WO2014094641A1

WO2014094641A1 - 一种认知无线电系统竞争频谱资源的方法和系统

Info

Publication number: WO2014094641A1
Application number: PCT/CN2013/090028
Authority: WO
Inventors: 李媛媛; 蒋成钢; 白文岭; 杨宇; 胡金玲
Original assignee: 电信科学技术研究院
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2014-06-26
Also published as: CN103888952B; CN103888952A

Abstract

本发明公开了一种认知无线电系统竞争频谱资源的方法和系统，CR系统在检测到工作频段资源上发生干扰时，通过调整本CR系统的发射参数，以迫使该工作频段资源上的其他CR系统退出该工作频点，从而在CR系统确定所使用的空白频段资源干扰发生时，不直接放弃空白频段资源，以避免干扰系统内的用户无辜的进行频谱切换，提高干扰系统性能。

Description

一种认知无线电系统竟争频谱资源的方法和系统技术领域

本发明涉及了通信技术领域，尤其是涉及了一种认知无线电系统竟争频谱资源的方法和系统。发明背景

无线电通信频谱是宝贵的自然资源，随着无线通信技术的飞快发展，频谱资源贫乏的问题日益严重，为緩解频谱资源紧张的现状，当前对无线通信频谱资源进行了监测和研究后，发现出现诸如电视频段等某些频段在大多数时间内并未使用或在大多数地域内并未使用，而某些频段出现多系统多用户同时竟争的情况，也就是出现某些业务承载量很大的系统没有足够频谱资源，另一些业务承载量不大的系统却占用太多资源的情况。认知无线电（CR, Cognitive Radio ) 系统的概念正是在这种背景下产生的，其基本思想是：在不对授权系统造成干扰的前提下， CR 系统通过监测当前无线环境的变化动态的选择空白频段进行通信。

当 CR系统机会性使用授权系统的空白频段时，保护授权系统不受干扰^ ^本前提，这种保护主要包含： CR系统准确判断出哪些授权系统的频段是可用的空白频段，在这些空白频段上引入 CR系统不会影响授权系统的正常工作；当占用频段不再可用时， CR系统需要及时的将这些频段退让给授权系统。

CR系统确定空白频谱资源的方法包括：（1 )感知方法， CR系统的基站设备通过感知算法检测某频段上授权系统信号的强度，当信号的强度大于设置的门限值时，认为该基站设备距离使用这个频段的授权系统距离过近，在此频段上引入 CR系统会对授权系统的正常工作产生影响，因此该频段不可用；（ 2 )数据库方法， CR系统从本地数据库中直接读取针对某具体位置，哪些频段作为空白频谱资源可以使用。

CR系统的应用场景主要分为两大类，第一类为机会式使用授权系统的频谱；第二类为多个 CR系统机会式使用某个频段。在第二类应用场景中，某个空白频段不隶属于任何一个系统，多个 CR系统公平的使用某个空白频段，即当某个频段空闲时即可使用，称为公平式应用场景；或按一定的优先级使用某个空白频段，即当某个优先级较高的 CR系统使用某个空白频段时，低优先级的 CR系统则需要退出相应空白频段的使用，称为非公平式应用场景。

对于第一类应用场景和第二类应用场景的非公平式应用场景，要求保障授权系统或者高优先级 CR系统的业务性能，条件为： CR系统准确判断出哪些频段是可用的空白频段，即在这些空白频段上引入该 CR系统不会影响授权系统或更高优先级的 CR系统的正常工作；当占用频段不再可用时，即授权系统或更高优先级的 CR系统出现时，该 CR系统需要及时的将这些频段退让给授权系统或更高优先级的 CR系统。

对于第二类应用场景的公平式应用场景，在接入某个频段时，目前存在如下两种方式：第一种是 listen-before-talk的方式，即在接入某个频段之前，先进行干扰测量，一旦确认该频段被占用，则放弃该频段，尝试其他频段；第二种是不进行任何测量，直接占用某个频段，当不能工作时再尝试其他频段。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

对于已经占用空白频段资源的 CR系统来说，如果发生干扰，就会直接放弃对本频段的使用。特别是对于第二类应用场景的公平式应用场景，当采用第二种方式接入的 CR系统来说，不经过任何测量直接占用某个频段显然会导致互干扰现象的发生，采用第二种方式接入的 CR系统如果直接放弃对本频段的使用。但是，当前占用空白频段资源的 CR系统当检测到干扰发生时直接放弃空白频段资源时，对该 CR系统内的用户是不公平的，该 CR系统内的用户需要无辜地进行频谱资源切换，对该 CR系统的性能带来不良影响。发明内容

