專利名稱：一種認(rèn)知無線電系統(tǒng)靜默區(qū)間設(shè)置方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種認(rèn)知無線電系統(tǒng)靜默區(qū)間設(shè)置方法及其
直O(jiān)
背景技術(shù)：
無線電通信頻譜是一種寶貴的自然資源，隨著無線通信技術(shù)的飛快發(fā)展，頻譜資源貧乏的問題日益嚴(yán)重，為了緩解頻譜資源緊張的現(xiàn)狀，相關(guān)的部門和機(jī)構(gòu)對無線通信頻譜進(jìn)行了監(jiān)測和研究，發(fā)現(xiàn)某些頻段(如電視頻段)在大多數(shù)時間內(nèi)并未使用或者在大多數(shù)地域內(nèi)并未使用，而某些頻段則出現(xiàn)了多系統(tǒng)多用戶同時競爭的情況，即某些業(yè)務(wù)承載量很大的系統(tǒng)沒有足夠的頻譜資源，而另外一些業(yè)務(wù)承載量不大的系統(tǒng)卻占用了太多的資源。認(rèn)知無線電(Cognitive Radio, CR)的概念正是在這種背景下產(chǎn)生的，其基本思想是 在不對授權(quán)系統(tǒng)造成干擾的前提下，CR系統(tǒng)可以通過監(jiān)測當(dāng)前無線環(huán)境的變化來動態(tài)的選擇空白頻段進(jìn)行通信。當(dāng)CR系統(tǒng)機(jī)會性使用授權(quán)系統(tǒng)的空白頻段時，保護(hù)授權(quán)系統(tǒng)不受干擾是一個基本前提，這種保護(hù)主要包含兩個方面一方面，CR系統(tǒng)準(zhǔn)確判斷出哪些授權(quán)系統(tǒng)的頻段是可用的空白頻段(在這些頻段上引入CR系統(tǒng)不會影響授權(quán)系統(tǒng)的正常工作)；另一方面， 當(dāng)占用頻段不再可用時，CR系統(tǒng)需要及時的將這些頻段退讓給授權(quán)系統(tǒng)。發(fā)現(xiàn)空白頻段的方法主要有兩種其一為數(shù)據(jù)庫方法，即CR系統(tǒng)通過訪問授權(quán)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)庫，獲得某一地區(qū)授權(quán)系統(tǒng)的頻點(diǎn)使用情況，進(jìn)而確定哪些頻點(diǎn)是空閑的且可以使用的；其二為感知檢測方法，所謂感知檢測方法，即CR系統(tǒng)的感知檢測單元，通過對不同頻段上授權(quán)系統(tǒng)信號的檢測，當(dāng)檢測輸入的參量大于某一門限時，則認(rèn)為該頻段上存在授權(quán)系統(tǒng)信號，該頻段對于CR系統(tǒng)來說不可用，反之，該頻段則對于CR系統(tǒng)來說可用。關(guān)于授權(quán)信號檢測，比較典型的有三種感知算法(或稱檢測算法)，分別為能量檢測、匹配濾波器檢測、自相關(guān)檢測，無論哪種感知算法，為了達(dá)到一定的檢測性能，對信號的接收采集時間及接收載干比都有一定的要求。然而在感知檢測時，由于CR系統(tǒng)此時也工作在授權(quán)頻段上，CR系統(tǒng)自身的信號會干擾對授權(quán)系統(tǒng)信號的感知檢測。一種比較通用的方法是設(shè)置靜默區(qū)間，即在感知檢測時，在靜默區(qū)間內(nèi)，CR系統(tǒng)在對應(yīng)的頻段上停止發(fā)送任何數(shù)據(jù)，以保證該頻段無干擾。典型的靜默區(qū)間主要包含如下幾個參數(shù)，如區(qū)間周期、區(qū)間周期內(nèi)的偏移量以及持續(xù)時間等。靜默區(qū)間設(shè)置的具體流程如圖1所示，其中，在定義好靜默區(qū)間參數(shù)后，將靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)給終端?？梢钥闯?，感知檢測進(jìn)行的越頻繁，即靜默的越頻繁，則發(fā)現(xiàn)授權(quán)系統(tǒng)的機(jī)會愈大，退出授權(quán)系統(tǒng)的頻段的操作愈及時，對授權(quán)系統(tǒng)的干擾也就愈小。但是，如果CR系統(tǒng)靜默區(qū)間持續(xù)時間過長，或者過于頻繁的靜默，對于CR系統(tǒng)的容量會帶來較大的影響，也就失去了通過使用空白頻段提高系統(tǒng)容量的意義。在以往的靜默區(qū)間研究中，重點(diǎn)針對的是靜默區(qū)間參數(shù)如何在多個終端之間協(xié)調(diào)配置以及如何傳遞。但是，靜默區(qū)間參數(shù)的取值不僅影響到了對授權(quán)系統(tǒng)的干擾、感知系統(tǒng)的容量，對感知算法的選取也具有一定的影響，進(jìn)而影響到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時硬件的復(fù)雜度，因此需要對靜默區(qū)間參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，達(dá)到減少對授權(quán)系統(tǒng)干擾、控制CR系統(tǒng)損耗的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種認(rèn)知無線電系統(tǒng)靜默區(qū)間設(shè)置方法及其裝置，用以提高認(rèn)知無線電系統(tǒng)靜默區(qū)間參數(shù)設(shè)置的合理性。本發(fā)明實(shí)施例提供的CR系統(tǒng)靜默區(qū)間設(shè)置方法，包括基站確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值；基站根據(jù)檢測性能要求，以及所述靜默區(qū)間參數(shù)最大取值，確定感知算法；基站根據(jù)確定出的感知算法，確定靜默區(qū)間參數(shù)取值；基站將確定出的靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)給CR系統(tǒng)的終端。