CN101040470B

CN101040470B - 利用认知收发机进行自组织组网的系统和方法

Info

Publication number: CN101040470B
Application number: CN2005800348343A
Authority: CN
Inventors: J·科希; M·卡霍拉
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2004-10-20
Filing date: 2005-08-11
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2025-08-11
Also published as: US20060084444A1; BRPI0515474B1; US8073452B2; CA2580872A1; KR100917244B1; KR20070064436A; WO2006043136A1; US20090270025A1; JP4654245B2; BRPI0515474A; EP1803239A4; EP1803239A1; EP2677670A1; CA2580872C; CN101040470A; JP2008517546A

Abstract

本发明提供了利用无线通信系统中所分配的频谱的未使用部分来向无线站点广播内容的方法和装置。第一无线站点可以在空闲广播信道上与第二无线站点通信，同时将其它无线站点处的所造成的干扰等级保持在可接受的最大限度之下。使用在无线站点处测量的干扰等级信息，无线站点可以在建立信道上与其它无线站点协商在一个或多个广播信道上的随后通信。无线站点可以接收在与广播信道相对应的并且由所述无线站点进一步处理的时间片上的广播内容。反之，无线站点可以利用相对应的时间来测量相对应的信道的干扰等级，或者可以向另一无线站点发射数据或从另一无线站点接收数据。

Description

利用认知收发机进行自组织组网的系统和方法

技术领域

本发明涉及当频谱没有正被用于广播服务时利用频谱进行自组织(adhoc)组网。

背景技术

射频(RF)频谱是无价资源，其中不同的通信服务竞争频谱。通常，不同的通信服务不共享频谱。换言之，如果频谱被分配给一种通信服务，则即使所分配的通信服务当前没有使用所述频谱，也不允许其它通信服务利用所述频谱。

有过多的宽带服务正在获得流行，并且因此导致需要使用更多的无线电频谱。例如，视频流、数据流和宽带数字广播节目在无线网络应用——例如互联网协议(IP)组播服务中正越来越流行。为了支持这些无线应用，无线广播系统同时向多个无线终端发送支持数据服务的数据内容。数字视频广播(DVB)系统是无线广播系统的一个示例。DVB系统可以支持不同的视频服务，包括MPEG-2多媒体服务。DVB系统通常包括多蜂窝发射机(多至几百)，所述多蜂窝发射机提供对每个蜂窝小区的RF覆盖。

因此，需要这样的系统和方法，使得有利于当已分配频谱没有被相关服务利用时使用所述频谱而不会对所述相关服务有不利影响。

发明内容

本发明的一方面提供了利用无线通信系统中的已分配频谱的未使用部分的方法和装置，其中所述无线通信系统向无线站点广播内容。第一无线站点在空闲广播信道上与第二无线站点通信，同时将引起的干扰等级保持在无线站点处的可接受最大限度之下。

对于本发明的另一方面，无线站点可以将所述空闲信道中的一个分配为建立信道。当无线站点期望与另一无线站点通信时，所述无线站点可以与另一无线站点协商在一个或多个信道上的随后的通信。

对于本发明的另一方面，支持包含信道状态信息的数据库。所述数据库包括ad hoc网络中的无线站点的条目，其中每个条目包括信道号、信道状态和相对应的干扰测量。所述数据库可以位于所述ad hoc网络的中央，或者可以被维持在每个无线终端处。

对于本发明的另一方面，收发机包括DVB-T/H接收机，用来接收包括广播内容的IP分组。另外，所述收发机可以使用没用于广播的频谱来向其它收发机发射IP分组和从其它收发机接收IP分组。所述收发机测量广播信道上的干扰等级，以确定相对应的广播信道是否可以被用来发射IP分组。

对于本发明的另一方面，通信系统被分配有频谱，以支持主无线站点的服务。从无线站点确定干扰等级——如由所述从无线站点所测量的——是否在阈值等级之下。如果在阈值等级之下，则从无线站点可以向ad hoc数据网络中的另一从无线站点发送数据。

对于本发明的另一方面，在ad hoc数据网络的区域内配置测量站点。被分配频谱的通信系统向所述区域中的无线站点提供服务。所述测量站点收集在无线站点处测量的干扰等级，从而为包含在所述频谱中的信道配置具有状态信息的数据库。如果无线站点期望与所述区域中的另一无线站点通信，则所述无线站点与所述测量站点协商信道和发射等级信息。

对于本发明的另一实施例，无线站点在与广播信道相对应的时间片上接收广播内容。如果广播信号正在发送包含所述无线站点没有正在处理的内容的时间片，则所述无线站点可以利用相应时间来测量相应信道的干扰等级，或者向另一无线站点发射数据或从另一无线站点接收数据。

附图说明

通过参照下面结合附图的描述，可以获得对本发明及其优点的更全面的理解，附图中相同的标号表示相同的部件，其中：

图1示出了根据现有技术的数字视频广播(DVB-H)系统的结构；

图2示出了根据本发明实施例的利用时间片传输的互联网协议(IP)服务的传输；

图3示出了根据本发明实施例的无线通信设备的第一结构；

图4示出了根据本发明实施例的DVB收发机的第二结构；

图5示出了根据本发明实施例的ad hoc网络的示例；

图6示出了根据本发明实施例干扰温度作为距发射天线的距离的函数所受的影响；

图7示出了根据本发明实施例的被黑体包围的接收天线的辐射图形；

图8示出了根据本发明实施例的频谱访问的情景；

图9示出了根据本发明实施例的假设温度密度与方位的关系；

图10示出了根据本发明实施例的假定用户增益图形和传感器增益图形；

图11示出了根据本发明实施例的有效报告的温度密度与观测的温度密度的关系；

图12示出了根据本发明实施例的在支持主用户的系统中进行从用户通信的情形；

图13示出了根据本发明实施例的在支持主用户的系统中进行从用户通信的情形；

图14示出了根据本发明实施例的ad hoc站点的信道状态信息；

图15示出了根据本发明实施例的具有信道状态信息的数据库；

图16示出了根据本发明实施例的无线站点的示例性分布；

图17示出了根据本发明实施例的用来确定相邻的ad hoc站点的发现过程；

图18示出了根据本发明实施例的用来提供信道状态信息的中央数据库过程；

图19示出了根据本发明实施例的用于ad hoc站点的信道扫描过程；

图20示出了根据本发明实施例的用于ad hoc站点的数据发送过程；以及

图21示出了根据本发明实施例的用于ad hoc站点的发射功率确定过程。

具体实施方式

在下面对多个实施例的描述中，参照构成实施例一部分的附图，在附图中，以多个实施例的方式示出了可以实施本发明的实施例。应该明白，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其它实施例并且可作出结构上和功能上的修改。

图1示出了根据现有技术的数字视频广播(DVB-H)系统100的结构。DVB-H服务向无线站点(例如，区域151中的手持无线单元101和103)提供移动媒体服务。在该实施例中，DVB-H系统100与DVB-T(地面操作的数字视频广播)相兼容，并且支持增强，以更好地支持无线手持终端的操作。在该实施例中，发射机105向位于区域151中的无线站点广播多媒体服务。

DVB-H系统100支持基于互联网协议(IP)的数据服务，在所述基于IP的数据服务中，信息可以作为IP数据报发送。DVB-H系统100结合了增强(相对于DVB-T系统)，使得在无线手持无线终端上容易访问基于IP的DVB服务。(本发明的可选实施例支持数字视频广播系统的变形，包括DVB-T、ATSC和ISDB-T。)DVB-H增强基于DVB-T的物理层，所述物理层具有目的在于改善电池寿命和手持环境中的接收的多个服务层增强。因此，DVB-H增强提升了现有的数字地面服务，使得服务供应商能够将市场扩展到无线手持市场。

