CN101729165B - 一种频谱检测周期确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种频谱检测周期确定方法及装置，包括：获取认知无线电系统中的认知终端对授权频段进行频谱检测后上报的频谱检测结果；根据频谱检测结果，确定授权频段的当前状态为占用状态或空闲状态，以及确定授权频段的频段特征信息；根据授权频段的当前状态和授权频段的频段特征信息确定授权频段的第一频谱检测周期和第二频谱检测周期。采用本发明提供的方法及装置，提高了认知终端的工作时间和频谱检测效率。

Description

一种频谱检测周期确定方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种应用于认知无线电系统的频谱检测周期确定方法及装置。

背景技术

为了提高现有频率利用率以有效缓解频率静态分配与利用之间的矛盾，认知无线电成为无线通信领域内新的研究热点。认知无线电的基本思想是：具有认知功能的无线通信设备可以按照某种“伺机”的方式工作在已授权的频段内。从认知无线电工作流程上看，首先进行的工作是对该区域无线频段环境的感知，即频谱检测和频谱接入机会的搜寻与判定。因此，频谱检测技术是决定认知无线电能否实现的关键技术之一。

现有第一个采用认知无线电技术的无线通信标准为IEEE802.22。无线区域网络(WRAN)主要解决乡村与边缘地区的无线接入问题，向低人口密度地区提供类似于城区所得到的宽带服务。IEEE802.22工作于VHF/UHF频段中的电视频段，它可自动检测空闲的频率资源并加以使用。IEEE 802.22系统是固定的一点对多点（PMP）无线空中接口，即基站管理着整个小区和相关的所有认知终端。

为了实现对授权用户保护，IEEE 802.22系统采用工作信道内感知机制。BS统一分配静默期。在静默期内，基站和认知终端都不发送数据，感知小区内授权用户信号。工作信道内采用两段式感知（TSS）机制：快速感知阶段与精细感知阶段。在快速感知阶段，所有相关的认知终端以固定周期对授权频段感知，通常采用单一的感知方法（如能量检测、导频信号能量检测），迅速确定是否存在授权用户。在精细感知阶段，获知已捕获的授权用户的详细信息。IEEE 802.22系统仅工作在广播电视频段，并未涉及多种授权系统共存时的问题，因此该系统中的频段感知机制具有一定的局限性。

现有的技术研究中，改进的频谱检测机制对固定周期频谱检测进行了推广，如按等比例缩减检测周期，在一定程度上优化了固定周期频谱检测机制。

现有的技术研究中，终端均为固定，可以不受硬件与能量的限制。然而对于移动终端，由于终端受到硬件处理能力以及能量的限制，采用固定周期频谱检测方法频繁地进行频谱检测势必会缩短电池工作时长，即减少认知终端的工作时间。而且当待检测频段不再局限于广播电视频段时，不同授权频段的占用特征存在差异，若仍采用单一周期检测上述频段，必然会降低某些频段上的频谱检测效率。

发明内容

本发明提供一种频谱检测周期确定方法及装置和系统，应用于认知无线电系统，用以提高认知终端的工作时间和频谱检测效率。

本发明实施例提供一种频谱检测周期确定方法，应用于认知无线电系统，包括：

获取认知无线电系统中的认知终端对授权频段进行频谱检测后上报的频谱检测结果；

根据所述频谱检测结果，确定所述授权频段的当前状态，以及根据设定的统计所述频段特征信息的时间段，确定所述授权频段在当前时间段内的每次占用时长和每次空闲时长、每种占用时长的占用次数和每种空闲时长的空闲次数、每种占用时长出现的次数占总占用次数的概率和每种空闲时长出现的次数占总空闲次数的概率；

当所述授权频段的当前状态为占用状态时，判断前一时间段中所述授权频段的每次占用时长中是否存在大于占用时长

的占用时长S^on；如果不存在，则确定所述授权频段的第一频谱检测周期为L_onT；如果存在，则选择所述占用时长S^on中对应概率最大的占用时长

确定所述授权频段的第一频谱检测周期为选择的占用时长

减去所述占用时长

的差值；其中占用时长

为确定所述第一频谱检测周期时上次选择的占用时长；以及

当所述授权频段的当前状态为空闲状态时，判断前一时间段中所述授权频段的每次空闲时长中是否存在大于空闲时长

的空闲时长S^off，其中空闲时长为确定所述第一频谱检测周期时上次选择的空闲时长；如果不存在，则确定所述授权频段的第一频谱检测周期为L_offT；如果存在，则选择所述空闲时长S^off中对应概率最大的空闲时长

