CN105723748B - 无线电信道利用 - Google Patents

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Abstract

诸概念涉及无线电信道利用，更具体地，涉及确定各个无线电信道是否可供使用。一个示例可使得区域中的多个传感设备传感无线电信道。该示例可获得由多个传感设备所感测的与单个无线电信道相关的信号信息。该示例可一起分析来自多个传感设备的信号信息，以确定该单个无线电信道是否在该区域中正被用于经许可的广播。

Description

无线电信道利用
背景
不断增加数量的无线设备正被引入和出售。如此，可供这些无线设备用来通信的射频(RF)频谱不断变得越来越拥挤。对RF频谱的更高效使用和共享RF频谱的各未被充分利用部分对于满足不断增长数量的无线设备来说非常重要。RF频谱的未被充分利用的一个部分是为广播(诸如电视(TV)广播或其它无线电广播)保留/许可的部分。政府监管机构将TV部分或范围(和/或其他部分)分为多个信道。然而，对于任何给定地理区域，这些信道中的许多信道未被用于TV或无线电广播。
RF频谱的保留TV部分的未使用的信道或频率可被称为TV空白(white space)。将这些TV空白用于其它用途是可能的。然而，它们的使用往往被政府机构(诸如美国的联邦通信委员会)严格监管以确保其它使用不干扰规定的广播使用。
发明内容
所描述的实现涉及无线电信道利用，更具体地，涉及确定各个无线电信道是否可供使用。一个示例可使得区域中的多个传感设备感测无线电信道。该示例可获得由多个传感设备所感测到的与单个无线电信道相关的信号信息。该示例可一起分析来自多个传感设备的信号信息，以确定该单个无线电信道是否在该区域中被用于经许可的广播。
以上列出的示例旨在提供快速参考以帮助读者，并且不旨在限定此处所描述的概念的范围。
附图说明
附图示出了本文档中传达的方案的实现。所示实现的特征可通过参考以下结合附图的描述来更容易地理解。只要可行，各附图中相同的附图标记用来指代相同的元素。此外，每一个附图标记的最左边的数字传达其中首次引入该附图标记的附图及相关联的讨论。
图1－2和4－5示出了配置用于根据本发明的概念的一些实现的利用无线电信道的系统的示例。
图3示出了与图1－2的系统相关介绍的设备的实现详情的示例。
图6－7是根据本发明的概念的一些实现的无线电信道利用技术的示例的流程图。
具体实施方式
概览
本专利涉及利用无线电信道/频率。无线电通信正在RF频谱上增长。在本文中，术语“信道”和“频率”被可互换地使用。本发明的概念可被应用于任何无线电信道，诸如无线电空白信道。一种类型的无线电空白信道涉及RF频谱中为电视(TV)广播保留的那部分。如在此处使用的，“TV空白信道”意味着为TV广播保留但是在特定地理区域中并未实际用于TV广播的信道或信道范围。类似地，“无线电空白信道”意味着为TV广播、为其它无线电广播、或双向无线电通信保留但在特定地理区域中(至少在特定时间)并未实际如此使用的信道或信道范围。换言之，无线电空白可指RF频谱中被分配但未使用的部分。
通常，各个设备可能难以找出特定无线电信道是否可被利用。本发明的概念可在多个位置收集关于无线电信道的信息。信息可被一起分析，以确定各个无线电信道是否可在其它附近位置使用。
系统示例
为解释的目的，考虑介绍图1，其示出了包含系统100的无线电信道使用场景。该系统包括多个传感设备102(1)-102(N)。为了便于解释，在该讨论中，使用具有后缀的标号(比如“(1)”)是旨在指代与特定元素相关的特定的元素实例。相比之下，使用没有后缀的标号是旨在为通用的。因此，对传感设备102的讨论旨在对全部传感设备102(1)-102(N)通用，而对传感设备102(1)的讨论旨在对那个设备专用。
传感设备102能够通过如在106表示的网络与计算设备104通信。(由于绘图页的空间约束，没有把所有传感设备示为与计算设备104通信)。计算设备104可包括或与传感数据库108通信。
系统100也可包括想要通过一个或多个无线电信道(诸如通过用作为无线接入点)进行通信的无线设备110，诸如智能电话、平板、或路由器等。来自传感数据库108的信息可被用来标识对于无线设备110可用的无线电信道。(可替换地，无线设备110可直接从传感设备102而不是从传感数据库108获得信息，来标识可用的无线电信道)。
在不同实现中可采用传感设备102的几种配置。例如，传感设备可通过电网供电，并且(例如通过有线网络)物理耦合到传感数据库。可替换地，传感设备可由太阳能供电，并且(例如，通过无线网络)与传感数据库无线通信。下面结合图3更详细地描述示例传感设备。
传感设备102可感测无线电信道以获取信号的存在。感测可以和任何无线电信道相关，但是以下讨论其中无线电信道是无线电空白信道的特定示例。可在各个无线电信道上或者跨多个信息或信道范围(例如，认知无线电)来执行感测。传感设备接着可将传感结果发送给传感数据库108。在一些配置中，传感数据库可访问覆盖了传感设备所在区域的管理数据库(相对于图2示出)。管理数据库可为那个区域提供一组无线电空白信道。传感数据库可接着使得传感设备仅仅感测该组的无线电空白信道(例如，减少数量的信道)。此外，在设备接近几个邻国的情况中，在可用的情况下，传感数据库可访问多个管理数据库。例如，传感数据库可访问来自每个国家(或至少这些国家中的一些)的管理数据库。
