[发明专利]对干扰建模

说明书

技术领域

本公开涉及对由干扰源在无线信道、特别地但非独有地在非许可频谱中的无线信道上产生的干扰进行建模。

背景技术

无线通信装置通过在无线信道上相互发送和接收数据来相互通信。A 无线信道可以是电磁频率（通常是射频（RF））或者此类频率的集合或窄范围。在无线信道上发送的信号可能被该信道上的干扰中断。从在无线信道上相互发送和接收信号的给定的一对装置的角度出发，使那些信号中断的任何其它信号组成干扰。干扰可以由在同一或附近信道上相互通信的其它无线通信装置或者由引起此类中断的任何其它电磁辐射源产生。

自无线无线电通信出现以来，干扰始终是要应对以实现可靠通信的重要问题。为此，在许多国家，由有关政府来许可和管制大部分的射频频段。任何用户需要都需要支付额外费用以获得对许可频段的访问。

相反，还存在几个非许可频段，例如工业、科学和医学（ISM）频段或先前在某些国家中被预留用于模拟电视广播的“空白空间”频段，这些非许可频段本质上可以在服从某些区域性管制的情况下而自由地使用。近年来，非许可频段的使用变得越来越普遍。原因中的一个是低成本。另一原因是许多应用（诸如传感器网络、无线照明控制等）不需要在长时间间隔内连续地发送大量数据。

随着非许可频段的日益增加的普遍性和相对较弱的管制，此类频段中的干扰也变成重要问题，这些问题由于非许可频谱的自由访问性质和严格管制的缺乏而加剧。

存在影响无线电通信性能的主要两个类型的干扰。一个是带内干扰，其来自共享同一频段的所有种类的无线电发送机或来自带外发送机的发送机漏泄；另一个是由于接收机前端滤波器实际上是非理想的而引起的由接收机捕捉到的带外信号功率的漏泄（带外干扰）。

为了应对干扰，可以进行检测并表征干扰以使得可以采取适当策略的尝试。用以尝试并应对干扰检测的一个已知类型的方法是使用初始信道扫描操作。执行初始扫描操作以寻找非许可频段中的可用信道。此初始信道扫描时间比典型的分组持续时间长得多。如果此初始信道扫描显示不存在显著干扰，则用户开始将此信道用于期望通信应用。在正常操作中，可以针对信道的短期访问采用先听后讲（LBT）类型的方法。

这种方法存在两个主要缺点。一个是这种方法不能以实时方式捕捉潜在地快速变化的干扰情况。另一个是基本信道扫描遗漏干扰情形的重要特性以及应用相关性。

具体地，期望的应用和干扰源两者常常都不要求信道的恒定占用，并且常常显示出某些占空比行为（behavior）。针对非许可频谱中的许多应用，不要求连续地发送大量数据。替代地，许多此类应用仅要求某些突发传输，该突发传输无论是随机的还是遵循固定调度的。因此，也是由于潜在用户的应用特性，许多情况下的干扰并不是永久性的且具有某些占空比行为。作为另一示例，在诸如RFID（“射频识别”）之类的某些应用中，使用跳频方案而不是LBT。在跳频器当其跳跃到当前用户信道中时看起来是干扰源且当其从当前用户信道跳离时看起来不是干扰源（即使其仍是活动的，并且因此可能仍在其它（多个）信道上产生干扰）的意义上，此类跳频还向用户引入占空比类型的影响。

因此，在许多情况下，用干扰扫描方法不能保证在所选信道中的通信性能，因为其不能捕捉快速变化的干扰情况。此外，这种方法也未提供足以提供详细网络情况诊断的信息。

美国专利申请号2008/146156公开了一种周期性间歇干扰的预测性感测的方法，该方法包括测量信道上的能量以获得周期性间歇干扰的指示。如果信道上的当前能量水平在新阈值以下且先前的能量特性暗示当前能量水平将在预定最小时间段内保持在新阈值以下，则提供空闲信道指示。

发明内容

除上文概述的用于干扰检测的非实时方法之外，存在用于尝试处理高度实时的干扰检测和表征的另一种方法。对于诸如TV空白空间系统及其它认知无线电系统所采用的高度实时的方法而言，辅助通信装置保持检查主要通信装置的存在。一旦主要通信装置开始使用无线电频谱，辅助的辅助通信装置就需要快速地做出反应并避免其自身发送任何无线电信号。

这种实时方法要求无线电频谱的高频率监视，并且本发明人已经认识到其对于许多应用（特别地低成本且低功率的应用，诸如无线照明控制和传感器网络应用）而言过度地且不必要地消耗资源。从应用角度出发，这种方法对于此类应用的要求而言也过头了。