專利名稱：用于粗感測(cè)模塊的系統(tǒng)、方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總的來說，本發(fā)明涉及無線通信，更具體地，涉及用于確定射頻(RF)頻譜使用的系統(tǒng)、方法及裝置。
背景技術(shù)：
在美國(guó)和許多其它國(guó)家，如FCC(聯(lián)邦通信委員會(huì))的管理團(tuán)體經(jīng)常管理并分配射頻頻譜的使用，以實(shí)現(xiàn)諸如商業(yè)、地方、國(guó)家政府的實(shí)體以及個(gè)人的通信需要。更具體地，F(xiàn)FC為商業(yè)或公共事業(yè)的實(shí)體和個(gè)人(“被許可方”)許可許多頻譜段。這些被許可方可具有專有權(quán)，以在特定時(shí)間量在具體地區(qū)利用他們各自被許可的頻譜段。這種許可的頻譜段認(rèn)為是必須的，以防止或消除與其它源的干擾。然而，如果在特定的時(shí)間特定的位置沒有使用特定的頻譜段(“可用頻譜”)，則另一個(gè)裝置可以利用這種可用頻譜來進(jìn)行通信。這種可用頻譜的利用有助于射頻頻譜或其部分更加有效地使用。
先前披露的用于確定可用頻譜的頻譜感測(cè)技術(shù)已經(jīng)遇到阻力，這是因?yàn)橹辽賰蓚€(gè)原因(1)它們不能在復(fù)雜信號(hào)格式下起作用或(2)它們要求過高的硬件性能和/或計(jì)算功耗。例如，已經(jīng)披露了一種頻譜感測(cè)技術(shù)，其中，非相干能量檢測(cè)器執(zhí)行窄帶輸入信號(hào)的傅立葉變換(FFT)的計(jì)算。FFT提供窄帶輸入信號(hào)的頻譜分量，該頻譜分量隨后與預(yù)定閾值電平(threshold level)進(jìn)行比較以檢測(cè)有意義的信號(hào)接收。然而，未知和改變的噪聲電平會(huì)對(duì)這個(gè)預(yù)定閾值電平產(chǎn)生強(qiáng)烈的影響。此外，能量檢測(cè)器不能區(qū)分調(diào)制信號(hào)、噪聲和干擾信號(hào)之間的差別。因此，其不能在諸如擴(kuò)展頻譜信號(hào)、頻率跳變、以及多載波調(diào)制的復(fù)雜信號(hào)格式下起作用。
作為另一實(shí)例，已經(jīng)披露了循環(huán)平穩(wěn)特征檢測(cè)技術(shù)，如采用調(diào)制信號(hào)的循環(huán)特征、正弦載波、周期性脈沖序列、重復(fù)跳頻圖案、循環(huán)字首(cyclic prefix)等的頻譜感測(cè)技術(shù)。計(jì)算頻譜相關(guān)功能，以檢測(cè)諸如調(diào)制類型、符號(hào)率、以及干擾存在的信號(hào)特點(diǎn)。由于檢測(cè)范圍和頻率分辨率是折中的，所以數(shù)字系統(tǒng)升級(jí)是唯一改善寬帶輸入信號(hào)頻譜的檢測(cè)分辨率的方法。然而，這種數(shù)字系統(tǒng)升級(jí)要求過高的硬件性能和計(jì)算功耗。此外，靈活或可擴(kuò)展的(scalable)檢測(cè)分辨率在硬件不改變的情況下不可用。
因此，工業(yè)上需要一種粗感測(cè)模塊，其允許確定頻譜使用，同時(shí)使硬件和功耗需求最小化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供一種粗感測(cè)模塊，其用于檢查可能干擾的射頻(RF)輸入。因此，該存感測(cè)模塊可提供頻譜占有率的初始確定。例如，該粗感測(cè)模塊可通過包括IS-95、WCDMA、EDGE、GSM、Wi-Fi、Wi-MAX、Zigbee、藍(lán)牙、數(shù)字TV(ATSC、DVB)等的多種通用和新興無線標(biāo)準(zhǔn)來檢測(cè)與通信相關(guān)的頻譜占有率。
粗感測(cè)模塊可集成為認(rèn)知無線電的一部分，盡管其它實(shí)施例可在其它無線設(shè)備和系統(tǒng)中使用粗感測(cè)模塊。如本文所描述的，粗感測(cè)模塊可實(shí)現(xiàn)已知的多分辨率頻譜感測(cè)(MRSS)的多分辨率感測(cè)特征，盡管也可使用其它可選方式。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種射頻(RF)頻譜感測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括小波波形發(fā)生器，用于提供多個(gè)小波脈沖；乘法器，用于結(jié)合小波脈沖和輸入信號(hào)，以形成相關(guān)信號(hào)；積分器，用于接收所生成的相關(guān)信號(hào)，其中，積分器通過對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行積分來確定相關(guān)值；以及頻譜識(shí)別模塊，與積分器進(jìn)行通信，至少部分地基于相關(guān)值來確定可用的頻譜段。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可調(diào)制多個(gè)小波脈沖。經(jīng)過調(diào)制的小波脈沖可由正弦載波信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)形成，其中，包絡(luò)信號(hào)至少部分地確定小波脈沖的寬度和形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，與小波脈沖相關(guān)的載波頻率、寬度、形狀中的至少一個(gè)可被重新配置。此外，放大輸入信號(hào)的放大器還包括激勵(lì)放大器。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，相關(guān)值被數(shù)字化。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，頻譜識(shí)別模塊至少部分地基于頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)(spectrum usage database)來確定可用的頻譜，其中，頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)包括與一個(gè)或多個(gè)已知信號(hào)類型相關(guān)的信息。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種確定射頻(RF)頻譜使用的方法。該方法包括生成多個(gè)小波脈沖；結(jié)合小波脈沖和輸入信號(hào)以形成相關(guān)信號(hào)；通過對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行積分來計(jì)算相關(guān)值；以及至少部分地基于相關(guān)值來確定可用頻譜段。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，生成多個(gè)小波脈沖可包括生成從至少一個(gè)Gaussian小波脈沖和Hanning小波脈沖中選取的多個(gè)Gaussian小波脈沖。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，生成多個(gè)小波脈沖可包括生成多個(gè)調(diào)制小波脈沖，其中，多個(gè)調(diào)制小波脈沖包括正弦載波信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，包絡(luò)信號(hào)至少部分地確定小波脈沖的寬度和形狀。此外，該方法還包括重新配置與小波脈沖相關(guān)的載波頻率、寬度以及形狀中的至少一個(gè)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，結(jié)合小波脈沖和輸入信號(hào)可包括將小波脈沖乘以輸入信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，結(jié)合小波脈沖和輸入信號(hào)可包括結(jié)合小波脈沖與通過激勵(lì)放大器放大的輸入信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，該方法還可包括數(shù)字化相關(guān)值，其中，確定可用頻譜可包括至少部分地基于經(jīng)過數(shù)字化的相關(guān)值來確定可用頻譜段。