具体实施方式
本发明实施例提供了一种频谱感知及其控制方法、装置以及一种基站,用以解决本小区带外频谱感知受本小区工作占用频带信号的干扰而导致检测性能下降的问题。
下面结合附图,对本发明实施例提供的一种频谱感知及其控制方法、装置以及一种基站进行说明。
参见图6,在基站侧,本发明实施例提供的一种频谱感知方法,包括以下步骤:
S101、基站在执行频谱感知的上行时隙内接收感知频谱所对应的信号;
S102、利用上述信号确定用于判断此频谱是否为空闲频谱的检测统计量;
S103、利用该检测统计量判断此频谱是否为空闲频谱;
其中,基站在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信;和/或,所述执行频谱感知的上行时隙为上行信号功率最弱的上行时隙。
较佳地,当基站在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信时,所述频谱信号干扰最小的至少一个终端,为:
上行信号接收功率强度小于预设门限的至少一个终端。
较佳地,所述方法还包括:
在执行频谱感知的时隙内基站确定下行发射功率,以抑制下行发射功率对频谱感知的干扰。
相应地,在基站侧,本发明实施例提供的一种频谱感知控制方法,包括:
基站调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知;其中,所述小区边缘的至少一个终端,包括基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端,或接收功率小于预设门限的至少一个终端;
和/或,基站调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知,并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
较佳地,当基站调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知,并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信,具体方法包括:
基站根据各个小区各个终端的接收功率强度和与基站之间的的角度DOA信息估算各个小区各个终端在小区中的位置;
基站根据上述各个终端在所属小区中的位置信息调度上述任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知,并根据上述各个终端在所属小区中的位置信息停止与上述执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
下面给出几个具体实施例的说明。
实施例1
本发明实施1例提供的一种频谱感知方法,在基站侧执行频谱感知。在执行带外频谱感知的时隙内只调度N个可能对带外频谱感知干扰较小的终端,参见图7,具体实施方式为:
执行带外频谱感知前,TDD系统测量该基站各个小区内各个用户上行接收功率强度,如TD-SCDMA的RSCP,TD-LTE的RSRP;
选择N个上行接收功率小于某门限的用户;
在执行带外频谱感知的时隙内只调度上述N个用户。
参见图8,为实施例的场景示意图。本发明提供的实施例是以TD-LTE基站进行频谱感知进行说明的,并假设TD-LTE工作于频点-A,给出了抑制TD-LTE干扰频谱感知频点-B的实施过程。
参见图9,为本发明实施例1提供的频谱感知方法的场景示意图。具体实施中,参见图10所示的频谱感知方法的流程示意图,基站在上行时隙内执行频谱感知的具体步骤包括:
步骤101,TD-LTE基站预定在mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)执行对频点-B的频谱感知;
步骤102,TD-LTE基站在mod(SFN,M)=0子帧的第8,9个时隙测量该基站下三个小区各连接态UE的上行RSRP;
步骤103,TD-LTE基站选择上述测量值中RSRP小于某门限的N个UE;
步骤104,TD-LTE基站在mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙只调度上述N个UE,不调度该基站三个小区下的其它UE;
步骤105,TD-LTE基站频谱感知装置在mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙执行对于频点-B的信号接收。
步骤106,根据上述频谱感知接收数据确定检测统计量,并利用该检测统计量判断是否为空闲频谱。
需要说明的是,本发明实施例1是以TD-LTE基站进行频谱感知进行说明的,并假设TD-LTE工作于频点-A,给出了抑制TD-LTE干扰频谱感知频点-B的实施过程。但不限于TD-LTE基站实现本发明的发明目的。以下实施例2-5均相同,不再赘述。
