專利名稱：頻譜檢測方法和系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信系統，特別涉及頻譜檢測方法和系統。
背景技術：
目前，230MHz頻段主要應用于數傳電臺承擔遠程的數據采集工作，因提供的速率很低只能用于一些簡單的通信應用，無法滿足智能電網和傳感網日益增長的業務需求。而根據國家電網未來的規劃，需要尋找一種新的寬帶通信技術，以滿足其配網自動化、負荷管理、用電信息采集、智能電網用戶服務、應急搶修、特殊區域視頻監控六大領域的業務需求。隨著通信技術的發展，普天公司基于TD-LTE技術的230MHz頻段產品為上述需求提供了較好的解決方案，該產品繼承OFDM的正交多子載波傳輸獨特的信道相對平坦和信道碼間串擾比較小的優點，并創新地發揮了 OFDMA系統的易擴展性，頻率選擇性，調度靈活性等，以及創造性的吸收了載波聚合，頻譜感知等先進通訊理念，構成了新一代低功耗，高頻譜利用率，高可靠性的靈活的多業務通信系統，最大程度地滿足電力負荷監控系統的業務要求，同時為國家電網下一代網絡規劃提供了堅實的技術積累和應用示范。圖1示出了現有230MHz的分布示意圖。在圖1中的各豎線為國網公司230MHz頻段授權的頻點，其為離散分布的，總數為40。在國網公司授權的40個頻點中可能存在傳統的230電臺，該電臺與現有的TD-LTE230系統可能存在相互干擾的問題，而且在實際應用中，也可能存在系統頻譜資源不足的問題。另外，干擾電臺可能是局部干擾，也可能是全局干擾，需要對干擾位置以及范圍進行區分。基于此，就需要頻譜檢測，而在無線通信系統比如LTE、2G、3G等通信系統中，頻譜檢測通常需要額外利用頻譜檢測儀或者其他設備參與，這樣會導致頻譜檢測結果很難進入無線通信系統；并且，由于頻譜檢測需要額外的頻譜監測儀或設備，會導致頻譜檢測成本較高，實現方案復雜。
發明內容
本發明提供了頻譜檢測方法和系統，以避免由于額外利用頻譜檢測儀或者其他設備參與頻譜檢測所帶來的技術問題。本發明提供的技術方案包括一種頻譜檢測方法，包括A，確定頻譜感知終端的位置；B，基站調度區域中的頻譜感知終端按照該區域對應的頻譜檢測策略對該區域的頻譜進行檢測，獲取頻譜感知終端上報的檢測結果，并根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。一種頻譜檢測系統，該系統包括位置確定設備、基站和頻譜檢測終端；其中，所述位置確定設備用于確定頻譜感知終端的位置；所述基站用于調度區域中的頻譜感知終端按照該區域對應的頻譜檢測策略對該區域的頻譜進行檢測，獲取頻譜感知終端上報的檢測結果，并根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。由以上技術方案可以看出，本發明并非額外利用頻譜檢測儀或其他設備進行頻譜檢測，而是直接利用現有的頻譜感知終端全面、準確地獲取本小區內的頻譜信息，得到不同地理位置的頻譜狀態，并能夠做到全網覆蓋；進一步地，本發明通過確定頻譜感知終端的位置，能夠便于基站更好地進行調度。
圖1示出了現有230MHz的分布示意圖；圖2為本發明實施例提供的方法流程圖；圖3a為本發明實施例應用的組網示意圖；圖3b為本發明實施例中終端分布示意圖；圖4為本發明實施例中基站的共同覆蓋區示意圖；圖5為本發明實施例提供的步驟101的第一實現流程圖；圖6為本發明實施例提供的兩個鄰小區基戰為焦點的雙曲線示意圖；圖7為本發明實施例提供的N個鄰小區基戰為焦點的雙曲線示意圖；圖8為本發明實施例提供的步驟101的第二實現流程圖；圖9為本發明實施例提供的終端區域示意圖；圖10為本發明實施例提供的終端確定位置示意圖；圖11為本發明實施例提供的步驟102實現流程圖；圖12為本發明實施例提供的第二頻譜檢測策略流程圖；圖13為本發明實施例提供的系統結構圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。本發明提供的頻譜檢測方法流程包括圖1所示的步驟參見圖2，圖2為本發明實施例提供的方法流程圖。如圖2所示，該流程可包括以下步驟步驟201，確定頻譜感知終端的位置。步驟202，基站調度區域中的頻譜感知終端按照該區域對應的頻譜檢測策略對該區域的頻譜進行檢測，獲取頻譜感知終端上報的檢測結果，并根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。下面對上述步驟201和步驟202的具體實現進行詳細描述在描述步驟201和步驟202的具體實現之前，先對小區覆蓋、終端覆蓋進行描述在無線通信系統中，為提高頻譜資源利用率，通常采用扇區組網方式。S卩，一個小區劃分為3個120度的扇區(記為組網I)或者劃分為6個60度 的扇區(記為組網2)。其中，組網2具體如圖3a所示，組網I原理類似，不再贅述。圖3a所示的組網具體到終端分布，可如圖3b所示。