CN101350681A

CN101350681A - 搜索空闲信道的方法及装置

Info

Publication number: CN101350681A
Application number: CNA2008101184581A
Authority: CN
Inventors: 刘劲楠; 冯淑兰
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2028-08-22
Also published as: CN101350681B

Abstract

本发明实施例涉及一种搜索空闲信道的方法及装置，其中，方法包括：获取包含有信道状态的信道状态列表；判断是否存在信道状态为只被一个占用源占用的至少一个第一信道和/或信道状态为只被一个干扰源干扰的至少一个第二信道，如果存在，则检测所述至少一个第一信道和/或被所述干扰源所占用的至少一个第三信道的当前信道状态是否为空闲。本发明实施例通过有针对性地优先检测当前状态最有可能是空闲的信道，能够提高搜索到空闲信道的效率。

Description

搜索空闲信道的方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及认知无线电技术，尤其涉及一种搜索空闲信道的方法及装置。

背景技术

随着无线业务的增长，有限的无线频谱资源已经显得越来越匮乏。而且在目前固定分配频谱的方式下，会造成某些频段特别拥挤，而某些频段却利用率不高的情况。在这样的背景下，认知无线电技术的概念被提出。认知无线电技术是保证在不干扰授权用户的前提下，实现高效、灵活地使用频谱空洞的技术。频谱空洞就是，在一定时间和空间下，未被占用的频段。

由于认知系统对频谱占用的低优先级，认知系统在使用频谱前需要检测频谱，保证对授权用户没有产生有害干扰。并在发现授权用户后，系统需要在其他的空闲信道上恢复自身的通信。

为了能够快速在其他的空闲信道上恢复通信，认知系统通常需要在基站侧维护一个信道状态列表。如果信道状态列表中存在信道状态为空闲的信道，系统就可以迅速切换到该空闲信道上。如果信道状态列表中不存在信道状态为空闲的信道，则需要快速地从信道状态为非空闲的信道中搜索到状态变为空闲的信道。减少搜索空闲信道的时间，对于需要切换工作信道的情况，可以减小服务中断的时间，提高认知系统的服务质量；对于不需要切换工作信道的情况，可以减少用于检测的时间，节省系统资源。

发明人在实现本发明时，发现由于现有的搜索空闲信道技术都是基于空闲-占用假设，即假设一个信道只可能被一种信号源占用或释放(空闲)的状态，当占用信道的信号源释放信道时，信道就变为空闲状态。而实际上，一个信道由于信号源地理位置的差异可能被多个信号源占用，或者由于邻频干扰，互调干扰的存在对信号源占用信道外的其他信道产生干扰。基于简单的空闲-占用假设的搜索空闲信道方法，造成了空闲信道的搜索效率不高。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种搜索空闲信道的方法及装置，可以提高搜索到空闲信道的效率。

本发明实施例提供了一种搜索空闲信道的方法，包括：

获取包含有信道状态的信道状态列表，所述信道状态包括被干扰源干扰的状态和/或被占用源占用的状态；

判断是否存在信道状态为只被一个占用源占用的至少一个第一信道和/或信道状态为只被一个干扰源干扰的至少一个第二信道；

如果存在所述第一信道而不存在第二信道，则检测所述至少一个第一信道的当前信道状态是否为空闲；

如果存在所述第二信道而不存在第一信道，则检测干扰所述第二信道的干扰源所占用的至少一个第三信道的当前信道状态是否为空闲；

如果存在所述第一信道，且存在第二信道，则检测所述至少一个第一信道的信道状态和干扰所述第二信道的干扰源所占用的至少一个第三信道的当前信道状态是否为空闲。

本发明实施例还提供了一种搜索空闲信道的装置，包括：

状态列表获取模块，用于获取包含有信道状态的信道状态列表；

第一判断模块，与所述状态列表获取模块连接，用于根据所述状态列表获取模块获取到的信道状态列表，判断是否存在信道状态为只被一个占用源占用的至少一个第一信道和/或信道状态为只被一个干扰源干扰的至少一个第二信道；