为了减小小型无线手持终端的功耗，DVB-H可以支持时间片传输和切换。采用时间片，蜂窝发射机将IP数据报作为短时隙中的数据突发发送给无线手持终端。(时间片的益处也适用于其它类型的无线终端。)结果，当所选服务的数据突发正被DVB-H系统100发送时，无线终端的前端只接通很短的时间间隔。在该短时间段内，无线终端以高数据速率接收数据并将数据存储在缓冲器中。缓冲器可以存储所下载的应用，或者可以连续播放实时流，实时流输出数据速率取决于所述应用。可实现的节能取决于接通/断开(on/off)时间的关系。在本发明的实施例中，例如，如果在DVB-H流中有大约十个或更多个突发的服务，则所节约的前端功耗可以为大约90％。

网络信息表(NIT)由DVB-H系统100发送，并描述在当前网络上如何组织传送流，还描述网络自身的一些物理特性。NIT还包括网络名称和网络ID。这是唯一地标识当前广播传送流的网络的值，并且如果传送流被重复广播，则该网络ID可以与原始网络ID不同。

DVB-H系统100还可以发送传输参数信令(TPS)，TPS传达关于调制的信息，包括QAM星座图形的α值、层次信息、保护间隔、内部编码速率、传输模式(2K、4K或8K)、超帧中的帧号和蜂窝标识。

图2示出了根据本发明实施例的利用时间片传输的互联网协议(IP)服务的传输。基站(例如基站103)使用数据流201、203、205和207来广播用于多个IP服务的数据分组。(给每个数据流分配数据速率容量的一部分。)在该实施例中，基站103可以支持通常通过基站收发机(BTS)、基站控制器(BSC)、BTS和BSC的组合、节点B——基站收发机的第三代设计——承担的功能。数据传输本质上是连续的，从而使得用于IP服务的数据分组通过数据流被连续传送。

为了减轻数据分组丢失，数据流201、203、205和207被服务基站分别映射到信道突发209、211、213和215，其中，信道突发在无线电信道上而不是在数据流201、203、205和207上发送。每个数据流(201、203、205和207)以及每个信道突发(209、211、213和215)支持至少一个数据服务。因此，每个信道突发可支持多个数据服务(例如，一组相关的数据服务)。例如，在图2中所示的示例中，信道突发209支持IP服务217-223。

与信道突发209、211、213和215相关联的数据速率通常大于与数据流201、203、205和207相关联的数据速率，使得能够在更短的时间内发送相应数目的数据分组。在该实施例中，数据流201、203、205和207与大约100K比特/秒的连续数据速率相对应。信道突发209、211、213和215与持续大约一秒的大约4M比特/秒相对应。然而，其它实施例可以对数据流201-207和信道突发209-215使用不同的数据速率。

可以通过使用根据Section 7 of European Standard EN 301197“Digital Video Broacasting(DVB)，DVB specification for databroadcasting.”(欧洲标准EN301197“数字视频广播(DVB)、用于数据广播的DVB规范”的第7部分)的多协议封装来格式化信道突发209、211、213和215。所述封装可以与互联网协议(IP)标准一致。

图3示出了根据本发明实施例的无线通信设备300的结构。收发机300包括DVB发射机301、DVB接收机303、控制器305、信道状态数据库307、调制解调器317、存储器319、用户接口321、电源模块327和干扰测量模块335。在该实施例中，收发机300在如图2所示的时间片信道(信道209、211、213和215)之一中接收和发送信息。DVB接收机331接收来自DVB发射机105的广播内容。另外，当收发机正在没有被使用的时间片信道上相互通信时，DVB接收机支持接收来自另一收发机的时间片传输。相应地，DVB发射机301在时间片信道中进行从收发机300到另一收发机的发射。

DVB发射机301耦合到天线329，DVB接收机303耦合到天线331。在本发明的实施例中，天线329和331可以是物理上相同的天线，其中DVB 收发机使用天线接口，例如定向耦合器或双工器。调制解调器317耦合到天线333。在本发明的实施例中，宽带天线可以支持天线329、331和333的功能。

控制器305处理时间片信道上的由DVB接收机303接收的数据和由DVB发射机301发射的数据。另外，控制器确定在每个所接收的时间片信道上的如通过干扰测量模块335所测量的干扰等级，以确定相应时间片信道是否正在用于广播或者是否可以用于ad hoc网络。(测量干扰等级的一个途径是确定相应的干扰温度，这将通过图6和图7讨论。)如果控制器305确定时间片信道没有被使用，则控制器305将相关联的信道状态指定为“空闲”(这将通过图14讨论)。收发机300可以与其它收发机共享关于所测量的干扰等级的信息。(收发机可以通过无线电调制解调器317在所指定的时间片信道上通信或者在使用单独频谱的连接上通信，来共享这个信息。)相邻无线站点的信道状态的信息被维持在信道状态信息311中，信道状态信息311被包括在信道状态数据库307中。虽然在该实施例中信道状态数据库307被维持在无线站点300处，但是信道状态数据库307可以被维持在中央数据库处，例如在图13中所示的测量站点1301、1303和1305。

信道状态数据库307包括信道状态信息311(例如，如图14中所示的表1400)、网络构造信息309、例如干扰测量模块335所测量的干扰信息313和其它信息315。信道状态数据库307可以包括指示器，该指示器指示信息是否仅基于网络信息表(NIT)、是否仅基于测量、或者是否既基于NIT又基于测量。另外，虽然信道状态数据库307被单独地示出，但是信道状态数据库307可以存储在存储器319中。存储器319也可以存储指令，以用于控制器305执行所述指令来处理时间片信道。

用户接口321包括：用户输出部分323，支持呈现所接收的广播内容；用户输入部分325，使用户能够选择DVB发射机105(如图1中所示)支持的节目。广播的内容可以包括图像内容、视频内容、音频内容或者多媒体内容。用户输出部分323可以呈现从广播系统或者从ad hoc网络接收的数据。用户输入部分325使用户能够与相邻的无线站点开始ad hoc组网。

图4示出了根据本发明实施例的DVB收发机400的结构。DVB收发机400通过天线419、天线接口411、DVB解调器403和DVB IP解封器405接收广播内容(与IP分组相对应)。IP解封器405向用于处理在时间片信道上接收的数据的处理器401提供IP分组。另外，DVB解调器403和DVB IP解封器405可以提供从另一收发机接收的IP分组。收发机400通过DVB IP封装器409和DVB调制器407在IP分组中向其它收发机发送数据。收发机400调节放大器409的发射功率等级，使得其它收发机和其它相邻收发机处的预测(预计)干扰等级在最大可接受的限度内增加的同时，其它收发机可以接收信息。

在图4所示的实施例中，天线419支持通过天线接口411接收和发射DVB时间片信道，这可以采取不同的实现方式，例如定向耦合器或双工器。

信号强度测量模块413测量每个时间片信道上的干扰等级。处理器401确定干扰等级是否足够小到可以确信相应的时间片信道没有在被使用(即，空闲)。收发机400可以与其它收发机共享关于所测量的干扰等级的信息。(收发机可以通过在指定的时间片信道上通信来共享这个信息，所述指定的时间片信道被称为如结合图17、18和20所讨论的信道建立信道。)

图5示出了根据本发明实施例的示例性ad hoc网络500。在图5所示的示例性结构中，无线站点501、503和505正在所选时间片信道上接收广播内容。另外，无线站点501、503和505可以从中央数据库507获得关于相邻无线站点的信道状态信息。在本发明的其它实施例中，无线站点可以相互通信，以获得由其它无线站点测量的每个DVB时间片信道上的干扰等级。结果，无线站点(例如，站点501和503)可以能够使用空闲时间片信道来相互发送数据(例如，图像、视频剪辑和多媒体文件)，只要所述传输所增加的干扰等级在最大可接受的限度内。