從圖3b可以看出，每一終端比如終端1、終端2、終端3或終端4均附著對應的基站，并能接收到來自鄰小區基站發射的信號、以及檢測鄰小區的功率。其中，終端可以通過信號的頻率資源或者擾碼(3G)來區分鄰小區的基站。例如，圖3b中，假如終端I附著A小區中的基站，但同時可以接收到B小區和C小區中基站發射的信號。需要說明的是，各個小區的基站可以有共同的覆蓋區，圖4示出了 A小區、B小區、C小區的共同覆蓋區。基于上面描述的每個小區的終端能接收到鄰小區基站發射的信號，并能根據該信號檢測出鄰小區功率。而當信號在空間傳播時，遵守一定的信號傳播模型，并且，該信號的功率通常按傳輸距離的4次方進行衰減。國際通用的信號傳播模型包括奧村(Okumura-Hata)模型和cost_231Hata模型。這兩個模型分別適用于宏小區(比如小區半徑大于I公里的小區)與蜂窩小區(比如小區半徑小于I公里的小區)。通過對上述兩個信號傳播模型的分析可以得到終端檢測到鄰小區功率與信號傳播距離存在一個確定的統計關系。通常可以認為檢測到的鄰小區功率越大，終端與該鄰小區中基站的距離越近的概率越大。也就是說，通過終端檢測鄰小區功率的大小，可以確認終端與鄰小區中基站距離的概率空間。基于上面描述，則步驟101的實現可采用兩種方式，下面一一描述方式1:
參見圖5，圖5為本發明實施例提供的步驟101的第一實現流程圖。本流程的核心思想為通過終端測量并上報鄰小區的相對功率至基站，由基站確定各個頻譜感知終端的位置。如圖5所示，該流程可包括以下步驟步驟501，基站下發小區功率檢測指令。在無線通信系統中，終端主要分為兩種，一種為具有頻譜檢測功能的終端，簡稱為頻譜感知終端，另一種為不具有頻譜檢測功能的普通終端。當普通終端接收到所述小區功率檢測指令時，直接丟棄該小區功率檢測指令，而當頻譜感知終端接收到所述小區功率檢測指令時，執行步驟502。步驟502，頻譜感知終端(以終端I為例)檢測本小區的時間提前量(TA)、以及N個鄰小區功率，并計算N個鄰小區功率中每兩個鄰小區之間的相對功率，將檢測到的TA和計算的相對功率在設定的測量上報周期內上報給基站。本步驟502中，計算兩個鄰小區之間的相對功率具體為將兩個鄰小區的功率取對數，將取對數后的功率求差，得到的差值即為該兩個鄰小區之間的相對功率。優選地，本步驟502中，在執行上報之前，可先由基站發送一個TA閾值和/或相對功率閾值的調度指令。以基站發送TA閾值和相對功率閾值的調度指令為例，則只有檢測的TA大于該TA閾值的頻譜感知終端才在測量上報周期內上報大于相對功率閾值的相對功率至基站。步驟503，基站根據終端I上報的TA和相對功率確定該終端I的位置。具體地，本步驟503具體實現時可為步驟I，基站先以N個鄰小區功率中每兩個鄰小區功率的相對功率確定雙曲線。根據兩個鄰小區功率的相對功率，能夠確認終端I到該兩個鄰小區的基戰的距離為一個恒定差值。根據該恒定差值建立曲線方程，能夠得到終端I可能的位置(記為候選位置)軌跡為以該兩個鄰小區的基戰為焦點的一條完整的雙曲線，具體如圖6所示。
假如步驟502中的N為3，則根據該三個鄰小區功率的相對功率可以確定三條完整的雙曲線，具體如圖7所示。步驟2，基站將離該三條雙曲線總距離最近的位置確定為終端I的候選位置。步驟3，基站根據終端I上報的TA，確定終端I的最終位置。由于無線傳播路徑的復雜性，終端每次接收的功率會在一定范圍內波動，滿足一定的概率分布。為減少單次檢測的誤差，可以限定終端上報的TA為多次TA檢測的統計平均值，該多次TA檢測可以由基站發起，也可由終端I自行完成。如此，本步驟3中，基站對終端I上報的TA進行修正，該修正操作可與現有TA修正方法類似，利用修正后的TA確定終端I的最終位置。由于TA表明終端I與附著基站的傳輸時間差，通過修正TA能夠有效地修正由相對功率換算成傳播距離確定的終端I的候選位置的誤差，最終精確確定出終端I的位置。至此，通過圖5即可完成確定頻譜感知終端的位置。需要說明的是，在本方式I中，基站還可通過多次調度終端I執行上述步驟502，以進一步精確終端I的位置。或者，基站通過其他方式進一步精確步驟503確定的位置。至此，完成方式I的描述。方式2 參見圖8，圖8為本發明實施例提供的步驟101的第二實現流程圖。本流程的核心思想為基站先曬選出有代表性的頻譜感知終端作為終端代表，指示該被篩選出的終端代表發送定位信息，而其他頻譜感知終端通過檢測該被篩選出的終端代表發送的定位信息確定自身的位置信息，并上報給基站。