本发明实施例提供一种认知无线电系统竟争频谱资源的方法，该方法能够在 CR系统确定所使用的空白频段资源干扰发生时，不直接放弃空白频段资源，以避免该 CR系统内的用户无辜的进行频谱切换，提高该 CR系统性能。

本发明实施例提供一种认证无线电系统竟争频谱资源的系统，该系统能够在 CR系统确定所使用的空白频段资源干扰发生时，不直接放弃空白频段资源，以避免该 CR系统内的用户无辜的进行频谱切换，提高该 CR系统性能。

为了达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种认知无线电系统竟争频谱资源的方法，包括：

认知无线电 CR系统作为干扰系统，占用受扰系统的工作频点； CR 系统检测所占用的工作频点上的干扰，得到第一干扰样本能量平均值，当判断第一干扰样本能量平均值不小于所设置的第一干扰门限，且小于设置的第二干扰门限时，将发射参数调整为最佳发射参数，继续占用所述工作频点；

所述第一干扰门限的设置为： CR系统的发射参数调整为检测 CR系统的干扰所使用的发射参数，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第一干扰门限；

所述第二干扰门限的设置为： CR 系统的发射参数调整为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR 系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第二干扰门限。

该方法还包括：

CR 系统确定第一干扰样本能量平均值小于所设置的第一干扰门限时，继续占用所述工作频点；

CR系统确定第一干扰样本能量平均值不小于设置的第二干扰门限，退出所述工作频点。

方法还包括：

CR 系统在等待设置的时间后，检测所占用的工作频点上的干扰，得到第二干扰样本能量平均值；

CR 系统判断第二干扰样本能量平均值是否小于所设置的第三干扰门限，如果是， CR 系统的发射参数调整为最优发射参数；否则， CR 系统退出所述工作频点；

所述第三干扰门限的设置为： CR 系统的发射参数调整为最优发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR 系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第三干扰门限。

所述 CR系统的发射参数调整为最佳发射参数为：

所述 CR系统提高网络侧的发射功率至最大发射功率；

或 /和所述 CR系统启动波束赋形技术；

或 /和所述 CR系统降低调制编码模式等级为最低等级。

所述得到第一干扰样本能量平均值或者第二干扰样本能量平均值的过程为：

所述 CR系统在预设测量时间内检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到所述预设测量时间内的多个采样点的信号功率，并对所述多个采样点的信号功率进行平滑处理，得到第一干扰样本能量平均值或者第二干扰样本能量平均值。

所述干扰系统对所述多个采样点的信号功率进行平滑处理，具体包括：

所述干扰系统通过如下公式进行平滑处理：

P— mean = 1 ~ (∑∑ ) ·

∑n_t ，其中，表示第 i个检测周期的采样点个数，表示在第 i个检测周期内，第 j个采样点的信号功率， N表示检测周期的数量。

一种认知无线电系统竟争频谱资源的系统，包括：

干扰检测单元，用于占用受扰系统的工作频点；以及检测所占用的工作频点上的干扰，得到第一干扰样本能量平均值；

第一干扰门限设置单元，用于将 CR系统的发射参数调整为检测 CR 系统的干扰所使用的发射参数，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR系统无法工作，利用所指定的干扰强度设置第一干扰门限；

第二干扰门限设置单元，用于 CR系统的发射参数调整为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR 系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第二干扰门限；干扰判断单元，用于判断第一干扰样本能量平均值是否不小于所设置的第一干扰门限，且小于设置的第二干扰门限；

发射参数调整单元，用于当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值不小于所设置的第一干扰门限，且小于设置的第二干扰门限时，将发射参数调整为最佳发射参数，继续占用所述工作频点。

还包括干扰处理单元，用于当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值小于所设置的第一干扰门限时，对发射参数不调整，继续占用所述工作频点；当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值不小于设置的第二干扰门限时，退出工作频点。

还包括：第三干扰门限设置单元，用于 CR系统的发射参数调整为最优发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR 系统能够工作，否则， CR 系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第三干扰门限；

干扰检测单元，还用于在等待设置的时间后检测所占用的工作频点上的干扰，得到第二干扰样本能量平均值；

干扰判断单元，还用于判断第二干扰样本能量平均值是否小于所设置的第三干扰门限；

发射参数调整单元，还用于当干扰判断单元判断第二干扰样本能量平均值小于所设置的第三干扰门限，将 CR系统的发射参数调整为最优发射参数；

干扰处理单元，还用于当干扰判断单元判断第二干扰样本能量平均值不小于所设置的第三干扰门限，退出工作频点。

所述发射参数调整单元，具体用于通过如下方式之一或任意组合将 CR系统的发射参数调整为最佳发射参数：

提高网络侧的发射功率至最大发射功率；

启动波束赋形技术；

降低调制编码模式等级为最低等级。

所述干扰检测单元，具体用于在预设测量时间内检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到所述预设测量时间内的多个采样点的信号功率，并对所述多个采样点的信号功率进行平滑处理，得到第一干扰样本能量平均值或者第二干扰样本能量平均值。

