一种基于认知无线电系统的协作频谱感知方法和设备

摘要

本发明公开了一种基于认知无线电系统的协作频谱感知方法和设备，该方法包括以下步骤：协作感知管理单元接收来自服务基站的干扰警报信息，所述干扰警报信息中携带了干扰源来波方向和干扰源频点；所述协作感知管理单元利用所述干扰源来波方向和干扰源频点确定对应于同一个干扰源的干扰警报信息；所述协作感知管理单元利用同一个干扰源的干扰警报信息为所述干扰源选择用于执行协作频谱感知的服务基站；所述协作感知管理单元向选择的服务基站发送用于指示进行频谱感知的协作感知命令，并接收各选择的服务基站上报的频谱感知结果，利用收到的频谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。本发明实施例中，可以保证协作感知的检测性能。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及了一种基于认知无线电系统的协 作频谱感知方法和设备。

背景技术

无线电通信频谱是宝贵的自然资源，随着无线通信技术的飞快发展，频 谱资源贫乏的问题日益严重；当前通过对无线通信频谱进行监测和研究，发 现某些频段（如电视频段）在大多数时间内并未使用或者在大多数地域内并 未使用，而某些频段则出现了多系统多用户同时竞争的情况，即频谱资源的 使用存在不均衡现象。CR（Cognitive Radio，认知无线电）的概念正是在这 种背景下产生，其基本思想是：在不对授权系统造成干扰的前提下，CR系统 可以通过监测当前无线环境的变化来动态机会式地接入空白频段进行通信。

CR的应用场景主要分为两大类，第一类为机会式使用授权系统的频谱； 第二类为多个CR系统机会式使用某个频段，该频段不隶属于任何一个系统， 该多个CR系统公平的使用某个频段，即当某个频段空闲时使用或按照一定优 先级使用（非公平式），在按照一定优先级使用时，当某个优先级较高的系统 使用某个频段时，低优先级的系统需要退出相应频段的使用。

对于第一类应用场景和第二类的非公平式应用场景，要求保障授权系统 或者高优先级系统的业务性能，基于此要求：（1）CR系统能够准确判断出哪 些频段是可用的空白频段（在这些频段上引入某个CR系统不会影响授权系统 或者更高优先级系统的正常工作）；（2）当占用频段不再可用时，CR系统需要 及时的将这些频段退让给授权系统或者更高优先级系统。

为了实现上述要求，确定空白频谱是CR系统工作的前提，且频谱感知是 确定空白频谱的重要手段；频谱感知是指通过检测目标频谱上授权系统或更 高优先级系统的信号判断授权系统是否占用目标频谱，即判断目标频谱占用 或空闲；但由于阴影效应、多径衰落等特性导致的隐藏终端问题，会导致采 用单点感知的CR系统干扰授权用户通信；为了克服该问题，CR系统中采用协 作感知来提高频谱感知性能，其基本原理是：利用处在多个不同地理位置的 协作感知节点的感知结果消除单个节点的不利影响，从而提高感知性能。

具体的，当前协作频谱感知的实现流程包括：配置多个感知节点（基站 和终端）执行某个目标频谱的频谱感知，由多个感知节点执行该目标频谱的 频谱感知，并将本地频谱感知结果上报给协作感知管理单元（即融合中心）， 并由该协作感知管理单元按照一定的融合规则处理多个感知节点上报的本地 频谱感知结果，以得到最终的协作频谱感知判决结果。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

如何选择执行协作频谱感知的感知节点是保证协作感知性能的重要前 提，但是现有技术中并没有合适的选择方式，当选择的感知节点不合适时， 不仅不会提高协作感知的检测性能，还可能会降低协作感知的检测性能。

发明内容

本发明实施例提供一种基于认知无线电系统的协作频谱感知方法和设 备，以选择合适的感知节点，提高协作感知的检测性能。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种基于认知无线电系统的协作 频谱感知方法，包括：

协作感知管理单元接收来自服务基站的干扰警报信息，所述干扰警报信 息中携带了干扰源来波方向和干扰源频点；

所述协作感知管理单元利用所述干扰源来波方向和干扰源频点确定对应 于同一个干扰源的干扰警报信息；

所述协作感知管理单元利用同一个干扰源的干扰警报信息为所述干扰源 选择用于执行协作频谱感知的服务基站；

所述协作感知管理单元向选择的服务基站发送用于指示进行频谱感知的 协作感知命令，并接收各选择的服务基站上报的频谱感知结果，利用收到的 频谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。

本发明实施例提供一种基于认知无线电系统的协作频谱感知方法，包括：

服务基站接收来自多个报警终端的干扰源信息，所述干扰源信息包括干 扰源来波方向和干扰源频点；并利用所述干扰源来波方向和干扰源频点确定 对应于同一个干扰源的干扰源来波方向和干扰源频点；

