CN102612844A - 调整感知无线电系统中来自经许可用户的无线传输的感测速率 - Google Patents
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Abstract
感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输包含获得指示同时感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息。可从控制传感器及其相邻传感器的主要节点获得这种信息，或者由传感器自己(例如借助目标是任何此类相邻传感器的短程通信设备)获得这种信息。然后至少部分地作为指示同时感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的函数确定感测速率。然后以确定的感测速率周期地操作接收器设备，其中接收器设备配置成检测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信，并且更具体地说，涉及感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输。
背景技术
无线电频谱是有限的资源，其应该在许多不同类型设备(诸如蜂窝、家庭网络、广播和军用通信设备)之间共享。历史上，无线电频谱的每个部分都已经被分配给特定使用(称为“经许可”和/或“首要”使用)。这个策略已经导致，在所分配的载波频率上，除了包含在许可协定中的那些应用之外，所有应用/使用都不被允许。实际上，这导致大部分无线电频谱许多时间都未被使用。例如，在TV广播发生的超高频(UHF)带中，大地理区域未被使用，这主要是由于这种应用需要大输出功率；这个大输出功率推动了大再用距离，以便最小化干扰风险。图1中例证了Scandinavia内的这种地理区域的示例。在图1中，加阴影区域表示经许可用户(例如广播TV)使用给定载波频率的地理位置。在其余区域，所谓的“空白空间”，给定载波频率被分配给经许可用户，但实际上未被那个用户使用。
为了更好地使用经许可频谱资源，一些国家在将来将允许未许可服务(所谓的“次要”使用)发生在经许可(首要)用户不发射的区域(所谓的“空白空间”)中。然而，首要用户将总是具有将其他人排除在外的频谱使用优先权。因此，在(未许可)装置中需要某种感测机构使它们能够检测经许可用户当前是否正在发射。如果这种经许可使用正在进行，则未许可用户需要关掉它在那个载波频率上的发射。最简单的传感器是适合于检测从经许可/主要用户发射的特定签名的签名检测器(通常实现为匹配的滤波器)。
有关感测经许可用户的传输的另一个考虑是传感器的放置。当次要(即未许可)使用是用于蜂窝电信时，一个解决方案是将传感器包含在移动通信系统的基站中。然而，由于阴影衰落等，存在如下风险：尽管移动装置/终端(一般称为“用户设备”-“UE”)(连接到基站)正在(或者能够)干扰经许可用户的事实，基站仍不会检测首要用户的传输。对抗这个问题的一种方法是将感测装置包含于在这些空白空间载波上操作的所有UE中；也就是说，所有UE都能检测频谱资源的经许可使用，并通过关掉它们自己的未许可传输进行响应。对于感测的主要问题是存在相当快速地检测经许可用户的活动的要求，这暗示需要十分频繁地执行感测。由于感测通常包含接收和解码无线电信号，因此UE执行检测越频繁，它消耗的功率就越多。这是不希望有的结果，特别是对于电池供电装置。
因此，存在对于能够以设法降低这种未许可操作中涉及的成本(在能源和其它方面)和复杂性同时仍具有与检测首要用户的潜在传输有关的良好性能的有效方式在空白空间中操作的系统的需要。
发明内容
应该强调，术语“包括”当用在这个说明书中时用于指定存在所述特征、整数、步骤或组件；但是使用这些术语不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、组件或它们的群组。
根据本发明的一个方面，在感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输的方法和设备中实现以上和其它目的。这种操作包含获得指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息。至少部分地作为指示同时感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的函数确定感测速率。然后以确定的感测速率周期地操作接收器设备，其中所述接收器设备配置成作为感测操作的一部分检测来自所述经许可频谱资源的经许可用户的无线传输。
在一些实施例中，由移动通信系统中未被许可使用所述经许可频谱资源的用户设备执行各种方面。在这种实施例中，指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息是指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输并位于距所述用户设备预定义距离内的相邻传感器数量的信息。还在这种(即移动通信系统)实施例中，获得指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息包括所述用户设备从在所述移动通信系统中操作的基站接收指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息。备选地，获得指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息包括：所述用户设备自己执行短程通信过程以查明指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息。