实施例2
本发明实施例2提供的频谱感知方法,在基站侧执行频谱感知。在多个上行时隙内接收需带外感知频带上的信号,并选择一个TDD系统上行信号功率最弱的时隙内的感知接收信号用于后续频谱感知处理,参见图11,具体实施方式为:
执行带外频谱感知前,选择M个上行时隙,在各个时隙内接收并储存需要感知频带的信号;
测量上述各个时隙内,TDD系统上行信号总功率,如RSSI;
选择上述各个时隙内上行信号总功率最低的一个时隙,并将该时隙内的感知接收信号用于后续频谱感知处理,该处理如:统计感知接收信号功率得到检测统计量,将该检测统计量与判决门限比较判断是否为空闲频谱。
具体实施中,参见图12所示的流程示意图,本发明实施例2提供的频谱感知方法的具体步骤包括:
步骤201,TD-LTE基站频谱感知装置在mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod(SFN,M)=1子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod(SFN,M)=2子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)接收并储存频点-B的频谱感知信号;
步骤202,TD-LTE基站测量mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙、mod(SFN,M)=1子帧的第10个时隙、mod(SFN,M)=2子帧的第10个时隙这三个时隙的上行RSSI;
步骤203,TD-LTE基站比较上述三个时隙测量的RSSI,选择RSSI最小的时隙;
步骤204,TD-LTE基站频谱感知装置使用上述选择的最小RSSI对应时隙频谱感知接收数据用于形成检测统计量,并利用该检测统计量判断是否为空闲频谱。
实施例3
本发明实施例3提供的频谱感知方法,如图13所示,混合使用实施例1和实施例2中所述的方法,在基站侧执行频谱感知。参见如图14所示的流程示意图,本实施例提供的频谱感知方法,具体步骤包括:
步骤301,TD-LTE基站频谱感知装置预定在mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod(SFN,M)=1子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod(SFN,M)=2子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)执行对频点-B的频谱感知;
步骤302,TD-LTE基站在mod(SFN,M)=0子帧的第8,9时隙、mod(SFN,M)=1子帧的第8,9时隙、mod(SFN,M)=2子帧的第8,9时隙测量该基站下三个小区各连接态UE的上行RSRP;
步骤303,TD-LTE基站上述测量值中RSRP小于某门限的N个UE;
步骤304,TD-LTE基站在mod(SFN,M)=0子帧的第10时隙、mod(SFN,M)=1子帧的第10时隙、mod(SFN,M)=2子帧的第10时隙只调度上述N个UE,不调度该基站三个小区下的其它UE;
步骤305,TD-LTE基站频谱感知装置在mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod(SFN,M)=1子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)、mod(SFN,M)=2子帧的第10个时隙(该时隙是上行时隙)接收并储存频点-B的频谱感知信号;
步骤306,TD-LTE基站测量mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙、mod(SFN,M)=1子帧的第10个时隙、mod(SFN,M)=2子帧的第10个时隙这三个时隙的上行RSSI;
步骤307,TD-LTE基站比较上述三个时隙测量的RSSI,选择RSSI最小的时隙;
步骤308,TD-LTE基站谱感知装置使用上述选择的最小RSSI对应时隙频谱感知接收数据用于形成检测统计量,并利用该检测统计量判断是否为空闲频谱。
本发明实施例提供的一种频谱感知控制方法,为基站控制终端在终端侧执行频谱感知。下面结合附图以具体实施例进行说明。
实施例4
TDD系统在下行时隙内执行带外频谱感知,则调度小区边缘的终端在该时隙内执行带外频谱感知,以抑制基站下行发射对频谱感知的干扰,参见图15,具体实施方式为:
执行带外频谱感知前,TDD系统测量该基站各个小区内各个用户上行接收功率强度,如TD-SCDMA的RSCP,TD-LTE的RSRP,或者触发各个小区内各个用户上报下行接收功率强度;
选择N个上行/下行接收功率最小的终端;