第一检测模块，与所述第一判断模块连接，用于根据所述第一判断模块的判断结果，检测所述至少一个第一信道和/或干扰所述第二信道的干扰源所占用的至少一个第三信道的当前信道状态是否为空闲。

本发明实施例，通过优先检测信道状态只受一种信号源影响的第一信道和/或第三信道是否空闲，这样有针对性地优先检测当前状态最有可能是空闲的信道，能够提高搜索到空闲信道的效率。并且，对于信道列表中状态为只被一个干扰源干扰的第二信道，并不检测其本身，而是检测该干扰源所占用的第三信道当前是否空闲，由于该干扰源在第三信道的能量更为集中，所以可以减少无效检测，提高搜索到空闲信道的效率。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1所示为本发明搜索空闲信道的方法实施例一流程图；

图2所示为本发明搜索空闲信道的装置实施例一结构示意图。

具体实施方式

一个信道的状态简单的可以分为空闲和非空闲。非空闲可以分为几种情况，一种情况是受单一的信号源影响，如被一种占用源占用的状态，或被一种干扰源干扰的状态。被干扰的状态是和对应的干扰源的占用状态相关，如信号A占用信道N，而它可能同时干扰到N+1和N-1信道，则信号A成为这两个信道的干扰源。还有一种情况是受多个信号源影响，如被多个占用源占用状态，也可以是被多个干扰源干扰状态，还有既被干扰又被占用的状态。

如认知系统X的邻居X1和邻居X2占用信道N，且在邻居X1和邻居X2并不互为邻居的情况下，认知系统X获得的N信号状态为被邻居X1系统信号占用和被邻居X2系统信号占用。被多个干扰源干扰状态可能是由于互调产生的，如信号a和信号b产生的三阶互调信号2a-b。在被多个信号源影响的情况下，通过检测可能难以分辨信号源的类型，因此将通过检测无法分辨信号源类型的情况，也可以归入被干扰状态。

认知系统通常可以通过数据库或/和检测的方式获得信道的状态，并存储，更新维护信道状态列表。在获取信道状态列表之后，就可以有针对性地对一些当前较有可能是空闲状态的信道进行检测，从而快速地检测到空闲信道。

如图1所示为本发明搜索空闲信道的方法实施例一流程图，包括：

步骤101、获取信道状态列表，所述信道状态包括被干扰源干扰的状态或被占用源占用的状态。

步骤102、判断是否存在信道状态为只被一个占用源占用的至少一个第一信道和/或信道状态为只被一个干扰源干扰的至少一个第二信道，如果存在第一信道和第二信道之一，则执行步骤103；如果不存在信道状态为只被一个占用源占用的至少一个第一信道，也不存在信道状态为只被一个干扰源干扰的至少一个第二信道，则执行步骤104，或者也可以按照现有技术中的搜索空闲信道的方法继续搜索。

步骤103、检测至少一个第一信道和/或被干扰第二信道的干扰源所占用的至少一个第三信道的当前信道状态是否为空闲。

步骤104、检测信道状态为有多个占用源的至少一个第四信道的当前信道状态是否为空闲。

下面详细介绍实施例一的流程。

由于本发明实施例中涉及到的信道状态可能是被一个占用源占用，可能是被一个干扰源干扰，还可能是被多个干扰源干扰，或被多个占用源占用，或同时被信号源干扰或占用。在这种情况下，可以先判断是否存在信道状态只受一个信号源影响的信道，例如信道状态为只被一个占用源占用的信道或只被一个干扰源干扰的信道。将只被一个占用源占用的信道称为第一信道，第一信道可以有多个，将只被一个干扰源干扰的信道称为第二信道，第二信道可以有多个。

如果存在至少一个第一信道和/或至少一个第二信道，那么对于第一信道，可以检测其当前状态是否为空闲，进而可以搜索出空闲信道。对于第二信道，不进行检测，需要检测的是干扰该第二信道的干扰源所占用的第三信道。例如，信道状态列表中信道A的状态为被干扰源S干扰，干扰源S占用的信道为信道B，那么需要检测的是信道B当前的状态是否空闲。因为，被干扰的信道的状态和干扰源所在的信道的状态相关，干扰源所占用的第三信道上，该干扰源为占用源，能量更为集中，检测效率和准确度可以更高，能够减少无效检测。