如圖8所示，該流程可包括以下步驟步驟801，基站下發小區功率檢測指令。在無線通信系統中，終端主要分為兩種，一種為具有頻譜檢測功能的終端，簡稱為頻譜感知終端，另一種為不具有頻譜檢測功能的普通終端。當普通終端接收到所述小區功率檢測指令時，直接丟棄該小區功率檢測指令，而當頻譜感知終端接收到所述小區功率檢測指令時，執行步驟802。步驟802，頻譜感知終端(以終端I為例)檢測本小區的時間提前量(TA)、以及N個鄰小區功率，并計算本小區與各個鄰小區之間的相對功率。由于本小區的TA，用于表明終端I與本小區中基站的傳輸時間差，以及本小區與鄰小區的相對功率越大，表示終端I距離本小區中基站越近，可以得到本小區與鄰小區的相對功率、以及本小區TA能夠區分出終端所在的區域。而終端I所在的區域是由附著基站按照近距離、距離適中、距離較遠對本小區中的終端進行分類得到的。其中，基站按照近距離、距離適中、距離較遠對本小區中的終端進行分類得到的區域如圖9所示。在圖9中，包含三個同心圓區域，第一個區域為近距離區域，第二個區域為距離適中區域，第三個區域為距離較遠區域。從圖9可以看出，每個區域內包含不同的終端分布。步驟803，基站通知滿足第一設定要求的頻譜感知終端上報在步驟802檢測的TA和計算的相對功率。該第一設定要求為頻譜感知終端檢測的TA大于TA閾值、和/或頻譜感知終端計算的相對功率大于相對功率閾值。下文均以第一設定要求為頻譜感知終端檢測的TA大于TA閾值和頻譜感知終端計算的相對功率大于相對功率閾值為例,其他情況原理類似。步驟804，滿足第一設定要求的頻譜感知終端上報檢測到的TA和相對功率至基站。步驟805，基站選取至少一個執行上報操作的頻譜感知終端作為第一終端代表，并通知第一終端代表向其他終端發送預設的定位信息。通常位于邊緣區域即圖9中的第三個區域的頻譜感知終端，適合進行整個小區的頻譜檢測。但邊緣區域中如果頻譜感知終端較多，會占用較多的信道開銷，因此需要對頻譜感知終端進行篩選。但如果選擇的頻譜感知終端不合適，例如圖9中選擇終端36或37，則容易造成后續頻譜檢測的局部化，不能全面反映頻譜狀態。為后續能全面反映頻譜狀態，需要獲取所有頻譜感知終端的具體分布情況。之所以執行本步驟805，以及下面的步驟806至步驟808，就是為了便于獲取頻譜感知終端的具體分布情況。另外，本步驟805中的選取可以為隨機或者按照設定條件比如上報的TA最大等條件實現，選取的第一終端代表的數量不大于3。步驟806，接收到定位信息的頻譜感知終端(記為終端2)根據該定位信息傳輸時間差和接收到該定位信息的功率確定本終端的位置。終端2根據定位信息傳輸時間差和接收到該定位信息的功率能夠確定自身與發送該定位信息的第一終端代表之間的距離遠近，比如圖10所示。步驟807，基站再次通知滿足第二設定要求的頻譜感知終端上報該頻譜感知終端在步驟802檢測的TA和計算的相對功率。
該第二設定要求為定位信息傳輸時間差大于設定門限、和/或接收到該定位信息的功率大于設定功率。下文均以第二設定要求為定位信息傳輸時間差大于設定門限和接收到該定位信息的功率大于設定功率為例，其他情況原理類似。步驟808，滿足第二設定要求的頻譜感知終端上報檢測到的TA和相對功率至基站。步驟809，基站選取步驟808中至少一個執行上報操作的頻譜感知終端作為第二終端代表，并通知第二終端代表向其他頻譜感知終端發送預設的定位信息，以使其他頻譜感知終端按照類似步驟806的方式確定出自身位置。步驟810，重復執行類似步驟807至步驟809的操作，以使基站所在小區中的所有頻譜感知終端均可確定自身的位置。至此，通過圖8所示的流程，可以實現各個頻譜感知終端自身確定自身的位置。優選地，為便于上述步驟102中基站調度頻譜感知終端，還需要基站發送廣播通知各個頻譜感知終端上報各自的位置信息，之后，各個頻譜感知終端通過隨機接入信道或其他專用信道上報各自的位置信息。至此，完成方式2的描述。下面對步驟102進行描述由于同一個小區中，通常情況下包含較多的頻譜感知終端，而且需要檢測的頻譜數量可能較多(這意味著單個頻點監測周期較長)，并且、小區中不同的區域可能存在不同的干擾狀況，因此，就需要針對區域制定對應的頻譜監測策略。而在現有技術中，沒有考慮這種情況，不能根據區域進行監測，也不能改變監測周期或者監測時間密度。
其中，本步驟102中的頻譜檢測策略具體為單個頻譜感知終端進行頻譜檢測的策略(記為第一頻譜檢測策略)或者多個頻譜感知終端進行頻譜檢測的策略(記為第二頻譜檢測策略)。參見圖11，圖11為本發明實施例提供的步驟102實現流程圖。如圖11所示，該流程可包括以下步驟步驟1101，基站通過RRC消息調度一區域中的一個頻譜感知終端并指示該被調度的頻譜感知終端進行頻譜檢測。RRC消息中包括頻譜檢測參數，其中，頻譜檢測參數包括頻譜檢測頻點、頻譜檢測周期以及PRACH信道時隙資源。所述PRACH信道時隙資源用于在被調度的頻譜感知終端無資源上報頻譜檢測結果時使用。步驟1102，當頻譜感知終端接收到頻譜檢測指示后，在頻譜檢測周期內對頻譜檢測頻點進行檢測，得到頻譜檢測結果。步驟1103，當頻譜檢測結果為頻點受到干擾時，如果頻譜感知終端具備上報頻譜檢測結果的資源，則在對應 的測量上報周期內通過RRC消息上報頻譜檢測結果，如果頻譜感知終端不具備上報頻譜檢測結果的資源，則通過頻譜檢測參數中的PRACH信道時隙資源上報頻譜檢測結果。