专利名称：使用谱感测的超微型小区配置的制作方法
技术领域：
实施例大体上涉及无线电信，且更明确地说，涉及无线谱的检测和分析。
背景技术：
全球移动通信系统(GSM)电信系统经由在许可带宽中操作的无线电接入网络(RAN)提供到移动装置的无线通信。RAN通常由若干个大型小区组成，大型小区也被称为基站收发台(BTS)。网络的每一大型小区通常连接到基站控制器(BSC)。BSC控制并监视大型小区的各种活动。举例来说，BSC可帮助协调移动装置从一个大型小区覆盖区域移动到另一大型小区覆盖区域的越区切换。BSC还可与相邻大型小区协调操作带宽以避免干扰。随 着移动应用程序所使用的带宽持续增加，需要通过频率再用来增加网络容量。超微型小区、微微型小区和微小区(下文统称为超微型小区)是经设计以提供对较小住宅结构、高要求公共位置或其它难以覆盖区域的较好覆盖的较小低功率基站。超微型小区在具有持证人的授权的许可谱中操作，且使用宽带数据连接来将数据发送到持证人网络且从持证人网络接收数据。超微型小区具有有限的覆盖范围，且由此，多个超微型小区可在大型小区区域内操作。超微型小区提供若干优点。对于最终用户，超微型小区可降低无线数据费用，改进室内覆盖，且降低移动装置的电力消耗。对于网络运营商，超微型小区改进覆盖，通过减少所使用的大型小区带宽的量而提高容量，减少提供商的大型小区与有线网络之间的业务，且降低运营商的维护和基础设施费用。超微型小区通常在两种配置中的一者下操作。超微型小区可充当对大型小区网络的现存网络的扩展，且为所有网络用户提供覆盖，或超微型小区接入可限于一组特定的用户。超微型小区的放置以及所利用的带宽谱可不利地干扰大型小区或其它相邻超微型小区的操作。在3GPP长期演进(LTE)系统中，在唯一正交频域多路复用(OFDM)副载波信道中建立连接。LTE大型小区通常使用相同的频带。大型小区彼此协作以将可用OFDM副载波的不同子集给予在大型小区覆盖区域边缘的移动用户，以避免干扰。如同大型小区一样，超微型小区必须使用与其相邻超微型小区不同的一组OFDM副载波而操作，以便避免干扰。因为超微型小区在经协调网络的外部操作，因此类似的协调通常是不可能的。一个或一个以上实施例可解决这些问题中的一者或一者以上。
发明内容
在一个实施例中，提供用于确定可用无线通信信道的方法。可确定一位置中的未保留频带。可选择所述所确定的未保留频带中的一者内的第一信道，且可在一持续时间内监视所述第一信道上接收到的信号。可在所述持续时间期间估计所述信号的功率谱密度。可确定所述所估计的功率谱密度的谱移动平均值。可连同超过检测阈值的所述所估计的功率谱密度的谱移动平均值的带宽的百分比而确定所述第一信道的检测阈值。响应于所述所确定的百分比小于选定百分比，可存储指示所述第一信道可用的数据。响应于所述所估计的百分比大于或等于所述选定百分比，可确定所述所估计的功率谱密度的谱移动平均值的标准化是否与选定信号形状一致。响应于确定所述所估计的平均化功率谱密度与所述选定信号形状不一致，可存储指示所述第一信道可用的数据。在此方法中，确定所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值是否与所述选定信号形状一致可包含确定所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值的峰值和斜率；且其中如果所述斜率在选定范围内，那么所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值与所述选定信号形状一致。所述确定所述未保留频带可包含在广播控制信道中接收指示频带保留者的身份的数据；以及从数据库下载指示为所述保留者保留的频带的数据。所下载的数据可包含指示为所述保留者保留的所述频带的带宽和相应中心频率的数据。所述确定为所述保留者保留的所述频带可包含从数据库下载指示在所述位置处保留的信道的数据。所述存储指示所述第一信道可用的数据可包含存储指示存在于所述第一信道上的噪声电平的数据。所述方法可进一步包含使所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值标准化。可响应于所确定的百分比大于或等于选定百分比而执行所述标准化。所述估计所述功 率谱密度可包含确定所述信号的瞬时快速傅立叶变换的平方量值；以及在所述持续时间内求所述所确定平方量值的平均值。