專利名稱：用于在無線信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及通信和與無線通信相關(guān)的技術(shù)。更具體來說，本發(fā)明涉及用于在 無線信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
無線通信網(wǎng)絡(luò)經(jīng)廣泛部署以提供例如語音、包數(shù)據(jù)、廣播等的各種類型的服務(wù)。舉 例來說，這些無線網(wǎng)絡(luò)包括碼分多址2000(CDMA2000)網(wǎng)絡(luò)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM) 網(wǎng)絡(luò)、寬帶碼分多址(W-CDMA)網(wǎng)絡(luò)和微波接入全球互通(WiMAX)網(wǎng)絡(luò)。
每一無線網(wǎng)絡(luò)利用一特定空中接口以支持無線通信且通常進(jìn)一步實(shí)施支持漫游和 高級(jí)服務(wù)的特定移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議。舉例來說，W-CDMA網(wǎng)絡(luò)利用碼分多址(CDMA) 空中接口和GSMEDGE無線電接入網(wǎng)絡(luò)(GERAN)網(wǎng)絡(luò)連接協(xié)議。
上文引用的電信標(biāo)準(zhǔn)為可經(jīng)實(shí)施以傳輸語音和/或數(shù)據(jù)的各種通信系統(tǒng)中的一些的 實(shí)例。在這些系統(tǒng)內(nèi)，多個(gè)信道可用于由多個(gè)類型的傳輸利用。為了識(shí)別未使用的頻譜， 這些系統(tǒng)內(nèi)的裝置可掃描這些信道的頻譜，然而，可能并未檢測到使用一頻譜的某些類 型的傳輸。同樣，可通過用于在無線信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的經(jīng)改進(jìn)的系統(tǒng)和方法 來實(shí)現(xiàn)益處。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于在無線頻譜信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的方法。將信號(hào)的頻率從第一頻率轉(zhuǎn)換成第二頻率。對(duì)具有第二頻率的信號(hào)進(jìn)行濾波以移除不在第二頻率的帶內(nèi)的信號(hào)。 計(jì)算所述信號(hào)的平均周期圖。將所述平均周期圖的值與閾值進(jìn)行比較。如果平均周期圖 的值超過所述閾值，則檢測傳輸信號(hào)的存在。
還描述一種用于在無線頻譜信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的無線裝置。所述無線裝置 包括處理器和與所述處理器進(jìn)行電子通信的存儲(chǔ)器。指令存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中。將信號(hào)的頻 率從第一頻率轉(zhuǎn)換成第二頻率。對(duì)具有第二頻率的信號(hào)進(jìn)行濾波以移除不在第二頻率的 帶內(nèi)的信號(hào)。計(jì)算所述信號(hào)的平均周期圖。將所述平均周期圖的值與閾值進(jìn)行比較。如 果平均周期圖的值超過所述閾值，則檢測傳輸信號(hào)的存在。
還描述一種經(jīng)配置以在無線頻譜信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的設(shè)備。所述設(shè)備包括 用于將信號(hào)的頻率從第一頻率轉(zhuǎn)換成第二頻率的裝置和用于濾波具有第二頻率的信號(hào) 以移除不在第二頻率的帶內(nèi)的信號(hào)的裝置。所述設(shè)備還包括用于計(jì)算所述信號(hào)的平均周 期圖的裝置。所述設(shè)備進(jìn)一步包括用于將平均周期圖的值與閾值進(jìn)行比較的裝置和用于 如果平均周期圖的值超過所述閾值則檢測傳輸信號(hào)的存在的裝置。
還描述一種用于在無線頻譜信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。所述計(jì) 算機(jī)程序產(chǎn)品包括在上面具有指令的計(jì)算機(jī)可讀媒體。所述指令包括用于將信號(hào)的頻率 從第一頻率轉(zhuǎn)換成第二頻率的代碼和用于濾波具有第二頻率的信號(hào)以移除不在第二頻 率的帶內(nèi)的信號(hào)的代碼。所述指令還包括用于計(jì)算所述信號(hào)的平均周期圖的代碼。所述 指令進(jìn)一步包括用于將平均周期圖的值與閾值進(jìn)行比較的代碼和用于如果平均周期圖 的值超過所述閾值則檢測傳輸信號(hào)的存在的代碼。
為了識(shí)別射頻(RF)頻譜中的未使用頻帶，認(rèn)知無線電掃描所述RF頻譜。未使用 的頻帶可用于未經(jīng)許可的無線操作。下文將掃描RF頻譜以識(shí)別未使用頻帶的過程稱為 "頻譜感測"。在一些實(shí)例中，在某一地理區(qū)域中的未使用的電視(TV)信道用于未經(jīng)許 可的認(rèn)知無線電操作。下文常將這些未使用的TV信道稱為"空白空間(whitespace)"。
