CN102960013B - 频谱感知方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种频谱感知方法和装置，涉及通信技术。为解决现有技术认知无线电系统的频谱感知性能较差的问题而发明。本发明实施例提供的技术方案包括：获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能；根据所述频谱感知性能的高低顺序，从所述两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点；向所述优选节点发送频谱感知指令，以使所述优选节点接收到所述频谱感知指令后，对所述目标频段进行频谱感知。本发明实施例可以应用在认知无线电系统中。

Description

频谱感知方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种频谱感知方法和装置。

背景技术

认知无线电(CognitiveRadio，CR)是一种新型无线电，它能够感知无线通信环境，动态检测主用户的出现，并自适应的允许次用户占用可用的空闲频谱资源，同时在整个通信过程中避免给主用户带来干扰。频谱感知是CR的关键技术之一，频谱感知的目的是监视和检测特定频段上主用户信号的活动情况，当检测到有可用的空闲频谱资源存在时，CR系统可以使用该频段；在使用所述空闲频谱的过程中，如果CR系统检测到主用户信号出现，CR系统需要在规定的时间退出该频段。

现有技术进行频谱感知的方法包括：使用不同位置的节点作为感知节点同时对目标频段进行感知，并将感知结果向中心节点发送；该中心节点对不同位置的节点发送的感知结果进行加权合并，得到目标频段是否空闲的检测结果。

在实现上述频谱感知的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：当感知节点的检测门限较低时，感知算法的复杂度和感知开销较大，导致CR系统的频谱感知性能较差。

发明内容

本发明的实施例提供一种频谱感知方法和装置，能够提高认知无线电系统的频谱感知性能。

一方面，提供了一种频谱感知方法，包括：获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能；根据所述频谱感知性能的高低顺序，从所述两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点；向所述优选节点发送频谱感知指令，以使所述优选节点接收到所述频谱感知指令后，对所述目标频段进行频谱感知。

又一方面，提供了一种频谱感知方法，包括：接收中心节点向两个以上节点中对目标频段的频谱感知性能较高的节点发送的频谱感知指令；接收到所述频谱感知指令后，对所述目标频段进行频谱感知，得到所述目标频段的频谱感知结果；向关联节点发送所述频谱感知结果。

另一方面，提供了一种频谱感知装置，包括：

性能获取模块，用于获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能；

节点获取模块，用于根据所述性能获取模块获取的频谱感知性能的高低顺序，从所述两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点；

指令发送模块，用于向所述节点获取模块获取的优选节点发送频谱感知指令，以使所述优选节点接收到所述频谱感知指令后，对所述目标频段进行频谱感知。

再一方面，提供了一种频谱感知装置，包括：

指令接收模块，用于接收中心节点向两个以上节点中对目标频段的频谱感知性能较高的节点发送的频谱感知指令；

结果获取模块，用于通过所述指令接收模块接收到频谱感知指令后，对所述目标频段进行频谱感知，得到所述目标频段的频谱感知结果；

结果发送模块，用于向关联节点发送所述结果获取模块获取的频谱感知结果。

本发明实施例提供的频谱感知方法和装置，通过向优选节点发送频谱感知指令，使该优选节点接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。由于从两个以上节点中选取频谱感知性能较高的优选节点，因此通过该优选节点对频谱进行感知时，能够降低感知算法的复杂度和感知开销，从而提高认知无线电系统的频谱感知性能。本发明实施例解决了现有技术中由于感知节点的检测门限较低导致CR系统的频谱感知性能较差的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的频谱感知方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的频谱感知方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的频谱感知方法的流程图；

图4为本发明实施例四提供的频谱感知方法的流程图一；

图5为本发明实施例四提供的频谱感知方法的流程图二；

图6为本发明实施例五提供的频谱感知方法的流程图；

图7为本发明实施例六提供的频谱感知装置的结构示意图一；

图8为本发明实施例六提供的频谱感知装置的结构示意图二；

图9为图7所示的频谱感知装置中性能获取模块的结构示意图一；

图10为图7所示的频谱感知装置中性能获取模块的结构示意图二；

图11为图7所示的频谱感知装置中性能获取模块的结构示意图三；

图12为本发明实施例七提供的频谱感知装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术CR系统的频谱感知性能较差的问题，本发明实施例提供一种频谱感知方法和装置。

如图1所示，本发明实施例一提供的频谱感知方法，包括：

步骤101，获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能。

在本实施例中，步骤101中频谱感知性能，中心节点既可以通过两个以上节点的对目标频段的检测门限获取，也可以通过两个以上节点与目标频段的发射机的位置关系获取，还可以通过其他方式获取。

步骤102，根据该频谱感知性能的高低顺序，从两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点。

在本实施例中，通过步骤101获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能后，中心节点可以首先对该频谱感知性能进行排序；然后通过步骤102从两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点。