所述方法可进一步包括所述确定所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值是否与所述选定信号形状一致，其可包含确定所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值的峰值和斜率；且其中如果所述斜率在选定范围内，那么所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值与所述选定信号形状一致。另外，所述方法可进一步包括响应于所述斜率在所述选定范围外而选择所述所确定的未保留频带中的一者内的第二信道；以及使用所述第二信号作为所述第一信道来重复所述监视、估计、确定发射阈值和百分比、确定与所述选定信号形状的一致性以及存储的步骤。所述方法可进一步包括选择所述所确定的未保留频带内的一个或一个以上额外信道；针对所述一个或一个以上额外信道中的每一者，使用所述相应信道作为所述第一信道来重复所述监视、估计、确定检测阈值和百分比、确定与所述选定信号形状的一致性以及存储的步骤；确定来自所述一个或一个以上额外信道和所述第一信道的一组可用信道；以及确定所述组可用信道中具有最低功率谱密度的信道。在另一实施例中，提供一种用于确定可用无线通信信道的系统。所述系统可包含用于接收在多个通信信道上发射的信号且输出在选定信道上接收的信号的构件(例如，接收器单元)。输入存储单元可耦合到用于接收的构件的输出，且还耦合到数据总线。所述系统还可包含耦合到所述数据总线的用于确定一位置中的未保留频带的构件。另外，所述系统可包含用于从所述所确定的未保留频带中的一者选择所述选定信道且配置所述用于接收信号以输出在所述选定信道上接收的信号的构件。并且，所述系统可包含用于确定由所述接收器单元输出的所述信号的功率谱密度的构件的构件；以及用于从所述功率谱密度确定在所述选定信道上接收的所述信号是否与指示所述信道不可用的选定信号形状和强度一致的构件。所述系统可进一步包括用于将谱移动平均窗应用于所述功率谱密度的构件。所述用于确定所述功率谱密度的构件可包含用于计算快速傅立叶变换的构件；耦合到所述用于计算快速傅立叶变换的构件的输出的用于计算平方量值的构件；以及耦合到用于计算所述平方量值的构件的输出的用于在一时间间隔内求平均的构件。所述用于确定所述功率谱密度的构件可进一步包含耦合到所述用于在一时间间隔内求平均的构件的输出的用于计算移动平均值的构件。所述系统可进一步包含用于确定用于信号发射的信道带宽的百分比的构件。另外，所述系统可包含用于确定所述功率谱密度的谱移动平均值的构件；用于使所述谱移动平均值标准化的构件；用于确定所述标准化谱移动平均值的峰值和平均斜率的构件；以及用于确定所述平均斜率是否在选定斜率范围内的构件。此外，所述系统可进一步包含用于通过从数据库检索数据而确定未保留频带的构件。在又一实施例中，提供一种用于确定可用无线通信信道的电路，所述电路可包含接收器电路，其经配置以接收多个所发射信号；以及信号处理电路，其耦合到接收器电路的输出。信道分析电路可耦合到信号处理电路，且信道选择控制器电路可耦合到信道分析电路，且耦合到接收器电路。信道选择控制器电路可监视由接收器电路接收的多个所发射信号，确定一位置中的未保留信道，从所确定的未保留信道选择第一信道，且配置接收器电路以输出在第一信道上接收的信号。信号处理电路可确定并输出由接收器电路输出的信号的功率谱密度。信道分析电路可确定由信号处理电路输出的功率谱密度的谱移动平均值，确 定信号检测阈值电平，且确定具有高于信号检测阈值电平的功率谱密度的第一信道的带宽的百分比。信道分析电路可另外使所确定的谱移动平均值标准化，确定经标准化的谱移动平均值的峰值和斜率，且从所述百分比以及所述峰值和所述斜率确定第一信道是否可用。在此电路中，响应于确定选定信道是否可用信道选择控制器电路可经配置以从所确定的未保留频带选择第二信道；且配置接收器电路以输出在第二信道上接收的信号；信号处理电路可经配置以确定并输出由接收器电路输出的信号的功率谱密度；且信道分析电路可经配置以确定由信号处理电路输出的功率谱密度的谱移动平均值；确定信号检测阈值电平；确定具有高于信号检测阈值电平的功率谱密度的选定信道的带宽的百分比；使所确定的谱移动平均值标准化；确定经标准化的谱移动平均值的峰值和斜率；且从所述所确定的带宽百分比以及所述峰值和所述斜率确定第二信道是否可用。将了解，在具体实施方式
和所附权利要求书中陈述各种其它实施例。
