专利名称：在谱捷变无线电网络中用于静默期管理的两级机制的系统、设备和方法
在语捷变无线电网络中用于静默期管理的两级机制 的系统、设备和方法
本申请要求2006年2月22日提交的美国临时专利申请号60/775, 590 和2006年10月20日提交的美国临时专利申请号60/862， 234的优先权。
本发明涉及在语捷变(spectrum agile)无线电网络中用于静默期 (quiet period)的两级(two—stage)管理的系统、i殳备和方法。
频谱管理策略当前正在演进。例如，美国政府最近已经建立了所谓的 频谱策略动议(spectrum policy initiative),带有授权去发布关于如何 更好地管理频谱的建议。这已经引导本行业去研究创新的途径，以通过允 许对领执照(licensed)、但未被使用的无线电资源的机会性-使用(由此 称为频语机会或简称为机会)而开放无线电频谱。这种识别和使用频谱机 会的新颖的方式是通过谱捷变无线电(SARA)而使能的，SARA也称为认知无 线电(cognitive radio)，它使得能重新使用空闲的频谱，而不引起对 于既有者(incumbent)(例如，电视信号)的有害干扰，其中既有者也称为 主用户。然而，这并不是说，SARA只能应用于领执照的频谱。我们展望了 不领执照的频带也将用SARA设备填充的场景。
在已由主无线电系统占用的频段(或是领执照的或是不领执照的)中 部署次级用户(例如，SARA设备)的主要难题是，这些主无线电系统可能在 不可预测的时间101出现在信道上，如
图1所描绘的。所以，为了提供对 主用户的适当保护，次级SARA系统常常依赖于网络范围的静默期。在这 些静默期期间，所有的网络业务被挂起，以及各站感知信道以警惕主用户。 取决于使用于这些静默期的算法，这些静默期可能相当长(例如，大约在 几十到几百毫秒之间)。
相矛盾的是，SARA网络的用户期望有在现有无线网中的相同类型的 QoS可用，包括支持话音和视频业务。然而，由于这些服务需要严格的QoS 要求(例如，可以是对于话音的20毫秒)，所以明显的问题是SARA系统 如何能够在支持SARA系统的用户所需QoS的同时通过使信道静默而保护 既有者？
因此，在本领域需要一种机制，其有效地解决在为SARA系统的用户
提供QoS水平的服务的同时保护既有者的这一问题。本发明的系统、设备 和方法提供了一种这样的基于两级途径的机制快速感知(sense),随 后是可选的精细感知。快速感知是在精细感知之前完成的，它典型地使用 快速和简单的检测算法，诸如能量检测。它主要是在带内信道上完成的， 这些测量的结果确定了对于精细感知的需要。另外，快速感知的结果对于 精细感知的长度也有影响。
图1举例说明在运行于5GHz U-NII频段的四个802. lla信道中的频
谱使用的图案。灰色部分代表忙碌的频道；
图2举例说明包括一个基站(BS)和多个客户住宅设备(CPE)的集中控
制的无线网的例子；
图3举例说明按照本发明的、用于静默期管理的两级机制的结构；
图4A举例说明按照本发明的、在BS处的两级感知过程；
图4B举例说明按照本发明的、在CPE处的两级感知过程；
图5举例说明在单个信道上对于多个交叠小区的静默期机制；
图6举例说明具有快速感知期的帧结构；
图7举例说明由BS规定的、用来使能快速感知的参数；
图8举例说明合并的频谱占用测量报告；
图9举例说明信道状态表；
图IO举例说明用于信道占用更新消息的格式；
图1U举例说明按照本发明的、用于两级感知过程的BSi殳备；
图IIB举例说明按照本发明的、用于两级感知过程的CPE设备；以及
图12举例说明按照本发明的、包括各自被用两级感知设备进行修改
的一个BS和多个CPE的、集中控制的无线网的例子。
参照仅为了说明性目的而给出的附图，考虑到以下的详细说明，本领 域技术人员可以容易地理解本发明。在图上，相同的参考符号表示相同的 部件，以便消除它们的冗余说明。
本发明在这里是在基于基础结构且集中的无线系统200的上下文中描
