CN102474344B - 用于认知无线电发送的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于促进无线电通信的方法，该方法包括以下步骤：在第一认知站(CS)处接收来自认知中心站(CCS)的消息，该消息具有由一个或更多个候选频率构成的候选列表，使得所述候选列表中的每一个频率都是终端、所述CCS、以及处于该终端的通信范围中的主站中的每一个都被配置成按其操作的频率。另外的操作包括：测量所述候选列表中的一频率的可用性，以形成第一发送参数，基于所述发送参数来确定目标频率列表，该目标频率列表指示所述候选列表中的哪个频率或哪些频率可用于所述终端与所述CCS之间的通信，以及向所述终端提供分配消息，该分配消息标识所述目标频率列表中的、所述终端被准许按其与所述CCS通信的一个或更多个频率。

Description

用于认知无线电发送的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及无线通信，并且具体地说，涉及促进认知(cognitive)无线电(CR)通信。
背景技术
在认知无线电(CR)系统中，射频(RF)频谱资源典型地由受许可用户和具有CR能力的用户两者共享。参照图1，受许可用户可以包括基站101和被配置成与基站101通信的一个或更多个移动终端102。具有CR能力的用户可以包括被配置成与认知中心站(CCS)103通信的CR移动终端104。
受许可用户可以被称为主用户，因为这些用户可以被完全特许接入和利用RF频谱资源。同样地，基站101可以被称为主接收方，因为其特征之一是，其还接收来自移动终端102的通信。基站101还向移动终端102发送通信。
具有CR能力的用户被称为次要用户，因为与受许可用户不同的是，具有CR能力的用户未被完全特许接入和利用RF频谱资源。而相反，具有CR能力的用户典型地按使得(由具有CR能力的用户产生的)针对主用户的干扰被限制成不超出一确定电平(或多个电平)的方式来使用该资源。即，在使用(例如，用于CCS 103与CR移动终端104之间的通信的)资源时，具有CR能力的用户可能被强制成将针对主用户的干扰保持在一确定电平之下。
虽然将干扰保持在一确定电平之下是认知无线电的一个方面，但服务质量(QoS)是另一方面。例如，单独从次要用户的观点来说，次要用户还旨在利用适于满足QoS标准的一功率电平(或多个电平)来彼此通信。为了使达到两个方面，终端104被配置成测量(或感测)周围RF环境，以便检测存在主接收方101的通信。终端104完全可能在该频谱中的大范围频率上按准确且可靠的方式来执行这些测量(或感测)功能。
发明内容
技术问题
设计本发明的目的是解决在提供用于促进无线电通信的装置和方法中存在的问题。
问题的解决方案
根据一实施方式，提供了一种用于促进无线电通信的方法，该方法包括以下步骤：在第一认知站(CS)处接收来自认知中心站(CCS)的消息，该消息具有由一个或更多个候选频率构成的候选列表，以使得所述候选列表中的每一个频率都是终端、所述认知中心站、以及处于该终端的通信范围中的主站中的每一个都被配置成按其操作的频率。另外的操作包括测量所述候选列表中的一个频率的可用性以形成第一发送参数；基于所述发送参数来确定目标频率列表，该目标频率列表指示所述候选列表中的哪个频率或哪些频率可用于所述终端与所述认知中心站之间的通信；以及向所述终端提供分配消息，该分配消息标识所述目标频率列表中的、所述终端被准许按其与所述认知中心站通信的一个或更多个频率。
根据另一实施方式，提供了一种用于促进无线电通信的装置，该装置包括：接收机，该接收机被配置成接收来自认知中心站(CCS)的消息，该消息具有由一个或更多个候选频率构成的候选列表，以使得所述候选列表中的每一个频率都是终端、所述认知中心站、以及处于该终端的通信范围中的主站中的每一个都被配置成按其操作的频率。该装置还包括处理器，该处理器被配置成：测量所述候选列表中的一个频率的可用性以形成第一发送参数；并且基于所述发送参数来确定目标频率列表，该目标频率列表指示所述候选列表中的哪个频率或哪些频率可用于所述终端与所述认知中心站之间的通信。该装置还包括发射机，该发射机被配置成向所述终端提供分配消息，该分配消息标识所述目标频率列表中的、所述终端被准许按其与所述认知中心站通信的一个或更多个频率。
根据又一实施方式，提供了一种用于促进无线电通信的方法，该方法包括以下步骤：经由第一组频率中的任意频率准许终端与认知中心站(CCS)之间的无线通信，其中，所述第一组频率中的至少一个频率是与处于所述终端的通信范围中的主站相关联的频率；在第一认知站(CS)处接收来自所述认知中心站的消息，该消息包括由一个或更多个候选频率构成的候选列表，其中，所述候选列表中的每一个频率都是所述终端、所述认知中心站、以及所述主站中的每一个都被配置成按其操作的频率，其中，所述第一认知站是多个认知站中的一个，并且其中，所述多个认知站中的一个认知站是组长认知站；在所述第一认知站处测量所述候选列表中的一个频率的可用性以形成第一发送参数；从所述第一认知站向所述组长认知站发送所述第一发送参数；在所述组长认知站处接收所述第一发送参数；基于从所述第一认知站接收到的所述发送参数来确定目标频率列表，该目标频率列表指示所述候选列表中的哪个频率或哪些频率可用于所述终端与所述认知中心站之间的通信；通过所述组长认知站广播分配消息，该分配消息标识所述目标频率列表中的一个或更多个频率；在所述终端处接收所述分配消息；以及利用所述目标频率列表中的、如在所述分配消息中标识的频率从所述终端向所述认知中心站发送通信。
对于本领域技术人员来说，根据下面实施方式参照附图的详细描述，这些和其它实施方式也将变得容易明白，本公开不限于所公开的任何特定实施方式。
本发明的有益效果
根据本发明的各种实施方式，用户可以将干扰保持在特定限制下并且具有满足QoS标准的QoS地来通信。
附图说明
通过结合附图考虑实施方式的下列描述，本公开的上述和其它方面以及特征将变得更清楚。
