專利名稱：Fm信號的基于自相關(guān)性的頻譜感測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信,并且更具體地,涉及檢測在許可的空白空間(white-space)頻帶內(nèi)可用的信道。
背景技術(shù)：
近來，聯(lián)邦通信委員會(FCC)已經(jīng)批準(zhǔn)了在某些限制下許可的服務(wù)未使用廣播電視頻譜的地點在所述頻譜中對未許可的無線電發(fā)射器進行操作。在FCC的標(biāo)題為“SecondReport and Order and Memorandum Opinion and Order” ET Docket No. 08-260，2008 年11月的出版物中指定ー些限制。對于可能包括電視和其它預(yù)分配頻譜的、未許可的用途 可用的未使用頻譜，通常被稱為“空白空間”。頻譜使用的ー個主要限制是可以在空白空間中操作的未許可的設(shè)備將需要在低至-IHdBm的電平處感測被許可的傳輸器信號，諸如被許可的數(shù)字和模擬電視傳輸器信號，被許可的無線麥克風(fēng)信號，和間歇性地在多用途頻帶中操作的其它服務(wù)的信號。在一個示例中，許可的體育電視網(wǎng)絡(luò)可以具有在諸如足球場的體育場的區(qū)域中操作的權(quán)限。這樣的許可用途可以包括使用無線麥克風(fēng)傳輸器來提供(accommodate)體育賽事的覆蓋。然而，這樣的使用是間歇性的，這是因為足球賽事可能僅僅發(fā)生在比賽日的有限數(shù)量的小時內(nèi)。因此，可以使通常僅對于許可的無線傳輸器可用的頻譜在新FCC指南下對于未許可的用途可用。一些檢測空白空間頻帶可用性的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備在對許可的傳輸進行頻譜峰值檢測的原理上操作。然而，當(dāng)存在強的相鄰信道干擾時這樣的頻譜峰值檢測器將不能正確地識別可用信道。諸如數(shù)字電視(DTV)信號之類的強的許可信號可能由于泄漏到相鄰頻譜而引入相鄰信道干擾，這可能對使用基于頻譜峰值檢測而操作的空白空間檢測器造成假的肯定(false positive)結(jié)果。這個誤檢測可能消除以其他方式可用的信道被空白空間檢測器所利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對使用基于自相關(guān)的頻譜感測算法檢測設(shè)備使用調(diào)頻(FM)進行信號傳輸?shù)姆椒ê脱b置。FM傳輸?shù)氖纠▉碜员皇跈?quán)使用電視(TV)頻帶的實體的信號傳輸。使用FM傳輸?shù)脑O(shè)備的示例是無線麥克風(fēng)(microphone)或產(chǎn)生FM信號的其它設(shè)備。在一個實施例中，發(fā)明方法包括基于FM信號的自相關(guān)函數(shù)接近正弦函數(shù)的特性來檢測傳輸器。
自相關(guān)的計算排除了一組初始的相關(guān)性延遲值使得移除了自相關(guān)的大的值?；诟叩南嚓P(guān)性延遲值的剰余的自相關(guān)展示了在所考慮的選擇的信道中傳輸FM信號的正弦特征。如果在感興趣的TV頻帶中沒有檢測到具有代表FM傳輸器的正弦特性的信號，則空白空間變得對于用戶可用。在本發(fā)明的ー個方面，一種通過設(shè)備執(zhí)行的、檢測供非許可的設(shè)備使用的可用的空白空間頻帶，所述非許可的設(shè)備希望在沒有由許可的操作者使用的許可的頻帶中操作。檢測方法包括首先獲得選擇的頻帶的數(shù)字采樣集。然后，使用數(shù)字采樣集計算自相關(guān)。通過排除一組初始的相關(guān)性延遲值來計算自相關(guān)函數(shù)。這有效地消除了由感興趣的頻帶中的相鄰信道干擾造成的大值的自相關(guān)元素。檢測方法然后計算決策統(tǒng)計并且使用該決策統(tǒng)計確定FM信號是否正在所選擇的頻帶中操作。如果帶寬可用，用戶可以在選擇的頻道中傳輸。在本發(fā)明的另一方面，一種用于在選擇的頻帶中檢測調(diào)頻傳輸?shù)脑O(shè)備，包括產(chǎn)生選擇的頻帶的數(shù)字采樣的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。檢測設(shè)備的處理器使用數(shù)字采樣來計算自相關(guān)函數(shù)，使得通過排除一組初始的相關(guān)性延遲值來計算自相關(guān)函數(shù)。處理器然后使用自相關(guān)函數(shù)計算決策統(tǒng)計并且基于決策統(tǒng)計確定FM信號是否在選擇的頻帶中出現(xiàn)。因此可以將所描述的方法和設(shè)備集成于單個手持式設(shè)備中，所述單個手持式設(shè)備可以通過手動選擇或通過自動處理來檢測多信道中的FM傳輸，以便確定對于用戶傳輸可用的空白空間頻帶的可用性。根據(jù)參照附圖進行的例示性實施例的以下具體描述，本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點將
變得明顯。


圖I圖示FM信號的第一自相關(guān)函數(shù)；圖2圖示FM信號的第二自相關(guān)函數(shù)；圖3圖示包括干擾和加性白高斯噪聲的接收信號的自相關(guān)函數(shù)；圖4A圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的自相關(guān)檢測方法的一個實施例；圖4B圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的計算決策統(tǒng)計的方法的一個實施例；圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的空白空間檢測器的框圖的一個實施例；圖6圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的空白空間檢測器的一個實施例；圖7圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的由空白空間檢測器進行的方法流程圖的ー個實施例；以及圖8圖示根據(jù)本發(fā)明的方面的由空白空間檢測器進行的方法流程圖的另ー實施例。