确定所述授权频段的第一频谱检测周期为选择的空闲时长

减去所述空闲时长的差值；

其中，

L_on和L_off为自然常数，T为设置的最小检测间隔，x表示本次确定所述授权频段的第一频谱检测周期是第x次确定所述授权频段的第一频谱检测周期。

本发明实施例还提供一种频谱检测周期确定装置，应用于认知无线电系统，包括：

获取单元，用于获取认知无线电系统中的认知终端对授权频段进行频谱检测后上报的频谱检测结果；

状态确定单元，用于根据所述频谱检测结果，确定所述授权频段的当前状态；

特征信息确定单元，用于根据所述频谱检测结果，确定所述授权频段的当前状态，以及根据设定的统计所述频段特征信息的时间段，确定所述授权频段在当前时间段内的每次占用时长和每次空闲时长、每种占用时长的占用次数和每种空闲时长的空闲次数、每种占用时长出现的次数占总占用次数的概率和每种空闲时长出现的次数占总空闲次数的概率；

第一周期确定单元，用于当所述授权频段的当前状态为占用状态时，判断前一时间段中所述授权频段的每次占用时长中是否存在大于占用时长

的占用时长S^on；如果不存在，则确定所述授权频段的第一频谱检测周期为L_onT；如果存在，则选择所述占用时长S^on中对应概率最大的占用时长确定所述授权频段的第一频谱检测周期为选择的占用时长减去所述占用时长

的差值；其中占用时长

为确定所述第一频谱检测周期时上次选择的占用时长；以及

用于当所述授权频段的当前状态为空闲状态时，判断前一时间段中所述授权频段的每次空闲时长中是否存在大于空闲时长

的空闲时长S^off，其中空闲时长

为确定所述第一频谱检测周期时上次选择的空闲时长；如果不存在，则确定所述授权频段的第一频谱检测周期为L_offT；如果存在，则选择所述空闲时长S^off中对应概率最大的空闲时长确定所述授权频段的第一频谱检测周期为选择的空闲时长

减去所述空闲时长

的差值；

其中，

L_on和L_off为自然常数，T为设置的最小检测间隔，x表示本次确定所述授权频段的第一频谱检测周期是第x次确定所述授权频段的第一频谱检测周期。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的频谱检测周期确定方法，获取认知无线电系统中的认知终端对授权频段进行频谱检测后上报的频谱检测结果；根据频谱检测结果，确定授权频段的当前状态为占用状态或空闲状态，以及确定授权频段的频段特征信息；根据授权频段的当前状态和频段特征信息确定授权频段的第一频谱检测周期。采用本发明提供的方法及装置，认知终端对授权频段进行频谱检测的周期是根据授权频段的历史频段特征信息不断变化的，因此，不同的时间段检测周期变化，可以避免频繁的进行频谱检测，提高了认知终端的工作时间，同时，不同的授权频段，基于各自的频段特征信息确定频谱检测周期，因此各授权频段的频谱检测周期可能不同，提高了频谱检测效率。

附图说明

图1为本发明实施例一中频谱检测周期确定方法流程图；

图2为本发明实施例一中频段特征信息确定方法流程图；

图3为本发明实施例一中第一频谱检测周期确定方法流程图；

图4A为本发明实施例二中频谱检测周期确定方法流程图；

图4B为本发明实施例三中频谱检测周期确定方法流程图；

图5为本发明实施例二和实施例三中第二频谱检测周期确定方法流程图；

图6为本发明实施例中频谱检测周期确定装置结构示意图；

图7为本发明实施例中频谱检测周期确定装置中频段特征信息确定单元结构示意图；

图8为本发明实施例中频谱检测周期确定装置中第一周期确定单元结构示意图；

图9为本发明实施例中频谱检测周期确定装置中第二周期确定单元结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种频谱检测周期确定方法，应用于认知无线电系统，包括：

获取认知无线电系统中的认知终端对授权频段进行频谱检测后上报的频谱检测结果；

根据频谱检测结果，确定授权频段的当前状态为占用状态或空闲状态，以及确定授权频段的频段特征信息；

根据授权频段的当前状态和频段特征信息确定授权频段的第一频谱检测周期。

下面结合附图对本发明上述方法进行详细描述。

本发明实施例中，认知无线电系统中的各认知终端对授权频段进行频谱检测，检测授权频段处于占用状态，还是处于空闲状态，并上报各自的频谱检测结果，如果来自各认知终端的检测结果全部为空闲状态，确定授权频段的当前状态为空闲状态，否则，确定授权频段的当前状态为占用状态，依据前一状态，可以判断授权频段的状态是否发生改变。