图1示出了包括认知无线电通信系统的通信系统。
图2示出了根据一实施方式的包括认知无线电通信系统的通信系统。
图3示出了根据一实施方式的认知站的框图。
图4示出了根据一实施方式的操作流程图。
图5是根据本发明各种实施方式的终端的框图。
图6是示出根据本发明各种实施方式的无线电通信系统的各种实体之间的信号流程的图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参照附图进行说明，附图形成了本发明的一部分，并且通过例示的方式示出了本发明的具体实施方式。本技术领域普通技术人员应当明白，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其它实施方式，并且可以进行结构、电气以及过程改变。在尽可能的情况下，贯穿全部图使用相同标号来指相同或相似部件。
这里，在根据关联需求和协议配置的无线认知无线电(CR)通信系统和关联实体的背景下，提出了各种实施方式。应当明白，这种网络尤其可以包括利用各种空中接口和/或物理层中的任一种的无线通信系统(例如包括：频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(W-CDMA))，和通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)UMTS，以及全球移动通信系统(GSM)。
随着移动宽带服务的需求增加，已经出现对诸如LTE和IEEE 802.16m的“超3G系统”的标准化和开发，以解决这种日益增长的需要。术语“宽带”暗示大量带宽。同样地，可用带宽的量是无线通信领域中的通常希望特征。然而，常规带宽利用通常是静态的。根据这种利用方案，将频谱的一个或更多个部分固定(或分配)用于确定应用。
有关这些利用方案，已经进行了两种值得注意的观察。首先，在许多关注频带中，所分配部分的实际利用可能令人惊讶地低。第二，可能难于发现具有有利(或至少良性)条件的新(即未使用)频带。
考虑到这种问题，认知无线电(CR)发送备受关注。如稍早所述，为了满足干扰与服务质量(QoS)相关目标，具有CR能力的终端(在此还称为CR移动终端或CR终端)被配置成在一较大范围(或多个范围)的频率上，完全可能准确地测量或感测周围RF环境。然而，这些功能可能计算上复杂，并由此需要显著量的处理资源。而且，这些功能的性能可能汲取显著量的电力。
这种量的电力可能更容易从诸如具有适当大物理尺寸的装置电池的电源提供。尺寸较小的电池可能也能够提供所述电力，但其电荷可能快速耗尽。然而，增加该这种电池的尺寸可能不利地影响CR终端的便携性。至于移动装置，一般来说，CR移动终端的目前设计趋势指向物理尺寸更小并由此更便携且更容易携带的装置。因此，在增加电力存储容量(例如，用于驱动频谱感测功能)的目标与改进CR移动终端的便携性的目标之间存在一种制衡。
因此，本发明的实施方式致力于缩减由CR终端所执行的工作负荷(例如，与频谱感测相关联的工作负荷)，以便节制或缩减由这种装置所消耗的电力。
根据一些示例，设置一个或更多个认知站(CS)，以卸载CR终端的至少一些工作负荷。在一实施方式中，CS被配置成执行可能另外由CR终端执行的至少一些频谱感测功能。这样，缩减由CR终端执行的工作负荷，从而节制CR终端的功耗。因为通过CS执行频谱感测功能，所以适当地感测周围RF环境，以使可以满足CR通信系统的干扰和QoS相关度量、以及其它参数。
参照图2，下面，根据一个实施方式，对包括CR通信系统的系统进行更详细描述。该CR通信系统包括认知中心站(CCS)(或次级接收机)203和被配置成与CCS203通信的一个或更多个CR移动终端204。该系统还包括一个或更多个认知站(CS)205。如下更详细描述的，认知站205可以被划分成两个或更多个组。
CCS 203、CR移动终端204、以及认知站205与受许可用户共存，受许可用户包括与一个或更多个移动终端207通信的基站或主接收机206。CR移动终端204可以位于基站206的通信范围中。因此，潜在地涉及由CR移动终端204所造成的、针对基站的干扰。
CCS 203可以利用基站收发器(BTS)、NodeB、演进NodeB(eNB)、接入点(AP)、或类似装置来实现。CCS 203通常具有回程连接。该回程连接可以根据几种已知接口中的任一种来设置，例如包括：E1/T1、ATM、IP、PPP、帧中继、HDSL、ADSL，或xDSL。
图2的系统包括两个或更多个认知站205，每一个都指配给两个或更多个组中的一个。例如，认知站205-1和205-2被示出指配给第一组(组#1)，认知站205-3、205-4以及205-5被指配给第二组(组#2)，而认知站205-6被指配给第三组(组#3)。
在某些情况下，这些组中的每一个都被指配成监测频谱中的一个或更多个对应部分(例如，一个或更多个频率)。例如，每一个组都监测频谱的相应部分，而且这些相应部分彼此不同。另外，在每一个组中，该组中的一个CS可以被指定为“组长”CS。
在操作期间，CCS 203向认知站205广播信息。该信息可以指示将一确定CS 205指配给一特定组(例如，组#1、组#2，或者组#3)。例如，该信息可以指示：站205-1和205-2被指配给组#1，站205-3、205-4以及205-5被指配给组#2，而认知站205-6被指配给组#3。
另外，该信息可以指示：每一个组中的一个CS 205被指定为该组的组长。应当明白，在仅由单一CS 205构成的组中，该单一CS 205可以被默认地指定为组长。例如，该信息可以指示站205-1、205-3以及205-6分别被指定为组1、2以及3的组长。
作为另一特征，针对每一个组，该信息可以附加地或另选地标识一个或更多个候选频率。这些候选频率是要被一特定组中的认知站205监测的频率。