述的，该无线系统的特征在于BS(基站)201和多个或是固定的或是移动的 CPE(客户住宅设备)202i,如图2所示。在这种类型的系统中，BS 201调 控下行流和上行流的介质访问，这是通过MAC层功能完成的。在替换实施
例中，本发明也可以被使用于分布式接入系统。
这种类型的次级系统是在机会性频谱接入的基础上运行的，其中BS
201j和CPE 202i监视射频频谱，警惕频谱"洞"。然而，每当主用户要求归 还由次级SARA系统使用的信道时，次级网络必须能够以及时的方式^r测 到主系统的存在。另外，这必须在支持次级无线电系统的用户所期望的QoS 的同时来进行。
本发明是用于静默期管理的系统、设备和方法，正如在图3中对BS 201 所描绘的。它包括通过使用网络范围的静默期而实现的两个级，但是这两 个级具有非常不同的时间尺度。它们是
.快速感知快速感知级包括至少一个快速感知期301，如图3中所 描绘的，其中每个快速感知期301与不同的频道相关联。在这个级期间， 利用快速感知算法(例如，能量检测、导引信号检测、循环平稳检测)。典 型地，这是在非常短的时间内完成的(例如，在IEEE 802.11b中是20微 秒，在IEEE 802. lla中是9微秒)且是非常高效的。在这个级期间由所有 的CPE 202;和BS 201t完成的测量的结果^皮合并且^皮存储在BS 20L中的 存储器1101 (见图IIA)中，BS 201,然后决定对于随后的精细感知302的需 要。
由CPE 202i做出的测量必须在它们可被存储在BS 20L的存储器之 前被首先报告给BS 201"所以，来自CPE 202i的测量结果将首先被存储 在CPE 202i的存储器中、被传输到BS 20L，然后在BS 20L处^皮存储和被 合并。
例如，如果在快速感知级期间得出如下结论例如，在受到影响的信 道中的能量总是低于预定的阁值，则BS 201可以决定取消下一个调度的 精细感知期302。而且，由于许多快速感知期301的每一个可以与不同的 频道相关联(例如，总共3个快速感知期， 一个可以在信道N上进行，另 一个可以在N-1上进行，而再一个可以在N+l上进行)，所以有可能在某 些信道中检测到能量，但在其它信道中没有检测到。在这种情形下，BS 201 可以决定改变下一个调度的精细感知期302的时间长度，以匹配于真正需 要更仔细测量的情况。不多也不少。在替换实施例中，BS201,在同一个信 道上调度多个快速感知期，以便增加可靠性(例如，总共6个快速感知期， 2个可以在信道N上进行，另2个可以在信道N+1上进行，而再2个可以 在信道N-1上进行)。
.精细感知在精细感知级302期间，在目标信道上4丸行更详细的感
知。典型地，在精细感知级302期间执行的算法对于每个单个信道占用较 长的时间尺度(例如，在对于ATSC的场同步检测的情形下在24毫秒的量 级，对于匹配滤波器和特征检测可能是几毫秒)，这是因为至少一个具体 的签名和特性被寻找，即就至少一个主用户的发射信号来说的。换句话说， 精细感知典型地比快速感知大几个量级，这对于诸如话音和一见频那样的 QoS敏感的业务可能是不可接受的。所以，为了在保护主用户的同时满足 次级用户的严格的QoS要求，必须动态地确定精细感知级302的存在以及 长度。在优选实施例中，这是通过在快速感知级期间得到的反馈而完成的。
重要的是要指出(见图3)，本发明的两级机制在每个信道检测时间 (CDT) 303开始之后重复它自己，CDT是由主用户(例如，电视广播者)、管 理机构(例如，美国的FCC)、和行业(例如，IEEE)的至少其中之一定义的 参数。另外，与快速感知级相反，精细感知级302在CDT 303期间至多发 生一次，假定它花费了相当长的时间的话。