除了接收信道中的信号和测量干扰温度之外，DVB接收机(例如，如图3所示的DVB-T/H接收机303)可以从TPS比特中和/或从所接收的数据中(例如，从所接收的网络信息表(NIT)中的数据中)识别发自DVB-T/H发射机的信号。

ad hoc网络500是节点集合，其形成了没有任何集中授权的临时网络。没有现成的基础设施。网络500随着节点在该网络周围移动或者进出该网络而自身重新配置。ad hoc组网在过去的几十年中已成为学术界最感兴趣的主题。近来，在为通信产业和移动终端用户创造新的机会方面，ad hoc组网也已被认为是很有吸引力的技术。在终端制造、软件工程和使ad hoc网络互连的基础设施方面可以发现新的商业潜力。有潜力的商业应用示例涉及到青少年和其他群体组网、家庭组网和互联网访问、授权应用以及家庭组网。

无线站点(例如，如图5所示的站点501)的发射机优选以信道的全容量发射数据，从而使占有信道的时间最小化。来自发射机的信号可以被形成为包括这样的数据，所述数据能够用于将所述信号标识为发自ad hoc网络中的发射机信号。

图6示出了根据本发明实施例的干扰温度作为距发射天线的距离的函数所受的影响。曲线601表示在接收机处测量的功率与距发射天线的距离的关系。随着发射机和接收机之间的距离增大，引起的干扰等级通常减小。在没有任何ad hoc传输的情况下，噪声(干扰等级)与干扰温度603相对应。然而，在有ad hoc传输的情况下，额外的干扰等级使噪声等级增加到干扰温度605。如果在所有无线站点处所预测(预计)的所测量干扰温度都在干扰温度605之下，则可以在相应的区域(例如区域500)中支持adhoc组网。

用于干扰温度测量的带宽可以是可以选择或预定的参数。对于DVB-T/H，带宽可以是5、6、7或8MHz。

图7示出了根据本发明实施例的被黑体包围的接收天线的辐射图形700。联邦通信委员会的频谱政策任务组(SPTF)引入创新的思想来在将来管理频谱。其概念被定义为由于测量度量而引起的“干扰温度”。联邦通信委员会将干扰温度定义为等于每单位带宽在接收天线处可获得的RF功率，其单位为开氏温标(°Kelvin)。可接受的“噪声功率”可以被计算为在天线处从源接收的功率P_r的等效温度。根据联邦通信委员会，天线干扰温度和天线温度是同义的。通过利用普郎克定律，我们可以计算黑体辐射的密度B_v：

B_{v} = \frac{2 h v^{3}}{c^{2}} \frac{1}{e^{hv / kT} - 1}, - - - (1)

其中，

h 普郎克常数

k 玻尔兹曼常数

v 以Hz为单位的频率

c 光速≈3×10⁸m/s

T 开氏温标为单位的表面物理温度

对于无线电频率，我们可以通过利用瑞利-吉恩斯极限(Rayleigh-Jeanslimit)来近似黑体辐射的密度：

B_{v} = \frac{2 h v^{3}}{c^{2}} \frac{1}{(1 + \frac{hv}{kT} + . . .) - 1} \approx \frac{2 h v^{3}}{c^{2}} \frac{kT}{hv} = \frac{2 kT v^{3}}{c^{2}} = \frac{2 kT}{λ^{2}}, - - - (2)

其中，λ是辐射的波长。接收天线被如图7所示的黑体包围。

可以如下计算每个频带df的接收噪声功率：

P = \frac{1}{2} A_{eff} df \frac{2 kT}{λ^{2}} &Integral; {&Integral;}_{4 π} B (θ, φ) \frac{G (θ, φ)}{G_{\max}} dΩ - - - (3)

其中，A_eff接收天线的有效面积

G(θ，φ)朝向(θ，φ)的增益

G_max天线的最大增益

系数1/2是由于天线只能接收一个偏振分量的事实引起的。噪声的偏振随机地产生使其功率的一半在特定偏振中。通过替换等式2和等式3，给出接收功率如下：

P = \frac{1}{2} A_{eff} df \frac{2 kT}{λ^{2}} \frac{4 π}{G_{\max}} = kTdf - - - (4)

因此，天线温度T_A＝T。从等式4中，我们可以总结出接收的噪声功率与天线增益无关，并与黑体表面温度和频带带宽成比例。

联邦通信委员会对未来频谱访问的理解是基于通过发射机和接收机之间的相互作用的、在实际RF环境的基础上的实时适应，而不是基于当前应用的、在发射机操作的基础上访问频谱的模式。联邦通信委员会的干扰温度概念的总体思想是接收机能够选择和接收特定信号，所述特定信号确定信号是否已被干扰劣化。实际上，接收机在非期望的RF能量累计到接收机的天线中的环境下操作。因此，应该在多个接收机位置处执行干扰温度测量，以估计RF环境的实时情况。所述估计的可信度取决于这样的因素，如发射机信号范围、信号等级在区域上均匀性、温度测量设备的密度以及附近设备(例如，通过ad hoc合作无线网络)的数据共享。在本发明的实施例中，存在不同设备的天线温度等级的实时数据库。每个设备可以查询(由相邻设备形成的)数据库，确定设备是否使用频谱传输。

干扰温度的概念通过利用干扰温度或天线温度度量来定义干扰的最大允许等级。这表征了接收机预期在其中操作的“最差情况”环境。此外，可以为每个频带、地理区域或者服务设置不同的阈值等级或最大干扰温度。重要的是，确保在安全和救援机构或航空无线电系统所使用的频带中的通信是完善的。对于公共安全频带的可能思路是宽带无线电系统——例如甚宽带(UWB)——以中等功率等级操作，因而能够被认为是“本地”干扰源。然而，即使最轻微的干扰也可以是有害的。因此，在这些频带中，干扰温度应被设置在获许可系统的噪声本底(noise floor)的附近。

必须考虑测量干扰温度的机制。联邦通信委员会的SPTF建议下面的感测干扰温度的方法：

干扰温度感测和控制机制可以被用来维持带内和带外发射在允许限度内。例如，低功率未获许可的RF设备可以被设计成在发射之前扫描其特定频带。它的内置“温度计”将记录干扰温度数据并计算适当的统计总值。然后，设备将预计由于其在其额定范围之上的操作而导致的干扰温度的增加。将这个值与允许的极限作比较。如果它的操作超过极限，则设备控制器可以执行适当的响应，例如减小功率、切换到不同的发射频率(如果可能)或者相位、继续扫描/感测过程，以定位适当的发射时间。现在存在建立所述感测控制系统的技术。例如，自动发射机功率控制被使用在特定类型的无线和卫星通信系统中。无绳电话也通过选择未使用的频率来适应环境。

图8示出了根据本发明实施例的频谱访问的情景。通过如图8所示的情景，我们已经认识到蜂窝网络中的无线电干扰。设备801、803、805和807(A设备)是传统的蜂窝设备，设备809、811和813(B设备)装备有频率感测装置。如图8所示，设备809将要发射并发现在特定频谱df上的频谱访问机会。然而，有可能接收设备813发现不同的可以频谱访问的频带。在发射设备和接收设备的握手阶段期间，设备809和813必须协商公共的频带。如果发射设备和接收设备距离较远，则这个握手是需要的。即使对于这个情景，我们也不能保证如果在两个B设备之间存在传统的A设备，那么没有超过干扰温度上限。很有可能将干扰温度设置得很低，以致只有很短范围的无线电可以在干扰温度限度内操作。另一方面，这意味着发射B设备和接收B设备彼此靠得很近，以致很有可能设备809和设备811可以发现相同的频谱访问机会。我们必须考虑设备809和811可以距离多远的期望可信间隔，从而使得设备809和811都察觉相同的频谱访问机会。如果我们能够确信设备809和811都发现用于频谱访问的相同频带，则我们可以在没有协商公共带宽的情况下发射和接收。