根据各种实施方式，CCS 203利用组特定代码(或标识符)、组特定广播定时、和/或组特定频率分配来寻址一特定组中的认知站205。例如，每一个组都可以被指配一对应代码(或标识符)、时隙、频率资源、波束方向图(beam pattern)，和/或其组合，以使CCS 203可以单独寻址这些组。如稍后更详细描述的，组长CS 205又可以利用一种或更多种上述技术来寻址CR移动终端204。例如，如果组长CS 205利用组特定代码寻址CR移动终端204，则接收该组长的广播的CR移动终端204可以将该组长CS识别为该广播的源。
随着时间的过去，CCS 203通常自适应地向现有(或最近创建)组重新指配(或最近地指配)认知站。这种自适应可以根据从CCS 203向认知站205广播的信息来执行，如上所述。例如，CCS 203可以最近地将附加认知站指配给现有组，以增加该组中认知站的数量。如前所述，一组内的认知站可以被配置成执行有关频谱中的一个或更多个部分的频谱感测功能。
通过增加该组中认知站的数量，CCS 203有效增加认知站的协作感测程度。因此，认知站可以提供有关所感测频谱的更可靠且更准确的测量，并由此减小伪检测的概率。例如，当频谱中的对应部分的有关次级用户利用的规则或需求变紧和/或被制成得更严格时，CCS 203可以增加一组中认知站的数量。
如上所述，由CCS 203向认知站205广播的信息可以指示以下中的一个或更多个：认知站205所指配给的组的标识；一特定组中的认知站205的标识；一组中作为该组的组长的一个认知站205的指定；或指配给一特定组的用于感测的候选频率的列表。
若希望，由CCS 203向认知站205广播的信息还可以指示以下中的一个或更多个：与候选频率相关联的一个或更多个阈值；有关主接收机206的位置和CCS 203的位置的地理信息；或有关认知站205的位置的地理信息。
参照图3，下面，对根据一个实施方式的认知站205进行描述。CS 205包括接收机301，该接收机可以被配置成接收上述CCS 203所广播信息。而且，接收机301还可以用于接收由该系统中另一认知站205提供的信息。如稍后更详细描述的，如果认知站205被指定为组长，则其可以接收由其组中其它认知站205提供的信息。
继续参照图3，认知站205还包括用于按一个或更多个频率感测周围环境的传感器302。如稍早所述，这些频率根据在接收机301处接收的信息而进行指定。根据一个实施方式，仅不是组长认知站的那些认知站执行这种感测功能。根据另一实施方式，作为组长的认知站和非组长认知站执行感测功能。
根据一个实施方式，传感器302监测一特定频率(或多个频率)以检测该频率(或多个频率)上信号的存在。例如，在CR通信系统的背景下，传感器302可以监测一频率，以检测存在主接收机的信号。应当明白，传感器302可以与常规CR终端所采用的、用于频谱感测的传感器和/或感测装置类似。例如，传感器302可以使用诸如匹配滤波器检测、能量检测，和/或循环平稳检测的感测技术。
认知站205还包括用于形成(或定义)确定参数和用于进行一个或更多个确定的一个或更多个处理器303。根据一个实施方式，由处理器303形成的一个参数是与供次级用户利用的候选频率的可用性有关的二元参数(例如，用于提供CR移动终端204向CCS 203发送)。更详细地说，处理器303对主接收机信号的强度(举例来说，如通过传感器302在候选频率上感测到的)与特定阈值进行比较。根据另一实施方式，该阈值根据CCS 203所广播的信息来指定。
例如，如果主接收机信号的强度低于该阈值，则CS 205形成指示候选频率可供次级用户利用的参数。相反的是，如果主接收机信号的强度超过一特定阈值，则CS 205形成指示候选频率不可供次级用户利用的参数。CS 205继续感测候选频率(或多个频率)以确定其供利用的可用性(例如，参见图3的框302)。
响应于如上所述的参数，接收CR终端在获知一特定频率不可供利用时可以撤销(drop)(或终止)其在该频率上的发送。
基于上述参数，处理器303还可以定义一个或更多个目标频率的列表。例如，这些目标频率对应于被确定成可供次级用户利用的候选频率。
根据另一实施方式，处理器303形成可以横越一个数值范围(而非候选频率是否仅仅可用)的参数。例如，该参数对应于利用诸如干涉温度的度量的可容许干扰电平。在一个示例中，并且如联邦通信委员会(FCC)限定的，干涉温度是按开氏(Kelvin)温度单位测量的、等同于每单位带宽接收天线处可用RF功率的温度。
响应于如上所述的参数，接收CR终端可以控制其在特定频率上的发送功率，以使其发送符合报告的可容许干扰电平。另选的是，由处理器303形成的参数对应于按被确定成可供利用的候选频率的可容许干扰电平。
继续参照图3，CS 205还包括发射机304。如果CS 205未被指定为组长CS，则发射机304用于向与该认知站相对应的组长认知站发送该参数和/或确定。
如果该认知站205被指定为一特定组的组长，则其可以执行与早先描述的那些有关的附加或其它功能。例如，在一组长认知站205中，接收机301还用于接收由其组中的认知站发送的信息。由此，该组长收集由其组中的认知站形成的参数(或确定)。如稍早所述，这些参数(或确定)可以包括由组长本身形成的参数(例如，在其作为认知站的容量中)。
组长认知站的处理器303基于所收集数据形成广播信息。该信息通过发射机304广播给CR终端。有关一个或更多个候选频率的可用性，该广播信息可以包括指示可供利用的目标频率的分配消息。
根据一个实施方式，处理器303选择该广播信息作为由其组中一个认知站报告的信息。例如，参照图2，组长205-3可以决定广播由认知站205-4报告的信息。这种选择例如可以基于所选择认知站的确定可靠性或感测准确度和/或其针对主接收机和/或一个或更多个CR终端204的确定接近度。
根据另一实施方式，处理器303还在广播信息中包括所选择认知站(例如，认知站205-4)的位置、CCS 203的位置、和/或主接收机201的位置。该位置信息可以是绝对的(例如，具体地理坐标)或相对的(例如，所选择认知站与CCS 203相对的距离)。