步骤103，向优选节点发送频谱感知指令，以使该优选节点接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。

在本实施例中，中心节点通过步骤103向优选节点发送频谱感知指令后，优选节点可以根据该频谱感知指令对目标频段进行频谱感知，从而得到该目标频段的频谱感知结果；优选节点得到该频谱感知结果后，可以向与该优选节点关联的关联节点发送该频谱感知结果，使关联节点可以根据该频谱感知结果更新其所用的频点。

在本实施例中，通过上述过程，既可以从两个以上节点中选取多个优选节点对一个目标频段进行频谱感知；也可以从两个以上节点中，针对不同的目标频段，选取相应的优选节点进行频谱感知。

在本实施例中，两个以上节点可以为任意分布在不同位置的节点；优选的，该两个以上节点可以为一定地理范围内的节点。具体的，中心节点对多个目标频段进行频谱感知的过程可以包括：首先，中心节点获取两个以上节点对不同目标频段的频谱感知性能；其次，中心节点从两个以上节点中获取对不同目标频段进行频谱感知时频谱感知性能较高的优选节点；最后，中心节点向优选节点发送频谱感知指令，以使优选节点可以根据该频谱感知指令对中心节点分配的目标频段进行频谱感知。

在本实施例中，为了使优选节点可以接收中心节点发送的频谱感知指令，优选节点可以首先与中心节点建立关联关系。该优选节点与中心节点建立关联关系的过程可以包括：中心节点向优选节点发送感知辅助请求，以使优选节点接收到所述感知辅助请求后，发送确认信息，该确认信息指示优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知；中心节点接收到的确认信息为优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，优选节点与中心节点成功建立关联关系；优选节点还可以通过其他方法与中心节点建立关联关系。可选的，当中心节点接收到的确认信息为优选节点不能够对目标频段进行频谱感知时，可以重新从两个以上节点中获取优选节点。

在本实施例中，所述节点可以包括基站、访问接入点(AccessPoint，AP)、终端以及传感器节点等具有感知功能的装置。

本发明实施例提供的频谱感知方法，通过向优选节点发送频谱感知指令，使该优选节点接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。由于从两个以上节点中选取频谱感知性能较高的优选节点，因此通过该优选节点对频谱进行感知时，能够降低感知算法的复杂度和感知开销，从而提高认知无线电系统的频谱感知性能。本发明实施例解决了现有技术中由于感知节点的检测门限较低导致CR系统的频谱感知性能较差的问题。

如图2所示，本发明实施例二提供的频谱感知方法，包括：

步骤201至步骤202，获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能，并从两个以上节点中获取优选节点。具体过程可以参考图1所示的步骤101至步骤102。

步骤203，向优选节点发送感知辅助请求，以使优选节点接收到感知辅助请求后，发送确认信息。

在本实施例中，步骤203中发送的感知辅助请求，可以包括感知的目标频段、发射机站址和检测门限等信息。步骤203中确认信息可以指示优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知。

步骤204，接收到的确认信息为优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，向优选节点发送频谱感知指令，以使该优选节点接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。

在本实施例中，中心节点通过步骤204向优选节点发送频谱感知指令后，优选节点可以根据该频谱感知指令对目标频段进行频谱感知，从而得到该目标频段的频谱感知结果；优选节点得到该频谱感知结果后，可以向与该优选节点关联的关联节点发送该频谱感知结果，使关联节点可以根据该频谱感知结果更新其所用的频点。

在本实施例中，通过上述过程，既可以从两个以上节点中选取多个优选节点对一个目标频段进行频谱感知；也可以从两个以上节点中，针对不同的目标频段，选取相应的优选节点进行频谱感知。

在本实施例中，两个以上节点可以为任意分布在不同位置的节点；优选的，该两个以上节点可以为一定地理范围内的节点。具体的，中心节点对多个目标频段进行频谱感知的过程可以包括：首先，中心节点获取两个以上节点对不同目标频段的频谱感知性能；其次，中心节点从两个以上节点中获取对不同目标频段进行频谱感知时频谱感知性能较高的优选节点；再次，中心节点向优选节点发送感知辅助请求，以使优选节点接收到感知辅助请求后，发送确认信息；最后，中心节点接收到的确认信息为优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，向优选节点发送频谱感知指令，以使优选节点可以根据该频谱感知指令对中心节点分配的目标频段进行频谱感知。

在本实施例中，所述节点可以包括基站、AP、终端以及传感器节点等具有感知功能的装置。

本发明实施例提供的频谱感知方法，通过向优选节点发送频谱感知指令，使该优选节点接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。由于从两个以上节点中选取频谱感知性能较高的优选节点，因此通过该优选节点对频谱进行感知时，能够降低感知算法的复杂度和感知开销，从而提高认知无线电系统的频谱感知性能。本发明实施例解决了现有技术中由于感知节点的检测门限较低导致CR系统的频谱感知性能较差的问题。