在一些情况下，传感设备102可向传感数据库108发送与感测相关的经数字化的信号信息。以下结合图3描述经数字化的信号信息的示例。简言之，经数字化的信号信息可包括总信号强度和/或其它信号信息，诸如信号的相位或其它特征和/或对是否在无线电信道上感测到经许可的信号的判定。
在所示的配置中，传感设备102可感测一个或多个无线电信道并将所感测的信号信息(例如传感信息)112传递到传感数据库108。在此情况中，传感信息112可包括设备标识(ID)、时间戳、感测到的无线电信道，以及感测到的信号信息。(在此情况中，因为传感设备在固定位置，或者因为只要传感设备移动(或被移动)位置信息就被发送到传感数据库，所以传感设备的位置对于传感数据库可以是已知的)。例如，传感数据库的水平行114指示设备102(1)在(假设)位置A。该行还指示，传感设备102(1)在0.1秒时间之前感测到(假设)无线电信道51并报告总信号强度小于-114dBm。
在其它配置中，传感信息112可包括传感设备102的位置信息。在一些情况中，传感设备可被配置来以特定间隔感测特定无线电信道。在其它情况中，传感数据库可将传感设备定向为感测特定无线电信道和/或以特定间隔来执行感测。此外，可以以不同速度来感测不同无线电信道。例如，表现为具有已授权广播信号的无线电信道可以没有正被无线设备110(例如，未经许可用户)使用的无线电空白信道那么频繁地被感测。
传感数据库108可利用来自多个传感设备102的传感信息112来确定所感测的无线电信道的可用性。例如，传感数据库可使用来自传感设备102(1)-102(N)的关于无线电空白信道51的所感测的信息来确定无线电空白信道51是否可供无线设备110使用。在所示的示例中，传感数据库108指示传感设备102各自提供了指示信道51上的信号强度低于-114dBm的信号信息。在特定位置的信号强度测量可以是不准确的(例如，假肯定和/或假否定)。然而，来自多个位置的测量的评估趋向于提供高度可靠性(很少假肯定和/或假否定)。
在这个示例中，无线设备110位于传感设备102(2)、102(3)、102(5)，和102(N)之间的位置。因此，传感数据库108可一起评估来自这些传感设备的与无线电空白信道51相关的传感数据，以确定信道51是否可被无线设备使用。替换地或附加地，无线设备110可感测无线电空白信道51来提供可被一起分析的另一个传感源。在可替换的配置中，无线设备110可接收来自传感数据库的结果，并基于这结果，感测无线电空白信道51以在使用该无线电信道之前验证该结果。
在系统100中，传感设备102以格栅图案相对均匀地排列。然而，在各种不同的实现中，提供有用信息的传感设备可以以任何形式排列。例如，传感设备可被放置成围绕高使用区域，在那里需要附加的无线带宽。在其它情况中，传感设备可沿着诸如高速公路或铁路线的行进线路安放。在又一些情况中，可在边界地区附近安放传感设备。下面相对于图2来描述一个这样的示例。在又一个情况中，传感设备可围绕使得从单个位置进行感测特别不可靠的一地理特征(诸如一座山)安放。例如，TV塔可被放置在山北。从山南的单个位置进行感测可能不能检测到TV信号。然而，放置在围绕山的一组传感设备可一起提供TV信号的精确检测(并因此允许作出无线电信道不可用的正确判定)。
传感设备102可以是独立的，或可以与其它设备集成。传感设备可被放置在建筑物或电线杆上，沿着港口放置，接近边界放置，或放置在可提供有用信息的任何其它位置。
图2示出了上面相对于图1描述的系统100的变型。为便于解释，这个变型被指定为系统100(A)。系统100(A)承载来自系统100的许多组件。然而，为了便于解释以及由于绘图页上的空间约束，一些传感设备102被省略。
系统100(A)包括三个附加创新方面。第一个创新方面涉及使用接近边界202的传感设备102，边界202相对于另一区域206划定区域204。第二个创新方面涉及结合无线电信道信息的其它源来使用传感数据库108。在这个示例中，其它源被显示为与区域204相关的管理数据库208和其它信息210。在这个情况中，其它信息与覆盖区域204和206之间的边界202的协约相关。在这个情况中，(假设的)协约指示在边界地带内(例如，边界202的30英里内)的区域204中使用信道51不得干扰区域206中的对信道51的已授权的使用，而边界地带内的区域206中信道53的使用不得干扰区域204中的信道53的已授权的使用。
第三创新方面可与无线电频谱管理器212相关。无线电频谱管理器可处理来自多个源(诸如传感数据库108、管理数据库208，和/或其它信息210)的无线电信道信息。
在这个示例中，假设设备110在区域204中的假设位置BF。管理数据库208在行214上指示无线电空白信道51和53可在位置BF使用(从区域204的角度)。然而，假设协约信息指示在区域204(包括位置BF)中使用信道53不可干扰区域206中信道53的已授权的使用。