所述服务基站向协作感知管理单元上报干扰警报信息，所述干扰警报信 息中携带了所述干扰源对应的干扰源来波方向和干扰源频点；由所述协作感 知管理单元利用各服务基站上报的干扰警报信息为所述干扰源选择用于执行 协作频谱感知的服务基站；

所述服务基站在收到来自协作感知管理单元的用于指示进行频谱感知的 协作感知命令后，将协作感知命令发送给相应报警终端，并接收报警终端上 报的频谱感知结果，将收到的频谱感知结果发送给协作感知管理单元；由所 述协作感知管理单元利用收到的频谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。

本发明实施例提供一种基于认知无线电系统的协作频谱感知方法，包括：

报警终端向服务基站上报干扰源信息，所述干扰源信息包括干扰源来波 方向和干扰源频点；由所述服务基站将干扰源信息上报给协作感知管理单元， 并由协作感知管理单元利用各服务基站上报的信息选择用于执行协作频谱感 知的服务基站；

所述报警终端在收到来自所述服务基站的用于指示进行频谱感知的协作 感知命令后，进行频谱感知过程，并将频谱感知结果发送给所述服务基站； 由所述服务基站将收到的频谱感知结果发送给协作感知管理单元，并由协作 感知管理单元利用收到的频谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。

本发明实施例提供一种协作感知管理单元，包括：

接收模块，用于接收来自服务基站的干扰警报信息，所述干扰警报信息 中携带了干扰源来波方向和干扰源频点；

确定模块，用于利用所述干扰源来波方向和干扰源频点确定对应于同一 个干扰源的干扰警报信息；

选择模块，用于利用同一个干扰源的干扰警报信息为所述干扰源选择用 于执行协作频谱感知的服务基站；

频谱感知模块，用于向选择的服务基站发送用于指示进行频谱感知的协 作感知命令，并接收各选择的服务基站上报的频谱感知结果，利用收到的频 谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。

本发明实施例提供一种服务基站，包括：

接收模块，用于接收来自多个报警终端的干扰源信息，所述干扰源信息 包括干扰源来波方向和干扰源频点；

确定模块，用于利用所述干扰源来波方向和干扰源频点确定对应于同一 个干扰源的干扰源来波方向和干扰源频点；

发送模块，用于向协作感知管理单元上报干扰警报信息，所述干扰警报 信息中携带了所述干扰源对应的干扰源来波方向和干扰源频点；由所述协作 感知管理单元利用各服务基站上报的干扰警报信息为所述干扰源选择用于执 行协作频谱感知的服务基站；

频谱感知模块，用于在收到来自协作感知管理单元的用于指示进行频谱 感知的协作感知命令后，将协作感知命令发送给相应报警终端，并接收报警 终端上报的频谱感知结果，将收到的频谱感知结果发送给协作感知管理单元； 由协作感知管理单元利用收到的频谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。

本发明实施例提供一种报警终端，包括：

发送模块，用于向服务基站上报干扰源信息，所述干扰源信息包括干扰 源来波方向和干扰源频点；由所述服务基站将干扰源信息上报给协作感知管 理单元，并由协作感知管理单元利用各服务基站上报的信息选择用于执行协 作频谱感知的服务基站；

频谱感知模块，用于在收到来自服务基站的用于指示进行频谱感知的协 作感知命令后，进行频谱感知过程，并将频谱感知结果发送给所述服务基站； 由所述服务基站将收到的频谱感知结果发送给协作感知管理单元，并由协作 感知管理单元利用收到的频谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：本发明实施例中， 通过接收各服务基站的干扰警报信息，并利用同一个干扰源的干扰警报信息 为该干扰源选择用于执行协作频谱感知的服务基站，可以选择最为合适的用 于执行协作频谱感知的感知节点，从而保证协作感知的检测性能；且服务基 站可以将执行协作频谱感知的任务下发给多个报警终端，从而可以减轻服务 基站的负担。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一 些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种基于认知无线电系统的协作频谱感知 方法流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种基于认知无线电系统的协作频谱感知 方法流程示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种协作感知管理单元的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的一种服务基站的结构示意图；

图5是本发明实施例五提供的一种报警终端的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例一提供一种基于认知无线电系统（CR系统）的协作频谱感 知方法，该方法可以应用于采用认知无线电技术的LTE（Long Term Evolution， 长期演进）系统、TD-SCDMA（Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址）系统、GSM（Global System of Mobile communication，全球移动通讯）系统、WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址）系统、CDMA-2000（Code Division Multiple Access-2000，宽带码分多址2000）系统与WLAN（Wireless Local Area Networks，无线局域网）等移动通信系统。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，报警终端（UE_alarming）向服务基站（BS_Serving）上报干 扰源信息；该报警终端为正常通信的终端或只执行感知检测的设备；该服务 基站为报警终端驻留或为报警终端提供服务的基站设备。