所述干扰检测单元，进一步用于通过如下公式进行平滑处理：

P _ mean ^— ~ ·

一种认知无线电系统竟争频谱资源的系统，包括：中央处理单元及存储单元，其中，

中央处理单元，用于将 CR系统的发射参数调整为检测 CR系统的干扰所使用的发射参数，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR 系统能够工作，否则， CR 系统无法工作，利用所指定的干扰强度设置第一干扰门限，存储到存储单元中；

用于将 CR系统的发射参数调整为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第二干扰门限，存储到存储单元中；

用于占用受扰系统的工作频点；检测所占用的工作频点上的干扰，得到第一干扰样本能量平均值；判断第一干扰样本能量平均值是否不小于存储单元存储的第一干扰门限，且小于存储单元存储的第二干扰门限，如果是，将发射参数调整为最佳发射参数，继续占用所述工作频点；存储单元，用于存储第一干扰门限及第二干扰门限。

所述中央处理单元，还用于当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值小于所设置的第一干扰门限时，对发射参数不调整，继续占用所述工作频点；当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值不小于设置的第二干扰门限时，退出工作频点。

所述中央处理单元，用于 CR系统的发射参数调整为最优发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR 系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第三干扰门限，存储在存储单元中；在等待设置的时间后检测所占用的工作频点上的干扰，得到第二干扰样本能量平均值；判断第二干扰样本能量平均值是否小于存储单元存储的第三干扰门限，如果是，将 CR系统的发射参数调整为最优发射参数；如果否，退出工作频点；

所述存储单元，还用于存储第三干扰门限。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：本发明实施例中， CR系统在检测到工作频段资源上发生干扰时，通过调整本 CR系统的发射参数，以迫使该工作频段资源上的其他 CR系统退出该工作频点，从而在 CR系统确定所使用的空白频段资源干扰发生时，不直接放弃空白频段资源，以避免干扰系统内的用户无辜的进行频谱切换，提高干扰系统性能。附图简要说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作筒单地介绍，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是本发明实施例提供的一种 CR系统竟争频谱资源的方法流程图；

图 2是本发明实施例一提供的一种认知无线电系统竟争频谱资源的方法流程示意图；图 3是本发明实施例三提供的一种认知无线电系统竟争频谱资源的 CR系统的结构示意图。实施本发明的方式下面将结合本发明中的附图，对本发明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的一部分实施例，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。

从背景技术可以看出，在 CR系统确定所使用的空白频段资源干扰发生时，直接放弃空白频段资源，使得该 CR系统内的用户无辜的进行频谱切换，是该 CR系统的性能不好的原因。为了克服这个问题，本发明 CR系统在检测到工作频段资源上发生干扰时，通过调整本 CR系统的发射参数，以迫使该工作频段资源上的其他 CR系统退出该工作频点，而本 CR系统不直接进行频段资源的切换。

图 1是本发明实施例提供的一种 CR系统竟争频谱资源的方法流程图，其具体步骤为：

步骤 101、 CR系统作为干扰系统，占用受扰系统的工作频点；在本步骤中， CR 系统在占用受扰系统的工作频点的信道时，可以不进行干扰检测；

步骤 102、 CR系统检测所占用的工作频点上的干扰，得到第一干扰样本能量平均值；

步骤 103、 CR系统判断第一干扰样本能量平均值是否不小于所设置的第一干扰门限，且小于设置的第二干扰门限，如果是，则执行步骤 104; 如果否，则执行步骤 105; 所述第一干扰门限的设置为： CR系统的发射参数调整为检测 CR系统的干扰所使用的发射参数，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第一干扰门限；

所述第二干扰门限的设置为： CR 系统的发射参数调整为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR 系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第二干扰门限；步骤 104、 CR系统将发射参数调整为最佳发射参数，继续占用所述工作频点；

步骤 105、 CR系统确定第一干扰样本能量平均值是否小于所设置的第一干扰门限，如果是，则执行步骤 106; 如果否，则不小于设置的第二干扰门限，执行步骤 107;

步骤 106、 CR系统对发射参数不调整，继续占用所述工作频点；步骤 107、 CR系统退出所述工作频点。

在本发明中，当执行完步骤 104之后，该方法还包括：

在等待设置的时间后， CR 系统检测所占用的工作频点上的干扰，得到第二干扰样本能量平均值，判断第二干扰样本能量平均值是否小于所设置的第三干扰门限，如果是， CR系统的发射参数调整为最优发射参数；如果否，则 CR系统退出所述工作频点；