如图3所示，本发明实施例三提供的频谱感知方法，包括：

步骤301，获取两个以上节点对目标频段的检测门限。

在本实施例中，通过步骤301获取两个以上节点对目标频段的检测门限，可以通过计算该目标频段在该节点处的接收信号的强度获取，该接收信号的强度为发射信号强度与传播损耗之差；也可以从数据库中直接获取，还可以通过其他方法获取两个以上节点对目标频段检测门限。

步骤302，根据该检测门限，获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能。

在本实施例中，由于检测门限较高的节点频谱感知的性能较好，检测门限较低的节点频谱感知的性能较差，因此可以根据两个以上节点对目标频段的检测门限，相应的获取两个以上节点对目标频段频谱感知性能。

步骤303至步骤304，从两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点，并向该优选节点发送频谱感知指令。具体过程可以参考图1所示的步骤102至步骤103。

在本实施例中，通过上述过程，既可以从两个以上节点中选取多个优选节点对一个目标频段进行频谱感知；也可以从两个以上节点中，针对不同的目标频段，选取相应的优选节点进行频谱感知。

在本实施例中，两个以上节点可以为任意分布在不同位置的节点；优选的，该两个以上节点可以为一定地理范围内的节点。具体的频谱感知的过程可以包括：首先，中心节点获取两个以上节点对目标频段的检测门限，该目标频段可以是一个或多个频段；其次，根据该检测门限，获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能；再次，中心节点从两个以上节点中获取对不同目标频段进行频谱感知时频谱感知性能较高的优选节点；最后，中心节点向优选节点发送频谱感知指令，以使优选节点可以根据该频谱感知指令对中心节点分配的目标频段进行频谱感知。其中，中心节点获取两个以上节点对目标频段的检测过程可以包括：中心节点向与它关联的两个以上节点发送检测门限请求；两个以上节点接收到检测门限请求后，确定各自位置上目标频段的检测门限；两个以上节点向中心节点发送所述检测门限。还可以使用其他方法获取两个以上节点对目标频段的检测门限。其中，两个以上节点确定各自位置上目标频段的检测门限的方法，可以参考步骤301。

在本实施例中，为了使优选节点可以接收中心节点发送的频谱感知指令，优选节点可以首先与中心节点建立关联关系。该优选节点与中心节点建立关联关系的过程可以包括：中心节点向优选节点发送感知辅助请求，以使优选节点接收到所述感知辅助请求后，发送确认信息，该确认信息指示优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知；中心节点接收到的确认信息为优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，优选节点与中心节点成功建立关联关系；优选节点还可以通过其他方法与中心节点建立关联关系。可选的，当中心节点接收到的确认信息为优选节点不能够对目标频段进行频谱感知时，可以重新从两个以上节点中获取优选节点。

在本实施例中，所述节点可以包括基站、AP、终端以及传感器节点等具有感知功能的装置。

本发明实施例提供的频谱感知方法，通过向优选节点发送频谱感知指令，使该优选节点接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。由于从两个以上节点中选取频谱感知性能较高的优选节点，因此通过该优选节点对频谱进行感知时，能够降低感知算法的复杂度和感知开销，从而提高认知无线电系统的频谱感知性能。本发明实施例解决了现有技术中由于感知节点的检测门限较低导致CR系统的频谱感知性能较差的问题。

如图4所示，本发明实施例四提供的频谱感知方法，包括：

步骤401，根据两个以上节点和目标频段的发射机的位置关系，获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能。

在本实施例中，由于两个以上节点的检测门限的高低取决于该节点检测到的主用户信号强度，而该节点检测到的主用户信号强度又与发射机和节点的距离直接相关。在认知无线电系统中，距离发射机近的节点能够检测到的主用户信号强度较强，频谱感知性能较好；距离发射机远的节点能够检测到的主用户信号强度较弱，频谱感知性能较差。

在本实施例中，步骤401中两个以上节点和发射机的位置关系，可以从数据库中的节点信息和发射机信息中获取，还可以通过其他方式获取。其中，所述发射机可以是TV塔，也可以是其他设备。

步骤402至步骤403，从两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点，并向该优选节点发送频谱感知指令。具体过程可以参考图1所示的步骤102至步骤103。

在本实施例中，通过上述过程，既可以从两个以上节点中选取多个优选节点对一个目标频段进行频谱感知；也可以从两个以上节点中，针对不同的目标频段，选取相应的优选节点进行频谱感知。

