一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法

一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法

《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》是普天信息技術研究院有限公司於2012年1月16日申請的專利,該專利的申請號為2012100122423,公布號為CN103209421A,授權公布日為2013年7月17日,發明人是劉建明、陶雄強、李祥珍、邢益海、閆淑輝、胡煒、徐宏、祝鋒、鄧曉暉、王雪霞、王新雨。

《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》提供了一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法,包括如下步驟:A、認知無線電設備採用能量檢測方法對授權發射機進行頻譜檢測,向決策中心上報自身的地理信息以及感知到的授權發射機的能量信息;B、決策中心根據認知無線電設備上報的地理信息以及授權發射機的能量信息計算授權發射機的地理位置和覆蓋範圍;C、決策中心根據授權發射機的地理位置和覆蓋範圍,確定覆蓋範圍與授權發射機的覆蓋範圍有重疊的認知無線電基站,並通知所確定的認知無線電基站;D、認知無線電基站收到來自決策中心的通知後,根據相應的機制變更接入頻譜,退出授權用戶所使用的頻率,並更新可用頻譜列表。

2018年12月20日,《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

(概述圖為《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法
  • 公告號:CN103209421A
  • 授權日:2013年7月17日
  • 申請號:2012100122423
  • 申請日:2012年1月16日
  • 申請人:普天信息技術研究院有限公司
  • 地址:北京市海淀區海淀北二街6號
  • 發明人:劉建明、陶雄強、李祥珍、邢益海、閆淑輝、胡煒、徐宏、祝鋒、鄧曉暉、王雪霞、王新雨
  • Int.Cl.:H04W16/14(2009.01)I; H04W24/02(2009.01)I; H04W64/00(2009.01)I
  • 代理機構:北京德琦智慧財產權代理有限公司
  • 代理人:牛崢、王麗琴
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