在符合本发明的实施例的另一方面，相邻传感器数量越高，感测速率就越低。
在又一方面，每个感测操作延续一持续时间，并且感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输涉及至少部分地作为经许可频谱资源质量的一个或多个指标的函数确定每个感测操作持续时间。例如，可使用一种关系，其中所述经许可频谱资源质量越高，每个感测操作的持续时间就越短。经许可频谱资源质量的一个或多个指标可包含信号干扰比的指标或信号强度等级的指标。
在又一方面，所述接收器设备配置成检测包含在来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的所述无线传输中的一个或多个已知签名。
在又一方面，由移动通信系统中未被许可使用所述经许可频谱资源的用户设备执行各种操作；并且所述用户设备响应于从在所述移动通信系统中操作的基站接收的感测命令发起所述方法的执行。所述感测命令可包含所述用户设备要感测的频率和带宽。在一些实施例中，所述感测命令还包含充当阈值的最小信号等级，在该阈值以上所述经许可用户被认为是借助所述经许可频谱资源发射所述无线传输。
附图说明
通过结合附图阅读如下具体实施方式将理解本发明的目的和优点，附图中：
图1例证了构成位于Scandinavia中的所谓“空白空间”的地理区域。
图2是能够执行本发明各种方面的示范系统的框图。
图3是在一个方面由符合本发明的示范UE执行的步骤/过程/功能的流程图。
图4是适配有配置成执行本发明各种方面的电路的UE的框图。
具体实施方式
现在将参考附图描述本发明的各种特征，其中相似的部分用相同的附图标记标识。
现在将结合若干示范实施例更详细地描述本发明的各种方面。为了便于理解本发明，按照要由计算机系统的单元或能够运行编程指令的其它硬件执行的动作序列来描述本发明的许多方面。将认识到，在每一个实施例中，各种动作可由专用电路(例如互连以执行专用功能的模拟和/或离散逻辑门)、由用适当指令集编程的一个或多个处理器或由二者的组合来执行。本文使用术语“配置成”执行一个或多个所描述的动作的“电路”是指任何此类实施例(即，一个或多个专用电路和/或一个或多个编程处理器)。而且，本发明还可被认为是完全实施在任何形式的计算机可读载体内，诸如固态存储器、磁盘或光盘，含有可使处理器执行本文描述的技术的适当计算机指令集。由此，可以许多不同的形式实施本发明的各种方面，并且所有此类形式都视为在本发明的范围内。对于本发明各种方面中的每一个方面，上面所描述的任何此类形式的实施例在本文都可称为“配置成”执行所描述的动作的“逻辑”，或备选地称为执行所描述动作的“逻辑”。
在符合本发明的实施例的一个方面，UE(例如在自确定时间或响应于来自主要节点、诸如基站的命令)执行对某一频带的感测，其中基于(a)相邻传感器数量和/或(b)当前无线电条件来优化每个感测操作的感测速率和/或长度。
在一些实施例中，相邻传感器数量是在地理上位于UE预定附近内的传感器数量。在一些实施例中，这个信息由主要节点(例如基站)确定，并被提供给UE。备选地，UE自己能借助周围的短程通信(扫描)以看是否存在任何装置正在当前频带中进行感测来确定相邻传感器数量。附近的传感器越多，UE需要感测其周围越少，因为许多装置的统计复用做相同的事情。
类似地，无线电条件越好，感测操作所需的持续时间就越短。这是因为需要较少样本来检测经许可用户的信号的潜在存在。
各种实施例因此能够基于当前条件优化感测时间，并且因此在UE中能节能。
现在将更详细描述这些和其它方面。
首先从图2和3开始，图2是能够执行本发明各种方面的示范系统的框图，并且图3是在一方面由符合本发明的示范UE执行的步骤/过程/功能的流程图。在另一方面，图3可被视为描绘逻辑300的配置成执行图3及其支持文本中所描述各种功能的各种单元。
在图2中，经许可用户(LU)201被描绘为在包含空白空间203的地理区域内操作。根据本发明的各种方面，移动通信系统配置成允许它在空白空间203内作为未许可用户操作。移动通信系统包含服务一个或多个UE(包含UE 207)的基站205。在本发明的上下文中，基站205示范了“主要节点”。在其它实施例中，不同设备构成了“主要节点”。例如，在WLAN系统中，在本发明的上下文中，路由器可作为主要节点操作。
UE 207包含配置成周期地感测经许可用户201是否正在空白空间203内发射并且此外至少部分地作为指示同时感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的函数适配其感测速率的电路。在图2中，UE 209、211和213示范相邻传感器。例如，与UE 207的感测操作同时感测来自经许可用户201的传输的UE在它处于距UE 207的(例如仪表中所测量的)预定义距离内的情况下可被视为与UE 207“相邻”。另一个UE 217不在距UE 207的预定义距离内，并且因此不被视为UE 207的相邻传感器之一。
现在参考图3，UE 207连接到基站205(主要节点)，并由基站205命令对于具有某一带宽(BW)的信号在某一载波频率执行感测(步骤301)。感测命令还可包含UE 207(或包含在符合本发明实施例的UE内的电路300)UE 207将用作阈值的最小信号等级，在该阈值以上，检测的信号被视为来自经许可用户的传输；在此阈值以下，UE的操作不视为干扰经许可用户。命令UE执行的感测可在与它从基站205接收/向基站205发射的信号相同的载波频率和带宽，但这不是要求。
