CN103141142A - 用于协作频谱分析的系统和方法 - Google Patents

Abstract

在用于分析频谱的系统和方法中，无线电系统（10）可以采样频谱且将试样发送到远程频谱分析系统（12）。远程频谱分析系统分析试样以判断现存无线电系统或雷达是否存在且向无线电系统返回分析结果。远程频谱分析系统可以使用从其它源获取的诸如在无线电系统附近操作的设备的知识库之类的信息来帮助分析频谱试样。

Description

用于协作频谱分析的系统和方法

技术领域

本公开一般涉及无线电通信，更具体而言，涉及用于协作频谱分析的系统和方法，该协作频谱分析包括从无线电系统到远程频谱分析系统的转移（offloading）频谱分析。

背景技术

无线的无线电通信变得越来越流行。因此，尤其在非许可频带中，通常难以获得用于执行无线通信的无干涉频谱。为了保护无线频谱的现存用户，必须强加规则以要求某些无线电设备在操作之前感测频谱使用以判断信道是空闲的还是被现存无线电系统占用。其规则要求频谱感测的示例性频带包括电视（TV）白色空间和针对非许可使用可用的5GHz的信道。

TV白色空间由防护频带以及信道2和信道51（对应于54MHz至698MHz）之间的未使用TV信道组成。为了避免与数字TV广播和诸如无线麦克风系统之类的其它现存系统的干扰，在美国，当前规则要求使用TV白色空间的无线电登记且接收可以用于无线电系统的通信行为的可用信道的信道映射。当前规则要求这些无线电系统每24小时登记一次。而且，对于移动无线电，如果无线电移动到新位置，需要新的登记。而且，可能需要TV白色空间（也称为TV白色空间频带无线电或TVBD）来检测TB白色空间信道的现存使用。在一些规则下，可能需要TVBD检测低至-114dBm的现存信号。应当意识到，这样小的信号的检测并不是简单的任务。

DFS是允许非许可无线电设备使用已经分配给雷达系统的5.4GHz的频带而不导致对现存雷达系统的干扰的机制。DFS背后的概念是使得非许可无线电设备检测雷达系统的存在。如果检测到雷达信号，则无线电系统退出该信道且选择备选信道。历史地，仅存在需要检测的4或5个雷达模式。然而，最近，与雷达信号相关的模式变得十分复杂且很多新模式已经或继续被引入。另外，相邻信道上的网络流量可以解读为雷达模式，由此导致频繁的错误的肯定检测。因此，必须通过DFS无线电做出的频谱分析是挑战性的且经历变化。

发明内容

为了改善用于检测现存无线电系统和雷达系统的频谱分析，本公开描述了用于分析频谱的系统和方法。无线电系统可以采样频谱且将试样发送到远程频谱分析系统。远程频谱分析系统分析试样以判断现存无线电系统或雷达是否存在且向无线电系统返回分析结果。远程频谱分析系统可以使用从其它源获取的信息作为在无线电系统附近操作的设备的知识库以帮助分析频谱试样且最小化错误的肯定结果。

根据本公开的一个方面，一种识别无线通信信道的现存使用的无线电系统包括：无线电电路组件；以及控制电路，配置成：控制无线电电路以收集针对信道的频谱表达；向远程布置的频谱分析系统输出频谱表达，该频谱分析系统配置成针对现存用户的存在分析频谱表达；以及根据来自频谱分析系统的指示在信道上的现存用户的存在或不存在的回复，判断该信道是否可以被无线电系统用来执行无线通信。

根据无线电系统的一个实施方式，频谱表达包括I和Q试样。

根据无线电系统的一个实施方式，无线电系统还向频谱分析系统输出在用于频谱表达的I和Q试样的收集期间使用的频谱捕获参数。

根据无线电系统的一个实施方式，频谱捕获参数包括捕获持续时间、时序信息、信道信息、捕获分辨率、捕获带宽或无线电系统位置中的一个或更多个。

根据无线电系统的一个实施方式，通过频谱分析系统的分析包括确定现存用户的频谱使用的信号水平。

根据无线电系统的一个实施方式，通过频谱分析系统的分析包括确定低至-114dBm的信号水平。

根据无线电系统的一个实施方式，频谱的表达包括脉冲信号信息。

根据无线电系统的一个实施方式，脉冲信号信息包括脉冲时间信息、脉冲宽度信息和信号强度信息。

根据无线电系统的一个实施方式，无线电系统还向频谱分析系统输出在用于频谱表达的脉冲信号信息的收集期间的无线电系统位置。

根据无线电系统的一个实施方式，通过频谱分析系统的分析包括将脉冲信号信息与来自多个已知雷达信号模式中的已知雷达信号模式进行匹配。

根据无线电系统的一个实施方式，使用无线电系统检测雷达信号模式触发频谱表达的收集和输出，以用于由频谱分析系统确认雷达系统在无线电系统的位置中操作。

根据无线电系统的一个实施方式，收集和输出通过从频谱分析系统接收请求来触发。

根据无线电系统的一个实施方式，在收集期间使用的频谱捕获参数通过频谱分析系统指定。

根据本公开的另一方面，一种识别无线通信信道的现存使用的方法包括以下步骤：使用无线电系统收集用于信道的频谱表达；向远程布置的频谱分析系统发送频谱表达，该频谱分析系统被配置成针对现存用户的存在分析频谱的表达；从频谱分析系统接收指示在信道上的现存用户的存在或不存在的回复；以及从回复判断该信道是否可以被无线电系统用来执行无线通信。