本发明实施例的一种优选实施方式中，该报警终端可以基于自身策略决 定开启或关闭干扰检测功能；且报警终端在开启干扰检测功能之后，向服务 基站上报干扰源信息。

本发明实施例中，报警终端开启干扰检测功能的过程，进一步包括但不 限于如下方式：

方式一、报警终端在获得奖励信息的次数大于预设次数门限（可以根据 实际经验值设置，如3次）时，则开启干扰检测功能。具体的，如果报警终 端由于上报干扰源信息而获得过奖励信息（可为服务基站通知给报警终端 的），具体获得过程将在后续步骤中阐述，且收到奖励信息的次数大于预设次 数门限，则报警终端自动激发开启干扰检测功能。

方式二、报警终端在收到开启干扰检测功能的命令之后，开启干扰检测 功能。具体的，当用户（由于某些奖励原因）决定开启干扰检测功能，并向 报警终端下发开启干扰检测功能的命令时，该报警终端在收到开启干扰检测 功能的命令之后，开启干扰检测功能。

方式三、报警终端在获知本设备的当前能力能够满足预设能力要求时， 开启干扰检测功能。具体的，当报警终端的当前能力较强（如支持较大带宽、 感知检测算法灵敏度高，电池容量高等）时，报警终端在空闲时可自愿开启 干扰检测功能；当报警终端的当前能力较差（如支持较小带宽、感知检测算 法灵敏度低，电池容量低等）时，报警终端关闭干扰检测功能。

本发明实施例中，报警终端向服务基站上报干扰源信息的过程，进一步 包括但不限于如下方式：

方式一、通过事件触发的方式进行上报；具体的，报警终端在发现某频 段上出现干扰（即检测到干扰源）时，在可用资源上向服务基站上报干扰源 信息；其中，如果报警终端处于通信状态，则当前具有可用资源，可以直接 使用可用资源上报干扰源信息；如果报警终端未处于通信状态，则当前不具 有可用资源，需要申请可用资源，并通过申请的可用资源上报干扰源信息。

方式二、通过事先规定的上报周期进行周期性上报；其中，上报周期及 承载上报信息的资源由服务基站设定；且服务基站可以为覆盖范围内的所有 报警终端设定相同的上报周期及承载上报信息的资源，并通过公共信令下发 给各报警终端；或者，服务基站可以为每个报警终端单独设定上报周期及承 载上报信息的资源，并通过专用信令下发给该报警终端。

进一步的，一种优选的确定周期上报位置的方式可以为：当无线帧及无 线子帧位置满足（SFN+subframe）mod（N）=offset时，则报警终端向服务基 站上报干扰源信息；其中，SFN和subframe分别为无线帧及无线子帧编号， offset为偏置信息，N为上报周期，且N和offset由服务基站发送给报警终端； 基于上述公式，终端可以在满足上述公式的位置上报干扰源信息。

本发明实施例中，干扰源信息至少包括干扰源来波方向（如相对于报警 终端正南方向偏移角度，不能确定置为NULL）和干扰源频点；此外，该干 扰源信息还可以包括干扰信号接收强度（为了后续区分方便，该干扰信号接 收强度为第一干扰信号接收强度）和干扰信号类型（由报警终端使用的感知 检测算法决定，若可以检测，说明信号类型，如DTMB信号，不能检测出， 置为NULL）；且报警终端上报的信息还可包括报警终端的地理位置信息和报 警终端的身份信息；报警终端上报的信息可以如表1所示，其中包括干扰源 信息、报警终端的地理位置信息、报警终端的身份信息。

表1

步骤102，服务基站接收来自多个报警终端的干扰源信息（每个报警终端 上报的信息可以如表1所示），并利用干扰源来波方向和干扰源频点确定对应 于同一个干扰源的干扰源来波方向和干扰源频点；并向协作感知管理单元 （BS_cooperation）上报干扰警报信息；其中，该干扰警报信息中至少携带了 该干扰源对应的干扰源来波方向和干扰源频点。

本发明实施例中，报警终端上报的干扰源信息中还携带了干扰信号接收 强度，服务基站还需要利用干扰源来波方向和干扰源频点确定对应于同一个 干扰源的干扰信号接收强度，并选择最大的干扰信号接收强度作为该干扰源 的干扰信号接收强度；进一步的，服务基站还需要在该干扰警报信息中携带 该干扰源对应的最大的干扰信号接收强度。