在本实施例中，两个以上节点可以为任意分布在不同位置的节点；优选的，该两个以上节点可以为一定地理范围内的节点。具体的，中心节点对多个目标频段进行频谱感知的过程可以包括：首先，根据两个以上节点和目标频段的发射机的位置关系，获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能；其次，中心节点从两个以上节点中获取对不同目标频段进行频谱感知时频谱感知性能较高的优选节点；最后，中心节点向优选节点发送频谱感知指令，以使优选节点可以根据该频谱感知指令对中心节点分配的目标频段进行频谱感知。

进一步的，如图5所示，本实施例中频谱感知方法，还可以包括：

步骤404，从数据库中获取发射机信息和节点信息。

在本实施例中，步骤404中发射机信息可以包括发射机的站址、使用的频段、发射功率和天线高度等信息；节点信息可以包括节点的站址等信息，在此不再一一赘述。

步骤405，根据发射机信息和节点信息，获取两个以上节点和发射机的位置关系。

在本实施例中，为了使优选节点可以接收中心节点发送的频谱感知指令，优选节点可以首先与中心节点建立关联关系。该优选节点与中心节点建立关联关系的过程可以包括：中心节点向优选节点发送感知辅助请求，以使优选节点接收到所述感知辅助请求后，发送确认信息，该确认信息指示优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知；中心节点接收到的确认信息为优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，优选节点与中心节点成功建立关联关系。可选的，当中心节点接收到的确认信息为优选节点不能够对目标频段进行频谱感知时，可以重新从两个以上节点中获取优选节点。优选节点还可以通过其他方法与中心节点建立关联关系。

在本实施例中，所述节点可以包括基站、AP、终端以及传感器节点等具有感知功能的装置。

本发明实施例提供的频谱感知方法，通过向优选节点发送频谱感知指令，使该优选节点接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。由于从两个以上节点中选取频谱感知性能较高的优选节点，因此通过该优选节点对频谱进行感知时，能够降低感知算法的复杂度和感知开销，从而提高认知无线电系统的频谱感知性能。本发明实施例解决了现有技术中由于感知节点的检测门限较低导致CR系统的频谱感知性能较差的问题。

如图6所示，本发明实施例五提供的频谱感知方法，包括：

步骤601，接收中心节点向两个以上节点中对目标频段的频谱感知性能较高的节点发送的频谱感知指令。

在本实施例中，步骤601中对目标频段的频谱感知性能，既可以是通过检测门限获取的，也可以是通过两个以上节点与目标频段的发射机的位置关系获取的。

步骤602，接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知，得到目标频段的频谱感知结果。

在本实施例中，通过上述过程，既可以从两个以上节点中选取多个优选节点对一个目标频段进行频谱感知；也可以从两个以上节点中，针对不同的目标频段，选取相应的优选节点进行频谱感知。

步骤603，向关联节点发送频谱感知结果。

在本实施例中，步骤603中关联节点，是与优选节点相关联的节点。优选节点可以以周期方式向关联节点发送该频谱感知结果；也可以以事件触发方式向关联节点发送频谱感知结果，如当频谱感知结果发生变化时，向中心节点发送该频谱感知结果等；还可以以其他方式向关联节点发送频谱感知结果。以事件触发方式向关联节点发送频谱感知结果，具体过程不仅限于以上所述。

在本实施例中，关联节点通过步骤603接收到频谱感知结果后，可以确定该目标频段是否存在可用频段；当该目标频段存在可用频段时，关联节点可以使用该可用频段进行信号传输，直至该可用频段被占用。

在本实施例中，两个以上节点可以为任意分布在不同位置的节点；优选的，该两个以上节点可以为一定地理范围内的节点。具体的，频谱感知的过程可以包括：首先，接收中心节点发送的频谱感知指令；其次，根据该频谱感知指令对中心节点分配的目标频段进行频谱感知，得到相应目标频段的频谱感知结果；最后，向关联节点发送该频谱感知结果。

在本实施例中，为了使优选节点可以接收中心节点发送的频谱感知指令，优选节点可以首先与中心节点建立关联关系。该优选节点与中心节点建立关联关系的过程可以包括：中心节点向优选节点发送感知辅助请求，以使优选节点接收到所述感知辅助请求后，发送确认信息，该确认信息指示优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知；中心节点接收到的确认信息为优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，优选节点与中心节点成功建立关联关系。可选的，当中心节点接收到的确认信息为优选节点不能够对目标频段进行频谱感知时，可以重新从两个以上节点中获取优选节点。优选节点还可以通过其他方法与中心节点建立关联关系。优选节点也可以通过上述过程与关联节点建立关联关系。