電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)已形成一工作組(即，IEEE 802.22)以開發(fā)用于在 這些地理上未使用的TV信道中操作的無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WRAN)的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE標(biāo)準(zhǔn)包括 用于識(shí)別這些未使用的TV信道的認(rèn)知無線電技術(shù)。存在可能占用TV信道的若干可能 的經(jīng)許可傳輸。這些傳輸?shù)囊恍?shí)例包括模擬TV、高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC)數(shù)字 TV、專業(yè)無線麥克風(fēng)等。在一個(gè)實(shí)例中，如果經(jīng)許可傳輸在某一功率閾值之上，則將 TV信道視為被占用，否則，將所述TV信道視為未被占用且因此可用于未經(jīng)許可的無線 使用。本系統(tǒng)和方法描述一種識(shí)別未由ATSC電視傳輸占用的TV信道的方法。
認(rèn)知無線電具有掃描頻譜和感測來自經(jīng)許可傳輸?shù)男盘?hào)存在的能力。所述認(rèn)知無線電感測處于低信噪比(SNR)的信號(hào)的存在。此原因在于認(rèn)知無線電可在衰減位置中且 應(yīng)仍能夠檢測經(jīng)許可傳輸。IEEE 802.22 WRAN包括一感測條件，所述感測條件使來自 ATSC傳輸?shù)男盘?hào)(下文中稱為"ATSC信號(hào)")在-116dBm下被檢測到，-116dBm對(duì)應(yīng) 于大約-21分貝(dB) SNR。因此，ATSC信號(hào)比噪聲水平弱21 dB。
ATSC信號(hào)包括認(rèn)知無線電可用于檢測弱ATSC信號(hào)的若干特征。這些特征中的一 者包括正弦導(dǎo)頻信號(hào)。此導(dǎo)頻信號(hào)比ATSC信號(hào)的數(shù)據(jù)部分弱11.3 dB。先前系統(tǒng)和方法 已建議使用10千赫(KHz)濾波器來濾波導(dǎo)頻信號(hào)的頻率且接著使用所得信號(hào)的功率來 檢測ATSC信號(hào)的存在，然而，此方法不滿足上文提供的正EE 802.22的感測條件。本 系統(tǒng)和方法描述一種確定哪些TV信道由經(jīng)許可傳輸(例如ATSC傳輸)占用的方法， 其中SNR甚至低于如由IEEE 802.22工作組所提出的-21 dB SNR。


圖1說明根據(jù)本系統(tǒng)和方法的一個(gè)實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)配置； 圖2為說明用戶裝置的另一實(shí)例的方框圖3為說明用于確定信道是否由經(jīng)許可傳輸占用的方法的一個(gè)實(shí)例的流程圖3A說明對(duì)應(yīng)于圖3中所示的方法的裝置加功能塊；
圖4為說明將第一頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成第二頻率信號(hào)的過程的一個(gè)實(shí)例；
圖5為說明將所述第二頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成復(fù)合基帶信號(hào)的過程的一個(gè)實(shí)例；
圖6為說明將所述第二頻率信號(hào)轉(zhuǎn)換成復(fù)合基帶信號(hào)的過程的另一實(shí)例；
圖7為說明計(jì)算平均周期圖的一個(gè)實(shí)例的過程；以及
圖8說明可用于無線裝置中的各種組件。
具體實(shí)施例方式
圖1說明根據(jù)本系統(tǒng)和方法的一個(gè)實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)配置100。配置100包括多個(gè)基站110、 112、 114、 116、 118和多個(gè)用戶裝置108A到108K。用戶裝置108A到108K可為認(rèn)知 無線電裝置、無線裝置、移動(dòng)臺(tái)等。配置IOO還包括多個(gè)服務(wù)區(qū)域150、 152、 154、 156、 158。第一服務(wù)區(qū)域150包括第一基站IIO和多個(gè)用戶裝置108A到108K。第一服務(wù)區(qū) 域150可與第二服務(wù)區(qū)域152、第三服務(wù)區(qū)域154、第四服務(wù)區(qū)域156和第五服務(wù)區(qū)域 158重疊。如所示， 一些用戶裝置可位于由不同服務(wù)區(qū)域所重疊的服務(wù)區(qū)域中。
多個(gè)基站IIO、 112、 114、 116、 118可將服務(wù)提供到位于其各自服務(wù)區(qū)域中的用戶裝置。舉例來說，第一基站110可將服務(wù)提供到位于第一服務(wù)區(qū)域150中的用戶裝置并 執(zhí)行與其的通信。多個(gè)用戶裝置108A到108K中的每一者可掃描由一個(gè)或一個(gè)以上基 站110、 112、 114、 116、 118利用的頻帶以及由其它用戶裝置使用的頻率。位于兩個(gè)服 務(wù)區(qū)域之間的重疊區(qū)域中的用戶裝置可掃描由在重疊區(qū)域中提供服務(wù)的每一基站所利 用的頻帶。所述用戶裝置中的每一者也可感測信道是否由經(jīng)許可傳輸占用。舉例來說， 每一用戶裝置可感測TV信道當(dāng)前是否由經(jīng)許可ATSC傳輸占用。未經(jīng)占用的信道可由 用戶裝置108A到108K用于未經(jīng)許可的無線操作。