根据方法的一个实施方式，频谱表达包括I和Q试样。

根据方法的一个实施方式，无线电系统还向频谱分析系统发送在用于频谱表达的I和Q试样的收集期间使用的频谱捕获参数，其中频谱捕获参数包括捕获持续时间、时序信息、信道信息、捕获分辨率、捕获带宽或无线电系统位置中的一个或更多个。

根据方法的一个实施方式，通过频谱分析系统的分析包括确定现存用户的频谱使用的信号水平。

根据方法的一个实施方式，通过频谱分析系统的分析包括确定低至-114dBm的信号水平。

根据方法的一个实施方式，频谱表达包括脉冲信号信息，该脉冲信号信息包括脉冲时间信息、脉冲宽度信息和信号强度信息。

根据方法的一个实施方式，无线电系统还向频谱分析系统发送在用于频谱表达的脉冲信号信息的收集期间的无线电系统位置。

根据方法的一个实施方式，频谱分析系统的分析包括将脉冲信号信息与来自多个已知雷达信号模式中的已知雷达信号模式进行匹配。

根据方法的一个实施方式，使用无线电系统检测雷达信号模式触发频谱表达的收集和输出，以用于通过频谱分析系统确认雷达系统在无线电系统的位置中操作。

根据本公开的又一方面，一种用于为远程布置的无线电系统识别无线通信信道的现存使用的频谱分析的方法包括以下步骤：从无线电系统接收用于信道的频谱表达；针对现存用户的存在分析频谱表达；以及向无线电系统发送指示在信道上的现存用户的存在或不存在的回复。

根据方法的一个实施方式，频谱表达包括I和Q试样。

根据方法的一个实施方式，所述接收还包括接收在用于频谱表达的I和Q试样的收集期间使用的频谱捕获参数。

根据方法一个实施方式，频谱捕获参数包括捕获持续时间、时序信息、信道信息、捕获分辨率、捕获带宽或无线电系统位置中的一个或更多个。

根据方法的一个实施方式，所述分析包括确定现存用户的频谱使用的信号水平。

根据方法的一个实施方式，所述分析包括确定低至-114dBm的信号水平。

根据方法的一个实施方式，频谱表达包括脉冲信号信息。

根据方法的一个实施方式，脉冲信号信息包括脉冲时间信息、脉冲宽度信息和信号强度信息。

根据方法的一个实施方式，所述接收还包括接收在用于频谱表达的脉冲信号信息的收集期间的无线电系统位置。

根据方法的一个实施方式，所述分析包括将脉冲信号信息与来自多个已知雷达信号模式中的已知雷达信号模式进行匹配。

根据方法的一个实施方式，使用无线电系统检测雷达信号模式触发无线电系统发送用于执行分析的频谱表达，以确认雷达系统在无线电系统的位置中操作。

根据一个实施方式，该方法还包括向无线电系统发送请求以触发无线电系统发送频谱表达。

根据方法的一个实施方式，所述请求包括针对用于频谱表达的频谱信息的收集而被无线电系统使用的频谱捕获参数。

根据方法的一个实施方式，所述分析包括使用与现存用户的已知操作相关的信息来产生回复。

这些和其它特征将从下面的说明和附图显见。在说明和附图中，详细地公开了代表可以采用本发明的原理的一些方式的本发明的特定实施方式，但是应当理解，本发明并不相应地在范围受限。而是，本发明包括落在所附权利要求书的范围内的所有变化、修改和等价。

附图说明

图1是包括无线电系统和远程频谱分析系统的通信系统的示意图；

图2是表示被无线电系统和远程频谱分析系统所采用以执行用于检测现存用户的频谱分析的第一示例性协作动作集合的流程图；以及

图3是表示被无线电系统和远程频谱分析系统所采用以执行用于检测现存用户的频谱分析的第二示例性协作动作集合的流程图。

具体实施方式

现在参考附图描述实施方式，其中贯穿附图，相同的参考标号用于表示相似的元件。应当理解，图没有必要按比例绘制。相对于一个实施方式描述和/或说明的特征可以以相同或类似的方式用在一个或更多其它实施方式中和/或与其它实施方式的特征组合或取代其它实施方式的特征。

在本文档中，主要在无线电系统的上下文中描述实施方式。无线电系统可以是便携式无线的无线电通信设备，诸如移动电话形式的移动电子设备。在其它实施方式中，无线电系统可以是具有固定位置的无线电通信系统，诸如是用于用户终端的无线接入点。在另外的其它实施方式中，无线电系统可以包括可以形成网络的多个无线电设备。因此，本文档中描述的频谱分析技术可以应用于任意类型的合适的电子设备和/或在无线通信中的电子设备的集合。而且，不管无线电系统采用的通信协议或者无线通信的目的（例如，呼叫、数据通信、因特网连接等）如何，可以使用这些技术。