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，確定可用頻譜段可包括至少部分地基于相關(guān)值和頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)來確定可用頻譜，其中，頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)包括與一個(gè)或多個(gè)已知信號(hào)類型相關(guān)的信息。頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)可基于從遠(yuǎn)程站傳送的信息來更新。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，提供了一種射頻(RF)頻譜感測(cè)裝置。該裝置包括天線，用于接收輸入信號(hào)；小波發(fā)生器，提供多個(gè)小波脈沖；乘法器，用于結(jié)合所接收的輸入信號(hào)和小波脈沖，以形成相關(guān)信號(hào)；以及積分器，用于對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行積分，以獲得相關(guān)值。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，小波發(fā)生器可包括本機(jī)振蕩器和包絡(luò)信號(hào)發(fā)生器，其中，包絡(luò)信號(hào)可確定小波脈沖的寬度和形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，小波發(fā)生器可用于形成I-Q調(diào)制小波脈沖。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，大于一個(gè)或多個(gè)閾值的相關(guān)值可用于提供頻譜占有率的指示。


現(xiàn)在，將參照附圖用一般術(shù)語(yǔ)描述本發(fā)明，其中，附圖不需要按比例繪制，在附圖中圖l示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性認(rèn)知無線電系統(tǒng)的功能性框圖；圖2示出了圖1中認(rèn)知無線電系統(tǒng)的示例性流程圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的小波脈沖寬度和小波脈沖頻率之間的折中；圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性多分辨率頻譜感測(cè)(MRSS)實(shí)施(implementation)的框圖；圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的可擴(kuò)展的分辨率控制的實(shí)例；圖5A示出了兩調(diào)信號(hào)(two-tone signal)的波形，以及圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將通過MRSS實(shí)施進(jìn)行檢測(cè)的對(duì)應(yīng)頻譜；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的小波脈沖鏈的波形；
圖7A示出了I-Q正弦載波的I分量波形，以及圖7B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的I-Q正弦載波的Q分量波形；圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用I-Q正弦載波的I分量從小波發(fā)生器獲得的調(diào)制小波脈沖；圖8B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用I-Q正弦載波的Q分量從小波發(fā)生器獲得的調(diào)制小波脈沖；圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有I-Q正弦載波的I分量的輸入信號(hào)的相關(guān)輸出信號(hào)波形；圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有I-Q正弦載波的Q分量的輸入信號(hào)的相關(guān)輸出信號(hào)波形；圖10A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在給定間隔內(nèi)對(duì)于具有I-Q正弦載波的I分量的相關(guān)值，通過積分器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器所獲得的采樣值；圖10B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在給定間隔內(nèi)對(duì)于具有I-Q正弦載波的Q分量的相關(guān)值，通過積分器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器所獲得的采樣值；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由MAC模塊中的頻譜識(shí)別模塊所檢測(cè)到的示例性頻譜形狀；圖12至圖17示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由MRSS實(shí)施所檢測(cè)到的各種信號(hào)格式的仿真；圖18示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的粗感測(cè)模塊的示例性電路圖；
圖19示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使用AAC功能的示例性細(xì)感測(cè)技術(shù)的功能性框圖；圖20A示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的前導(dǎo)碼所跟隨的示例性數(shù)據(jù)OFDM符號(hào)；圖20B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將利用AAC實(shí)施檢測(cè)的輸入IEEE802.11a信號(hào)的頻譜；圖21A示出了輸入IEEE802.11a信號(hào)，以及圖21B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)過延遲的IEEE802.11a信號(hào)；圖22示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的原始輸入信號(hào)和經(jīng)過延遲的信號(hào)之間的相關(guān)波形；圖23示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過積分器生成的波形；以及圖24示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頻率敏捷式無線電前端的示例性結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖更加全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出一些但不是所有的實(shí)施例。當(dāng)然，這些發(fā)明可以許多不同的形式實(shí)施，并不限于本文所描述的實(shí)施例，相反，提供這些實(shí)施例使得本公開滿足可應(yīng)用的法律要求。通篇中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件。