認知無線電(CR)是一種通過感知頻譜然後進行動態的頻譜資源分配的技術,其目標在於從時間空間和頻率等多維度實現對頻譜資源的重複利用和共享,從而極大地提高了頻譜利用效率。在認知無線電網路中包括一個基站和多個認知用戶,認知用戶通過對信道的感知來檢測授權用戶是否存在。當認知用戶在某一頻段檢測到授權用戶存在時,認知用戶進行頻譜切換離開該頻段以避免對授權用戶造成干擾。
在實際網路中,認知無線電設備不但要對授權發射機信號進行檢測,還需要對受干擾更加敏感的授權用戶接收機進行檢測,或採用相應的措施避免對授權用戶接收機的正常工作產生干擾。在實際套用場景中有這樣一種情況,即授權用戶接收機只接收信號,不發射信號,我們稱之為“隱終端”。截至2012年1月技術中,認知無線電網路導致很難對隱終端進行檢測,因此容易產生認知無線電設備對隱終端造成有害干擾,影響其正常工作的情況出現。
截至2012年1月技術中,在認知無線電網路中對授權用戶的檢測分為基於發射機信號檢測和基於接收機信號檢測兩大類。
基於發射機信號檢測方式是指認知無線電用戶通過檢測來自授權發射機的信號來判斷認知無線電用戶通信範圍內是否存在潛在的可能被干擾的授權用戶,進而確定是否存在頻譜空穴。
基於接收機信號檢測主要有兩類方法:本振泄露檢測干擾溫度檢測。下面分別說明。
1、本振泄露檢測是根據授權用戶接收機射頻端是否存在本地振盪器泄露功率進行判斷的。截至2012年1月無線電接收機基本上都是超外差式接收機結構,為了將射頻信號下變頻到中頻信號,需要本地振盪器。將本地振盪器調諧到一個特定的頻率並與輸入的射頻信號混合,則此射頻頻段可下變頻到中頻頻段。當授權用戶接收機工作時,天線接收的高頻信號經過接收機內的本地振盪器後會產生特定頻率的信號,一些信號不可避免的會從天線泄露出去,可以通過檢測該泄露信號的有無來判斷接收機是否在工作。檢測器可以使用匹配濾波器或能量檢測的方法。如果要採用匹配濾波器進行相干檢測,實際上是比較難實現的,若採用次優的能量檢測的話,該方法檢測性能相對來說就較差。在實際套用中,直接讓認知用戶來檢測本振泄露功率有點不切實際,這有兩方面的原因:一是對認知無線電的接收機而言,遠距離的檢測本振泄露是比較困難的,特別是當二者的距離較遠時,要得到較高的檢測機率需要的檢測時間比較長,檢測的速度不能得到保證;二是本振泄露功率是變化的,若認知用戶利用變化的功率來近似估計授權用戶接收機,則會出現很大的誤差。為了解決這個難題,可以用一些小的低成本的感測器安置在接收端,當感測器檢測到本振泄露功率時,就會以特定的功率通過一個特殊的控制信道通知該區域使用該信道的認知用戶,以保證不對授權用戶產生干擾。基於本振泄露的檢測方法受到檢測距離的限制,遠距離的檢測本振泄露功率將十分困難,價值本振泄露的功率是動態變化的,這都將降低檢測的準確性,延長檢測時間。