以下举几个实施例进行详细说明。

实施例一

本发明实施例一提供一种 CR系统竟争频谱资源的方法，本发明实施例中，假设已经占用某频点的系统为受扰系统，该频点也就是信道，该频点为受扰系统的工作频点，另一个接入该频点的 CR系统为干扰系统，也就是本发明所提出的 CR系统。其中，受扰系统在工作频点，如频点 fl上工作时，干扰系统在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，在受扰系统的工作频点上开始工作；如图 2所示，该方法包括以下步骤：

步骤 201 , 干扰系统在未对工作频点进行干扰检测的情况下，直接占用工作频点，并在工作频点上工作。

在本步骤中，占用工作频点实际上就是占用该工作频点的信道；在本步骤中，对工作频点为受扰系统的工作频点。

步骤 202, 干扰系统检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值。

本发明实施例中，在干扰检测过程中，为了避免本干扰系统信号对测量带来干扰，需要设置测量时间，也就是预设测量时间，并在预设测量时间内检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，且在预设测量时间内，干扰系统需要停止在该工作频点上的所有传输，在预设测量时间结束之后，干扰系统需要恢复在该工作频点上的所有传输；基于此，干扰系统检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值包括：干扰系统在预设测量时间内检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，得到预设测量时间内的多个采样点的信号功率，即多个检测样本，并对多个采样点的信号功率进行平滑处理，得到第一干扰样本能量平均值。

本发明实施例中，干扰系统对多个采样点的信号功率进行平滑处理，可以为对一个检测周期内得到的工作频点上的多个采样点的信号功率进行平滑处理；或者，为对多个检测周期内得到的工作频点上的多个采样点的信号功率进行平滑处理；例如：检测周期为 20ms, 每 20ms期间，利用 X ms 完成一次工作频点上的检测，第一种方式是只对 20ms 内的检测样本进行平滑统计；第二种方式是对多个 20ms的检测样本进行平滑统计。

进一步的，干扰系统对多个采样点的信号功率进行平滑处理，具体包括：干扰系统通过如下公式对多个采样点的信号功率进行平滑处理：

P— mean = 1 ~ (∑∑ ) ·

∑n_t ，在上述公式中，表示第 i个检测周期的采样点个数，表示在第 i个检测周期内，第 j个采样点的信号功率， N表示检测周期的数量，且 N为正整数。

步骤 203 , 干扰系统判断第一干扰样本能量平均值是否小于预设第一干扰门限；当第一干扰样本能量平均值小于预设第一干扰门限时，执行步骤 204; 当第一干扰样本能量平均值不小于预设第一干扰门限时，执行步骤 205。

本发明实施例中，所述预设第一干扰门限的设置方式具体包括但不限于：当干扰系统调整本干扰系统的发射参数为检测本干扰系统的干扰情况时所使用的发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则可以利用指定干扰强度设置预设第一干扰门限。

步骤 204, 干扰系统确定本干扰系统继续在工作频点上工作。

本发明实施例中，当第一干扰样本能量平均值小于预设第一干扰门限时，则该干扰系统可以适度调整发射参数，并继续在工作频点上以最匹配的发射参数工作；其中，该干扰系统适度调整发射参数具体包括：干扰系统根据干扰情况选择恰当发射参数进行工作，此时发射功率不需要调整到最大允许的发射功率值，也不一定需要降低调制编码模式等级等。

步骤 205 , 干扰系统判断第一干扰样本能量平均值是否小于预设第二干扰门限；当第一干扰样本能量平均值小于预设第二干扰门限时，执行步骤 206; 当第一干扰样本能量平均值不小于预设第二干扰门限时，执行步骤 207。

本发明实施例中，上述预设第二干扰门限的设置方式具体包括但不限于：在干扰系统调整本干扰系统的发射参数为最佳发射参数，例如发射功率调整到最大，和 /或，启动波束赋形技术，和 /或，降低调制编码模式等级为最低等时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则可以利用指定干扰强度设置预设第二干扰门限。

步骤 206, 干扰系统调整本干扰系统的发射参数，并继续在工作频点上工作。

本发明实施例中，干扰系统调整本干扰系统的发射参数具体包括但不限于：干扰系统通过如下方式之一或任意组合将本干扰系统的发射参数调整为最佳发射参数：干扰系统提高网络侧的发射功率至最大发射功率；干扰系统启动波束赋形技术；干扰系统降低调制编码模式等级为最低等级等。

进一步地，干扰系统在提高网络侧的发射功率至最大发射功率和 / 或启动波束赋形技术时，该干扰系统可以通过广播信道等公共信道将相应信息广播给用户设备；此外，干扰系统在降低调制编码模式等级为最低等级时，该干扰系统可以通过专用信令将相应信息直接通知给用户设备。

