[发明专利]针对认知无线电的自调节频谱感测的方法、装置和计算机程序

说明书

相关申请交叉引用

本申请包括与2007年12月11日提交的、名为“M_ETHOD ANDA_PPARATUS TO S_ELECT C_OLLABORATING U_SERS IN S_PECTRUM S_ENSING”的美国专利申请序列号12/001,623相关的主题，在此通过引用并入其全部内容。

技术领域

这里的教导总体上涉及无线网络以及在这种网络中操作的设备，并且具体地，涉及感测在认知无线电网络中使用的频谱。

背景技术

认知无线电系统以机会性方式来使用频谱。认知无线电系统将搜索未充分使用的频谱信道，以便以灵活的方式使用它们。认知无线电必须要避免干扰在相同频谱带上操作的其他无线电系统(主要订户或者主要用户)。通过频谱感测来发现未充分使用的频率信道。

频谱感测通常是连续的任务：如果主要用户出现在信道中，则必须持续地监测在认知无线电网络中使用的频率信道。由此，当感知无线电节点是移动的、电池操作的设备时，优化频谱感测的功率效率是必要的。在认知无线电网络中的每个频谱感测节点中执行相同的频谱感测功能不是功率有效的。降低单个节点负载的一种方式是协作地执行频谱感测，诸如上文参考的美国专利申请中所描述的。针对认知使用而被监测的频谱带被分为频率信道。每个节点在不同的感测时刻感测不同的频率信道。频谱感测结果继而在协作的节点间共享。由此，并非每个节点都必须感测所有的频率信道，而是在频率域中将任务在相同认知无线电网络中的节点之间划分。如果节点多于频率信道，则某些节点将同时在相同的频率信道中执行频谱感测。这是期望的，因为这允许在面对传播和衰减时的分集增益，并且有助于避免所谓的隐藏节点问题，在该问题中，由于阴影或衰落之类的信道传播效应，无法通过使用单个终端检测到主要用户。

如同在引用的专利申请中所描述的，协作频谱感测可以通过伪随机时间-频率码来实现。在感测时刻，频谱感测在协作的节点处同时执行。一个节点在特定感测时刻所感测的频率信道是由存储在该节点的存储器中的伪随机码生成的。节点将按照该码所确定的伪随机顺序在不同的频率信道处执行感测。使用此方案，可以避免隐藏节点问题，因为不同的节点有效地在不同的时刻感测不同的频率信道。而且，无需集中式控制来协调协作式频谱感测。然而，在某些用户情境中，通过使用在此描述的本发明的实施方式，可以降低该专利申请中描述的频谱感测策略的功耗和网络负载。

而且，在频谱感测领域中，用于协作式频谱感测的审查(censoring)已在以下论文中描述：J.Lunden，V.Koivunen，A.Huttunen和H.V.Poor的名为“CENSORING FOR COLLABORATIVESPECTRUM SENSING IN COGNITIVE RADIOS”，Proc ofthe 41stAsilomar Conference on Signals，Systems，and Computers，PacificGrove，CA，USA，2007年11月4日-7日。在此审查方法中，仅在协作节点间传输有关的信息。当检测结果(也即，统计值)大于预定的审查阈值时，将其向其他用户发送。如果检测结果小于审查阈值，则不发送结果。审查阈值由通信速率约束来设置，通信速率约束在虚(null)假设下(即，不存在信号时)确定发送检测结果的概率。通信速率约束可以设置得非常低，继而在实践中，只有在检测到信号时才向协作的用户传输检测结果。当没有检测到信号时，以通信速率约束所定义的低概率来发送测试统计值。备选地可以存在两个或者更多审查区域。例如，可以存在两个审查阈值，从而发送非常低和非常高的测试统计值。

在本领域中，需要进一步改善认知无线电在其操作的频谱感测阶段期间的功率节省，优选地以同时降低网络负载的方式。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，一种方法，包括：确定频谱的频率信道；根据本地存储的个体信道与至少两个类别之一的关联，为确定的频率信道确定选定的类别；根据选定的类别，确定感测确定的频率信道的时间；以及在确定的时间感测确定的频率信道。