2、干擾溫度檢測中的干擾溫度模型如圖1所示,模型要求發射基站有意識地控制信道的發射功率,使接收端接收信號功率接近其噪聲電平(噪聲功率統計平均值)。當接收端工作頻段內出現未知干擾信號時,不同的頻點的峰值將超出原有的噪聲電平,噪聲電平相應被提高。干擾溫度模型不使用噪聲電平作為判別門限,而是使用干擾溫度即接收端所能容忍的新增干擾數量來判別。干擾溫度模型是對多個射頻信號能量進行積累,獲得其最大容量的對應信號能量作為判別門限。依據干擾溫度模型,在某頻段內,只要認知用戶發射機工作數量不超過判別門限,認知用戶就可以使用該頻段。認知用戶造成的干擾是由於認知用戶的接入而對授權用戶造成的干擾,當授權用戶系統允許認知用戶接入時,認知用戶就會對授權用戶系統造成干擾。但是只要干擾溫度小於授權用戶所能容忍的干擾溫度的最大限(即干擾溫度界限),就不會對授權用戶系統造成干擾,認知用戶就可以借用該頻段進行通信。這種方法還有它的難點,難點在於能否有效地探測到干擾溫度。認知無線電用戶能夠知曉自己的發射功率和自己的準確位置,然而,截至2012年1月沒有一種有效的方法來衡量或估算授權用戶處的干擾溫度。由於授權用戶接收機被動接收信號,認知無線電用戶無法知道它的準確位置。此外,如果認知無線電用戶不能探測到它們的傳輸對所有的授權用戶接收機所產生的影響,那么此時對授權用戶的干擾溫度測量也是不可行的。基於干擾溫度檢測的技術難題還有:在每一目標頻段上都要重複執行特徵頻譜的計算,導致算法在具體實現過程中計算量較大。另外,由於有些授權用戶接收機處在授權發射機覆蓋範圍和正常解碼範圍的邊緣,因而無法準確評測所有授權用戶接收機的接受性能。
雖然基於授權接收機的檢測方法是理論上最有效且最直接的量化授權接收機受干擾程度以及檢測判決頻譜機會的手段,但是截至2012年1月以接收機為中心的干擾溫度測量和本振泄漏檢測還面臨著諸多的技術難題有待解決,實現方法仍不成熟。因此,一種替代方案是,將對授權用戶接收機的檢測轉換為對授權發射機的檢測。為了避免認知無線電用戶發射機對其輻射範圍內潛在授權用戶接收機的干擾,認知無線電用戶的檢測範圍從認知無線電用戶發射機輻射範圍擴大到授權發射機輻射範圍與認知無線電用戶發射機輻射範圍之和,即從保證認知無線電用戶發射機輻射範圍內沒有授權用戶接收機轉換為保證認知無線電用戶發射機輻射範圍內沒有正處在授權發射機正常輻射範圍內的授權用戶接收機,從而可將認知無線電用戶對授權用戶接收機的檢測轉化為對授權發射機信號的檢測。
基於對授權用戶接收機檢測轉化為對授權發射機信號檢測的方法雖行之有效,但這種對頻譜範圍的擴大將勢必造成一些原本可以接入頻譜機會的浪費。如認知無線電用戶發射機實際上並不會對某些授權用戶接受造成干擾,但是由於檢測範圍的擴大,認知無線電用戶檢測到了授權發射機的信號,從而放棄了接入該原本可能接入的頻譜的機會。