步骤 207, 干扰系统退出工作频点，并转移到备用频点上工作。在步骤 206之后，本发明实施例中，干扰系统从调整本干扰系统的发射参数开始，在预设等待时间之后，检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，得到第二干扰样本能量平均值，并比较第二干扰样本能量平均值与预设第三干扰门限；当第二干扰样本能量平均值小于预设第三干扰门限时，该干扰系统根据当前干扰情况调整本干扰系统的发射参数，并继续在工作频点上工作；当第二干扰样本能量平均值不小于预设第三干扰门限时，此时干扰系统需要一直以最佳发射参数维持工作，增加了能量消耗，因此该干扰系统需要退出工作频点，并转移到备用频点上工作。

本发明实施例中，上述预设第三干扰门限的设置方式具体包括但不限于：在干扰系统调整本干扰系统的发射参数为使本干扰系统性能最优，即干扰系统继续提升发射参数进行工作时，对干扰系统将造成较大的损耗，损耗可以为能量损耗或设备损耗等，此时干扰系统获得的收益，收益可以为系统容量，系统吞吐量，掉话率或接入用户数等，远低于付出的发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，可以利用指定干扰强度设置预设第三干扰门限。

在采用上述方式设置预设第三干扰门限之后，通过上述步骤，即当第二干扰样本能量平均值小于预设第三干扰门限时，本干扰系统继续在工作频点上工作；当第二干扰样本能量平均值不小于预设第三干扰门限时，本干扰系统需要退出工作频点，从而可以保证本干扰系统性能最优。本发明实施例中，在干扰检测过程中，为了避免本干扰系统信号对测量带来干扰，需要设置预设测量时间，并在预设测量时间内检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，且在预设测量时间内，干扰系统需要停止在该工作频点上的所有传输，在预设测量时间结束之后，干扰系统需要恢复在该工作频点上的所有传输；基于此，干扰系统检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，得到第二干扰样本能量平均值包括：干扰系统在预设测量时间内检测本干扰系统在工作频点上的干扰情况，得到预设测量时间内的多个采样点的信号功率，即多个检测样本，并对多个采样点的信号功率进行平滑处理，得到第二干扰样本能量平均值。

进一步地，干扰系统对多个采样点的信号功率进行平滑处理，具体包括：干扰系统通过如下公式对多个采样点的信号功率进行平滑处理：

P— mean = 1 ~ (∑∑ ) ·

∑n_t ，在上述公式中，表示第 i个检测周期的采样点个数，表示在第 i个检测周期内，第 j个采样点的信号功率， N表示检测周期的数量， N 为正整数。

综上所述，本发明实施例中，干扰系统在检测到工作频点上发生干扰时，通过调整本干扰系统的发射参数，以迫使受扰系统退出该工作频点，从而可避免干扰系统内的用户无辜的进行频谱切换，并可提高干扰系统的系统性能。

实施例二

以下结合具体的应用场景对本发明实施例进行详细说明。在本发明实施例的应用场景中，认知无线电系统 CRS1和 CRS2公平共享频段 X, 频段 X上共有三个频点，且三个频点分别为 fl, f2, f3。

殳当前正常工作的系统为 CRS1, 即受扰系统，工作频点为 fl, 第一备用频点为 f2, 基站设备最大发射功率为 P_base_CRSl, 用户设备最大允许发射功率为 P_UE_CRS1, 下行调制编码模式等级分为三种，分别为调制编码模式 (MCS, Modulation and Coding Style, )等级 1, MCS等级 2和 MCS等级 3, MCS等级 1低于 MCS等级 2, MCS等级 2低于 MCS等级 3, 且高等级的调制编码模式，其采用的编码率更低，调制方式更高阶； CRS1 中工作的某 UE的下行业务的调制编码模式等级为 MCS等级 3。

假设未经检测直接占用 CRS1的工作频点 fl的系统为 CRS2, 也就是干扰系统， CRS2 的第一备用频点为 f2, 基站设备最大发射功率为 P_base_CRS2, 用户设备最大允许发射功率为 P_UE_CRS2, 下行调制编码模式等级分为三种，分别为 MCS等级 1, MCS等级 2和 MCS等级 3, MCS等级 1低于 MCS等级 2, MCS等级 2低于 MCS等级 3,且高等级的调制编码模式，其采用的编码率更低，调制方式更高阶； CRS2 中工作的某用户设备的下行业务的调制编码模式等级为 MCS等级 3。