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于采用有限頻譜源的認(rèn)知無線電系統(tǒng)、方法及裝置。認(rèn)知無線電可允許超過覆蓋多個(gè)移動(dòng)通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的寬頻范圍的協(xié)議/或機(jī)會(huì)頻譜共享。根據(jù)本發(fā)明，認(rèn)知無線電的實(shí)施例能夠智能地檢測(cè)無線電頻譜中頻段的使用以及迅速地利用任何臨時(shí)不用的頻譜段，而不干擾其它授權(quán)用戶之間的通信。這些認(rèn)知無線電的使用允許多機(jī)種無線網(wǎng)絡(luò)(例如，使用不同的通信協(xié)議、頻率等)彼此共存。這些無線網(wǎng)絡(luò)可包括蜂窩網(wǎng)絡(luò)、無線個(gè)域網(wǎng)(PAN)、無線局域網(wǎng)(LAN)、以及無線城域網(wǎng)(MAN)。這些無線網(wǎng)絡(luò)還可與包括數(shù)字TV網(wǎng)絡(luò)的電視網(wǎng)絡(luò)共存。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，根據(jù)本發(fā)明可利用其它類型的網(wǎng)絡(luò)。
A.認(rèn)知無線電的系統(tǒng)概述圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性認(rèn)知無線電系統(tǒng)的功能性框圖。具體地，圖1示出了認(rèn)知無線電100，其包括天線116、發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換器114、無線電前端108、模擬寬帶頻譜感測(cè)模塊102、模數(shù)轉(zhuǎn)換器118、信號(hào)處理模塊126、以及媒體訪問控制(MAC)模塊124。
在結(jié)合圖2的流程圖描述的圖1的認(rèn)知無線電系統(tǒng)運(yùn)行期間，可通過天線116接收射頻(RF)輸入信號(hào)。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，天線116可為超過可能從幾兆赫茲(MHz)至幾吉赫茲(GHz)范圍的寬頻范圍仍可操作的寬帶天線。由天線116接收的輸入信號(hào)可被傳送，或通過發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換器114提供給模擬寬帶頻譜感測(cè)模塊102(塊202)。頻譜感測(cè)模塊可包括粗感測(cè)模塊104和細(xì)感測(cè)模塊106中的一個(gè)或兩個(gè)。如它們的名字所表示的，粗感測(cè)模塊104可檢測(cè)可疑頻譜段(例如，可能利用的頻譜段)的出現(xiàn)或存在，而細(xì)感測(cè)模塊106可詳核或分析所檢測(cè)的可疑頻譜段，以確定其中利用的具體信號(hào)類型和/或調(diào)制方案。
重新參照?qǐng)D2，粗感測(cè)模塊104可首先確定所接收的輸入信號(hào)的頻譜占有率(塊204)。頻譜占有率信息可通過模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器118從模擬形式轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器118可為低速A/D轉(zhuǎn)換器(ADC)。由A/D轉(zhuǎn)換器118提供的數(shù)字頻譜占有率信息可由媒體訪問控制(MAC)模塊124中的頻譜識(shí)別模塊120來接收。頻譜識(shí)別模塊120可對(duì)數(shù)字頻譜占有率信息執(zhí)行一種或多種計(jì)算，以識(shí)別一個(gè)或多個(gè)頻譜段當(dāng)前是否正在使用或是否被別人占用。頻譜識(shí)別模塊120可以硬件、軟件、或它們的結(jié)合來實(shí)施。
在一些情況下，基于所識(shí)別的頻譜段，MAC模塊124可請(qǐng)求更加精確地搜索頻譜占有率(塊206)。在這種情況下，細(xì)感測(cè)模塊106可用于識(shí)別在頻譜占有率的至少一部分中所利用的具體信號(hào)類型和/或調(diào)制方案(塊208)。然后，可通過A/D轉(zhuǎn)換器118數(shù)字化識(shí)別信號(hào)類型和/或調(diào)制方案的信息，然后將其提供給頻譜識(shí)別模塊120。關(guān)于信號(hào)類型和/或調(diào)制方案的信息必須確定在所檢測(cè)的可疑頻譜段內(nèi)的干擾的影響。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，頻譜識(shí)別模塊120可將來自粗感測(cè)模塊104和/或細(xì)感測(cè)模塊106的信息與頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較(塊210)，以確定可用的(例如，沒被占用的或安全的)頻譜槽(spectrumslot)(塊212)。頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)可包括關(guān)于已知信號(hào)類型、調(diào)制方案、以及相關(guān)頻率的信息。類似地，頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)可包括一個(gè)或多個(gè)用于確定來自粗感測(cè)模塊104和/或細(xì)感測(cè)模塊106的信息是否表示一個(gè)或多個(gè)占用頻譜的閾值。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可基于從外部源接收的信息來更新頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)，外部源包括周期廣播形式基站或其它遠(yuǎn)程站、可移動(dòng)信息存儲(chǔ)(例如，可移動(dòng)芯片、存儲(chǔ)器等)、互聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)庫(kù)?？蛇x地，可基于內(nèi)部的或基于可包括試驗(yàn)和誤差、測(cè)試結(jié)構(gòu)、統(tǒng)計(jì)計(jì)算等的適應(yīng)學(xué)習(xí)技術(shù)來更新頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)。
由頻譜識(shí)別模塊120確定的感測(cè)結(jié)果可報(bào)告給MAC模塊124的控制器(例如，頻譜分配模塊)，并請(qǐng)求特定頻譜使用的許可(塊214)。根據(jù)控制器的批準(zhǔn)，MAC模塊124的重新配置塊可將重新配置信息通過信號(hào)處理模塊126提供給無線電前端108(塊218)。在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，無線電前端108可被重新配置成在不同的頻率下運(yùn)行(“頻率敏捷式”)，其中，特定頻率或多個(gè)頻率可取決于由認(rèn)知無線電100選擇的通信所用的頻譜段。與頻率敏捷前端108相結(jié)合，使用適應(yīng)調(diào)制和干擾消除技術(shù)，處理模塊126(在示例性實(shí)施例中可為物理層信號(hào)處理塊)可增強(qiáng)認(rèn)知無線電100的性能。