实施例一：

图1所示为本发明实施例一中频谱检测周期确定方法流程图。

步骤S101、授权频段的状态发生改变，进入步骤S102。

步骤S102、根据授权频段的当前状态和频段特征信息，确定授权频段的第一频谱检测周期（具体确定方法见后续描述）。

根据认知终端的检测准确率和设定的系统检测准确率确定按照第一频谱检测周期进行频谱检测的第一组认知终端的个数M，本实施例中具体为：

P_d=1-(1-P'_d)^M

其中，P_d为设定的系统检测准确率，P'_d为认知终端的检测准确率（假设每个认知终端的检测准确率相同）。

确定第一组认知终端包括的M个认知终端。

步骤S103、第一组认知终端在到达采用第一频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻对授权频段进行频谱检测，并上报各自的检测结果。

本实施例中可以采用两种方法实现本步骤的检测：

一种为：将第一频谱检测周期通知第一组认知终端，则第一组认知终端自主判断是否到达检测时刻，在到达时，启动频谱检测，并上报各自的检测结果；

另一种为：在到达采用第一频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，通知第一组认知终端启动频谱检测，即第一组认知终端在接收到启动通知时启动频谱检测，并上报各自的检测结果。

步骤S104、根据第一组认知终端进行频谱检测的结果，确定授权频段的当前状态，判断状态是否发生改变，如果状态没有发生改变，则进入步骤S102，重新确定第一频谱检测周期，如果状态发生改变，则进入步骤S101，同时进入步骤S105。

步骤S105、更新授权频段的频段特征信息。

本发明实施例中，频段特征信息包括：对应占用状态的每种占用时长、对应空闲状态的每种空闲时长、在各时间段内每种占用时长出现的次数占占用状态出现总次数的概率和每种空闲时长出现的次数占空闲状态出现总次数的概率，具体详见表1和表2。

表1：对应占用状态的频段特征信息统计表

表2：对应空闲状态的频段特征信息统计表

如表1和表2中所示，占用时长为j倍的L_onT，空闲时长为j倍的L_offT，其中，j、L_on和L_off为自然数常数，T为最小检测周期。

L_on与授权频段的占用时长分布曲线有关，例如当占用时长曲线分布满足正态分布时，L_on越大，占用时长曲线分布越陡峭，L_on越小，占用时长曲线分布越平坦，调整L_on可以获得合适的占用时长曲线；L_off与授权频段的空闲时长分布曲线有关，其调整原则与L_on相同。

最小检测周期T与授权系统能够容忍的来自认知系统的最大干扰时长T_容和授权系统最小占用时长T_占用min有关，满足T<T_容和T<T_占用min。

表1和表2中，t_i～t_i+1时间段表示第i个时间段，概率P_ij ^on表示授权频段在t_i~t_i+1时间段内占用时长为jL_onT出现的次数占占用状态出现总次数的概率，概率P_ij ^ff表示授权频段在第t_i~t_i+1时间段内空闲时长jL_offT出现的次数占空闲状态出现总次数的概率。

图2所示为本发明实施例一中频段特征信息确定方法流程图。

步骤S201、根据获取的授权频段状态信息，记录每次状态改变的时刻。

步骤S202、根据记录的每次状态改变的时刻，计算状态改变前后时刻的差，进而获得授权频段对应当前时间段的每次占用时长jL_onT或每次空闲时长jL_offT。

步骤S203、状态每改变一次，对应该占用时长jL_offT出现的次数加1，同时占用状态出现的总次数加1，或者对应该空闲时长jL_offT出现的次数加1，同时空闲状态出现的总次数加1。

步骤S204、判断当前时间段是否结束，如果没有结束，则进入步骤S201，如果结束，则进入步骤S205。

步骤S205、根据上述确定的次数，确定概率P_ij ^on和概率P_ij ^off，具体为：

${P_{\mathrm{ij}}}^{\mathrm{on}}=\frac{\mathrm{NUM}(n,j{L}_{\mathrm{on}}T,t_i~t_{i+1})}{\mathrm{SUM}(n,t_i~t_{i+1},\mathrm{on})}$

其中，n表示授权频段的索引号，jL_onT表示不同的占用时长，t_i~t_i+1时间段表示第i个时间段，on表示占用状态，NUM(n,jL_onT,t_i~t_i+1)表示授权频段n在t_i~t_i+1时间段内占用时长jL_onT出现的次数，SUM(n,t_i~t_i+1,on)表示授权频段n在

t_i~t_i+1时间段内占用状态出现的总次数。

${P_{\mathrm{ij}}}^{\mathrm{off}}=\frac{\mathrm{NUM}(n,j{L}_{\mathrm{off}}T,t_i~t_{i+1})}{\mathrm{SUM}(n,t_i-t_{i+1},\mathrm{off})}$