具體實施例方式在以下的討論中，使用采用FM類型調(diào)制的無線麥克風(fēng)作為FM傳輸器設(shè)備的示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將要認識到可以使用任何類型的FM傳輸設(shè)備作為傳輸器；無線麥克風(fēng)僅是用于圖示本發(fā)明的原理的方便的示例。傳輸器的示例包括無線麥克風(fēng)、重復(fù)器、雙向無線電、遙控器、和其它可能的基于調(diào)頻的傳輸設(shè)備。調(diào)頻(FM)是ー種模擬調(diào)制方法。根據(jù)基帶信號而變化正弦載波的頻率。FM信號
fV ]s(f) = A cos 2^1 + 2M/ lm(u)du (I)
_0 J其中m(t)是傳輸信號并且|m(t) | ( I。注意到許多FM技術(shù)的實際應(yīng)用是傳遞語音信號。因此，傳輸信號m(t)可以是具有帶寬小于20kHz的語音信號。參數(shù)A。和f。分別是載波幅度和載波頻率。常數(shù)△ f是FM調(diào)制器的頻率偏差，表示FM信號的瞬時頻率與載波頻率f。的最大偏離。
此外，可以示出FM信號的自相關(guān)函數(shù)，通過公式(2)給定s (t)
權(quán)利要求
1.一種由設(shè)備執(zhí)行以檢測頻帶可用性的方法，所述方法包括 獲得所選擇的頻帶的數(shù)字采樣集； 使用所述數(shù)字采樣集計算自相關(guān)函數(shù)，其中通過排除一組初始的相關(guān)性延遲值來計算自相關(guān)函數(shù)； 計算決策統(tǒng)計；以及 基于所述決策統(tǒng)計確定調(diào)頻(FM)信號是否正在所選擇的頻帶中操作。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括 提供關(guān)于FM信號在所選擇頻帶中存在或不存在的指示。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括 如果在所選擇的頻帶中不存在FM信號，則使用所選擇的頻帶。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括 選擇下一頻帶并且執(zhí)行權(quán)利要求I的步驟。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括以下步驟從用戶選擇或自動生成的頻帶中初始地接收所選擇的頻帶中的信號。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，獲得選擇的頻率帶寬的數(shù)字采樣的步驟包括對所選擇的頻帶執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，使用數(shù)字采樣計算自相關(guān)函數(shù)的步驟包括計算自相關(guān)函數(shù)并且排除指示相鄰信道干擾的相關(guān)性延遲值。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，計算決策統(tǒng)計的步驟包括利用所選擇的頻帶中的多個載波頻率值計算用于表示計算的統(tǒng)計的最大值的決策統(tǒng)計。
9.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，計算決策統(tǒng)計的步驟包括基于所選擇的頻帶中的單個載波頻率計算決策統(tǒng)計。
10.如權(quán)利要求I所述的方法，其中，基于決策統(tǒng)計確定調(diào)頻(FM)信號是否正在所選擇的頻帶中操作的步驟包括確定所述決策統(tǒng)計的值是否超過閾值。
11.一種檢測頻帶中調(diào)頻信號的設(shè)備，所述設(shè)備包括 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生所選擇的頻帶的數(shù)字采樣； 訪問存儲器的處理器，其中，所述處理器使用所述數(shù)字采樣計算自相關(guān)函數(shù)，使得通過排除一組初始的相關(guān)性延遲值來計算自相關(guān)函數(shù)，其中，所述處理器使用所述自相關(guān)函數(shù)來計算決策統(tǒng)計，并且基于所述決策統(tǒng)計確定在所選擇的頻帶中是否存在調(diào)頻(FM)信號。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括 提供輸入和輸出功能的顯示器和用戶接口。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括與收發(fā)器的接口，供在所選擇的頻帶中沒有檢測到FM信號的情況下使用。
14.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備是移動設(shè)備。
15.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述處理器通過排除指示相鄰信道干擾的相關(guān)性延遲值來計算自相關(guān)函數(shù)。
16.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述處理器使用所選擇的頻帶中的多個載波頻率值來計算表示所計算的統(tǒng)計的最大值的決策統(tǒng)計。
17.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述處理器基于所選擇的頻帶中的單個載波頻率來計算決 策統(tǒng)計。
全文摘要
一種用于在被許可的傳輸器的區(qū)域中檢測可用的空白空間信道的方法和系統(tǒng)，包括使用調(diào)頻(FM)頻帶中的信道的自相關(guān)分析的檢測器。計算自相關(guān)排除了一組初始的相關(guān)性延遲值使得移除了自相關(guān)的大的值?；诟呦嚓P(guān)性延遲值的剩余自相關(guān)展示了在所選擇信道中操作的FM傳輸器的正弦特征。如果使用自相關(guān)檢測方法沒有檢測到傳輸器，空白空間變得對于用戶可用。
文檔編號H04W72/00GK102668658SQ200980163106
公開日2012年9月12日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者陳厚昕, 高文 申請人:湯姆森特許公司