在上述应用场景下， CRS2的处理机制如下：

对应于上述步骤 201 , CRS2在未对 fl进行干扰检测的情况下， CRS2 直接占用 fl的信道，并在 fl上进行工作。对应于上述步骤 202, CRS2在工作过程中，检测 fl上的干扰情况，得到测量时间内的多个采样点的信号功率，假设一个检测周期内 fl上的采样点为 nl 个；通过对多个采样点的信号功率进行平滑处理，得到第一干扰样本能量平均值。

具体的， CRS2利用如下公式对 nl个采样点进行平滑处理，得到 fl 上的第一干扰样本能量平均值： P— , = 其中，当只选取了一个检测周期内的采样点的信号功率时，则 N=l , 且上述公式筒化为

为每个采样点上的信号功率。

对应于上述步骤 203-步骤 207, CRS2 比较第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限；当第一干扰样本能量平均值小于预设第一干扰门限时， CRS2可以适度调整发射参数，并继续在 fl上以最匹配的发射参数工作；且 CRS2调整发射参数具体包括： CRS2根据干扰情况选择恰当发射参数进行工作，此时发射功率不需要调整到最大允许的发射功率值，也不一定需要降低调制编码模式等级等；例如， CRS2根据干扰情况， UE仍可使用 MCS等级 3, 但是由于 UE向基站设备方向移动了，降低其发射功率为 P_UE。

当第一干扰样本能量平均值不小于预设第一干扰门限时， CRS2 比较第一干扰样本能量平均值与预设第二干扰门限；当第一干扰样本能量平均值不小于预设第二干扰门限时， CRS2 退出工作频点，并转移到第一备用频点上工作。当第一干扰样本能量平均值小于预设第二干扰门限时， CRS2调整 CRS2发射参数为最佳发射参数，比如：发射功率调整到最大，和 /或，启动波束赋形技术，和 /或，降低调制编码模式等级为最低等，并继续在 fl上工作。进一步地， CRS2从调整发射参数为最佳发射参数开始，需要在预设等待时间之后 CRS2检测 fl上的干扰情况，得到测量时间内的多个采样点的信号功率，假设一个检测周期内 fl上的采样点为 nl个；通过对多个采样点的信号功率进行平滑处理，得到第二干扰样本能量平均值。具体地说， CRS2利用如下公式进行平滑处理，得到 fl上的第二干扰样本能量平均值： P_ m d Pi ., 其中，当只选取了一个检测周

期内的采样点的信号功率时，则 Ν=1 , 且上述公式筒化为

1 nl

P— mean -― (^ ) p

n^l ^ ^J , ^j为每个采样点上的信号功率。

之后， CRS2 比较第二干扰样本能量平均值与预设第三干扰门限；当第二干扰样本能量平均值不小于预设第三干扰门限时， CRS2需要一直以最佳发射参数维持工作，增加了能量消耗，因此 CRS2需要退出 fl , 并转移到第一备用频点上工作；当第二干扰样本能量平均值小于预设第三干扰门限时， CRS2根据当前干扰情况调整发射参数，并继续在 fl上以最匹配的发射参数进行工作；调整发射参数的方法与当前通用方法类似，如 UE与基站设备之间距离变近时，可调小 UE的发射功率，调高数据业务的调制编码模式等级等。

实施例三

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种认知无线电系统中竟争频谱的干扰系统，如图 3所示，该系统包括：

干扰检测单元 11 , 用于占用受扰系统的工作频点；以及检测所占用的工作频点上的干扰，得到第一干扰样本能量平均值；

第一干扰门限设置单元 110, 用于将 CR系统的发射参数调整为检测 CR系统的干扰所使用的发射参数，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR系统无法工作，利用所指定的干扰强度设置第一干扰门限；

第二干扰门限设置单元 ill , 用于 CR系统的发射参数调整为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR 系统能够工作，否则， CR 系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第二干扰门限；

干扰判断单元 12,用于判断第一干扰样本能量平均值是否不小于所设置的第一干扰门限，且小于设置的第二干扰门限；

发射参数调整单元 14, 用于当干扰判断单元 12判断第一干扰样本能量平均值不小于所设置的第一干扰门限，且小于设置的第二干扰门限时，将发射参数调整为最佳发射参数，继续占用所述工作频点。

在该实施例中，还包括干扰处理单元 13, 用于当干扰判断单元 12 判断第一干扰样本能量平均值小于所设置的第一干扰门限时，对发射参数不调整，继续占用所述工作频点；当干扰判断单元 12判断第一干扰样本能量平均值不小于设置的第二干扰门限时，退出工作频点。

在该实施例中，还包括：第三干扰门限设置单元 112, 用于 CR系统的发射参数调整为最优发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第三干扰门限；