响应于感测命令，UE 207查明同时感测相同载波的相邻传感器数量(步骤303)。可以多种方式获得这个信息。例如在一些实施例中，基站205(主要节点)将这个信息提供给UE 207。基站205能够借助它对UE 207的地理位置的了解和对也扫描相同载波频率和带宽的其它UE的其它地理位置的了解将这个信息放在一起。它然后只是将信息传递到UE 207的问题。
在备选实施例中，UE 207借助某种短程通信(例如蓝牙
通信设备、WLAN设备等)通过扫描其附近获得关于相邻传感器数量的信息。
在符合本发明的一些(但不是所有)实施例的另一方面，UE 207还查明其附近的当前无线电条件(例如信号强度、信号干扰比“SIR”等)(步骤305，在图3中用虚线描绘以表示这个特征的可选性质)。例如可根据主要节点发射的导频符号评估当前无线电条件。无线电条件评估技术在本领域是已知的，并且不需要在此详细描述。
一旦UE 207获得了关于相邻传感器数量的信息，并且在一些实施例中还有关于当前无线电条件的信息，它就至少部分地作为相邻传感器数量的函数确定感测速率(步骤307)。通常，存在的相邻传感器越多，UE的感测程序的占空比就越长。在包含查明当前无线电条件的那些实施例中，UE 207还基于当前无线电条件适配其感测方案：无线电条件越好，感测操作的持续时间越短(即感测“快照”越短)。
已经基于当前条件确定了感测方案(包含速率)，UE然后以确定的感测速率周期地操作其接收器设备，以作为执行感测操作的一部分检测来自经许可用户的信号(步骤309)。通知主要节点是否在该频带中检测到经许可用户的信号，使得可作为响应采取适当步骤以便避免引起对经许可用户的干扰。继续感测，直到主要节点命令做别的事情为止。
图4是适配有配置成执行本发明各种方面的电路的UE 401的框图。为了清楚起见，仅描绘了与本发明特别相关的那些组件。本领域技术人员将容易理解，UE 401还包含本领域众所周知的并且因此在本文中不必描述的其它电路(未描绘)。
在这个示例中，UE 401采用所谓的多输入多输出(MIMO)通信技术。MIMO系统在发射器和接收器处采用多个天线(例如UE的天线403-1、403-2、...、403-N)来发射和接收信息。接收器可采用在接收器处的信号的空间维度来实现更高的频谱效率和更高的数据速率，而没有增大带宽。然而，使用MIMO通信技术决不是本发明必要的；在备选实施例中，UE401可只采用单个天线。
基站(主要节点)(未示出)经由多路径信道与UE 401通信。在下行链路传输中，信息信号I(t)(例如二进制数据流的形式)被提供给基站，基站应用诸如以下的过程：差错编码、将输入位映射到复调制符号以及生成一个或多个发射天线中每个发射天线的发射信号。在向上频率转换、滤波和放大之后，基站从其一个或多个发射天线信道向UE 401发射发射信号。
UE 401中的接收器设备解调并解码在每一个其天线403-1、403-2、...、403-N处接收的信号。UE 401包含用于控制包含接收器信号处理电路405的各种UE组件操作的控制器407。接收信号处理电路405解调并解码从基站发射的信号。在不存在位差错时，来自UE 401的输出信号
将与原始信息信号I(t)相同。
控制器407还配置成使UE 401执行诸如图3示范的那些过程之类的过程。在UE 401自己确定关于同时感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的那些实施例中，UE 401可包含短程收发器(TRX)设备409。如早前描述的，短程TRX设备409可根据若干已知短程通信技术(诸如蓝牙
通信设备、WLAN设备等)中的任一种操作。
本发明的各种实施例能够改进通信设备在分配用于由经许可用户使用的区域中的未许可操作，原因在于UE的感测操作(即确定经许可用户目前是否正在使用经许可频谱资源)以如下方式执行：
●以与感测需要成比例的速率；
●在需要感测的频带；
●以适当的接收器敏感度。
UE因此能够通过大多数时间降低感测需要和感测功耗来节能。
已经参考具体实施例描述了本发明。然而，本领域技术人员将容易明白，有可能以不同于上述实施例的形式的特定形式实施本发明。所描述的实施例只是例证性的，并且决不应该看作是约束性的。本发明的范围由所附权利要求书给出，而不是前面的说明书，并且落入权利要求书范围内的所有变化和等效方案都意图包含在其中。
Claims (24)
1.一种感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输的方法，所述方法包括：
获得指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息；
至少部分地作为指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的函数确定感测速率；
以确定的感测速率周期地操作接收器设备，其中所述接收器设备配置成作为感测操作的一部分检测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输。
2.如权利要求1所述的方法，其中：
由移动通信系统中未被许可使用所述经许可频谱资源的用户设备执行所述方法；以及
获得指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息包括：所述用户设备从在所述移动通信系统中操作的基站接收指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中：
由移动通信系统中未被许可使用所述经许可频谱资源的用户设备执行所述方法；以及