根据另一实施方式，处理器303生成广播信息，作为所收集数据的组合(例如，数学组合)。例如，根据一特定实施方式，该组合是所收集数据的“平均”。如前所述，所收集数据可以包括二元参数(例如，指示一频率可以/不可用于次级用户的发送)。在这点上，“平均”可以是(1)报告该频率可用(或不可用)的不同认知站的数量(2)与报告认知站的总数量的计算比。还如前所述，所收集数据可以包括基于干涉温度的可容许干扰电平。在这点上，“平均”可以是所收集干扰电平的数学平均。
如前所述，该组长收集由其组中的认知站形成的参数(或确定)。根据一个实施方式，如果其组中的至少一个认知站(例如任一个认知站)确定一指定频率(或多个频率)不可用，则处理器303生成指示该频率(或多个频率)不可供利用的广播信息。
根据另一实施方式，处理器303还在广播信息中包括其位置(即，组长的位置)、CCS 203的位置、和/或主接收机201的位置。该位置信息可以是绝对的(例如，具体地理坐标)或相对的(例如，组长认知站与CCS 203相对的距离)。
除了选择广播信息以外，处理器303还确定其广播覆盖范围(例如，参见图2所示广播区域)。通过确定其广播发送功率，该处理器有效地确定该覆盖区域。例如，在一特定发送功率下，相对于组长认知站定位得较远的CR终端仍能够“听到”该广播(例如，图2中的位于所示圆形外部的CR终端204)。然而，在一较低发送功率下，仅更靠近组长认知站定位的那些CR终端(例如，图2的、位于所示圆形内部，并由此位于组#1的广播区域内的CR终端204)能够“听到”该广播。
根据各种实施方式，仅处于组长认知站的覆盖区域内的那些CR终端符合向CCS203二次发送的条件。即，处于该覆盖区域外部的CR终端不能听到该广播，并由此，不符合向CCS 203二次发送的条件。
处理器303将该广播发送功率确定成为合适电平，以使来自接收CR终端的二次发送具有(a)足够低电平，免得不容许地与主接收机干扰，并且具有(b)足够高电平，以使提供用于在CCS 203处可靠接收的足够能量。由此，处理器303可以基于由CCS 203提供的阈值信息、从其报告认知站收集的信息、和/或与CCS 203和主接收机有关的位置信息来确定广播发送功率(或覆盖区域)。
应当清楚，从组长CS发送的一些信息可以比从组长CS发送的其它信息更静态(即，不太动态)。例如，指示主接收机和次级接收机的地理位置的信息可以不像从组长CS发送的其它信息那样经常改变。因此，根据一特定实施方式，与更加动态的信息的频率(例如，可容许干扰电平)相比，发送静态(或半静态)信息的频率(即，每隔多久发送一次这种信息)相对更低。在其中认知站移动而非固定的特定实施方式中，由认知站测量(并且通过组长CS广播)的信息可能更动态。
如稍早所述，根据各种实施方式，CCS 203利用组特定代码(或标识符)、组特定广播定时、和/或组特定频率分配来寻址一特定组中的认知站205。因此，组长CS 205又可以利用这种技术来寻址CR移动终端204。例如，每一组认知站都可以被指配一特定代码、时隙、频率资源、波束分布图、或其组合以在一特定组的认知站之间通信。而且，认知站与组长之间的通信可以根据不同协议来进行。例如，这种通信可以利用BluetoothZigBee或WLAN来进行。组长CS可以利用所指配的资源(例如，确定代码、时隙、频率资源、波束分布图、或其组合)来向CR移动终端204发送组特定信息。
该CR移动终端接收来自组长CS的广播中的组相关信息。(该CR移动终端还可以接收来自CCS的类似信息)。为收集有关特定频谱带的信息，CR移动终端处理其从对应组接收的信息。
处于广播组长CS的覆盖区域内的CR移动终端根据这种信息执行针对CCS的发送。例如，根据各种实施方式，基于这种信息，CR移动终端确定其向次级接收机(CCS)发送信号的发送参数(例如，调制、编码率、以及功率)。CR移动终端可以基于其当前地理位置来确定其发送参数。该当前位置可以通过GPS、A-GPS、网络辅助机制等来确定。
根据各种实施方式，CR移动终端基于包括其从组长CS接收的有关组长的地理位置、CR移动终端的当前位置(例如，GPS测量)的信息、和其从组长CS接收的所测量频谱信息的信息来确定其向CCS(次级接收机)发送信号的发送功率。
下面，参照图3和图4，根据一个实施方式对例示性系统的操作进行描述。这种系统包括一个CCS(例如，图2的CCS 203)和四个认知站(例如，图3的认知站205)A、B、C、以及D。三个频率被关注：f1、f2、以及f3。
参照图4的框401，CCS将认知站A、B、C以及D组织成组。例如，CCS可以将每一个认知站指配到两个组中的一个组中：组1(包括认知站A和B)和组2(包括认知站C和D)。
而且，针对每一个组，CCS指定该组中一个认知站作为该组的组长。例如，CCS可以指定认知站A作为组1的组长，而指定认知站C作为组2的组长。另外，CCS可以向组1的认知站指配基于特定阈值监测频率f1和f2的任务。类似的是，CCS可以向组2的认知站指配基于特定阈值监测频率f3的任务。
在框402中，CCS向认知站A、B、C以及D广播提供上述信息的信号(例如，组指配、组长指定、以及频率监测指配)。如前所述，CCS还可以向认知站广播其它信息。例如，CCS可以向其覆盖区域内的终端广播上述信息和组特定信息。该组特定信息可以包括CCS在寻址一特定组的认知站时所使用的组特定代码(或标识符)、组特定广播定时、和/或组特定频率分配。
在框403中，(组1的)认知站B针对频率f1和f2执行其周围环境的测量。(应当清楚，组长(认知站A)也可以执行这种测量)。根据框404，认知站B向其组长、认知站A提供其测量结果。
类似的是，在框403处，(组2的)认知站D针对频率f3执行其周围环境的测量。应当清楚，组长(认知站C)也可以执行这种测量。在框404处，认知站D向其组长(认知站C)提供其测量结果。
框405包括：认知站A基于其从认知站B接收的测量结果(和/或其自己的测量结果)来确定与频率f1和f2有关的干扰相关信息。另外，认知站A向CR移动终端广播该干扰相关信息。认知站A还可以广播认知站A和B的地理位置。该广播可以按所确定发送功率来发送，该发送功率被确定成：使得处于广播范围内的CR移动终端不产生针对主接收机的不可接受干扰电平(同时还向次级接收机提供足够强的信号)。
