[发明专利]频谱检测和共享的方法、系统、用户设备及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及频谱检测技术。

背景技术

近年来随着无线技术的快速发展和普及，频谱资源日益紧缺。为了解决这一问题，目前出现了一些频谱共享系统。这些系统的特征是其工作频段不需要授权。在工作频段内，这些免许可系统需要和授权系统(IU)共存，在不影响许可系统正常工作的前提下，可以利用暂时空闲的频段。由于免许可系统的工作前提是不能对许可系统的正常工作造成干扰，从而免许可系统一旦检测到许可授权系统存在于某个它正在使用的频段，该免许可系统必须无条件地退出该频段，并跳转到其他没有被许可系统占用的频段上继续工作。这种工作模式也就是通常说的频谱池(SP)系统，在该系统中，许可用户(License User，简称“LU”)具有使用频谱的优先权利，免许可用户，也叫租借用户(Rent User，简称“RU”)或第二用户(Second User，简称“SU”)，在不影响LU的前提下可以共享这些频段。另外，在实现上述功能时，LU用户是没有义务检测RU用户信号的，也就是说RU用户需要承担包括检测以及避让在内的一些防止对LU用户造成干扰的操作。

无线区域网络(Wireless Regional Area Network，简称“WRAN”)系统就是这样一种免许可运营(license-exempt operation)的系统。WRAN系统通过使用感知无线电的技术，在分配给电视广播的VHF/UHF频带中(北美为54MHz～862MHz)，寻找没有被占用的频段作为WRAN网络的承载频段。WRAN系统必须检测该频段已有用户，如数字电视(Digital Television，简称“DTV”)和Part 74设备(无线麦克风)的信号以避免对这些用户造成干扰。同时，WRAN系统之间也都是免许可的，可以被多个运营商使用。

由于WRAN系统采用的是感知无线电技术寻找空闲频带进行通信，所以小区中基站(Base Station，简称“BS”)和每个用户设备(Customer PremisesEquipment，简称“CPE”)都必须有感知的能力。

下面简单介绍一下WRAN系统中数据传输的相关内容。

图1示出了WRAN系统的超帧结构，BS首先发送一个前导(Preamble)，CPE可以根据该前导来进行同步和信道估计；然后跟着一个超帧控制头(SCH)，用来给CPE提供当前小区的信号。后面就是若干帧。

当前WRAN系统的物理技术使用基于时分双工(Time Division Duplex，简称“TDD”)的正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Multiple Access，简称“OFDMA”)技术进行通信。图2示出的是WRAN系统的帧结构，每个帧结构分为两个子帧：一个下行子帧，当中经过一个保护时隙(可以插入TRG或者滑动自共存时隙(Sliding Self-coexistence Slots，简称“SSS”))，后面跟着一个上行子帧。其中下行子帧包含：一个前导，CPE同样可以根据该前导用来进行同步和信道估计；帧控制头(FCH)，用来承载当前帧的信息，比如当前帧中是否包含US-MAP消息，DS-MAP消息、UCD消息，DCD消息；其中US-MAP和DS-MAP分别用来为各CPE进行上行和下行信道分配。

在每帧里面，从下行子帧到上行子帧之间插入一个保护时隙，该时隙的主要作用是为了使BS的射频(Radio Frequency，简称“RF”)在发送完下行子帧后，可以有充足的时间由发送转变为接收，进而接收之后的上行子帧。同样，对于当前帧的上行子帧和下一帧的下行子帧之间也有一个保护时隙，该保护时隙主要是为了确保BS能够接收所有CPE的信号。

现有技术中，为了确保WRAN系统中RU在使用频谱资源的过程中，不影响LU的正常工作，WRAN系统中的RU需要对频谱进行干扰检测。WRAN系统的干扰检测需要满足两个需求：第一是能够及时的检测干扰；第二是不能对RU系统的业务造成一定的中断，要保证业务服务质量。为了满足这两个需求，在WRAN系统中规定了RU系统对LU系统的干扰检测需要经过两个步骤：快速感知和精确感知。

如图3所示，WRAN系统在一个信道检测时间(Channel Detection Time)内约定了三个快速感知(Fast Sensing)静默周期(QP)，以及一个精确感知(Fine Sensing)静默周期(QP)。静默周期内，WRAN系统停止发送和接收，这样可以对周围的干扰进行检测。