调度上述N个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行带外频谱感知。
如图16所示的场景示意图,参见图17所示的流程示意图,本发明实施例4提供的频谱感知控制方法的具体步骤包括:
步骤401,TD-LTE基站预定该基站下某终端在mod(SFN,M)=1子帧的第5个时隙(该时隙为下行时隙)执行对频点-B的频谱感知;
步骤402,TD-LTE基站在mod(SFN,M)=0子帧的第8,9,10时隙内测量该基站下三个小区各连接态UE的上行RSRP;
步骤403,TD-LTE基站比较各终端的上行RSRP值,选择1个RSRP最小的终端;
步骤404,TD-LTE基站调度上述终端在mod(SFN,M)=1子帧的第5个时隙执行对于频点-B的频谱感知;
步骤405,该终端mod(SFN,M)=1子帧的第5个时隙内执行频点-B的频谱感知,并将频点-B的感知接收数据上报基站。
步骤406,将上述感知接收数据形成检测统计量,并利用该检测统计量判断是否为空闲频谱。
实施例5
TDD系统在上行时隙内执行带外频谱感知,调度小区内某些终端在该时隙内执行带外频谱感知,同时在该时隙内不调度执行感知的终端邻近范围内的终端,以抑制终端上行发射对频谱感知的干扰,参见图18,具体实施方式为:
执行带外频谱感知前,TDD系统测量该基站各个小区内各个用户上行接收功率强度,如TD-SCDMA的RSCP,TD-LTE的RSRP,或者触发各个小区内各个用户上报下行接收功率强度;测量各个用户的DOA信息,获取用户角度信息;
联合功率强度信息和角度信息,估算小区中各个用户的位置;
在上行时隙内调度小区内某些终端在该时隙内执行带外频谱感知,同时在该时隙内不调度执行感知的终端邻近范围内的终端。
如图19所示的场景示意图,参见图20所示的流程示意图,本发明实施例4提供的频谱感知控制方法的具体步骤包括:
步骤501,TD-LTE基站预定该基站下某终端在mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙(该时隙为上行时隙)执行对频点-B的频谱感知;
步骤502,TD-LTE基站在mod(SFN,M)=0子帧的第8,9时隙内测量该基站下三个小区各连接态UE的上行RSRP;
步骤503,TD-LTE基站在mod(SFN,M)=0子帧的第8,9时隙内测量该基站下三个小区各连接态UE的DOA;
步骤504,根据上行RSRP和DOA信息联合估计各个终端的位置;
步骤505,选择某个终端执行频谱感知,并确定该终端附近x米范围的终端;
步骤506,TD-LTE基站在mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙调度上述选定执行频谱感知的终端执行对频点-B的频谱感知;并且在mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙内,不调度该终端附近x米范围的终端;
步骤507,该终端mod(SFN,M)=0子帧的第10个时隙内执行频点-B的频谱感知,并将频点-B的感知接收数据上报基站;
步骤508,将上述感知接收数据形成检测统计量,并利用该检测统计量判断是否为空闲频谱。
以上实施例均以TDD系统为例进行说明的,下面针对频分双工FDD系统的频谱感知方法和频谱感知控制方法以具体实施例进行说明。
实施例6
本实施例6提供的针对FDD系统的频谱感知方法,为在基站侧进行频谱感知。具体实施方式为,在实施例1-3任一所述的TDD系统在基站侧进行频谱感知的方法中,还包括:在执行频谱感知的时隙内基站确定下行发射功率,以抑制基站下行发射功率对频谱感知的干扰。
具体地,在实施例1-3任一所述的TDD系统在基站侧进行频谱感知的方法中,当基站在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知前,还包括:
同时,基站停止下行信号发射,或者降低下行发射功率xdB。
实施例7
本实施例7提供的针对FDD系统的频谱感知控制方法,为基站控制终端在终端侧进行频谱感知。
具体实施方式为:
在执行带外频谱感知时,调度小区边缘的终端执行频谱感知,以抑制本小区基站下行信号发射对带外频谱感知的干扰;同时不调度执行频谱感知终端附近的终端,以抑制本小区终端上行信号发射对带外频谱感知的干扰。
具体地,所述调度小区边缘的终端执行频谱感知,以抑制本小区基站下行信号发射对带外频谱感知的干扰,具体步骤与实施例4中步骤401~403相同;
所述同时不调度执行频谱感知终端附近的终端,以抑制本小区终端上行信号发射对带外频谱感知的干扰,具体实施方式与实施例5相同,其中,在步骤501和步骤505中所述的某终端为RSRP最小的终端。
本发明实施例提供的一种频谱感知装置,如图21所示,该装置包括:
第一频谱感知控制单元Z101,用于在执行频谱感知的上行时隙内接收感知频谱所对应的信号;
