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CN107819561B - 用于无线电通信系统中的设备和方法以及计算机存储介质 - Google Patents

用于无线电通信系统中的设备和方法以及计算机存储介质 Download PDF

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CN107819561B CN201710874282.1A CN201710874282A CN107819561B CN 107819561 B CN107819561 B CN 107819561B CN 201710874282 A CN201710874282 A CN 201710874282A CN 107819561 B CN107819561 B CN 107819561B
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Abstract

本公开提供了用于无线电通信系统中的设备和方法以及计算机存储介质。一种用于第一无线电通信系统中的设备包括存储器与处理器，其中，存储器储存计算机指令。处理器被配置为执行存储于存储器中的该计算机指令以执行：接收第二无线电通信系统中各设备之间的通信信号；从通信信号中提取能够反映第二无线电通信系统的第一传输方式与第二传输方式之间的差异的一个或更多个特征；以及根据特征来判断通信信号占用的信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式。其中，第一无线电通信系统中的设备基于判断结果机会性地接入不拥有授权的频谱，通信信号占用的信道资源位于设备不拥有授权的频谱。

Description

用于无线电通信系统中的设备和方法以及计算机存储介质
本申请是申请日为2011年10月14日、申请号为“201110323808.X”、发明名称为“认知无线电通信系统及用于其中的设备和方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及通信领域，具体地，涉及认知无线电通信系统及用于其中的设备和方法。
背景技术
在认知无线电(Cognitive Radio,CR)的场景下，为了使不拥有授权频谱的次级系统(Secondary System,SS)能够机会地接入主系统的(Primary System,PS)的授权频谱，需要该次级系统拥有发现频谱使用情况的能力。次级系统中的用户(称为次级用户(Secondary User,SU))对主系统正在使用的频谱进行感知，判断是否存在主用户(PrimaryUser,PU)(即主系统中的用户)信号，并在避免对PU造成干扰的基础上，决定如何使用主系统的频谱。
发明内容
本公开的发明人发现，在认知无线电场景下，次级系统需要首先知道主系统的信道资源的上下行配置情况(即每个信道资源是用于上行还是下行)，作为后续的频谱感知及干扰控制的基础。例如，以主系统为基于时分传输的通信系统(如时分双工(TDD)通信系统)为例，其上下行信道资源的传输在时间尺度上交替进行。其中，上下行传输的最小持续时间一般称为子帧(Subframe)。也就是说，在CR场景下，次级用户需要知晓每个子帧的上下行类型。另外，在TDD系统中，若干个上下行子帧组合成一个帧(Frame)，且每帧中的上下行子帧的组合称为上下行链路配置(downlink-uplink configuration)。一般来说，上下行链路配置(称为“帧配置”)可以有多种类型，这些类型的配置在相关的通信标准中有详细的说明。
在现有技术中，通常假设次级系统已经得知主系统的信道资源的上下行配置。例如，通常假设次级系统通过与主系统进行信息交互来获得主系统的信道资源上下行配置信息。而这与CR场景下主系统不可改变其系统设置以及次级系统对主系统而言为透明的要求不符。另外，在主系统可以主动向次级系统传递其信道资源配置信息的情况下，也会存在主系统故意传递错误信息，以阻止次级系统使用其频谱的自私行为。
本公开的一些实施例提供了用于认知无线电系统(即次级系统)的设备和方法，利用这种设备或方法，次级系统能够在不与主系统进行信息交互的情况下获得主系统的信道资源的上下行配置信息，从而保证次级系统所获得的信息的正确性。
在下文中给出关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于认知无线电通信系统中的设备。该设备可包括：接收装置，用于接收另一无线电通信系统中各设备之间的通信信号；特征提取装置，用于从所述通信信号中提取能够反映所述另一无线电通信系统的上下行传输方式之间的差异的一个或更多个特征；以及上下行判断装置，用于根据所述特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于上行传输还是下行传输。
根据本公开的另一方面，提供了一种认知无线电系统，该系统可包括上述设备。上述设备可以配置于该认知无线电系统中的用户设备中，或者可配置于该认知无线电系统中的基站中。
根据本公开的另一方面，提供了一种用于认知无线电通信系统中的方法。该方法可包括：接收另一无线电通信系统中各设备之间的通信信号；从所述通信信号中提取能够反映所述另一无线电通信系统的上下行传输方式之间的差异的一个或更多个特征；以及根据所述特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于上行传输还是下行传输。
另外，本公开的实施例还提供了用于实现上述方法的计算机程序。
此外，本公开的实施例还提供了至少计算机可读介质形式的计算机程序产品，其上记录有用于实现上述方法的计算机程序代码。
根据一个实施例，一种用于第一无线电通信系统中的设备包括存储器与处理器，其中，所述存储器储存计算机指令。所述处理器被配置为执行存储于所述存储器中的该计算机指令以执行：接收第二无线电通信系统中各设备之间的通信信号；从所述通信信号中提取能够反映所述第二无线电通信系统的第一传输方式与第二传输方式之间的差异的一个或更多个特征；以及根据所述特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式。其中，所述第一无线电通信系统中的设备基于判断结果机会性地接入不拥有授权的频谱，所述通信信号占用的信道资源位于所述设备不拥有授权的频谱。
根据一个实施例，一种用于第一无线电通信系统中的方法包括：接收第二无线电通信系统中各设备之间的通信信号；从所述通信信号中提取能够反映所述第二无线电通信系统的第一传输方式与第二传输方式之间的差异的一个或更多个特征；以及根据所述特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式。其中，所述第一无线电通信系统中的设备基于判断结果机会性地接入不拥有授权的频谱，所述通信信号占用的信道资源位于所述设备不拥有授权的频谱。
根据一个实施例，提供一种计算机存储介质，其上记录有计算机可读取的计算机程序代码，所述计算机程序代码当由计算机读取并执行时，使得所述计算机执行上述用于第一无线电通信系统中的方法。
根据一个实施例，一种用于无线电通信系统中的设备包括存储器与处理器，其中，所述存储器储存计算机指令。所述处理器被配置为执行存储于所述存储器中的该计算机指令以执行：根据能量检测法来估计多个信道资源上的信号能量值；基于所估计的能量值与预定阈值之间的关系确定每一信道资源的占用状态；根据所述多个信道资源的占用状态估计该多个信道资源的占用模式；以及基于所估计的占用模式机会性地接入所述多个信道资源对应的频谱。其中，所述频谱能够同时被其他设备所占用，所述设备在避免对所述其他设备造成干扰的基础上接入所述频谱。
根据一个实施例，一种用于无线电通信系统中的方法包括：根据能量检测法来估计多个信道资源上的信号能量值；基于所估计的能量值与预定阈值之间的关系确定每一信道资源的占用状态；根据所述多个信道资源的占用状态估计该多个信道资源的占用模式；以及基于所估计的占用模式机会性地接入所述多个信道资源对应的频谱。其中，所述频谱能够同时被其他设备所占用，所述设备在避免对所述其他设备造成干扰的基础上接入所述频谱。
根据一个实施例，一种用于无线电通信系统中的设备包括存储器与处理器，其中，所述存储器储存计算机指令。所述处理器被配置为执行存储于所述存储器中的该计算机指令以执行：检测信道资源上的能量值；基于所检测的能量值与预定阈值的关系以一定的概率判断该信道资源的占用状态；以及将判断结果与检测的能量值发送到一个融合设备以融合在不同空间分布的多个设备的判断结果。其中，所述设备基于判断结果机会性地接入不拥有授权的频谱，所述信道资源位于所述设备不拥有授权的频谱。
根据一个实施例，一种用于无线电通信系统中的方法包括：检测信道资源上的能量值；基于所检测的能量值与预定阈值的关系以一定的概率判断该信道资源的占用状态；以及将判断结果与检测的能量值发送到一个融合设备以融合在不同空间分布的多个设备的判断结果。其中，所述设备基于判断结果机会性地接入不拥有授权的频谱，所述信道资源位于所述设备不拥有授权的频谱。
根据一个实施例，提供一种计算机存储介质，其上记录有计算机可读取的计算机程序代码，所述计算机程序代码当由计算机读取并执行时，使得所述计算机执行上述用于无线电通信系统中的方法。
附图说明
参照下面结合附图对本公开实施例的说明，会更加容易地理解本公开的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本公开的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