在本实施例中，目标频段的所有者为主用户，非目标频段的所有者为次用户。关联节点接收到空闲频段信息后，可以使用该空闲频段进行信号传输，使次用户可以在时间、频率以及空间上与主用户进行多维频谱复用，从而有效地利用白频谱资源。所述关联节点在使用空闲频段的过程中，检测到主用户信号出现时，关联节点需要在规定时间内退出该空闲频段，从而避免次用户对主用户的干扰。其中，所述关联节点既可以在该地理范围内，也可以在该地理范围外，在此不再一一赘述。

本实施例提供的频谱感知方法，通过两个以上节点之间的协作，从两个以上节点中选择检测门限较高的节点作为优选节点，该优选节点对目标频段进行频谱感知，降低了感知算法的复杂度以及感知开销，保证了频谱感知的性能，从而降低了对主用户的干扰并且白频谱资源得到了有效地利用。

在本实施例中，所述节点可以包括基站、AP、终端以及传感器节点等具有感知功能的装置。

本发明实施例提供的频谱感知方法，通过接收中心节点发送的频谱感知指令，并在接收到该频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。由于优选节点为从两个以上节点中频谱感知性能较高的节点中选取的，因此通过该优选节点对频谱进行感知时，能够降低感知算法的复杂度和感知开销，从而提高认知无线电系统的频谱感知性能。本发明实施例解决了现有技术中由于感知节点的检测门限较低导致CR系统的频谱感知性能较差的问题。

如图7所示，本发明实施例六提供的频谱感知装置，包括：

性能获取模块701，用于获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能。

在本实施例中，性能获取模块701中频谱感知性能，中心节点既可以通过两个以上节点的对目标频段的检测门限获取，也可以通过两个以上节点与目标频段的发射机的位置关系获取，还可以通过其他方式获取。

节点获取模块702，用于根据性能获取模块获取的频谱感知性能的高低顺序，从两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点。

在本实施例中，通过性能获取模块701获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能后，中心节点可以首先对该频谱感知性能进行排序；然后通过节点获取模块702从两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点。

指令发送模块703，用于向节点获取模块获取的优选节点发送频谱感知指令，以使优选节点接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。

在本实施例中，中心节点通过指令发送模块703向优选节点发送频谱感知指令后，优选节点可以根据该频谱感知指令对目标频段进行频谱感知，从而得到该目标频段的频谱感知结果；优选节点得到该频谱感知结果后，可以向与该优选节点关联的关联节点发送该频谱感知结果，使关联节点可以根据该频谱感知结果更新其所用的频点。

在本实施例中，两个以上节点可以为任意分布在不同位置的节点；优选的，该两个以上节点可以为一定地理范围内的节点。具体的，中心节点对多个目标频段进行频谱感知的过程可以包括：首先，中心节点获取两个以上节点对不同目标频段的频谱感知性能；其次，中心节点从两个以上节点中获取对不同目标频段进行频谱感知时频谱感知性能较高的优选节点；最后，中心节点向优选节点发送频谱感知指令，以使优选节点可以根据该频谱感知指令对中心节点分配的目标频段进行频谱感知。

进一步的，如图8所示，本实施例提供的频谱感知装置，还可以包括：

请求发送模块704，用于向优选节点发送感知辅助请求，以使优选节点接收到感知辅助请求后，发送确认信息，确认信息指示优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知。

在本实施例中，请求发送模块704中发送的感知辅助请求，可以包括感知的目标频段、发射机站址和检测门限等信息。请求发送模块704中确认信息可以指示优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知。

指令发送模块705，用于接收到的确认信息为优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，向优选节点发送频谱感知指令。

在本实施例中，中心节点通过指令发送模块705向优选节点发送频谱感知指令后，优选节点可以根据该频谱感知指令对目标频段进行频谱感知，从而得到该目标频段的频谱感知结果；优选节点得到该频谱感知结果后，可以向与该优选节点关联的关联节点发送该频谱感知结果，使关联节点可以根据该频谱感知结果更新其所用的频点。

在本实施例中，两个以上节点可以为任意分布在不同位置的节点；优选的，该两个以上节点可以为一定地理范围内的节点。具体的，中心节点对多个目标频段进行频谱感知的过程可以包括：首先，中心节点获取两个以上节点对不同目标频段的频谱感知性能；其次，中心节点从两个以上节点中获取对不同目标频段进行频谱感知时频谱感知性能较高的优选节点；再次，中心节点向优选节点发送感知辅助请求，以使优选节点接收到感知辅助请求后，发送确认信息；最后，中心节点接收到的确认信息为优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，向优选节点发送频谱感知指令，以使优选节点可以根据该频谱感知指令对中心节点分配的目标频段进行频谱感知。