图4A和4B分别举例说明在基础结构网络的(图12所示的)BS 1201 和CPE 12 0 2 i处的两级机制的方法的优选实施例，BS和CPE通过按照本发 明的、相应的BS 1100和CPE 1150设备(图11A-B所示的)进行修改。在 步骤401， BS 1201选择带内信道以按每个CDT 303感知，以及在步骤402， 把该选择传输到CPE 1202i(在优选实施例中，这是被感知的所有信道的"全 部转储(full dump)"和信道的逐步传输之一)。然后，在步骤403， BS 1201 选择信道N,在步骤405在该信道上执行快速感知。在步骤405 BS 1201 对于在步骤406选择的带内信道的每一个4丸行快速感知。然后在407 BS 1201启动定时器，以及在步骤408等待由CPE 1202i完成快速感知的报告。 BS 1201或者是在步骤409超时，或者是在步骤410接收来自CPE 1202j 的所有的预期的快速感知报告。然后，在步骤411 BS 1201决定多少信道 执行精细感知，比如说C,在步骤412根据C来给所调度的随后的精细感 知级的长度重新定尺寸，并把任何改变记录在它的本地存储器中(见图 IIA，部件IIOI),然后在步骤413把任何改变传送到CPE 1202"
现在参照图4B和图12,在步骤411， CPE 1202d妄收N个带内信道以 按每个CDT 303感知(在优选实施例中，信道列表以立刻或逐步的方式之 一被接收)，以及在步骤452,选择信道N。然后，在步骤453， CPE 1202Si 对信道N执行快速感知。CPE 1202i在步骤453对于在步骤454选择的带内 信道的每一个执行快速感知。在步骤455， CPE 1202i把被存储在其本地存
储器中(见图11B,部件1151)的它的快速感知测量的结果:^艮告回来给BS 1201。 CPE 1202i然后在步骤456启动定时器，以及在步骤457等待来自 BS 1201的、有关后面的精细感知级的指令。接收的指令应用到所有随后 的精细感知级，直至从BS 201接收到新的指令为止。CPE 1202i或者是在 步骤458超时，或者是在步骤460接收改变通知。然后，在步骤459和461, CPE 1202i把任何精细感知改变通知记录在它的本地存储器中(见图IIB， 部件1151)。
应当指出，精细感知302是由BS 1201和CPE 1202i在紧接下来的用 于精细感知的时间按照这些改变完成的，虽然这没有在图4A和4B上示出， 但在用于BS 1201的图3的时序中显示了这点，该图打算应用到按照本发 明修改的每个BS。就本发明的两级机制的执行而论，图3的时序图也应用 到CPE 1202i。
正如可以看到的，因为本发明的两级机制分摊了感知开销，所以它提 供了许多优点。因为快速感知级能够在所要求的CDT 303内检测在被测量 的信道上的任何信号的存在(显然，高于给定的阈值，诸如测量设备的噪 声基底)，所以它提供了对主要用户的适当保护。同时，它也使得能对次 级用户支持更好的QoS，因为精细感知这一费时的任务仅仅在真正需要时 才执行。
当多个交叠的次级网络运行在同一个频道时，还有一个需要解决的问 题。显然，在这种情形下，如果快速感知级通过能量检测来实施，则次级 网络多半可能检测到另 一 个次级网络的能量，而不是检测到预期的主用户 的能量。这将破坏这种两级方法，因为将总是发生精细感知级。
为了克服这个问题，假设交叠网络被同步，如图5所描绘的。通过做 出这个假设，交叠的小区不仅仅同步它们的帧，而且也同步它们的静默期。 这保证了快速感知的结果是高度有效的，因为所有的次级网络将同时使该 信道静默，以及仅仅来自主用户的信号保留在那个信道上。
快速感知分配1102:本发明的其中一个关4建方面在于，在跨越交叠网 络的共同的一段时间期间实行快速感知。这保证了所有的网络同时执行快 速感知，这样，在检测主用户中提高了快速感知的有效性。
假设是基于TDMA的MAC协议(例如，IEEE 802. 16),在优选实施例中， 快速感知在MAC帧的结尾处执行，如图6所描绘的。由于交叠网络的帧是 同步的，所以来自不同网络的帧的结尾也是同步的。因此，这保证在这个
时间期间可以执行快速感知。而例如，如果这样的感知在如图6所示的