图1是示出根据本公开的一个实施例的用于认知无线电系统中的方法的示意性流程图；
图2是示出根据一具体实施例的用于认知无线电系统中的方法的示意性流程图；
图3是示出本公开可应用的一个应用场景的示意图；
图4是示出根据另一实施例的用于认知无线电系统中的方法的示意性流程图；
图5是示出TD－LTE标准中使用的帧配置的表；
图6是示出计算匹配距离的方法的一个示例的示意性流程图；
图7是示出根据本公开的另一具体实施例的用于认知无线电系统中的方法的示意性流程图；
图8是示出根据本公开的另一具体实施例的用于认知无线电系统中的方法的示意性流程图；
图9(A)、9(B)、9(C)分别示出了利用认知无线电系统中的多个设备来检测另一无线电系统的信道资源的上下行配置的模型；
图10是示出根据一实施例的用于认知无线电系统中的设备的结构的示意性框图；
图11是示出根据另一实施例的用于认知无线电系统中的设备的结构的示意性框图；以及
图12是示出用于实现本公开的实施例或示例的计算机的结构的示例性框图。
具体实施方式
下面参照附图来说明本公开的实施例。在本公开的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本公开无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。
本公开的实施例提供了用于认知无线电系统(也称为次级系统)的设备和方法，使得次级系统能够在不与另一无线电通信系统进行信息交互的情况下获得该主系统的信道资源的上下行配置信息。在本公开中，所述的另一无线电通信系统也可以称为主系统，其可以是能够适用于认知无线电场景的任何通信系统，例如，基于时分传输的无线电通信系统(如TDD通信系统等)等，这里不一一列举。
图1是示出根据本公开一实施例的用于认知无线电系统的方法的示意性流程图。在该方法中，次级系统中的设备根据主系统的通信信号的传输特征来判断主系统的信道资源的上下行配置。
如图1所示，该方法可以包括步骤102、104和106。
在步骤102中，次级系统中的设备接收主系统中各设备之间的通信信号。这里所述的次级系统中的设备可以是次级系统中的用户设备(也称为次级用户)，也可以是次级系统中的基站设备。
在步骤104中，次级系统中的设备从接收到的通信信号中提取一个或更多个特征。所提取的特征可以是主系统的上下行通信信号中的能够反映主系统的上下行传输方式之间的差异的任何特征。这样，在步骤106中，次级系统的设备可以根据所提取的特征来判断其接收到的主系统的通信信号所占用的信道资源用于上行传输还是下行传输。换言之，次级系统的设备通过分析所接收的主系统的通信信号，即可得知主系统的信道资源的上下行配置。
本公开的发明人发现，在不同的通信系统中，上下行通信信号会存在一些比较显著的差异。例如，上下行信号所采用的发射功率不同。通常，下行信号的发射功率会显著大于上行信号的发射功率。在这种情况下，次级系统的设备可以从主系统的通信信号中提取能够反映其发射功率的特征，从而判断该通信信号所占用的信道资源是用于上行传输还是下行传输。次级系统的设备可以采用任何适当的方法从通信信号中提取反映其发射功率的特征，例如，可以采用下文将参考图2或式(1)-(3)描述的能量检测法，这里不作详述。
作为另一示例，在一些通信系统中，上下行信号所采用的调制方式不同，因此，次级系统的设备可以从主系统的通信信号中提取能够反映其调制方式的特征，作为所述特征。可以采用任何适当的方法从通信信号中提取反映其调制方式的特征，例如可以利用小波变换的调制方式识别算法等提取反映调制方式的特征，这里不作详述。
作为另一示例，在一些通信系统中，上下行信号的峰均比不同，在这种情况下，次级系统的设备可以根据主系统的通信信号来计算其峰值与均值的比，作为所述特征，用于判断该通信信号所占用的信道资源是用于上行传输还是下行传输。
在一个具体实施例中，次级系统的设备可以从主系统的通信信号中提取反映其发射功率的特征、反映其调制方式的特征和其峰值与均值之比中的任意一个，作为所述特征。作为另一具体实施例，次级系统的设备可以从主系统的通信信号中提取上述特征中的两个或更多个，并利用所提取的两个或更多个特征来判断通信信号所占用的信道资源是用于上行还是用于下行，从而使得后续的判断结果更为准确。
另外，应理解，上文所述的特征是示例性的，而不是穷尽性的。可以采用能够反映主系统的上下行传输方式的差异的任何其他特征，而不必局限于以上列举的特征。
在以上参考图1描述的方法中，次级系统的设备利用所接收的主系统的通信信号来判断主系统的信道资源的上下行配置。采用这种方法，次级系统的设备不需要与主系统的设备进行信息交互，因此，不需要主系统改变其系统配置，能够更好地满足CR场景下次级系统对主系统透明的要求。
下面描述根据本公开的一些具体实施例。
图2示出本公开的用于认知无线电系统的方法的一个具体实施例。在该具体实施例中，次级系统的设备可以提取主系统的通信信号中的反映其发射功率的特征，用于判断主系统的信道资源的上下行配置。
如图2所示，在步骤202中，次级系统中的设备接收主系统中各设备之间的通信信号。然后，在步骤203中，次级系统中的设备可以提取所接收的通信信号中的同步信息，以定位该通信信号占用的各信道资源。以主系统为基于时分传输的通信系统为例，次级系统的设备在接收到主系统的通信信号以后，可以首先进行子帧头和帧头的定位。这里，所述帧和子帧即所述信道资源，子帧头和帧头分别指子帧与子帧之间的边界以及帧与帧之间的边界，而定位各信道资源是指定位帧和子帧的边界。这里，次级系统的设备需要具有与主系统的相关通信标准中的同步信号和同步时序的定义有关的先验知识。这些先验知识可以预先存储于次级系统的设备的存储装置(图中未示出)中。次级系统可以利用主系统的通信标准中定义的同步信号与主用户信号进行循环相关检测，并结合通信标准中的同步时序定义，来定位每个子帧和帧的起始时间。本领域的技术人员可以理解，可以采用任何适当的方法进行所述循环相关检测，这里不作详述。除上述先验知识之外，次级系统的设备进行相关检测时不需要其他先验信息。一般来说，次级系统的设备进行子帧和帧的同步过程只需要若干个无线帧即可以完成。该子帧头和帧头定位过程与主系统的初始化中的同步过程类似，这里不作详述。
然后，在步骤204中，次级系统的设备可以估计主系统的通信信号在其所占用的信道资源内的能量值，作为用于判断信道资源的上下行配置的特征。可以采用任何适当的方法来估计通信信号的能量值(如采用下文中参考式(1)-(3)描述的示例)，作为用于反映其发射功率的特征，这里不作详述。之后，在步骤206中，次级系统的设备判断所估计的能量值与预定阈值(称为第一阈值)之间是否满足预定的关系，若是，则判断所述信道资源用于下行传输，否则，则判断所述信道资源用于上行传输。一般来说，主系统的下行传输通常采用恒定的功率，而对于上行传输，由于PU数量、被分配的子载波数以及被分配的功率等的不同，因此上行发射功率的大小不同。但是，下行传输功率总是显著大于上行传输功率。为了区别下行链路传输和上行链路传输，要考虑后者的发射功率最大的极端情况(即所有子载波被分配的情况)，以便更准确地区分上行传输和下行传输。因此，次级系统的设备可以根据主系统的下行发射功率及其最大上行发射功率来设置所述第一阈值。例如，可以取介于下行发射功率及其最大上行发射功率之间的任何一个数值(如二者的均值或二者之间的中值等)，作为所述第一阈值。当所估计的能量值大于第一阈值时，可以判断通信信号的信道资源用于下行传输，否则，则判断其用于上行传输。应理解，在不同的应用场景下，主系统的下行发射功率及其最大上行发射功率会有所不同，因此，这里不具体限定所述预定阈值的具体数值。另外，有关主系统的下行发射功率及其最大上行发射功率等信息可以作为先验知识存储在次级系统的设备的存储装置(图中未示出)中或者存储与次级系统的设备分离但可由次级系统的设备访问的存储装置中，这里不作详述。
在上文描述的具体实施例中，次级系统的设备利用主系统上下行发射功率的差异来判断主系统的信道资源的上下行配置。除了主系统的下行发射功率及其最大上行发射功率之外，次级系统不需要获取主系统的其他先验信息即可进行上下行配置的判断，易于次级系统的部署。
可选地，次级系统的设备在估计了主系统的通信信号在其所占用的信道资源内的能量值并利用所估计的能量值判断了所述信道资源是用于上行传输之后，次级系统的设备还可以进一步判断该上行信道资源是否空闲(如图2中的虚线框208所示的步骤)。
以图3所示的应用场景为例，假设主系统为基于时分传输的通信系统。如图3所示，假设该应用场景中存在1个主系统(PS)和1个次级系统(SS)。其中，PS包括1个PS基站(Primary Base Station,PBS)和npu个主用户(PU)，SS包括一个SS基站(Secondary BaseStation,SBS)和nsu个次级用户(SU)。SS尝试使用距离较近的该PS的信道资源。这里假设SS处于PS小区的边缘，且PU和SU在小区半径分别为Rps和Rss的PS和SS中随机分布。
假设，主系统为采用TD-LTE标准的通信系统，每帧中包括10个子帧，即nsf＝10。SS的设备需要完成对每帧中的10个子帧的上下行配置的检测，即判断帧中每个子帧是用于上行传输还是用于下行传输。作为一个具体示例，SS的设备可以采用能量检测法来估计其接收到的各个子帧的能量值。在本实例中，可以使用对接收到的通信信号进行快速傅立叶变换(FFT变换)的方法来获取子载波上每个符号的样本。假设有nid个SU同时进行每个子帧的上下行配置的检测，si[l，k](1≤i≤nid)为第i个SU(用sui表示)接收到的第k个子载波上的第l个符号的样本，则可得到下式：