在对至少一个第二信道和/或至少一个第三信道进行检测时，可以根据占用第一信道的第一信号源和/或占用第三信道的第三信号源的预测释放时间的长短进行优先级排序，预测释放时间越短，优先级越高。单一的信号源的占用或干扰释放与时间的关系是比较容易估计的，本实施例中采用的方法可以是获得该信号源占用或释放该信道的历史数据，这些数据或呈现某种图样，或呈现某种分布函数，根据这些信息估计信号源将来的释放时间。如果存在M个第一信道和第三信道(第一信道和第三信道的总数为M)，这M个信道的占用源或干扰源的预测释放时间分别是T₁、T₂......T_M，将这M个信道根据预测时间的长短进行优先级排序，时间越短的信道，优先级越高，也就越先被检测当前信道状态是否变化为空闲。对于只存在第一信道不存在第二信道(此处，不存在第二信道，也就是不存在第三信道，因为第三信道是干扰第二信道的干扰源所占用的信道)的情况，可以根据多个第一信道的各自的占用源的预测释放时间的长短，对多个第一信道进行优先级排序，时间越短的信道，优先级越高。对于只存在第二信道不存在第一信道的情况，可以根据占用第三信道并干扰第二信道的干扰源的预测释放时间的长短，对多个第三信道进行优先级排序，时间越短的信道，优先级越高。可选地，如果存在至少一个第一信道和至少一个第二信道，则根据占用第一信道的占用源的预测释放时间的长短和占用第三信道并干扰第二信道的干扰源的预测释放时间的长短，对第一信道和第二信道进行优先级排序，预测释放时间越短的信道，优先级越高。

在对这些第一信道和第三信道进行优先级排序之后，可以依照优先级的顺序依次对这些信道进行检测，检测这些信道的当前状态是否为空闲。也可以将这些信道分成至少一组，例如将这些信道分成M组，然后分别同时检测这M组中的第一信道和/或第三信道的当前状态是否为空闲，可以根据这M组中的各信道的优先级，依照优先级的顺序，依次对这M组中的信道进行检测。例如，对于只存在第一信道不存在第二信道的情况，可以将多个第一信道分成至少一组，然后按照各组中第一信道的优先级排序，依次对各第一信道进行检测。对于只存在第二信道不存在第一信道的情况，可以将多个第三信道分成至少一组，然后按照各组中第三信道的优先级排序，依次对各第三信道进行检测。对于即存在第一信道又存在第二信道的情况，可以将所有的第一信道和第三信道作为一个整体统一进行分组，然后对各组中的信道按照优先级排序(一组中可能只包含第一信道，可能只包含第三信道，也可能既包含第一信道也包含第三信道)，依次对各信道进行检测。

如果信道列表中不存在信道状态为只被一个占用源占用的至少一个第一信道，也不存在信道状态为只被一个干扰源干扰的至少一个第二信道，则可以按照现有技术中搜索空闲信道的方法继续搜索；或者，较佳地，可以检测信道状态为有多个占用源的至少一个第四信道的当前信道状态是否为空闲。对于只有一个第四信道的情况，可以直接检测该第四信道的当前状态是否是空闲。

对于有多个第四信道的情况，每一个第四信道都被多个占用源占用，每一个第四信道中的占用源的预测释放时间是不同的，每一个第四信道都有一个最长的预测释放时间，将预测释放时间最长的占用源称为第一占用源，每一个第一占用源的预测释放时间称为第一预测释放时间，例如，存在n个第四信道，每一个第四信道的第一预测释放时间为T_m1、T_m2、......T_mn，根据这些第一预测释放时间的长短对信道进行优先级排序，将第一预测释放时间最短的信道的优先级设为最高。