TTG(发射/接收过渡间隙)窗口 601期间执行，则情况不是这样，因为交叠
网络在上行流和下行流业务之间具有不同的比率。在替换实施例中，快速
感知分配是固定的和预先确定的，使得它总是占用MAC超帧或帧结构的同 一个部分。
在基于TDD(时分双工)的现有的基于TDMA的MAC协议中，在帧的末端， RTG(接收/发射过渡间隙)602总是被包括在内。本发明的优选实施例动态 地控制这个时间段的持续时间(例如，在IEEE 802. 16的情形下约50微秒) 以执行精细感知。所以，在优选实施例中，BS 1201取决于是否实行快速 感知而动态地配置RTG 602的尺寸。这被图示于图6,其中在帧的末端有 感知RTG时隙602。
在优选实施例中，BS 1201向CPE 1202;通知在哪个帧中要^丸行快速 感知。另外，BS 1201还规定在哪个信道上执行快速感知以及感知RTG窗 口 602的尺寸。例如，考虑一个^^皮调度的MAC,这可以与控制消息之—— 起被规定。对于IEEE 802.16,这可以在DCD和UCD消息之一中完成。图 7举例说明哪些字段需要由BS 1202对于快速感知分配进行规定的例子。
CPE报告455:在优选实施例中， 一旦快速感知级完成，CPE 1202i就 把测量结果报告回来给BS 1201。这或者是在每个快速感知期301之后完 成，或者是在CDT 303内发生的所有快速感知期之后仅仅完成一次。无论 如何，CPE 1202i使用来报告这样的测量结果的方法对于带宽的有效使用是 关键的。
本发明提供了发送这样的报告的一种带宽高效且简洁的方式。这是由 这样的事实推动的快速感知(例如，能量检测)测量的结果多半将是简单 的是/否答案，所以不需要详细的测量报告方案。这里，优选实施例采用 图8所示的合并的频谱占用测量报告800。通过这个净艮告，CPE 1202i把每 个CDT 303时段完成的其所有快速感知测量的结果在单个消息中发送到BS 1201,这导致带宽极其高效的方案。应当指出，在替换的优选实施例中， 使用更详细的测量报告。
精细感知分配1103: —旦BS 1201接收到来自足够的CPE 1202i的、 关于它们的快速感知测量的报告，BS 1201就可以做出关于随后的精细感 知级的判决。这是通过自适应地控制静默期的信道管理消息和测量请求而 完成的。在优选实施例中，这些通过添加从BS 1201发送到CPE 1202j的
信道占用更新(COU)消息1000而被增扩。这个C0U消息1000的格式的例 子被图示于图10，它的目的是向CPE通知在总的网络中的合并的信道占用 信息。典型地，BS 1201—旦接收到来自它的关联CPE 1202i的足够的测量 报告、以允许BS 1201对于整个小区的总的信道占用做出可靠的判决，就 发射这个消息。这允许在既有者的带内检测的情形下实施几种功能特征， 包括较好的信道管理、CPE 1202i测量活动的最佳化以及改进的恢复过程。
现在参照图IIA-B，图上分别举例说明BS 1100和CPE 1150的两级感 知设备的优选实施例，每个所述设备包括执行如以上讨论的图4A-B的相 应方法的静默期控制模块400和450。这些设备的每一个还包括作为本发 明的级1的快速感知模块1102,和作为本发明可选级2的精细感知模块 1103。级1和2被可操作地连接到相应的静默期控制模块400、 450,并由 其控制。而且，每个设备1100、 1150包括存储器，用于长期保存信道占 用数据和精细感知参数，以及其它的由各个BS 1100和CPE 1150设备短 期/长期需要的操作数据。BS两级感知设备1100被配置成接收由CPE 1202; 发送的信道报告455,并把至少以下信息发送到CPE 1202i:信道402、 COU 消息1000和精细感知改变413。类似地，CPE两级感知设备1150 ;故配置 成接收由BS 1201发送的信息，包括至少信道402、 COU消息1000和精细 感知改变。CPE两级感知设备1150还被配置成把得自CPE 1202i执行的快 速感知和精细感知的信道^艮告455发送到BS 1201。