考虑到有可能在B设备测量干扰温度和决定该设备所使用的获许可频带之间的时间段中该频带可以被获许可的移动通信使用，传输必须被保持得越短越好。干扰温度测量是当前情况的快照，因此情况可以随时间改变。此外，我们必须假定B设备的传输时间很短并且在这段时间内没有新的A设备导致干扰。这意味着B设备必须像脉冲无线电的发射那样发射很短的突发或脉冲。我们必须对B设备限定频谱访问的更新间隔，或者在每个传输突发之前更新干扰温度测量结果。

我们也必须考虑用户离他们的发射基站较远并且离干扰源较近的情况。在这样的情况下，干扰源在“受害者的”带宽处辐射功率，其被耦合到“受害者”接收机的中间频率或基带滤波器中。干扰功率源可以来自附近或远处的相邻信道干扰、强带外发射、发射机产生的互调干扰或者产生互调干扰的高级远带外信号。干扰源可以是基站或便携设备。

有两类位置更易出现干扰。最通常的是当用户的接收机远离其相关联的基站并且靠近干扰源时。在这种情况下，用户的接收机遭受的期望信号的损失大于干扰源发射的非期望信号的损失。因此，即使干扰信号不与期望信号同信道，也会出现干扰。第二示例示出了用户的收发机位于服务区的边缘并且其自动功率控制将传输功率调节到其最大允许等级的情况。这可以与低等级的期望信号一前一后地出现，在低等级的期望信号的情况中用户的或者“受害者的”接收机距离它的导致干扰的关联基站较远。

当干扰信号正被期望的基本接收机附近的干扰用户和用户同时使用时，可以出现另一种情况。在这种情况下，“受害者”接收机试图在反向链路上通信。这种情况在基本接收机处导致干扰，其中干扰信号使期望信号的接收劣化。

“隐藏终端”问题描述这样情景的问题领域，其中，我们让从无线站点在获许可的主用户的频带处操作。可以假定，主无线站点处于空闲模式，即没有发射或者接收信号。然而，次无线站点可以在主无线站点附近发射。如果主无线站点以相同的频带发射，则会出现冲突。因此，当“隐藏的”主无线站点变为“可见的”无线站点时，从无线站点应该进行检测。

从用户必须检测主频带的使用。从用户的传输应该是突发的，从而以足够的占空度(duty cycle)来更新频带的状态。检测可以基于内置于终端中的频谱分析器或者基于可以从监视频带使用的网络查询到的状态。

由于如果主无线站点出现在频带上则必须停止从传输，所以用户质量会变得有问题。由于可以利用扫描自由频带来继续被中断的传输，所以从无线站点可能不得不阻止其传输未知时长。从最终用户的角度出发，这不是可行的选择。然而，只有使服务使用成本最小，最终用户才愿意接受较差的用户质量。

关于使用可以具有与主用户接收机不同的技术特性的监控接收机来测量主用户接收机受到的干扰，存在许多技术挑战。如果监控网络传感器处于地面高度而主用户接收机被抬高(例如，基站塔或者移动用户在多层建筑中)，则干扰方和抬高了的用户之间的传播损耗可以与两个地面高度的用户之间的损耗不同。在这种情况下，监控和报告的干扰温度可以与主用户的接收机所观测到的实际干扰温度不同。这可以通过假定在干扰温度意义上的最坏情况传播环境来处理。另外，我们应该考虑在移动从用户(干扰者)和主用户之间的距离估计。在这种情况下，所有主移动收发机应该实时地向监控网络和地理区域中的所有可能的从收发机报告它们的位置。因为主用户通常利用不同的发射频率和接收频率，所以传感器网络最好只访问主用户的发射。

图9示出了根据本发明实施例的假设温度密度与方位的关系900。图10示出了根据本发明实施例的假定用户增益图形和传感器增益图形1000。图11示出了根据本发明实施例的有效报告的温度密度与观测的温度密度的关系1100。如果传感器的天线图形和用户接收机的天线图形显著不同，则会出现问题。如果干扰温度测量设备装备有全向天线，则可以使结果报告的天线温度被匀化，并且可以使任何热点或方向变化被平滑。图9、10和11描述了天线温度与方位角φ、时间t和频率f的依赖性。为了清晰起见，在图9、10和11中示出了对φ的依赖性。

只有主用户的天线和干扰温度测量设备的天线具有相似的天线增益，才实现天线温度的合适表示。考虑到主用户具有方向更多或增益更高的接收天线——包括波束可控制的智能天线结构，主用户受到的干扰温度会低于接收机中的监控器在一些方向上测量的等级，而当热点落入用户的波宽范围内时高于所预期的干扰温度。当限定在物理噪声层和“人造”噪声层之间的干扰温度上限时，应该考虑这种类型的情景。所述上限应该适当地捕捉最坏情况的操作环境。

关于干扰温度定义的另一挑战是当主用户的接收机和从用户的接收机(即监控接收机)以不同带宽操作时的问题。主用户可以在窄带网络(例如，25kHz)中操作，而从用户可以在以5MHz带宽监控干扰温度的宽带网络操作。在这种情况下，在这两个带宽之间存在23dB的灵敏度差。假定存在引起干扰温度的伪噪声源或者有色噪声源(dBm/Hz)，这将根据5MHz带宽在传感器的整个带宽上被平均和报告。干扰温度可以在频带的大部分中稍低于所报告的平均干扰温度。如果特定信道含有伪噪声源，则实际干扰温度将比所报告的平均干扰温度更差。假定干扰温度上限表示最差情况操作环境，则应该计算带宽不等的影响。

如果从用户以非固定方式发射(例如，以伪随机图形发射波束或跳频)，则会引起额外的问题。这些技术将相当多的变化添加到噪声层，对预测、检测和强制干扰温度上限造成困难。此外，如果从用户移入或移出覆盖区域，则主用户会遇到突变。挑战在于怎么管理由监控网络引起的时间延迟，来检测干扰是否超过上限。从而，从用户调节其发射功率，使得主用户位置处的干扰温度回到允许的等级。

在非均匀环境中，干扰温度的测量面临空间、时间和频率分辨率的挑战。为了确保遵从干扰温度上限并且实现更好的分辨率，信道带宽或者天线束宽应被设置成最小。然而，监控过程的扫描次数因观测点(频率扫描和方位扫描)的数目增加而增加，并处理另一分辨率问题：在任何频率或方位角处的干扰测量之间的占空度。这增加了在时变环境——例如利用分组数据、波束或跳频的系统——中没有捕捉到最大实际干扰温度值的可能性。

对操作在主用户频带中的从用户的影响进行估计是有挑战性的任务，并且难以通过从用户或者第三方监控网络来评定。困难在于主用户受到的干扰温度的估计。主用户和从用户之间的信道路径损耗应该通过利用不充分的信道信息来估计。应该估计主/从用户之间的距离。估计信道路径损耗可以通过利用最差情况情景——即假定在主用户和从用户之间自由路径损耗传播情形——来估计。在任何情况下，应该考虑系统部署、覆盖区域、信息吞吐量、信号质量和无线电结构复杂性，最小化由于共享相同频带的从用户操作而导致的对主用户的影响。

图12示出了根据本发明实施例的在支持主用户的系统中进行从用户通信的情形。由于干扰温度概念将传输功率等级限制得很低、仅刚刚超过现有的噪声层这一事实，所以干扰温度概念最适于低功率宽带宽通信。此外，这样的设备的范围短，并且可以被最好地利用为需要高数据速率的应用的替代线缆。所述系统的实施利用干扰温度概念。然而，也期望所述设备在获许可的频带中操作。