發明內容

專利目的

《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》提供了一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法,可以在保證隱終端正常通信的基礎上,避免網內不必要的頻譜切換,提高全網頻譜利用率。

技術方案

《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》實施例提供一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法,其特徵在於,包括如下步驟:
A認知無線電設備採用能量檢測方法對授權發射機進行頻譜檢測,向決策中心上報自身的地理信息以及感知到的授權發射機的能量信息;
B1決策中心根據認知無線電設備的類別檢測到的信號強度以及認知無線電設備的地理信息離散度,從認知無線電設備中選擇m個認知無線電設備作為第一組測距節點;m≥3;
B2決策中心根據第一組測距節點上報的授權發射機的能量信息和測距節點的地理信息計算授權發射機的地理位置和覆蓋範圍;
C決策中心根據授權發射機的地理位置和覆蓋範圍,確定覆蓋範圍與授權發射機的覆蓋範圍有重疊的認知無線電基站,並通知所確定的認知無線電基站;
D認知無線電基站收到來自決策中心的通知後,根據相應的機制變更接入頻譜,退出授權用戶所使用的頻率,並更新可用頻譜列表。
較佳地,所述認知無線電設備為認知無線電終端或認知無線電基站。
較佳地,步驟B1選擇測距節點遵循如下規則:
規則一:優選認知無線電基站作為測距節點;
規則二:在保證規則一的情況下,優選信號強的認知無線電設備作為測距節點;
規則三:在保證規則一和規則二的情況下,且認知無線電基站的數目小於3時,選擇地理信息相對分散的認知無線電設備作為測距節點。
較佳地,所述m=3,若存在兩個認知無線電基站,則步驟B1包括:
將所述兩個認知無線電基站作為測距節點;
選取感知到的信號強度在前1/2的認知無線電終端中最接近所述兩個認知無線電基站間的垂直平分線的認知無線電終端作為第三個測距節點。
較佳地,所述m=3,若存在一個認知無線電基站,則步驟B1包括:
將所述認知無線電基站作為第一個測距節點;
選取感知到的信號強度在前1/2的認知無線電終端中距離所述認知無線電基站最遠的認知無線電終端作為第二個測距節點;
在感知到的信號強度在前1/2的認知無線電終端中,選取最接近第一個測距節點和第二個測距節點間的垂直平分線的認知無線電終端作為第三個測距節點。
較佳地,步驟B2包括:
B21、根據3個測距節點上報的能量信息以及公式Pathloss=69.55+26.16*log(fc)-13.82*log(hb)-α+(44.9-6.55*log(hb))*log(d)計算這3個測距節點與授權發射機之間的距離d;其中,pathloss為路徑損耗;α為移動天線的校正因子;hb為基站天線高度;fc為載波頻率;
B22、根據所述3個測距節點與授權發射機之間的距離,以及測距節點的地理信息,確定授權發射機的地理位置;
B23、根據授權發射機的發射功率和地理信息,計算出授權發射機的覆蓋範圍。
較佳地,所述步驟B2包括:
決策中心根據第一組測距節點上報的測距節點的地理信息計算授權發射機的第一地理位置;
決策中心從認知無線電設備中選擇出n個認知無線電設備作為第二組測距節點,將選取結果下發給第二組測距節點;第二組測距節點上報授權發射機信號能量和自身地理信息位置,決策中心根據第二組測距節點上報的測距節點的地理信息位置計算授權發射機的第二地理位置,取第一地理位置和第二地理位置的中點作為授權發射機的地理位置,並據此計算授權發射機的覆蓋範圍。
較佳地,步驟C所述確定覆蓋範圍與授權發射機的覆蓋範圍有重疊的認知無線電基站包括:
根據公式
對認知無線電基站進行標記,其中,R1為授權發射機覆蓋半徑,R2為所述認知無線電基站覆蓋半徑,d為授權發射機與所述認知無線電基站間的距離,標記H0表示該認知無線電基站與授權發射機為無覆蓋範圍重疊,標記H1表示該認知無線電基站與授權發射機為有覆蓋範圍重疊。
較佳地,步驟D為:認知無線電基站接到通知後,確定自身沒有感知到該授權發射機,則根據相應的機制變更接入頻譜,退出授權用戶所使用的頻率,並更新可用頻譜列表。
較佳地,步驟C所述通知所確定的認知無線電基站包括:
決策中心僅向未上報該授權發射機的能量信息的認知無線電基站傳送通知;或者,決策中心僅向地理位置位於所述授權發射機的覆蓋範圍之外的認知無線電基站傳送通知。