在一個(gè)實(shí)例中，ATSC信號(hào)占用6兆赫(MHz) TV信道。TV信道可在從低極高頻 (VHF)頻帶中的54 MHz到超高頻(UHF)頻帶中的698 MHz的范圍內(nèi)?？稍贏TSC 基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻(RF)信號(hào)和傳輸所述信號(hào)之前將正弦導(dǎo)頻信號(hào)插入到ATSC基帶 信號(hào)中?？上鄬?duì)于正使用的TV信道的下部帶邊緣來指定導(dǎo)頻信號(hào)的頻率?？纱嬖诳墒?用的多個(gè)不同導(dǎo)頻頻率。在一個(gè)實(shí)例中，通過外部條件來確定確切的導(dǎo)頻頻率。舉例來 說，可基于同一地理區(qū)域中存在的其它TV信號(hào)來確定確切的導(dǎo)頻頻率。兩個(gè)可能的導(dǎo) 頻頻率可為以下所示
ATSC導(dǎo)頻頻率 i9440.559士Hz 1^843.6士Hz 表1
圖2為說明用戶裝置208的另一實(shí)例的方框圖。用戶裝置208可為認(rèn)知無線電、無 線站、用戶裝備(UE)等。頻率轉(zhuǎn)換器202可通過使用正弦本地振蕩器混合經(jīng)接收的 RF信號(hào)而將所述經(jīng)接收的RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成中頻(IF)信號(hào)。在(相對(duì)于6 MHz IF頻帶 的下部帶邊緣轉(zhuǎn)換成IF后，經(jīng)接收信號(hào)的導(dǎo)頻頻率為用于傳輸?shù)耐恢担欢?，接?器本地振蕩器(LO)頻率的任何誤差可導(dǎo)致導(dǎo)頻頻率上的未知偏移。如果LO準(zhǔn)確到i
百萬分之S(ppm)內(nèi)且LO頻率為^，則LO頻率誤差可由下式給出
￡O_=(±。(/0)Hz 式i
LO頻率乂可為RF頻率與IF頻率之間的差。對(duì)于ATSC信號(hào)，LO頻率乂可小于 700 MHz。因此，最差狀況的LO頻率誤差可為下式
8丄0_ = (±700。 Hz 式2
作為LO頻率誤差的結(jié)果，在IF下(且隨后在基帶下)的導(dǎo)頻頻率力的范圍在下式
之間
309440.559-(7005 +10) < /p < 328843.6+ (700<5 +10) 式3
對(duì)于具有準(zhǔn)確度為2ppm (5 = 2)的高度準(zhǔn)確LO，導(dǎo)頻頻率/p的范圍在下式之間 308030.559 < /p < 330253.6 《4
因此，存在在IF下的導(dǎo)頻頻率不確定度，其大致為
△/ = 22.223 KHz 式5
插入到ATSC信號(hào)中的導(dǎo)頻信號(hào)的頻率應(yīng)為包括大于由等式5提供的導(dǎo)頻頻率不確 定度的帶寬的頻率。
信號(hào)濾波器204可用于從經(jīng)轉(zhuǎn)換的頻率信號(hào)濾出任何帶外信號(hào)。在一個(gè)實(shí)例中，信 號(hào)轉(zhuǎn)換器206將IF信號(hào)轉(zhuǎn)換成復(fù)合信號(hào)。所得復(fù)合信號(hào)可通過信號(hào)濾波器204來濾波， 以俘獲ATSC導(dǎo)頻信號(hào)。周期圖產(chǎn)生器208可用于產(chǎn)生平均周期圖。功率譜估計(jì)器210 可使用平均周期圖來估計(jì)復(fù)合信號(hào)的功率譜。測試統(tǒng)計(jì)值比較器212可將平均周期圖的 值與預(yù)定闞值進(jìn)行比較。如果平均周期圖的所述值超過所述閾值，則可確定ATSC信號(hào) 存在于特定TV信道中。換句話說，可確定特定TV信道已被經(jīng)許可傳輸占用。
圖3為說明用于確定信道是否由經(jīng)許可傳輸占用的方法300的一個(gè)實(shí)例的流程圖。 在一個(gè)實(shí)例中，信道為TV信道且經(jīng)許可傳輸為ATSC傳輸。可將信號(hào)的頻率從第一頻 率轉(zhuǎn)換302到第二頻率。舉例來說，可將RF信號(hào)轉(zhuǎn)換成IF信號(hào)?？墒褂帽镜卣袷幤?LO) 和RF混頻器來轉(zhuǎn)換302信號(hào)。具有第二頻率的信號(hào)可被濾波304。在一個(gè)實(shí)例中，對(duì) IF信號(hào)進(jìn)行濾波304以移除帶外信號(hào)?？蓪⒕哂械诙l率的信號(hào)轉(zhuǎn)換306成復(fù)合基帶信 號(hào)。所述復(fù)合基帶信號(hào)也可被濾波。在一個(gè)實(shí)例中，計(jì)算308復(fù)合基帶信號(hào)的平均周期 圖。另外，還基于平均周期圖來計(jì)算復(fù)合基帶信號(hào)的功率譜的估計(jì)?？蓪⑵骄芷趫D與
9閾值進(jìn)行比較310。比較310的結(jié)果確定信道是由經(jīng)許可傳輸占用還是未由經(jīng)許可傳輸 占用。
可通過對(duì)應(yīng)于圖3A中所說明的裝置加功能塊的各種硬件和/或軟件組件和/或模塊 來執(zhí)行上文所描述的圖3的方法。換句話說，圖3A中所說明的塊302A到310A對(duì)應(yīng)于 圖3中所說明的裝置加功能塊302到310。
圖4為說明將第一頻率信號(hào)402轉(zhuǎn)換成第二頻率信號(hào)410的過程400的一個(gè)實(shí)例。 第一頻率信號(hào)402可為RF信號(hào)且提供到混頻器406 (例如，RF混頻器)。第一頻率信 號(hào)402可與由本地振蕩器408提供的正弦信號(hào)混合。正弦信號(hào)可為cos(2ti/w")，其中本 地振蕩器408的頻率/i^為第一頻率與第二頻率(即，RF與IF)之間的差。可通過信 號(hào)濾波器404來濾波未經(jīng)濾波的第二頻率信號(hào)以產(chǎn)生第二頻率信號(hào)410。信號(hào)濾波器404 可為6MHzIF帶通濾波器，其濾出任何帶外信號(hào)。