Figure GDA0002493844200000091
上式中，s(d)[l，k]和s(u)[l，k]分别表示上下行信号在第k个子载波上的第l个符号的发送样本，ni[l，k]表示sui的接收到的噪声样本，
Figure GDA0002493844200000093
和
Figure GDA0002493844200000094
分别表示上下行信号所对应的发射机与sui之间的信道增益。式(1)中示出的信号的三种状态分别表示下行传输(在每个有效子载波上始终存在)、上行传输(该上行子载波被PU占用)，上行空闲(即该子载波没有被PU占用，只存在环境噪声)。
SU可以累积每个子帧的前ns个符号的能量，并计算其均值，作为每个子帧的能量估计值Ti，即：
Figure GDA0002493844200000092
式(2)中，Nsc是能量检测过程中用到的子载波的数目。为了减少用于检测的符号数，可以假设其为主系统的频带中所有子载波的数量。如上所述，主系统的下行传输始终以一个恒定的功率进行传输；而对于上行传输，由于PU数量、被分配的子载波数以及被分配的功率等的不同，使得上行的总功率大小不同。为了区别下行传输和上行传输，要考虑后者的发射功率最大的极端情况(即所有子载波被分配的情况)，以便更准确地区分上行传输和下行传输。将式(1)和式(2)结合，可得到下式：
Figure GDA0002493844200000101
在式(3)中，“downlink”表示下行传输(在每个有效子载波上始终存在)，“uplink”表示上行传输(该上行子载波被PU占用)，“uplink but idle”上行空闲(即该子载波没有被PU占用，只存在环境噪声)。假设这三种状态分别用
Figure GDA0002493844200000102
和
Figure GDA0002493844200000103
来表示，其中，
Figure GDA0002493844200000104
和
Figure GDA0002493844200000105
都为上行传输状态。
从上式可以看出，可根据所估计的能量值的大小来区分这三种状态，从而判断出信道资源的上下行配置情况。具体地，可以取介于主系统的下行发射功率及其最大上行发射功率之间的数值，作为用于区分上行传输和下行传输的第一阈值(如上文参考步骤204所述)。另外，在判断出信道资源(如每个子帧)是用于上行传输的情况下，可以取介于主系统的上行发射功率与环境背景噪声统计值(本领域的技术人员应理解，可以采用任何适当的方法来统计环境背景噪声，这里不作详述)之间的任何适当的数值，作为第二阈值。次级系统的设备可以进一步判断所估计的能量值与该第二阈值之间是否满足预定的关系，若是，则判断该信道资源为空闲。例如，如果估计的能量值小于或等于第二阈值，则判断该上行信道资源为空闲，否则，则判断该上行信道资源非空闲。
下面仍以图3所示的应用场景为例来描述确定所述第一阈值和第二阈值的具体示例。
如上所示，
Figure GDA0002493844200000106
状态只包括Nsc个子载波上的复噪声信号，假设Nd表示PS信道的噪声功率谱密度，Bs表示每个子载波的带宽，则Varn＝NscNdBS为PS信道上的噪声功率。假设
Figure GDA0002493844200000107
表示第二阈值，为了区分上行信道资源中的
Figure GDA0002493844200000108
和
Figure GDA0002493844200000109
状态，可将
Figure GDA00024938442000001010
设定为只与噪声有关的值。依据能量检测理论，可将该阈值设置为：
Figure GDA00024938442000001011
上式中，
Figure GDA00024938442000001012
表示检测统计量大于
Figure GDA00024938442000001013
的概率，即
Figure GDA00024938442000001014
状态被错误检测成
Figure GDA00024938442000001015
或
Figure GDA0002493844200000111
的概率，
Figure GDA0002493844200000112
表示反Q函数。可以采用任何适当的方法来确定概率值
Figure GDA0002493844200000113
例如，可将该概率值预定为一个较小的概率值,比如10％或某个小于10％的值，这里不作详述。
另外，假设第一阈值用
Figure GDA0002493844200000114
来表示。该第一阈值
Figure GDA0002493844200000115
大于第二阈值，可以如上所述的那样参考主系统的通信标准中有关上下行发射功率的规定来设定。作为一个示例，
Figure GDA0002493844200000116
可以小于平均下行信号接收功率，且大于平均上行信号接收功率。作为另一示例，
Figure GDA0002493844200000117
可以依据次级系统接收端对上下行信号的平均接收功率的中值来设定。作为另一示例，可以从错误检测概率的角度来设定。以下详细说明一种基于错误检测概率的
Figure GDA0002493844200000118
确定方法。
如上所述，主系统中的基站始终以恒定的功率Pd进行下行传输，而每个PU的发射功率与其所分配的功率有关。因此，当所有PU以最大功率进行上行传输时，主系统的上下行通信信号最易彼此混淆。因此，第一阈值
Figure GDA0002493844200000119
可以依据最大上行总功率和下行总功率来设定。假设
Figure GDA00024938442000001110
表示上行最大总发射功率，则有
Figure GDA00024938442000001111
其中，
Figure GDA00024938442000001112
表示PS支持的最大的PU的数目，
Figure GDA00024938442000001113
表示PS中每个PU的最大发射功率。由于PU和SU都随机分布在一定区域内，因此，每个SU接收到的上下行信号的平均能量值不同。可以考虑平均情况来设置第一阈值，即假设PU和SU分别位于PS和SS的中心，可以如下定义第一阈值
Figure GDA00024938442000001114
Figure GDA00024938442000001115
上式中，
Figure GDA00024938442000001126
表示PS中心到SS中心(即PS边缘)的路径损耗，
Figure GDA00024938442000001116
表示参考的将
Figure GDA00024938442000001117
状态错误检测为
Figure GDA00024938442000001118
状态的概率，注意该概率值
Figure GDA00024938442000001119
不是实际概率，而是一个参考值。可以采用任何适当的方法来确定概率值
Figure GDA00024938442000001120
例如，可将该概率值预定为一个较小的概率值,比如10％或某个小于10％的值，这里不作详述。可以采用下式来确定将
Figure GDA00024938442000001121
状态错误检测成
Figure GDA00024938442000001122
状态的概率
Figure GDA00024938442000001123
Figure GDA00024938442000001124
其中，λd-u表示下行信号对上行信号的信噪比，即
Figure GDA00024938442000001125
图4示出了本公开的用于认知无线电系统的方法的另一具体实施例。在该具体实施例中，次级系统中的设备在判断出主系统的通信信号所占用的各信道资源是用于上行还是下行之后，还可以利用有关主系统的信道资源的标准配置的先验知识对该判断结果进行进一步的优化。
这里所述的主系统的信道资源的标准配置是指主系统的通信标准中定义的信道资源的上下行配置类型。有关所述标准配置的先验知识可以是预先存储在次级系统的设备中(例如存储于设备的存储装置(图中未示出)中)的，这里不作详述。
如图4所示，该方法与图1所示的方法相似，可以包括步骤402、404和406。步骤402、404和406分别与图1所示的步骤102、104、106相似，这里不再重复。另外，在步骤406之后，该方法还包括步骤410。具体地，在步骤410中，将步骤406中的判断结果与主系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配，以确定主系统的信道资源的上下行配置类型。
作为一个示例，图5示出了TD-LTE标准中定义的上下行帧配置的7种格式。仍以图3所示的应用场景为例，假设主系统采用TD-LTE标准，则其应采用图5所示的7种帧配置中的一种。如图5所示，TD-LTE标准采用7种帧配置(用数字0-6表示)。每一帧包括10个子帧(用数字0-9表示)。其中，D表示下行子帧，U表示上行子帧，S表示特殊子帧。当次级系统的设备在步骤406中判断出每个子帧的上下行配置之后，可以将判断结果与这些标准配置相匹配，以进一步确定主系统的上下行帧配置的格式。
图6示出了根据信道资源的标准配置来确定信道资源的上下行配置类型的一个示例。如图6所示，在步骤410-1中，次级系统的设备计算在步骤406中得到的判断结果与每个标准配置的匹配距离，然后，在步骤410-2中，次级系统的设备根据计算得到的匹配距离来确定与所述判断结果最匹配的标准配置。例如，可以确定与所述判断结果之间的匹配距离最小的标准配置为所述主系统的信道资源配置类型。