在不背離本發(fā)明的情況下，對(duì)認(rèn)知無線電100可作出許多修改。在可選實(shí)施例中，天線116可包括至少兩個(gè)天線。第一天線可用于無線電前端108，以及第二天線可用于頻譜感測(cè)模塊102。根據(jù)示例性實(shí)施例，至少兩個(gè)天線的使用可去除無線電前端108和頻譜感測(cè)模塊102之間的發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換器114的必要性。然而，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在無線電前端108的發(fā)射機(jī)110和接收機(jī)112之間仍然需要發(fā)射/接收轉(zhuǎn)換器114。此外，即使在無線電前端108和信號(hào)處理模塊126沒有運(yùn)行或處于待機(jī)狀態(tài)的情況下，頻譜感測(cè)模塊102、A/D轉(zhuǎn)換器118、MAC模塊124仍可維持運(yùn)行。這樣可減小認(rèn)知無線電100的功耗，同時(shí)仍然允許認(rèn)知無線電100確定頻譜占有率。
已經(jīng)大體上描述了認(rèn)知無線電100，下面將更加詳細(xì)地描述認(rèn)知無線電100的部件的運(yùn)行。
B.頻譜感測(cè)部件仍然參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，頻譜感測(cè)模塊102可包括粗感測(cè)模塊104和細(xì)感測(cè)模塊106。然而，如果需要，本發(fā)明的其它實(shí)施例可只利用頻譜感測(cè)模塊102或粗感測(cè)模塊104中的一個(gè)。此外，盡管示出頻譜感測(cè)模塊102作為示例性認(rèn)知無線電100的部件，但是這種頻譜感測(cè)模塊102可配備在不同的裝置中，以及用作用于確定可選應(yīng)用中可用頻譜的有效方法。這些可選應(yīng)用可包括無線個(gè)域網(wǎng)(PAN)、無線局域網(wǎng)(LAN)、無線電話、蜂窩式電話、數(shù)字電視、移動(dòng)電視、以及全球定位系統(tǒng)。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D1中的頻譜感測(cè)模塊102，頻譜感測(cè)模塊102可包括粗感測(cè)模塊104和細(xì)感測(cè)模塊106，它們可被同時(shí)使用，以通過MAC模塊124增強(qiáng)頻譜檢測(cè)性能的精確度。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，頻譜感測(cè)模塊102可在可提供若干特征的模擬域(analogdomain)中實(shí)施。例如，在模擬域中實(shí)施的這種頻譜感測(cè)模塊102可提供寬帶頻率范圍的快速檢測(cè)、低功耗、以及低硬件復(fù)雜度。下面，將更加詳細(xì)地描述頻譜感測(cè)模塊102的粗感測(cè)模塊104和細(xì)感測(cè)模塊106。
1.粗感測(cè)模塊根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，粗感測(cè)模塊104可利用提供所知的多分辨率頻譜感測(cè)(MRSS)的多分辨率感測(cè)特征的小波變換。通過粗感測(cè)模塊104的MRSS的使用可允許靈活的檢測(cè)分辨率，而不要求增加硬件負(fù)荷。
通過MRSS，可將小波變換應(yīng)用于給定時(shí)間變量的信號(hào)，以確定給定的時(shí)間變量信號(hào)和作為小波變換基礎(chǔ)(例如，小波脈沖)的功能之間的相關(guān)性。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所確定的相關(guān)性可為已知的小波變換系數(shù)，其可以模擬的形式確定。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，上述作為通過MRSS所應(yīng)用的小波轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)的小波脈沖可能通過MAC模塊124被改變或配置。具體地，用于小波轉(zhuǎn)換的小波脈沖可在帶寬、載波頻率、和/或周期上進(jìn)行改變。通過改變小波脈沖帶寬、載波頻率、和/或周期，通過給定信號(hào)的小波轉(zhuǎn)換系數(shù)提供的光譜含量可用可擴(kuò)展的分辨率或多分辨率表示。例如，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，通過在特定間隔內(nèi)維持小波脈沖寬度和/或載波頻率之后改變它們，小波變換系數(shù)可提供對(duì)時(shí)間變量信號(hào)的光譜含量的分析。類似地，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可配置小波脈沖的形狀。
a.小波脈沖選擇現(xiàn)在，將更加詳細(xì)地描述在MRSS中使用的合適的小波脈沖的選擇，尤其是小波脈沖的寬度和載波頻率。圖3示出了當(dāng)選擇合適的小波脈沖時(shí)可能考慮的小波脈沖寬度(Wt)302和小波脈沖頻率(Wf)304(例如，本文中也稱為“分辨率帶寬”)之間的折中。換句話說，隨著小波脈沖寬度302增加，小波脈沖頻率304通常減小。如圖3所示，小波脈沖寬度302可與小波脈沖頻率304成反比。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可將不確定性不等式(uncertaintyinequality)應(yīng)用于小波脈沖寬度(Wt)302和分辨率帶寬(Wf)304的選擇。通常，不確定性不等式提供用于特定類型小波脈沖的小波脈沖寬度(Wt)302和分辨率帶寬(Wf)304的界限。在小波脈沖寬度(Wt)302和分辨率帶寬(Wf)304的乘積可能大于或等于0.5(即，Wt×Wf≥0.5)的情況下，可使用不確定性不等式。在小波脈沖為Gaussian小波脈沖的情況下，可達(dá)到相等。因此，根據(jù)不確定性不等式，對(duì)于Gaussian小波脈沖，小波脈沖寬度(Wt)302和分辨率帶寬(Wf)304可被選作使用在小波變換中，使得它們的乘積等于0.5。
盡管在上面描述了示例性實(shí)施例的Gaussian小波脈沖，但是也可利用其它形狀的小波脈沖，包括Hanning、Haar、Daubechies、Symlets、Coifets、Bior Spline、Reverse Bior、Meyer、DMeyer、Mexicanhat、Morlet、Complex Gaussian、Shannon、Frequency B-Spline、以及Complex Morlet wavelet families。
b.MRSS實(shí)施的框4A示出了包括粗感測(cè)模塊104的示例性多分辨率頻譜感測(cè)(MRSS)實(shí)施的框圖。具體地，粗感測(cè)模塊可接收來自天線116的時(shí)間變量RF輸入信號(hào)x(t)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，在提供給粗感測(cè)模塊104之前，該RF輸入信號(hào)x(t)可通過放大器402放大。例如，放大器402可為激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器，其可用于提供超過寬頻率范圍的一致增益。
參照?qǐng)D4A的粗感測(cè)模塊104，粗感測(cè)模塊104可由模擬小波波形發(fā)生器404、模擬乘法器406、模擬積分器408、以及定時(shí)鐘410組成。定時(shí)鐘410可提供小波發(fā)生器404和模擬積分器408所使用的定時(shí)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可在模擬積分器408的輸出處提供模擬相關(guān)值，其又可提供給可為低速的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)118。在ADC118的輸出端的數(shù)字化的相關(guān)值可提供給媒介訪問控制(MAC)模塊124。
仍然參照?qǐng)D4A，粗感測(cè)模塊104的小波發(fā)生器404可用于生成小波脈沖v(t)鏈，其被調(diào)制以形成調(diào)制的小波脈沖w(t)鏈。例如，小波脈沖v(t)鏈可用具有給定本機(jī)振蕩器(LO)頻率的I和Q正弦載波FLO(t)進(jìn)行調(diào)制。通過I和Q正弦載波FLO(t)，I分量信號(hào)可與Q分量信號(hào)幅度相同但存在90度的相位差。隨后，可通過模擬乘法器406將由小波發(fā)生器404輸出的調(diào)制的小波脈沖w(t)鏈乘以時(shí)間變量輸入信號(hào)x(t)或與其結(jié)合，以形成輸出至模擬積分器408的模擬相關(guān)輸出信號(hào)z(t)。模擬積分器408確定并輸出模擬相關(guān)值y(t)。