本發(fā)明實(shí)施例提供的基站設(shè)備，包括靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元、感知算法篩選單元和靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)單元，其中靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元，用于確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值；以及根據(jù)所述感知算法篩選單元確定的感知算法，確定靜默區(qū)間參數(shù)取值；感知算法篩選單元，用于根據(jù)檢測性能要求，以及所述靜默區(qū)間參數(shù)最大取值，確定感知算法；靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)單元，用于將所述靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元確定出的靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)給CR系統(tǒng)的終端。本發(fā)明的上述實(shí)施例，通過在確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值后，再根據(jù)該最大取值確定滿足檢測性能要求的感知算法，再根據(jù)該感知算法修正靜默區(qū)間參數(shù)取值， 從而提高了 CR系統(tǒng)靜默區(qū)間參數(shù)設(shè)置的合理性，并進(jìn)而在減少對授權(quán)系統(tǒng)干擾的同時，減少無線電認(rèn)知系統(tǒng)的容量損失。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中靜默區(qū)間設(shè)置流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的靜默區(qū)間設(shè)置流程示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的確定感知算法的流程示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的基站設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。如前所述，靜默區(qū)間參數(shù)主要包含靜默區(qū)間持續(xù)時間和靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期。為描述方便，在本發(fā)明實(shí)施例中，用SilenceCyc Ie表征靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期，用 SilenceDuration表征靜默區(qū)間持續(xù)的時間。參見圖2，為本發(fā)明實(shí)施例提供的靜默區(qū)間設(shè)置流程示意圖，如圖所示，該流程可包括如下步驟步驟201，基站確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值；
步驟202，基站根據(jù)檢測性能要求，以及步驟201確定出的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值，確定感知算法；步驟203，基站根據(jù)步驟202確定出的感知算法確定靜默區(qū)間參數(shù)取值；步驟204，基站將步驟203確定出的靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)給終端。此后，CR系統(tǒng)的基站和終端根據(jù)靜默區(qū)間參數(shù)執(zhí)行靜默過程。在圖2所示流程的步驟201中，基站可根據(jù)無線電授權(quán)系統(tǒng)能夠容忍干擾的最大時間長度，以及CR系統(tǒng)能夠容忍容量的最大損失，確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值。具體的，本發(fā)明實(shí)施例一方面從授權(quán)系統(tǒng)的保護(hù)角度提出約束，S卩，授權(quán)系統(tǒng)能夠容忍干擾的最大時間為，則為了減少靜默區(qū)間所進(jìn)行的感知檢測對授權(quán)系統(tǒng)的干擾，要求SiIenceCyde-SilenceDuration+MarginTime ^ Tinterference............[1]其中，M arg inTime為預(yù)留給CR系統(tǒng)在檢測到授權(quán)系統(tǒng)后的其它操作的時間，如系統(tǒng)消息傳遞時間及小區(qū)重建時間等。另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還從CR系統(tǒng)保護(hù)角度提出約束，S卩，CR系統(tǒng)能夠容忍容量的最大損失比例，時域上該比例可定義為P%，則為了最小化CR系統(tǒng)的容量損失，要求
SilenceDumtion ^iw「~-—-——<P%..................................................................[2]
SilenceCyde根據(jù)公式(1)和公式(2)可以計(jì)算出SilenceCyc Ie和SilenceDuration的最大取值，即
權(quán)利要求