应理解，可以采用任何适当的方法来计算所述判断结果与每个标准配置的匹配距离。仍以图3所示的应用场景为例，假设主系统为TD-LTE系统，采用图5所示的TD-LTE的7种标准帧格式之一。次级系统可以根据接收到的通信信号来判断帧中每一子帧是上行还是下行，并用例如两个不同的数值来表示对每一子帧的判断结果。例如，可以用“1”表示子帧为下行，并用“－1”(或0)来表示子帧为上行；或反之。这样次级系统的设备对一帧中多个子帧的判断结果可以形成一个多维向量。图5所示的每种标准帧格式也可以采用同样的方式用多维向量来表示。例如，D可用1来表示，U可用－1来表示。另外，特殊子帧“S”也可表示为下行子帧，这是因为特殊子帧的前几个符号为下行子帧(在这种情况下，在提取用于判断每个子帧是上行还是下行的特征时使用的符号数ns优选为小于3)。因此，可采用计算两个向量之间的距离的方法来计算所述判断结果与每个标准配置之间的匹配距离。本领域的普通技术人员可以理解，可采用任何适当的方法(如下文中参考式(21)或(22)或(26)描述的示例)来计算两个向量之间的距离，这里不作详细描述。
利用上文中参考图4描述的方法，次级系统中的设备可以利用有关主系统的信道资源的标准配置的先验知识对主系统的信道资源的上下行配置的判断结果进行进一步的优化，从而使结果更为准确。
在一个具体实施例中，次级系统的设备可以利用从多段通信信号中提取的特征来判断所述信道资源用于上行传输还是下行传输。换言之，在采用参考图1、2或4描述的方法来检测主系统信道资源的上下行配置时，次级系统的设备可以接收多段通信信号(例如在主系统为基于时分传输的通信系统的情况下，接收多帧信号)，并利用多段通信信号，反复执行步骤104-106或204-206(或204-208)或404-406(或404-410)中的处理，这样可以减小各子帧检测过程中的随机错误事件对匹配结果的影响，从而使得所得到的信道资源的上下行配置结果更为准确。
在上文描述的实施例和示例中，采用单个次级系统设备来检测主系统信道资源的上下行配置。下文描述利用多个次级系统设备进行信道资源的上下行配置的判断并融合多个设备的判断结果的一些实施例。通过利用多个SU进行合作，可以降低单个SU的空间分布对SU的检测结果的精度的影响，从而使得所得到信道资源的上下行配置结果更为准确。
图9(A)、9(B)、9(C)分别示出了利用多个次级系统设备进行信道资源的上下行配置的判断并融合多个设备的判断结果的示意性模型，其中，以图3所示的应用场景为例，并假设主系统为基于时分传输方式的通信系统。另外，假设nid表示SS中所有参与检测的SU的数量，而nsu表示SS中所有SU的数量。可将nid个SU分成nd组，每组中的SU数为nco＝nid/nd。检测过程可以由一个SU进行，也可以由多个SU进行合作，因此，1≤nd≤nid≤nsu。
在图9(A)所示的模型中，每个SU可以采用上文中或下文中描述实施例或示例中的方法，根据从该通信信号中提取的能够反映主系统的上下行传输方式之间的差异的一个或更多个特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于上行传输还是下行传输(图中的框901a，其中，
Figure GDA0002493844200000141
为一个向量，其中包含第i个SU(sui(1≤i≤nid))对第m帧的所有子帧的上下行判断结果)，并将所述判断的结果与主系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配，以根据该匹配的结果来确定主系统的信道资源的上下行配置类型(图中的框902a，其中，
Figure GDA0002493844200000142
表示第i个SU(sui(1≤i≤nid))对第m帧的确定结果)。每个SU可以利用M帧数据重复上述过程(框901a和901b所示的处理)M次(框903a中的“×M”所示)，得到第i个SU(sui(1≤i≤nid))对帧配置类型的确定结果ti。这些SU的确定结果可以发送到其中一个SU处或发送到SBS处进行融合，以进一步确定主系统的帧配置类型(图中的框904a)。
在图9(B)所示的模型中，每个SU对第m帧的所有子帧进行上下行判断(图中的框901b)，然后将所有的判断结果发送到其中一个SU处或发送到SBS处进行融合，得到融合结果D(m)(图中的框902b，D(m)为一个向量，其中包含对第m帧的所有子帧的上下行判断结果)。然后，将该融合结果与主系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配，以根据该匹配的结果来确定主系统的信道资源的上下行配置类型(图中的框903b，例如得到第m帧的帧配置类型，用T(m)表示)。可利用M帧数据重复执行框901b、902b和903b中的处理M次，并将M次的结果融合，以确定主系统的帧配置类型(图中的框904b)。
图9(C)所示的模型为图9(A)和图9(B)所示的模型的结合。其中，每个SU对第m帧的子帧进行上下行判断(框901c所示)。这些SU分成多个组，每个组的判断结果发送到其中的一个SU或SBS处进行部分融合，以进一步判断第m帧的各个子帧的上下行配置(框902c所示)。然后，将每组SU的判断结果的融合结果与每个标准配置相匹配，而得到每一组的匹配结果(框903c)。可利用M帧数据重复执行框901c、902c和903c的处理M次，并将M次的结果融合，以确定主系统的帧配置类型(图中的框904c)。最后，得到的多组确定结果再次融合，以最终确定主系统的帧配置类型(图中的框905c)。
下面描述利用多个次级系统设备来检测主系统信道资源的上下行配置的方法的一些具体实施例。图9(A)、9(B)、9(C)中所示的融合多个SU的判断结果的方法可以参考下面描述的具体实施例。
图7示出了采用多个次级系统设备来检测主系统信道资源的上下行配置的方法的一个具体实施例。
如图7所示，该方法可以包括步骤702、704、706、710和712、714。
步骤702、704、706与上文所述的步骤102、104、106(或步骤202、204、206或步骤402、404、406)相似，其中，次级系统的设备(称为第一设备)接收主系统中各设备之间的通信信号，从该通信信号中提取能够反映主系统的上下行传输方式之间的差异的一个或更多个特征，并根据所提取的特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于上行传输还是下行传输，这里不再详细描述。
在步骤712中，第一设备接收来自次级系统中的一个或更多个其他设备(称为第二设备)对主系统中各设备之间的通信信号所占用的信道资源是上行还是下行的判断结果。
应理解，每个第二设备可以采用步骤702-706的方法来判断主系统中各设备之间的通信信号所占用的信道资源是上行还是下行，这里不再重复。
然后，在步骤714中，第一设备根据其自身的判断结果与一个或更多个第二设备的判断结果，以判断所述通信信号所占用的信道资源用于上行传输还是下行传输。
下面仍以图3所示的应用场景为例，描述融合多个次级系统设备的判断结果的方法的示例。
假设利用次级系统中的nid个SU来判断(检测)主系统的通信信号所占用的信道资源用于上行传输还是下行传输，并假设主系统为TD-LTE系统，采用图5所示的标准帧配置。nid个SU中的每个SU可以采用上文中描述的方法，在本地生成对一帧中每个子帧的判断结果，即每个SU判断得到每个子帧关于
Figure GDA0002493844200000151
和
Figure GDA0002493844200000152
这三种状态的确定性判断结果。nid个SU的判断结果可以被分成多组，其中每组包括nco个SU(nid≥nco)的判断结果，可以先将每组的判断结果进行融合后，再将多组的融合结果融合在一起。
作为具体示例，可以将多个SU的判断结果发送到其中的一个SU处(或发送到次级系统的SBS处)，由该SU(或SBS)对这些判断结果进行融合。
作为一个示例，每个SU对每个信道资源(如每个子帧)的判断结果可以是二元的(该子帧用于上行还是下行)，可以直接对多个SU对子帧上下行类型的二元判断结果进行融合。
作为另一示例，每个SU对每个信道资源(如每个子帧)的判断结果可以是三元的(
Figure GDA0002493844200000161
和
Figure GDA0002493844200000162
)。该示例可以采用上文参考图2描述的利用两个阈值的方法。下面以图3所示的应用场景为例描述该示例。假设di表示第i个SU(sui)将其对某个子帧的能量估计值Ti与第一阈值
Figure GDA0002493844200000163
和第二阈值
Figure GDA0002493844200000164
进行比较之后，得到的对该子帧的判断结果(即采用上文参考图2描述的采用两个阈值来判断信道资源的上下行配置的方法)，即
Figure GDA0002493844200000165
上式中的di可以用2个比特来表示。假设要融合nco个SU的判断结果，则可以对这nco个SU对每个子帧的判断结果进行累计。假设ni(i＝0，1，2)表示这nco个SU对某个子帧的判断结果中di分别为0、1、2的个数，且这nco个SU为参与检测的nid个SU中的第n组，则融合(如累计)这nco个SU的判断结果，即得到的该组SU对该子帧的判决结果Dn：
Figure GDA0002493844200000166
也就是说，如果针对某个子帧的nco个判断结果中判断该子帧为2(下行)的判断结果的个数最大，则判决该子帧为下行，即Dn＝1。如果针对某个子帧的nco个判断结果中判断该子帧为1或0(上行)的判断结果的个数最大，则判决该子帧为上行，即Dn＝-1。