在模擬積分器408的輸出處的這些模擬相關(guān)值y(t)與具有基于上述脈寬和分辨率帶寬的給定光譜寬度的小波脈沖v(t)相關(guān)聯(lián)。重新參照?qǐng)D4中的粗感測(cè)模塊104，使用I和Q正弦載波FLO(t)對(duì)小波脈沖v(t)進(jìn)行調(diào)制，以形成調(diào)制的小波脈沖w(t)。隨后可掃描或調(diào)節(jié)I和Q正弦載波FLO(t)的本機(jī)振蕩器(LO)頻率。通過掃描I和Q正弦載波FLO(t)，可在超出光譜范圍(具體地，超出所關(guān)心的光譜范圍)的模擬相關(guān)值y(t)中檢測(cè)時(shí)間變量輸入信號(hào)x(t)內(nèi)的信號(hào)能量幅度和頻率值，從而提供可擴(kuò)展的分辨率。
例如，通過應(yīng)用窄小波脈沖v(t)和LO頻率FLO(t)的大調(diào)諧步長(zhǎng)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的MRSS實(shí)施可以快速和稀疏的方式檢查非常寬的頻譜范圍。相反，利用寬小波脈沖v(t)和LO頻率FLO(t)的精調(diào)可實(shí)現(xiàn)非常精確的頻譜搜索。此外，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，由于窗信號(hào)(window signal)(例如，調(diào)制的小波脈沖w(t))的帶通濾波效應(yīng)，該MRSS實(shí)施可不要求任何用于圖像載波抑制(image reiection)的有源濾波器。類似地，可使這種MRSS實(shí)施的硬件負(fù)荷(包括高功耗數(shù)字硬件負(fù)荷)最小化。圖4B示出了使用小波脈沖W(ω)在頻率域中的這種可擴(kuò)展的分辨率控制的實(shí)例。具體地，圖4B示出了輸入信號(hào)X(ω)可與具有變化的分辨率帶寬的小波脈沖W(ω)相乘，以實(shí)現(xiàn)各種輸出相關(guān)值Y(ω)的可擴(kuò)展的分辨率控制。
重新參照?qǐng)D4A，一旦由模擬積分器408生成模擬相關(guān)值y(t)，則可通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器118數(shù)字化相關(guān)值y(t)的幅度并提供給MAC模塊124。更具體地，可通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器118數(shù)字化與小波波形的I和Q分量中的每一個(gè)相關(guān)的合成模擬相關(guān)值y(t)，并且它們的幅度由MAC模塊124記錄。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如果幅度大于特定的閾值電平，則感測(cè)方案或利用MAC模塊124中的頻譜識(shí)別模塊120可確定有意義的干擾接收(例如，具體檢測(cè)到的頻譜占有率)。
c.MRSS實(shí)施的仿真現(xiàn)在將根據(jù)幾個(gè)計(jì)算機(jī)仿真描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多分辨率頻譜感測(cè)(MRSS)實(shí)施。具體地，使用兩調(diào)(two-tone)信號(hào)x(t)執(zhí)行計(jì)算機(jī)仿真，其中，在相同幅度但在不同的頻率下設(shè)置每個(gè)音調(diào)(tone)。具有不同頻率和相位的兩個(gè)音調(diào)信號(hào)可表示為x(t)＝A1cos(ω1t+θ1)+A2cos(ω2t+θ2)。圖5A示出了兩調(diào)信號(hào)x(t)的波形，以及圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將通過MRSS實(shí)施進(jìn)行檢測(cè)的對(duì)應(yīng)頻譜。
根據(jù)示例性仿真的MRSS實(shí)施，用于該示例性仿真的MRSS實(shí)施的Hanning窗函數(shù)(例如，Wt×Wf＝0.513)被選擇作為小波窗函數(shù)，其中，小波窗函數(shù)限制小波脈沖v(t)的小波脈沖寬度Wt和分辨率帶寬Wf的選擇。Hanning窗函數(shù)使用在該仿真中，因?yàn)槠涓鶕?jù)實(shí)際實(shí)施的相對(duì)簡(jiǎn)單性。上述Wt*Wf＝0.513的不確定性不等式可從用于下面示出的Hanning小波脈沖的小波脈沖寬度(Wt)302和小波脈沖頻率(Wf)304的計(jì)算中得到Wt2=1E∫-∞∞t2v2(t)dt]]>Wf2=12πE∫-∞∞ω2|V(jω)|2dω]]>=1E∫-π/ωpπ/ωpt2[1+cos(ωpt)]2dt]]>=12πE∫-∞∞ω2|ωp2ω(ωp2-ω2)sin(ωπωp)|2dω]]>=2π2-156ωp2]]>=ωp23]]>圖6示出了示例性小波脈沖v(t)鏈的波形。因此，在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中，可通過調(diào)制具有由小波脈沖v(t)鏈組成的窗信號(hào)的I和Q正弦載波FLO(t)通過小波發(fā)生器404獲得調(diào)制脈沖w(t)鏈。具體地，可通過w(t)＝v(t)·fLO(t)獲得調(diào)制脈沖w(t)，其中，v(t)＝1+mcos(ωpt+θp)以及fLO(t)=Σk=1kcos(kωLOt+Φ),]]>Φ＝0或90°。圖7A示出了I-Q正弦載波FLO(t)的I分量的波形，以及圖7B示出了I-Q正弦載波FLO(t)的Q分量的波形。圖8A示出了利用I-Q正弦載波FLO(t)的I分量從小波發(fā)生器404中獲得的調(diào)制小波脈沖w(t)。類似地，圖8B示出了利用I-Q正弦載波FLO(t)的Q分量從小波發(fā)生器404中獲得的調(diào)制小波脈沖w(t)。
然后，如圖9A和圖9B所示，通過模擬乘法器406將每個(gè)調(diào)制脈沖w(t)乘以時(shí)間變量信號(hào)x(t)，以生成合成模擬相關(guān)輸出信號(hào)z(t)。具體地，圖9A示出了對(duì)于具有I-Q正弦載波FLO(t)的I分量的輸入信號(hào)x(t)的相關(guān)輸出信號(hào)z(t)的波形，以及圖9B示出了對(duì)于具有I-Q正弦載波FLO(t)的Q分量的輸入信號(hào)x(t)的相關(guān)輸出信號(hào)z(t)的波形。然后，通過模擬積分器408對(duì)圖9A和圖9B中的合成波形進(jìn)行積分，以獲得對(duì)于具有小波波形w(t)的I分量和Q分量的輸入信號(hào)x(t)的相關(guān)值y(t)。
然后，相關(guān)值y(t)通過模擬積分器408被積分，以及通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器118被采樣。圖10A示出了在給定的間隔內(nèi)對(duì)于這些具有小波波形w(t)的I分量的相關(guān)值y(t)，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器118提供的采樣值yI。圖10B示出了在給定的間隔內(nèi)對(duì)于具有小波波形w(t)的Q分量的相關(guān)值y(t)，通過模擬積分器408和模數(shù)轉(zhuǎn)換器118所獲得的采樣值yQ。然后，如根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的|y|=yI2(t)+yQ2(t)]]>中所示，MAC模塊124或其頻譜識(shí)別模塊120通過對(duì)這些值(yI和yQ)取平方根來計(jì)算這些采樣值的大小。在圖11中示出由MAC模塊124中的頻譜識(shí)別模塊120所檢測(cè)的頻譜形狀。如圖11所示，所檢測(cè)到的頻譜形狀與圖5B中所示的期望頻譜很好的匹配，從而表示較好的檢測(cè)和期望頻譜的識(shí)別。