圖5為說明將第二頻率信號(hào)510轉(zhuǎn)換成復(fù)合基帶信號(hào)514、 516的過程500的一個(gè) 實(shí)例。過程500可實(shí)施低語音模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)和模擬濾波?？蓪⒌诙l率信號(hào) 510發(fā)送到第一混頻器506A以與來自第一本地振蕩器508A的正弦信號(hào)混合。來自第一 本地振蕩器的正弦信號(hào)可為COS(27c/iO20。也可將第二頻率信號(hào)510發(fā)送到第二混頻器 506B以與來自第二本地振蕩器508B的正弦信號(hào)混合。來自第二本地振蕩器508B的正 弦信號(hào)可為sin(27i/ioW)。
以下提供確定頻率/i02的過程的一個(gè)實(shí)例。在一個(gè)實(shí)例中，在兩個(gè)可能的ATSC導(dǎo) 頻頻率(上文表l中所說明)中間的頻率經(jīng)轉(zhuǎn)換成直流(DC)信號(hào)的頻率。DC信號(hào)處 于頻率/= 0下。兩個(gè)ATSC導(dǎo)頻頻率中間的頻率由下式提供
<formula>formula see original document page 10</formula> 式6
可指定IF頻率加。IF頻率的一個(gè)實(shí)例可為5.38MHz，然而，可指定另一IF頻率。 如先前在上文所述，ATSC導(dǎo)頻是參考6 MHz TV信道的下部帶邊緣?；趶牡仁?計(jì) 算出的中間頻率和IF頻率力f,用于從IF信號(hào)轉(zhuǎn)換成復(fù)合基帶信號(hào)的本地振蕩器508A、 508B的頻率為下式
<formula>formula see original document page 10</formula>式通過具有低通濾波器的信號(hào)模擬濾波器504A、 504B來濾波未經(jīng)濾波的混合信號(hào)， 所述低通濾波器具有足夠?qū)捯苑@ATSC導(dǎo)頻信號(hào)的帶寬。下文可將低通模擬濾波器的 帶寬稱為"BW"。在一個(gè)實(shí)例中，將實(shí)際BW選擇為比上文在等式5中所描述的導(dǎo)頻頻 率不確定度寬?？墒褂媚M到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC) 512A、 512B以至少BWHz的取樣速 率對(duì)經(jīng)濾波的復(fù)合信號(hào)進(jìn)行取樣。在一些實(shí)例中，取樣速率大于BW。復(fù)合信號(hào)514的 同相分量和復(fù)合信號(hào)516的正交分量可為過程500的輸出。
圖6為說明將第二頻率信號(hào)610轉(zhuǎn)換成復(fù)合基帶信號(hào)620、 622的過程600的另一 實(shí)例。與圖5中所描述的過程500相比，圖6中所說明的過程600可實(shí)施高速ADC和 數(shù)字濾波。因?yàn)橥浑娐房捎糜诟袦y經(jīng)許可的傳輸(例如，ATSC傳輸)，所以當(dāng)實(shí)施高 速模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換以用于感測其它原始信號(hào)時(shí)可使用過程600。
可將第二頻率信號(hào)610提供到第一混頻器606A以與來自第一振蕩器608A的正弦 信號(hào)混合。來自第一本地振蕩器608A的正弦信號(hào)可包括cos(2兀Ao力。也可將第二頻率 信號(hào)610發(fā)送到第二混頻器606B以與來自第二本地振蕩器608B的正弦信號(hào)混合。來自 第二本地振蕩器608B的正弦信號(hào)可為sin(2兀/io乂)。可將第二頻率信號(hào)610轉(zhuǎn)換成復(fù)合 模擬基帶信號(hào)(其中6MHz ATSC信號(hào)集中于DC)。因此，第一本地振蕩器608A和第 二本地振蕩器608B的頻率/iw可為如下式所提供的IF頻率
/i。3 = //f 式8
可將經(jīng)混合、未經(jīng)濾波的信號(hào)發(fā)送到信號(hào)模擬濾波器604A、 604B以使用低通濾波 器進(jìn)行濾波并由ADC 612A、 612B以至少6 MHz的取樣速率/,進(jìn)行取樣。可對(duì)復(fù)合信 號(hào)614、 616進(jìn)行數(shù)字頻率變換以使可能的ATSC導(dǎo)頻頻率中間的頻率變?yōu)镈C。
將復(fù)合信號(hào)614的同相分量發(fā)送到第一混頻器606C以與來自第三本地振蕩器608C 的正弦信號(hào)混合。來自第三本地振蕩器608C的正弦信號(hào)可為cos(2t!/w力。將復(fù)合信號(hào) 616的正交分量發(fā)送到第二混頻器606D以與來自第四本地振蕩器608D的正弦信號(hào)混 合。來自第三本地振蕩器608C的正弦信號(hào)可為sin(2Tt/ioW)。用于變換可能的ATSC導(dǎo) 頻頻率中間的頻率的數(shù)字頻率變換的第三本地振蕩器608C和第四本地振蕩器608D的頻 率/ ^可由下式給出
/￡O4=-3xl06+319142.1 Hz 式9由于此頻率變換是在數(shù)字域中執(zhí)行，所以通過使/i^除以取樣速率/,而將模擬頻率 /i 變換成數(shù)字域。
將模擬濾波信號(hào)發(fā)送到第一抽取階段620A和第二抽取階段620B。抽取階段620A、 620B包括使用低通濾波器來濾波經(jīng)模擬濾波信號(hào)的數(shù)字信號(hào)濾波器604C、 604D，所述 低通濾波器的帶寬等于BW。可將數(shù)字信號(hào)濾波器的帶寬稱為DBW。 BW可足夠大以俘 獲與等式5中所提供的導(dǎo)頻頻率不確定度相等的ATSC導(dǎo)頻。數(shù)字信號(hào)濾波器604C、 604D的DBW可為由取樣速率/,除的BW。