检测统计量确定单元Z102,用于利用所述信号,确定用于判断此频谱是否为空闲频谱的检测统计量;
判断单元Z103,用于并利用该检测统计量判断此频谱是否为空闲频谱;
其中,所述频谱感知控制单元还用于在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信;和/或,所述执行频谱感知的上行时隙为上行信号功率最弱的上行时隙。
较佳地,当在执行频谱感知的上行时隙内只调度对感知频谱信号干扰最小的至少一个终端进行通信时,所述频谱信号干扰最小的至少一个终端,为:
上行信号接收功率强度小于预设门限的至少一个终端。
较佳地,该装置还包括:
功率控制单元,用于在执行频谱感知的时隙内基站确定下行发射功率,以抑制基站下行发射功率对基站执行频谱感知时的干扰。
较佳地,该装置还包括:
第二频谱感知控制单元,用于调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知;其中,所述小区边缘的至少一个终端,包括基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端,或接收功率小于预设门限的至少一个终端;
和/或,第三频谱感知控制单元,用于调度小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知,并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
较佳地,当调度任一小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知,并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信时,所述第三频谱感知控制单元包括:
终端位置确定单元,具体用于根据各个小区各个终端的接收功率强度和与基站之间的的角度DOA信息估算各个小区各个终端在所属小区中的位置;
调度子单元,用于根据所述各个终端在所属小区中的位置信息调度所述任一小区内的任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知,并根据所述各个终端在所属小区中的位置信息停止与所述执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
本发明提供的一种频谱感知控制装置,该装置包括:
第二频谱感知控制单元,用于基站调度小区边缘的至少一个终端在执行频谱感知的下行时隙内执行频谱感知;,其中,所述小区边缘的至少一个终端,为基站接收到的上行功率小于预设门限的至少一个终端,或接收功率小于预设门限的至少一个终端;
和/或,第三频谱感知控制单元,用于基站调度任一小区内的任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知,并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
较佳地,当调度任一小区内任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知,并停止与执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信时,所述第三频谱感知控制单元包括:
终端位置确定单元,具体用于基站根据各个小区各个终端的接收功率强度和与基站之间的的角度DOA信息估算各个小区各个终端在所属小区中的位置;
调度子单元,用于基站根据所述各个终端在所属小区中的位置信息调度所述任一小区内的任一终端在执行频谱感知的上行时隙内执行频谱感知,并根据所述各个终端在所属小区中的位置信息停止与所述执行频谱感知的终端距离预设范围内的终端的通信。
本发明提供的一种基站,包括上述的频谱感知装置和/或频谱感知控制装置。
综上所述,本发明实施例提供的频谱感知方法及装置、频谱感知控制方法及装置和一种基站,对于基站侧检测,通过合理的时隙选择、适当的终端调度,能抑制本小区终端发射信号对带外频谱感知的干扰;而对于终端侧检测,通过基站对终端的适当调度能抑制本小区终端或者基站发射信号对带外频谱感知的干扰。从而解决了本小区带外频谱感知受本小区工作占用频带信号的干扰而导致检测性能下降的问题。相对传统的抑制带外频谱感知所受干扰的方法,该方法不需要静默期,从而有效降低频谱感知需要的静默期数量,从而提高认知系统的吞吐量。该方法也不需要宽频带的频谱感知,可以降低对频谱感知带宽的要求,从而便于实现低成本频谱感知设备的开发。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
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。