其中，jL_offT表示不同的空闲时长，off表示空闲状态，NUM(n,jL_offT,t_i~t_i+1)表示授权频段n在t_i~t_i+1时间段内空闲时长jL_offT出现的次数，SUM(n,t_i~t_i+1,off)表示授权频段n在t_i~t_i+1时间段内空闲状态出现的总次数。

本发明实施例中，上述频谱检测周期确定方法流程中步骤S102中确定授权频段的第一频谱检测周期具体为：

如图3所示为本发明实施例一中第一频谱检测周期确定方法流程图。

步骤S301、查询对应当前状态的对应前一个时间段的授权频段特征信息。

步骤S302、当授权频段为占用状态时，判断是否存在大于占用时长的占用时长S^on，其中

为确定第一频谱检测周期T_Mx-1时上次选择的占用时长；以及

当授权频段为空闲状态时，判断是否存在大于空闲时长

的空闲时长S^off，其中为确定第一频谱检测周期T_Mx-1时上次选择的空闲时长；

其中， $S_0^{\mathrm{on}}=S_0^{\mathrm{off}}=0.$

如果存在，则进入步骤S303，如果不存在，则进入步骤S305。

步骤S303、根据频段特征信息，当授权频段为占用状态时，选择占用时长S^on中对应概率最大的占用时长

当授权频段为空闲状态时，选择空闲时长S^off中对应概率最大的空闲时长

步骤S304、当授权频段为占用状态时，确定授权频段的第一频谱检测周期 $T_{\mathrm{Mx}}=S_x^{\mathrm{on}}-S_{x-1}^{\mathrm{on}};$

当授权频段为空闲状态时，确定授权频段的第一频谱检测周期

$T_{\mathrm{Mx}}=S_x^{\mathrm{off}}-S_{x-1}^{\mathrm{off}}.$

步骤S305、当前状态为占用状态，确定第一频谱检测周期T_Mx=L_onT；当前状态为空闲状态，确定第一频谱检测周期T_Mx=L_offT。

举例如表3所示为对应占用状态在t₁~t₂时间段内的频段特征信息统计表

表3：对应占用状态在t₁~t₂时间段内的频段特征信息统计表

根据表3中的频段特征信息，选择最大概率分布为P₃₁ ^on＝0.5，对应的占用时长为S₁ ^on=3L_onT，因此确定第一频谱检测周期T_M1=S₁ ^on-S₀ ^on=3L_onT；第二次确定第一频谱检测周期时，在大于S₁ ^on的占用时长中最大出现次数概率为P₅₁ ^on=0.2，对应的占用时长为S₂ ^on=5L_onT，因此确定第一频谱检测周期T_M2=S₂ ^on-S₁ ^on=2L_onT；第三次确定第一频谱检测周期时，不存在大于S₂ ^on的占用时长，因此确定第一频谱检测周期T_M3=L_onT。

本发明实施例还提供一种频谱检测周期确定方法，应用于认知无线电系统，在上述方法的基础上，还包括：

根据授权频段的当前状态和频段特征信息确定授权频段的第二频谱检测周期，第二频谱检测周期小于第一频谱检测周期；以及

确定按照第二频谱检测周期进行频谱检测的第二组认知终端；

通知第二组认知终端采用第二频谱检测周期进行频谱检测；

如果根据第二组认知终端上报的频谱检测结果，确定授权频段的状态发生改变，则通知第一组认知终端启动频谱检测，并根据第一组认知终端上报的频谱检测结果，确认授权频段的状态是否已发生改变。

下面结合附图对本发明上述方法进行详细描述。

实施例二：

图4A所示为本发明实施例二中频谱检测周期确定方法流程图。

步骤S4101和步骤S4102分别同上述实施例一中的步骤S101和步骤S102相同。

步骤S4103、根据授权频段的当前状态和频段特征信息，确定授权频段的第二频谱检测周期（具体确定方法见后续描述）。

根据认知终端的检测准确率和设定的系统检测准确率确定按照第二频谱检测周期进行频谱检测的第二组认知终端的个数N，本实施例中具体为：

其中，

为使用第二频谱检测周期进行频谱检测时系统检测准确率，P_d为设定的系统检测准确率，P′_d为认知终端的检测准确率（假设每个认知终端的检测准确率相同）。

从已经确定的第一组认知终端包括的M个认知终端中确定第二组认知终端包括的N个认知终端。

通知第二组认知终端采用第二频谱检测周期进行频谱检测。

步骤S4104、判断在t+T_Nx时刻是否到达采用第一频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，如果是，进入步骤S4108，如果不是，进入步骤S4105。

步骤S4105、第二组认知终端自主判断是否到达采用第二频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，在到达时，启动频谱检测，并上报各自的检测结果。