可將經(jīng)數(shù)字濾波的信號(hào)發(fā)送到向下取樣器618A、 618B，其以以下速率向下取樣所 述信號(hào)-
丄
式10
在一些實(shí)例中，取樣速率為6 MHz且數(shù)字濾波器604C、 604D的DBW為大約25 KHz。因此，向下取樣速率M為大約240的因子。如先前所述，可將使用數(shù)字濾波器 604C、 604D進(jìn)行的低通濾波和信號(hào)的向下取樣稱為抽取。第一抽取階段620A和第二抽 取階段620B的輸出620、 622可為數(shù)字復(fù)合基帶信號(hào)620、 622。
圖7為說明計(jì)算平均周期圖712的一個(gè)實(shí)例的過程700?？蓪?shù)字復(fù)合基帶信號(hào)724 提供到串行到并行轉(zhuǎn)換器702。在一個(gè)實(shí)例中，數(shù)字復(fù)合基帶信號(hào)724的周期圖由下式 給定-
=丄
式11
求和的自變量可為離散傅立葉變換(DFT)，其可由利用快速傅立葉變換(FFT)的 快速傅立葉變換組件704來實(shí)施。絕對(duì)值組件706提供FFT的絕對(duì)值且FFT的每一輸 出被平方。求和組件將從信號(hào)724取得的樣本一起求和。迭代組件710從信號(hào)724獲得 額外樣本直到獲取預(yù)定數(shù)目的樣本為止。舉例來說，觀測多個(gè)時(shí)段的基帶信號(hào)724。在 每一時(shí)段中，獲得W個(gè)樣本。在一個(gè)實(shí)例中，使用M個(gè)時(shí)段。這些M個(gè)時(shí)段無需在時(shí) 間上鄰近。舉例來說，這些時(shí)段(M,)可周期性地出現(xiàn)。
在一些實(shí)例中，在感測時(shí)間期間停止網(wǎng)絡(luò)傳輸，以便在感測時(shí)間期間最佳地觀測頻
12譜。下文將停止網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母袦y時(shí)間稱為"靜默時(shí)間"。由于感測間隔無需,在時(shí)間上鄰 接，所以可能將其間隔開，使得總靜默時(shí)間被再分為一系列較短靜默時(shí)間。由于在靜默 時(shí)間期間停止網(wǎng)絡(luò)傳輸，所以最小化每一感測間隔的持續(xù)時(shí)間可能是有利的。此可導(dǎo)致 對(duì)網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間的較小影響。舉例來說，如果網(wǎng)絡(luò)正使用規(guī)則幀結(jié)構(gòu)，則感測時(shí)間可被 再分為M個(gè)感測間隔。每一感測間隔可為單一幀的長度且每一感測間隔可由多個(gè)幀分 離。在一個(gè)實(shí)例中，靜默時(shí)間是在單一幀期間對(duì)網(wǎng)絡(luò)等待時(shí)間具有影響。
可計(jì)算針對(duì)每一感測間隔的周期圖。因此，根據(jù)上文實(shí)例，存在M個(gè)周期圖， 一個(gè) 周期圖來自每一感測間隔。本系統(tǒng)和方法可使用平均周期圖712。平均周期圖712可為 來自每一感測間隔的個(gè)別周期圖中的每一者的和除以感測間隔的數(shù)目。可通過求和組件 708來執(zhí)行所述求和。通過下式提供平均周期圖712的一實(shí)例
似ti 式12
在等式12中，^(w)可為在角頻率"下來自第M個(gè)感測間隔的周期圖。如果M為 固定的，則無需除以M。與平均周期圖712進(jìn)行比較的閾值可被縮放M倍。消除除以M 簡化了本系統(tǒng)和方法的復(fù)雜性。
在計(jì)算針對(duì)每一感測間隔的周期圖后，平均周期圖712的最大值可被選擇為測試統(tǒng) 計(jì)值?？扇缦绿峁y試統(tǒng)計(jì)值
7^max[戶0)]
式13
通過來自等式13的測試統(tǒng)計(jì)值是否超過預(yù)定閾值來確定關(guān)于ATSC信號(hào)是否存在 于TV信道中的決策。此決策可表示如下
r〉
A式14
如果測試統(tǒng)計(jì)值r超過閾值c;,則可選擇決策D;，其表示ATSC信號(hào)存在于TV信道中。另一方面，如果測試統(tǒng)計(jì)值不超過所述閾值，則可選擇決策A)，其表示ATSC信 號(hào)并不存在于TV信道中。
在另一實(shí)例中，可進(jìn)行最終檢查以確保測試統(tǒng)計(jì)值未由于來自另一無線系統(tǒng)的干擾
而超過閾值。除了將測試統(tǒng)計(jì)值r與預(yù)定閾值cv進(jìn)行比較外，可計(jì)算作為數(shù)據(jù)的函數(shù)的
第二閾值。如果測試統(tǒng)計(jì)值不超過第二閾值，則可進(jìn)行關(guān)于使用閾值c;的決策是否歸因 于錯(cuò)誤檢測的決策。
在一個(gè)實(shí)例中，平均周期圖712的iV個(gè)值可被標(biāo)記為向量f，可如下提供其條目
<formula>formula see original document page 14</formula>
為了選擇視數(shù)據(jù)而定的第二閾值，可將iV個(gè)值中的靠近iV個(gè)值中的最大值的頻率的
一者或一者以上清零。提供w個(gè)值中的最大值的向量p的指數(shù)可為m。此指數(shù)也可為測
試統(tǒng)計(jì)值，使得