1.一種認(rèn)知無線電CR系統(tǒng)靜默區(qū)間設(shè)置方法，其特征在于，包括基站確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值；基站根據(jù)檢測性能要求，以及所述靜默區(qū)間參數(shù)最大取值，確定感知算法；基站根據(jù)確定出的感知算法，確定靜默區(qū)間參數(shù)取值；基站將確定出的靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)給CR系統(tǒng)的終端。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值，具體為基站根據(jù)無線電授權(quán)系統(tǒng)能夠容忍干擾的最大時間長度，以及CR系統(tǒng)能夠容忍容量的最大損失，確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)包括靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期和靜默區(qū)間持續(xù)時間長度；所述基站根據(jù)以下公式確定靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期最大取值以及靜默區(qū)間持續(xù)時間長度最大取值SiIenceCyde-SilenceDuration+MarginTime ^ TinterferenceSilenceDumtion-< -Γ /oSilenceCyde其中，SilenceCyc Ie為靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期，SilenceDuration為靜默區(qū)間持續(xù)時間長度，M arg inTime為預(yù)留給CR系統(tǒng)在檢測到無線電授權(quán)系統(tǒng)后的其它操作的時間長度， Tinterference為無線電授權(quán)系統(tǒng)能夠容忍干擾的最大時間長度，為CR系統(tǒng)能夠容忍容量的最大損失比例。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站確定出的感知算法所要求的最小檢測時間長度，不大于所述基站確定出的靜默區(qū)間持續(xù)時間長度最大取值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，若存在多種感知算法，且每種感知算法所要求的最小檢測時間長度，均不大于所述基站確定出的靜默區(qū)間持續(xù)時間長度最大取值，則該方法還包括所述基站根據(jù)感知算法的計(jì)算復(fù)雜度或/和感知算法所要求的最小檢測時間長度，從所述多個感知算法中選取一種感知算法。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站根據(jù)確定出的感知算法，確定靜默區(qū)間參數(shù)取值，具體為所述基站將靜默區(qū)間持續(xù)時間長度設(shè)置為感知算法所要求的最小檢測時間長度，所述感知算法為所述基站確定出的感知算法；所述基站根據(jù)以下公式設(shè)置靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期SilenceCyde = Tinterference+Si IenceDuration-MarginTime其中，SilenceCyc Ie為靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期；SilenceDuration為靜默區(qū)間持續(xù)時間長度，其取值與所述基站確定出的感知算法所要求的最小檢測時間長度相同；M arg inTime為預(yù)留給CR系統(tǒng)在檢測到無線電授權(quán)系統(tǒng)后的其它操作的時間長度；T—e為無線電授權(quán)系統(tǒng)能夠容忍干擾的最大時間長度。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括所述基站在確定出靜默區(qū)間參數(shù)取值后，以及終端在接收到基站下發(fā)的靜默區(qū)間參數(shù)后，分別設(shè)置定時器，并分別根據(jù)設(shè)置的定時器執(zhí)行靜默；其中，所述定時器的啟動周期為所述基站確定出的靜默區(qū)間的出現(xiàn)周期，所述定時器的定時運(yùn)行時長為所述基站確定出的靜默區(qū)間持續(xù)時間長度，所述定時器的啟動時刻滿足如下公式(SFNX10+subframe)mod SilenceCyc Ie = StartSilen ctOffset其中，SFN為系統(tǒng)幀號，subframe為子幀編號或時隙編號，SilenceCyc Ie為靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期，StartSilen ctOffset為偏移量。
8.一種基站設(shè)備，其特征在于，包括靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元、感知算法篩選單元和靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)單元，其中靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元，用于確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值；以及根據(jù)所述感知算法篩選單元確定的感知算法，確定靜默區(qū)間參數(shù)取值；感知算法篩選單元，用于根據(jù)檢測性能要求，以及所述靜默區(qū)間參數(shù)最大取值，確定感知算法；靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)單元，用于將所述靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元確定出的靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)給CR系統(tǒng)的終端。