图12举例说明一种包括一个BS和多个CPE的集中控制的无线网，其 中该BS和CPE分别用用来执行本发明的两级感知的BS设备1100和CPE 设备1150进行修改。
本发明是用于基于认识无线电的未来IEEE 802.22、 IEEE 802.11和 IEEE 802. 15无线系统的基础，但本发明不限于此。
虽然已举例说明和描述了本发明的几个实施例，但本领域技术人员将 会明白，在这些实施例中可以做出改变而不背离本发明的原理和精神，本 发明的范围在所附权利要求和它们的等价物中被定义。例如，可以使用更 详细的测量报告。
权利要求
1. 一种静默期管理系统，包括两级基站(BS)感知设备(1100)，用来相对于信道列表而管理和执行两级网络范围静默期占用感知；以及至少一个两级客户住宅设备(CPE)感知设备(1150)，用来相对于信道列表(402)而执行和报告静默期占用感知。
2. 权利要求l的系统，其中BS设备(1100)还包括 作为级1的BS快速感知模块(1102);作为级2的BS精细感知模块(1103);以及BS静默期控制模块(400),其被配置成执行BS快速感知模块(1102) 以获得信道占用数据(1101. 1)，由此确定信道列表(402)的N丄l个信道， 并把该列表(402)传送到至少 一个CPE感知设备(1150)。
3. 权利要求2的系统，其中CPE设备(1150)还包括 作为级l的CPE快速感知模块(1102);作为级2的CPE精细感知模块(1103);以及CPE静默期控制模块(450)，其被配置成执行CPE快速感知模块(1102) 和CPE精细感知^t块(1103)，以根据接收的精细感知改变"1"而获得和 报告对于信道列表(402)的信道占用数据(455)。
4. 权利要求3的系统，其中BS静默期控制模块(400)还被配置成接 收来自该至少一个CPE设备(1150)的报告(455)，把接收的报告(455)合并到信道占用更新消息(iooo)中，由此确定bs精细感知模块(iio:3)和至少一个CPE精细感知模块(115 0)的后面的执行和精细感知参数(1101. 2)的精 细感知改变(413),以及把合并的占用利用消息413 (和)精细感知改变(413) 发送到该至少一个CPE (1150)。
5.权利要求4的系统，其中 BS设备(1100)还包括BS两级存储器(1100);BS控制模块(400)被可操作地连接到该BS两级存储器(1101)，以及还 被配置成在其中存储 信道占用数据(1101. 1)，.精细感知参数(1101.2);以及 CPE设备(1150)还包括CPE两级存储器(1150);CPE控制模块(450)被可操作地连接到该CPE两级存储器(1151)，以及还被配置成在其中存储 信道占用数据(1101. 1)，和 .精细感知参数(1101. 2);其中信道占用数据(1101. 1)确定由该至少一个CPE设备(1150)对信道 的使用、精细感知参数(1101. 2)、和由BS设备(1100)与该至少一个CPE 设备(115 0)对精细感知模块(110 3)的执行。
6. 权利要求5的系统，其中每个快速感知模块(1102)在至少一个快 速感知期(301)内^f皮执行，以使得每个所述的至少一个快速感知期(301)与 一个频率相关联，该频率是从由相同频道和不同频道组成的组中选择的， 以及由BS快速感知模块(1102)和所述至少一个CPE快速感知模块(1102) 执行的所有快速感知的结果被合并和分别被存储在BS存储器(1101)和CPE 存储器(1151)中。
7. 权利要求6的系统，其中每个快速感知模块(1102)执行从由能量 检测、导引信号检测和循环平稳检测组成的组中选择的快速感知算法。