进一步的，如图9所示，本实施例中性能获取模块701，可以包括：

门限获取子模块7011，用于获取两个以上节点对目标频段的检测门限。

在本实施例中，通过门限获取子模块7011获取两个以上节点对目标频段的检测门限，可以通过计算该目标频段在该节点处的接收信号的强度获取，该接收信号的强度为发射信号强度与传播损耗之差；也可以从数据库中直接获取，还可以通过其他方法获取两个以上节点对目标频段检测门限。

第一获取子模块7012，用于根据门限获取子模块获取的检测门限，获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能。

在本实施例中，由于检测门限较高的节点频谱感知的性能较好，检测门限较低的节点频谱感知的性能较差，因此可以根据两个以上节点对目标频段的检测门限，相应的获取两个以上节点对目标频段频谱感知性能。

在本实施例中，两个以上节点可以为任意分布在不同位置的节点；优选的，该两个以上节点可以为一定地理范围内的节点。具体的频谱感知的过程可以包括：首先，中心节点获取两个以上节点对目标频段的检测门限，该目标频段可以是一个或多个频段；其次，根据该检测门限，获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能；再次，中心节点从两个以上节点中获取对不同目标频段进行频谱感知时频谱感知性能较高的优选节点；最后，中心节点向优选节点发送频谱感知指令，以使优选节点可以根据该频谱感知指令对中心节点分配的目标频段进行频谱感知。其中，中心节点获取两个以上节点对目标频段的检测过程可以包括：中心节点向与它关联的两个以上节点发送检测门限请求；两个以上节点接收到检测门限请求后，确定各自位置上目标频段的检测门限；两个以上节点向中心节点发送所述检测门限。还可以使用其他方法获取两个以上节点对目标频段的检测门限。其中，两个以上节点确定各自位置上目标频段的检测门限的方法，可以参考门限获取子模块7011。

进一步的，如图10所示，本实施例中性能获取模块701，可以包括：

第二获取子模块7013，用于根据两个以上节点和目标频段的发射机的位置关系，获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能。

在本实施例中，由于两个以上节点的检测门限的高低取决于该节点检测到的主用户信号强度，而该节点检测到的主用户信号强度又与发射机和节点的距离直接相关。在认知无线电系统中，距离发射机近的节点能够检测到的主用户信号强度较强，频谱感知性能较好；距离发射机远的节点能够检测到的主用户信号强度较弱，频谱感知性能较差。

在本实施例中，第二获取子模块7013中两个以上节点和发射机的位置关系，可以从数据库中的节点信息和发射机信息中获取，还可以通过其他方式获取。其中，所述发射机可以是TV塔，也可以是其他设备。

在本实施例中，两个以上节点可以为任意分布在不同位置的节点；优选的，该两个以上节点可以为一定地理范围内的节点。具体的，中心节点对多个目标频段进行频谱感知的过程可以包括：首先，根据两个以上节点和目标频段的发射机的位置关系，获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能；其次，中心节点从两个以上节点中获取对不同目标频段进行频谱感知时频谱感知性能较高的优选节点；最后，中心节点向优选节点发送频谱感知指令，以使优选节点可以根据该频谱感知指令对中心节点分配的目标频段进行频谱感知。

如图11所示，本实施例中性能获取模块701，还可以包括：

信息获取子模块7014，用于从数据库中获取发射机信息和节点信息。

在本实施例中，信息获取子模块7014中发射机信息可以包括发射机的站址、使用的频段、发射功率和天线高度等信息；节点信息可以包括节点的站址等信息，在此不再一一赘述。

关系获取子模块7015，用于根据信息获取子模块获取的发射机信息和节点信息，获取两个以上节点和发射机的位置关系。

在本实施例中，通过上述过程，既可以从两个以上节点中选取多个优选节点对一个目标频段进行频谱感知；也可以从两个以上节点中，针对不同的目标频段，选取相应的优选节点进行频谱感知。

在本实施例中，为了使优选节点可以接收中心节点发送的频谱感知指令，优选节点可以首先与中心节点建立关联关系。该优选节点与中心节点建立关联关系的过程可以包括：中心节点向优选节点发送感知辅助请求，以使优选节点接收到所述感知辅助请求后，发送确认信息，该确认信息指示优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知；中心节点接收到的确认信息为优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，优选节点与中心节点成功建立关联关系；优选节点还可以通过其他方法与中心节点建立关联关系。可选的，当中心节点接收到的确认信息为优选节点不能够对目标频段进行频谱感知时，可以重新从两个以上节点中获取优选节点。

在本实施例中，所述节点可以包括基站、AP、终端以及传感器节点等具有感知功能的装置。

本发明实施例提供的频谱感知装置，通过向优选节点发送频谱感知指令，使该优选节点接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。由于从两个以上节点中选取频谱感知性能较高的优选节点，因此通过该优选节点对频谱进行感知时，能够降低感知算法的复杂度和感知开销，从而提高认知无线电系统的频谱感知性能。本发明实施例解决了现有技术中由于感知节点的检测门限较低导致CR系统的频谱感知性能较差的问题。

