[发明专利]用于对无线信道中的信号特征作频谱感测的方法和装置

说明书

优先权要求

本专利申请要求于2009年7月22日提交且已转让给本申请受让人并由此通过援引明确纳入于此的题为“Methods and Apparatus for Spectrum Sensing of Signal Features in a Wireless Channel(用于对无线信道中的信号特征作频谱感测的方法和装置)”的临时申请No.61/227,700的优先权。

对共同待审的专利申请的参引

本专利申请涉及以下共同待审的美国专利申请：

于2007年11月6日提交、已转让给本申请受让人并通过援引明确纳入于此的具有美国申请号S/N.11/935,911的“Systems and Methods for Detecting the Presence of a Transmission Signal in a Wireless Channel(用于检测无线信道中传输信号的存在性的系统和方法)”。

于2008年8月5日提交、已转让给本申请受让人并通过援引明确纳入于此的具有美国申请号S/N.12/186,500的“Methods and Apparatus for Sensing the Presence of a Transmission Signal in a Wireless Channel(用于感测无线信道中传输信号的存在性的方法和装置)”。

背景

领域

本公开一般涉及用于对无线信道中的信号特征作频谱感测的方法和装置，且更具体而言，涉及使用空间分集对窄带信号特征作频谱感测。

背景

诸如IEEE 802.22无线区域网(WRAN)中采用的那样的认知无线电技术提供利用被许可给主用户的频谱的机会。这种未使用的频谱通常被称为“空白空间(white space)”频谱。标识空白空间频谱的主要方法之一是使用频谱感测技术。频谱感测观察该频谱一段时间并随后确定该频谱是被主用户占用还是可供认知无线电网络使用。频谱感测器必须感测比噪声功率电平弱的信号。由于信号功率如此之低，通常不能解码该信号，并且因而必须感测信号特征。

在其中认知无线电技术很可能首先被准许的电视频带中，有三种需要感测的主信号类型：数字TV、模拟TV和无线话筒。在美国，DTV标准是ATSC，而模拟TV标准是NTSC。对ATSC、NTSC和无线话筒的感测往往归结于感测窄带信号特征。在ATSC中，最佳信号特征之一是正弦导频频调。在NTSC中，最佳特征中有两个特征是音频和视频导频。因此对于皆为6MHz宽的ATSC和NTSC而言，感测时使用的特征往往是相当窄带的。无线话筒具有小于100kHz的典型带宽，因此其是相对窄带的信号。

然而，对窄带信号特征的感测容易受瑞利衰落影响。瑞利衰落导致窄带信号衰落多达20dB或以上，这使得难以感测这些窄带信号。另外，在瑞利衰落信道中，感测性能随信噪比(SNR)增大的提高很缓慢，这不同于其中感测性能随SNR增大的提高快得多的非衰落信道中的情景。

此外，先前的感测技术仅利用了单个感测天线，诸如用单个感测天线来感测ATSC或无线话筒。这些已知感测技术要求对信道带宽的一部分上的功率谱进行估计，并且因此遭受瑞利衰落效应的不利影响。因此，以较不易受瑞利衰落影响的方式执行对无线信道中的窄带特征的频谱感测以提高感测性能将是合意的。

概述

根据一方面，公开了一种用于感测无线通信系统中的信号的特征的方法。该方法包括：确定多个谱密度估计，其中这多个谱密度估计中的每个估计是基于由多个天线中各自相应的天线对该信号的接收来推导出的。该方法进一步包括组合这多个谱密度估计，以及基于这多个谱密度估计的组合来感测这些信号特征。

根据另一方面，公开了一种能作用于感测无线通信系统中的信号的特征的装置。该装置包括：存储器，存储能由处理器执行的指令；以及至少一个处理器，配置成执行存储在该存储器中的指令。这些指令使该处理器确定多个谱密度估计，其中这多个谱密度估计中的每个估计是基于由多个天线中各自相应的天线对该信号的接收来推导出的。此外，这些指令使该处理器：组合这多个谱密度估计；以及基于这多个谱密度估计的组合来感测这些信号特征。

在又一方面，教导了一种能作用于感测无线通信系统中的信号的特征的设备。该设备包括用于确定多个谱密度估计的装置，这多个谱密度估计中的每个估计是基于由多个天线中的相应各个天线对该信号的接收来推导出的。此外，该设备包括用于组合这多个谱密度估计的装置；以及用于基于这多个谱密度估计的组合来感测这些信号特征的装置。