最开始参考图1，其示出包括无线电系统10和远程频谱分析系统12的系统。无线电系统10具有无线通信能力且可以配置成在使用频谱之前针对现存用户的存在分析频谱。也可以在频谱使用期间在各个时间实时分析，如果检测到现存用户，则无线电系统10可以配置成退出频谱。分析可能要求在适当的政府或监督代理规则下进行且可以通过无线电系统10自动地实施。无线电系统10可以捕获与操作信道相关的频谱表达且将捕获的表达发送到远程频谱分析系统12。远程频谱分析系统12进而可以分析从无线电系统10接收的频谱信息且向无线电系统10返回分析结果。从返回结果，无线电系统10可以做出这种判断：无线电系统10是否可以在捕获表达的位置中的信道上且在当前时间或在未来的潜在一些其它时间操作。

远程频谱分析系统12可以配置为通过通信路径14与无线电系统10通信的服务器设备。通信路径14可以包括一个或更多网络和/或可以涉及因特网的使用。通信路径14可以在使用或不使用经历频谱分析的信道的情况下可用。无线电系统10可以包括频谱感测功能16且分析系统12可以包括频谱分析功能18。频谱感测功能16和频谱分析功能18可以彼此协作以使得无线电系统10能够遵从政府或监控操作需求和/或无线电系统10的任意其它干扰消除功能。

频谱感测功能16和频谱分析功能18中的每一个可以实施为分别保留在无线电系统10和分析系统12内且通过无线电系统10和分析系统12执行的可执行指令（例如，在本领域中称为代码、程序或软件）。功能16和18均可以是存储在诸如一个或更多存储器设备（例如，电子存储器、磁存储器或光学存储器）之类的相应非瞬时计算机可读机制上的一个或更多程序。在下面的说明中，描述用于频谱感测功能16和频谱分析功能18的功能性的顺序逻辑流。但是应当意识到，逻辑过程可以以面向对象或状态驱动的方式实施。

在本文档中，在分析对应于白色空间和对应于DFS信道的频谱的示例性上下文中描述频谱分析技术。白色空间可以是但不限于TV白色空间。尽管这些示例性上下文用于描述目的，但是，技术可以应用于可用于无线通信的任意其它频带。

如所指示，无线电系统10可以配置成执行无线通信。为此目的，无线电系统10可以包括无线电电子组件20和天线组件22形式的通信电子电路。无线电电子组件20和天线组件22可以代表通过多于一种类型的通信接口通信的电子电路。因此，依赖于实施硬件的能力，所示组件代表一个或多于一个的无线电收发器以调谐到多个频率和/或使用多个协议实施通信。

无线电电路组件20可以包括将用于所需操作信道的射频信号转换成数字I和Q输出信号的前端电路。在一个实施方式中，除了其它电路组件之外，前端电路可以包括分别输出I和Q输出信号的两个模拟数字转换器（ADC）。I和Q信号可以被输入到解读信号以用于实施无线通信的控制电路74。在感测模式期间，频谱感测功能16可以采样I和Q信号，以用于针对现存用户的可能存在分析相应频谱的目的。采样的I和Q信号可以被认为是对应于无线电电子组件20调谐到的操作信道的捕获频谱表达。备选地，且尤其对于DFS或现存雷达设备可能存在的类似信道，频谱表达可以是脉冲模式的形式。

另外参考图2，其说明用于实施集合频谱感测和分析的示例性方法的逻辑操作。例如，所示示例性方法的一部分可以通过执行频谱感测功能16和/或频谱分析功能18实施。因而，图2的流程图可以被认为示意了无线电系统10实施的方法和远程频谱分析系统12实施的方法的步骤。尽管图2示出执行功能逻辑方框的特定顺序，执行方框的顺序可以相对于示出的顺序改变。而且，连续示出的两个或更多方框可以并发或部分并发地执行。某些方框也可以省略。

无线电系统10可能对于使用信道（使用诸如但不限于中间频率和带宽的已知频谱特征限定）执行无线通信感兴趣。可以以适当方式判断信道。例如，对于白色空间，无线电系统10可以向白色空间管理数据库登记以接收包含潜在可用信道的身份的信道映射。无线电系统10然后可以选择潜在可用信道之一以用于操作。在使用信道之前和/或在使用信道期间的时间，无线电系统10可以配置（和/或需要）执行频谱分析以判断信道是否没有现存用户。其它信道判断技术可以用于诸如DFS信道的其它类型的信道。

逻辑流可以开始于方框24和26，在那里，无线电系统10向远程频谱分析系统12登记。登记可以包括以无线电系统10支持的协议和频率向分析系统12发送无线电能力信息。其它发送信息可以包括无线电系统10的位置和可以在后续频谱分析操作期间帮助远程频谱分析系统12的任意其它信息。