干扰检测单元 11 ,还用于在等待设置的时间后检测所占用的工作频点上的干扰，得到第二干扰样本能量平均值；

干扰判断单元 12,还用于判断第二干扰样本能量平均值是否小于所设置的第三干扰门限；

发射参数调整单元 14, 还用于当干扰判断单元 12判断第二干扰样本能量平均值小于所设置的第三干扰门限，将 CR系统的发射参数调整干扰处理单元 13, 还用于当干扰判断单元 12判断第二干扰样本能量平均值不小于所设置的第三干扰门限，退出工作频点。

举具体例子进行说明。

干扰检测单元 11 ,用于在未对受扰系统的工作频点进行干扰检测的情况下，占用所述工作频点的信道，并在所述工作频点上工作；以及，检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第一干扰样本能量平均值；

干扰判断单元 12,用于比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第一干扰门限；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第一干扰门限时，比较所述第一干扰样本能量平均值与预设第二干扰门限；干扰处理单元 13,用于当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第一干扰门限时，确定本干扰系统继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第二干扰门限时，确定继续在所述工作频点上工作；当所述第一干扰样本能量平均值不小于所述预设第二干扰门限时，退出所述工作频点；

发射参数调整单元 14,用于当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第二干扰门限时，调整本干扰系统的发射参数。

所述干扰处理单元 13 对所述预设第一干扰门限的设置方式为：当所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数为检测本干扰系统的干扰情况时所使用的发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第一干扰门限。

所述干扰处理单元 13 对所述预设第二干扰门限的设置方式为：当所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第二干扰门限。

所述发射参数调整单元 14,具体用于当所述第一干扰样本能量平均值小于所述预设第二干扰门限时，通过如下方式之一或任意组合将本干扰系统的发射参数调整为最佳发射参数：

提高网络侧的发射功率至最大发射功率；

启动波束赋形技术；

降低调制编码模式等级为最低等级。

所述干扰检测单元 11 , 还用于从调整本干扰系统的发射参数开始，在预设等待时间之后，检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到第二干扰样本能量平均值；

所述干扰判断单元 12,还用于比较所述第二干扰样本能量平均值与预设第三干扰门限；

所述发射参数调整单元 14,还用于当所述第二干扰样本能量平均值小于所述预设第三干扰门限时，根据当前干扰情况调整本干扰系统的发射参数；

所述干扰处理单元 13,还用于当所述第二干扰样本能量平均值小于所述预设第三干扰门限时，继续在所述工作频点上工作；当所述第二干扰样本能量平均值不小于所述预设第三干扰门限时，退出所述工作频点。

所述干扰处理单元 13 对所述预设第三干扰门限的设置方式为：在所述干扰系统调整本干扰系统的发射参数为使本干扰系统性能最优的发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下能够工作，且在当前干扰强度大于指定干扰强度时，所述干扰系统在当前干扰强度下不能够工作，则利用所述指定干扰强度设置所述预设第三干扰门限。

所述干扰检测单元 11 ,具体用于在预设测量时间内检测本干扰系统在所述工作频点上的干扰情况，得到所述预设测量时间内的多个采样点的信号功率，并对所述多个采样点的信号功率进行平滑处理，得到第一干扰样本能量平均值或者第二干扰样本能量平均值。

所述干扰检测单元 11 , 进一步用于通过如下公式进行平滑处理：

P— mean = 1 ~ (∑∑ ） ·

其中，本发明系统的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

实施例四

本发明实施例还提供一种认知无线电系统竟争频谱资源的系统，包括：中央处理单元及存储单元，其中，

用于将 CR系统的发射参数调整为最佳发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第二干扰门限，存储到存储单元中；用于占用受扰系统的工作频点；检测所占用的工作频点上的干扰，得到第一干扰样本能量平均值；判断第一干扰样本能量平均值是否不小于存储单元存储的第一干扰门限，且小于存储单元存储的第二干扰门限，如果是，将发射参数调整为最佳发射参数，继续占用所述工作频点；存储单元，用于存储第一干扰门限及第二干扰门限。

在该实施例中，所述中央处理单元，还用于当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值小于所设置的第一干扰门限时，对发射参数不调整，继续占用所述工作频点；当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值不小于设置的第二干扰门限时，退出工作频点。

在该实施例中，所述中央处理单元，用于 CR系统的发射参数调整为最优发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR 系统能够工作，否则， CR 系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第三干扰门限，存储在存储单元中；在等待设置的时间后检测所占用的工作频点上的干扰，得到第二干扰样本能量平均值；判断第二干扰样本能量平均值是否小于存储单元存储的第三干扰门限，如果是，将 CR系统的发射参数调整为最优发射参数；如果否，退出工作频点；