具体的，服务基站会收到多个报警终端上报的干扰源信息，且收到的多 个干扰源信息可能是针对同一个干扰源的，服务基站需要保证上报给协作感 知管理单元的干扰源信息的唯一性；为此，服务基站需要确定对应于同一个 干扰源的干扰源信息，即确定干扰源频点相同，且干扰源来波方向基本一致 的干扰源为同一个干扰源；服务基站需要将该干扰源的干扰源信息添加到干 扰警报信息中，该干扰源的干扰源信息包括但不限于干扰源来波方向和干扰 源频点；此外，干扰源信息还可以包括干扰信号接收强度，且干扰信号接收 强度为对应于该干扰源的最大干扰信号接收强度。

本发明实施例的优选实施方式中，针对每个干扰源，如果该干扰源的干 扰信号接收强度大于预设第三干扰门限（可以根据实际经验值进行选择），则 需要将该干扰源的干扰源信息（干扰源来波方向、干扰源频点和干扰信号接 收强度）添加到干扰警报信息，否则，不需要将该干扰源的干扰源信息添加 到干扰警报信息；此外，该干扰警报信息中还可以携带服务基站的地理位置。

进一步的，服务基站向协作感知管理单元上报的干扰警报信息可以如表2 所示，干扰源的干扰源信息在干扰源来波方向（如相对于报警终端正南方向 偏移角度，不能确定置为NULL）、干扰源频点和干扰信号接收强度的基础上， 还可以包括干扰信号类型；且该干扰警报信息中还可以包括服务基站的地理 位置以及服务基站的身份信息（用于表征该干扰警报信息来自哪个系统，用 于后续确定奖励归属）。

如果协作感知管理单元独立于任何系统，且协作感知管理单元可以组织 多个系统的多个感知节点完成协作感知，则服务基站的身份信息为服务基站 的系统ID和小区ID；如果协作感知管理单元与服务基站属于不同的系统，则 服务基站的身份信息为服务基站的系统ID和小区ID；如果协作感知管理单元 与服务基站属于相同的系统，则服务基站的身份信息为服务基站的小区ID。

表2

步骤103，协作感知管理单元接收来自多个服务基站的干扰警报信息（至 少携带干扰源来波方向和干扰源频点；且还可以优选携带干扰信号接收强度 和服务基站的地理位置，且每个服务基站上报的信息可以如表2所示），并利 用干扰源来波方向和干扰源频点确定对应于同一个干扰源的干扰警报信息。

具体的，协作感知管理单元会收到多个服务基站上报的干扰警报信息， 且收到的多个干扰警报信息可能是针对同一个干扰源的；为此，协作感知管 理单元需要确定对应于同一个干扰源的干扰警报信息，即协作感知管理单元 确定干扰源频点相同，且干扰源来波方向基本一致的干扰源为同一个干扰源； 之后，协作感知管理单元可以确定该干扰源对应的干扰警报信息（即该干扰 源对应的干扰信号接收强度和服务基站的地理位置）。

步骤104，协作感知管理单元利用同一个干扰源的干扰警报信息（干扰信 号接收强度和服务基站的地理位置）为该干扰源选择用于执行协作频谱感知 的服务基站；其中，协作感知管理单元需要针对每个干扰源选择用于执行协 作频谱感知的服务基站，本实施例中以一个干扰源的处理为例进行后续说明。

本发明实施例中，协作感知管理单元利用同一个干扰源的干扰警报信息 为该干扰源选择用于执行协作频谱感知的服务基站，包括但不限于：

当有多个服务基站上报对应于该干扰源（如使用频点X的干扰源）的干 扰警报信息时，则协作感知管理单元确定上报的干扰信号接收强度大于预设 第一干扰门限P（可以根据实际经验进行选择）的服务基站，并从确定的服务 基站中选择指定第一数量N1个（可以根据实际经验进行选择）的服务基站（可 以从干扰信号接收强度从大到小的顺序选择服务基站）为该干扰源对应的用 于执行协作频谱感知的服务基站，从而保证各选择的服务基站接收到的干扰 信号接收强度能够满足协作感知性能要求。

当有一个服务基站（如服务基站1）上报对应于该干扰源（如使用频点X 的干扰源）的干扰警报信息时，则协作感知管理单元利用各服务基站的地理 位置获得服务基站1与其它服务基站之间的距离，并从距离大于预设距离门 限d（可以根据实际经验进行选择，如d=10*波长）的其它服务基站中选择指 定第二数量N2个（可以根据实际经验进行选择）的服务基站，且选择的指定 第二数量Num的服务基站和该服务基站1为该干扰源对应的用于执行协作频 谱感知的服务基站，从而保证选择的各个服务基站彼此之间接收到的信号并 不相关，继而使得协作感知的结果更加准确。