改善效果

從以上技術方案可以看出,認知無線電設備向決策中心上報自身的地理信息以及感知到的授權發射機的能量信息;決策中心運用測距方法對授權發射機進行定位,並根據測距結果對網路進行重構或者對空閒頻譜列表進行重設定。《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》適用於發現和檢測授權基站的工作範圍,並有效地避免干擾授權隱終端的正常通信。

附圖說明

圖1為干擾溫度檢測中的干擾溫度模型示意圖;
一種避免乾擾授權用戶隱終端通信的方法
圖2為《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》實施例方案的一種典型的網路場景示意圖;
一種避免乾擾授權用戶隱終端通信的方法
圖3為《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》實施例提供的避免干擾授權用戶隱終端通信的方法流程圖。
一種避免乾擾授權用戶隱終端通信的方法

技術領域

《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》涉及移動通信技術領域,尤其涉及一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法。

權利要求

1.一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法,其特徵在於,包括如下步驟:
A、認知無線電設備採用能量檢測方法對授權發射機進行頻譜檢測,向決策中心上報自身的地理信息以及感知到的授權發射機的能量信息;
B1、決策中心根據認知無線電設備的類別檢測到的信號強度以及認知無線電設備的地理信息離散度,從認知無線電設備中選擇m個認知無線電設備作為第一組測距節點;m≥3;
B2、決策中心根據第一組測距節點上報的授權發射機的能量信息和測距節點的地理信息計算授權發射機的地理位置和覆蓋範圍;
C、決策中心根據授權發射機的地理位置和覆蓋範圍,確定覆蓋範圍與授權發射機的覆蓋範圍有重疊的認知無線電基站,並通知所確定的認知無線電基站;
D、認知無線電基站收到來自決策中心的通知後,根據相應的機制變更接入頻譜,退出授權用戶所使用的頻率,並更新可用頻譜列表。
2.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,所述認知無線電設備為認知無線電終端或認知無線電基站。
3.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,步驟B1選擇測距節點遵循如下規則:
規則一:優選認知無線電基站作為測距節點;
規則二:在保證規則一的情況下,優選信號強的認知無線電設備作為測距節點;
規則三:在保證規則一和規則二的情況下,且認知無線電基站的數目小於3時,選擇地理信息相對分散的認知無線電設備作為測距節點。
4.根據權利要求3所述的方法,其特徵在於,所述m=3,若存在兩個認知無線電基站,則步驟B1包括:將所述兩個認知無線電基站作為測距節點;選取感知到的信號強度在前1/2的認知無線電終端中最接近所述兩個認知無線電基站間的垂直平分線的認知無線電終端作為第三個測距節點。
5.根據權利要求3所述的方法,其特徵在於,所述m=3,若存在一個認知無線電基站,則步驟B1包括:將所述認知無線電基站作為第一個測距節點;選取感知到的信號強度在前1/2的認知無線電終端中距離所述認知無線電基站最遠的認知無線電終端作為第二個測距節點;在感知到的信號強度在前1/2的認知無線電終端中,選取最接近第一個測距節點和第二個測距節點間的垂直平分線的認知無線電終端作為第三個測距節點。
6.根據權利要求4或5所述的方法,其特徵在於,步驟B2包括:
B21、根據3個測距節點上報的能量信息以及公式Pathloss=69.55+26.16*log(fc)-13.82*log(hb)-α+(44.9-6.55*log(hb))*log(d)計算這3個測距節點與授權發射機之間的距離d;其中,pathloss為路徑損耗;α為移動天線的校正因子;hb為基站天線高度;fc為載波頻率;
B22、根據所述3個測距節點與授權發射機之間的距離,以及測距節點的地理信息,確定授權發射機的地理位置;
B23、根據授權發射機的發射功率和地理信息,計算出授權發射機的覆蓋範圍。
7.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,所述步驟B2包括:決策中心根據第一組測距節點上報的測距節點的地理信息計算授權發射機的第一地理位置;決策中心從認知無線電設備中選擇出n個認知無線電設備作為第二組測距節點,將選取結果下發給第二組測距節點;第二組測距節點上報授權發射機信號能量和自身地理信息位置,決策中心根據第二組測距節點上報的測距節點的地理信息位置計算授權發射機的第二地理位置,取第一地理位置和第二地理位置的中點作為授權發射機的地理位置,並據此計算授權發射機的覆蓋範圍。
8.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,步驟C所述確定覆蓋範圍與授權發射機的覆蓋範圍有重疊的認知無線電基站包括:
根據公式
對認知無線電基站進行標記,其中,R1為授權發射機覆蓋半徑,R2為所述認知無線電基站覆蓋半徑,d為授權發射機與所述認知無線電基站間的距離,標記H0表示該認知無線電基站與授權發射機為無覆蓋範圍重疊,標記H1表示該認知無線電基站與授權發射機為有覆蓋範圍重疊。
9.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,步驟D為:認知無線電基站接到通知後,確定自身沒有感知到該授權發射機,則根據相應的機制變更接入頻譜,退出授權用戶所使用的頻率,並更新可用頻譜列表。
10.根據權利要求1所述的方法,其特徵在於,步驟C所述通知所確定的認知無線電基站包括:決策中心僅向未上報該授權發射機的能量信息的認知無線電基站傳送通知;或者,決策中心僅向地理位置位於所述授權發射機的覆蓋範圍之外的認知無線電基站傳送通知。