所述存储单元，还用于存储第三干扰门限。

上述本发明提供的方案可以对于第二类应用场景的公平式应用场景，当采用第二种方式接入的 CR系统，不经过任何测量直接占用某个频段显然会导致互干扰现象的发生时进行，也可以对于已经占用空白频段资源的 CR系统发生干扰时进行，这里不再限定。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

权利要求书

1、一种认知无线电系统竟争频谱资源的方法，其特征在于，包括：认知无线电 CR系统作为干扰系统，占用受扰系统的工作频点； CR 系统检测所占用的工作频点上的干扰，得到第一干扰样本能量平均值，当判断第一干扰样本能量平均值不小于所设置的第一干扰门限，且小于设置的第二干扰门限时，将发射参数调整为最佳发射参数，继续占用所述工作频点；

2、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

3、如权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于，该方法还包括： CR 系统在等待设置的时间后，检测所占用的工作频点上的干扰，得到第二干扰样本能量平均值；

CR 系统判断第二干扰样本能量平均值是否小于所设置的第三干扰门限，如果是， CR 系统的发射参数调整为最优发射参数；否则， CR 系统退出所述工作频点；所述第三干扰门限的设置为： CR 系统的发射参数调整为最优发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR 系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第三干扰门限。

4、如权利要求 3所述的方法，其特征在于，所述 CR系统的发射参数调整为最佳发射参数为：

所述 CR系统提高网络侧的发射功率至最大发射功率；

或 /和所述 CR系统启动波束赋形技术；

或 /和所述 CR系统降低调制编码模式等级为最低等级。

5、如权利要求 3 所述的方法，其特征在于，所述得到第一干扰样本能量平均值或者第二干扰样本能量平均值的过程为：

6、如权利要求 5 所述的方法，其特征在于，所述干扰系统对所述多个采样点的信号功率进行平滑处理，具体包括：

所述干扰系统通过如下公式进行平滑处理：

P— mean = 1 ~ (∑∑ ） ·

7、一种认知无线电系统竟争频谱资源的系统，其特征在于，包括：干扰检测单元，用于占用受扰系统的工作频点；以及检测所占用的工作频点上的干扰，得到第一干扰样本能量平均值；第一干扰门限设置单元，用于将 CR系统的发射参数调整为检测 CR 系统的干扰所使用的发射参数，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR系统无法工作，利用所指定的干扰强度设置第一干扰门限；

8、如权利要求 7所述的系统，其特征在于，还包括干扰处理单元，用于当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值小于所设置的第一干扰门限时，对发射参数不调整，继续占用所述工作频点；当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值不小于设置的第二干扰门限时，退出工作频点。

9、如权利要求 7或 8所述的系统，其特征在于，还包括：第三干扰门限设置单元，用于 CR系统的发射参数调整为最优发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第三干扰门限；

干扰判断单元，还用于判断第二干扰样本能量平均值是否小于所设置的第三干扰门限；发射参数调整单元，还用于当干扰判断单元判断第二干扰样本能量平均值小于所设置的第三干扰门限，将 CR系统的发射参数调整为最优发射参数；

10、如权利要求 9所述的干扰系统，其特征在于，

提高网络侧的发射功率至最大发射功率；

启动波束赋形技术；

降低调制编码模式等级为最低等级。

11、如权利要求 9所述的干扰系统，其特征在于，

12、如权利要求 11所述的干扰系统，其特征在于，

P— mean = 1 ~ (∑∑ ) ·

13、一种认知无线电系统竟争频谱资源的系统，其特征在于，包括：中央处理单元及存储单元，其中，中央处理单元，用于将 CR系统的发射参数调整为检测 CR系统的干扰所使用的发射参数，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR 系统能够工作，否则， CR 系统无法工作，利用所指定的干扰强度设置第一干扰门限，存储到存储单元中；

14、如权利要求 13所述的系统，其特征在于，所述中央处理单元，还用于当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值小于所设置的第一干扰门限时，对发射参数不调整，继续占用所述工作频点；当干扰判断单元判断第一干扰样本能量平均值不小于设置的第二干扰门限时，退出工作频点。

15、如权利要求 13所述的系统，其特征在于，所述中央处理单元，用于 CR系统的发射参数调整为最优发射参数时，在当前干扰强度不大于指定干扰强度时， CR系统能够工作，否则， CR系统无法工作，则利用所指定的干扰强度设置第三干扰门限，存储在存储单元中；在等待设置的时间后检测所占用的工作频点上的干扰，得到第二干扰样本能量平均值；判断第二干扰样本能量平均值是否小于存储单元存储的第三干扰门限，如果是，将 CR系统的发射参数调整为最优发射参数；如果否，退出工作频点；所述存储单元，还用于存储第三干扰门限。