步骤105，协作感知管理单元向选择的服务基站发送协作感知命令（用于 指示进行频谱感知），由服务基站将协作感知命令发送给相应的报警终端。

如表3所示，为一种优选的协作感知命令所包含的信息内容；其中，上 报信息类型可以分为软比特和硬比特，硬比特为直接表征该信道是否被占用， 软比特为直接测量到的干扰信号接收强度信息。

表3

步骤106，报警终端在收到协作感知命令之后进行频谱感知过程，并将频 谱感知结果发送给服务基站；服务基站将收到的频谱感知结果发送给协作感 知管理单元；协作感知管理单元接收各服务基站上报的频谱感知结果，并利 用收到的频谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。

此外，服务基站在收到协作感知命令之后也可以进行频谱感知过程，并 将频谱感知结果直接发送给协作感知管理单元。

具体的，协作感知管理单元在收到各服务基站上报的频谱感知结果之后， 可以利用收到的频谱感知结果进行融合判决，以最终确定协作频谱感知判决 结果，即判断出授权系统是否在目标频点出现；其中，融合判决过程可分为 硬判决和软判决：在硬判决中，频谱感知结果为1或2比特的本地硬判决结 果（即信道占用或空闲），协作感知管理单元基于多个本地硬判决结果进行融 合，且常用硬判决融合准则包括与（and）、或（or）和投票（voting）等；在 软判决中，频谱感知结果为多比特的本地软判决结果，可为量化的检测信息 （如能量等检测统计量），协作感知管理单元基于多个本地软判决结果进行融 合，且常用的软判决融合准则包括线性协作、似然比等，且常用的线性协作 感知的融合准则包括最大比合并、等增益合并、选择式合并等方式。

本发明实施例中，当上报信息类型为硬比特时，如果报警终端检测到干 扰信号接收强度（为区分方便，该过程中的干扰信号接收强度为第二干扰信 号接收强度）大于预设第二干扰门限（可根据实际经验进行选择），则该报警 终端还需要将第二干扰信号接收强度（可与频谱感知结果一起）发送给服务 基站，由该服务基站将该第二干扰信号接收强度发送给协作感知管理单元。

协作感知管理单元接收各服务基站（即步骤104中选择的各服务基站） 上报的第二干扰信号接收强度，并从各服务基站上报的第二干扰信号接收强 度中选择最大的第二干扰信号接收强度，记录上报该最大的第二干扰信号接 收强度的服务基站的地理位置（精度X，纬度Y）；之后，协作感知管理单元 可以利用该最大的第二干扰信号接收强度和地理位置（精度X，纬度Y）估 计干扰影响范围，并通知干扰影响范围内的服务基站执行频谱退让操作。

进一步的，协作感知管理单元利用最大的第二干扰信号接收强度和地理 位置（精度X，纬度Y）估计干扰影响范围，包括但不限于如下方式：协作 感知管理单元利用最大的第二干扰信号接收强度与受扰系统能够容忍干扰的 最大值确定路损（如最大的第二干扰信号接收强度-受扰系统能够容忍干扰的 最大值=路损），并选择该干扰源对应频点适用的传播模型，确定路损对应的 传播距离D，并将与地理位置（精度X，精度Y）之间的距离在传播距离D 内的区域设置为干扰影响范围，即与地理位置（精度X，精度Y）距离为D 范围内的使用该干扰源对应频点的服务基站均被影响，协作感知管理单元需 要通知上述影响的服务基站在该干扰源对应频点上采取频谱退让操作。

综上所述，本发明实施例中，通过接收各服务基站的干扰警报信息，并 利用同一个干扰源的干扰警报信息为该干扰源选择用于执行协作频谱感知的 服务基站，可以选择最为合适的用于执行协作频谱感知的感知节点，从而保 证协作感知的检测性能；进一步的，通过奖励机制还可以激发报警终端自发 辅助服务基站进行感知检测，使服务基站可以将频谱感知任务下发给多个报 警终端，从而减轻服务基站的负担，并使感知检测更有针对性。为此，本发 明实施例提供的方法中还可以包括：

在确定协作频谱感知判决结果之后，协作感知管理单元还可以利用协作 频谱感知判决结果确定各服务基站上报频谱感知结果的准确程度信息，并利 用确定结果为相应的服务基站申请奖励信息；和/或，协作感知管理单元确定 各服务基站上报干扰警报信息的时间信息，并利用确定结果为相应的服务基 站申请奖励信息。

具体的，如果服务基站上报的频谱感知结果与协作频谱感知判决结果相 同，则协作感知管理单元到核心网为该服务基站申请奖励信息，在申请过程 中可包括该服务基站的小区ID（或系统ID+小区ID）；如果服务基站上报的 频谱感知结果与协作频谱感知判决结果不同，则协作感知管理单元不需要到 核心网为该服务基站申请奖励信息。和/或，协作感知管理单元确定各服务基 站上报干扰警报信息的时间信息，并确定上报干扰警报信息时间靠前的一个 或多个服务基站，到核心网为时间靠前的一个或多个服务基站申请奖励信息， 在申请过程中可以包括该服务基站的小区ID（或系统ID+小区ID）。