優選地，本步驟1103中，通過頻譜檢測參數中的PRACH信道時隙資源上報頻譜檢測結果具體可為判斷頻譜檢測結果是否表示頻點受到的干擾嚴重，如果是，則通過頻譜檢測參數中的PRACH信道時隙資源上報頻譜檢測結果。步驟1104，基站獲取頻譜感知終端上報的檢測結果，并根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。至此，完成圖11的描述。參見圖12，圖12為本發明實施例提供的第二頻譜檢測策略流程圖。如圖12所示，該流程可包括以下步驟步驟1201，基站調度一區域內的多個頻譜感知終端，并指示該被調度的頻譜感知終端進行頻譜檢測。本步驟1201中，對于處于正常接收狀態的頻譜感知終端，可通過RRC連接命令，調度頻譜感知終端到具體的廣播或多播信道接收頻譜檢測參數以及頻譜檢測命令。而對于處于DRX狀態的頻譜感知終端，則通過將PCFICH指示為1，并指示包含SIB子幀信息，在SIB子幀信息中增加頻譜檢測參數，如此，即可通過SIB子幀信息激活頻譜感知終端進行頻譜檢測。步驟1202，頻譜感知終端接收到頻譜感知命令后，在頻譜檢測周期內對頻譜檢測頻點進行頻譜檢測，得到頻譜檢測結果。步驟1203，當頻譜檢測結果為頻點受到干擾時，如果頻譜感知終端具備上報頻譜檢測結果的資源，則在對應的測量上報周期內通過RRC消息上報頻譜檢測結果，如果頻譜感知終端不具備上報頻譜檢測結果的資源，則通過頻譜檢測參數中的PRACH信道時隙資源上報頻譜檢測結果。優選地，本步驟1203中，通過頻譜檢測參數中PRACH信道時隙資源上報頻譜檢測結果具體可為判斷頻譜檢測結果是否表示頻點受到的干擾嚴重，如果是，則通過頻譜檢測參數中的PRACH信道時隙資源上報頻譜檢測結果。步驟1204，基站獲取頻譜感知終端上報的檢測結果，并根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。至此，完成圖12的描述。需要說明的是，在圖11或圖12所示的流程中，可能存在多個頻譜感知終端在PRACH信道時隙資源同時上報頻譜檢測結果的情況，針對這種情況，會出現多個頻譜感知終端傳遞的頻譜檢測結果內容不一致的問題，這會導致基站無法分辨頻譜檢測結果的缺陷。為避免這種缺陷，本發明對頻譜感知終端上報的頻譜檢測結果統一規定采用相同的RA-RNTI，從而保證各個頻譜感知終端傳遞的內容完全相同。如此，基站只需要檢測到該RA-RNTI,即可確認頻譜不可用。另外，在步驟102中，基站根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜具體實現時可依賴于基站如何調度頻譜感知終端的。而基站調度區域中頻譜感知終端的方式可取決于區域的環境，具體實現時可包括以下三種調度方式調度方式1:本調度方式I具體為全體終端調度模式，核心思想為當基站監測某一區域中的頻譜時，基站通知該區域中所有頻譜感知終端同時檢測該頻譜。可以采用廣播方式也可以采用多播方式通知所有頻譜感知終端同時檢測該頻譜。該區域內所有頻譜感知終端按照相同的頻譜檢測策略比如圖11或圖12的頻譜檢測策略對基站指定的頻譜進行檢測。以圖11的頻譜檢測策略為例，圖12的頻譜檢測策略原理類似，則；
所有頻譜感知終端按照圖11所示的頻譜檢測策略對基站指定的頻譜進行檢測，并根據是否有頻點干擾來決定是否向基站報告頻譜檢測結果。當頻譜檢測結果為頻點受到干擾時，將通過消息上報頻譜檢測結果，上報的模式為在具備上報頻譜檢測結果的資源時，采用RRC測量上報；在不具備上報頻譜檢測結果的資源時，采用基站通知的PRACH信道時隙上報。基于該調度方式1，則基站根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜為當基站收到頻譜檢測結果(在規定的周期內)后，在規定的時間段內，資源調度將不再使用該被檢測的頻譜(即包含檢測頻點的頻譜)，并確認該頻譜無法使用。針對規定時間段之后的時間則重新調度頻譜感知終端對該頻譜進行檢測。需要說明的是，本調度方式I適用的前提為每個頻譜感知終端受到的頻譜干擾相關性較小，其適用于密集城區或復雜的電磁環境。調度方式2:本調度方式2具體為循環頻率池檢測模式，核心思想為每個頻譜感知終端負責對一系列頻點，按照基站的指示輪流掃描檢測自身負責的頻點，并根據頻點性質不同，分類—Li艮。本調度方式2中，基站指定每個頻譜感知終端負責三個頻譜池，分別為工作頻譜，合法頻譜，未授權頻譜。每個終端按照指定的周期對各個頻譜池內的頻點進行檢測。本調度方式2中，頻譜感知終端在頻譜檢測結果為工作頻譜，合法頻譜，或未授權頻譜中的頻點遇到干擾時，在該受到干擾的頻點所在的頻譜對應的調度周期(該工作頻譜，合法頻譜，未授權頻譜的調度周期不同，其中未授權頻譜的調度周期相對較長一些)內上報頻譜檢測結果。其中，在工作頻譜中的頻點受到干擾時，可通過PRACH信道時隙資源上報頻譜檢測結果，并定期檢查主同步子帶對應信道消息。其他頻譜不限資源。