假定设备能够测量可用频谱，本发明的实施例具有实现在接收机中的频谱分析仪。从收发机1201和1203以ad hoc方式操作，在操作于主用户频带(与主用户1205、1207、1209和1211相对应)的两个从收发机之间建立直接链路。首先，从收发机1201和1203都测量可用于传输的频带。第二，从收发机1201和1203利用公共协商信道协商。传输所需的频带取决于应用以及从设备1201和1203是否能够预约所述应用所需的带宽量。如果从设备1201和1203都承认存在足够的带宽可用于传输，则进行发射的从设备1201或1203开始传输。否则，不开始传输，并且所述设备返回空闲模式并在频率范围内扫描是否有机会发射。如果有足够的带宽可用，则传输是可能的。下一步是计算所监控信号等级和干扰温度阈值之间的余量。基于这个余量来确定传输功率。通过利用公共协商信道来交换位置信息，得知从收发机的位置，并且得知这两个从收发机之间的距离。如果所需的距离比利用所计算的最大允许传输功率和自由空间传播假设所覆盖的范围长，则通信失败。这个情形的示意性描述示出在图12中。

为了协商的目的，在这个情形中需要公共协商信道。在利用干扰温度的每个设备中一般都同意所述信道。可以为此目的单独预留公共协商信道，并且公共协商信道可以由联邦通信委员会管制(例如在美国)。例如，联邦通信委员会已经定义三种不同的管制模式：命令与控制、排他使用和开放访问。然而，可以设计其它模式。在本发明的实施例中，“半公共”模式以受管制的公共协商信道来控制ad hoc行动。或者，公共协商信道可以是需要最低外部管制的非许可频带之一。然而，对于从设备之间的完善通信，公共协商信道中的干扰保护是重要的。公共协商信道不必为宽带。窄带也适于握手的目的。

如图12中所示，可能存在对系统引入大量不确定性的因素。首先，存在“隐藏终端问题”。如果在从用户1201和1203之间存在“隐藏”主用户1205，则在当从用户1201和1203测量其操作环境时的时间场合主用户1205不发射。在这种情况下，从用户1201和1203没有“看到”“隐藏”主用户1205，并且假定允许用从用户1201和1203所协商的频带传输。然而，如果主用户1205与从用户1201和1203在相同的频带上同时发射，则将会冲突并且主用户的传输受到严重干扰。其次，如果从用户设备监控干扰温度或信号强度为特定水平，则我们不能保证在主用户位置处不超过干扰温度阈值。这是由于我们没有工具估计主用户和从用户之间的距离，即我们不能得知主用户的传输功率等级。

如果假定主用户的质量没有劣化，则“隐藏终端问题”的严重性不可以被克服。通过允许一些干扰，例如呼叫失败率超过1％目标，“隐藏终端问题”不是很严重，这是因为从用户的设备具有占空度来执行频谱测量。如果从设备检测到主用户激活，则从设备停止传输，并在主用户已经停止其传输之后继续传输。

用于频谱分析的占空度应该保持较短，并且因而需要一直监控频谱的可用性。这需要计算功率，进行计算需要来自电池的额外电量，这使电池寿命变短。如果电池消耗不是主要关注的问题，而手持应用——例如移动终端——对电池消耗很敏感，则这可能很糟糕。提高电池单元中可以存储的电量不能弥补移动终端中功耗的要求。移动终端需要更多的电量用于多重无线终端的发展，其中已经将多个无线系统集成到单个移动终端中。此外，图形和软件支持增加了移动终端对来自电池的更多电量需求。因此，在移动终端中添加任何可能消耗电量的额外特征可能是不可行的。应该在能耗意义上优化用于频谱分析的占空度。

图13示出了根据本发明实施例的在支持主用户的系统中进行从用户通信的情形。为了省电，我们从移动终端中抛弃了频谱分析仪。在这种情况下，我们假定例如联邦通信委员会已经设置了已被标准化的并被整个产业利用的确定带宽。在这种情况下采用的管制模式不是纯粹的“底层”系统模式，而是可以被代替称为“半底层”系统。进一步假设从设备以低功耗和高数据速率在宽带宽中操作。

由于从终端抛弃了频谱分析仪，我们不能估计接收机处的RF环境。这使得终端的制造性价比更好，但是增加了网络设计的复杂性。如图13所示，系统具有公共数据库，其他用户的信息存储在所述数据库中。从对所讨论地理区域进行扫频的不同测量位置(1301、1303和1305)收集数据库信息。在该实施例中，数据库信息存储在每个测量站点中。

图13示出了从宽带用户(例如，从用户1309)已经创建网状类型的网络，所述网状类型的网络利用从测量站点1301、1303和1305收集的信息。测量站点1301、1303和1305的目的是向从用户提供关于频谱使用的信息。例如，如果从用户1309想发射，则用户1309首先(在公共协商信道上)在为此目的共同达成的频带中与测量站点协商，然后如果测量站点允许连接则在两个从用户之间建立链路。此外，测量站点1301、1303和1305被连接到一起以改造网络，从而提供对频谱使用的更精确的估计。

这个方案有多个缺点。首先，建立感测网络是昂贵的，包括带有完善控制软件的昂贵频谱分析仪。第二，网络应该能够检测主用户(例如，主用户1307)的动态，以支持移动性，包括对主用户的速度和方向的估计。这个信息必须以充分的更新间隔发射到从用户1309。于是，什么是充分的更新间隔？更新间隔应该足够快，以对主用户的网络中的突然变化作出反应。这些突然变化可以包括隐藏终端的问题。如果主用户终端1307突然开始发射，则感测网络应该检测主终端1307并且向可能同时发射的从用户1309发送停止发送信号。此外，从用户收发机1309应该从公共协商信道监听停止发射信号。即使这不能完全解决隐藏终端的问题并且除了其它缺点以外，这个方案也不可以被认为是实现干扰温度概念的可行解决方案。第三，感测网络应该是密集的，以感测本地频率使用的变化，并且向利用干扰温度概念的系统本地报告访问频谱的可能性。对于低功率短程系统，这意味着可以在每个角落发现感测站点，这是由于当在所述角落周围移动时所接收的功率等级可能已降低，使得利用干扰温度的设备可以进行频谱访问。

新兴的DVB-H标准基于DVB-T，但是目标为手持设备。新的重要特征包括MPE-FEC和时间分片。时间分片降低了终端中的功耗并且使得切换成为可能。然而，时间分片的关闭阶段(off-period)也可以用于其它的目的，例如干扰温度测量和在装备有DVB-H收发机的终端之间进行ad hoc组网。

图14示出了根据本发明实施例的ad hoc站点的信道状态信息1400(其可以被存储在数据结构中)。当不在相应的时间片信道上接收广播服务时，无线站点(例如，分别在图4和图5中所示的收发机400或500)执行广播信道的干扰测量。在图14所示的示例中，分配的频谱包括四个时间片信道(信道1、2、3和4)，这四个信道与信道状态信息1400中的信道号1401相对应。

无线站点可以在时间上分离地多次测量广播信道的干扰等级，以得到具有期望可信度的估计。干扰测量(其可以与干扰温度相对应)被存储为测量1405，与广播信道号1401相对应。基于测量1405(例如，如果小于20)，无线站点确定广播信道是否为“空闲”。如果广播信道正被用于广播内容，则该信道被标为“激活”。而且，如果无线站点正在相关联的广播信道上接收内容，则该广播信道被标为“当前”。

被识别为发射DVB-T/H信号的广播信道被标记为“激活”。如果所接收的信号足够强(即，所测量的干扰温度在预定限度之上)，则没有必要分析所接收的信号产生于哪里。接收机可以继续扫描信道。在本发明的一些实施例中，在下一扫描中可以跳过“激活”信道，或者可以在预定的时间内跳过。

在该实施例中，最低的空闲信道被标为主建立信道。无线站点使用所述建立信道来建立ad hoc连接，这将在下面描述。在图14所示的实施例中，第二空闲信道可以被标为从建立信道，并且如果不能使用主建立信道，则可以使用从建立信道。