步骤S4106、根据第二组认知终端进行频谱检测的结果确定授权频段的当前状态，判断状态是否发生改变，如果状态发生改变，则进入步骤S4108，如果状态没有发生改变，则进入步骤S4107。

步骤S4107、计算t=t+T_Nx。

步骤S4108、通知第一组认知终端启动频谱检测，即第一组认知终端在接收到启动通知时启动频谱检测，并上报各自的检测结果。

步骤S4109、根据第一组认知终端进行频谱检测的结果确定授权频段的当前状态，判断状态是否发生改变，如果状态发生改变，则进入步骤S4101，同时进入步骤S4111，如果状态没有发生改变，则进入步骤S4110。

步骤S4110、判断当前时刻是否已过采用第一频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，如果已过，则进入步骤S4102，重新确定第一频谱检测周期，如果没有过，则进入步骤S4107。

步骤S4111同上述实施例一中的步骤S105相同。

实施例三：

图4B所示为本发明实施例三中频谱检测周期确定方法流程图。

步骤S4201与上述实施例二中的步骤S4101相同。

步骤S4202、根据授权频段的当前状态和授权频段的频段特征信息，确定授权频段的第一频谱检测周期，及确定按照第一频谱检测周期进行频谱检测的第一组认知终端的个数M，以及确定第一组认知终端中包括的M个认知终端（具体确定方法与实施例一中的方法相同）。

步骤S4203、根据授权频段的当前状态和频段特征信息，确定授权频段的第二频谱检测周期（具体确定方法见后续描述），及确定按照第二频谱检测周期进行频谱检测的第二组认知终端的个数N，以及从已经确定的第一组认知终端包括的M个认知终端中确定第二组认知终端包括的N个认知终端（具体确定方法与实施例二中的方法相同）。

通知第二组认知终端采用第二频谱检测周期进行频谱检测。

步骤S4204、第二组认知终端自主判断是否到达采用第二频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，在到达时，启动频谱检测，并上报各自的检测结果。

步骤S4205、根据第二组认知终端进行频谱检测的结果确定授权频段的当前状态，判断状态是否发生改变，如果状态发生改变，则进入步骤S4206，如果状态没有发生改变，则进入步骤S4204。

步骤S4206、通知第一组认知终端启动频谱检测。

步骤S4207、如果最近确定的第一频谱检测周期与上次确定的第一频谱检测周期不同，则通知第一组认知终端采用第一频谱检测周期进行频谱检测。

步骤S4208、第一组认知终端自主判断是否到达采用第一频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，在到达时，启动频谱检测，并上报各自的检测结果；或者第一组认知终端在接收到启动通知时启动频谱检测，并上报各自的检测结果。

步骤S4209、根据第一组认知终端进行频谱检测的结果确定授权频段的当前状态，判断状态是否发生改变，如果状态发生改变，则进入步骤S4201，同时进入步骤S4211，如果状态没有发生改变，则进入步骤S4210。

步骤S4210、判断当前时刻是否已过采用第一频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，如果已过，则进入步骤S4202，重新确定第一频谱检测周期，如果没有过，则进入步骤S4208。

步骤S4211同上述实施例二中的步骤S4111相同。

在上述实施例二和实施例三中，授权频段的第二频谱检测周期的具体确定方法，如下：

图5所示为本发明实施例二和实施例三中第二频谱检测周期确定方法流程图。

步骤S501、当授权频段为占用状态时，将能够整除L_on的所有自然数组成集合{K^on}；当授权频段为空闲状态时，将能够整除L_off的所有自然数组成集合{K^off}。

步骤S502、当授权频段为占用状态时，判断集合{K^on}中的每一个元素是否满足K^on-P^onL_on≥0，其中，P^on为在确定第一频谱检测周期时选择的占用时长

的对应概率，比较集合{K^on}中所有满足条件的元素值的大小，确定满足条件的最小元素的值

当授权频段为空闲状态时，判断集合{K^off}中的每一个元素是否满足K^off-P^offL_off≥0，其中，P^off为在确定第一频谱检测周期时选择的空闲时长

的对应概率，比较集合{K^off}中所有满足条件的元素值的大小，确定满足条件的最小元素的值

步骤S503、当授权频段为占用状态时，确定第二频谱检测周期

当授权频段为空闲状态时，确定第二频谱检测周期

下面给出确定第二频谱检测周期示例，如下：

在上述实施例一中根据表3确定第一频谱检测周期后确定第二频谱检测周期，假设Lon=3，则确定集合{K^on}={1,3}，在第一次确定第一频谱检测周期时所选时长S₁ ^on对应的概率为P₃₁ ^on=0.5时，满足K^on-P₃₁ ^onL_on≥0的集合{K^on}中的元素为K₂ ^on＝3，因此确定第二频谱检测周期T_N1＝3T；在第二次确定第一频谱检测周期时所选时长S₂ ^on对应的概率为P₅₁ ^on=0.2，满足K^on-P₅₁ ^onL_on≥0的集合{K^on}中的元素为K₁ ^on＝1，K₂ ^on＝3，其中的最小值为K₁ ^on＝1，因此确定第二频谱检测周期T_N2=T。