實施方式

在實際套用場景中,授權用戶接收機通常表現為隱終端,即自身只接受信號,而不向外界主動發射信號。在這種情況下,認知節點無法對隱終端進行有效的檢測,導致認知節點有可能幹擾隱終端的正常通信。截至截至2012年1月技術中在理論上比較成型地解決這一問題的手段有以下兩個:1干擾溫度估計檢測,2接收機本振泄露檢測。但這兩種方法均有其局限性,截至2012年1月難以實現。
《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》基於檢測授權發射機位置和覆蓋範圍,給出一種自動調節認知網路使用頻率或者覆蓋範圍的方法,以解決干擾授權用戶隱終端正常通信的問題。並使不受干擾的CR基站繼續使用原頻率,提高頻譜在全網的利用率。《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》提出的認知網路的網路架構中的基本思想是運用測距方法對授權發射機進行定位,並根據測距結果對網路進行重構或者對空閒頻譜列表進行重設定。《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》適用於發現和檢測授權基站的工作範圍,並有效地避免干擾授權隱終端的正常通信。
為使《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》技術方案的技術原理特點以及技術效果更加清楚,以下結合附圖以及具體實施例對《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》方案進行進一步詳細闡述。
實施《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》方案的網路場景需滿足如下條件:
A、第一認知無線電基站覆蓋範圍與授權發射機覆蓋範圍有重疊,但第一認知無線電基站本身不落在授權發射機覆蓋範圍內,即無法檢測到授權發射機信號;
B、授權發射機與第一認知無線電基站的重疊覆蓋範圍內沒有認知無線電用戶,該重疊覆蓋範圍內有可能存在授權用戶隱終端;
C、授權發射機覆蓋範圍內,有至少3個認知節點。
圖2所示為《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》實施例方案的一種典型的網路場景。其中,授權基站201的覆蓋範圍用211表示,202203206207均為認知無線電基站,其相應的覆蓋範圍分別用212213216217表示。204為認知無線電終端,其發射機覆蓋範圍用204表示。認知無線電基站207的覆蓋範圍217與授權基站201的覆蓋範圍211有重疊,隱終端205在所述重疊覆蓋範圍內,但認知無線電基站207本身不在授權基站201的覆蓋範圍211內,且該重疊覆蓋範圍內也沒有其他認知無線電用戶,無法檢測授權基站201的發射機信號。認知無線電基站202203認知無線電用戶204均在授權基站201的覆蓋範圍內。
圖3為《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》實施例提供的避免干擾授權用戶隱終端通信的方法流程,該流程共分三個階段。
第一階段為認知用戶對授權用戶的頻譜檢測階段,在該階段中,具體完成如下工作:
步驟301:認知無線電設備(認知無線電用戶或認知無線電基站)周期性的對授權發射機進行頻譜檢測,檢測方法可採用一步能量檢測或兩步感知(能量檢測和循環平穩特徵檢測等)。對授權發射機的檢測不限於這兩種檢測方法,但至少需有一次能量檢測。
步驟302:認知無線電設備判斷在使用能量檢測法是否檢測到授權發射機信號,若是,執行步驟303,否則返回步驟301。
步驟303:認知無線電用戶存儲自己的地理信息授權發射機的能量信息等備用。
第二階段為確定授權發射機的地理位置及覆蓋範圍的過程,該階段具體包括如下步驟:
步驟304:認知無線電節點向決策中心上報本節點的地理信息及感知到的授權發射機的能量水平;
步驟305:決策中心根據認知用戶類別(認知無線電基站或者認知無線電用戶)檢測到的信號強度(在通常情況下優選信號較強的節點)認知節點的地理信息離散度來選擇測距節點。
決策中心為網路節點,可以布置在授權基站,也可以布置在認知無線電基站,或者布置在其他網元,或者為專用節點。
在通常情況選擇測距節點遵循如下規則:
第一,優選認知無線電基站作為測距節點;
第二,在保證第一條的情況下,優選信號強的節點作為測距節點;
第三,在保證第一二條的情況下,選擇地理信息相對分散的節點作為測距節點(不包含認知基站大於3的情況)。具體選擇策略如下:
1)若認知基站>3,則選擇信號強度前3位的基站作為測距基站,不必考慮地理信息規則;
2)若認知基站數目N<3,首選將認知基站選為測距節點,然後選擇信號強度在門限值以上的認知用戶。在此分兩種情況:
a、有兩個CR基站可作為測距節點。
在所有感知到授權發射機的信號的認知無線電終端中,取感知到的信號強度在前1/2的CR用戶,在這其中,選取最接近兩個CR基站間的垂直平分線的用戶為測距節點;
b、只有一個CR基站可作為測距節點。
先取接收到授權發射機信號強度在前1/2的CR用戶,在這其中,選取離該CR基站最遠的用戶作為第二個測距節點,然後在接收到授權發射機信號強度在前1/2的CR用戶中,選取最接近兩個測距節點間的垂直平分線的用戶為第三個測距節點。