类似的是，还参照图4，框405，认知站C基于其从认知站D接收的测量结果(和/或其自己的测量结果)来确定与频率f3有关的干扰相关信息。另外，认知站C向CR移动终端广播该干扰相关信息。认知站C还可以广播认知站C和D的地理位置。该广播可以按所确定发送功率来发送，该发送功率被确定成：使得处于广播范围内的CR移动终端不产生针对主接收机的不可接受干扰电平(同时还向次级接收机提供足够强的信号)。
接下来，在框406处，接收来自认知站A(认知站C)的广播的CR移动终端基于所接收广播信息在频率f1和f2(频率f3)上与次级接收机通信。与次级接收机的通信还可以基于该次级接收机和主接收机二者与CR移动终端相对的位置。
根据本发明的实施方式，与频谱感测相关联的负担通常从CR移动终端转移至认知站。根据一些实施方式，该负担部分地从CR移动终端转移至认知站。例如，感测频谱的特定部分的责任可以从CR移动终端转移至认知站，并且CR移动终端可以保持感测频谱的其它部分的责任。根据其它实施方式，CR移动终端利用如通过认知站测量的频谱数据以便缩减其自己的计算工作负荷。
根据本发明的实施方式，认知站直接接收来自CCS的信号，但不直接向CCS发送信号。另选的是，认知站可以直接向CCS发送信号。例如，认知站可以用作CR移动终端与CCS之间的中继。应当清楚，至少在某些情况中，从CR移动终端向CCS直接发送因CR移动终端与CCS之间的物理距离而造成针对主接收机的不可接受(或不合需要)干扰电平。在这种情况下，认知站可以在这种路由能缩减针对主接收机的干扰电平时向CCS中继从CR移动终端接收的信息。
根据各种实施方式，认知频谱感测的负担(或与其相关联的工作)从终端侧(例如，CR移动终端)向网络侧(例如，认知站)转移(至少部分地转移)。这样，可以缩减CR移动终端所消耗的功率。因此，改进CR系统的总体性能。在某些情况下，认知频谱感测的负担(或与其相关联的工作)转移(至少部分地)至位于CR系统的网络侧的认知站。
一些实施方式准许具有两个或更多个认知站的多个组一起有效工作，以提供对频谱的协作感测。例如，这些组中的每一个都被指配成感测频谱中的一个或更多个频带。感测的结果连同地理信息一起被认知站发送至组长认知站，组长认知站又将信息提供给其组的CR移动终端。
根据由组长认知站提供的信息连同其它信息(例如，CR移动终端本身的地理位置)，CR移动终端可以确定它们能够按对应频谱带(例如，向认知站发送)进行发送所用的功率。
图5是根据本发明各种实施方式的终端的框图。一般来说，CR移动终端204、认知站205、以及移动终端207可以利用该图中所示一些或全部组件而不同地实现。应当明白，可以实现比所示组件更多或更少的组件。
参照图5，终端500可以包括：无线通信单元410、音频/视频(A/V)输入单元420、用户输入单元430、感测单元440、输出单元450、存储器460、接口单元470、控制器480，以及电源单元490。无线通信单元410、A/V输入单元420、用户输入单元430、感测单元440、输出单元450、存储器460、接口单元470、控制器480、以及电源单元490中的两个或更多个可以合并成单个单元，或者无线通信单元410、A/V输入单元420、用户输入单元430、感测单元440、输出单元450、存储器460、接口单元470、控制器480、以及电源单元490中的一些可以划分成两个或更多个更小单元。
无线通信单元410可以包括：广播接收模块411、移动通信模块413、无线因特网模块415、短距通信模块417、以及全球定位系统(GPS)模块419。
广播接收模块411通过广播频道从外部广播管理服务器接收广播信号和/或广播相关信息。广播频道的示例包括卫星频道和陆地频道。广播管理服务器可以是生成广播信号和/或广播相关信息并且发送所生成广播信号和/或所生成广播相关信息的服务器，或者是接收并接着发送预先生成广播信号和/或预先生成广播相关信息的服务器。
广播相关信息的示例包括：广播频道信息、广播节目信息、以及广播服务提供方信息。广播信号的示例包括：TV广播信号、收音广播信号、数据广播信号、或数据广播信号与TV广播信号或收音广播信号的组合。广播相关信息可以通过移动通信网络提供给终端204。在这种情况下，广播相关信息可以通过移动通信模块413而非通过广播接收模块411来接收。广播相关信息可以按各种形式出现，例如，数字多媒体广播(DMB)的电子节目指南(EPG)或手持式数字视频广播(DVB-H)的电子服务指南(ESG)。
广播接收模块411可以利用各种广播系统(如陆地数字多媒体广播(DMB-T)、卫星数字多媒体广播(DMB-S)、仅媒体前向链路(MediaFLO)、DBV-H，以及陆地综合业务数字广播(ISDB-H))来接收广播信号。另外，广播接收模块411可以被配置成适于除了在此阐述的那些以外的几乎其它全部类型的广播系统。
通过广播接收模块411接收到的广播信号和/或广播相关信息可以存储在存储器460中。
移动通信模块413通过移动通信网络向基站、外部站以及服务器中的至少一个或更多个发送无线信号或从基站、外部站以及服务器中的至少一个或更多个接收无线信号。该无线信号可以根据终端204是发送/接收话音呼叫信号、视频呼叫信号还是文本/多媒体消息来包括各类数据。
无线因特网模块415可以是用于无线地接入因特网的模块。无线因特网模块415可以嵌入终端204中，或者可以安装在外部装置中。
短距通信模块417可以是用于短距通信的模块。短距通信模块417可以使用各种短距通信技术，如Bluetooth射频标识(RFID)、红外数据关联(IrDA)、超宽带(UWB)、以及ZigBeeGPS模块419可以从一个或更多个卫星(例如，GPS卫星)接收位置信息。