干扰温度的概念是朝向认知无线电的一个步骤，其通过利用干扰温度或天线温度量度，限定了干扰的最大允许等级。这表征了期望接收机在其中操作的“最差情况”环境的特征。此外，可以为每个频带、地理区域或服务设置不同的阈值等级或最大干扰温度。这是所述概念的重要特征。应该在多个不同的接收机位置进行干扰温度测量，以估计RF环境的实时情况。这个估计的可信度取决于这些因素，如发射机信号范围、信号等级在整个区域上的均匀性、温度测量设备的密度、以及附近设备采用的数据共享——例如通过ad hoc协作无线网络。这意味着存在不同设备的天线温度等级的实时数据库。于是，每个设备可以从所述数据库(由相邻设备形成)查询它们是否可以使用特定的频带来传输。

频谱的大部分可以分配给广播服务(例如DVB-T/H)。然而，整个所分配的频谱可以不被广播流量全部在本地占据。没有用于广播传输(或任何其它传输)的广播信道可以临时地且在本地分配给认知DVB-H收发机之间的通信(例如，ad hoc组网)。

干扰温度概念可以用来定义DVB-T/H信道是否被占据。如果发现自由DVB-T/H信道(即，没有检测到DVB传输和其它干扰源)，则所述广播信道可以用于无线站点之间的通信(例如，IP数据传输)。如果终端已经在使用DVB-H接收机(即，接收时间分片的广播数据)，则在时间分片的关闭阶段中无线站点仍能够执行干扰温度测量和通信。

无线站点(例如收发机400和500)包括DVB-H接收机和发射机(低功率)，并且被用于通信和感测环境，使得对其它DVB-H接收机不产生干扰。如果终端正在接收时间分片的广播数据，则在时间片的关闭阶段中可以执行下面的步骤。反之，DVB-H收发机可以完全用于ad hoc组网。

在可以建立ad hoc组网之前，DVB-H接收机必须在扫描过程中扫描没被占据的DVB-T/H信道。在扫描期间，通过测量DVB-H接收机的天线或等效干扰温度来执行干扰测量，并且将结果保持在数据库中(图1)。DVB-T/H信道被标记为“激活”、“空闲”、“没有信息”或“当前”。如果信道被用于广播的目的(TV传输)，则使用状态为“激活”。当干扰温度小于给定的阈值(与相关数目0-100相对应的T_阈值，例如20)时，使用状态“空闲”。当没有任何关于信道状态的信息(例如测量失败)时，使用状态“没有信息”。如果终端也正在接收时间分片的突发，则使用状态“当前”。

在建立过程中，具有最低可用信道(状态“空”：主_建立_信道或从_建立_信道)的信道被用来在无线站点之间建立通信信道。在所述信道中发射和接收信息。所述信息作为IP分组有效载荷被携载。在标准中描述了在DVB-T/H信道上发射IP分组的方法。终端A和终端B在所建立的信道中发送消息。最大传输功率可以基于干扰测量结果。如果发生冲突，则设置随机延迟计时器来延迟传输。当终端已对用作通信信道的信道达成一致时，所述终端可以转到所述通信通道。

现在，在通信过程中，无线站点可以开始通信。所述通信可以基于 RTS/CTS/DATA/ACK握手(例如，WLAN)。当发送了数据(与文件相对应)或者终端断开连接时，终端可以开始新的扫描过程或者监听建立信道。在通信状态中无线站点也必须扫描DVB-T信道，以确保该终端不干扰其它终端或系统。另外，如果需要，则无线站点可以调谐到另一广播信道。

图15示出了根据本发明实施例的具有信道状态信息的数据库1500。在该实施例中，数据库1500存储在ad hoc网络中的每个无线站点处(例如，如图3所示的无线站点300处的数据库307)或者存储在可以位于“adhoc网络热点”中的中央数据库处(例如，如图5所示的数据库507)。“adhoc网络热点”可以是设计成在例如餐馆、机场或公共建筑的地区中操作的区域(例如，如图5所示的区域500)。

在该实施例中，数据库1500包括在ad hoc网络中的每个无线站点的每个广播信道上测量的干扰等级。在图15所示的示例性实施例中，数据库1500包括干扰信息1501(与无线站点A相对应)、干扰信息1503(与无线站点B相对应)、干扰信息1505(与无线站点C相对应)。在该实施例中，数据库1500还包括对于ad hoc网络中的每个无线站点的位置信息1507。(无线站点可以使用GPS接收机来确定它的位置，或者使用三角测量法来确定它的位置。)通过使用位置信息来确定到第二无线站点的距离，第一无线站点能够确定与所述第二无线站点通信的发射功率等级，同时将对ad hoc网络中的其它无线站点的干扰等级保持在最大可接受的干扰等级之下。

图16示出了根据本发明实施例的无线站点的示例性分布。图16示出了从ad hoc网络中的无线站点1601观察的分布。无线站点1601到无线站点1603的距离为r1、到无线站点1605的距离为r2、到无线站点1607的距离为r3。可以从包含在数据库1500中的位置信息确定无线站点之间的距离。

图17示出了根据本发明实施例的用来确定相邻的ad hoc站点的发现过程1700。在相关的情形中，无线站点事先不了解ad hoc网络中的其它无线站点。结果，无线站点不了解其它无线站点处的干扰等级，并且不了解干扰等级不超过可接受等级时的最大发射功率等级。

在步骤1701中，无线站点确定哪一个广播信道被指定为建立信道。如果目前接收的信道不与建立信道相对应，则在步骤1703中，无线站点等待直到所接收到的信道与建立信道相对应。在步骤1705和1707中，无线站点以最小功率等级发射信号，提供所测量的干扰等级(与图14中所示的信息1400相对应)。例如，无线站点1601以足够与站点1603通信而不与站点1605和1607通信的发射功率等级来进行发射。

在步骤1709中，如果无线站点接收到响应(例如，来自另一无线站点的相应的所测量干扰等级)，则在步骤1711中无线站点更新其数据库(例如，数据库1500)。在步骤1713中，如果超过最大发射功率等级，则在步骤1715中终止过程1700。反之，如果如步骤1717所确定的、在ad hoc网络中所有已知无线站点处的预计干扰等级没有超过最大可接受干扰等级，则在步骤1721中无线站点增加发射功率。例如，无线站点1601增加其发射功率等级，以与图16中所示的站点1605通信。反之，在步骤1719中终止所述过程。

在图17所示的实施例中，如果多于一个无线站点同时试图利用所述建立信道，则载波检测多路访问/冲突避免(CSMA/CA)解决建立信道上的冲突。如果检测到冲突，则ad hoc网络中的无线站点可以利用退避算法(CSMA/CD)来随后在建立信道上发送数据。此外，无线站点可以利用请求发送/清除发送(RTS/CTS)过程来提供对于在建立信道上会遇到的潜在问题(例如，无线站点未知的隐藏无线站点)的稳健性。

图18示出了根据本发明实施例的用来提供信道状态信息的中央数据库过程1800。过程1800可以被实现为过程1700的替补来支持ad hoc网络。在步骤1801中，中央数据库(可以在如图13所示的测量站点1301处实现)确定被指定为建立信道的广播信道。如果目前发射的时隙与建立信道不相对应，则在步骤1803中所述中央数据库等待直到所发射的时隙与建立信道相对应。在步骤1805中，中央数据库将发射等级设置成为ad hoc网络的工程等级(例如，ad hoc网络热点)。在该实施例中，与中央数据库相关联的ad hoc网络中的无线站点可以事先知道工程功率等级，或者可以从周期性地在建立信道上广播发射等级的中央数据库获得工程功率等级。