步驟306:決策中心根據測距節點上報的授權發射機的能量信息和節點的地理信息計算授權發射機的地理位置和覆蓋範圍。
以下採用奧村哈塔模型對該步驟的計算過程進行說明,《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》不局限於該模型計算。
Pathloss=69.55+26.16*log(fc)-13.82*log(hb)-α+(44.9-6.55*log(hb))*log(d)(1)
其中,α=8.29*(log(1.54*hm))。
參數說明:pathloss為路徑損耗;α為移動天線的校正因子;hb為基站天線高度;fc為載波頻率;d為測距節點與授權發射機之間的距離。
在公式1中,α,hb,fc可認為是常量,我們可根據pathloss計算d,從而得出測距節點到授權發射機的距離。
根據3個測距節點上報的能量信息,可得出3個距離值,這三個距離值可唯一確定授權發射機的相對位置。之後再根據測距節點的地理信息,可計算出授權發射機的地理位置。最後再根據授權發射機的發射功率和地理信息,可計算出授權發射機的覆蓋範圍。
步驟307:為了提高測距準確度,此時決策中心可以根據上一次上報的能量信息和地理信息判斷是否對授權發射機進行第二次測距,若是則執行步驟308-311,否則轉至第三階段,執行步驟312。該步驟以及步驟308-311為可選步驟。
步驟308:決策中心可根據測距節點選取規則重新選取第一組測距節點以外的CR節點作為第二組測距節點,或直接使用第一組測距節點作為第二組測距節點,將選取結果下發給測距節點。
步驟309:第二組測距節點進行第二次授權發射機頻譜感知,存儲能量信息和地理位置信息。
步驟310:測距節點上報授權發射機信號能量和自身地理信息位置。
步驟311:決策中心根據採集的能量和節點的地理信息位置計算授權發射機的位置。並聯合第一次測距結果,取兩次測距結果的中點作為授權發射機的地理位置,並據此計算授權發射機的覆蓋範圍。
第三階段為根據授權發射機地理位置和覆蓋範圍,通知有覆蓋範圍交叉的認知基站改變頻率。具體包括如下步驟:
步驟312:決策中心判斷可能幹擾隱終端的CR基站。具體地,決策中心根據授權發射機的地理位置和覆蓋範圍,計算哪些CR基站覆蓋範圍與授權發射機的覆蓋範圍有重疊。
(2)
其中,
R1為授權發射機覆蓋半徑,R2為某一CR基站覆蓋半徑,d為授權發射機與該CR基站間的距離。
H0記為無覆蓋重疊,H1記為有覆蓋重疊。
步驟313:決策中心通知所確定的可能幹擾隱終端的CR基站(其中,需排除已經感知到授權發射機的CR基站),CR基站接到通知後,根據相應的機制變更接入頻譜,退出授權用戶所使用的頻率,並更新可用頻譜列表。
該步驟中,決策中心可以向所有與授權基站覆蓋範圍有重疊的CR基站均傳送該通知,CR基站接到通知後,確定自身沒有感知到該授權發射機,則根據相應的機制變更接入頻譜,退出授權用戶所使用的頻率,並更新可用頻譜列表;若CR基站已經感知到該授權發射機,則無須進行調整。或者,決策中心也可以僅向未上報該授權發射機的能量信息的CR基站傳送該通知,或者,決策中心向地理位置位於所述授權發射機的覆蓋範圍之外的CR基站傳送該通知。
結合圖2所示套用場景可知,針對授權基站201來說,認知無線電基站202認知無線電基站203和認知無線電終端204均在其覆蓋範圍,因此可以作為測距節點;而認知無線電基站206和認知無線電基站207在授權基站201的覆蓋範圍之外,無法作為測距節點。認知無線電基站207的覆蓋範圍與授權基站201之間有覆蓋範圍的重疊,因此認知無線電基站207可能對授權基站201覆蓋範圍內的隱終端造成干擾。通過所述三個測距節點可以確定授權基站201的位置和覆蓋範圍,確定認知無線電基站207與授權基站201的覆蓋範圍重疊且位於授權基站的覆蓋範圍之外,通知認知無線電基站207變更接入頻譜,退出授權用戶所使用的頻率,並更新可用頻譜列表。
《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》方案基於對授權用戶發射機的能量檢測和地理信息計算,有效地避免干擾授權隱終端的正常通信。《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》不依賴於授權用戶接收機的檢測,無需考慮授權用戶接收機泄漏功率小,難以檢測的問題,從而避免了由於這種原因導致檢測失敗率高的情況。該發明不需重複執行特徵頻譜的計算,計算量較小,處理時間較短。《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》是基於對授權用戶發射機覆蓋範圍和位置的檢測,不涉及授權用戶接收機所在位置的判定,因此不存在評測授權用戶接收機接收能力的過程,所以較容易實現。《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》可以在保證隱終端正常通信的基礎上,避免網內不必要的頻譜切換,提高全網頻譜利用率。

榮譽表彰

2018年12月20日,《一種避免干擾授權用戶隱終端通信的方法》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們