在登记之后，逻辑流可以前进到方框28，在那里无线电系统10向远程频谱分析系统12发送频谱分析请求。在方框30中，频谱分析请求可以被频谱分析系统12接收。频谱请求可以在任意合适的时间发送，所述任意合适的时间诸如是在无线电系统10选择的信道的商业使用之前、或在规则的间隔或在信道使用期间的其它指定时间。例如，可以根据相邻无噪声周期设置的时间间隔执行频谱分析。用于开始执行频谱分析的其它触发可以是基于需求的，诸如从频谱分析系统12接收用于使得无线电系统10提供用于分析的频谱信息的提示的接收。开始执行频谱分析的其它触发可以包括基于事件的触发，诸如可能干扰的检测（例如，预定信号模式的检测或具有大于预定信号水平的信号强度的未知信号的检测）。

频谱分析请求可以包括无线电系统10的位置（在未被提供时，或在从登记步骤中指定的位置变化时）、无线电系统10的位置中的频谱的表达、创建频谱表达的频谱捕获类型（例如I和Q试样或脉冲试样）的指示以及在捕获中使用的参数。下面将详细描述这些参数，其中的很多是可配置的。无线电设备10可以执行过滤，使得频谱表达中的频谱信息不包含不希望信号（例如，低于无线电系统10的检测阈值的信号）的表达。

应当意识到，在频谱请求的发送准备中，无线电设备10可以针对频谱分析系统12将分析的信道收集频谱表达。组成表达的收集信息可以依赖于将要分析的信道的类型。频谱捕获参数可以通过无线电系统10局部指定和/或通过频谱分析系统12通信到无线电系统10。在通过频谱分析系统12建立频谱捕获参数中的至少一些的一个实施方式中，可以使用已知频谱使用和无线电系统10的区域（例如包括且环绕无线电系统10的位置的区域）内网络部署产生频谱捕获参数。

将描述用于频谱分析请求的信息集合的两种示例性类型，但是应当意识到，其它信息或附加信息可以组成包含在频谱分析请求中的频谱表达。第一示例信息类型涉及用于来自网络的数据通信或白色空间信道（诸如来自TV白色空间信道映射选择的信道）的现存用户的信息的收集。在这些实例中，I和Q试样可以用于基于信号水平检测现存频谱使用。典型地，不使用I和Q试样执行脉冲模式匹配。而是，第二实例信息类型涉及用于检测雷达信号或其它基于脉冲（诸如可以在DFS信道中存在）的信号的信息的收集。

现在将描述针对使用I和Q试样的频谱请求分析的频谱表达的捕获中使用的频谱捕获参数。如上所述，除了其它类型的频谱使用之外，I和Q试样在对应于白色空间的分析频谱中可能是有用的，其中信号水平是感兴趣的。

用于这种类型的频率捕获的频谱捕获参数包括捕获持续时间（例如，不同捕获持续时间可以用于检测不同类型的现存用户传输）、捕获频谱的信道或多个信道（在原先不通过或通过无线电系统10的缺省操作判断时）、带宽（例如，针对典型的白色空间信道为6MHz，且对于白色空间信道和相邻信道为18MHz，或者诸如12MHz或40MHz的一些其它值）、频率捕获分辨率（例如，采样带宽内的试样数据点的数目，其可以是采样频率和时间的函数）以及无线电电路组件20中（多个）ADC的操作（例如，采样速率和每试样位）。应当意识到，可以固定涉及ADC操作的参数中的一个或更多个。

需要收集的I和Q试样点的数目可以依赖于若干因素。这些因素可以包括频率分辨率、信号带宽和捕获持续时间。当所需频率分辨率增加（例如变得更精细）时，I和Q试样的数目将增加。而且，当需要分析的频谱的带宽增加时，I和Q试样的数目将增加。而且，当捕获持续时间增加时，I和Q试样的数目将增加。

现在将描述使用I和Q试样的示例性频率捕获。在本示例中，假设ADC在每个试样输出11位，在分析进行中，信道的带宽是6MHz，且无线电系统10使用64点快速傅里叶变换（FFT）。这导致约93.75KHz（或6MHz除以64）的频率分辨率和约10.66微秒（μs)（或1/93.75KHz）的FFT周期。在该示例中，ADC采样速率可以设置为每秒约6百万个试样。因此，采样间隔将是约167纳秒（ns）（或每秒1/6百万个试样）。过采样是可能的。针对该示例的总试样大小将是约176字节（或64×每试样11位乘以2（用于I和Q试样））。可以FFT周期测量频谱捕获持续时间。因此，频谱捕获持续时间可以是一个FFT周期、两个FFT周期、五个FFT周期或FFT周期的一些其它倍数（例如N倍）。在该示例中，频谱捕获持续时间可以是两个FFT周期。在这种情况中，作为请求频谱分析的一部分，收集且被发送到频谱分析系统12的频谱数据量约为352字节（或者176字节乘以2（针对频谱捕获持续时间））。