进一步的，协作感知管理单元可以将申请到的奖励信息通知给对应的服 务基站；服务基站在收到来自协作感知管理单元的奖励信息之后，可以将该 奖励信息通知给对应的报警终端（即干扰警报信息所对应的报警终端）。

本发明实施例中，协作感知管理单元还可以利用各服务基站上报干扰警 报信息的时间信息对奖励等级进行量化处理，将奖励信息划分为若干奖励等 级（如第一个上报干扰警报信息的服务基站为第一奖励等级，第二个上报干 扰警报信息的服务基站为第二奖励等级，以此类推），并使用数字表征奖励等 级；在申请奖励信息的过程中，需要包含上述的以数字表征的奖励等级，且 申请到的奖励信息需要对应该奖励等级；对于最终发送给报警终端的奖励信 息，其奖励等级越高，则报警终端越容易开启干扰检测功能。

实施例二

以下结合具体的应用场景对本发明实施例提供的技术方案进行进一步的 说明。本发明实施例中，如表4所示，假设当前存在四个基站，分别为BS1， BS2，BS3，BS4；BS2、BS3和BS4属于系统2，BS1属于系统1；BS1覆盖 范围内有三个终端，分别为BS1_UE1（表征为基站BS1下的UE1），BS1_UE2， BS1_UE3；BS2覆盖范围内有两个终端，分别为BS2_UE4和BS2_UE5；BS1， BS2，BS3，BS4占用的频点分别为f1，f2，f3，f3。

表4

基于上述应用场景，如图2所示，本发明实施例二提供的基于认知无线 电系统（CR系统）的协作频谱感知方法中，还可以包括以下步骤：

步骤201、报警终端向服务基站上报干扰源信息。

BS1_UE1和BS1_UE2开启干扰检测功能，并检测到频点f3上存在干扰 信息，向其驻留的BS1上报干扰源信息，上报信息如表5和表6所示。

其中，BS1_UE1曾收到过奖励信息（如话费奖励或其他服务奖励）；或者， BS1_UE1获悉开启干扰检测功能时可以获取一定奖励，且BS1_UE1能力支持 自身开启干扰检测功能，该BS1_UE1的机主自主开启干扰检测功能；BS1_UE2 曾收到的奖励信息次数超过开启干扰检测功能所需要的次数门限要求，且 BS1_UE2能力支持，该BS1_UE2自动开启干扰检测功能。

进一步的，BS1_UE1和BS1_UE2可以在检测到干扰之后，在可用的资源 上上报干扰源信息；或者，BS1_UE1和BS1_UE2还可以按照BS1规定的上 报周期上报干扰源信息，且BS1_UE1和BS1_UE2可以按照相同的上报周期 进行上报，也可以按照各自的不同的上报周期进行上报。

假设BS1_UE1的上报周期为N1，BS1_UE2的上报周期为N2，BS1_UE1 和BS1_UE2对应的偏置分别为offset1及offset2，则BS1_UE1和BS1_UE2 将按照公式（SFN+subframe）mod（N）=offset计算恰当的上报时刻；N1可 以等于或不等于N2，offset1可以等于或不等于offset2；当N1等于N2，且 offset1等于offset2时，通过公共信道发送，否则通过专用信道发送。

表5

表6

步骤202、BS1搜集并整理来自BS1_UE1和BS1_UE2的干扰源信息，并 将干扰源信息添加到干扰警报信息中，将该干扰警报信息上报给协作感知管 理单元；由于BS1_UE1和BS1_UE2上报的干扰源为同一个干扰源，通过比 较干扰源信息中的干扰信号接收强度获知P_f3_UE1>P_f3_UE2，因此在将干 扰源信息添加到干扰警报信息时，干扰源对应的干扰信号接收强度为 P_f3_UE1；如表7所示，为BS1上报给协作感知管理单元的的干扰警报信息。

表7

步骤203、协作感知管理单元根据BS1上报的干扰警报信息确定用于执 行协作频谱感知的服务基站；本实施例中，由于干扰源只有一个干扰警报信 息（即只有BS1上报对应于该干扰源的干扰警报信息），因此选取与BS1距 离大于d的基站为用于执行协作频谱感知的服务基站，假设满足该距离要求 的基站为BS2，则用于执行协作频谱感知的服务基站为BS1和BS2。