在采用第一频谱检测进行频谱检测的基础上，采用第二频谱检测周期进行频谱检测，可以最大化地发现频谱接入机会。

基于同一发明构思，根据本发明上述实施例提供的频谱检测周期确定方法，相应地，本发明实施例还提供了一种频谱检测周期确定装置，应用于认知无线电系统，装置结构示意图如图6所示，包括：

获取单元601，用于获取认知无线电系统中的认知终端对授权频段进行频谱检测后上报的频谱检测结果；

状态确定单元602，用于根据频谱检测结果，确定授权频段的当前状态；

特征信息确定单元603，用于根据频谱检测结果，确定授权频段的频段特征信息；

第一周期确定单元604，用于根据授权频段的当前状态和授权频段的频段特征信息，确定授权频段的第一频谱检测周期。

在其他实施例中，上述第一周期确定单元604，还用于确定按照第一频谱检测周期进行频谱检测的第一组认知终端；将第一频谱检测周期通知第一组认知终端；或者在到达采用第一频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，通知第一组认知终端启动频谱检测；

上述获取单元601，还用于接收到第一组认知终端上报的频谱检测结果，并通知第一周期确定单元604；

上述状态确定单元602，还用于根据第一组认知终端上报的频谱检测结果，确定授权频段的状态是否发生改变，在确定授权频段状态发生改变后，通知第一周期确定单元604；

上述第一周期确定单元604，还用于接收获取单元601发送的通知，并确定授权频段的第一频谱检测周期；以及接收状态确定单元602发送的通知，并确定授权频段的第一频谱检测周期。

上述特征信息确定单元602，如图7所示，进一步包括：

时长确定子单元701，用于根据设定的统计频段特征信息的时间段，确定授权频段在当前时间段内的每次占用时长和每次空闲时长；

次数确定子单元702，用于确定授权频段在当前时间段内的占用次数和空闲次数；

概率确定子单元703，用于确定授权频段在当前时间段内的每种占用时长出现的次数占总占用次数的概率和每种空闲时长出现的次数占总空闲次数的概率；

存储子单元704，用于存储概率。

上述第一周期确定单元604，如图8所示，进一步包括：

第一确定子单元801，用于接收获取单元601发送的通知，以及接收状态确定单元602发送的通知，当授权频段的当前状态为占用状态时，判断前一时间段中授权频段的频段特征信息中是否存在大于占用时长

的占用时长S^on，其中占用时长

为确定第一频谱检测周期时上次选择的占用时长；如果不存在，则确定授权频段的第一频谱检测周期为L_on；如果存在，则选择占用时长S^on中对应概率最大的占用时长

确定授权频段的第一频谱检测周期为选择的占用时长

减去占用时长

的差值，其中，

L_on为自然常数，T为设置的最小检测间隔；

第二确定子单元802，用于接收获取单元601发送的通知，以及接收状态确定单元602发送的通知，当授权频段的当前状态为空闲状态时，判断前一时间段中授权频段的频段特征信息中是否存在大于空闲时长

的空闲时长S_off，其中空闲时长

为确定第一频谱检测周期时上次选择的空闲时长；如果不存在，则确定授权频段的第一频谱检测周期为L_offT；如果存在，则选择空闲时长S^off中对应概率最大的空闲时长

确定授权频段的第一频谱检测周期为选择的空闲时长

减去空闲时长

的差值，其中，

L_off为自然常数，T为设置的最小检测间隔；

第一终端确定子单元803，用于确定按照第一频谱检测周期进行频谱检测的第一组认知终端；

第一通知子单元804，用于将第一频谱检测周期通知第一组认知终端；或者在到达采用第一频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，通知第一组认知终端启动频谱检测。

其他实施例中，上述频谱检测周期确定装置，还可以包括：

第二周期确定单元605，用于根据授权频段的当前状态和授权频段的频段特征信息，确定授权频段的第二频谱检测周期，第二频谱检测周期小于第一频谱检测周期，以及确定按照第二频谱检测周期进行频谱检测的第二组认知终端；以及将第二频谱检测周期通知第二组认知终端；