总而言之，针对信号水平分析的频谱分析请求中的数据可以包括但不限于I和Q试样，捕获持续时间、时序信息、信道信息、捕获分辨率（例如每秒试样）、捕获带宽和无线电系统10位置。

现在将描述在针对使用检测脉冲的频谱分析请求的频谱表达的捕获中使用的频谱捕获参数。如上所述，脉冲在雷达设备可以操作的分析频谱中可能是有用的。收集为频谱表达的一部分的脉冲信息可以包括脉冲宽度（或者信号脉冲宽度）、脉冲时序（或者信号脉冲时间）、绝对时间和接收的信号强度指示器（RSSI）。该信息可以用于将表达中的脉冲与已知雷达信号脉冲模式进行匹配。信号脉冲时间可以包括涉及脉冲重复频率（PRF）和每突发脉冲（PBR）的信息。绝对时间指示相邻脉冲采样之间的关系。如何收集这种类型的信息的示例性描述在美国专利No.6,954,171中描述，不过也可以采用其它技术。

包含从无线电系统10发送到频谱分析系统12的脉冲信息的数据包可以包含很多信息试样。每个试样例如可以包括两个字节的信号脉冲时间信息、一个字节的信号脉冲宽度信息以及一个字节的信号强度信息。因此，如果数据包包括50个试样，则包大小约为200字节。

总而言之，用于脉冲模式分析的频谱分析请求中的数据包括但不限于无线电系统10位置、捕获开始的绝对时间、信号脉冲宽度信息（用于识别通道雷达信号）、信号脉冲时间（用于识别PRF和PBR）以及信号强度信息（例如RSSI）。

继续参附图，在方框32中，频谱分析系统12可以针对无线电系统10发送的频谱表达执行频谱分析。在一个实施方式中，用于无线电系统10的频谱分析通过频谱分析系统12完整地执行（例如，无线电系统10不执行频谱分析）。在其它实施方式中，一些频谱分析功能可以通过无线电系统10实施且其它功能可以通过频谱分析系统12实施。例如，无线电系统10首先可以针对检测信号执行频谱分析，且如果得到关于现存用户或雷达是否使用感兴趣的频谱的非确定性结果，则频谱分析系统12可以针对频谱表达执行进一步的分析。频谱分析系统12的处理能够检测比无线电系统10可检测的信号强度更低的信号和/或能够检测无线电系统10未知或难辨认的雷达模式。因此，频谱分析可能涉及通过无线电系统10本地运行的检测功能的一部分和通过频谱分析系统12远程运行的检测功能的一部分（例如，无线电系统10可以请求频谱分析系统12以分析用于某些信号模式的表达）。

在一个实施方式中，频谱分析系统12仅分析从无线电系统10接收的频谱表达。在其它实施方式中，频谱分析系统12可以在执行分析的过程中使用附加信息。例如，频谱分析系统12可以使用原先获取的与在无线电系统10的网络邻居中的频谱使用相关的信息，诸如已知为在无线电系统10的位置中操作的其它无线电系统或雷达系统的位置和传输属性。关于其它部署无线电系统和雷达的信息可以包括但不限于位置、物理（PHY）层特性（例如，时分多址（TDMA）等）、发送功率等。关于已知无线电系统、网络、雷达或其它频谱使用的信息可以保持在数据库中。数据库可以通过频谱分析系统12或可以被频谱分析系统12访问的其它系统存储。可以被频谱分析系统12使用的其它信息也可以包括由已经请求频谱分析的其它无线电系统做出的检测。

在分析过程中，频谱分析系统12可以判断来自无线电系统10的附加信息，包括但不限于附加频谱检测，这将有助于分析。在这种情况中，频谱分析系统12可以向无线电系统10发送针对所需信息的请求且无线电系统10可以使用请求的信息来回复。请求的信息例如可以是使用与原先使用的捕获参数的不同集合来捕获的新频谱表达。

分析的结果可以是现存频谱用户（无线电系统或雷达）存在的肯定判断或现存频谱用户不存在的否定判断的形式。用于结果的其它格式是可行的。例如，在测量信号强度的情况中，结果可以是检测信号水平（如果存在）的数量。其它结果可以包括关于在无线电系统10附近的已知频谱使用（诸如与需要分析信道的相邻信道的频谱使用或者用于无线电系统10的当前位置附近的位置中的分析信道的已知频谱使用）的信息。在一个实施方式中，无线电系统10可以检测雷达模式且该检测可以用作从频谱分析系统12请求附加频谱分析的触发器。但是如果频谱分析系统12判断检测模式实际是无线电系统10的位置中的网络流量的结果，则频谱分析系统12可以告知无线电系统10触发器是错误触发器。

在又一实施方式中，作为频谱请求的一部分，无线电系统10可以针对分析结果中需要返回的信息的类型设置频谱分析结果优先选择。例如，无线电系统10可以指示分析结果应当是任意公共信道频谱使用、使用属性（例如，电势广播、另一无线电系统的网络使用等）和/或传输信息（例如信号强度、公共信道用户的数目等）的形式。

