[發明專利]一種CPC發送、接收方法及其設備

有效

• 申請號: 201210348468.0
• 申請日: 2012-09-19
• 公開（公告）號: CN103686739B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 蔣成鋼;白文嶺;李媛媛;楊宇
• 申請（專利權）人: 電信科學技術研究院
• 主分類號: H04W16/00
• 分類號: H04W16/00;H04W72/04
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 許靜,黃燦

技術領域

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種CPC發送、接收方法及其設備。

背景技術

隨著移動通信事業的快速發展，日益增長的寬帶無線通信需求與有限的頻譜資源之間的矛盾日趨明顯，雖然在LTE（Long?Term?Evolution，長期演進）系統已采用OFDM（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，正交頻分復用）、MIMO（Multiple-Input?Multiple-Output，多輸入多輸出）等技術來提高頻譜利用率，但是這些并不能從根本上解決頻譜資源短缺的問題。隨著移動業務的飛速發展，電信運營商將面臨更嚴峻的頻譜資源短缺的問題。另一方面，一些無線通信系統的頻譜使用在時間和地域上幾乎空閑，如對于廣播電視頻段，由于數字傳輸能極大的提高傳輸容量，因此隨著廣播電視系統從模擬傳輸向數字傳輸的發展，使得很多廣播電視頻段長期處于空閑狀態，浪費了寶貴的無線資源。而其它很多無線通信系統也被證明其頻譜并未被得到充分利用。

為解決頻譜資源短缺的問題，認知無線電（Cognitive?Radio，CR）技術已經被廣泛的關注。認知無線電是智能無線通信系統，通過頻譜感知獲得當前位置可使用的空閑頻段資源，并能機會性的使用空閑頻段，從而提高頻譜使用效率，緩解頻譜資源緊張的局面。認知無線電能感知外界環境，并使用人工智能技術從環境中學習，通過實時改變某些操作參數（比如傳輸功率、載波頻率和調制技術等），使其內部狀態適應接收到的無線信號統計特性變化，以達到以下目的：（1）任何時間、任何地點的高度可靠通信；（2）對頻譜資源的有效利用。

為了達到以上目的，認知無線電通過認知環來完成整個認知過程，如圖1所示，包括如下三個步驟：（1）頻譜感知；（2）頻譜分析；（3）頻譜決策。其中，頻譜感知是通過對輸入的RF（Radio?Frequency，射頻）激勵信號的分析，完成對空閑頻譜的檢測；而頻譜分析則是根據頻譜感知的結果和對其它無線輸入信號的分析，完成信道狀態信息的估計和信道容量的預計；頻譜決策是根據頻譜感知得到的空閑頻譜資源和頻譜分析的結果，獲得最后頻譜使用的決策，這種決策包括頻點、帶寬、發射功率、調制方式等的決策。

在現有認知無線電技術中，除了通過頻譜感知來獲得空閑頻譜信息，還可以通過訪問數據庫的方法獲取可用頻譜資源。數據庫中存儲有各個區域空閑的頻譜資源等信息，認知無線電系統通過上報自身地理位置信息，可以訪問查詢所處區域可用的頻譜信息。

現有的無線規則是為不同的業務固定劃分頻段，比如廣播業務的頻率分布于中頻（MF），高頻（HF），甚高頻（VHF），或者低的特高頻（UHF），而移動業務的頻率分布于高的特高頻（UHF），超高頻（SHF）。在某頻段上授權工作的系統稱之為授權系統，但授權系統可能并不會完全使用整個分配的頻段，從而使很多頻段處于空閑。認知無線電系統機會性的使用空閑頻譜資源，其示意圖可以如圖2所示。

認知導頻信道（Cognitive?Pilot?Channel，CPC）在標準化組織ETSI（European?Telecommunication?Standards?Institute，歐洲電信標準協會）中有所研究。該信道通過攜帶認知導頻信道內容（CPC?Content），為該信道覆蓋區域的認知無線電系統/設備提供認知相關信息，其示意圖可以如圖3所示，包括可用的空閑頻點信息、可用頻點上的頻譜相關政策、該區域存在的運營商、存在的接入技術、每個接入技術工作的頻點等。認知導頻信道接收端通過監聽認知導頻信道，根據接收到的認知導頻信道內容來獲取該區域的認知相關信息，比如可用的空閑頻點信息、可用頻點上的頻譜相關政策等信息。

認知導頻信道的提出的主要作用包括：

1）在啟動階段為終端提供支持

在動態頻譜使用異構網絡環境中，終端在接入網絡之前要尋找一個無線電接入技術網絡，由于異構網絡動態的頻譜使用方式，終端需要耗費很多的功率和時間開銷來搜索網絡。通過帶外認知導頻信道（Out-of-band?CPC）提供當前區域可用的無線接入技術相關參數，從而能輔助終端快速找到接入網絡。

2）支持第二頻譜的使用

認知無線電系統在建立通信鏈路前需要檢測當前區域的空閑頻譜，當需要檢測的頻帶比較寬時，這也需要消耗很多的功率和時間。通過帶外認知導頻信道可以為認知無線電系統提供當前區域可用的空閑頻譜資源，也可以輔助頻譜感知以降低頻譜感知的開銷。

3）支持無線資源的優化