在这种情况中，无线电频谱管理器212可使得传感设备102(2)和102(N)感测到信道51和信道53两者。传感数据库108的行216指示传感设备102(2)在0.1秒前感测到信道51而且所感测的信号小于-114dBm。类似地，行218指示传感设备102(N)在0.1秒前也感测到信道51而且所感测的信号小于-114dBm。
无线电频谱管理器212可一起分析来自传感设备102(2)和102(N)的所感测的信息，并以高度可靠性确定信道51未在区域204或区域206中被用于已许可的广播。此外，协约信息指示信道51被授权在区域204中而不是在区域206中使用。如此，信道51可根据管理数据库208中包含的约束(例如，使用被限于小于40mW)来被无线设备110使用。在一些情况中，无线电频谱管理器212可作出信道51可被无线设备110使用的判定。在其它情况中，无线设备110可利用数据库108、208和/或其它信息210中描述的信息来作出判定。
从一个角度，对来自多个传感设备102的所感测的信息的一起分析可被认为是分布式能量感测。当传感设备提供能量和相位信息时，一起分析可被认为是对所感测的信道采用MIMO(多输入多输出)歧义消除。
与信道51相对比，传感数据库108中的相对于信道53的信息在行220指示传感设备102(2)感测到强信号(例如，大于90dBm)。类似地，行222指示传感设备102(N)感测到信道53上的强信号(例如，大于90dBm)。无线电频谱管理器212可一起分析关于信道53的这个信息。来自多个源(特别是多个空间上分开的源)的信息可允许关于信道53要作出的判定具有高度可靠性。在这个情况中，所感测的信息一起以高度可靠性指示信道53的已许可的使用。因此，信道53很可能不能被无线设备110使用。
系统100(A)其自身也适宜于其它边界场景。例如，代替具有与协约相关的其它信息210，假设知晓很少或不知晓关于区域206中的信道使用的信息。例如，可能不知道关于信道51和53在区域206中是否被授权使用的信息。例如，区域206可能不共享关于TV塔位置的信息。可替换地，可以知道，信道53被授权用于区域206中的某处，但是不知道信道53是否被授权用于接近边界202。在这些情况中的无论哪个情况中，传感设备(诸如传感设备102(2)和102(N))可感测无线电信道。这个所感测到的信息可被一起分析来保护任一区域中的已授权使用。换言之，分析可确定各个无线电信道是否可被无线设备110使用，而不会干扰区域204或区域206中的已授权使用。
以下讨论提供一个边界地带实现的说明。这个示例由无线设备110驱使。由传感数据库108和/或无线电频谱管理器212驱使的示例在上面和下面描述。在这个示例中，无线设备110可被配置来用作接入点(AP)。该无线设备110可询问管理数据库208关于其位置(例如，BF)。可替换地，无线设备可询问无线电频谱管理器212而无线电频谱管理器可代表无线设备来进行操作。以下描述后一版本，其中无线电频谱管理器在最初查询后代表无线设备进行操作。然而，如前一版本中所指出的，无线设备可执行该技术。
在这个示例中，无线电频谱管理器212可查询管理数据库208关于无线设备的位置BF。无线电频谱管理器也可检查其它信息210来确定位置是否被(在此情况中被协约)覆盖。无线电频谱管理器可从管理数据库208获取一组无线电空白信道。该无线电频谱管理器可接着在传感数据库中查找接近位置BF的这些信道。如果信息在传感数据库中不是已经可用，无线电频谱管理器可使得一些或全部传感设备102感测该组的一些或全部信道。
感测可提供关于在区域204和/或区域206中各个信道使用的信息。关于区域206中的信道使用的所感测的信息在区域206不另外提供关于其使用的信息或信息不完整或不准确时特别有价值。在这一点上，无线电频谱管理器212可一起分析来自传感设备102的关于各个信道的所感测的信息来作出关于可用性的最终判定。这个信息可接着被提供给无线设备110。无线设备可在开始使用之前感测并验证各个信道是可用的。
作为对使用专用传感设备102的替换或附加，无线电频谱管理器212可利用区域中的无线设备协调众包(crowd-sourcing)方法。例如，图2仅示出区域204中的一个无线设备110。然而，在一些情况中，区域中可以有数十个或数百个或更多无线设备。无线电频谱管理器可通过查询管理数据库208和其它信息210来确定潜在可用的一组信道。无线电频谱管理器212可使得无线设备以与对传感设备描述的技术类似的方式来感测该组中的各个信道并报告它们的结果。相比于用单个传感设备所获取的，这个传感信息可提供可用无线电信道的更精确的标识。
在一些配置中，无线电频谱管理器212可控制传感设备102对各种不同的无线电信道的传感频率。例如，由管理数据库208标识为空白信道的无线电信道相比于其它无线电信道可被更多地感测。此外，在对信道执行初始感测且执行一起分析之后，那些被确定具有已许可的使用的信道相比于那些可用信道而言可更不频繁得被感测。再则，实际被无线设备110使用的各个可用信道可甚至更频繁得被感测，以避免已许可的使用在信道上开始而无线设备的使用干扰已许可使用的情况。