9.如權(quán)利要求8所述的基站設(shè)備，其特征在于，所述靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元具體用于，根據(jù)無線電授權(quán)系統(tǒng)能夠容忍干擾的最大時間長度，以及CR系統(tǒng)能夠容忍容量的最大損失，確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值。
10.如權(quán)利要求9所述的基站設(shè)備，其特征在于，CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)包括靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期和靜默區(qū)間持續(xù)時間長度；所述靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元具體用于，根據(jù)以下公式確定靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期最大取值以及靜默區(qū)間持續(xù)時間長度最大取值
11.如權(quán)利要求8所述的基站設(shè)備，其特征在于，所述感知算法篩選單元確定出的感知算法所要求的最小檢測時間長度，不大于所述靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元確定出的靜默區(qū)間持續(xù)時間長度最大取值。
12.如權(quán)利要求11所述的基站設(shè)備，其特征在于，所述感知算法篩選單元還用于，若存在多種感知算法，且每種感知算法所要求的最小檢測時間長度，均不大于所述靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元確定出的靜默區(qū)間持續(xù)時間長度最大取值，則根據(jù)感知算法的計(jì)算復(fù)雜度或/和感知算法所要求的最小檢測時間長度，從所述多個感知算法中選取一種感知算法。
13.如權(quán)利要求8所述的基站設(shè)備，其特征在于，所述靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元具體用于，在根據(jù)感知算法確定靜默區(qū)間參數(shù)取值時，將靜默區(qū)間持續(xù)時間長度設(shè)置為感知算法所要求的最小檢測時間長度，所述感知算法為所述基站確定出的感知算法；并根據(jù)以下公式設(shè)置靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期SilenceCyde = Tinterference+Si IenceDuration-MarginTime其中，SilenceCyc Ie為靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期；SilenceDuration為靜默區(qū)間持續(xù)時間長度，其取值與所述基站確定出的感知算法所要求的最小檢測時間長度相同；M arg inTime為預(yù)留給CR系統(tǒng)在檢測到無線電授權(quán)系統(tǒng)后的其它操作的時間長度；T—e為無線電授權(quán)系統(tǒng)能夠容忍干擾的最大時間長度。
14.如權(quán)利要求8所述的基站設(shè)備，其特征在于，還包括定時器設(shè)置單元； 所述定時器設(shè)置單元，用于設(shè)置定時器，所述基站設(shè)備根據(jù)該定時器執(zhí)行靜默；其中， 所述定時器的啟動周期為所述靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元確定出的靜默區(qū)間的出現(xiàn)周期， 所述定時器的定時運(yùn)行時長為所述靜默區(qū)間參數(shù)取值設(shè)定單元確定出的靜默區(qū)間持續(xù)時間長度，所述定時器的啟動時刻滿足如下公式(SFNX10+subframe)mod SilenceCyc Ie = StartSilen ctOffset 其中，SFN為系統(tǒng)幀號，subframe為子幀編號或時隙編號，SilenceCyc Ie為靜默區(qū)間出現(xiàn)的周期，StartSilen ctOffset為偏移量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種CR系統(tǒng)靜默區(qū)間設(shè)置方法及其裝置，該方法包括基站根據(jù)無線電授權(quán)系統(tǒng)能夠容忍干擾的最大時間長度，以及CR系統(tǒng)能夠容忍容量的最大損失，確定CR系統(tǒng)的靜默區(qū)間參數(shù)最大取值，然后根據(jù)檢測性能要求以及所述靜默區(qū)間參數(shù)最大取值，確定感知算法，根據(jù)確定出的感知算法確定靜默區(qū)間參數(shù)取值，并將確定出的靜默區(qū)間參數(shù)下發(fā)給CR系統(tǒng)的終端。采用本發(fā)明可提高CR系統(tǒng)靜默區(qū)間參數(shù)設(shè)置的合理性，在減少對授權(quán)系統(tǒng)干擾的同時，減少無線電認(rèn)知系統(tǒng)的容量損失。
文檔編號H04W16/14GK102547749SQ20121003907
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者李媛媛, 楊宇, 白文嶺, 蔣成鋼 申請人:電信科學(xué)技術(shù)研究院