如图12所示，本发明实施例七提供的频谱感知装置，包括：

指令接收模块1201，用于接收中心节点向两个以上节点中对目标频段的频谱感知性能较高的节点发送的频谱感知指令。

在本实施例中，指令接收模块1201中对目标频段的频谱感知性能，既可以是通过检测门限获取的，也可以是通过两个以上节点与目标频段的发射机的位置关系获取的。

结果获取模块1202，用于通过指令接收模块接收到频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知，得到目标频段的频谱感知结果。

在本实施例中，通过上述过程，既可以从两个以上节点中选取多个优选节点对一个目标频段进行频谱感知；也可以从两个以上节点中，针对不同的目标频段，选取相应的优选节点进行频谱感知。

结果发送模块1203，用于向关联节点发送结果获取模块获取的频谱感知结果。

在本实施例中，结果发送模块1203中关联节点，是与优选节点相关联的节点。该结果发送模块1203，可以包括：周期发送子模块，用于以周期方式向关联节点发送频谱感知结果；或者触发发送子模块，用于以事件触发方式向关联节点发送频谱感知结果。其中，触发发送子模块，可以为当频谱感知结果发生变化时，向中心节点发送该频谱感知结果等，以事件触发方式向关联节点发送频谱感知结果，具体过程不仅限于以上所述。

在本实施例中，关联节点通过结果发送模块1203接收到频谱感知结果后，可以确定该目标频段是否存在可用频段；当该目标频段存在可用频段时，关联节点可以使用该可用频段进行信号传输，直至该可用频段被占用。

在本实施例中，两个以上节点可以为任意分布在不同位置的节点；优选的，该两个以上节点可以为一定地理范围内的节点。具体的，频谱感知的过程可以包括：首先，接收中心节点发送的频谱感知指令；其次，根据该频谱感知指令对中心节点分配的目标频段进行频谱感知，得到相应目标频段的频谱感知结果；最后，向关联节点发送该频谱感知结果。

在本实施例中，为了使优选节点可以接收中心节点发送的频谱感知指令，优选节点可以首先与中心节点建立关联关系。该优选节点与中心节点建立关联关系的过程可以包括：中心节点向优选节点发送感知辅助请求，以使优选节点接收到所述感知辅助请求后，发送确认信息，该确认信息指示优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知；中心节点接收到的确认信息为优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，优选节点与中心节点成功建立关联关系。可选的，当中心节点接收到的确认信息为优选节点不能够对目标频段进行频谱感知时，可以重新从两个以上节点中获取优选节点。优选节点还可以通过其他方法与中心节点建立关联关系。优选节点也可以通过上述过程与关联节点建立关联关系。

在本实施例中，目标频段的所有者为主用户，非目标频段的所有者为次用户。关联节点接收到空闲频段信息后，可以使用该空闲频段进行信号传输，使次用户可以在时间、频率以及空间上与主用户进行多维频谱复用，从而有效地利用白频谱资源。所述关联节点在使用空闲频段的过程中，检测到主用户信号出现时，关联节点需要在规定时间内退出该空闲频段，从而避免次用户对主用户的干扰。其中，所述关联节点既可以在该地理范围内，也可以在该地理范围外，在此不再一一赘述。

本实施例提供的频谱感知装置，通过两个以上节点之间的协作，通过优选节点对目标频段进行频谱感知，降低了感知算法的复杂度以及感知开销，保证了频谱感知的性能，从而降低了对主用户的干扰并且白频谱资源得到了有效地利用。

在本实施例中，所述节点可以包括基站、AP、终端以及传感器节点等具有感知功能的装置。

本发明实施例提供的频谱感知装置，通过接收中心节点发送的频谱感知指令，并在接收到该频谱感知指令后，对目标频段进行频谱感知。由于优选节点为从两个以上节点中频谱感知性能较高的节点中选取的，因此通过该优选节点对频谱进行感知时，能够降低感知算法的复杂度和感知开销，从而提高认知无线电系统的频谱感知性能。本发明实施例解决了现有技术中由于感知节点的检测门限较低导致CR系统的频谱感知性能较差的问题。

本发明实施例提供的频谱感知方法和装置，可以应用在认知无线电系统中。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种频谱感知方法，其特征在于，包括：

获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能；

根据所述频谱感知性能的高低顺序，从所述两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点；

向所述优选节点发送频谱感知指令，以使所述优选节点接收到所述频谱感知指令后，对所述目标频段进行频谱感知，同时，所述优选节点向所述优选节点关联的关联节点发送所述优选节点感知的频谱感知结果。