基于本調度方式2，則基站根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜為在頻譜檢測結果為工作頻譜中的頻點受到干擾時，基站通過在同步子帶對應的信道通知該頻譜感知終端進行工作頻點切換，并修改該頻譜感知終端在RRC連接時的BitMap圖樣；之后基站啟動定時器，當定時器定時時間到達時，如果未收到該頻點受到干擾的消息，則恢復該頻譜感知終端在RRC連接時的Bit Map圖樣；在頻譜檢測結果為未授權頻譜中的頻點受到干擾時，告知所有負責檢測該頻點的頻譜感知終端放棄檢測該頻點，之后設置有效期定時器，并在定時器失效后恢復所有負責檢測該頻點的頻譜感知終端對該頻點進行檢測。在頻譜檢測結果為合法頻譜中的頻點受到干擾時，啟動避讓機制，增加對該頻點進行檢測的密度以及對該頻點進行檢測的頻譜感知終端監測數量，并增加HARQ次數。
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本調度方式2能夠充分適應需要多個頻譜監測的情況，適合于需要大量頻譜檢測的環境。調度方式3:本調度方式3具體為自適應監測模式，核心思想為基站先隨機選擇一定數量的頻譜感知終端，指示該被選擇的頻譜感知終端進行頻譜監測。基于本調度方式3，則基站根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜為當基站根據頻譜檢測結果發現與某個頻譜感知終端在某個頻譜通信過程中受到較大干擾或通信質量較低，則基站增加頻譜監測終端，當基站根據頻譜檢測結果發現當前所有通信過程信道質量較好，適當減少的頻譜監測數量以及檢測頻點。本調度方式3適用于未知頻譜環境場景，能夠通過自動調整，達到頻譜監測資源的消耗與監測效果的平衡。至此，完成本發明提供的方法描述。下面對本發明提供的系統進行描述。參見圖13，圖13為本發明實施例提供的系統結構圖。如圖13所示，該系統包括位置確定設備、基站和頻譜檢測終端；其中，所述位置確定設備用于確定頻譜感知終端的位置；所述基站用于調度區域中的頻譜感知終端按照該區域對應的頻譜檢測策略對該區域的頻譜進行檢測，獲取頻譜感知終端上報的檢測結果，并根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。其中，所述位置確定設備設置在基站中，其根據頻譜感知終端上報的鄰小區相對功率和本小區時間提前量TA確定頻譜感知終端的位置，具體包括下發單元，用于下發小區功率檢測指令；第一接收單元，用于接收頻譜感知終端在設定的測量上報周期內上報的本小區TA、以及計算的N個鄰小區功率中每兩個鄰小區之間的相對功率；確定單元，用于根據頻譜感知終端上報的TA和相對功率確定該頻譜感知終端的位置。
作為本發明實施例的一種擴展，所述位置確定設備還可設置在頻譜感知終端中，其通過與基站的交互確定，包括定位信息發送單元，用于在所述頻譜感知終端作為基站曬選出的終端代表時，根據基站的指示發送定位信息；位置確定單元，用于接收其他頻譜感知終端作為終端代表發送的定位信息，根據定位信息傳輸時間差和接收到該定位信息的功率確定自身的位置。在本發明實施例中，如圖13所示，所述基站可包括調度單元，用于通過RRC消息調度區域中的頻譜感知終端并命令該被調度的頻譜感知終端進行頻譜檢測，所述RRC消息攜帶頻譜檢測參數，所述頻譜檢測參數包括頻譜檢測頻點、頻譜檢測周期以及PRACH信道時隙資源，所述PRACH信道時隙資源用于在被調度的頻譜感知終端無資源上報頻譜檢測結果時使用；或者，調度區域內的多個頻譜感知終端，并指示該被調度的頻譜感知終端進行頻譜檢測，其中，對于處于正常接收狀態的頻譜感知終端，通過RRC連接命令激活頻譜感知終端進行頻譜檢測，并調度頻譜感知終端到具體的廣播或多播信道接收所述頻譜檢測參數以及頻譜檢測命令；對于處于DRX狀態的頻譜感知終端，則通過將PCFICH指示為1，并指示包含SIB子幀信息，在SIB子幀信息中增加頻譜檢測參數，通過SIB子幀信息激活頻譜感知終端進行頻譜檢測；第二接收單元，用于接收頻譜感知終端根據頻譜檢測命令在頻譜檢測周期內對頻譜檢測頻點進行檢測得到的頻譜檢測結果；其中，當頻譜檢測結果為頻點受到干擾時，如果頻譜感知終端具備上報頻譜檢測結果的資源，則在對應的測量上報周期內通過RRC消息上報頻譜檢測結果，如果頻譜感知終端不具備上報頻譜檢測結果的資源，則通過所述PRACH信道時隙資源上報頻譜檢測結果；