在审阅以下详细描述后且在参考图式后，将即刻明白各种方面和优点，在图式中图I是说明GSM通信网络中的GSM大型小区和LTE超微型小区的地理覆盖的框图；图2-1展示用于为超微型小区操作确定可用无线信道的过程的流程图；图2-2说明超微型小区信道的所估计功率谱密度；图2-3说明所估计功率谱密度的谱移动平均值；图2-4说明所估计功率谱密度的标准化谱移动平均值；图2-5说明所估计功率谱密度的标准化谱移动平均值的所确定斜率；图3展示用于分析潜在可用的信道且确定存在最少噪声量的信道的过程的流程图4展示用于确定可用信道的电路的框图。图5是实例可编程逻辑集成电路的框图；图6说明经配置以确定可用无线通信信道的计算布置系统的框图；图7说明经配置以实施若干信号处理功能的信号处理硬件的实例实施方案的框图。
具体实施例方式许多现存无线通信标准，例如全球移动电信系统(UMTS)或IEEE 802. Ilb标准，在 其中用户轮询通信媒体以获取通信时隙的基于中断的系统下操作。根据这些标准，多个基站可使用同一频带操作。通过码分多址(CDMA)来减轻基站之间的干扰，其中每一基站与其它基站正交而在唯一加扰码下操作。其它通信网络(例如全球移动通信系统(GSM))利用频分多址(FDMA)来避免干扰，且通过在不同操作区中再用频率来增加带宽利用率。不同于UMTS，长期演进(LTE)需要独占频率接入。LTE在下行链路中使用正交频分多址(OFDMA)来操作，且在上行链路中使用信号-载波频分多址(SC-FDMA)来操作。OFDMA是正交频分多路复用(OFDM)的多用户版本，其中将用于下行链路通信信道的选定带宽分为用以运载数据的较大数目的密集间隔的正交子带。SC-FDMA是经线性预译码的OFDMA方案，以在上行链路发射中具有较低的峰值与平均功率比。LTE支持时分双工(TDD)和频分双工(FDD)两者，在TDD中，下行链路和上行链路通信信道以时隙化方式共享同一频带，且在FDD中，上行链路和下行链路通信信道位于单独的频带中。基于TDD提供的带宽效率，将TDD视为LTE中的优选选择。LTE基站的上行链路和下行链路信道中的副载波由LTE用户基于其上行链路和下行链路业务需求而在时间和频率上共享。为避免干扰，LTE超微型小区基站必须使用上行链路和下行链路通信信道进行通信，所述信道在频率上不与范围内的相邻超微型小区所使用的信道重叠。因为需要带宽的未用部分，所以有可能将把LTE系统部署在通过频率再用而可用的空闲GSM谱中。当将LTE超微型小区部署在GSM大型小区网络的带宽中时，超微型小区必须使用从不同于范围内的大型小区正使用的频带选择的通信信道来操作。另外，超微型小区必须使用不同于相邻超微型小区所使用的通信信道的通信信道来操作。一个或一个以上实施例用于使用针对通信信道选择的谱感测来专门配置超微型小区。一个或一个以上实施例确定未由一位置中的大型小区保留的频带的频带，且在未保留的频带内执行谱感测以确定正由范围内的其它超微型小区使用的通信信道。以此方式，可在无所部署超微型小区之间的外部协调或控制的情况下，以专门方式部署和配置超微型小区。在利用频率再用的网络中，网络覆盖被若干大型小区划分且覆盖的区。频率可根据频率再用因子而再用于非邻近大型小区，所述因子取决于用于部署的再用模式。频率再用因子为1/K，其中K为所使用的频率群组的数目。常见的频率再用因子为1/3、1/4、1/7或1/9。如果总的许可带宽为B，那么可供在每一大型小区中使用的带宽为B/K。图I是说明具有部署在若干大型小区的覆盖区域内的LTE超微型小区的GSM大型小区的通信网络的地理覆盖的框图。网格120展示已经分为九个频带的许可频率块。在此说明中，由六边形130、132和134示范的大型小区均匀地分布，因此各自覆盖近似相同的面积。在此实例中，每一六边形表示大型小区和由所述大型小区覆盖的区。在任何两个相邻大型小区区之间,存在某一重叠,其中信号可被两个大型小区接收。为避免大型小区重叠位置处的干扰，为相邻大型小区保留用于通信的不同组频带。在此实例布局中，需要三个不同组以避免大型小区之间的干扰。将九个频带分为三个频带群组A、B和C，其均匀地分布在许可谱上。通常由基站控制器(BSC)140决定频率分布，且由BSC 140将频带指派给每一大型小区。BSC 140与大型小区通信以指派频带，且使用有线网络资源142 (例如光纤)在网络与每一大型小区之间传送数据。注意，BSC 140经由通信信道142与图I的所有大型小区通信，将通信信道142展示为将BSC 140连接到所述大型小区中的仅三个大型小区。若干LTE超微型小区104、106、108和110也可操作，从而覆盖大型小区内的较小子区。为避免干扰大型小区操作，超微型小区必须避免使用指派给正在超微型小区位置中操作的大型小区的频带的带宽。举例来说，超微型小区104位于大型小区区130内。大型小区130在频率群组A下操作，频率群组A包含许可谱分布120的频带1、4和7。因此，超微型小区104必须使用来自群组B或C的频带内的带宽来操作。