上述获取单元601，还用于接收第二组认知终端上报的频谱检测结果；

上述状态确定单元602，还用于根据第二组认知终端上报的频谱检测结果，确定授权频段的状态是否发生改变，在确定授权频段状态发生改变后，通知第一周期确定单元604；

上述第一周期确定单元604，还用于接收状态确定单元602发送的通知，并通知第一组认知终端启动频谱检测；

上述第一通知子单元804，还用于如果根据第二组认知终端上报的频谱检测结果，确定授权频段的状态发生改变，则通知第一组认知终端启动频谱检测。

上述第二周期确定单元605，如图9所示，进一步包括：

第三确定子单元901，用于当授权频段的当前状态为占用状态时，将能够整除L_on的所有自然数组成集合{K^on}，确定授权频段的第二频谱检测周期为

为集合{K^on}中满足条件K^on-P^onL_on≥0的最小元素的值；其中，P^on为在确定第一频谱检测周期时选择的占用时长

的对应概率；

第四确定子单元902，用于当授权频段的当前状态为空闲状态时，将能够整除L_off的所有自然数组成集合{K^off}，确定授权频段的第二频谱检测周期为

为集合{K^off}中满足条件K^off-P^offL_off≥0的最小元素的值；其中，P^off为在确定第一频谱检测周期时选择的空闲时长

的对应概率；

第二终端确定子单元903，用于确定按照第二频谱检测周期进行频谱检测的第二组认知终端；

第二通知子单元904，用于将第二频谱检测周期通知第二组认知终端。

综上所述，本发明实施例提供的方案，获取认知无线电系统中的认知终端对授权频段进行频谱检测后上报的频谱检测结果；根据频谱检测结果，确定授权频段的当前状态为占用状态或空闲状态，以及确定授权频段的频段特征信息；根据授权频段的当前状态和授权频段的频段特征信息确定授权频段的第一频谱检测周期和第二频谱检测周期。采用本发明提供的方法及装置，提高了认知终端的工作时间和频谱检测效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种频谱检测周期确定方法，应用于认知无线电系统，其特征在于，包括：

获取认知无线电系统中的认知终端对授权频段进行频谱检测后上报的频谱检测结果；

根据所述频谱检测结果，确定所述授权频段的当前状态，以及根据设定的统计所述频段特征信息的时间段，确定所述授权频段在当前时间段内的每次占用时长和每次空闲时长、每种占用时长的占用次数和每种空闲时长的空闲次数、每种占用时长出现的次数占总占用次数的概率和每种空闲时长出现的次数占总空闲次数的概率；

当所述授权频段的当前状态为占用状态时，判断前一时间段中所述授权频段的每次占用时长中是否存在大于占用时长的占用时长S^on；如果不存在，则确定所述授权频段的第一频谱检测周期为L_onT；如果存在，则选择所述占用时长S^on中对应概率最大的占用时长

确定所述授权频段的第一频谱检测周期为选择的占用时长

减去所述占用时长

的差值；其中占用时长

为确定所述第一频谱检测周期时上次选择的占用时长；以及

当所述授权频段的当前状态为空闲状态时，判断前一时间段中所述授权频段的每次空闲时长中是否存在大于空闲时长

的空闲时长S^off，其中空闲时长

为确定所述第一频谱检测周期时上次选择的空闲时长；如果不存在，则确定所述授权频段的第一频谱检测周期为L_offT；如果存在，则选择所述空闲时长S^off中对应概率最大的空闲时长

确定所述授权频段的第一频谱检测周期为选择的空闲时长

减去所述空闲时长

的差值；

其中，

L_on和L_off为自然常数，T为设置的最小检测间隔，x表示本次确定所述授权频段的第一频谱检测周期是第x次确定所述授权频段的第一频谱检测周期。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

确定按照所述第一频谱检测周期进行频谱检测的第一组认知终端，将所述第一频谱检测周期通知所述第一组认知终端；或者

确定按照所述第一频谱检测周期进行频谱检测的第一组认知终端，在到达采用所述第一频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，通知所述第一组认知终端启动频谱检测。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述授权频段的第一频谱检测周期，包括：

当所述授权频段的状态发生改变后，确定所述授权频段的第一频谱检测周期；或者

接收到所述第一组认知终端上报的频谱检测结果后，确定所述授权频段的第一频谱检测周期。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在确定所述第一频谱检测周期后，还包括：