可以对一帧中的每一子帧进行上述判决，以得到每组SU对所有子帧的上下行类型的判决结果。第n组SU对第m帧的所有子帧的判断结果可以用向量
Figure GDA0002493844200000167
来表示，即
Figure GDA0002493844200000168
包含第n组SU对第m帧中的所有子帧的判断结果。
在另一示例中，假设
Figure GDA0002493844200000169
表示nco个SU中第i个SUsui将其对某个子帧的能量估计值Ti与第二阈值
Figure GDA00024938442000001610
进行比较之后得到的对该子帧的判断结果，即：
Figure GDA0002493844200000171
假设要融合nco个SU的判断结果，则可以对这nco个SU针对每个子帧的判断结果进行累计，即：
Figure GDA0002493844200000172
上式中，nde表示nco个SU中在某个子帧中检测到主用户信号的个数，即：
Figure GDA0002493844200000173
式(11)中，
Figure GDA0002493844200000174
表示进一步判断该子帧是上行还是下行的阈值(第三阈值)，也就是说，这nco个SU中，如果超过
Figure GDA0002493844200000175
个SU判断该子帧中有主用户信号，则可以判决其为下行子帧，否则判决其为上行子帧。当判决该子帧为上行子帧后，采用阈值
Figure GDA0002493844200000176
(第四阈值)可以进一步确定该上行子帧为全部空闲还是有被分配给PU的子载波。由于下行传输的功率相对较高，因此，几乎每个SU都可以利用第二阈值
Figure GDA0002493844200000177
检测到主用户信号。所以，
Figure GDA0002493844200000178
可以设定为nco，或者nco-1。而
Figure GDA0002493844200000179
可以参考
Figure GDA00024938442000001710
的大小来设定。由于在
Figure GDA00024938442000001711
状态下，正确检测到
Figure GDA00024938442000001712
状态的SU的数目为
Figure GDA00024938442000001713
因此可以将
Figure GDA00024938442000001714
设置为满足以下关系：
Figure GDA00024938442000001715
且与
Figure GDA00024938442000001716
保持一定差距。应理解，本领域的普通技术人员可以根据实际应用而采用其他适当的方式来设置所述阈值，本公开不局限于上述示例。
以上描述了对每组SU(如nco个SU)的判断结果进行融合的硬信息判决方法(即采用二元结果来表示每组US对子帧的判决结果)的示例。其中，用数值1、-1来表示子帧是上行还是下行。应理解，在实际应用过程中，可以采用任何二元数值来表示上述判断结果，例如可以采用1和0等，这里不一一列举。
下面描述软信息判决方法的示例。这里所述的软信息判决是指：不用二元数值来表示对每组SU(如nco个SU)的判断结果进行融合而得到的判决结果，而是采用一个数值区间来表示该判决结果。每个子帧所对应的数值区间内的不同位置反映该子帧为上行或下行的似然概率。采用这种软信息判决方式，可以进一步提高判决的精确度。例如，在上述硬信息判决方法的示例中，下行用“1”表示，上行用“-1”表示。而在软信息判决方法中，可以将每个子帧的统计量(如能量估计值)与阈值(如第一阈值)的差值映射到的数值区间(如[-1,1]或[0,1]等)中。所述差值在该数值区间中的映射值越小，则表示该子帧为上行的概率越大，反之则表示该子帧为下行的概率越大。作为另一具体示例，还可以将每个SU对每个子帧的统计量(如能量估计值)与阈值(如第一阈值)相比较，得到差值，并将nco个SU得到的差值求平均，得到的平均值即可作为融合该组SU的判断结果而得到的判决结果。
设Ti(1≤i≤nco)为nco个SU中第i个SU对某个子帧的能量估计值，则这些SU的能量估计值的均值
Figure GDA0002493844200000181
可表示为：
Figure GDA0002493844200000182
将该均值分别与阈值
Figure GDA0002493844200000183
和
Figure GDA0002493844200000184
进行比较。当
Figure GDA0002493844200000185
时，判决该子帧为
Figure GDA0002493844200000186
状态，否则，将
Figure GDA0002493844200000187
映射到[-1,1]的范围(也可以采用其他数值范围)内，该映射值反映该子帧是上行还是下行的概率。由于
Figure GDA0002493844200000188
因此，在进行映射时，可以设置最大值A和最小值B，用于限定可以映射的差值区间。可以采用任何适当的映射方式，例如采用下式的映射方式：
Figure GDA0002493844200000189
上式中，
Figure GDA00024938442000001810
表示子帧为上行还是下行的判决结果。从上式可以看出，A要选取的足够大，B则要选取的足够小，从而使得
Figure GDA00024938442000001811
和
Figure GDA00024938442000001812
足够小，这样才会使得映射具有合理性。另一方面，A不能太大，B也不能太小，否则会影响映射的精确度。当
Figure GDA00024938442000001813
时，可以认为相应子帧为下行信号加噪声信号。由于下行功率在每个子载波上平均分配且为定值，影响
Figure GDA00024938442000001814
的仅为复噪声信号。因此，可以使得最大值A满足下列关系：
Figure GDA00024938442000001815
上式中α为常数。优选地，可以设置α＝8，使得
Figure GDA00024938442000001816
足够小。由于此时复噪声样本能量为指数分布，因此，当α＝8时，
Figure GDA0002493844200000191
将非常小。
另一方面，当
Figure GDA0002493844200000192
时，可认为子帧为上行信号加噪声。而由于上行信号功率不定，可大可小，故B的值可由噪声功率的大小来决定。因此，可以采用下式来确定B的值：
B＝βVarn (16)
即当
Figure GDA0002493844200000193
时，可认定该子帧为上行。β为常数，优选地，β也可取为8。比较
Figure GDA0002493844200000194
和B的大小，可见
Figure GDA0002493844200000195
也就是说，在
Figure GDA0002493844200000196
状态时，判决结果也必然映射为“-1”。
在上述示例中，可以对一帧中的每一子帧进行上述判决，以得到每组SU对所有子帧的上下行类型的判决结果。第n组SU对第m帧的所有子帧的判断结果用向量
Figure GDA0002493844200000197
来表示，
Figure GDA0002493844200000198
包含第n组SU对第m帧中的所有子帧的判断结果。
在进行了上述融合之后，在步骤710中，将步骤714中的判决结果与主系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配，以确定主系统的信道资源的上下行配置类型。该步骤710与上文描述的步骤410相似，这里不再重复。
可选地，在进行所述确定(步骤710)之前，还可以估计每个判断结果的可信度，并去除可信度小的判断结果(图7中的虚线框716所示的步骤)。
下面以上文示例中的第n组SU对第m帧中的所有子帧的判断结果
Figure GDA0002493844200000199
为例，来描述估计判断结果的可信度的方法的示例。仍假设主系统为TD-LTE系统，采用图5所示的7种帧配置。图5所示的7种配置可用下式所示的7行10列的矩阵C来表示：
Figure GDA00024938442000001910
上式中，每一行都代表图5所示的一种帧配置，其中，“1”表示下行子帧，“-1”表示上行子帧。另外，如上所述，图5所示的特殊子帧“S”也表示为下行子帧，这是因为特殊子帧的前几个符号为下行子帧(在这种情况下，在提取用于判断每个子帧是上行还是下行的特征时使用的符号数ns优选为小于3)。
根据式(17)可知，矩阵C中的第0-2列和第5-6列中的每列的元素彼此相同。因此，若
Figure GDA0002493844200000201
中第0-2列和第5-6列的5个元素中有超过sth个元素与C中对应的元素相同时，则可以判断对第m帧的子帧检测结果是可信的。例如，可利用下式来估计
Figure GDA0002493844200000202
的可信度：
Figure GDA0002493844200000203
其中，s表示
Figure GDA0002493844200000204
的可信度。当
Figure GDA0002493844200000205