为了清楚起见，指派给存在于一位置中的大型小区的频带或谱被称为保留频带。未指派给所述位置中的任何大型小区的频带或谱被称为可用频带。由超微型小区用于无线通信的谱被称为通信信道。未由其它超微型小区使用的信道被称为可用信道，且正由其它超微型小区使用的信道被称为不可用信道。将理解，用于通信信道的谱的带宽无需与分配给大型小区的频带相同，或与由个别移动装置用来与大型小区通信的带宽相同。举例来说，一个频带的带宽可足以支持多个超微型小区信道。超微型小区106位于由在频带群组B和C下操作的两个大型小区覆盖的区内。因此，超微型小区106必须选择群组A的频带内的信道。超微型小区还必须避免使用由范围内的其它超微型小区使用的信道。两个超微型小区108和110位于由大型小区132覆盖的区内，大型小区132在频带群组B中操作。因此，超微型小区108和110必须选择来自包含于群组A和C中的频带的不同频道，群组A和C包含频带1、3、4、6、7和9。一个或一个以上实施例适用于若干通信标准，包含IEEE 802. 16 (WiMAX)、3GPP-LTE和其它需要一组独占频带且其中相邻超微型小区周期性地在所述独占组中的每一频带上发送信号(即使不执行用户通信时也是如此)的标准。举例来说，一标准可周期性地传送同步和控制信号。这些信号可为时隙化的，但其必须在整个频带上发射，如针对LTE的情况。一个或一个以上实施例可适用于其中未保留谱可用的各种网络，如在FDMA部署中。图2-1展示用于为超微型小区操作确定可用无线信道的过程的流程图。在步骤202处，检测存在于超微型小区操作的位置中的大型小区，且确定没有为那些检测到的大型小区保留的频带。在GSM网络中，可在步骤201中通过监视GSM下行链路中的广播控制信道(BCCH)载波以确定大型小区基站的身份来检测大型小区。一旦获得大型小区识别符,超微型小区就可从数据库查找为所述大型小区保留的频带。数据库可由基站控制器(BSC)创建并维护，且可使用由超微型小区用以连接到持证人网络的宽带连接来接入。一个或一个以上实施例可使用用户输入位置识别符(例如邮政编码)来检索为所述位置中的大型小区保留的频带。在此些实施例中，无需获得大型小区识别符。在步骤204处，选择许可谱中的未保留频带作为潜在信道。在步骤206处，估计潜在信道的功率谱密度。图2-2展示信道的所估计功率谱密度的实例说明。功率谱密度的频率范围等于潜在信道的带宽。在步骤208处，计算频域中的所估计功率谱密度的移动平均值。一个或一个以上实施例将频域中的移动平均值称为谱移动平均值，且此些术语在本文中可互换使用。使用滑动频域窗来计算频域中的移动平均值。将窗的宽度设定为与不具有保护带的超微型小区信号的带宽具有相同大小。在若干步骤中，使窗的中心点沿信道的频带移动。在每一步骤处，中心点的频率处的功率谱密度的移动平均值等于窗内的功率谱密度数据点的平均值。图2-3说明图2-2的功率谱密度的谱移动平均值。谱移动平均值窗化的应用具有使所估计功率谱密度光滑的效应，且因为将移动平均窗的宽度选择为适合预期LTE信号的带宽，因此移动平均使谱占用范围与LTE信号形状有效地相关。如果信号为LTE信号，那么所形成的信号形状为在中心频率下具有峰值的三角形。功率谱密度的谱移动平均值也称为谱平均化功率谱密度或谱平均值，且此些术语在本中可互换使用。在步骤212处，根据谱平均化功率谱密度来确定对应于数据发射的信号强度的检测阈值。根据以下等式确定检测阈值， 8 = u +c* O其中y是潜在信道的频带内的平均信号强度，c为正常数，且O为标准偏差。标准偏差O用于确保来自背景噪声的信号尖峰不在所发射的数据信号处被认出。常数c充当标准偏差的定标量，且可用以使阈值稍高于平均值加标准偏差。C的典型值接近值I。图2-3说明叠加在谱移动平均值上的所计算的检测阈值230。频带232是谱平均值的大于检测阈值的部分。在步骤214处，确定具有大于所确定的检测阈值的电平的谱平均值的百分比。如果信号为由另一超微型小区产生的LTE信号，那么预期高于阈值的所述区域的带宽约为信道的总带宽的50%到70%。如果在决策步骤226处所确定的百分比小于或等于信道带宽的预定百分比，那么在步骤222处存储指示所述信道可供超微型小区使用的数据。如果在决策步骤226处所确定的百分比小于或等于信道带宽的预定百分比，那么在步骤210处使平均化功率谱密度标准化。标准化通过均匀地按比例缩放信道带宽上的振幅来使谱平均化功率谱密度的振幅增加或减小到设定振幅值。