處理單元，用于根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。優選地，本實施例中，調度單元調度的頻譜感知終端為區域中所有頻譜感知終端，頻譜感知終端檢測的頻譜為所述區域中的一個頻譜；基于此，所述處理單元在接收到頻譜檢測結果后，在規定的時間段內資源調度將不再使用該被檢測的頻譜，并確認該頻譜無法使用，在規定時間段之后重新調度頻譜感知終端對該頻譜進行檢測；或者，調度單元調度的頻譜感知終端負責三個頻譜池，分別為工作頻譜，合法頻譜，未授權頻譜，其根據基站的指示在指定的周期對各個頻譜池內的頻點進行檢測；所述處理單元在頻譜檢測結果為工作頻譜中的頻點受到干擾時，通過在同步子帶對應的信道通知該頻譜感知終端進行工作頻點切換，并修改該頻譜感知終端在RRC連接時的Bit Map圖樣；之后啟動定時器，當定時器定時時間到達時，如果未收到該頻點受到干擾的消息，則恢復該頻譜感知終端在RRC連接時的BitMap圖樣；在頻譜檢測結果為未授權頻譜中的頻點受到干擾時，告知所有負責檢測該頻點的頻譜感知終端放棄檢測該頻點，之后設置有效期定時器，并在定時器失效后恢復所有負責檢測該頻點的頻譜感知終端對該頻點進行檢測；在頻譜檢測結果為合法頻譜中的頻點受到干擾時，啟動避讓機制，增加對該頻點進行檢測的密度以及對該頻點進行檢測的頻譜感知終端監測數量，并增加HARQ次數；或者，調度單元調度的頻譜感知終端為所述區域中隨機選擇的；所述處理單元在根據頻譜檢測結果發現與某個頻譜感知終端在某個頻譜通信過程中受到較大干擾或通信質量較低時，增加頻譜監測終端，在根據頻譜檢測結果發現當前所有通信過程信道質量較好，適當減少頻譜監測數量以及檢測頻點。至此，完成本發明提供的系統描述。由以上技術方案可以看出，本發明并非額外利用頻譜檢測儀或其他設備進行頻譜檢測，而是直接利用現有的頻譜感知終端全面、準確地獲取本小區內的頻譜信息，得到不同地理位置的頻譜狀態，并能夠做到全網覆蓋；進一步地，本發明通過確定頻譜感知終端的位置，能夠便于基站更好地進行調度；更進一步地，本發明中，能夠利用每一頻譜感知終端根據頻譜檢測策略進行頻譜檢測，這會降低空口開銷，并能保證靈活設置頻譜檢測周期和頻譜檢測頻點。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、`等同替換、改進等，均應包含在本發明保護的范圍之內。
權利要求
1.一種頻譜檢測方法，其特征在于，該方法包括A，確定頻譜感知終端的位置；B，基站調度區域中的頻譜感知終端按照該區域對應的頻譜檢測策略對該區域的頻譜進行檢測，獲取頻譜感知終端上報的檢測結果，并根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A中頻譜感知終端的位置是由基站根據頻譜感知終端上報的鄰小區相對功率和本小區時間提前量TA確定，具體包括All，基站下發小區功率檢測指令；A12，頻譜感知終端檢測本小區的TA、以及N個鄰小區功率，并計算N個鄰小區功率中每兩個鄰小區之間的相對功率，將檢測到的TA和計算的相對功率在設定的測量上報周期內上報給基站；A13，基站根據頻譜感知終端上報的TA和相對功率確定該頻譜感知終端的位置。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟A13包括基站先以N個鄰小區功率中每兩個鄰小區功率的相對功率確定雙曲線；基站將離該確定的所有雙曲線總距離最近的位置確定為該頻譜感知終端的候選位置；基站根據頻譜感知終端上報的TA修正所述候選位置，確定該頻譜感知終端的最終位置。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟A12中，將檢測到的TA和計算的相對功率在設定的測量上報周期內上報給基站包括確定檢測到的TA、計算的相對功率是否滿足設定條件，所述設定條件為檢測的TA大于預設的TA閾值，和/或，檢測計算的相對功率大于相對功率閾值；將滿足設定條件的TA、相對功率在設定的測量上報周期內上報給基站。
5.根據權利要求2至4任一所述的方法，其特征在于，頻譜感知終端上報的TA為多次 TA檢測得到的TA的統計平均值。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A中頻譜感知終端的位置由基站與頻譜感知終端交互確定的，具體包括A21，基站下發小區功率檢測指令；A22，頻譜感知終端檢測本小區的TA、以及N個鄰小區功率，并計算本小區與各個鄰小區之間的相對功率；A23，基站通知滿足第一設定要求的頻譜感知終端上報在步驟A22檢測的TA和計算的相對功率，所述第一設定要求為頻譜感知終端檢測的TA大于TA閾值、和/或頻譜感知終端計算的相對功率大于相對功率閾值；A24，滿足第一設定要求的頻譜感知終端上報檢測到的TA和相對功率至基站；A25，基站選取終端代表，并通知終端代表向其他頻譜感知終端發送預設的定位信息， 以使附著該基站的所有頻譜感知終端根據定位信息傳輸時間差和接收到該定位信息的功率確定自身的位置。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟A25包括A31，基站選取至少一個執行上報操作的頻譜感知終端作為第一終端代表，并通知第一終端代表向其他終端發送預設的定位信息； A32，接收到定位信息的頻譜感知終端根據該定位信息傳輸時間差和接收到該定位信息的功率確定本頻譜感知終端的位置； A33，基站再次通知滿足第二設定要求的頻譜感知終端上報該頻譜感知終端檢測的TA和計算的相對功率，第二設定要求為定位信息傳輸時間差大于設定門限、和/或接收到該定位信息的功率大于設定功率； A34，滿足第二設定要求的頻譜感知終端上報檢測到的TA和相對功率至基站； A35，基站選取步驟A34中至少一個執行上報操作的頻譜感知終端作為第二終端代表，并通知第二終端代表向其他頻譜感知終端發送預設的定位信息，以使其他頻譜感知終端按照類似步驟A32的方式確定出自身位置； A36，執行類似步驟A33至步驟A35的操作，直至基站所在小區中的所有頻譜感知終端均可確定自身的位置。