另一方法是由管理实体将传感数据库108作为简单条目。从一个角度，这可以被认为是硬连线方法。
进一步注意，虽然因空间约束没有在图2中示出，无线电频谱管理器212和/或传感数据库108可跟踪各个设备在单个信道上的信号贡献。在一个简化的示例中，假设无线设备110开始使用信道51。进一步，假设信道51的下一个信道采样从小于-114dBm升到-100dBm。无线电频谱管理器212和/或传感数据库108可将感测的信号强度中的那个变化归因于无线设备110的使用。
在更复杂的示例中，传感设备102可感测附加的信号信息，诸如相位和/或简档。无线电频谱管理器212和/或传感数据库108可将简档各方面归于单个源。例如，电视广播基于它们的功率和相位(例如，预期简档)可具有特定的简档。类似地，已授权无线话筒广播/传输基于它们的功率和相位可具有特定简档。
在此情况中，当无线设备110开始使用信道51时，无线电频谱管理器212和/或传感数据库108可将后续感测的信号中的功率改变和简档改变归因于被无线设备使用。归因还可考虑无线设备110和各个传感设备102之间的距离。为此，无线电频谱管理器212可创建传感设备、无线设备、相对距离，和/或哪些信道正被哪些无线设备使用的映射。
映射还可包括各个无线设备使用的信号的信号类型(例如，简档)，以及各个信号如何对无线电信道上所感测到的整体信号作贡献。例如，无线设备110可将信道51用于无线通信，诸如符合802.11的通信。在这样的情况中，无线设备110可在其信号中包括标识无线设备的信标。信标可被认为是将无线设备标识为由传感设备102在信道51上感测的信号的这个部分的始发者的特征。
图3示出了关于传感设备102的一个实现的附加细节。在这个情况中，传感设备102可包括天线302、放大器304、下变频器(DC)306、模数转换器(ADC)308、信号处理器310，和/或控制器312。
在示出的配置中，天线302可感测单个无线电信道或一组信道。被感测的无线电信道可被控制器312预设和/或指定为隔离操作或与无线电频谱管理器212(图2)协同操作等。感测的来自天线302的模拟信号可被递送到下变频器306(通过放大器304放大或无需放大器304放大)。下变频器可将承载信号的信息从高频频带移到适于处理的低频频带。下变频器的输出可被递送到ADC308。其它实现可忽略下变频器并将模拟信号直接发送到ADC 308。
ADC 308可将模拟信号转换为数字位(例如，数字信号)，使得某一时间的模拟信号的振幅被位值表示。位可被认为是感测的模拟信号的数字化表示。模数转换可以以不同比特率执行(例如，数字化比特率输出)。更高的比特率相比于低比特率可更精确地表示信号。然而，更高比特率采样相比于更低比特率采用趋向于利用更多资源。在一些情况中，ADC308可具有固定比特率，诸如4位。然而，在其它情况中，ADC可以以从一比特率范围中选出的比特率来采样。例如，ADC可被配置来以每次采样1、2、3、4、5、6、8、10、12，和/或16位的速率来采样。
采样率可基于各种不同情况或参数来被选择。例如，如果传感设备102连接到AC电网，那么ADC比特率可在相对高的速率(诸如12或16位)自动开始。然而，如果传感设备以受限的电力(诸如太阳能面板)来运行，传感设备可开始于较低比特率，诸如3或4位。
ADC 308输出的经数字化的信号可被供给信号处理器310。信号处理器可取决于传感设备的传输能力和/或网络带宽来配置该经数字化的信号以供传输。例如，信号处理器310可为感测的信号计算总功率，并传送该总功率。可替换地，信号处理器可计算感测的信号的总功率和相位(例如信号简档)。信号处理器可以替换地或附加地作出所感测的信号是否是已许可信号的实例的判定。例如，信号处理器可确定感测的信号代表已许可使用的可能性。以下结合图4描述作出判定的技术。参考图4，判定由无线电频谱管理器212(图2)执行。然而，判定也可以或可替换地由传感设备102等执行。
信号处理器310可将经数字化的信号和/或判定与其他信号相关的信息(诸如时间戳、传感设备102的标识等)相关联，以生成传感信息112。如上结合图1讨论的，传感信息112可被发送到传感数据库108。
传感设备102的元件可以被显示在通用设备上，该通用设备包括软件、固件，和/或包括多用途处理器和/或存储的硬件的某种组合。可替换的配置可以显示为片上系统设计，其可将资源专用于所描述的元件。
注意，尽管在上面的示例中描述了特定传感器配置，但创新概念可结合许多不同传感器配置来被采用。例如，实现可用低端两位传感器来配置。其它实现可用灵敏的十六位传感器来配置。再其它配置可以在单个实现中采用多个类型的传感器(例如，单个实现中的一系列传感器能力)。例如，一个这样的实现可在一些传感设备102中采用一些低端传感器，诸如两位传感器，而在其它传感设备102中采用一些更高质量的传感器，诸如上述十六位传感器。在另一个示例中，系统可包括一系列不同的传感器类型。例如，系统可包括带有两位传感器的一些传感设备、具有四位传感器的一些传感设备、具有八位传感器的一些传感设备，和/或具有十六位传感器的一些传感设备等。