图2-4说明在标准化到设定振幅234之后图2-3中所示的谱平均化功率谱密度。将了解，可在步骤208处确定所估计功率谱密度的谱移动平均值之后且在步骤228处确定峰值和斜率之前的任一点处执行标准化。在步骤228和220处分析标准化功率谱密度，以确定其是否与由另一超微型小区发射的信号的预期形状一致。在此实例实施方案中，从标准化功率谱密度的斜率确定形状。如果信号是由另一超微型小区产生的LTE信号，那么预期标准化功率谱密度的斜率属于斜率范围内。在步骤228处，针对频带的在步骤214中被确定为大于检测阈值的部分，确定标准化功率谱密度的峰值和斜率。图2-5说明叠加在标准化功率谱密度上的所确定的斜率236。如果所确定的斜率不在预期范围内，那么在步骤222处存储指示信道可供超微型小区使用的数据。相反地，如果在决策步骤220处，所确定的斜率在预期范围内，那么在步骤224处存储指示信道不可用的数据。如果在决策步骤220处确定信道不可用，那么在步骤204处从许可带宽的未保留部分选择另一信道。重复所述过程，直到确定可用信道为止。在找到可用信道之后，一个或一个以上实施例继续分析信道，以确定存在具有最少噪声量的可用信道。图3展示用于分析潜在可用的信道且确定存在最少噪声量的信道的过程的流程图。在步骤302处，确定为存在于超微型小区操作的位置中的大型小区保留的频带。在步骤304处，从没有为所述位置中的大型小区保留的许可频带选择潜在的通信信道。所述过程在步骤306处确定选定信道是否可用。以图2中所示的方式执行此确定。在步骤308处，存储指示信道是否连同所述信道的噪声电平为可用的数据。可以任何数目的方式确定所述噪声电平。用于确定噪声电平的一个实例过程是计算信道的频带上的功率谱密度的平均振幅。所述过程重复，直到已分析所有潜在信道为止。当决策步骤310确定已检查所有潜在信道时，在步骤312处确定存在最低噪声电平的可用信道。如果在分析所有潜在信道之后确定无信道可用，那么一个或一个以上实施 例将选择具有最低电平功率谱密度的信道，以最小化对其它超微型小区的干扰。在此些实施例中，在步骤308处存储指示不可用信道的信号电平的数据，直到找到可用信道为止。在找到可用信道之后，仅需要存储被确定为可用的信道的信息。图4是用于确定可用无线通信信道的电路布置的实例实施方案的框图。所述电路布置包含接收器电路410、信号处理电路420、信道分析电路430以及信道选择控制电路450。接收器电路经配置以接收多个所发射信号，且将在选定信道上接收到的信号输出到信号处理电路420。选定信号由信道选择控制电路450设定。信道选择控制电路450经配置以监视由接收器电路410接收的信号，且确定在电路布置正在操作的位置中未保留的信道。信道选择电路将选定信道设定为所确定的未保留信道中的一者。在已设定选定信道之后，在选定信道上接收的信号由接收器电路输出到信号处理电路420。信号处理电路420经配置以计算从接收器电路410接收的信号的功率谱密度。在实例实施方案中，信号处理电路420包含用于计算接收到的信号的快速傅立叶变换的电路422。将所计算的快速傅立叶变换输出到电路424且由电路424处理，电路424确定快速傅立叶变换的平方量值。将平方量值输出到电路426且由电路426在一持续时间内平均化，以确定功率谱密度。将所确定的功率谱密度输出到信道分析电路430。信道分析电路430经配置以从功率谱密度确定信道是否可用。电路430包含用于确定频域中的功率谱密度的谱移动平均值的电路432。如上文所论述，如果信道带宽的某一百分比高于检测阈值电平或如果经平均化和标准化的功率谱密度的斜率在某一范围内，那么确定信道不可用。电路430包含耦合到电路432的输出的阈值检测电路434。阈值检测电路434经配置以确定检测阈值和高于检测阈值的信道带宽的百分比。为确定功率谱密度的峰值和斜率，信道分析电路430包含标准化器电路436，其标准化由电路432输出的平均化功率谱密度的高于由电路434确定的检测阈值的部分。一个或一个以上实施例在检测阈值之前交替地执行标准化。在此些实施例中，标准化器电路436耦合到电路432的输出，且将标准化的谱移动平均值输出到阈值检测电路434。将标准化的功率谱密度输出到峰值和斜率检测电路438，所述峰值和斜率检测电路438经配置以确定功率谱密度的标准化部分的峰值和斜率。波形分析器440接收来自电路434的所确定的高于阈值的百分比和来自电路438的所确定的峰值和斜率。如果所确定的百分比低于选定值，或如果所确定的斜率在选定范围外，那么波形分析电路440将指示选定信道可用的信号输出到信道选择控制电路450。