2.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，在所述向所述优选节点发送频谱感知指令之前，所述方法还包括：

向所述优选节点发送感知辅助请求，以使所述优选节点接收到所述感知辅助请求后，发送确认信息，所述确认信息指示所述优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知；

所述向所述优选节点发送频谱感知指令为：接收到的确认信息为所述优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，向所述优选节点发送所述频谱感知指令。

3.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，所述获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能，包括：

获取所述两个以上节点对目标频段的检测门限；

根据所述检测门限，获取所述两个以上节点对所述目标频段的频谱感知性能。

4.根据权利要求1所述的频谱感知方法，其特征在于，所述获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能，包括：

根据所述两个以上节点和所述目标频段的发射机的位置关系，获取所述两个以上节点对所述目标频段的频谱感知性能。

5.根据权利要求4所述的频谱感知方法，其特征在于，在所述根据所述两个以上节点和所述目标频段的发射机的位置关系，获取所述两个以上节点对所述目标频段的频谱感知性能之前，所述方法还包括：

从数据库中获取发射机信息和节点信息；

根据所述发射机信息和所述节点信息，获取所述两个以上节点和所述发射机的位置关系。

6.一种频谱感知方法，其特征在于，包括：

接收中心节点向两个以上节点中对目标频段的频谱感知性能较高的节点发送的频谱感知指令；

接收到所述频谱感知指令后，对所述目标频段进行频谱感知，得到所述目标频段的频谱感知结果；

向关联节点发送所述频谱感知结果。

7.根据权利要求6所述的频谱感知方法，其特征在于，所述对目标频段的频谱感知性能，包括：

通过检测门限获取的对目标频段的频谱感知性能；或者，

通过所述两个以上节点与所述目标频段的发射机的位置关系获取的对目标频段的频谱感知性能。

8.根据权利要求6所述的频谱感知方法，其特征在于，所述对目标频段的频谱感知性能较高的节点向关联节点发送所述频谱感知结果，包括：

以周期方式向所述关联节点发送所述频谱感知结果；或者，

以事件触发方式向所述关联节点发送所述频谱感知结果。

9.一种频谱感知装置，其特征在于，包括：

性能获取模块，用于获取两个以上节点对目标频段的频谱感知性能；

节点获取模块，用于根据所述性能获取模块获取的频谱感知性能的高低顺序，从所述两个以上节点中获取频谱感知性能较高的优选节点；

指令发送模块，用于向所述节点获取模块获取的优选节点发送频谱感知指令，以使所述优选节点接收到所述频谱感知指令后，对所述目标频段进行频谱感知，同时，所述优选节点向所述优选节点关联的关联节点发送所述优选节点感知的频谱感知结果。

10.根据权利要求9所述的频谱感知装置，其特征在于，还包括：

请求发送模块，用于向所述优选节点发送感知辅助请求，以使所述优选节点接收到所述感知辅助请求后，发送确认信息，所述确认信息指示所述优选节点是否能够对目标频段进行频谱感知；

所述指令发送模块，用于接收到的确认信息为所述优选节点能够对目标频段进行频谱感知时，向所述优选节点发送所述频谱感知指令。

11.根据权利要求9所述的频谱感知装置，其特征在于，所述性能获取模块，包括：

门限获取子模块，用于获取所述两个以上节点对目标频段的检测门限；

第一获取子模块，用于根据所述门限获取子模块获取的检测门限，获取所述两个以上节点对所述目标频段的频谱感知性能。

12.根据权利要求9所述的频谱感知装置，其特征在于，所述性能获取模块，包括：

第二获取子模块，用于根据所述两个以上节点和所述目标频段的发射机的位置关系，获取所述两个以上节点对所述目标频段的频谱感知性能。

13.根据权利要求12所述的频谱感知装置，其特征在于，还包括：

信息获取子模块，用于从数据库中获取发射机信息和节点信息；

关系获取子模块，用于根据所述信息获取子模块获取的发射机信息和节点信息，获取所述两个以上节点和所述发射机的位置关系。

14.一种频谱感知装置，其特征在于，包括：

指令接收模块，用于接收中心节点向两个以上节点中对目标频段的频谱感知性能较高的节点发送的频谱感知指令；

结果获取模块，用于通过所述指令接收模块接收到频谱感知指令后，对所述目标频段进行频谱感知，得到所述目标频段的频谱感知结果；

结果发送模块，用于向关联节点发送所述结果获取模块获取的频谱感知结果。

15.根据权利要求14所述的频谱感知装置，其特征在于，所述结果发送模块，包括：

周期发送子模块，用于以周期方式向所述关联节点发送所述频谱感知结果；或者

触发发送子模块，用于以事件触发方式向所述关联节点发送所述频谱感知结果。