圖12至圖17示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過示例性MRSS實(shí)施所檢測(cè)的各種信號(hào)格式的仿真。這些信號(hào)格式可包括GSM、EDGE、無線麥克風(fēng)(FM)、ATDC(VSB)、3G蜂窩-WCDMA、IEEE802.11a-WLAN(OFDM)。具體地，圖12A示出了GSM信號(hào)的頻譜，以及圖12B示出了對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)頻譜。類似地，圖13A示出了EDGE信號(hào)的頻譜，以及圖13B示出了對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)頻譜。圖14A示出了無線麥克風(fēng)(FM)信號(hào)的頻譜，以及圖14B示出了對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)頻譜。圖15A示出了ATDC(VSB)信號(hào)的頻譜，以及圖15B示出了對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)頻譜。圖16A示出了3G蜂窩(WCDMA)信號(hào)的頻譜，以及圖16B示出了對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)頻譜。圖17A示出了IEEE802.11a-WLAN(OFDM)信號(hào)的頻譜，以及圖17B示出了對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)頻譜。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)施，可根據(jù)MRSS實(shí)施檢測(cè)其它信號(hào)格式。
d.粗感測(cè)塊的電路圖在圖18中示出了圖4中所示的粗感測(cè)模塊104的示例性電路圖。更具體地，圖18示出了小波發(fā)生器454、乘法器456a和456b、以及積分器458a和458b。小波發(fā)生器454可由小波脈沖發(fā)生器460、本機(jī)振蕩器(LO)462、移相器464(例如，90°移相器)、以及乘法器466a和466b組成。小波脈沖發(fā)生器460可提供確定小波脈沖v(t)的寬度和/或形狀的包絡(luò)信號(hào)。使用乘法器466a，將小波脈沖v(t)乘以由LO462提供的LO頻率的1分量，以生成I分量調(diào)制小波脈沖w(t)。類似地，使用乘法器466b，將小波脈沖v(t)乘以由移相器464移相90°的LO頻率的Q分量，以生成Q分量調(diào)制小波脈沖w(t)。
然后，通過各自的乘法器456a和456b將調(diào)制小波脈沖w(t)的各個(gè)I分量和Q分量相乘，以生成各自的相關(guān)輸出信號(hào)zI(t)和zQ(t)。然后，通過各自的積分器458a和458b對(duì)相關(guān)輸出信號(hào)zI(t)和zQ(t)進(jìn)行積分，以生成各自的相關(guān)值yI(t)和yQ(t)。雖然圖18示出了具體的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以對(duì)圖18中的電路圖作出許多變化。
2.細(xì)感測(cè)模塊根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，圖1中的細(xì)感測(cè)模塊106可用于識(shí)別每個(gè)可疑調(diào)制格式或幀結(jié)構(gòu)所特有的輸入信號(hào)的周期特征。這些周期特征可包括正弦載波、周期性脈沖序列、循環(huán)字首、以及前導(dǎo)碼。更具體地，細(xì)感測(cè)模塊106可實(shí)現(xiàn)用于識(shí)別輸入信號(hào)的這些周期特征的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)函數(shù)。所識(shí)別的輸入信號(hào)可具有在包括IS-95、WCDMA、EDGE、GSM、Wi-Fi、Wi-MAX、Zigbee、藍(lán)牙、數(shù)字TV(ATSC、DVB)等的通用和新興無線標(biāo)準(zhǔn)中所采用的各種復(fù)雜信號(hào)格式。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，細(xì)感測(cè)模塊106所實(shí)施的相關(guān)函數(shù)可為模擬自相關(guān)(AAC)函數(shù)。AAC函數(shù)可得到兩個(gè)信號(hào)之間的相似性(即，相關(guān)性)量。換句話說，相同波形之間的相關(guān)性產(chǎn)生最大值。然而，因?yàn)閿?shù)據(jù)調(diào)制波形具有隨機(jī)特征(因?yàn)榛A(chǔ)的原始信號(hào)包括隨機(jī)值)，所以可忽略周期信號(hào)波形和數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)波形之間的相關(guān)性。相反，給定信號(hào)的周期特征(例如，調(diào)制格式或幀結(jié)構(gòu))具有較高的相關(guān)性，其可被AAC函數(shù)利用作為特定信號(hào)類型的標(biāo)記(signature)。在細(xì)感測(cè)模塊106中由AAC函數(shù)所識(shí)別的特定信號(hào)類型可提供給信號(hào)處理模塊126，用于消除干擾影響。
a.AAC實(shí)施的框19示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用AAC函數(shù)的示例性細(xì)感測(cè)模塊106的功能性框圖。具體地，細(xì)感測(cè)模塊106可包括模擬延遲模塊502、模擬乘法器504、模擬積分器506、以及比較器508。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在細(xì)感測(cè)模塊106的輸出處提供的模擬相關(guān)值可通過可為低速的模數(shù)轉(zhuǎn)換器118被數(shù)字化。
現(xiàn)在，參照?qǐng)D19的細(xì)感測(cè)模塊106，來自天線116的輸入RF信號(hào)x(t)通過模擬延遲模塊502被延遲特定延遲值Td。對(duì)于每種周期信號(hào)格式，由模擬延遲模塊502提供的延遲值Td可以是預(yù)定和唯一的。例如，IEEE802.11a-WLAN(OFDM)信號(hào)可與第一延遲值Td1相關(guān)聯(lián)，而3G蜂窩(WCDMA)信號(hào)可與不同于第一延遲值Td1的第二延遲值Td2相關(guān)聯(lián)。
可利用模擬乘法器504通過將兩個(gè)信號(hào)(原始輸入信號(hào)x(t)和延遲信號(hào)x(t-Td))相乘或結(jié)合，來執(zhí)行原始輸入信號(hào)x(t)和延遲信號(hào)x(t-Td)之間的模擬相關(guān)，以形成相關(guān)信號(hào)。然后，通過模擬積分器506對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行積分，以生成相關(guān)值。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，模擬積分器506可為滑動(dòng)窗(sliding-window)積分器。當(dāng)來自積分器506的相關(guān)值大于如由比較器508所確定的特定閾值時(shí)，原始輸入信號(hào)的特定信號(hào)類型可被MAC模塊124的頻譜識(shí)別模塊120所識(shí)別。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可為每種信號(hào)類型預(yù)定閾值。這些信號(hào)類型可包括IS-95、WCDMA、EDGE、GSM、Wi-Fi、Wi-MAX、Zigbee、藍(lán)牙、數(shù)字TV(ATSC、DVB)等。