在一个或一个以上实施例中，如图所示，信道分析电路430的输出由信道选择控制电路450接收。如果信道分析电路430指示信道不可用，那么信道选择控制电路450从所确定的未保留信道选择新的信道，且配置接收器电路410以在新的信道上接收和输出所发射信号。如果信道分析电路430指示信道可用，那么信道选择控制电路存储指示选定信道可用的数据。在分析所有信道的一个或一个以上实施例中，信道选择控制电路存储指示具有最低功率谱密度的可用信道的数据。应理解，可使用专用硬件、可编程逻辑或用各种处理架构来实施电路的各种部分。图5是实例可编程逻辑集成电路的框图。可编程逻辑集成电路以阵列形式包含若干不同类型的可编程逻辑块。举例来说，图5说明现场可编程门阵列(FPGA)架构(500)， 其包含较大数目的不同可编程瓦片，包含多千兆位收发器(MGT 501)、可配置逻辑块(CLB502)、随机存取存储器块(BRAM 503)、输入/输出块(I0B 504)、配置与计时逻辑(CONFIG/CLOCKS 505)、数字信号处理块(DSP 506)、重新配置端口(REC0NFIG 516)、专用输入/输出块(1/0507)(例如时钟端口)以及例如数字时钟管理器、模/数转换器、系统监视逻辑等其它可编程逻辑508。某些FPGA还包含专用处理器块(PROC 510)。在一些FPGA中，每一可编程瓦片包含可编程互连元件(INT 511)，其具有去往和来自每一邻近瓦片中的对应互连元件的标准化连接。因此，可编程互连元件共同实施用于所说明的FPGA的可编程互连结构。可编程互连元件INT511还包含去往和来自同一瓦片内的可编程逻辑元件的连接，如由图5顶部包含的实例所展示。举例来说，CLB 502可包含可配置逻辑元件CLE 512，其可经编程以实施用户逻辑加单个可编程互连元件INT 511。BRAM 503可包含BRAM逻辑元件(BRL 513)，以及一个或一个以上可编程互连元件。通常，包含于一瓦片中的互连元件的数目取决于瓦片的高度。在所描述的实施例中，BRAM瓦片的高度与四个CLB的高度相同，但也可使用其它数目(例如五个)。除适当数目个可编程互连元件外，DSP瓦片506还可包含DSP逻辑元件(DSPL514)。DSP瓦片是经设计以执行专门功能的专用硬件。根据一个或一个以上实施例，DSP瓦片506可经配置以执行一个或信号处理功能，例如快速傅立叶变换、平方量值、随时间的平均值、选定带宽上的谱移动平均值等。IOB 504可包含(例如)输入/输出逻辑元件(I0L 515)的两个实例，以及可编程互连元件INT 511的一个实例。如所属领域的技术人员将清楚，(例如)连接到I/O逻辑元件515的实际I/O垫是使用加层在各种所说明逻辑块上方的金属来制造，且通常不限于输入/输出逻辑元件515的区域。在所描述的实施例中，裸片中心附近的柱形区域(在图5中以阴影显示)用于配置、时钟及其它控制逻辑。从此柱形延伸的水平区域509用以横跨FPGA的宽度而分配时钟和
配置信号。利用图5中所说明的架构的某些FPGA包含额外的逻辑块，所述逻辑块扰乱构成FPGA的较大部分的规则柱形结构。这些额外的逻辑块可为可编程块和/或专用逻辑。举例来说，图5中所示的处理器块PROC 510横跨CLB和BRAM的若干个柱形。注意，图5仅意在说明示范性FPGA架构。举例来说，柱形中的逻辑块的数目、柱形的相对宽度、柱形的数目和顺序、柱形中所包含的逻辑块的类型、逻辑块的相对大小，以及图5顶部所包含的互连/逻 辑实施方案纯粹是示范性的。举例来说，在实际FPGA中，在CLB出现之处通常包含一个以上邻近列的CLB，以促进用户逻辑的高效实施。图6说明可经配置以实施用于确定可用无线通信信道的系统的计算布置的框图。所属领域的技术人员将了解，各种替代计算布置(包含一个或一个以上处理器)和配置有程序代码的存储器布置将适合代管进程和数据结构，且实施不同实施例的功能。计算机代码(包含以处理器可执行格式编码的一个或一个以上实施例的进程)可经由多种计算机可读存储媒体或递送通道(例如磁性或光学盘或带)、电子存储装置或作为应用服务经由网络而存储和提供。处理器计算布置600包含耦合到主机总线612的一个或一个以上处理器602、时钟信号产生器604、存储器单兀606、存储单兀608、输入/输出控制单兀610和信号处理硬件620。布置600可用电路板上的单独组件实施，或可在集成电路内部实施。当在集成电路内部实施时，处理器计算布置也称为微控制器。如所属领域的技术人员将认识到，计算布置的架构取决于实施要求。