[发明专利]用于动态频谱管理器（DSM）的静默周期协调

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年11月16日提交的美国临时专利申请No.61/261,688，2009年12月9日提交的美国临时专利申请No.61/267,914，2010年9月24日提交的美国临时专利申请No.61/386,224的权益，这些申请的内容全部作为引用结合于此。

背景技术

对于融合网络技术的更高带宽效率的需要以及当今许可带宽未有效利用的实际情况引发了认知无线电（CR）技术的发展。CR使能设备能够通过在特定即时执行频谱感测操作以发现可用频谱并且在不被主用户占用的时间中使用可用频谱而在许可给其他设备的带宽上通信。为了确保CR网络与当前许可技术共存，CR设备需要较高程度的灵活性（快速检测主用户的存在并对主用户的到来作出反应的能力）以便感测波段上的主用户的到来并移动到另一可用波段而不引起对主用户的干扰。

可以使用协作频谱感测来降低对用于CR节点的频谱感测算法的灵敏性需求，所述CR节点可能位于较深衰落环境中。在协作频谱感测的最传统形式中，CR节点的集合可以同时执行频谱感测并且传送独立的结果给中心节点以确定频谱可用性。这需要一种用于协调和交换用户间的频谱感测的方法。

频谱感测算法的最简单形式是能量检测类。这一类算法通过在感兴趣的特定波段上检测到的能量的测量来检测主用户的存在或不存在。这一频谱感测形式的简单性使得其对CR应用有很大吸引力。例如，用于无线区域网络（WRAN）的IEEE 802.22标准使用TV频谱中的白空间作为可接受的频谱感测技术中的一种来进行能量检测。使用CR设备的能量检测的主要挑战在于在执行频谱感测时区分主用户传输和另一CR设备传输。此外，由于成本原因，CR设备可能仅包括一个接收机，并且可能不能够与常规发射（TX）接收（RX）操作一起同时执行频谱感测。导致的情况是许多CR设备形成ad-hoc（点对点）或者CR网络并且可以共存，这些节点的每个节点的频谱感测周期需要及时协调以确保频谱感测在附近没有其他CR节点发射时被执行。这导致所谓的频谱感测的静默周期。

网络中的静默测量周期的使用是针对需要在可允许的信道集上执行测量的无线接入点（AP）来开发的。这一先前工作未能解决CR网络尝试在具有使用不同无线技术的不同主用户的环境中执行频谱感测的需要。例如，AP请求的静默测量周期（SMP）仅在通信媒介变得可用时被发起，但这不会解决CR设备的灵活性需求。CR设备可以通过以有限的延迟切换到未使用的波段对主用户的到来作出反应，而不引起对主用户的任何干扰。

例如，IEEE 802.22草案标准需要两秒的排空时间。这是在许可的主用户到达波段后次用户离开当前使用的波段所需要的时间。典型地，周期性频谱感测周期已被考虑，这需要CR节点至少每两秒执行频谱感测以能够达到所需要的排空时间。通常，周期性频谱感测可能由于环境（context）切换、在频谱感测时间期间维持缓冲器和实时业务而导致CR节点中的较高开销。由此，从效率角度来看，较短的频谱感测周期是不够理想的。因此，需要一种用于协调CR网络中的频谱感测的静默周期的方法。

发明内容

一种在动态频谱管理器（DSM）中使用的用于协调网络中的异步静默周期的方法，该方法包括：在所述网络中检测主用户；将静默周期开始控制消息传送到所述网络中的一个或多个认知无线电（CR）节点，其中所述消息指示静默周期的开始和持续时间并且发起频谱感测；从所述网络中的一个或多个CR节点接收用于指示频谱感测结果的测量报告控制消息；以及将消息传送到所述一个或多个CR节点，其中所述消息指令所述一个或多个CR节点基于所述频谱感测结果而移动到不同频率。

附图说明

从以下描述中可以更详细地理解本发明，这些描述是以实例方式给出的，并且可以结合附图加以理解，其中：

图1A为可以在其中实现一个或多个所公开的实施方式的示例通信系统的系统图示；

图1B为示例无线发射/接收单元（WTRU）的系统图示，其中所述WTRU可以在如图1A所示的通信系统中使用；

图1C为示例无线电接入网络和示例核心网络的系统图示，其中所述示例无线电接入网络和示例核心网络可以在如图1A所示的通信系统中使用；

图2为被划分成较小的局部区域的CR节点网络的示例；

图3为基本静止间隔调度协议的示例；

图4为用于每个节点内的协调频谱感测的状态转换图；

图5为SSN作为静止间隔的调度方的增强型协议的示例；

图6显示了静默周期协调的示例场景；