中的这5个元素与C中对应元素相同的个数较多时，s值较大，反之，则较小。当这5个元素中有sth个相同时，s＝1*sth+(-1)*(5-sth)＝2sth-5。因此，当s≥2sth-5时，可以认为该判断结果可信，否则可放弃该判断结果。在本示例中，考虑到矩阵C中只有5个固定的子帧类型，则sth可以取为3。sth也可称为第五阈值。应理解，可以根据实际应用来确定该第五阈值sth的值，而不应将其视为局限于上述示例。
下面以上文示例中的第n组SU对第m帧中的所有子帧的判断结果
Figure GDA0002493844200000206
为例，来描述估计判断结果的可信度的方法的示例。可利用下式来估计
Figure GDA0002493844200000207
的可信度
Figure GDA0002493844200000208
Figure GDA0002493844200000209
Figure GDA00024938442000002010
其中数值越大表示子帧为下行的概率越大，数值越小表示子帧为上行的概率越大，
Figure GDA00024938442000002011
的数值较大时，说明
Figure GDA00024938442000002012
中用于表示对子帧的判断结果的数值是比较正确的，即判断结果
Figure GDA00024938442000002013
可信。
Figure GDA00024938442000002014
不一定为整数。作为一个示例，可以在满足
Figure GDA00024938442000002015
时，认为该判断结果
Figure GDA00024938442000002016
是可信的。
图8示出了采用多个次级系统设备来检测主系统信道资源的上下行配置的方法的另一具体实施例。
如图8所示，该方法可以包括步骤802、804、806、810和812、816。
步骤802、804、806和810分别与上文所述的步骤402、404、406、410相似，其中，次级系统的设备(称为第一设备)接收主系统中各设备之间的通信信号，从该通信信号中提取能够反映主系统的上下行传输方式之间的差异的一个或更多个特征，根据所提取的特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于上行传输还是下行传输，并将所述判断的结果与主系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配，以根据该匹配的结果来确定主系统的信道资源的上下行配置类型，这里不再重复。
在步骤812中，第一设备接收来自次级系统中的一个或更多个其他设备(称为第二设备)对主系统的信道资源的上下行配置类型的确定结果。
可选地，第一设备在接收到来自第二设备的确定结果之后，还可以估计这些确定结果以及自身的确定结果中的每一个的可信度，并去除可信度小的确定结果(如图8中的虚线框820所示的步骤)。可以采用上文中参考式(18)或(19)描述的示例或者下文中参考式(23)或(27)描述的示例来计算可信度，这里不再重复。
然后，在步骤816中，第一设备融合将本设备及一个或更多个第二设备的确定结果，以确定主系统的信道资源的上下行配置类型。具体地，可以融合多个确定结果，估计融合结果与每种标准配置的匹配距离，并根据所述匹配距离来确定主系统的信道资源的上下行配置类型。
下面仍以图3所示的应用场景为例，描述融合多个次级系统设备的确定结果来确定主系统的信道资源的上下行配置类型的方法的示例。仍假设主系统为TD-LTE系统，采用图5所示的7种帧配置。另外，仍假设利用次级系统中的nid个SU来确定主系统的信道资源的上下行配置类型。nid个SU的对每个子帧的判断结果可以被分成多组，其中每组包括nco个SU(nid≥nco)的判断结果，可以先将每组的确定结果进行融合，得到包括nco个SU对帧中所有子帧的判决结果。例如，可以采用上文参考式(9)或(14)描述的方法来融合多个SU的确定结果，得到向量
Figure GDA0002493844200000211
(或
Figure GDA0002493844200000212
)。将
Figure GDA0002493844200000213
(或
Figure GDA0002493844200000214
)与图5所示的每种帧配置进行比较，并找到与其匹配距离最小的一种帧配置。
如上所述，图5所示的7种配置可构成式(17)所示的矩阵C。
首先以向量
Figure GDA0002493844200000215
为例，描述利用多个次级系统设备的确定结果来确定主系统的信道资源的上下行配置类型的一个具体示例。
在一个示例中，为了计算
Figure GDA0002493844200000216
与每种帧配置的匹配距离，可以首先利用下式来计算
Figure GDA0002493844200000217
与C中的每行(对应一种帧配置)的差值：
Figure GDA0002493844200000221
Figure GDA0002493844200000222
表示
Figure GDA0002493844200000223
与C的差值矩阵
Figure GDA0002493844200000224
I7×1表示7×1的单位矩阵。根据式(17)和(18)可知，
Figure GDA0002493844200000225
中只有三种元素：“-2”，“0”和“2”。如果元素
Figure GDA0002493844200000226
为“2”，则说明若帧配置为j(矩阵C中的第j行)，则子帧k被误判成下行；若
Figure GDA0002493844200000227
为“-2”，则说明子帧k被误判成上行；若
Figure GDA0002493844200000228
为“0”，说明没有误判。
然后，可以基于
Figure GDA0002493844200000229
中各种元素的个数来计算
Figure GDA00024938442000002210
与矩阵C中的各帧配置的匹配距离。下面说明计算该匹配距离的两个具体示例。
在一个具体示例中，可以利用
Figure GDA00024938442000002211
与C中每种帧配置的差来计算所述匹配距离。
Figure GDA00024938442000002212
与C中各帧配置的匹配距离构成一个向量，用
Figure GDA00024938442000002213
来表示。例如，可利用
Figure GDA00024938442000002214
中非“0”原始的个数(即出现判决错误的个数)来计算
Figure GDA00024938442000002215
Figure GDA00024938442000002216
与第j种配置类型的匹配距离
Figure GDA00024938442000002217
(即
Figure GDA00024938442000002218
中的第j个元素)可定义为：
Figure GDA00024938442000002219
其中，
Figure GDA00024938442000002220
表示
Figure GDA00024938442000002221
的第j行中非0元素的个数。
在另一具体示例中，在计算所述匹配距离时，可对元素“i”加权，以体现非0元素“-2”和“2”在匹配距离计算中的不同作用。例如，可以采用下式：
Figure GDA00024938442000002222
其中，i＝2,-2,0；wi表示值为i的元素的加权系数，
Figure GDA00024938442000002223
表示
Figure GDA00024938442000002224
与第j种配置类型的匹配距离，
Figure GDA00024938442000002225
表示
Figure GDA00024938442000002226
的第j行中非0元素的个数。
Figure GDA00024938442000002227
(0≤j≤6)构成向量
Figure GDA00024938442000002228
该向量包含
Figure GDA00024938442000002229
与C中各帧配置的匹配距离。
Figure GDA00024938442000002230
中值最小的元素的位置对应于与
Figure GDA00024938442000002231
匹配距离最小的帧配置类型。优选地，w0＝0，而w2和w-2可设置为不同的值。例如，可以使w2＝w-2，这表示匹配距离与子帧类型相异的个数成正比。又如，可以使得w2和w-2的大小不相等，且其数值可以参考子帧检测中将上行误判成下行以及将下行识误判成上行的错误概率的大小来设置，从而提高匹配的精确度。例如，若将下行识别成上行的概率
Figure GDA00024938442000002232
比上行识别成下行的概率
Figure GDA00024938442000002233
要小，说明在
Figure GDA0002493844200000231
中的正确的帧配置类型所对应的行中，元素“-2”出现的概率将比元素“2”出现的概率小，故可以使得w-2＞w2，以增大出现更多“-2”的帧配置类型与
Figure GDA0002493844200000232
的匹配距离。反之，则可以使得w-2＜w2。
得到确定结果与每种标准配置的匹配距离后，既可将与确定结果的匹配距离最小的标准配置确定为主系统的信道资源的上下行配置类型。
可选地，在估计得到确定结果与每种标准配置的匹配距离之后，还可进一步判断所得到的最小匹配距离与预定阈值(称为第六阈值)之间是否满足预定的关系，若是，则认为该最小匹配距离所对应的标准配置为主系统的信道资源的上下行配置类型。例如，设第六阈值用Wth来表示，当所述最小匹配距离小于或等于该阈值时，才确定对应的标准配置有效，否则，认为该匹配结果无效。以上述示例中的匹配距离向量