A/V输入单元420可以被用于接收音频信号或视频信号。A/V输入单元420可以包括一个或更多个摄像机421和麦克风423。摄像机421在视频呼叫模式或图像拍摄模式期间处理由图像传感器拍摄的诸如静止图像或运动图像的各种图像帧。由摄像机421处理的图像帧可以通过显示模块451来显示。
通过摄像机421处理的图像帧可以存储在存储器460中，或者可以通过无线通信单元410向终端204外部发送。该终端可以包括两个以上的摄像机。
麦克风423在利用麦克风的呼叫模式、录制模式、或话音识别模式期间接收外部声音信号，并将该声音信号转换成电声音数据。在呼叫模式下，移动通信模块413可以将该电声音数据转换成可以容易地向移动通信基站发送的数据，并接着输出通过转换而获取的数据。麦克风423可以使用各种噪声去除算法，以去除在接收外部声音信号期间产生的噪声。
用户输入单元430基于用于控制终端204的操作的用户输入来生成键输入数据。用户输入单元430可以实现为小键盘、薄膜开关、触摸板(静压式或恒电式)、拨轮、或拨动开关。具体来说，如果用户输入单元430被实现为触摸板并且连同显示模块451一起形成相互层结构，则可以将用户输入单元430和显示模块451统称为触摸屏。
感测单元440确定终端204的当前状态(如该终端是打开还是闭合)、该终端的位置以及该终端是否与用户接触地放置。另外，感测单元440生成用于控制终端的操作的感测信号。
例如，当终端204是滑动型移动电话时，感测单元440可以确定该终端是打开还是闭合。另外，感测单元440可以确定该终端是否被电源单元490加电以及接口单元470是否连接至外部装置。
感测单元440可以包括加速度传感器443。加速度传感器是用于将加速度变化转换成电信号的一类装置。随着近来在微机电系统(MEMS)技术的开发，加速度传感器已经被广泛地用于针对各种目的的各种产品中。例如，加速度传感器可以被用作用于计算机游戏的输入装置，并且可以在计算机游戏期间感测人手的运动。
可以将表示不同轴向的两个或三个加速度传感器443安装在终端204中。另选的是，可以仅将表示Z轴的一个加速度传感器443安装在CR移动终端204中。
输出单元450可以输出音频信号、视频信号、以及告警信号。输出单元450可以包括显示模块451、音频输出模块453、以及告警模块455。
显示模块451可以显示由终端204处理的各种信息。例如，如果终端处于呼叫模式下，则显示模块451可以显示用于进行或接收呼叫的用户接口(UI)或图形用户接口(GUI)。如果终端处于视频呼叫模式或图像拍摄模式下，则显示模块451可以显示用于拍摄或接收图像UI或GUI。
如果显示模块451和用户输入单元430形成相互层结构并由此被实现为触摸屏，则显示模块451不仅可以被用作输出装置而且可以被用作输入装置。如果显示模块451被实现为触摸屏，则显示模块451还可以包括触摸屏面板和触摸屏面板控制器。
该触摸屏面板是接合至终端204外表的透明面板，并且可以连接至终端的内部总线。该触摸屏面板监测用户是否触摸该触摸屏面板。一旦检测到针对触摸屏面板的触摸输入，该触摸屏面板就向触摸屏面板控制器发送与该触摸输入相对应的许多信号。
触摸屏面板控制器处理由触摸屏面板发送来的信号，并且将经过处理的信号发送至控制单元480。控制单元480接着基于由触摸屏面板控制器发送来的经过处理的信号来确定是否生成了触摸输入以及触摸了触摸屏面板的哪一部分。
如上所述，如果显示模块451和用户输入单元430形成相互层结构，并由此被实现为触摸屏，则显示模块451不仅可以被用作输出装置而且可以被用作输入装置。显示模块451可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管(TFT)LCD、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、以及三维(3D)显示器中的至少一种。
终端204可以包括两个或更多个显示模块451。例如，终端204可以包括外部显示模块和内部显示模块。
音频输出模块453可以在呼叫接收模式、呼叫模式、录制模式、话音识别模式、或广播接收模式期间输出由无线通信模块410接收的音频数据，或者可以输出存储器460中存在的音频数据。另外，音频输出模块453可以输出与终端204的功能(如接收呼叫或消息)相关联的各种声音信号。音频输出模块453可以包括扬声器和蜂鸣器。
告警模块455可以输出指示终端204中发生的事件的告警信号。该事件的示例包括：接收呼叫信号、接收消息、以及接收按键信号。由告警模块455输出的告警信号的示例包括：音频信号、视频信号、以及振动信号。
告警模块455可以在接收呼叫信号或消息时输出振动信号。另外，告警模块455可以接收按键信号并且可以输出振动信号作为针对该按键信号的反馈。
一旦由告警模块455输出振动信号，用户就可以识别已经发生事件。用于向用户通知发生事件的信号可以通过显示模块451或音频输出模块453来输出。
存储器460可以存储操作控制器480所需的各种程序。另外，存储器460可以临时存储各种数据(如电话本、消息、静止图像、或运动图像)。
存储器460可以包括闪速存储器型存储介质、硬盘型存储介质、多媒体卡微型存储介质、卡型存储器(例如，安全数字(SD)或极端数字(extreme digital)(XD)存储器)、随机存取存储器(RAM)、以及只读存储器(ROM)中的至少一种。CR移动终端204可以操作网络存储器，该网络存储器在因特网上执行存储器460的功能。
接口单元470可以与能够连接至终端204的外部装置连接。接口单元470可以是有线/无线头戴式耳机、外部电池充电器、有线/无线数据端口、如用于存储器卡或用户标识模块(SIM)/用户身份模块(UIM)卡的卡槽、音频输入输出(I/O)端子、视频I/O端子、或耳戴式耳机。
接口单元470可以接收来自外部装置的数据，或者可以通过外部装置供电。接口单元470可以向终端204中的其它组件发送由外部装置提供的数据，或者可以向外部装置发送由终端204中的其它组件提供的数据。