继续参考图，在方框34中，频谱分析系统12可以向无线电系统10发送分析结果。在方框36中，结果可以被无线电系统10接收。

接下来，在方框38中，无线电系统10可以做出现存用户是否存在于信道的判断，从而排除信道的使用或利用不希望的信道。如果在方框38做出肯定判断，则逻辑流可以前进到方框40，在那里无线电系统40可以针对分析选择不同信道。在方框40以后，逻辑流可以返回到方框28。如果在方框38中做出否定判断，则逻辑流可以前进到方框42，在那里无线电系统10可以参加使用作为分析主旨的信道的无线电通信。

另外地参考图3，其说明用于实施执行用于检测现存用户的频谱分析的另一示例性方法的逻辑操作。该示例性方法例如可以通过执行频谱感测功能16和/或频谱分析功能18实施。因而，图3的流程图可以被认为示意了无线电系统10实施的方法和频谱分析系统12实施的方法的步骤。尽管图3示出执行功能逻辑方框的特定顺序，执行方框的顺序可以相对于示出的顺序改变。而且，连续示出的两个或更多方框可以并发或部分并发地执行。某些方框也可以省略。另外，参考图3说明和描述的操作中的一些可以通过参考图2说明和描述的操作补充和/或代替。因此，来自两个逻辑流的方面可以组合以形成频谱分析的备选方法。

逻辑流可以在方框44中开始，其中频谱分析触发出现。上面已经讨论了各种频谱分析触发器，且为了简单起见，将不做再一次的讨论。然而，应当注意，频谱分析触发器可以在无线电系统10局部出现，或可以通过接收来自频谱分析系统12的触发通信调用。而且，可以假设，在方框44之前，无线电系统10已经向频谱分析系统12登记。

接下来，在方框46中，无线电系统10可以在用于捕获需要分析的频谱的适当表达的准备中使用频谱捕获参数配置自身。如上所述，频谱捕获参数可以是预定的、通过无线电系统10确立和/或从频谱分析系统12通信到无线电系统10。

在方框48中，无线电设备10可以捕获频谱表达。上面已经讨论了各种频谱表达捕获技术，且为了简单起见，不做重复。

在方框50，做出频谱表达的远程分析是否应当通过频谱分析系统12实施的判断。如果在方框50做出肯定判断，则逻辑流可以前进到方框52，在那里，如上面更详细描述，频谱分析请求被发送到频谱分析系统12。在方框54中，频谱分析请求可以被频谱分析系统12接收。

在接收频谱分析请求之后，在方框56中，频谱分析系统12可以分析频谱表达。上面描述了用于检测现存用户的存在的频谱表达的分析，且为了简单起见，不做重复描述。作为分析的一部分，在方框58中做出是否将通过附加频谱数据（例如，频谱的一个或更多附加表达或试样）的获取辅助频谱分析的判断。如果在方框58做出肯定判断，则逻辑流可以前进到方框60，在那里频谱分析结果被发送到频谱分析系统10。在方框60中发送的分析结果可以包含如参考方框34更详细描述指示现存用户的存在或不存在的分析的真实输出。如果在方框58做出肯定判断，则逻辑流可以前进到方框62，在那里导致形成用于附加频谱数据的请求的频谱分析结果被发送到频谱分析系统10。方框62的频谱分析结果可以包括用于无线电设备10的附加或变化的频谱捕获参数。

在方框64中，方框60或62中的适当一个的频谱分析结果被无线电系统10接收。可以在方框66中做出频谱分析结果是否指示需要附加频谱数据的判断。如果在方框66中做出肯定判断，则逻辑流可以返回到方框46。

如果在方框66中做出否定判断，或者在方框50中的否定判断之后，逻辑流可以前进到方框68。在方框68中，在分析中做出信道上是否存在现存用户的判断。如果在方框68做出否定判断，则逻辑流可以前进到方框70，且无线电系统10可以使用感兴趣的信道初始化或继续无线电通信。如果在方框68做出肯定判断，则逻辑流可以前进到方框72，在那里可以选择不同信道。在一个实施方式中，在方框72之后，可以针对新选择的信道重复频谱分析例行程序。

描述的频谱分析技术可以最小化现存频谱用户或雷达模式的错误的肯定检测。例如，频谱分析系统12中的复杂和处理器集中的软件实施方式可以用于有效且正确地判断触发事件是否是由于现存频谱用户或实际雷达信号的存在。这种类型的软件可能太过计算集中而不能在雷达系统10中实施。另外，描述的频谱分析技术可以较容易地以前向兼容方式实施。即，软件更新和新雷达信号模式可以在频谱分析系统12中实施，但是并不在使用用于频谱分析的频谱分析系统12的每个雷达系统中实施。而且，“离线”分析可以通过收集频谱信息且将收集的信息传送到频谱分析系统12以用于在稍后时间点分析而实施。例如，现场技术员可以使用无线电系统和便携式计算机来在感兴趣的站点收集频谱信息，且然后使用频谱分析系统12来在方便的时间分析捕获的信息，该方便时间可以是在收集频谱信息之后的数小时或数天。