步骤204、协作感知管理单元向BS1和BS2下发协作感知命令，并要求 上报信息类型为硬比特，上报时间为T；BS2通知下属的BS2_UE4和BS2_UE5 测量频点f3，BS1通知下属的BS1_UE1、BS1_UE2和BS1_UE3测量频点f3。

步骤205、BS1_UE1、BS1_UE2和BS1_UE3测量到的干扰信号接收强度 分别为P_f3_UE1’，P_f3_UE2’和P_f3_UE3’，硬判决结果分别为1，1，1 （1表征频点被占用），且P_f3_UE1’高于预设检测门限，BS1_UE1还需要 上报该干扰信号接收强度值P_f3_UE1’；BS2_UE4和BS2_UE5测量到的干扰 信号接收强度分别为P_f3_UE4和P_f3_UE5，BS2_UE4判决频点被占用（即 硬判决结果为1），BS2_UE5判决频点未被干扰系统占用（即硬判决结果为0）； BS1和BS2在收到上述信息后，需要将上述信息转发给协作感知管理单元。

进一步的，协作感知管理单元进行融合判决；如果采用voting准则，当 超过50%的上报节点的频谱感知结果为占用时，协作感知管理单元确定协作 频谱感知判决结果为占用；上述应用场景下，共有五个节点上报频谱感知结 果，且四个节点（超过5*50%）的频谱感知结果为占用，因此协作感知管理 单元确定频点f3的协作频谱感知判决结果为占用，且上报最强接收信号强度 的节点隶属的服务基站为BS1（X1，Y1），该强度信息为P_f3_UE1’。

步骤206、协作感知管理单元根据协作频谱感知判决结果和最强的干扰信 号接收强度估计干扰影响范围，并通知影响范围内的基站执行频谱退让操作。

具体的，干扰影响范围的计算方法为：P_f3_UE1’-受扰系统能够容忍干 扰的最大值=路损，选择该频点适用的传播模型，估算出路损对应的传播距离 D，因此在距离（X1，Y1）为D范围内的使用频点f3的基站均被影响，假设 使用频点f3的BS4在该范围内，则通知BS4采取频谱退让操作。

步骤207、协作感知管理单元为BS1_UE1和BS1_UE2申请奖励。

步骤208、核心网进行奖励决策，并通知报警终端BS1_UE1和BS1_UE2， BS1_UE1和BS1_UE2根据奖励情况，后续适时开启干扰检测功能。

综上所述，本发明实施例中，通过接收各服务基站的干扰警报信息，并 利用同一个干扰源的干扰警报信息为该干扰源选择用于执行协作频谱感知的 服务基站，可以选择最为合适的用于执行协作频谱感知的感知节点，从而保 证协作感知的检测性能；且服务基站可以将执行协作频谱感知的任务下发给 多个报警终端，从而可以减轻服务基站的负担。

实施例三

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种协作感 知管理单元，如图3所示，该协作感知管理单元包括：

接收模块11，用于接收来自服务基站的干扰警报信息，所述干扰警报信 息中携带了干扰源来波方向和干扰源频点；

确定模块12，用于利用所述干扰源来波方向和干扰源频点确定对应于同 一个干扰源的干扰警报信息；

选择模块13，用于利用同一个干扰源的干扰警报信息为所述干扰源选择 用于执行协作频谱感知的服务基站；

频谱感知模块14，用于向选择的服务基站发送用于指示进行频谱感知的 协作感知命令，并接收各选择的服务基站上报的频谱感知结果，利用收到的 频谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。

所述接收模块11接收的所述干扰警报信息中还携带了第一干扰信号接收 强度和服务基站的地理位置；所述选择模块13，具体用于当有多个服务基站 上报对应于所述干扰源的干扰警报信息时，确定上报的第一干扰信号接收强 度大于预设第一干扰门限的服务基站，并从确定的服务基站中选择指定第一 数量的服务基站为所述干扰源对应的用于执行协作频谱感知的服务基站；或 者，当有一个服务基站上报对应于所述干扰源的干扰警报信息时，利用各服 务基站的地理位置获得该服务基站与其它服务基站之间的距离，并从距离大 于预设距离门限的其它服务基站中选择指定第二数量的服务基站，且选择的 指定第二数量的服务基站和该服务基站为所述干扰源对应的用于执行协作频 谱感知的服务基站。

该协作感知管理单元还包括：奖励管理模块15，用于利用所述协作频谱 感知判决结果确定各服务基站上报频谱感知结果的准确程度信息，并利用确 定结果为相应的服务基站申请奖励信息；和/或，确定各服务基站上报干扰警 报信息的时间信息，并利用确定结果为相应的服务基站申请奖励信息；以及， 将申请到的奖励信息通知给对应的服务基站。