在对这些第四信道进行优先级排序之后，可以依照优先级的顺序依次检测这些第四信道当前状态是否是空闲。也可以将这些信道分成至少一组，例如将这些信道分成M组，然后分别同时检测这M组中的第四信道的当前状态是否为空闲，可以根据这M组中的各信道的优先级，依照优先级的顺序，依次对这M组中的信道进行检测。

每一个第四信道有多个信号源需要检测，如果每一个信号源均已释放，则可以确定该第四信道当前为空闲。可以依次对该第四信道上的多个占用源进行检测，也可以根据这些占用源的预测释放时间确定进行信号源检测优先级排序，例如：

(1)如果当前系统维护的空闲信道较多，业务量较大，则将预测释放时间最长的占用源的优先级设为最高，其余依此类推，按照占用源优先级检测这些占用源当前是否已释放，从而确定第四信道当前是否是空闲。因为当前系统业务量已经比较大，处理其他业务的能力不足，这时应当优先检测预测释放时间最长的占用源，可以提高搜索到空闲信道的效率。

(2)如果当前系统维护的空闲信道较少，业务量较小，则将预测释放时间最短的占用源的优先级设为最高，其余依此类推，按照占用源优先级检测这些占用源当前是否已释放，从而确定第四信道当前是否是空闲。因为当前系统业务量比较小，可以处理其他业务的能力，这时应当优先检测预测释放时间最短的占用源，可以提高搜索到空闲信道的效率。

本发明实施例中涉及到的搜索空闲信道的方法，是以当前系统没有足够的空闲信道为触发条件的，也就是说，如果当前系统没有足够的空闲信道，则系统会发起空闲信道搜索；如果系统搜索到了所需数量的空闲信道，则会停止信道搜索，例如，如果当前系统需要3个空闲信道，那么系统会对n个第一信道或第三信道或第四信道进行优先级排序然后检测这些信道是否空闲，当检测完第m(m小于n)个信道后，3个空闲信道已全部检测出，那么系统会停止对后续n-m个信道的检测。

本发明提供的搜索空闲信道的方法实施例，通过优先检测信道状态比较简单的第一信道和/或第三信道是否空闲，在不存在第一信道也不存在第二信道的情况下，可以检测信道状态为有多个占用源的第四信道是否空闲，有针对性地优先检测当前状态最有可能是空闲的信道，能够提高搜索到空闲信道的效率。并且，对于当前状态为只有一个干扰源的第二信道，并不检测其本身，而是检测该干扰源所占用的第三信道当前是否空闲，由于该干扰源在第三信道的能量更为集中，所以可以减少无效检测，提高检测效率。

本发明实施例还提供一种搜索空闲信道的装置，如图2所示为本发明搜索空闲信道的装置实施例一结构示意图，该装置包括：顺次连接的状态列表获取模块11、第一判断模块12和第一检测模块13；状态列表获取模块11获取包含有信道状态的信道状态列表后，第一判断模块12根据状态列表获取模块11获取到的信道状态列表，判断是否存在信道状态为只有一个占用源的至少一个第一信道和/或信道状态为只有一个干扰源的至少一个第二信道，如果存在第一信道或第二信道之一，则第一检测模块13检测至少一个第一信道和/或被干扰源所占用的至少一个第三信道的当前信道状态是否为空闲。

如图2所示的装置还可以包括：第二检测模块14，与第一判断模块12连接。如果第一判断模块12判断结果为既不存在第一信道，也不存在第二信道，那么第二检测模块14检测信道状态为有多个占用源的至少一个第四信道的当前信道状态是否为空闲。

图2所示的装置还可以包括：第一排序模块15和第二排序模块16；第一排序模块15分别与第一判断模块12和第一检测模块13连接，第二排序模块分别与第一判断模块12和第二检测模块14连接。如果第一判断模块12的判断结果为存在第一信道或第二信道中的至少一个，那么第一排序模块15根据占用第一信道的第一信号源和/或干扰第二信道并占用第三信道的第三信号源的预测释放时间的长短，对第一信道和/或第三信道对进行优先级排序，预测释放时间越短的信道，优先级越高，并将优先级排序信息发送给第一检测模块13；如果第一判断模块12的判断结果为既不存在第一信道，也不存在第二信道，而是存在至少一个第四信道，则第二排序模块16根据占用第四信道的多个占用源中预测释放时间最长的第一占用源的第一预测释放时间的长短，对至少一个第四信道进行优先级排序，第一预测释放时间越短的信道，优先级越高，并将优先级排序信息发送给第二检测模块14。