Figure GDA0002493844200000233
为例：
Figure GDA0002493844200000234
Ntype为一个向量，其中包含利用M帧数据进行M次匹配之后得到的每种标准帧配置匹配成功的次数。当向量
Figure GDA0002493844200000235
中的最小元素min
Figure GDA0002493844200000236
小于或等于阈值Wth时，认为所对应的帧配置类型可信(即将Ntype中的相应元素增一(上式中用
Figure GDA0002493844200000237
来表示))，否则，则认为匹配无效。
另外，可得到下式：
Figure GDA0002493844200000238
其中，tn表示一个向量，其中为“1”的元素的位置表示第n组的nco个SU对帧配置类型的判决结果。如上所述，假设参与检测的nid个SU被分成nd组，每组包括nco个SU(nd＝nid/nco)，则可以得到nd个组对帧配置列席的判决结果，即nd个向量tn(1≤n≤nd)。将这些判决结果再次融合，可得到最终的判决结果，例如可利用下式来计算最终的判决结果：
Figure GDA0002493844200000239
其中，T表示最终的判决结果(即最终确定的帧配置类型)，即，nd个帧判决结果中出现的次数最多的帧配置类型被选择作为最终的帧配置类型。
下面以向量
Figure GDA0002493844200000241
为例，描述利用多个次级系统设备的确定结果来确定主系统的信道资源的上下行配置类型的另一具体示例。
Figure GDA0002493844200000242
采用软信息的方式，可利用下式来计算其与矩阵C中每一行之间的匹配距离：
Figure GDA0002493844200000243
其中，
Figure GDA0002493844200000244
为一个向量，其中的元素值表示向量
Figure GDA0002493844200000245
与各标准帧配置的匹配距离。可以看出，
Figure GDA0002493844200000246
与某个帧配置越相像，则
Figure GDA0002493844200000247
中对应的元素值越大。这与式(21)和(22)所描述的示例中的
Figure GDA0002493844200000248
正好相反。因此，可将
Figure GDA0002493844200000249
中值最大的元素所对应的标准配置确定为主系统的信道资源的上下行配置类型。
可选地，还可以估计上式(26)得到的匹配结果是否与预定阈值(称为第七阈值)之间是否满足预定的关系，若是，则认为该匹配结果所对应的标准配置为主系统的信道资源的上下行配置类型。例如，可采用下式：
Figure GDA00024938442000002410
上式中，Ntype为一个向量，其中包含利用M帧数据进行M次匹配之后得到的每种标准帧配置匹配成功的次数。
Figure GDA00024938442000002411
表示所述第七阈值，如果
Figure GDA00024938442000002412
中最大的元素值大于或等于该阈值，则认为此匹配结果可信(即将Ntype中的相应元素增一(上式中用
Figure GDA00024938442000002413
来表示))，否则，则认为匹配无效。
下面描述根据本公开的用于认知无线电通信系统中的设备的一些实施。
图10是示出根据一个实施例的用于认知无线电系统中的设备的结构的示意性框图。如图10所示，该设备1000可以包括接收装置1001、特征提取装置1002和上下行判断装置1003。设备1000可以采用上文参考图1等描述的实施例或示例中的方法来检测主系统的信道资源的上下行配置。
具体地，接收装置1001可用于接收主系统中各设备之间的通信信号，并将该通信信号提供到特征提取装置1002。
特征提取装置1002可用于从所述接收装置1001接收到的通信信号中提取能够反映主系统的上下行传输方式之间的差异的一个或更多个特征，并将所述特征提供到上下行判断装置1003。特征提取装置1002可以采用上文中参考图1-8描述的实施例或示例中的方法来提取所述特征。例如，所提取的特征可以包括反映通信信号的发射功率的特征、反映通信信号的调制方式的特征以及所述通信信号的峰值与均值之比中的至少一个。
上下行判断装置1003可用于根据特征提取装置1002提取的特征来判断接收装置1001接收到的通信信号占用的信道资源用于上行传输还是下行传输。上下行判断装置1003可以采用上文中参考图1-8描述的实施例或示例中的方法来进行所述判断。
以上参考图10描述的设备1000利用所接收的主系统的通信信号来判断主系统的信道资源的上下行配置。其不需要与主系统的设备进行信息交互，因此，不需要主系统改变其系统配置，能够更好地满足CR场景下次级系统对主系统透明的要求。
参考图10描述的设备1000可以配置于认知无线电系统(也称为次级系统)中的用户设备(SU)中，也可以配置于次级系统中的基站(SBS)中。
作为一个具体实施例，设备1000可以采用图2所示的方法。特征提取装置1002可以被配置用于估计接收装置1001接收到的通信信号在信道资源内的能量值，作为所述的能够反映主系统的上下行传输方式之间的差异的特征。上下行判断装置1003可被配置用于判断特征提取装置1002估计的能量值与预定阈值(如上文所述的第一阈值)之间是否满足预定的关系，若是，则判断所述信道资源用于下行传输。具体地，上下行判断装置1003可以判断所估计的能量值是否大于第一阈值，若是，则判断该信道资源用于下行传输，否则，则判断该信道资源用于上行传输。
如上所述，第一阈值可以根据主系统的最大上行发射功率和下行发射功率来设置，这里不再重复。
在上文描述的具体实施例中，次级系统的设备1000利用主系统上下行发射功率的差异来判断主系统的信道资源的上下行配置。除了主系统的下行发射功率及其最大上行发射功率之外，次级系统不需要获取主系统的其他先验信息即可进行上下行配置的判断，易于次级系统的部署。
可选地，设备1000的上下行判断装置1003在利用特征提取装置1002估计的能量值判断了所述信道资源是用于上行传输之后，还可以进一步判断该上行信道资源是否空闲，如可以利用上文中参考图2中的虚线框208所描述的处理过程，采用两个阈值(第一阈值和第二阈值)进行判断，这里不再重复。
图11是示出根据另一具体实施例的用于认知无线电通信系统中的设备1100的结构的示意性框图。与设备1000的相似之处在于，该设备1100也包括接收装置1101、特征提取装置1102和上下行判断装置1103，不同之处在于，其还包括匹配装置1104。
接收装置1101、特征提取装置1102和上下行判断装置1103分别与上文描述的接收装置1001、特征提取装置1002和上下行判断装置1003功能相似，可以采用上文参考图4-9描述的方法来判断主系统的通信信号的信道资源的上下行配置，这里不再重复。
匹配装置1104可用于将上下行判断装置1103得到的判断结果与主系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配，以根据该匹配的结果来确定主系统的信道资源的上下行配置类型。匹配装置1104可以采用上文中参考图4-9描述的实施例或示例中的方法来进行所述匹配。例如，匹配装置1104可以计算上下行判断装置1103得到的判断结果与每个标准配置的匹配距离，并根据所述匹配距离来确定与所述判断结果最匹配的标准配置，作为主系统的信道资源的配置类型(如图6中所示的步骤410-1和410-2)，这里不再重复。
与设备1000相似，设备1100可以配置于认知无线电系统(也称为次级系统)中的用户设备(SU)中，也可以配置于次级系统中的基站(SBS)中。
次级系统的设备1100可以利用有关主系统的信道资源的标准配置的先验知识对主系统的信道资源的上下行配置的判断结果进行进一步的优化，从而使结果更为准确。这些先验知识例如可以存储于与设备1100关联的存储装置(图中未示出)中，该存储装置可以是设备1100内部的存储器，也可以是与设备1100连接且可由设备1100访问的外部存储装置。
在一个具体实施例中，次级系统的设备1000或1100可以利用从多段通信信号中提取的特征来判断所述信道资源用于上行传输还是下行传输。具体地，接收装置1001或1101可以接收多段通信信号(如多帧)，特征提取装置1002或1102可以重复执行步骤104或204或404的处理，从多段通信信号中的上述特征。上下行判断装置1003或1103可以重复执行步骤106或206或406的处理，而匹配装置1104可以重复执行步骤410中的处理。这样可以减小各子帧检测过程中的随机错误事件对匹配结果的影响，从而使得所得到的信道资源的上下行配置结果更为准确。
在上文描述的实施例或示例提供了一种认知无线电通信系统(次级系统)中，其中包括设备1000或1100，并利用该设备来检测主系统信道资源的上下行配置。设备1000或1100可以是次级系统中的基站，也可以是次级系统中的用户设备。设备1000或1100可以将判断结果发送给次级系统中的其他设备(如利用该设备1000或1100的发送装置(图中未示出))。
例如，如果设备1000或1100是次级系统中的用户设备，则该用户设备可以利用其发送装置(图中未示出)将其判断结果发送给次级系统中的基站，并由基站分发给次级系统中的其他用户设备。或者，该用户设备1000或1100可以利用其发送装置(图中未示出)将其判断结果发送给其他用户设备。又如，如果设备1000或1100是次级系统中的基站，则该基站可以将其判断结果发送给该次级系统中的一个或更多个用户设备。