8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，該方法進一步包括 基站發送廣播通知各個頻譜感知終端上報各自的位置信息，各個頻譜感知終端通過隨機接入信道或其他專用信道上報各自的位置信息。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟B包括 B11，基站通過RRC消息調度區域中的頻譜感知終端并命令該被調度的頻譜感知終端進行頻譜檢測；或者， 基站調度區域內的多個頻譜感知終端，并指示該被調度的頻譜感知終端進行頻譜檢測，其中，對于處于正常接收狀態的頻譜感知終端，可通過RRC連接命令，調度頻譜感知終端到具體的廣播或多播信道接收頻譜檢測參數以及頻譜檢測命令，對于處于DRX狀態的頻譜感知終端，則通過將PCFICH指示為1，并指示包含SIB子幀信息，在SIB子幀信息中增加頻譜檢測參數； B12，當頻譜感知終端接收到頻譜檢測命令后，在頻譜檢測周期內對頻譜檢測頻點進行檢測，得到頻譜檢測結果； B13，當頻譜檢測結果為頻點受到干擾時，如果頻譜感知終端具備上報頻譜檢測結果的資源，則在對應的測量上報周期內通過RRC消息上報頻譜檢測結果，如果頻譜感知終端不具備上報頻譜檢測結果的資源，則通過頻譜檢測參數中的PRACH信道時隙資源上報頻譜檢測結果； B14，基站獲取頻譜感知終端上報的檢測結果，并根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。
10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，步驟Bll中，基站調度區域中的頻譜感知終端為基站調度該區域中所有頻譜感知終端，所有頻譜感知終端檢測的頻譜為所述區域中的一個頻譜；步驟B14為基站收到頻譜檢測結果后，在規定的時間段內資源調度將不再使用該被檢測的頻譜，并確認該頻譜無法使用，在規定時間段之后的時間重新調度頻譜感知終端對該頻譜進行檢測；或者， 被調度的頻譜感知終端負責三個頻譜池，分別為工作頻譜，合法頻譜，未授權頻譜，其根據基站的指示在指定的周期對各個頻譜池內的頻點進行檢測；步驟B14為在頻譜檢測結果為工作頻譜中的頻點受到干擾時，基站通過在同步子帶對應的信道通知該頻譜感知終端進行工作頻點切換，并修改該頻譜感知終端在RRC連接時的Bit Map圖樣；之后基站啟動定時器，當定時器定時時間到達時，如果未收到該頻點受到干擾的消息，則恢復該頻譜感知終端在RRC連接時的Bit Map圖樣；在頻譜檢測結果為未授權頻譜中的頻點受到干擾時，告知所有負責檢測該頻點的頻譜感知終端放棄檢測該頻點，之后設置有效期定時器，并在定時器失效后恢復所有負責檢測該頻點的頻譜感知終端對該頻點進行檢測；在頻譜檢測結果為合法頻譜中的頻點受到干擾時，啟動避讓機制，增加對該頻點進行檢測的密度以及對該頻點進行檢測的頻譜感知終端監測數量，并增加HARQ次數；或者，被調度的頻譜感知終端為基站從所述區域中隨機選擇的；步驟B14為當基站根據頻譜檢測結果發現與某個頻譜感知終端在某個頻譜通信過程中受到較大干擾或通信質量較低，則基站增加頻譜監測終端，當基站根據頻譜檢測結果發現當前所有通信過程信道質量較好，適當減少的頻譜監測數量以及檢測頻點。
11.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，步驟B13中，如果存在多個頻譜感知終端通過頻譜檢測參數中的PRACH信道時隙資源上報針對所述頻譜檢測頻點進行檢測得到的頻譜檢測結果，則該多個頻譜感知終端將頻譜檢測結果統一規定為相同的RA-RNTI，以用于與其他頻譜感知終端傳遞的內容完全相同。
12.—種頻譜檢測系統，其特征在于，該系統包括位置確定設備、基站和頻譜檢測終端；其中，所述位置確定設備用于確定頻譜感知終端的位置；所述基站用于調度區域中的頻譜感知終端按照該區域對應的頻譜檢測策略對該區域的頻譜進行檢測，獲取頻譜感知終端上報的檢測結果，并根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。