参考图1，无线电系统10的整体功能性可以通过包括处理设备76的主控制电路74控制。无线电系统10存储的数据可以存储在存储器78中。处理设备76可以执行存储在控制电路74内的存储器（未示出）和/或单独存储器（例如存储器78）中的代码以实施无线电设备10的操作。例如，处理设备76可以用于执行频谱感测功能16。存储器78例如可以是缓冲器、闪存、硬盘驱动、可移动介质、易失性存储器、非易失性存储器、随机存取存储器（RAM）或其它合适的设备中的一个或更多个。在典型布置中，存储器78可以包括用于长期数据存储的非易失性存储器和用作用于控制电路74的系统存储器的易失性存储器。存储器78可以通过数据总线与控制电路74交换数据。可以在存储器78和控制电路74之间存在附随控制线和地址总线。

无线电系统10的另一组件可以是用于向用户显示视觉信息的显示器80。无线电系统10可以包括扬声器82和麦克风84以允许用户实施语音谈话且执行其它音频功能。可以存在诸如与显示器80关联的键区和/或触摸屏之类的用户接口86以提供各种用户输入操作。

无线电系统10还可以包括一个或更多输入/输出（I/O）接口88。（多个）I/O接口88可以包括用于经由线缆连接无线电系统10到其它设备（例如计算机）或附件（例如个人免提（PHF）设备）和/或用于连接无线电系统10到电源的一个或更多个电学连接器。因此，可以通过（多个）I/O接口88接收操作功率且可以通过I/O接口88上接收用于对无线电系统10内的电源单元（PSU）90的电池充电的功率。PSU90可以提供功率以在不存在外部电源时操作无线电系统10。

无线电系统10还可以包括各种其它组件。例如，在判断无线电系统10的位置中可能涉及诸如全球定位系统（GPS）接收器92这样的位置数据接收器。

现在转向频谱分析系统12，频谱分析系统12可以实施为能够执行包括频谱分析功能18的计算机应用（例如软件程序）的基于计算机的系统。频谱分析功能18和任意从属数据库信息可以存储在诸如存储器94之类的计算机可读介质上。存储器94可以是磁性、光学或电子存储设备（例如硬盘、光盘、闪存等）且可以包括若干设备，包括易失性和非易失性存储器组件。因此，存储器94例如可以包括用作系统存储器的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、硬盘、光盘（例如CD和DVD）、磁带、闪存设备/或其它存储器组件加上用于存储器设备的相关驱动、播放器和/或读取器。

为了执行频谱分析功能18，频谱分析系统12可以包括用于执行实施（多个）相应逻辑例行程序的指令的一个或更多处理器96。处理器96和存储器94的组件可以使用本地接口98耦合。本地接口98例如可以是具有附随控制总线的数据总线、网络或其它子系统。

频谱分析系统12可以具有各种视频和输入/输出（I/O）接口100以及一个或更多个通信接口102。接口100可以用于可操作地耦合频谱分析系统12到诸如显示器104、键盘106、鼠标108、外部存储器（未示出）等的各个外围设备。通信接口102例如可以包括调制解调器和/或网络接口卡。通信接口102可以使得频谱分析系统12能够向/从其它计算设备和无线电系统10发送和接收数据信号、语音信号、视频信号等。特别地，通信接口102可以将频谱分析系统12连接到通信路径14。

尽管已经示出和描述了特定的实施方式，但是，应当理解，当本领域技术人员阅读和理解本说明书时，可以想得到落在所附权利要求书的范围内的等价和修改。

Claims (36)

