號，所述關(guān)聯(lián)干擾等級是在另一收發(fā)機(jī)處測量的，并且所述收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括處理器，其利用所述關(guān)聯(lián)干擾等級來確定在所述另一收發(fā)機(jī)處的預(yù)計(jì)干擾等級是否超過所述閾值。
35.如權(quán)利要求29所述的收發(fā)機(jī)，其中，所述接收機(jī)接收所選擇的廣播信道，其中，所述所選擇的廣播信道包含所接收的數(shù)據(jù)。
36.如權(quán)利要求29所述的收發(fā)機(jī)，進(jìn)一步包括另一接收機(jī)，其接收與所述多個廣播信道不同的無線電信道。
37.如權(quán)利要求36所述的收發(fā)機(jī)，其中，所述另一接收機(jī)接收用于傳送關(guān)聯(lián)干擾等級的所接收信號，所述關(guān)聯(lián)干擾等級是在另一收發(fā)機(jī)處測量的，并且所述收發(fā)機(jī)進(jìn)一步包括處理器，利用所述關(guān)聯(lián)干擾等級來確定在所述另一收發(fā)機(jī)處的預(yù)計(jì)干擾等級是否超過所述閾值。
38.一種用于使多個從無線站點(diǎn)能夠在服務(wù)于至少一個主無線站點(diǎn)的通信系統(tǒng)中相互通信的方法，所述通信系統(tǒng)被分配有獲允許頻譜，所述方法包括(A)由第一無線站點(diǎn)與測量站點(diǎn)協(xié)商與第二無線站點(diǎn)的進(jìn)一步通信；(B)如果所述測量站點(diǎn)允許，則由所述第一無線站點(diǎn)與所述第二無線站點(diǎn)建立連接；以及(C)在所述獲允許頻譜的一部分上與所述第二無線站點(diǎn)通信。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其中，(A)包括(i)利用不同的頻譜來與所述測量站點(diǎn)通信，其中，所述不同的頻譜與所分配的頻譜不同。
40.一種用于支持在數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)中數(shù)據(jù)組網(wǎng)的方法，所述數(shù)字視頻廣播系統(tǒng)與多個廣播信道相關(guān)聯(lián)，所述方法包括(A)由第一無線站點(diǎn)在特定的廣播信道上接收廣播服務(wù)；(B)由所述第一無線站點(diǎn)確定一組測量的相應(yīng)干擾等級，所述相應(yīng)干擾等級中的每一個與所述多個廣播信道中的相應(yīng)廣播信道相對應(yīng)，所述相關(guān)干擾等級中的每一個是由所述第一無線站點(diǎn)測量的；(C)獲得一組接收的相關(guān)干擾等級，所述相關(guān)干擾等級與所述多個廣播信道相對應(yīng)，所述相關(guān)干擾等級中的每一個是由第二無線站點(diǎn)測量的；(D)由所述第一無線站點(diǎn)選擇所述多個廣播信道中的一個信道，其中，在所述第二無線站點(diǎn)處的第一預(yù)計(jì)干擾等級不超過在所述多個廣播信道中的所述一個信道上的預(yù)定閾值；(E)在所述多個廣播信道中的所述一個信道上，在所述第一無線站點(diǎn)和所述第二無線站點(diǎn)之間建立通信連接；(F)響應(yīng)(E)，選擇所述多個廣播信道中的第二信道，其中，第二預(yù)計(jì)干擾等級不超過所述預(yù)定閾值；以及(H)在所述多個廣播信道中的所述第二信道上，從所述第一無線站點(diǎn)向所述第二無線站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。
41.一種用于使多個從無線站點(diǎn)能夠在服務(wù)于至少一個主無線站點(diǎn)的通信系統(tǒng)中相互通信的方法，包括(A)由第一無線站點(diǎn)測量可用頻譜；(B)與第二無線站點(diǎn)協(xié)商所述可用頻譜的一部分；(C)基于余量等級以及所述第一無線站點(diǎn)和所述第二無線站點(diǎn)的位置確定發(fā)射功率等級，所述余量等級基于所監(jiān)控的信號等級和干擾溫度閾值；以及(D)在頻譜的所述部分上，以所述發(fā)射功率等級向所述第二無線站點(diǎn)發(fā)射信號。
42.一種用于使多個從無線站點(diǎn)能夠在服務(wù)于至少一個主無線站點(diǎn)的通信系統(tǒng)中相互通信的方法，所述通信系統(tǒng)被分配有頻譜，所述方法包括(A)獲得對所述多個從無線站點(diǎn)的干擾等級測量，每個干擾等級測量與相應(yīng)信道上的相應(yīng)從無線站點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，所述相應(yīng)信道被包含在所述頻譜中；(B)從第一從無線站點(diǎn)接收請求，從而與第二從無線站點(diǎn)建立通信連接；(C)在所述頻譜中選擇所選信道；(D)為所述第一從無線站點(diǎn)確定第一發(fā)射功率等級，其中，在所述多個從無線站點(diǎn)中的每個處的預(yù)計(jì)干擾等級在最大可接受等級之下；以及(E)提供信道信息，并向所述第一從無線站點(diǎn)發(fā)送功率等級信息。
全文摘要
本發(fā)明提供了利用無線通信系統(tǒng)中所分配的頻譜的未使用部分來向無線站點(diǎn)廣播內(nèi)容的方法和裝置。第一無線站點(diǎn)可以在空閑廣播信道上與第二無線站點(diǎn)通信，同時將其它無線站點(diǎn)處的所造成的干擾等級保持在可接受的最大限度之下。使用在無線站點(diǎn)處測量的干擾等級信息，無線站點(diǎn)可以在建立信道上與其它無線站點(diǎn)協(xié)商在一個或多個廣播信道上的隨后通信。無線站點(diǎn)可以接收在與廣播信道相對應(yīng)的并且由所述無線站點(diǎn)進(jìn)一步處理的時間片上的廣播內(nèi)容。反之，無線站點(diǎn)可以利用相對應(yīng)的時間來測量相對應(yīng)的信道的干擾等級，或者可以向另一無線站點(diǎn)發(fā)射數(shù)據(jù)或從另一無線站點(diǎn)接收數(shù)據(jù)。
文檔編號H04B7/005GK101040470SQ200580034834
公開日2007年9月19日 申請日期2005年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月20日
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