13.根據權利要求12所述的系統，其特征在于，所述位置確定設備設置在基站中，其根據頻譜感知終端上報的鄰小區相對功率和本小區時間提前量TA確定頻譜感知終端的位置，具體包括下發單元，用于下發小區功率檢測指令；第一接收單元，用于接收頻譜感知終端在設定的測量上報周期內上報的本小區TA、以及計算的N個鄰小區功率中每兩個鄰小區之間的相對功率；確定單元，用于根據頻譜感知終端上報的TA和相對功率確定該頻譜感知終端的位置。
14.根據權利要求12所述的系統，其特征在于，所述位置確定設備設置在頻譜感知終端中，其通過與基站的交互確定，包括檢測單元，用于接收到基站下發的小區功率檢測指令時，檢測本小區的TA、以及N個鄰小區功率，并計算本小區與各個鄰小區之間的相對功率；上報單元，用于在接收到基站下發的上報指令時，如果所處的頻譜感知終端滿足第一設定要求，所述第一設定要求為所述檢測單元檢測的TA大于TA閾值、和/或頻譜感知終端計算的相對功率大于相對功率閾值，則上報檢測到的TA和相對功率至基站；定位信息處理單元，用于在所述頻譜感知終端作為基站曬選出的終端代表時，根據基站的指示發送定位信息；或者接收基站帥選出的終端代表發送的定位信息，根據定位信息傳輸時間差和接收到該定位信息的功率確定自身的位置。
15.根據權利要求12所述的方法，其特征在于，所述基站包括調度單元，用于通過RRC消息調度區域中的頻譜感知終端并命令該被調度的頻譜感知終端進行頻譜檢測，所述RRC消息攜帶頻譜檢測參數，所述頻譜檢測參數包括頻譜檢測頻點、頻譜檢測周期以及PRACH信道時隙資源，所述PRACH信道時隙資源用于在被調度的頻譜感知終端無資源上報頻譜檢測結果時使用；或者， 調度區域內的多個頻譜感知終端，并指示該被調度的頻譜感知終端進行頻譜檢測，其中，對于處于正常接收狀態的頻譜感知終端，通過RRC連接命令激活頻譜感知終端進行頻譜檢測，調度頻譜感知終端到具體的廣播或多播信道接收所述頻譜檢測參數以及頻譜檢測命令；對于處于DRX狀態的頻譜感知終端，通過將PCFICH指示為1，并指示包含SIB子幀信息，在SIB子幀信息中增加頻譜檢測參數，通過SIB子幀信息激活頻譜感知終端進行頻譜檢測； 第二接收單元，用于接收頻譜感知終端根據頻譜檢測命令在頻譜檢測周期內對頻譜檢測頻點進行檢測得到的頻譜檢測結果；其中，當頻譜檢測結果為頻點受到干擾時，如果頻譜感知終端具備上報頻譜檢測結果的資源，則在對應的測量上報周期內通過RRC消息上報頻譜檢測結果，如果頻譜感知終端不具備上報頻譜檢測結果的資源，則通過所述PRACH信道時隙資源上報頻譜檢測結果； 處理單元，用于根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。
16.根據權利要求15所述的系統，其特征在于，調度單元調度的頻譜感知終端為區域中所有頻譜感知終端，頻譜感知終端檢測的頻譜為所述區域中的一個頻譜；所述處理單元在接收到頻譜檢測結果后，在規定的時間段內資源調度將不再使用該被檢測的頻譜，并確認該頻譜無法使用，在規定時間段之后重新調度頻譜感知終端對該頻譜進行檢測；或者，調度單元調度的頻譜感知終端負責三個頻譜池，分別為工作頻譜，合法頻譜，未授權頻譜，其根據基站的指示在指定的周期對各個頻譜池內的頻點進行檢測；所述處理單元在頻譜檢測結果為工作頻譜中的頻點受到干擾時，通過在同步子帶對應的信道通知該頻譜感知終端進行工作頻點切換，并修改該頻譜感知終端在RRC連接時的Bit Map圖樣；之后啟動定時器，當定時器定時時間到達時，如果未收到該頻點受到干擾的消息，則恢復該頻譜感知終端在RRC連接時的BitMap圖樣；在頻譜檢測結果為未授權頻譜中的頻點受到干擾時，告知所有負責檢測該頻點的頻譜感知終端放棄檢測該頻點，之后設置有效期定時器，并在定時器失效后恢復所有負責檢測該頻點的頻譜感知終端對該頻點進行檢測；在頻譜檢測結果為合法頻譜中的頻點受到干擾時，啟動避讓機制，增加對該頻點進行檢測的密度以及對該頻點進行檢測的頻譜感知終端監測數量，并增加HARQ次數；或者， 調度單元調度的頻譜感知終端為基站從所述區域中隨機選擇的；所述處理單元在根據頻譜檢測結果發現與某個頻譜感知終端在某個頻譜通信過程中受到較大干擾或通信質量較低時，增加頻譜監測終端，在根據頻譜檢測結果發現當前所有通信過程信道質量較好，適當減少頻譜監測數量以及檢測頻點。
全文摘要
本發明提供了頻譜檢測方法和系統。其中，該方法包括A，確定頻譜感知終端的位置；B，基站調度區域中的頻譜感知終端按照該區域對應的頻譜檢測策略對該區域的頻譜進行檢測，獲取頻譜感知終端上報的檢測結果，并根據該獲取的檢測結果處理被檢測的頻譜。
文檔編號H04W24/02GK103052095SQ20111030691
公開日2013年4月17日 申請日期2011年10月11日 優先權日2011年10月11日
發明者李慶華, 陶雄強, 邢益海, 閆淑輝, 劉建明, 李祥珍, 胡煒, 徐宏, 祝鋒, 鄧曉暉 申請人:普天信息技術研究院有限公司