如果步骤1807确定发送数据库信息，则在步骤1809中所述中央数据库发送数据库信息，所述数据库信息包含由ad hoc网络中的参与无线站点测量的干扰等级。如果中央数据库在当前时间(与例如图2所示信道突发211的时间片相对应)没有在建立信道中发送数据库信息，则如步骤1811所确定的中央数据库为了信道状态信息(例如，如图14所示的信息1400)而监控建立信道。如果从无线站点接收到信道状态信息，则在步骤1813中中央数据库更新状态数据库(例如，数据库1500)。

在本发明的另一实施例中，中央数据库可以利用频谱分析仪(未示出但是相似于前面在图13中描述的用于测量站点1301的频谱分析仪)来扫描频谱和测量信道上的干扰。假定知道无线站点与测量站点的距离与相互关系，在无线站点(终端)处可以预计在测量站点处测量的干扰等级。

图19示出了根据本发明实施例的对于ad hoc站点的信道扫描过程1900。如果无线站点(例如，收发机300和400)没有正在处理广播信道时间片，则该无线站点可以测量在相应广播信道上的相应的干扰等级，以构成信道状态信息1400。另外，无线站点可以在没被使用的信道上发射或接收数据。

参照图19，如由步骤1901所确定的，如果广播信道不是“激活”或“当前”广播信道，则在步骤1903中无线信道扫描广播信道，以测量广播信道上的干扰等级。无线站点可以使用多个测量来确定干扰等级，以获得期望的可信度。在步骤1905中，利用在步骤1903中确定的所测量干扰等级来更新数据库1500。

如果步骤1907确定广播信道包含将被无线站点处理的DVB内容，则在步骤1909中无线站点处理广播信道中的时间片。一旦广播信道被处理，无线站点则在步骤1911中等待下一广播信道。

图20示出了根据本发明实施例的用于ad hoc站点的数据发送过程2000。在与过程2000相关联的情形中，无线站点期望向ad hoc网络中的另一无线站点发送数据。在步骤2001中，无线站点确定广播信道是否与建立信道相对应。如果不相对应，则在步骤2009中无线站点等待下一广播信道。如果广播信道与建立信道相对应，则在步骤2003(与图21中所示的步骤2100相对应，这将在下面描述)中无线站点确定发射功率等级，以与其它无线站点通信，同时将ad hoc网络中的无线站点处的干扰等级保持在最大可接受等级之下。如果步骤2003成功，如由步骤2005所确定的，则在步骤2007中无线站点在建立信道上建立连接。反之，无线站点中止所述试图，并可以在随后的与建立信道相应的时间片中重试。

在本发明的实施例中，当无线站点在建立信道上与另一无线站点建立连接时，在步骤2007中执行信道协商，以选择用于在无线站点之间通信数据的广播信道。在本发明的实施例中，无线站点可以在建立信道上与中央数据库(例如，如图13所示的测量站点1301)建立连接，以协商用于与另一无线站点进行通信的广播信道。此外，信道协商可以选择多个广播信道，从而获得更大的带宽，以提高数据速率。例如，选择多个广播信道可以支持非信道化的数据连接，其中没有为数据指定特定的广播信道。在步骤2011中，如果广播信道与所选择的广播信道不相对应，则在步骤2019中无线站点等待下一广播信道。

当无线站点确定广播信道是所选择的广播信道时，在步骤2013(与步骤2100相对应)中无线站点确定发射功率等级。在步骤2015中，无线站点访问数据库1500，以确定ad hoc网络中任何已知无线站点处的预计干扰等级是否不超过最大可接受等级。如果不超过，则在步骤2017中无线站点在所选择的广播信道上向其它无线站点发射数据。如果不成功，则无线站点中止该过程，并可以在随后的时间片中重试。

图21示出了根据本发明实施例的用于ad hoc站点的发射功率确定过程2100。过程2100与如图20中所示的过程2003和2013相对应。在步骤2101中，确定在指定信道上的发射功率等级。在该实施例中，如前所述，已知无线站点之间的距离并且假定传播特性，以确定必需的发射功率等级。可以包括进功率余量，以提供期望的稳健性。(在本发明的其它实施例中，通过无线站点测量所接收的其它无线站点的功率等级并且得知其它无线站点处的发射等级来确定发射功率等级。功率差与两个无线站点之间的功率损耗相对应。)一旦确定了发射功率等级，步骤2103至2113确定在ad hoc网络中所有无线站点处的指定广播信道上的关联预计干扰等级是否在最大可接受限度之下。

本领域技术人员可以明白，可以利用具有关联的计算机可读介质的计算机系统来实施在此公开的示例性实施例，所述计算机可读介质包含用于控制所述计算机系统的指令。所述计算机系统可以包括至少一个计算机，例如微处理器、数字信号处理器和相关的外围电子电路。

虽然已经就包括实施本发明的目前优选方式的具体示例描述了本发明，但是本领域技术人员应该明白，存在对上述系统和技术的多种变型和置换，这些变型和置换落入如权利要求所阐述的本发明的精神和范围。

Claims

1.一种支持在广播系统中数据组网的方法，包括：

(A)由第一无线站点确定与所述广播系统相关联的多个广播信道；

(B)获得所接收的关联干扰等级组，其中每个关联干扰等级与所述多个广播信道中的关联广播信道相对应，所述关联干扰等级中的每一个是由第二无线站点测量的；

(C)由所述第一无线站点确定向所述第二无线站点发送数据的发射功率等级；

(D)选择所述多个广播信道中的一个信道；以及

(E)以所述发射功率等级，在所述多个广播信道中的所述一个信道上，在所述第二无线站点和所述第一无线站点之间发送数据。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

(F)在所述多个广播信道中的第二信道上建立连接；以及

(G)响应(F)，确定所述多个广播信道中的所述一个信道。

3.如权利要求2所述的方法，其中，(F)包括：

(i)增加在所述多个广播信道中的所述第二信道上的相应发射功率等级。

4.如权利要求3所述的方法，其中，(F)进一步包括：

(ii)重复(i)，直到达到最大发射功率等级。

5.如权利要求3所述的方法，其中，(F)进一步包括：

(ii)重复(i)，直到从另一无线站点接收到响应。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述数据对应于从包括图像、视频文件、音频文件和多媒体文件的组中选择的文件类型。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

(F)选择所述多个广播信道中的另一信道；

(G)在所述多个广播信道中的所述一个信道连同所述多个广播信道中的另一信道上，在所述第二无线站点和所述第一无线站点之间发送数据。

8.如权利要求7所述的方法，其中，所述多个广播信道中的所述一个信道和所述多个广播信道中的所述另一信道被配置为非信道化的数据连接，其中没有为数据指定特定的广播信道。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述关联干扰等级中的每一个与干扰温度相对应。