在一個(gè)實(shí)例中，可將靠近指數(shù)m的尸的值清零。可通過下式給出新向:<formula>formula see original document page 14</formula>
換句話說，將周期圖的2A+1個(gè)值(以周期圖最大值所處的位置為中心)清零。視 數(shù)據(jù)而定的第二閾值可為未清零的周期圖值的最大值的縮放版本。可如下提供第二閾 值
<formula>formula see original document page 14</formula>
在一個(gè)實(shí)例中，挑選"的值，以在錯(cuò)誤警報(bào)率與檢測概率之間進(jìn)行調(diào)整。實(shí)施這兩 個(gè)閾值，當(dāng)測試統(tǒng)計(jì)值超過兩個(gè)閾值。和c2中的最大值時(shí)作出ATSC信號(hào)存在于TV信 道中的決策。圖8說明可用于無線裝置802中的各種組件。無線裝置802為可經(jīng)配置以實(shí)施本文 中所描述的各種方法的裝置的一實(shí)例。無線裝置802可為基站110、 112、 114、 116、 118 或用戶裝置108A到108K。
無線裝置802可包括處理器804，處理器804控制無線裝置802的操作。也可將處 理器804稱為中央處理單元(CPU)。存儲(chǔ)器806 (其可包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨 機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM))向處理器804提供指令和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器806的一部分也可包括 非易失性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(NVRAM)。處理器804通?；诖鎯?chǔ)在存儲(chǔ)器806內(nèi)的程序 指令來執(zhí)行邏輯和算術(shù)運(yùn)算。存儲(chǔ)器806中的指令可執(zhí)行以實(shí)施本文中所描述的方法。
無線裝置802也可包括外殼808,其可包括發(fā)射器810和接收器812以允許在無線 裝置802與遠(yuǎn)程位置之間傳輸和接收數(shù)據(jù)。發(fā)射器810和接收器812可組合成收發(fā)器814。 天線816可附接到外殼808并電耦合到收發(fā)器814。無線裝置802也可包括(未圖示) 多個(gè)發(fā)射器、多個(gè)接收器、多個(gè)收發(fā)器和/或多個(gè)天線。
無線裝置802也可包括信號(hào)檢測器818，信號(hào)檢測器818可用于檢測并量化由收發(fā) 器814接收的信號(hào)的電平。信號(hào)檢測器818可檢測例如總能量、每一偽噪聲(PN)碼片 的導(dǎo)頻能量、功率譜密度和其它信號(hào)的信號(hào)。無線裝置802也可包括數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP) 820以用于處理信號(hào)。
無線裝置802的各種組件可通過總線系統(tǒng)822耦合在一起，總線系統(tǒng)822除包括數(shù) 據(jù)總線之外還可包括功率總線、控制信號(hào)總線和狀態(tài)信號(hào)總線。然而，出于清楚起見， 圖8中將各種總線說明為總線系統(tǒng)822。
如本文中所使用，以極其廣泛的意義使用術(shù)語"確定"(和其語法變體)。術(shù)語"確 定"涵蓋廣泛多種動(dòng)作，且因此"確定"可包括計(jì)算(calculating、 computing)、處理、 導(dǎo)出、研究、査找(例如，在表、數(shù)據(jù)庫或另一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找)、查明等。而且，"確 定"可包括接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù))等。而且，"確 定"可包括解析、選擇、挑選、建立等。
可使用多種不同領(lǐng)域和技術(shù)中的任一者來表示信息和信號(hào)。舉例來說，可由電壓、 電流、電磁波、磁場或磁粒子、光學(xué)場或光學(xué)粒子，或其任何組合來表示整個(gè)上文描述 中所參考的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)等。
可使用通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程 門陣列信號(hào)(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或 其經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的任何組合來實(shí)施或執(zhí)行結(jié)合本發(fā)明而描述的各 種說明性邏輯塊、模塊和電路。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，所述處理器可為任何市售的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。也可將處理器實(shí)施為計(jì)算裝置 的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器的組合、 一個(gè)或一個(gè)以上微處理 器與DSP核心的聯(lián)合，或任何其它此類配置。