8. 权利要求7的系统，其中BS控制模块(400)还被配置成根据信道占用数据(1101. 1)和该至少一 个CPE两级感知设备(1150)的报告(455)来确定在信道列表(402)的给定信 道中的能量总是低于预定的阈值，然后取消对于BS设备(1100)和该至少 一个CPE感知设备(1150)的下一个调度的精细感知期(302),调整在BS存 储器(1101)中的精细感知参数(1101. 2)，以及把精细感知改变(413)发送 到该至少一个CPE设备(1150);以及该至少一个CPE控制模块(45G)还被配置成接收精细感知改变(413)， 并把精细感知改变(413)应用到被存储在所述至少一个CPE设备(1150)的 CPE存储器(1151)中的精细感知参数(1101. 2)，以及根据接收的精细感知 改变(413)取消下一个调度的精细感知期(302)。
9. 权利要求8的系统，其中BS感知设备(1100)和所述至少一个CPE 感知设备(1150)的每一个还分别被配置成在每个信道检测时间(CDT) (303) 开始之后，执行BS静默期控制模块(400)和CPE静默期控制模块(450), 这样，在CDT(303)期间，快速感知级(301)至少发生一次，以及精细感知 级(302)至多发生一次。
10. 权利要求9的系统，其中任何交叠的网络被同步，以使得它们的 静默期被同步。
11. 权利要求10的系统，其中BS静默期控制模块(400)还被配置成 确定感知RTG窗口 (602)的尺寸和在其中由BS静默期控制模块(400)和CPE 静默期控制模块(450)执行快速感知的帧。
12. 权利要求11的系统，其中在从由个体快速感知期(301)和在 CDT(303)内发生的所有快速感知期(301)组成的组中选择的其中一个事件 之后，所述至少一个CPE两级感知设备(1150)输出信道报告。
13. 权利要求12的系统，其中所述至少一个CPE两级感知设备(1150) 还被配置成提供合并的频谱占用测量报告(800),该报告包括每个CDT(303) 由CPE感知设备(1150)的快速感知模块(1102)执行的所有快速感知的结 果。
14. 一种两级基站(BS)感知设备(1100)，用来相对于信道列表(402)而 管理和执行两级网络范围静默期占用感知，包括作为级1的BS快速感知模块(1102); 作为级2的BS精细感知冲莫块(1103);以及BS静默期控制模块(400),其被配置成执行BS快速感知模块(1102) 以获得信道占用数据(1101. 1)，由此确定信道列表MO"的Ntl个信道， 并把该列表(402)传送到至少一个CPE (1202i),由此请求对于在列表(402) 中的每个信道的信道占用报告(455)。
15. 权利要求14的BS感知设备(llOO)，其中BS静默期控制模块(400) 还被配置成接收来自该至少一个CPE(1202i)的报告(455)，把接收的报告 (455)合并到信道占用更新消息(1000)中，由此确定BS精细感知模块(1103) 和该至少一个CPE (1202i)的后面的执行和精细感知参数(1101. 2)的精细 感知改变(413)，以及把信道占用更新消息(413)和精细感知改变(413)发 送到至少一个CPE两级感知设备(1202i)。
16. 权利要求15的BS感知设备(IIOO),其中 BS设备(1100)还包括BS两级存储器(1100);BS控制模块(400)被可操作地连接到该BS两级存储器(1101)，以及还 被配置成在其中存储 信道占用数据(1101, 1)， .精细感知参数(1101. 2);其中信道占用数据(1101. l)确定由该至少一个CPE(1202i)对信道的 使用、精细感知参数(1101. 2)、和由BS设备(1100)与该至少一个CPE(1202i)对精细感知模块(1103)的执行。
17. 权利要求16的BS感知设备(llOO)，其中快速感知模块(1102)在 至少一个快速感知期(301)内^f皮执行，以使得每个所述的至少一个快速感 知期(301)与至少一个频率相关联，所述频率是从由相同频道和不同频道 组成的组中选择的，以及由BS快速感知模块(1102)执行的所有快速感知 的结果被合并和被存储在BS两级存储器(1101)中。