1.一种识别无线通信信道的现存使用的无线电系统（10），该无线电系统包括：

无线电电路组件（20）；以及

控制电路（74），该控制电路被配置成：

控制所述无线电电路以收集用于所述信道的频谱表达；

向远程布置的频谱分析系统（12）输出所述频谱表达，所述频谱分析系统（12）被配置成针对现存用户的存在分析所述频谱表达；以及

根据来自所述频谱分析系统的指示在所述信道上的所述现存用户的存在或不存在的回复，判断所述信道是否可以被所述无线电系统用来执行无线通信。

2.根据权利要求1所述的无线电系统，其中，所述频谱表达包括I和Q试样。

3.根据权利要求2所述的无线电系统，其中，所述无线电系统还向所述频谱分析系统输出在用于所述频谱表达的所述I和Q试样的收集期间使用的频谱捕获参数。

4.根据权利要求3所述的无线电系统，其中，所述频谱捕获参数包括捕获持续时间、时序信息、信道信息、捕获分辨率、捕获带宽或无线电系统位置中的一个或更多个。

5.根据权利要求2所述的无线电系统，其中，通过所述频谱分析系统的所述分析包括确定所述现存用户的频谱使用的信号水平。

6.根据权利要求5所述的无线电系统，其中，通过所述频谱分析系统的所述分析包括确定低至-114dBm的信号水平。

7.根据权利要求1所述的无线电系统，其中，所述频谱表达包括脉冲信号信息。

8.根据权利要求7所述的无线电系统，其中，所述脉冲信号信息包括脉冲时间信息、脉冲宽度信息和信号强度信息。

9.根据权利要求7所述的无线电系统，其中，所述无线电系统还向所述频谱分析系统输出在用于所述频谱表达的所述脉冲信号信息的收集期间的无线电系统位置。

10.根据权利要求7所述的无线电系统，其中，通过所述频谱分析系统的所述分析包括将所述脉冲信号信息与来自多个已知雷达信号模式中的已知雷达信号模式进行匹配。

11.根据权利要求1所述的无线电系统，其中，使用所述无线电系统检测雷达信号模式触发所述频谱表达的收集和输出，以用于由所述频谱分析系统确认雷达系统在所述无线电系统的位置中操作。

12.根据权利要求1所述的无线电系统，其中，所述收集和输出通过从所述频谱分析系统接收请求来触发。

13.根据权利要求12所述的无线电系统，其中，在所述收集期间使用的频谱捕获参数通过所述频谱分析系统来指定。

14.一种识别无线通信信道的现存使用的方法，该方法包括以下步骤：

使用无线电系统（10）收集用于所述信道的频谱表达；

向远程布置的频谱分析系统（12）发送所述频谱表达，所述频谱分析系统（12）被配置成针对现存用户的存在分析所述频谱表达；

从所述频谱分析系统接收指示在所述信道上的所述现存用户的存在或不存在的回复；以及

从所述回复判断所述信道是否可以被所述无线电系统用来执行无线通信。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述频谱表达包括I和Q试样。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述无线电系统还向所述频谱分析系统发送在用于所述频谱表达的所述I和Q试样的收集期间使用的频谱捕获参数，其中，所述频谱捕获参数包括捕获持续时间、时序信息、信道信息、捕获分辨率、捕获带宽或无线电系统位置中的一个或更多个。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，通过所述频谱分析系统的所述分析包括确定所述现存用户的频谱使用的信号水平。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，通过所述频谱分析系统的所述分析包括确定低至-114dBm的信号水平。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述频谱表达包括脉冲信号信息，所述脉冲信号信息包括脉冲时间信息、脉冲宽度信息和信号强度信息。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述无线电系统还向所述频谱分析系统发送在用于所述频谱表达的所述脉冲信号信息的收集期间的无线电系统位置。

21.根据权利要求19所述的方法，其中，通过所述频谱分析系统的所述分析包括将所述脉冲信号信息与来自多个已知雷达信号模式中的已知雷达信号模式进行匹配。

22.根据权利要求14所述的方法，其中，使用所述无线电系统检测雷达信号模式触发所述频谱表达的收集和输出，以用于由所述频谱分析系统确认雷达系统在所述无线电系统的位置中操作。

23.一种用于为远程布置的无线电系统识别无线通信信道的现存使用的频谱分析的方法，该方法包括以下步骤：

从所述无线电系统（10）接收用于所述信道的频谱表达；

针对现存用户的存在分析所述频谱表达；以及

向所述无线电系统发送指示在所述信道上的所述现存用户的存在或不存在的回复。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述频谱表达包括I和Q试样。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述接收还包括接收在用于所述频谱表达的所述I和Q试样的收集期间使用的频谱捕获参数。

26.根据权利要求26所述的方法，其中，所述频谱捕获参数包括捕获持续时间、时序信息、信道信息、捕获分辨率、捕获带宽或无线电系统位置中的一个或更多个。

27.根据权利要求24所述的方法，其中，所述分析包括确定所述现存用户的频谱使用的信号水平。

28.根据权利要求27所述的方法，其中，所述分析包括确定低至-114dBm的信号水平。

29.根据权利要求23所述的方法，其中，所述频谱表达包括脉冲信号信息。

30.根据权利要求29所述的方法，其中，所述脉冲信号信息包括脉冲时间信息、脉冲宽度信息和信号强度信息。

31.根据权利要求29所述的方法，其中，所述接收还包括接收在用于所述频谱表达的所述脉冲信号信息的收集期间的无线电系统位置。

32.根据权利要求29所述的方法，其中，所述分析包括将所述脉冲信号信息与来自多个已知雷达信号模式中的已知雷达信号模式进行匹配。

33.根据权利要求23所述的方法，其中，使用所述无线电系统检测雷达信号模式触发所述无线电系统发送用于执行所述分析的所述频谱表达，以确认雷达系统在所述无线电系统的位置中操作。

34.根据权利要求23所述的方法，其中，还包括向所述无线电系统发送请求以触发所述无线电系统发送所述频谱表达。

35.根据权利要求34所述的方法，其中，所述请求包括针对用于所述频谱表达的频谱信息的收集而被所述无线电系统使用的频谱捕获参数。

36.信道以及信道信道根据权利要求23所述的方法，其中，所述分析包括使用与现存用户的已知操作相关的信息来产生所述回复。

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