控制器480可以控制CR移动终端204的一般操作。例如，控制器480可以执行与进行/接收话音呼叫、发送/接收数据、或进行/接收视频呼叫有关的各种控制操作。
控制器480可以包括播放多媒体数据的多媒体播放模块481。该多媒体播放模块481可以被实现为硬件装置并且可以安装在控制器480中。另选的是，多媒体播放模块481可以被实现为软件程序。
电源单元490通过外部电源或内部电源供电，并且向CR移动终端204中的其它组件供电。
在另选实现中，特定逻辑操作可以按不同次序执行、修改或去除，并且仍实现本发明的示例性实施方式。而且，可以将多个操作添加至上述逻辑，并且仍符合本发明的分类实现。
而且，所述实施方式可以利用用于生成软件、固件、硬件、或其任何组合的标准编程和/或工程技术而实现为方法、装置或制品。如在此使用的术语“制品”指在硬件逻辑(例如，集成电路芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)或计算机可读介质(例如，磁存储介质(例如，硬盘驱动器、软盘、磁带等)、光存储器(CD-ROM、光盘等)、易失性和非易失性存储器装置(例如，EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、固件、可编程逻辑等))中实现的代码或逻辑。该计算机可读介质中的代码可以通过处理器存取和执行。
其中实现示例性实施方式的代码还可以通过传送介质或者通过网络从文件服务器存取。在这种情况下，其中实现该代码的制品可以包括：诸如网络传送线路的传送介质、无线传送介质、通过空间传播的信号、无线电波、红外信号等。当然，本领域技术人员应当认识到，可以对这种构造进行许多修改，并且该制品可以包括本领域已知的任何信息承载介质。
附图中所示逻辑实现将具体操作描述为按特定次序发生。在另选实现中，特定逻辑操作可以按不同次序执行、修改或去除，并且仍实现本发明的某些实施方式。而且，可以将多个操作添加至上述逻辑，并且仍符合上述实现。
图6是示出根据本发明各种实施方式的无线电通信系统的各种实体之间的信号流程的图。所示实体包括：主站、终端、第一CS、组长CS、以及CCS。以上对这些实体进行了更详细的描述。
根据一些实施方式，可以通过准许经由第一组频率中的任一频率在终端与CCS之间进行无线通信而易于无线通信。一般来说，第一组频率中的至少一个频率是与处于该终端的通信范围中的主站相关联的频率。
操作605包括：在第一CS处接收来自CCS的消息，该消息具有一个或更多个候选频率的候选列表。一般地，该候选列表中的每一个频率都是该终端、CCS、以及主站中的每一个都被配置成按其操作的频率。第一CS和组长通常皆是多个CS中的一个。
信号610(每个信号具有不同的频率)被示出为在第一CS处被接收。这种信号例如准许测量该候选列表中的频率的可用性，以形成第一发送参数(操作615)。
操作620包括：从第一CS向组长CS发送第一发送参数。操作625涉及基于从第一CS接收的发送参数来确定目标频率列表，该目标频率列表指示该候选列表中的哪个频率或哪些频率可用于该终端与CCS之间的通信。
操作630包括：广播或发送标识目标频率列表中的一个或更多个频率的分配消息。在某一点处，终端利用目标频率列表中的、如在该分配消息中标识的频率向CCS发送通信(操作635)。
前述实施方式和特征仅仅是示例性的，而不应视为对本发明的限制。本教导可以容易地应用至其它类型的装置和处理。对这种实施方式的描述旨在例示，而非限制权利要求书的范围。许多另选例、修改例、以及变型例对本领域技术人员来说也是显而易见的。
工业应用
用于促进无线电通信的装置和方法被应用于各种移动通信系统，如3GPP LTE、IEEE 802等。

Claims (23)

1.一种用于促进无线电通信的方法，该方法包括以下步骤：
接收步骤，在认知站(CS)处接收来自认知中心站(CCS)的消息，该消息包括由一个或更多个候选频率构成的候选列表以及指示所述认知站被指定为认知站组的组长的信息，其中，所述候选列表中的每一个频率都是终端、所述认知中心站、以及处于该终端的通信范围中的主站中的每一个都被配置成按其操作的频率；
在所述认知站处接收来自所述认知站组的各认知站的发送参数；
确定目标频率列表的步骤，在所述认知站处基于所述发送参数来确定目标频率列表，该目标频率列表指示所述候选列表中的哪个频率或哪些频率可用于所述终端与所述认知中心站之间的通信；以及
提供步骤，向所述终端提供分配消息，该分配消息标识所述目标频率列表中的、所述终端被准许按其与所述认知中心站通信的一个或更多个频率。
2.根据权利要求1所述的方法，所述提供步骤包括：
由所述认知站向所述终端广播所述分配消息。
3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
基于测量的干扰电平、所述主站的地理位置以及所述认知中心站的地理位置来确定用于对所述分配消息进行广播的功率电平，其中，按所确定的所述功率电平广播所述分配消息。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送参数指示所述候选列表中的每一个频率是否可用。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述候选列表包括多个候选频率。
6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
在所述认知站组中的所述每一个认知站处，测量所述候选列表中的频率的可用性以形成发送参数；以及
从所述认知站组中的每一个认知站向被指定为所述认知站组的组长的认知站发送所述发送参数。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，来自所述认知中心站的所述消息还包括所述认知中心站的地理位置和所述主站的地理位置，所述方法还包括以下步骤：
确定通信发送功率电平的步骤，在所述终端处基于测量的干扰电平、所述认知中心站的地理位置和所述主站的地理位置来确定通信发送功率电平；以及