获得指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息包括：所述用户设备自己执行短程通信过程以查明指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述相邻传感器数量越高，所述感测速率就越低。
5.如权利要求1所述的方法，其中：
每个感测操作延续一持续时间；以及
所述方法包括至少部分地作为经许可频谱资源质量的一个或多个指标的函数确定每个感测操作持续时间。
6.如权利要求5所述的方法，其中：
所述经许可频谱资源质量越高，每个感测操作的持续时间就越短。
7.如权利要求5所述的方法，其中经许可频谱资源质量的所述一个或多个指标包含信号干扰比的指标或信号强度等级的指标。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述接收器设备配置成检测包含在来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的所述无线传输中的一个或多个已知签名。
9.如权利要求1所述的方法，其中：
由移动通信系统中未被许可使用所述经许可频谱资源的用户设备执行所述方法；以及
所述用户设备响应于从在所述移动通信系统中操作的基站接收的感测命令发起所述方法的执行。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述感测命令包含所述用户设备要感测的频率和带宽。
11.如权利要求10所述的方法，其中所述感测命令还包含充当阈值的最小信号等级，在该阈值以上所述经许可用户被认为是借助所述经许可频谱资源发射所述无线传输。
12.如权利要求1所述的方法，其中：
由移动通信系统中未被许可使用所述经许可频谱资源的用户设备执行所述方法；以及
指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息是指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输并位于距所述用户设备预定义距离内的相邻传感器数量的信息。
13.一种用于感测来自经许可频谱资源的经许可用户的无线传输的设备，所述设备包括：
配置成获得指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的电路；
配置成至少部分地作为指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的函数确定感测速率的电路；
配置成以确定的感测速率周期地操作接收器设备的电路，其中所述接收器设备配置成作为感测操作的一部分检测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输。
14.如权利要求13所述的设备，其中：
所述设备配置成作为移动通信系统中未被许可使用所述经许可频谱资源的用户设备的一部分操作；以及
配置成获得指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的电路包括配置成从在所述移动通信系统中操作的基站接收指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的电路。
15.如权利要求13所述的设备，其中：
所述设备配置成作为移动通信系统中未被许可使用所述经许可频谱资源的用户设备的一部分操作；以及
配置成获得指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的电路包括配置成查明指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息的短程通信电路。
16.如权利要求13所述的设备，其中所述相邻传感器数量越高，所述感测速率就越低。
17.如权利要求13所述的设备，其中：
每个感测操作延续一持续时间；以及
所述设备包括配置成至少部分地作为经许可频谱资源质量的一个或多个指标的函数确定每个感测操作持续时间的电路。
18.如权利要求17所述的设备，其中：
所述经许可频谱资源质量越高，每个感测操作的持续时间就越短。
19.如权利要求17所述的设备，其中经许可频谱资源质量的所述一个或多个指标包含信号干扰比的指标或信号强度等级的指标。
20.如权利要求13所述的设备，其中所述接收器设备配置成检测包含在来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输中的一个或多个已知签名。
21.如权利要求13所述的设备，其中：
所述设备配置成作为移动通信系统中未被许可使用所述经许可频谱资源的用户设备的一部分操作；以及
所述设备配置成响应于从在所述移动通信系统中操作的基站接收的感测命令开始激活。
22.如权利要求21所述的设备，其中所述感测命令包含所述用户设备要感测的频率和带宽。
23.如权利要求22所述的设备，其中所述感测命令还包含充当阈值的最小信号等级，在该阈值以上所述经许可用户被认为是借助所述经许可频谱资源发射所述无线传输。
24.如权利要求13所述的设备，其中：
所述设备配置成作为移动通信系统中未被许可使用所述经许可频谱资源的用户设备的一部分操作；以及
指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输的相邻传感器数量的信息是指示同时感测来自所述经许可频谱资源的所述经许可用户的无线传输并位于距所述用户设备预定义距离内的相邻传感器数量的信息。
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