可直接以硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或以兩者的組合實(shí)施結(jié)合本發(fā)明而描述的 方法或算法的步驟。軟件模塊可駐留在此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何形式的存儲(chǔ)媒體中?？墒?用的存儲(chǔ)媒體的一些實(shí)例包括RAM存儲(chǔ)器、快閃存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ) 器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬磁盤、可拆卸式磁盤、CD-ROM等。軟件模塊可包 含單一指令或許多指令，且可分布在若干不同代碼段上、不同程序中或多個(gè)存儲(chǔ)媒體上。 存儲(chǔ)媒體可耦合到處理器，使得處理器可從存儲(chǔ)媒體讀取信息并將信息寫入到存儲(chǔ)媒 體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可與處理器形成為一體。
本文中所揭示的方法包含用于實(shí)現(xiàn)所描述方法的一個(gè)或一個(gè)以上步驟或動(dòng)作。在不 脫離權(quán)利要求書的范圍的情況下，所述方法步驟和/或動(dòng)作可彼此互換。換句話說，除非 指定步驟或動(dòng)作的特定次序，否則在不脫離權(quán)利要求書的范圍的情況下，可修改特定步 驟和/或動(dòng)作的次序和/或使用。
可以硬件、軟件、固件或其任何組合來實(shí)施所描述的功能。如果以軟件實(shí)施，則所 述功能可作為一個(gè)或一個(gè)以上指令存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀媒體上。存儲(chǔ)媒體可為可由計(jì)算機(jī) 存取的任何可用媒體。以實(shí)例而非限制的方式，此計(jì)算機(jī)可讀媒體可包含RAM、 ROM、 EEPROM、 CD-ROM或其它光盤存儲(chǔ)裝置、磁盤存儲(chǔ)裝置或其它磁性存儲(chǔ)裝置、或可用 于攜載或存儲(chǔ)呈指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的所要程序代碼并可由計(jì)算機(jī)存取的任何其它媒 體。如本文中所使用的磁盤和光盤包括緊致光盤(CD)、激光光盤、光盤、數(shù)字通用光 盤(DVD)、軟磁盤和811!-1"町@光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤使用 激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。
也可經(jīng)由傳輸媒體來傳輸軟件或指令。舉例來說，如果使用同軸電纜、光纖電纜、 雙絞線、數(shù)字訂戶線(DSL)或例如紅外線、無線電和微波的無線技術(shù)從網(wǎng)站、服務(wù)器 或其它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，則將同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或例如紅外線、無線 電和微波的無線技術(shù)包括在傳輸媒體的定義中。
應(yīng)理解，權(quán)利要求書不限于上文所說明的精確配置和組件。在不脫離權(quán)利要求書的 范圍的情況下，可在上文所描述的方法和設(shè)備的布置、操作和細(xì)節(jié)方面作出各種修改、 改變和變化。
權(quán)利要求
1. 一種用于在無線頻譜信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的方法，其包含將信號(hào)的頻率從第一頻率轉(zhuǎn)換成第二頻率；對(duì)具有所述第二頻率的所述信號(hào)進(jìn)行濾波以移除不在所述第二頻率的帶內(nèi)的信號(hào)；計(jì)算所述信號(hào)的平均周期圖；將所述平均周期圖的值與閾值進(jìn)行比較；以及如果所述平均周期圖的所述值超過所述閾值，則檢測所述傳輸信號(hào)的存在。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含確定所述平均周期圖的最高值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包含將所述平均周期圖的所述最高值與所述 閾值進(jìn)行比較。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述信號(hào)的所述頻率是射頻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其進(jìn)一步包含將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成復(fù)合數(shù)字信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包含使用所述平均周期圖來估計(jì)所述復(fù)合數(shù) 字信號(hào)的功率譜。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含將所述平均周期圖的所述值與數(shù)據(jù)相依 閾值進(jìn)行比較。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包含如果所述平均周期圖的所述值超過所 述閾值和所述數(shù)據(jù)相依閾值，則檢測所述傳輸信號(hào)的存在。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無線頻譜信道是電視(TV)信道。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中通過認(rèn)知無線電裝置來實(shí)施檢測所述傳輸信號(hào)的 存在。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳輸信號(hào)是高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì)(ATSC) 信號(hào)。