因?yàn)閳D19中的示例性AAC實(shí)施處理模擬域中的所有信號(hào)，所以不僅可允許實(shí)時(shí)操作而且實(shí)現(xiàn)低功耗。通過應(yīng)用延遲Td并由此對(duì)輸入信號(hào)取相關(guān)，可實(shí)現(xiàn)盲檢測(cè)，而不需要任何已知的參考信號(hào)。這種盲檢測(cè)可顯著地減小用于參考信號(hào)恢復(fù)的硬件負(fù)擔(dān)和/或功耗。此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)連同上述MRSS實(shí)施一起提供時(shí)，圖19中的AAC實(shí)施可增強(qiáng)頻譜感測(cè)性能。具體地，一旦MRSS實(shí)施檢測(cè)可疑干擾信號(hào)的接收時(shí)，AAC實(shí)施可檢查信號(hào)并基于其標(biāo)記來識(shí)別其特定信號(hào)類型。
b.AAC實(shí)施的仿真根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，圖19的AAC實(shí)施可對(duì)多種信號(hào)類型進(jìn)行仿真。作為實(shí)例，IEEE802.11a-OFDM(正交分頻復(fù)用)信號(hào)可經(jīng)常在幀結(jié)構(gòu)的開頭具有同步前導(dǎo)碼(synchronization preamble)。為了簡(jiǎn)單，如圖20A所示，只有一個(gè)示例性數(shù)據(jù)OFDM符號(hào)522可跟有示例性前導(dǎo)碼(preamble)551。圖20B示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的將通過AAC實(shí)施所檢測(cè)的IEEE802.11a信號(hào)的頻譜。
圖21A示出了輸入IEEE802.11a信號(hào)x(t)，以及圖21B示出了延遲的IEEE802.11a信號(hào)x(t-Td)。圖22示出了如在乘法器504的輸出端所提供的原始輸入信號(hào)x(t)和延遲信號(hào)x(t-Td)之間的相關(guān)性的波形。圖22中所示的合成相關(guān)波形可具有前導(dǎo)碼551的連續(xù)正值554。如圖23所示的積分器506的結(jié)果可具有位于IEEE802.11a幀結(jié)構(gòu)內(nèi)的前導(dǎo)碼551的峰值602、604。同時(shí)，調(diào)制數(shù)據(jù)符號(hào)552的相關(guān)性具有隨機(jī)值556，其在被模擬積分器506積分之后被忽略。通過利用比較器508比較預(yù)定閾值Vth與圖23所示的合成波形，圖19中的示例性AAC實(shí)施可確定IEEE802.11a-OFDM信號(hào)的接收。
可以對(duì)圖19中描述的AAC實(shí)施進(jìn)行許多修改。在可選實(shí)施例中，在通過比較器508執(zhí)行與閾值Vth的比較之前，積分器506的輸出可被模數(shù)轉(zhuǎn)換器118數(shù)字化。當(dāng)在一個(gè)實(shí)施例中粗感測(cè)模塊104和細(xì)感測(cè)模塊106之間可共享模數(shù)轉(zhuǎn)換器118時(shí)，在其它實(shí)施例中可為粗感測(cè)模塊104和細(xì)感測(cè)模塊106分別提供單獨(dú)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。類似地，細(xì)感測(cè)模塊106的乘法器504和積分器506可與粗感測(cè)模塊104中的乘法器406和積分器408相同或不同。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說可作出許多其它改變。
c.信號(hào)處理塊重新參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，披露了可為物理層塊的信號(hào)處理模塊126。信號(hào)處理模塊126可提供基帶處理，該基帶處理包括一種或多種調(diào)制和解調(diào)方案的處理。此外，或許基于任何所識(shí)別的干擾信號(hào)，信號(hào)處理模塊126還可提供干擾消除。此外，或許至少部分地基于可用頻譜，信號(hào)處理模塊126可用于重新配置包括發(fā)射機(jī)110和/或接收機(jī)112的無線電前端。例如，信號(hào)處理塊可調(diào)節(jié)用于發(fā)射機(jī)110的發(fā)射功率控制或調(diào)諧用于接收機(jī)112的濾波器，以在特定的頻率范圍內(nèi)運(yùn)行。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易理解，如果需要或者期望，可通過信號(hào)處理模塊126提供其它基帶處理。
d.頻率敏捷性無線電前端圖24示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頻率敏捷式無線電前端108的示例性結(jié)構(gòu)。具體地，無線電前端108的接收部分可包括一個(gè)或多個(gè)可調(diào)濾波器702、寬帶接收機(jī)704、以及一個(gè)或多個(gè)低通濾波器706。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可調(diào)濾波器702可包括小波發(fā)生器和乘法器。如果需要，寬帶接收機(jī)704可包括一個(gè)或多個(gè)頻率級(jí)和一個(gè)或多個(gè)下變頻器。此外，無線電前端108的發(fā)射部分可包括一個(gè)或多個(gè)低通濾波器708、寬帶發(fā)射機(jī)710、以及一個(gè)或多個(gè)功率放大器712。如果需要，寬帶發(fā)射機(jī)710還可包括一個(gè)或多個(gè)頻率級(jí)和一個(gè)或多個(gè)下變頻器。此外，寬帶接收機(jī)704和發(fā)射機(jī)710可與可調(diào)信號(hào)發(fā)生器714進(jìn)行通信。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不背離本發(fā)明實(shí)施例的情況下，無線電前端108的部件可進(jìn)行改變。
如前面參照?qǐng)D1和圖2所述，MAC模塊124處理來自頻譜感測(cè)模塊102的數(shù)字化數(shù)據(jù)(例如，通過ADC)，以為安全的(例如，未占用的或無干擾的)認(rèn)知無線電100鏈分配可用頻譜。此外，MAC模塊124將重新配置控制信號(hào)提供給無線電前端108，用于分配頻率中的最優(yōu)無線電連接。然后，無線電前端108根據(jù)其頻率敏捷性操作將運(yùn)行RF頻率改變?yōu)閷?duì)應(yīng)頻率值。更具體地，可調(diào)濾波器702和可調(diào)信號(hào)發(fā)生器714的一個(gè)或兩個(gè)可改變它們的運(yùn)行頻率，以選擇對(duì)應(yīng)頻率域內(nèi)的信號(hào)。同時(shí)，基于MAC模塊124控制信息，PHY信號(hào)處理模塊126可利用適應(yīng)調(diào)制和干擾消除技術(shù)增強(qiáng)連接性能。
對(duì)于具有在前面的描述和相關(guān)附圖中所呈現(xiàn)的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的這些發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可想到本文闡述的實(shí)施例的許多修改和其它實(shí)施例。因此，應(yīng)該理解，本發(fā)明不用于限制所披露的特定實(shí)施例，所以，各種修改和其它實(shí)施例應(yīng)該在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。雖然本文使用了具體的術(shù)語(yǔ)，但是它們僅是一般和描述性的，而不是用于限制的目的。