本实施例通过信道状态列表获取模块获取信道状态列表，然后通过第一判断模块判断是否存在第一信道和/或第二信道，如果存在，则第一检测模块检测一个或多个第一信道或第三信道当前是否为空闲；如果不存在第一信道或第三信道，则可以通过第二检测模块检测一个或多个第四信道当前是否为空闲，通过该装置可以快速地搜索出空闲信道，提高检测效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1、一种搜索空闲信道的方法，其特征在于，包括：

2、根据权利要求1所述的搜索空闲信道的方法，其特征在于，还包括：

如果不存在信道状态为只被一个占用源的占用至少一个第一信道，也不存在信道状态为只被一个干扰源干扰的至少一个第二信道，则检测信道状态为被多个占用源占用的至少一个第四信道的当前信道状态是否为空闲。

3、根据权利要求1所述的搜索空闲信道的方法，其特征在于，步骤：如果存在所述第一信道而不存在第二信道，则检测所述至少一个第一信道的当前信道状态是否为空闲；如果存在所述第二信道而不存在第一信道，则检测干扰所述第二信道的干扰源所占用的至少一个第三信道的当前信道状态是否为空闲；如果存在所述第一信道，且存在第二信道，则检测所述至少一个第一信道的信道状态和干扰所述第二信道的干扰源所占用的至少一个第三信道的当前信道状态是否为空闲，包括：

如果存在至少一个所述第一信道而不存在所述第二信道，则根据占用所述第一信道的占用源的预测释放时间的长短，对所述第一信道进行优先级排序，预测释放时间越短的第一信道，优先级越高；根据所述第一信道的优先级排序，顺次检测所述第一信道的当前信道状态是否为空闲；

如果存在至少一个所述第二信道而不存在所述第一信道，则根据占用所述第三信道并干扰所述第二信道的干扰源的预测释放时间的长短，对所述第三信道进行优先级排序，预测释放时间越短的第三信道，优先级越高；根据所述第三信道的优先级排序，顺次检测所述第三信道的当前信道状态是否为空闲；

如果存在至少一个所述第一信道和至少一个所述第二信道，则根据占用所述第一信道的占用源的预测释放时间的长短和占用所述第三信道并干扰所述第二信道的干扰源的预测释放时间的长短，对所述第一信道和第三信道进行优先级排序，预测释放时间越短的信道，优先级越高；根据信道的优先级排序，顺次检测各信道的当前信道状态是否为空闲。

4、根据权利要求1所述的搜索空闲信道的方法，其特征在于，步骤：如果存在所述第一信道而不存在第二信道，则检测所述至少一个第一信道的当前信道状态是否为空闲；如果存在所述第二信道而不存在第一信道，则检测干扰所述第二信道的干扰源所占用的至少一个第三信道的当前信道状态是否为空闲；如果存在所述第一信道，且存在第二信道，则检测所述至少一个第一信道的信道状态和干扰所述第二信道的干扰源所占用的至少一个第三信道的当前信道状态是否为空闲，包括：

如果存在至少一个所述第一信道而不存在所述第二信道，则将所述至少一个第一信道划分为至少一组；分别检测至少一组中的所述第一信道的当前信道状态是否为空闲；

如果存在至少一个所述第二信道而不存在所述第一信道，则将所述至少一个第三信道划分为至少一组，分别检测至少一组中的所述第三信道的当前信道状态是否为空闲；

如果存在至少一个所述第一信道和至少一个所述第二信道，则将所述至少一个第一信道和第三信道划分为至少一组，分别检测至少一组中的所述第一信道和第三信道的当前信道状态是否为空闲。