处理器602可为一个或一个以上通用处理器，或一个以上通用处理器与合适的协同处理器的组合，或一个以上专门处理器(例如，RISC、CISC、管线式等)。存储器布置606通常包含多个等级的高速缓冲存储器和一主存储器。存储布置608可包含本地和/或远程永久存储装置，例如由磁盘(未图示)、快闪存储器、EPROM或其它非易失性数据存储装置提供。存储单元可具有读取或读取/写入能力。另外，存储器606和存储装置608可组合成单个布置。处理器布置602执行存储装置608和/或存储器606布置中的软件，从存储装置608和/或存储器606布置读取数据和将数据存储到存储装置608和/或存储器606布置，且经由输入/输出控制布置610与外部装置通信。通过时钟信号产生器604使这些功能同步。计算布置的资源可由操作系统(未图示)或硬件控制单元(未图示)管理。接收器640经配置以接收射频信号642，且分离并输出I和Q信号分量644。信号处理硬件620经配置以对从接收器电路640接收到的I和Q信号分量644执行信号处理。实例实施例展示耦合到信号处理硬件620的输入的接收器电路输出。应理解，接收器电路640可替代地耦合到主机总线612，且经由主机总线将信号分量输出到信号处理硬件620。此实例实施例中展示的信号处理包含用于计算接收到的信号630的快速傅立叶变换的单
J Li o应理解，由一个或一个以上实施例执行的其它信号处理功能例如确定平方量值、确定时域中的平均值、标准化，或确定谱移动平均值，可由处理单元和存储器执行，或可替代地实施在信号处理硬件620内。图7说明经配置以实施若干信号处理功能的图6的信号处理硬件的实例实施方案的框图。信号处理硬件720包含总线接口 724、输入存储器726、输出存储器728以及处理块730。如图所示包含输入和输出存储器块，可包含输入和输出存储器块以改进信号处理硬件的流式传输性能。在此实例实施例中，输入存储器块726经由总线接口 724在数据总线上从接收器电路(未图示)接收未经处理的信号。一个或一个以上实施例将接收器电路的输出耦合到输入存储器块726，如图6中所示。处理块730接收并处理信道的未经处理的信号输入。在此实例实施方案中，处理块包含用于执行快速傅立叶变换的块732、用于计算平方量值的块734，以及用于计算时域平均值的块736。应理解，用于执行根据一个或一个以上实施例而执行的其它信号处理功能的其它处理块也可包含于处理块730中。所属领域的技术人员将了解，各种替代计算布置(包含一个或一个以上处理器)和配置有程序代码的存储器布置将适合代管不同实施例的进程和数据结构。
一个或一个以上实施例被视为适用于多种用于确定可用无线信道的系统。所属领域的技术人员将明白其它方面。希望将说明书和所说明的实施例仅视为实例，本发明的真实范围和精神由所附权利要求书指示。
权利要求
1.一种确定可用无线通信信道的方法，其包括 确定一位置中的未保留频带； 选择所述所确定的未保留频带中的一者内的第一信道； 在一持续时间内监视所述第一信道上接收到的信号； 在所述持续时间期间估计所述信号的功率谱密度； 确定所述所估计的功率谱密度的谱移动平均值； 确定所述第一信道的检测阈值； 标准化所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值； 确定超过所述检测阈值的所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值的带宽的百分比； 响应于所述所确定的百分比小于选定百分比，存储指示所述第一信道可用的数据；以及 响应于所述所估计的百分比大于或等于所述选定百分比 确定所述所估计的功率谱密度的所述经标准化谱移动平均值是否与选定信号形状一致；以及 响应于确定所述所估计的平均化功率谱密度与所述选定信号形状不一致，存储指示所述第一信道可用的数据。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述确定所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值是否与所述选定信号形状一致包含 确定所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值的峰值和斜率；且其中如果所述斜率在选定范围内，那么所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值与所述选定信号形状一致。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中所述确定所述未保留频带包含 在广播控制信道中接收指示频带保留者的身份的数据；以及 从数据库下载指示为所述保留者保留的频带的数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所下载的数据包含指示为所述保留者保留的所述频带的带宽和相应中心频率的数据。