10.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

(F)由所述第一无线站点在当前信道上接收广播服务，其中，所述当前信道被包含在所述多个广播信道中。

11.如权利要求1所述的方法，其中，(C)包括：

(i)确定所述第一无线站点和所述第二无线站点之间的距离；以及

(ii)调节所述发射功率等级，以补偿由传送所述数据的信号引起的传播损耗。

12.如权利要求1所述的方法，其中，(C)包括：

(i)确定来自所述第二无线站点的信号的发射等级；

(ii)由所述第一无线站点测量所述信号的接收信号等级；以及

(iii)从所述发射等级减去所述接收信号等级，从而获得传播损耗。

13.如权利要求1所述的方法，其中，(D)包括：

(i)查明所发射的信号不导致预计的干扰等级超过最大等级。

14.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

(F)确定接收广播信道是否正在被所述广播系统利用，从而将所述接收广播信道指定为激活；以及

(G)如果所述接收广播信道为激活，则不将所述广播信道用于adhoc数据组网。

15.如权利要求14所述的方法，其中，(F)包括：

(i)确定在所述接收广播信道上的传输参数信令信息的出现。

16.如权利要求14所述的方法，其中，(F)包括：

(i)分析所接收的网络信息表。

17.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

(F)分析所述多个广播信道的频谱。

18.如权利要求1所述的方法，其中，(E)包括：

(i)将数据包括在时间片传输中。

19.如权利要求1所述的方法，其中，所述广播系统是从包括DVB-H系统、DVB-T系统、ATSC系统和ISDB-T系统的组中选择的。

20.如权利要求1所述的方法。其中，(B)包括：

(i)从数据库访问所述所接收的关联干扰等级组。

21.如权利要求1所述的方法。其中，(B)包括：

(i)从所述第二无线站点接收所述所接收的关联干扰等级组。

22.如权利要求21所述的方法，其中，(B)进一步包括：

(ii)增加在建立信道上的相应发射功率等级，其中，所述第一无线站点在所述建立信道上从所述第二无线站点接收所述所接收的关联干扰等级组。

23.如权利要求22所述的方法，其中，(B)进一步包括：

(iii)重复(ii)，直到达到最大发射功率等级。

24.如权利要求22所述的方法，其中，(B)进一步包括：

(iii)重复(ii)，直到从所述第二无线站点接收到响应。

25.一种支持在广播系统中数据组网的装置，所述装置包括：

用于由第一无线站点确定与所述广播系统相关联的多个广播信道的模块；

用于获得所接收的关联干扰等级组的模块，其中每个关联干扰等级与所述多个广播信道中的关联广播信道相对应，所述关联干扰等级中的每一个是由第二无线站点测量的；

用于由所述第一无线站点确定向所述无线站点发送数据的发射功率等级的模块；

用于选择所述多个广播信道中的一个信道的模块；以及

用于以所述发射功率等级，在所述多个广播信道中的所述一个信道上，在所述第二无线站点和所述第一无线站点之间发送数据的模块。

26.如权利要求25所述的装置，进一步包括：

用于在所述多个广播信道中的第二信道上建立连接的模块；以及

用于响应于所述连接被建立，确定所述多个广播信道中的所述一个信道的模块。

27.如权利要求25所述的装置，进一步包括：

用于选择所述多个广播信道中的另一信道的模块；

用于在所述多个广播信道中的所述一个信道连同所述多个广播信道中的另一信道上，在所述第二无线站点和所述第一无线站点之间发送数据的模块。

28.如权利要求25所述的装置，进一步包括：

用于由所述第一无线站点在当前信道上接收广播服务的模块，其中，所述当前信道被包含在所述多个广播信道中。

29.一种支持在广播系统中数据组网的收发机，包括：

接收机，接收多个广播信道；

发射机，以所确定的发射等级在第一广播信道上发射信号，其中，所述信号包含数据，其中，所述信号不会导致在其它收发机处的预计干扰等级超过阈值，并且其中，所述第一广播信道没有被所述广播系统用于支持广播服务；以及

干扰测量模块，其为所述多个广播信道中的每一个确定相应的干扰等级，所述相应的干扰等级是在所述收发机处测量的。

30.如权利要求29所述的收发机，其中，所述接收机接收所述多个广播信道中的第二广播信道，所述第二广播信道支持广播服务，所述收发机进一步包括：

处理器，其处理所述第二广播信道，从而获得广播内容。

31.如权利要求30所述的收发机，进一步包括：

显示器，其呈现所接收的数据。

32.如权利要求29所述的收发机，进一步包括：

数据库，其存储所述相应的干扰等级。

33.如权利要求32所述的收发机，进一步包括：

处理器，其访问所述数据库以访问所述相应的干扰等级，并且在所述多个广播信道中的一个信道上向另一收发机发送信号，所述信号传送所述相应的干扰等级。

34.如权利要求32所述的收发机，其中，所述接收机接收用于传送关联干扰等级的所接收信号，所述关联干扰等级是在另一收发机处测量的，并且所述收发机进一步包括：

处理器，其利用所述关联干扰等级来确定在所述另一收发机处的预计干扰等级是否超过所述阈值。

35.如权利要求29所述的收发机，其中，所述接收机接收所选择的广播信道，其中，所述所选择的广播信道包含所接收的数据。

36.如权利要求29所述的收发机，进一步包括：

另一接收机，其接收与所述多个广播信道不同的无线电信道。

37.如权利要求36所述的收发机，其中，所述另一接收机接收用于传送关联干扰等级的所接收信号，所述关联干扰等级是在另一收发机处测量的，并且所述收发机进一步包括：

处理器，利用所述关联干扰等级来确定在所述另一收发机处的预计干扰等级是否超过所述阈值。

38.一种用于使多个从无线站点能够在服务于至少一个主无线站点的通信系统中相互通信的方法，所述通信系统被分配有获允许频谱，所述方法包括：

(A)由第一无线站点与测量站点协商与第二无线站点的进一步通信，其中所述协商包括对至少一个广播信道的协商；

(B)基于余量等级确定发射功率等级，所述余量等级是所计算的在所监控的信号等级和干扰温度阈值之间的余量等级；

(C)当所述测量站点允许时，由所述第一无线站点与所述第二无线站点建立连接；以及

(D)至少部分地通过使用所述至少一个广播信道和所述发射功率等级向所述第二无线站点发送数据，来在所述获允许频谱的一部分上与所述第二无线站点通信。

39.如权利要求38所述的方法，其中，(A)包括：

(i)利用不同的频谱来与所述测量站点通信，其中，所述不同的频谱与所分配的频谱不同。

40.一种用于支持在数字视频广播系统中数据组网的方法，其中所述数字视频广播系统与多个广播信道相关联，所述方法包括：

(A)由第一无线站点在特定的广播信道上接收广播服务；

(B)由所述第一无线站点确定一组测量的相应干扰等级，所述相应干扰等级中的每一个与所述多个广播信道中的相应广播信道相对应，所述关联干扰等级中的每一个是由所述第一无线站点测量的；

(C)获得一组接收的关联干扰等级，所述关联干扰等级与所述多个广播信道相对应，所述关联干扰等级中的每一个是由第二无线站点测量的；

(D)由所述第一无线站点选择所述多个广播信道中的一个信道，其中，在所述第二无线站点处的第一预计干扰等级不超过在所述多个广播信道中的所述一个信道上的预定阈值；

(E)在所述多个广播信道中的所述一个信道上，在所述第一无线站点和所述第二无线站点之间建立通信连接；

(F)响应(E)，选择所述多个广播信道中的第二信道，其中，第二预计干扰等级不超过所述预定阈值；以及

(H)在所述多个广播信道中的所述第二信道上，从所述第一无线站点向所述第二无线站点发送数据。

41.一种用于使多个从无线站点能够在服务于至少一个主无线站点的通信系统中相互通信的方法，包括：

(A)由第一无线站点测量可用频谱；

(B)与第二无线站点协商所述可用频谱的一部分；

(C)基于余量等级以及所述第一无线站点和所述第二无线站点的位置确定发射功率等级，所述余量等级是所计算的在所监控的信号等级和干扰温度阈值之间的余量等级；以及

(D)在频谱的所述部分上，以所述发射功率等级向所述第二无线站点发射信号。

42.一种用于使多个从无线站点能够在服务于至少一个主无线站点的通信系统中相互通信的方法，所述通信系统被分配有频谱，所述方法包括：

(A)获得对所述多个从无线站点的干扰等级测量，每个干扰等级测量与相应信道上的相应从无线站点相关联，所述相应信道被包含在所述频谱中；

(B)从第一从无线站点接收请求，从而与第二从无线站点建立通信连接；

(C)在所述频谱中选择所选信道；

(D)为所述第一从无线站点确定第一发射功率等级，其中，所述第一发射功率等级受到这样的条件限制：在所述多个从无线站点中的每个处的预计干扰等级在最大可接受等级之下；以及

(E)提供信道信息，并向所述第一从无线站点发送功率等级信息。