18. 权利要求17的BS感知设备(IIOO)，其中快速感知模块(1102)执 行从由简单的能量检测、导引信号检测和循环平稳检测组成的组中选择的 快速感知算法。
19. 权利要求18的BS感知设备(IIOO),其中BS控制模块(400)还被配置成根据信道占用数据(1101. 1)和接收自该 至少一个CPE(1202i)的报告(455)来确定在信道列表(402)的给定信道中的 能量总是低于预定的阈值，然后取消对于BS设备(1100)和该至少一个CPE (1202i)的下一个调度的精细感知期(302),调整在BS存储器(1101)中的精 细感知参数(1101. 2)，以及把精细感知改变(413)发送到该至少一个CPE (1202i)。
20. 权利要求19的BS感知设备(1100),其中该BS两级感知设备(1100) 还被配置成在每个信道检测时间(CDT) (303)开始之后，执行BS静默期控 制模块(400)，这样，在CDT(303)期间，快速感知级(301)至少发生一次， 以及精细感知级(302)至多发生一次。
21. 权利要求20的BS感知设备(llOO),其中任何交叠的网络被同步， 以使得它们的静默期被同步。
22. 权利要求21的BS感知设备(llOO),其中BS静默期控制;f莫块(400) 还被配置成确定感知RTG窗口 (602)的尺寸和在其中由BS静默期控制模块 (4 00)和该至少 一个CPE两级感知设备(1150)执行快速感知的帧。
23. —种两级客户住宅设备(CPE)感知设备(1150)，用来相对于信道 列表(402)而执行和报告静默期占用感知，包括作为级l的CPE快速感知模块(1102); 作为级2的CPE精细感知^^莫块(1103);以及CPE静默期控制模块(450),其被配置成执行CPE快速感知模块(1102) 和CPE精细感知模块(1103),以根据从基站(BS) (1201)接收的精细感知改 变(413)而获得和报告对于信道列表(4G2)的信道占用数据(455)。
24. 权利要求23的CPE感知设备(1150),还被配置成发送信道报告 (455)到基站(BS) (1201)，从BS(1100)接收在信道占用更新消息(1000)中 的合并的报告和精细感知参数(1101. 2)的精细感知改变(413),以及由此 确定接下来的精细感知模块(110 3)的执行。
25. 权利要求24的CPE感知设备(1150),其中 CPE设备(115 0)还包括CPE两级存储器(1150);CPE控制模块(450)被可操作地连接到该CPE两级存储器(1151)，以及 还被配置成在其中存储 信道占用数据(1101. 1)，和 精细感知参数(1101. 2);其中，信道占用数据(1101. l)确定由该至少一个CPE设备(1150)对信 道的使用、精细感知参数(1101. 2)、和由BS(1201)与该CPE感知设备(1150) 对精细感知模块(1103)的执行。
26. 权利要求25的CPE感知设备(1150)，其中快速感知模块(1102) 在至少一个快速感知期(301)内被执行，以使得每个所述的至少一个快速 感知期(301)与一个频率相关联，该频率是从相同频道和不同频道中选择 的，以及由快速感知模块(1102)执行的所有的快速感知的结果一皮合并和被 存储在CPE存储器(1151)中。
27. 权利要求26的CPE感知设备(1150)，其中每个快速感知模块(1102) 执行从由能量检测、导引信号检测和循环平稳检测组成的组中选择的快速 感知算法。
28. 权利要求27的CPE感知设备(1150)，还被配置成从BS (1201)接 收精细感知改变(413)并把精细感知改变(413)应用到被存储在CPE存储器 (1151)中的精细感知参数(1101. 2)，以及根据接收的精细感知改变(413) 取消下一个调度的精细感知期(302)。