12. —種用于在無線頻譜信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的無線裝置，其包含處理器；存儲(chǔ)器，其與所述處理器電子通信；以及 指令，其存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中，所述指令可執(zhí)行以 將信號(hào)的頻率從第一頻率轉(zhuǎn)換成第二頻率；對(duì)具有所述第二頻率的所述信號(hào)進(jìn)行濾波以移除不在所述第二頻率的帶內(nèi)的 信號(hào)；計(jì)算所述信號(hào)的平均周期圖； 將所述平均周期圖的值與閾值進(jìn)行比較；以及如果所述平均周期圖的所述值超過所述閾值，則檢測所述傳輸信號(hào)的存在。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線裝置，其中所述無線裝置是手持機(jī)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線裝置，其中所述無線裝置是基站。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線裝置，其中所述指令可進(jìn)一步執(zhí)行以確定所述平均周 期圖的最高值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的無線裝置，其中所述指令可進(jìn)一步執(zhí)行以將所述平均周期 圖的所述最高值與所述閾值進(jìn)行比較。
17. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線裝置，其中所述信號(hào)的所述頻率是射頻。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線裝置，其中所述指令可進(jìn)一步執(zhí)行以將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換 成復(fù)合數(shù)字信號(hào)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的無線裝置，其中所述指令可進(jìn)一步執(zhí)行以使用所述平均周 期圖來估計(jì)所述復(fù)合數(shù)字信號(hào)的功率譜。
20. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線裝置，其中所述傳輸信號(hào)是高級(jí)電視系統(tǒng)委員會(huì) (ATSC)信號(hào)。
21. —種經(jīng)配置以在無線頻譜信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的設(shè)備，其包含用于將信號(hào)的頻率從第一頻率轉(zhuǎn)換成第二頻率的裝置；用于對(duì)具有所述第二頻率的所述信號(hào)進(jìn)行濾波以移除不在所述第二頻率的帶內(nèi) 的信號(hào)的裝置；用于計(jì)算所述信號(hào)的平均周期圖的裝置； 用于將所述平均周期圖的值與閾值進(jìn)行比較的裝置；以及用于如果所述平均周期圖的所述值超過所述閾值則檢測所述傳輸信號(hào)的存在的 裝置。
22. —種用于在無線頻譜信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程 序產(chǎn)品包含在其上具有指令的計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令包含用于將信號(hào)的頻率從第一頻率轉(zhuǎn)換成第二頻率的代碼；用于對(duì)具有所述第二頻率的所述信號(hào)進(jìn)行濾波以移除不在所述第二頻率的帶內(nèi) 的信號(hào)的代碼；用于計(jì)算所述信號(hào)的平均周期圖的代碼；用于將所述平均周期圖的值與閾值進(jìn)行比較的代碼；以及用于如果所述平均周期圖的所述值超過所述閾值則檢測所述傳輸信號(hào)的存在的 代碼。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于在無線頻譜信道中檢測傳輸信號(hào)的存在的方法。將信號(hào)的頻率從第一頻率轉(zhuǎn)換成第二頻率。對(duì)具有所述第二頻率的所述信號(hào)進(jìn)行濾波以移除不在所述第二頻率的帶內(nèi)的信號(hào)。計(jì)算所述信號(hào)的平均周期圖。將所述平均周期圖的值與閾值進(jìn)行比較。如果所述平均周期圖的所述值超過所述閾值，則檢測所述傳輸信號(hào)的存在。
文檔編號(hào)H04B1/46GK101536328SQ200780041310
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2007年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月10日
發(fā)明者斯蒂芬·J·謝爾哈默 申請(qǐng)人:高通股份有限公司