5.根据权利要求I到4中任一权利要求所述的方法，其中所述存储指示所述第一信道可用的数据包含存储指示存在于所述第一信道上的噪声电平的数据。
6.根据权利要求I到5中任一权利要求所述的方法，其中所述估计所述功率谱密度包含 确定所述信号的瞬时快速傅立叶变换的平方量值；以及 在所述持续时间内求所述所确定平方量值的平均值。
7.根据权利要求1、3、4、5或6中任一权利要求所述的方法，其进一步包括 其中所述确定所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值是否与所述选定信号形状一致包含 确定所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值的峰值和斜率；且其中如果所述斜率在选定范围内，那么所述所估计的功率谱密度的所述谱移动平均值与所述选定信号形状一致；响应于所述斜率在所述选定范围外而选择所述所确定的未保留频带中的一者内的第二信道；以及 使用所述第二信道作为所述第一信道来重复所述监视、估计、确定发射阈值和百分比、确定与所述选定信号形状的一致性以及存储的步骤。
8.根据权利要求I到7中任一权利要求所述的方法，其进一步包括 选择所述所确定的未保留频带内的一个或一个以上额外信道； 针对所述一个或一个以上额外信道中的每一者，使用所述相应信道作为所述第一信道来重复所述监视、估计、确定检测阈值和百分比、确定与所述选定信号形状的一致性以及存储的步骤； 确定来自所述一个或一个以上额外信道和所述第一信道的一组可用信道；以及 确定所述组可用信道中具有最低功率谱密度的信道。
9.一种计算机可读媒体，其包括用于实施根据权利要求I到8所述的方法中的任一者的计算机程序。
10.一种用于确定可用无线通信信道的系统，其包括 用于接收在多个通信信道上发射的信号且输出在选定信道上接收的信号的构件； 数据总线，其耦合到所述用于接收的构件； 耦合到所述数据总线的用于确定一位置中的未保留频带的构件的构件； 用于从所述所确定的未保留频带中的一者选择所述选定信道且配置所述用于接收信号以输出在所述选定信道上接收的信号的构件； 用于确定由所述接收器单元输出的所述信号的功率谱密度的构件；以及用于从所述功率谱密度确定在所述选定信道上接收的所述信号是否与指示所述信道不可用的选定信号形状和强度一致的构件。
11.根据权利要求10所述的系统，其进一步包括用于将谱移动平均窗应用于所述功率谱密度的构件。
12.根据权利要求10或11所述的系统，其中所述用于确定所述功率谱密度的构件包含 用于计算快速傅立叶变换的构件； 耦合到所述用于计算快速傅立叶变换的构件的输出的用于计算平方量值的构件；以及 耦合到用于计算所述平方量值的构件的输出的用于在一时间间隔内求平均的构件。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述用于确定所述功率谱密度的构件进一步包含耦合到所述用于在一时间间隔内求平均的构件的输出的用于计算移动平均值的构件。
14.根据权利要求10到13中任一权利要求所述的系统，其进一步包括用于确定用于信号发射的信道带宽的百分比的构件。
15.根据权利要求10到14中任一权利要求所述的系统，其进一步包括 用于确定所述功率谱密度的谱移动平均值的构件； 用于使所述谱移动平均值标准化的构件； 用于确定所述标准化谱移动平均值的峰值和平均斜率的构件；以及 用于确定所述平均斜率是否在选定斜率范围内的构件。
全文摘要
实施例提供使用针对谱信道选择的谱感测来专门配置超微型小区(104)。在此实施例中，确定未由位置(130)中的大型小区保留的频带(302)，且执行谱感测(206到220)，以确定正由范围内的其它超微型小区使用的未保留频带中的通信信道(306)。以此方式，可在无所部署超微型小区之间的外部协调或控制的情况下以专门方式部署和配置超微型小区。
文档编号H04W16/14GK102763442SQ201080053063
公开日2012年10月31日 申请日期2010年7月20日 优先权日2009年11月23日
发明者巴利斯·欧库尔, 朱安·J·诺古拉瑟拉, 裘格·罗特兹 申请人:吉林克斯公司, 都柏林伊莉莎白女皇神学院