[发明专利]FM信号的基于自相关性的频谱感测

说明书

技术领域

本发明涉及通信，并且更具体地，涉及检测在许可的空白空间（white-space）频带内可用的信道。

背景技术

近来，联邦通信委员会（FCC）已经批准了在某些限制下许可的服务未使用广播电视频谱的地点在所述频谱中对未许可的无线电发射器进行操作。在FCC的标题为“Second Report and Order and Memorandum Opinion and Order”ET Docket No.08-260,2008年11月的出版物中指定一些限制。对于可能包括电视和其它预分配频谱的、未许可的用途可用的未使用频谱，通常被称为“空白空间”。频谱使用的一个主要限制是可以在空白空间中操作的未许可的设备将需要在低至-114dBm的电平处感测被许可的传输器信号，诸如被许可的数字和模拟电视传输器信号，被许可的无线麦克风信号，和间歇性地在多用途频带中操作的其它服务的信号。在一个示例中，许可的体育电视网络可以具有在诸如足球场的体育场的区域中操作的权限。这样的许可用途可以包括使用无线麦克风传输器来提供（accommodate）体育赛事的覆盖。然而，这样的使用是间歇性的，这是因为足球赛事可能仅仅发生在比赛日的有限数量的小时内。因此，可以使通常仅对于许可的无线传输器可用的频谱在新FCC指南下对于未许可的用途可用。

一些检测空白空间频带可用性的现有技术设备在对许可的传输进行频谱峰值检测的原理上操作。然而，当存在强的相邻信道干扰时这样的频谱峰值检测器将不能正确地识别可用信道。诸如数字电视（DTV）信号之类的强的许可信号可能由于泄漏到相邻频谱而引入相邻信道干扰，这可能对使用基于频谱峰值检测而操作的空白空间检测器造成假的肯定（false positive）结果。这个误检测可能消除以其他方式可用的信道被空白空间检测器所利用。

发明内容

本发明针对使用基于自相关的频谱感测算法检测设备使用调频（FM）进行信号传输的方法和装置。FM传输的示例包括来自被授权使用电视（TV）频带的实体的信号传输。使用FM传输的设备的示例是无线麦克风（microphone）或产生FM信号的其它设备。在一个实施例中，发明方法包括基于FM信号的自相关函数接近正弦函数的特性来检测传输器。自相关的计算排除了一组初始的相关性延迟值使得移除了自相关的大的值。基于更高的相关性延迟值的剩余的自相关展示了在所考虑的选择的信道中传输FM信号的正弦特征。如果在感兴趣的TV频带中没有检测到具有代表FM传输器的正弦特性的信号，则空白空间变得对于用户可用。

在本发明的一个方面，一种通过设备执行的、检测供非许可的设备使用的可用的空白空间频带，所述非许可的设备希望在没有由许可的操作者使用的许可的频带中操作。检测方法包括首先获得选择的频带的数字采样集。然后，使用数字采样集计算自相关。通过排除一组初始的相关性延迟值来计算自相关函数。这有效地消除了由感兴趣的频带中的相邻信道干扰造成的大值的自相关元素。检测方法然后计算决策统计并且使用该决策统计确定FM信号是否正在所选择的频带中操作。如果带宽可用，用户可以在选择的频道中传输。

在本发明的另一方面，一种用于在选择的频带中检测调频传输的设备，包括产生选择的频带的数字采样的模数转换器。检测设备的处理器使用数字采样来计算自相关函数，使得通过排除一组初始的相关性延迟值来计算自相关函数。处理器然后使用自相关函数计算决策统计并且基于决策统计确定FM信号是否在选择的频带中出现。

因此可以将所描述的方法和设备集成于单个手持式设备中，所述单个手持式设备可以通过手动选择或通过自动处理来检测多信道中的FM传输，以便确定对于用户传输可用的空白空间频带的可用性。

根据参照附图进行的例示性实施例的以下具体描述，本发明的附加特征和优点将变得明显。

附图说明

图1图示FM信号的第一自相关函数；

图2图示FM信号的第二自相关函数；

图3图示包括干扰和加性白高斯噪声的接收信号的自相关函数；

图4A图示根据本发明的方面的自相关检测方法的一个实施例；

图4B图示根据本发明的方面的计算决策统计的方法的一个实施例；

图5图示根据本发明的方面的空白空间检测器的框图的一个实施例；

图6图示根据本发明的方面的空白空间检测器的一个实施例；

图7图示根据本发明的方面的由空白空间检测器进行的方法流程图的一个实施例；以及