29. 权利要求8的CPE感知设备(1150)，还被配置成在每个信道检测 时间(CDT) (303)开始之后，执行CPE静默期控制模块(450)，这样，在 CDT(303)期间，快速感知级(301)至少发生一次，以及精细感知级(302)至 多发生一次。
30. 权利要求29的CPE感知设备(1150),其中任何交叠的网络-故同 步，以使得它们的静默期被同步。
31. 权利要求30的CPE感知设备(1150)，还被配置成/人BS(1201)接受感知RTG窗口 (602)的尺寸和在其中执行快速感知的帧。
32. 权利要求31的CPE感知设备(1150),还#1配置成在/人由个体的 快速感知期(301)和在CDT(303)内发生的所有快速感知期(301)组成的组 中选择的其中一个事件之后，输出信道报告。
33. 权利要求32的CPE感知设备(1150),还被配置成提供合并的频 语占用测量报告(800),该报告包括每个CDT(303)由CPE感知设备(1150) 的快速感知模块(1102)执行的所有的快速感知的结果。
34. —种用于确定网络范围静默期占用的方法，包括以下步骤 由基站(BS) (1201)确定信道列表；以及由BS(1201)和至少一个客户住宅设备(CPE) (1202i)执行快速感知级， 由此产生对于信道列表(4 02)的有关静默期占用的报告，由BS将该BS和CPE报告(455)合并为信道占用数据(1101. 1);由BS (1201)根据信道占用数据(1101. 1)来确定在信道列表(4G2)的给 定信道中的能量是否总是低于预定的阈值，并执行以下步骤a. 当确定能量总是低于预定的阈值时，取消对于给定信道的下一个 调度的精细感知期(302),b. 否则由BS(1201)和至少一个CPE(1202i)执行对于给定信道的下一 个调度的精细感知期(302)，以获得对于给定信道的精细感知^:据，以及c. 用对于给定信道的精细感知数据来调整信道占用数据(1101. 1);以及由该至少一个CPE(1202i)根据一个信道的信道占用数据(1101. l)来 使用那个信道。
35. 权利要求34的方法，其中执行快速感知级(301)的步骤至少发生 一次，以及精细感知级(302)至多发生一次。
36. 权利要求35的方法，还包括如下步骤同步任何交叠的网络以 使得它们的静默期被同步。
37. 权利要求36的方法，还包括以下步骤 确定感知RTG窗口 (602)的尺寸；以及确定在其中由BS(1201)和该至少一个CPE(1202i)执行快速感知的帧。
38. 权利要求37的系统，还包括如下步骤在从由个体快速感知期 (301)和在CDT(303)内发生的所有快速感知期(301)组成的组中选择的其 中一个事件之后，该至少一个CPE(1202i)输出信道报告。
39. 权利要求38的方法，还包括如下步骤该至少一个CPE(1202i) 提供合并的频谱占用测量报告(800)，该报告包括每个CDT(303)执行的所有的快速感知的结果。
40. 权利要求39的方法，其中快速感知级通过使用从由能量检测、 导引信号检测和循环平稳检测组成的组中选择的算法而完成。
41. 权利要求40的方法，其中快速感知级在至少一个快速感知期(301) 内被执行，使得每个所述的至少一个快速感知期(301)与不同的频率相关联。
全文摘要
本发明是用于两级静默期管理机制的系统(1200)、基站(1100)/客户住宅设备(1150)装置和方法(400，450)，其提供了对于既有者(主频谱用户)的所需要的保护，而同时支持参加认知无线网的次级用户的想要的QoS。在第一级，由网络中的所有设备完成简单的快速感知(301)(例如，能量检测)。取决于快速感知的结果，执行第二且可能更长的级，这里称其为精细感知(302)。
文档编号H04W16/10GK101390424SQ200780006443
公开日2009年3月18日 申请日期2007年2月20日 优先权日2006年2月22日
发明者C·M·科戴罗, D·比鲁, K·S·查拉帕利 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司