图4示出了与传感数据库108和无线电频谱管理器212的一个实现相关的另一个系统100(B)的细节。在此情况中，无线电频谱管理器212包括信号强度处理模块(SSPM)402和相关性信号处理模块(CSPM)404。
为了解释的目的，假设传感数据库108正在从传感设备102(1)、102(2)和102(3)接收分别与无线电信道51相关的传感信息112(1)、112(2)和112(3)。信号信息的经数字化的位可被信号强度处理模块402接收。该信号强度处理模块402可确定传感信息112(1)、112(2)和112(3)的经数字化的位的平均总功率。在一个情况中，信号强度处理模块可将经数字化的位的总功率分析为所感测到的信号r的绝对值平方从下限1到上限n的求和：
求和的值可为每个经数字化的信号重复为传感信息112(1)(例如所感测到的信号)的和加上传感信息112(2)的和加上传感信息112(3)的和。可接着将这个值除以信号的数量(在此情况中为三)以确定平均总功率。
平均总功率可与阈值能量级别(例如，阈值)进行比较。在一些实现中，阈值能量级别可被有目的地选为高值。例如，阈值能量级别的值可被选择成使得达到或超高该阈值能量级别创造所感测的信号是已许可信号的非常高的置信。在一个情况中，阈值能量级别可被选择成使得等于或超过阈值能量级别产生所感测的信号是已许可信号的实例的99％的置信。
无线电频谱管理器212可使用该比较作为无线电信道正被已许可用户使用的结论性证据。如此，无线电频谱管理器212可避免将信道51用于接近传感设备102(1)-102(3)的其它用途。相反，无线电频谱管理器可搜索其它信道来用。在所示的配置中，无线电频谱管理器的关于各个无线电信道的判定可被反应在信道可用性数据库406中。信道可用性数据库406基于该判定可指示各个信道是否在各个位置可用。该判定进而可以基于包括该位置和/或接近该位置的位置的平均总功率测量。进一步注意，无线电频谱管理器在作出可用性数据库406中反应出的判定时可包括其它无线电信道相关信息，诸如来自管理数据库208(图2)和其它信息210(图2)的信息。
替代或附加于使用平均总功率来确定无线电信道可用性，相关性信号处理模块404可对接收自传感设备102(1)-102(3)的与无线电信道51相关的位执行信号匹配或模式匹配。在这个示例中，相关性信号处理模块404可包括广播信号简档的副本。该副本可包括各个信道或各组信道的已许可使用的列表。例如，该列表可以特定于传感设备102所位于的地理或管理区域。例如，如果传感设备在美国，列表可从进阶电信系统委员会(ATSC)获得。在英国，列表可由广播标准委员会(BSC)提供。
对于给定区域，列表可基于使用类型包括关于信号的信息。例如，已许可的信号1可与TV广播使用相关，而已许可的信号2可与无线话筒广播使用相关。可包括任何类型的已许可使用，诸如紧急信道广播使用、空中交通信道广播使用、军用信道广播使用，和/或GPS信道广播使用等。
相关性信号处理模块404可确定来自传感设备102(1)-102(3)与无线电信道51相关的位的平均简档。在一个配置中，该技术可在分别来自每个传感设备的所感测到的信号上执行，且随后结果可被求平均。可替换地，来自各个不同传感设备的所感测到的信号可被求平均(或以其他方式组合)，并且随后平均信号可与已知已许可信号进行比较。
相关性信号处理模块404可将平均简档与各个经许可的信号进行比较以确定平均简档和已许可使用之间的相关性或相似度。换言之，相关性可指示平均的所感测到的信号是已许可信号的实例的可能性。可建立相似度阈值，使得达到或超过该相似度阈值高度指示了所感测到的使用代表已许可使用。在一些实现中，简档域的相关性值(例如相似度)可被表示为：
或在离散时间时
在这个式子中，s代表已发送位而x代表共轭。共轭用作翻转位中信号的相位。可将相关性与相似度阈值进行比较。
在一些实现中，相似度阈值可被设得非常高，使得等于或超过相似度阈值完全指示了所感测到的信号是已许可信号的实例。在相似度阈值满足(例如，所感测到的信号最终与已许可的信号匹配)的实例中，信道可被看成不可用而其它信道可被研究。在平均所感测的简档明显不匹配于任何已许可信号的情况中，无线电信道可被看成可被非已许可用户(诸如接近传感设备的无线设备110)使用。
在上面结合图3介绍的又一个配置中，传感设备可各自分析它们自己感测的信号来作出关于信号的判定。判定可接着被发送到无线电频谱管理器212，无线电频谱管理器212接着以MIMO的方式一起分析各个判定以作出最终判定。
在一些配置中，即便当合适的信道被无线电频谱管理器212结论性地标识时，无线电频谱管理器也可使得传感设备102重新采样该信道上的信号。新采样的信号可被信号强度处理模块402和相关性信号处理模块404分析，如上所述那样。无线电频谱管理器212可使得重新采样被周期性地执行和/或当一个或多个情况或参数改变时被执行。例如，无线电频谱管理器可使得在无线设备110在使用信道期间每分钟发生重新采样。可替换地或附加地，无线电频谱管理器可使得重新采样被周期性地执行，不时地被执行，和/或当情况改变时被执行。