5、根据权利要求4所述的搜索空闲信道的方法，其特征在于，

如果存在至少一个所述第一信道而不存在所述第二信道，则在将所述至少一个第一信道划分为至少一组之前还包括：根据占用所述第一信道的占用源的预测释放时间的长短，对所述第一信道进行优先级排序，预测释放时间越短的信道，优先级越高；分别检测至少一组中的所述第一信道的信道状态是否空闲具体为：根据至少一组中的所述第一信道的优先级排序，顺次检测所述第一信道的当前信道状态是否为空闲；

如果存在至少一个所述第二信道而不存在所述第一信道，则在将所述至少一个第三信道划分为至少一组之前还包括：根据占用所述第三信道并干扰所述第二信道的干扰源的预测释放时间的长短，对所述第三信道进行优先级排序，预测释放时间越短的信道，优先级越高；分别检测至少一组中的所述第三信道的信道状态是否空闲具体为：根据至少一组中的所述第三信道的优先级排序，顺次检测所述第三信道的当前信道状态是否为空闲；

如果存在至少一个所述第一信道和至少一个所述第二信道，则在将所述至少一个第一信道和第三信道划分为至少一组之前还包括：根据占用所述第一信道的占用源的预测释放时间的长短和占用所述第三信道并干扰所述第二信道的所述干扰源的预测释放时间的长短，对所述第一信道和第三信道进行优先级排序，预测释放时间越短的信道，优先级越高；分别检测至少一组中的所述第一信道和第三信道的状态是否为空闲包括：根据信道的优先级排序，分别同时检测至少一组中的所述第一信道和第三信道的当前信道状态是否为空闲。

6、根据权利要求2所述的搜索空闲信道的方法，其特征在于，检测信道状态为被多个占用源占用的至少一个第四信道的当前信道状态是否为空闲具体包括：

根据所述多个占用源中预测释放时间最长的第一占用源的第一预测释放时间的长短，对所述至少一个第四信道进行优先级排序，所述第一预测时间越短的信道，优先级越高；所述第一预测释放时间是所述多个占用源中预测释放时间最长的；

根据所述优先级排序，顺次检测所述第四信道的当前信道状态是否为空闲。

7、根据权利要求6所述的搜索空闲信道的方法，其特征在于，检测所述第四信道的当前信道状态是否为空闲具体包括：

将占用第四信道的所述多个占用源，根据各自预测释放时间的长短进行排序，将预测释放时间最长的占用源的优先级设置为最高，依照优先级的顺序依次检测各占用源是否释放了当前第四信道；或者

将占用第四信道的所述多个占用源，根据各自预测释放时间的长短进行排序，将预测释放时间最短的占用源的优先级设置为最高，依照优先级的顺序依次检测各占用源是否释放了当前第四信道。

8、根据权利要求1-7中任一权利要求所述的搜索空闲信道的方法，其特征在于，还包括：在搜索到所需数量的空闲信道后，停止搜索空闲信道。

9、一种搜索空闲信道的装置，其特征在于，包括：

10、根据权利要求9所述的搜索空闲信道的装置，其特征在于，还包括：

第一排序模块，分别与所述第一判断模块和所述第一检测模块连接，用于根据所述第一判断模块的判断结果，根据占用所述第一信道的占用源和/或占用所述第三信道并干扰所述第二信道的干扰源的预测释放时间的长短，对所述第一信道和/或所述第三信道进行优先级排序，预测释放时间越短的信道，优先级越高，并将优先级排序信息发送给所述第一检测模块。

11、根据权利要求9所述的搜索空闲信道的装置，其特征在于，还包括：

第二检测模块，与所述第一判断模块连接，用于根据所述第一判断模块的判断结果，检测信道状态为被多个占用源占用的至少一个第四信道的信道状态是否为空闲。

12、根据权利要求11所述的搜索空闲信道的装置，其特征在于，还包括：

第二排序模块，分别与所述第一判断模块和所述第二检测模块连接，用于根据所述第一判断模块的判断结果，根据所述多个占用源中预测释放时间最长的第一占用源的第一预测释放时间的长短，对所述至少一个第四信道进行优先级排序，所述第一预测释放时间越长的信道，优先级越高，并将优先级排序信息发送给所述第二检测模块。