所述频谱感知模块14发送的所述协作感知命令中携带有上报信息类型； 所述协作感知管理单元还包括：频谱退让管理模块16，用于当上报信息类型 为硬比特时，接收各选择的服务基站上报的第二干扰信号接收强度，所述第 二干扰信号接收强度大于预设第二干扰门限，且是报警终端通过相应服务基 站上报的；从各服务基站上报的第二干扰信号接收强度中选择最大的第二干 扰信号接收强度，并记录上报所述最大的第二干扰信号接收强度的服务基站 的地理位置；利用所述最大的第二干扰信号接收强度和所述地理位置估计干 扰影响范围，并通知所述干扰影响范围内的服务基站执行频谱退让操作。

所述频谱退让管理模块16，进一步用于利用所述最大的第二干扰信号接 收强度与受扰系统能够容忍干扰的最大值确定路损，并确定所述路损对应的 传播距离，并将与所述地理位置之间的距离在所述传播距离内的区域设置为 所述干扰影响范围。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述 模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

实施例四

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种服务基 站，如图4所示，该服务基站包括：

接收模块21，用于接收来自多个报警终端的干扰源信息，所述干扰源信 息包括干扰源来波方向和干扰源频点；

确定模块22，用于利用所述干扰源来波方向和干扰源频点确定对应于同 一个干扰源的干扰源来波方向和干扰源频点；

发送模块23，用于向协作感知管理单元上报干扰警报信息，所述干扰警 报信息中携带了所述干扰源对应的干扰源来波方向和干扰源频点；由所述协 作感知管理单元利用各服务基站上报的干扰警报信息为所述干扰源选择用于 执行协作频谱感知的服务基站；

频谱感知模块24，用于在收到来自协作感知管理单元的用于指示进行频 谱感知的协作感知命令后，将协作感知命令发送给相应报警终端，接收报警 终端上报的频谱感知结果，将收到的频谱感知结果发送给协作感知管理单元； 由协作感知管理单元利用收到的频谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。

本发明实施例中，所述接收模块21接收的所述干扰源信息中还携带第一 干扰信号接收强度；所述发送模块23发送的所述干扰警报信息中还携带了所 述干扰源对应的第一干扰信号接收强度和所述服务基站的地理位置，所述干 扰源对应的第一干扰信号接收强度为各报警终端上报的最大的第一干扰信号 接收强度；进一步的，所述发送模块23，具体用于当所述干扰源对应的第一 干扰信号接收强度大于预设第三干扰门限时，向协作感知管理单元上报所述 干扰源对应的干扰警报信息。

该服务基站还包括：奖励管理模块25，用于在收到来自所述协作感知管 理单元的奖励信息时，将所述奖励信息通知给对应的报警终端。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述 模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

实施例五

基于与上述方法同样的发明构思，本发明实施例中还提供了一种报警终 端，如图5所示，该报警终端包括：

发送模块31，用于向服务基站上报干扰源信息，所述干扰源信息包括干 扰源来波方向和干扰源频点；由所述服务基站将干扰源信息上报给协作感知 管理单元，并由协作感知管理单元利用各服务基站上报的信息选择用于执行 协作频谱感知的服务基站；

频谱感知模块32，用于在收到来自服务基站的用于指示进行频谱感知的 协作感知命令后，进行频谱感知过程，并将频谱感知结果发送给所述服务基 站；由所述服务基站将收到的频谱感知结果发送给协作感知管理单元，并由 协作感知管理单元利用收到的频谱感知结果确定协作频谱感知判决结果。

本发明实施例中，所述发送模块31发送的所述干扰源信息中还携带了第 一干扰信号接收强度；且所述报警终端还包括：启动模块33，用于开启干扰 检测功能；且所述发送模块31，具体用于在开启干扰检测功能之后，向服务 基站上报干扰源信息。

所述启动模块33，具体用于在获得奖励信息次数大于预设次数门限时， 开启干扰检测功能；其中，所述奖励信息是服务基站通知给本设备的；或者， 所述启动模块33，具体用于在收到开启干扰检测功能的命令之后，开启干扰 检测功能；或者，所述启动模块33，具体用于在获知本设备的当前能力能够 满足预设能力要求时，开启干扰检测功能。

所述频谱感知模块32收到的所述协作感知命令中携带有上报信息类型； 所述发送模块31，还用于当所述上报信息类型为硬比特时，当检测到第二干 扰信号接收强度大于预设第二干扰门限时，将第二干扰信号接收强度发送给 所述服务基站；由所述服务基站将第二干扰信号接收强度发送给协作感知管 理单元，并由协作感知管理单元利用收到的第二干扰信号接收强度估计干扰 影响范围。

其中，本发明装置的各个模块可以集成于一体，也可以分离部署。上述 模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本 发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬 件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技 术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体 现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使 得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行 本发明各个实施例所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中 的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描 述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例 的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进 一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于 此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。