注意在可替换配置中，传感设备102可执行上述的总功率分析和/或总功率和相位分析。传感设备可接着作出所感测到的信号是否是已许可信号的判定。传感设备可接着将它们的决定发送给无线电频谱管理器212。决定可以各种方式传达，诸如以似然率的形式。无线电频谱管理器可一起分析来自多个传感设备的决定，以作出关于特定位置(诸如无线设备110的位置)的最后判定。
从一个角度，一些实现可被认为是涉及多分辨率、可变窗口传感。多分辨率、可变窗口传感可涉及具有最多达最大窗口大小的线性降低噪声本底(linearly reduced noisefloor)的几何增长。在一个配置中，传感跨时间窗口执行。然而，取决于关于无线电信道被确认为可用(如空白)还是繁忙的决定，有效传感改变时间窗口。如果信道因TV信道而被认为繁忙，传感周期加倍，直到它到达最大周期(对于繁忙状态这可以是许多分钟)。
图5提供了另一个系统100(C)，其包括关于上面讨论中介绍的元素的更多细节。系统100(C)可包括多个设备。在所示的配置中，第一设备显示为移动无线设备502(1)，诸如智能电话、平板等。第二设备显示为无线路由器502(2)。第三设备是计算机502(3)，诸如可被显示在已定义的位置或作为基于云的资源的服务器计算机。设备502(1)和502(2)可被认为是无线设备(诸如上面结合图1－2和4描述的无线设备110)的示例。设备502(3)可类似上面结合图1－2和4描述的计算设备104。
在一些配置中，设备502(1)-502(3)可包括处理器510、存储/存储器512、通信管理器或组件514、无线电路516、蜂窝电路518、GPS电路520、接收机522，和/或发射机524。不是全部这些元素都需要出现在每个设备502中。各个设备502可替换地或附加地可包括其它元素，诸如输入/输出设备(例如，触摸、声音，和/或手势)、总线、显示器、图形卡等，为了简约起见在此不示出或讨论。当然，不是所有的设备实现都能被示出，并且，从以上和以下的描述中，其他设备实现对于本领域的技术人员而言是显见的。
如本文所使用的术语"设备"、"计算机"或"计算设备"可意味着具有某种量的处理能力和/或存储能力的任何类型的设备。处理能力可由一个或多个处理器(诸如处理器510)来提供，该一个或多个处理器可执行具有计算机可读指令形式的数据来提供功能。数据(诸如计算机可读指令)可被存储在存储上(诸如对计算机而言可以是内部或外部的存储/存储器512)。存储可包括易失性或非易失性存储器、闪存存储设备和/或光学存储设备(如CD、DVD等)以及其他中的任何一个或多个。如本文所使用的，术语"计算机可读介质"可包括信号。相反，术语“计算机可读存储介质”排除信号。计算机可读存储介质包括"计算机可读存储设备"。计算机可读存储设备的示例包括诸如RAM之类的易失性存储介质、诸如硬盘驱动器、光盘和闪存存储器之类的非易失性存储介质，以及其他。
设备的示例可包括传统的计算设备，诸如服务器、个人计算机、台式计算机、笔记本计算机、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理、平板类型计算机、移动设备、无线设备、相机、路由器，或大量不断演进或要被开发的计算设备类型中的任一。移动计算机或移动设备可以是任何类型的可由用户容易地传输并可具有自包含电源(例如，电池)的计算设备。类似地，无线设备可以是具有无需物理连接到其它设备而与它们通信的能力的任何类型的计算设备。在一些情况中，无线设备可既具有无线也具有有线能力。例如，路由器可物理连接到网络，诸如与以太网电缆，并且与各设备通过无线电信道(诸如无线电空白信道和/或Wi-Fi信道等)无线通信。
在示出的实现中，设备502(1)-502(3)配置有通用处理器510和存储/存储器512。在一些配置中，设备可包括片上系统(SOC)类型设计。在这一情况下，设备所提供的功能可被集成在单个SOC或多个耦合的SOC上。一个或多个处理器可被配置成与共享资源协调，例如存储器、存储等，和/或与一个或多个专用资源协调，如配置成执行特定具体功能的硬件块。从而，如本文是使用的术语“处理器”还可指代中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、控制器、微控制器、处理器核、或适用于在常规计算架构以及SOC设计两者中实现的其他类型的处理设备。
通信管理器514可包括上面结合图2和4描述的无线电频谱管理器212。通信管理器514可管理哪个通信机制被用在特定场景中。例如，通信管理器可确定一些数据通信可通过蜂窝机制发生而其它数据通信可通过符合Wi-Fi的机制发生。无线电频谱管理器212可标识可被通信管理器使用的无线电信道。
无线电路516可以便于通过各种无线电信道(诸如无线电空白信道、Wi-FiTM信道、蓝牙TM信道等)的通信。蜂窝电路518可被认为是与蜂窝信道相关的无线电路的子集。蜂窝电路可处理通过蜂窝数据信道和蜂窝控制信道的通信。GPS电路520可利用GPS卫星信号来计算设备的位置。