发送步骤，利用所确定的所述通信发送功率电平向所述认知中心站发送所述通信。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述发送步骤包括：
从所述终端向所述认知站发送所述通信；
在所述认知站处接收所述通信；以及
由所述认知站对从所述终端至所述认知中心站的所述通信进行中继。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，利用所述目标频率列表中的频率向所述认知站发送所述通信，该发送通信的过程直到所述主站需要使用所述目标频率列表中的所述频率为止。
10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述分配消息指示所述目标频率列表中的特定频率仅在限定功率阈值内被用于发送所述通信。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述终端利用定义的编码、调制、以及发送功率来执行所述向所述认知中心站发送所述通信的步骤，其中，所述编码、所述调制、或所述发送功率中的至少一个基于所述分配消息中的数据来确定。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述主站包括移动终端、无线发射机、基站、NodeB、eNodeB、或接入点中的一个。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述被指定为组长的认知站被配置成在给定频谱上测量所述候选列表中的频率的频率特性。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述认知中心站包括移动终端、无线发射机、基站、NodeB、eNodeB、或接入点中的一个。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述认知中心站与所述主站设在同一位置。
16.根据权利要求1所述的方法，其中，所述认知站和所述认知中心站是固定站。
17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发送参数包括与所述候选列表中的每一个频率相关联的测量数据。
18.一种用于促进无线电通信的装置，该装置包括：
接收机，该接收机被配置成接收来自认知中心站(CCS)的消息，该消息包括由一个或更多个候选频率构成的候选列表以及指示所述认知站被指定为认知站组的组长的信息，其中，所述候选列表中的每一个频率都是终端、所述认知中心站、以及处于该终端的通信范围中的主站中的每一个都被配置成按其操作的频率，并且所述接收机接收来自所述认知站组的各认知站的发送参数；
处理器，该处理器被配置成：
基于所述发送参数来确定目标频率列表，该目标频率列表指示所述候选列表中的哪个频率或哪些频率可用于所述终端与所述认知中心站之间的通信；以及
发射机，该发射机被配置成向所述终端提供分配消息，该分配消息标识所述目标频率列表中的、所述终端被准许按其与所述认知中心站通信的一个或更多个频率。
19.一种用于促进无线电通信的方法，该方法包括以下步骤：
准许步骤，经由第一组频率中的任意频率准许在终端与认知中心站(CCS)之间的无线通信，其中，所述第一组频率中的至少一个频率是与处于所述终端的通信范围中的主站相关联的频率；
接收消息的步骤，在第一认知站(CS)处接收来自所述认知中心站的消息，该消息包括由一个或更多个候选频率构成的候选列表，其中，所述候选列表中的每一个频率都是所述终端、所述认知中心站、以及所述主站中的每一个都被配置成按其操作的频率，其中，所述第一认知站是多个认知站中的一个，并且其中所述多个认知站中的一个认知站是组长认知站；
测量步骤，在所述第一认知站处测量所述候选列表中的一个频率的可用性以形成第一发送参数；
从所述第一认知站向所述组长认知站发送所述第一发送参数的步骤；
在所述组长认知站处接收所述第一发送参数的步骤；
确定目标频率列表的步骤，基于从所述第一认知站接收到的所述发送参数来确定目标频率列表，该目标频率列表指示所述候选列表中的哪个频率或哪些频率可用于所述终端与所述认知中心站之间的通信；
通过所述组长认知站广播分配消息的步骤，该分配消息标识所述目标频率列表中的一个或更多个频率；
在所述终端处接收所述分配消息的步骤；以及
发送通信的步骤，利用所述目标频率列表中的、如在所述分配消息中标识的频率从所述终端向所述认知中心站发送通信。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，来自所述认知中心站的所述消息还包括所述认知中心站的地理位置和所述主站的地理位置，所述方法还包括以下步骤：
确定通信发送功率电平的步骤，在所述终端处基于测量的干扰电平、所述认知中心站的地理位置和所述主站的地理位置来确定通信发送功率电平；以及
发送步骤，利用所确定的所述通信发送功率电平向所述认知中心站发送所述通信。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述发送步骤包括：
从所述终端向所述认知站发送所述通信；
在所述认知站处接收所述通信；以及
由所述认知站对从所述终端至所述认知中心站的所述通信进行中继。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一发送参数指示通过所述测量步骤确定的所述候选列表中的每一个频率是否可用。
23.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
基于测量的干扰电平、所述主站的地理位置以及所述认知中心站的地理位置来确定用于对所述分配消息进行广播的功率电平；和
按所确定的所述功率电平来广播所述分配消息。
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