当所述授权频段的当前状态为占用状态时，将能够整除L_on的所有自然数组成集合{K^on}，确定所述授权频段的第二频谱检测周期为

为集合{K^on}中满足条件K^on-P^onL_on≥0的最小元素的值；其中，P^on为在确定所述第一频谱检测周期时选择的所述占用时长

的对应概率；以及

当所述授权频段的当前状态为空闲状态时，将能够整除L_off的所有自然数组成集合{K^off}，确定所述授权频段的第二频谱检测周期为

为集合{K^off}中满足条件K^off-P^offL_off≥0的最小元素的值；其中，P^off为在确定所述第一频谱检测周期时选择的所述空闲时长

的对应概率；以及

确定按照所述第二频谱检测周期进行频谱检测的第二组认知终端；以及

将所述第二频谱检测周期通知所述第二组认知终端。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，如果根据所述第二组认知终端上报的频谱检测结果，确定所述授权频段的状态发生改变时，则通知所述第一组认知终端启动频谱检测，并根据所述第一组认知终端上报的频谱检测结果，确认所述授权频段的状态是否已发生改变。

6.一种频谱检测周期确定装置，应用于认知无线电系统，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取认知无线电系统中的认知终端对授权频段进行频谱检测后上报的频谱检测结果；

状态确定单元，用于根据所述频谱检测结果，确定所述授权频段的当前状态；

特征信息确定单元，用于根据设定的统计所述频段特征信息的时间段，确定所述授权频段在当前时间段内的每次占用时长和每次空闲时长、每种占用时长的占用次数和每种空闲时长的空闲次数、每种占用时长出现的次数占总占用次数的概率和每种空闲时长出现的次数占总空闲次数的概率；

第一周期确定单元，用于当所述授权频段的当前状态为占用状态时，判断前一时间段中所述授权频段的每次占用时长中是否存在大于占用时长的占用时长S^on；如果不存在，则确定所述授权频段的第一频谱检测周期为L_onT；如果存在，则选择所述占用时长S^on中对应概率最大的占用时长

确定所述授权频段的第一频谱检测周期为选择的占用时长

减去所述占用时长的差值；其中占用时长为确定所述第一频谱检测周期时上次选择的占用时长；以及

用于当所述授权频段的当前状态为空闲状态时，判断前一时间段中所述授权频段的每次空闲时长中是否存在大于空闲时长

的空闲时长S^off，其中空闲时长

为确定所述第一频谱检测周期时上次选择的空闲时长；如果不存在，则确定所述授权频段的第一频谱检测周期为L_offT；如果存在，则选择所述空闲时长S^off中对应概率最大的空闲时长

确定所述授权频段的第一频谱检测周期为选择的空闲时长

减去所述空闲时长

的差值；

其中，L_on和L_off为自然常数，T为设置的最小检测间隔，x表示本次确定所述授权频段的第一频谱检测周期是第x次确定所述授权频段的第一频谱检测周期。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一周期确定单元，还用于确定按照所述第一频谱检测周期进行频谱检测的第一组认知终端，将所述第一频谱检测周期通知所述第一组认知终端；或者确定按照所述第一频谱检测周期进行频谱检测的第一组认知终端，在到达采用所述第一频谱检测周期进行频谱检测的检测时刻，通知所述第一组认知终端启动频谱检测。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取单元，还用于接收所述第一组认知终端上报的频谱检测结果，并通知所述第一周期确定单元；

所述状态确定单元，还用于根据第一组认知终端上报的频谱检测结果，确定所述授权频段的状态是否发生改变，在确定所述授权频段状态发生改变后，通知所述第一周期确定单元；

所述第一周期确定单元，还用于接收所述获取单元发送的通知，并确定所述授权频段的第一频谱检测周期；以及接收所述状态确定单元发送的通知，并确定所述授权频段的第一频谱检测周期。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

第二周期确定单元，用于当所述授权频段的当前状态为占用状态时，将能够整除L_on的所有自然数组成集合{K^on}，确定所述授权频段的第二频谱检测周期为

为集合{K^on}中满足条件K^on-P^onL_on≥0的最小元素的值；其中，P^on为在确定所述第一频谱检测周期时选择的所述占用时长的对应概率；以及

用于当所述授权频段的当前状态为空闲状态时，将能够整除L_off的所有自然数组成集合{K^off}，确定所述授权频段的第二频谱检测周期为

为集合{K^off}中满足条件K^off-P^offL_off≥0的最小元素的值；其中，P^off为在确定所述第一频谱检测周期时选择的所述空闲时长的对应概率；以及

确定按照所述第二频谱检测周期进行频谱检测的第二组认知终端，以及将所述第二频谱检测周期通知所述第二组认知终端。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述获取单元，还用于接收所述第二组认知终端上报的频谱检测结果；

所述状态确定单元，还用于根据第二组认知终端上报的频谱检测结果，确定所述授权频段的状态是否发生改变，在确定所述授权频段状态发生改变后，通知所述第一周期确定单元；

所述第一周期确定单元，还用于接收所述状态确定单元发送的通知，并通知所述第一组认知终端启动频谱检测。

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