接收机522和发射机524可用作在各种信道上发送和接收数据。例如，接收机522和发射机524可被配置来操作于特定信道，诸如2.4GHz ISM频带、或5GHz UNII和ISM频带、60GHz，和/或VHF和UHF频带中的TV信道(50MHz到810MHz)等中的信道。可替换地，发射机和接收机可被配置来调谐到RF频谱中的任何信道。发射机524可被配置来在特定功率或功率范围发送。例如，发射机可被配置来以1mW或从1mW到100mW的功率范围发送。发射机对于不同信道可具有不同功率限制。例如蓝牙发送功率限制可低于TV WS功率限制。
尽管示出了离散组件或元素，但一些实施例可组合元素。例如，无线电路516可包括专用接收机和发射机而非与分开的接收机522和发射机524对接。无线电路516、蜂窝电路518、GPS电路520、接收机522和/或发射机524可以是基于硬件的或基于硬件和软件组合的。电路可利用(上面描述的)片上系统(SOC)配置。
注意到，尽管没有具体描述，但设备502(1)-502(3)中的任一者可以包括结合图3描述的用于感测无线电信道的元素。
通信管理器514可使得接收机522调谐到特定无线电信道并感测信号。通信管理器也可获取关于各个信道或各组信道的已许可信号的信息。例如，在地理区域(诸如美国或大不列颠)中，电视广播信号可具有类似简档。在这样的情况中，在评估来自TV范围中单个无线电信道的所感测到的信号时，通信管理器可利用关于‘普通的’电视广播信号的信息。
在一些配置中，单个设备(诸如设备502(1))可自主运行或半自运行以在通信中进行管理。如上所述，传感数据库108(图1－2和4)可存储在该单个设备502(1)上，诸如，在存储/存储器512(1)上。例如，设备502(1)可被用户移到新位置。设备502(1)可能希望在无线电空白信道上通信。设备可从传感设备102(图1－4)接收信号信息以标识在该位置处可用的无线电信道。
在替换配置中，设备502(3)可至少部分管理设备502(1)和/或其它设备(诸如设备502(2))。例如，设备502(3)的无线电频谱管理器212(3)可基于设备502(1)的位置评估信道相关信息(如结合图2和4讨论的)。无线电频谱管理器212(3)可将此信息发送到通信管理器514(3)。通信管理器514(3)也可发送指令给通信管理器514(1)来利用所标识的信道用于特定或普通数据通信。在一些情况中，设备502(3)可能与设备502(1)上利用的蜂窝服务的服务提供者相关联。如此，通信管理器514(3)可指令通信管理器514(1)将由蜂窝电路518(1)处理的一些数据通信卸载到所标识的各个可用无线电信道。
注意一些实现可利用关于设备的信息，诸如位置信息。任何这样的信息收集可以保护用户的安全和隐私的方式进行。可给予用户使用的通知并允许用户选择进入、选择退出，和/或定义这样的使用。在任何情况下，本发明的实现可以以将信息使用限于实现本发明的无线电信道利用概念的非常有针对性的方式利用信息的方式来完成。
方法示例
图6示出了无线电信道利用的方法600。
在602该方法可使得区域中的多个传感设备感测无线电信道。
在604该方法可获得由多个传感设备感测到的与单个无线电信道相关的信号信息。
在一些配置中，该方法也可获得与区域相关的其它信息。例如，其它信息可包括涉及该区域和第二区域之间的边界的信息。边界可被各种不同协定(诸如协约)覆盖。在一些配置中，在信号信息被多个传感设备感测之前，其它信息可被获得。在其它情况中，其它信息可以与感测并发获得或在感测之后获得。
在606该方法可一起分析来自多个传感设备的信号信息，以确定该单个无线电信道是否在区域中正被用于经许可的广播。在涉及边界的情况中，一起分析也可确定该单个无线电信道是否在第二区域中正被用于已许可广播。
图7示出了无线电信道利用的方法700。
在702，该方法可获得无线设备的位置。该位置可以是诸如可通过GPS获得的特定位置，或诸如通过蜂窝塔三角测量获得的相对位置。
在704该方法可标识接近无线设备的多个传感设备。例如，可将位置映射到数据库中位置接近的传感设备。例如，数据库可以是覆盖多个传感设备的位置并接收包括单个无线电空白信道的一组无线电空白信道的管理数据库(和/或其它数据库)。
在706该方法可获得由多个传感设备感测到的与单个无线电空白信道相关的信号信息。例如，该方法可以使得多个传感设备在获得位置后感测单个无线电空白信道。
在708该方法可一起分析来自多个传感设备的信号信息，以确定该单个无线电空白信道是否可被无线设备使用。在一些情况中，感测可持续或周期性执行。感测的速率也可取决于感测的结果。例如，被确定为不可用的无线电信道相比那些可用的而言可被更不频繁地被感测。
描述示例方法的次序并不旨在被解释为限制，并且任意数量的所描述的框或动作可以按任何次序组合以实现这些方法或替换方法。此外，该方法还可以用任何合适的硬件、软件、固件或其组合来实现，以使得计算设备可实现该方法。在一种情况下，该方法作为指令集被存储在一个或多个计算机可读存储介质上，以使得计算设备的处理器的执行使得该计算设备执行该方法。
结语