權(quán)利要求
1.一種射頻(RF)頻譜感測(cè)系統(tǒng)，包括小波波形發(fā)生器，用于提供多個(gè)小波脈沖；乘法器，將所述小波脈沖和輸入信號(hào)結(jié)合，以形成相關(guān)信號(hào)；積分器，接收所述相關(guān)信號(hào)，其中，所述積分器通過對(duì)所述相關(guān)信號(hào)進(jìn)行積分來確定相關(guān)值；以及頻譜識(shí)別模塊，與所述積分器進(jìn)行通信，至少部分地基于所述相關(guān)值來確定可用頻譜段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，調(diào)制所述多個(gè)小波脈沖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述調(diào)制的多個(gè)小波脈沖包括正弦載波信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)，其中，所述包絡(luò)信號(hào)至少部分地確定所述小波脈沖的寬度和形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，重新配置與所述小波脈沖相關(guān)的載波頻率、寬度、形狀中的至少一個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括激勵(lì)放大器，其中，放大器放大所述輸入信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述相關(guān)值被數(shù)字化。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述頻譜識(shí)別模塊至少部分地基于頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)來確定所述可用頻譜，其中，所述頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)包括與一個(gè)或多個(gè)已知信號(hào)類型相關(guān)的信息。
8.一種射頻(RF)頻譜使用的確定方法，包括生成多個(gè)小波脈沖；將所述小波脈沖和輸入信號(hào)結(jié)合，以形成相關(guān)信號(hào)；通過對(duì)所述相關(guān)信號(hào)進(jìn)行積分來計(jì)算相關(guān)值；以及至少部分地基于所述相關(guān)值來確定可用頻譜段。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，生成多個(gè)小波脈沖包括生成從多個(gè)Gaussian小波脈沖和多個(gè)Hanning小波脈沖中的至少一個(gè)中選取的多個(gè)小波脈沖。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，生成多個(gè)小波脈沖包括生成多個(gè)調(diào)制小波脈沖，其中，所述多個(gè)調(diào)制小波脈沖包括正弦載波信號(hào)和包絡(luò)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述包絡(luò)信號(hào)至少部分地確定所述小波脈沖的寬度和形狀。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括重新配置與所述小波脈沖相關(guān)的載波頻率、寬度以及形狀中的至少一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，將所述小波脈沖和輸入信號(hào)結(jié)合包括將所述小波脈沖乘以所述輸入信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，將所述小波脈沖和輸入信號(hào)結(jié)合包括將所述小波脈沖和通過激勵(lì)放大器放大的所述輸入信號(hào)結(jié)合。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括數(shù)字化所述相關(guān)值，其中，確定所述可用頻譜包括至少部分地基于數(shù)字化的所述相關(guān)值來確定所述可用頻譜段。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，確定可用頻譜段包括至少部分地基于所述相關(guān)值和頻譜數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)來確定所述可用頻譜，其中，所述頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)包括與一個(gè)或多個(gè)已知信號(hào)類型相關(guān)的信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，基于從遠(yuǎn)程站傳送的信息來更新所述頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)。
18.一種射頻(RF)頻譜感測(cè)裝置，包括天線，用于接收輸入信號(hào)；小波發(fā)生器，提供多個(gè)小波脈沖；乘法器，用于將所述輸入信號(hào)和所述小波脈沖結(jié)合，以形成相關(guān)信號(hào)；以及積分器，用于對(duì)所述相關(guān)信號(hào)進(jìn)行積分，以計(jì)算相關(guān)值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述小波發(fā)生器包括本機(jī)振蕩器和用于生成包絡(luò)信號(hào)的發(fā)生器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述包絡(luò)信號(hào)確定所述小波脈沖的寬度和形狀。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，所述小波發(fā)生器用于形成I-Q調(diào)制小波脈沖。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，大于一個(gè)或多個(gè)閾值的所述相關(guān)值用于提供頻譜占有率的指示。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于粗感測(cè)模塊的系統(tǒng)、方法及方法，粗感測(cè)模塊用于提供頻譜占有率的初始確定。粗感測(cè)模塊可包括提供多個(gè)小波脈沖的小波波形發(fā)生器、以及將小波脈沖與輸入信號(hào)結(jié)合以形成相關(guān)信號(hào)的乘法器。粗感測(cè)模塊還可包括積分器，從乘法器接收所生成的相關(guān)信號(hào)，其中，積分器通過對(duì)相關(guān)信號(hào)進(jìn)行積分來確定相關(guān)值；以及頻譜識(shí)別模塊，與積分器進(jìn)行通信，其至少部分地基于相關(guān)值來確定可用頻譜段。此外，頻譜識(shí)別模塊可通過利用來自頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)的信息來確定可用頻譜段，其中，頻譜使用數(shù)據(jù)庫(kù)包括與一個(gè)或多個(gè)已知信號(hào)類型相關(guān)的信息。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1953356SQ20061015284
公開日2007年4月25日 申請(qǐng)日期2006年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月21日
發(fā)明者禹王命, 李彰浩, 李貞碩, 金學(xué)善 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社