尽管已用对结构特征和/或方法动作专用的语言描述了涉及无线电信道利用的技术、方法、设备、系统等，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于所述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作是作为实现所要求保护的方法、设备、系统等的示例性形式而公开的。

Claims (14)

1.一种无线电信道利用的方法，包括：
获得无线设备的位置；
标识接近所述无线设备的多个传感设备；
获得由所述多个传感设备感测到的与单个无线电空白信道相关的信号信息；
一起分析来自所述多个传感设备的信号信息，以确定所述单个无线电空白信道是否可被处在所述位置处的所述无线设备使用；
当所述一起分析确定所述单个无线电空白信道可供使用时，就使得所述无线设备通过所述单个无线电空白信道而不是蜂窝信道来传输数据；以及
在当所述一起分析确定所述单个无线电空白信道可由所述位置处的所述无线设备使用时的实例中，使得所述多个传感设备相比于其中所述一起分析确定所述单个无线电空白信道不可由所述位置处的所述无线设备使用的另一实例更频繁地重新感测所述单个无线电空白信道。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述一起分析提供了许可使用存在于信号信息中的指示时，所述单个无线电空白信道不可由所述无线设备使用。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述指示基于来自所述多个传感设备的所述信号信息的总功率分析。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述指示基于来自所述多个传感设备的所述信号信息的总功率分析和相位分析。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得信号信息包括使得所述多个传感设备在获得所述无线设备的位置后感测所述单个无线电空白信道。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得信号信息包括使得所述多个传感设备持续地或周期性地感测所述单个无线电空白信道。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得信号信息包括访问覆盖所述多个传感设备的位置并接收包括所述单个无线电空白信道的一组无线电空白信道的管理数据库。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获得信号信息还包括使得所述多个传感设备周期性地或持续地感测所述一组无线电空白信道。
9.一种利用无线电信道的系统，包括：
传感数据库；
无线电频谱管理器；
在一区域内相互间隔开的多个传感设备，各个传感设备包括耦合到模数转换器和控制器的天线，所述天线被配置来感测无线电信道，所述控制器被配置来使得所述无线电信道上所感测的信号被所述模数转换器数字化，且经数字化的信号要被传输到所述传感数据库；
其中所述传感数据库通信地耦合到所述多个传感设备并被配置来将有关各个感测到的无线电信道的所感测的信息映射到执行所述感测的所述各个传感设备的位置以及所述各个传感设备执行所述感测的时间；以及
所述无线电频谱管理器被配置来通过一起分析所感测的信息确定在所述时间没有许可使用发生的可用无线电空白信道，并进一步被配置来使得所述区域中的无线设备通过所述无线电空白信道来传输数据以减少通过蜂窝信道的数据传输，所述无线电频谱管理器还被配置来使得所述多个感测设备中的至少一个相比于其中所述一起分析所确定所述无线电空白信道不可由所述位置处的所述无线设备使用的另一实例更频繁地重新感测所述无线电空白信道。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述传感数据库还被配置来一起分析来自所述多个传感设备的有关特定单个无线电信道的经数字化的信号，以确定所述特定单个无线电信道正如何在所述区域中被利用。
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述无线电频谱管理器还被配置来访问所述传感数据库以及与所述无线电信道相关的其它数据库，并基于来自所述传感数据库和所述其它数据库的信息控制所述传感设备。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述无线电频谱管理器还被配置来一起分析来自所述多个传感设备的有关特定单个无线电信道的经数字化的信号，以确定所述特定单个无线电信道正如何在所述区域中被利用。
13.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述无线电频谱管理器还被配置来一起分析来自所述多个传感设备的后续数字信号以标识感测到的信号的由所述无线设备贡献的一部分。
14.权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多个传感设备是相同的或所述多个传感设备是不同的。
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