在其他实施例中，认知无线电通信系统(次级系统)可以包括多个设备1000或1100，并利用多个设备同时进行主系统的信道资源的上下行配置的判断。多个设备可以分别利用其发送装置(图中未示出)将其判断结果可以发送给其中的一个设备，并由该设备对这些判断结果进行融合。通过利用多个次级系统设备进行合作，可以降低单个设备的空间分布对检测结果的精度的影响，从而使得所得到信道资源的上下行配置结果更为准确。
在一个具体实施例中，次级系统的设备(如1100)中的接收装置(如1101)还可被配置用于接收来自次级系统中的一个或更多个其他设备(称为第二设备)对主系统的信道资源的上下行配置类型的确定结果(如步骤812)。设备1100中的匹配装置1104可被配置用于根据本设备及其他设备(第二设备)的多个确定结果与主系统的信道资源的一个或更多个标准配置，来进一步确定主系统的信道资源的上下行配置类型(如参考步骤816描述的处理)。匹配装置1104可以采用上文中参考图8或图9描述的实施例或示例中的方法来融合多个确定结果，并根据融合结果来最终确定主系统的信道资源的上下行配置类型。例如，匹配装置1104可还被配置为在进行融合多个确定结果之前，估计每个确定结果的可信度，并去除可信度小的确定结果(如步骤820的处理)。匹配装置1104可以采用上文中描述的方法来进行上述操作，这里不再重复。
在另一具体实施例中，次级系统的设备(如1000或1100)中的接收装置(如1001或1101)还可被配置用于接收来自次级系统中的一个或更多个其他设备(第二设备)对所述另一无线电通信系统中各设备之间的通信信号所占用的信道资源是上行还是下行的判断结果(如步骤712的处理)。上下行判断装置(如1003或1103)还可被配置用于根据本设备及所述其他设备(第二)的多个判断结果来确定主系统的通信信号所占用的信道资源用于上行传输还是下行传输(如参考步骤714描述的处理)。作为一个具体示例，上下行判断装置(如1003或1103)还可被配置用于在进行融合多个判断结果之前，估计每个判断结果的可信度，并去除可信度小的判断结果(如步骤716的处理)。上下行判断装置(如1003或1103)可以采用上文中描述的实施例或示例中的方法进行上述操作，这里不再重复描述。
作为一个具体实施例，特征提取装置(如1002或1102)还可被配置用于提取接收装置(如1001或1101)接收到的通信信号中的同步信息，以定位所述通信信号占用的各信道资源。可参见上文参考步骤203中描述的处理，这里不再重复。
在上述实施例和示例中，采用了“第一”、“第二”等表述。本领域的普通技术人员应理解，上述表述只是为了对术语作文字上的区分，而并非表示其顺序或任何其他限定。
应理解，上述实施例和示例是示例性的，而不是穷举性的，本公开不应被视为局限于任何具体的实施例或示例。
作为一个示例，上述用于认知无线电系统中的方法的各个步骤以及上述设备的各个组成模块和/或单元可以实施为该认知无线电系统中的基站(SBS)或用户设备(SU)中的软件、固件、硬件或其组合，并作为该基站或用户设备中的一部分。上述设备中各个组成模块、单元通过软件、固件、硬件或其组合的方式进行配置时可使用的具体手段或方式为本领域技术人员所熟知，在此不再赘述。作为一个示例，可以在已有基站或用户设备中实施根据本公开上述方法和/或设备，其中对已有基站或用户设备的各组成部分作一定修改即可。
作为一个示例，在通过软件或固件实现的情况下，可以从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机(例如图12所示的通用计算机1200)安装构成用于实施上述方法的软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等。
在图12中，中央处理单元(CPU)1201根据只读存储器(ROM)1202中存储的程序或从存储部分1208加载到随机存取存储器(RAM)1203的程序执行各种处理。在RAM 1203中，也根据需要存储当CPU 1201执行各种处理等等时所需的数据。CPU 1201、ROM 1202和RAM 1203经由总线1204彼此连接。输入/输出接口1205也连接到总线1204。
下述部件链路到输入/输出接口1205：输入部分1206(包括键盘、鼠标等等)、输出部分1207(包括显示器，比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，和扬声器等)、存储部分1208(包括硬盘等)、通信部分1209(包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等)。通信部分1209经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器1210也可链路到输入/输出接口1205。可拆卸介质1211比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1210上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1208中。
在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可拆卸介质1211安装构成软件的程序。
本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图12所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可拆卸介质1211。可拆卸介质1211的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM 1202、存储部分1208中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。
本公开还提出一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本公开实施例的方法。
相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存储介质也包括在本公开的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。
在上面对本公开具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以用相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
此外，本公开的方法不限于按照说明书中描述的时间顺序来执行，也可以按照其他的时间顺序地、并行地或独立地执行。因此，本说明书中描述的方法的执行顺序不对本公开的技术范围构成限制。
尽管上面已经通过对本公开的具体实施例的描述对本公开进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本公开的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本公开的保护范围内。
本公开实施例还包括：
(1)一种用于认知无线电通信系统中的设备，包括：
接收装置，用于接收另一无线电通信系统中各设备之间的通信信号；
特征提取装置，用于从所述通信信号中提取能够反映所述另一无线电通信系统的上下行传输方式之间的差异的一个或更多个特征；以及
上下行判断装置，用于根据所述特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于上行传输还是下行传输。
(2)根据(1)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中，所述一个或更多个特征包括以下特征中的至少一个：
反映所述通信信号的发射功率的特征，反映所述通信信号的调制方式的特征，以及所述通信信号的峰值与均值之比。
(3)根据(1)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中，所述特征提取装置被配置用于估计所述通信信号在所述信道资源内的能量值，作为所述特征，并且
所述上下行判断装置被配置用于判断所估计的能量值与预定阈值之间是否满足预定的关系，若是，则判断所述信道资源用于下行传输。
(4)根据(3)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中，所述预定阈值是根据所述另一无线电通信系统的最大上行发射功率和下行发射功率来设置的。
(5)根据(1)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，还包括：
匹配装置，用于将所述判断的结果与所述另一无线电通信系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配，以根据该匹配的结果来确定所述另一无线电通信系统的信道资源的上下行配置类型。
(6)根据(5)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中，所述匹配装置被配置用于根据以下来进行所述匹配：
计算所述判断的结果与每个标准配置的匹配距离；以及
根据所述匹配距离来确定与所述判断的结果最匹配的标准配置。
(7)根据(5)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中：
所述接收装置还被配置用于接收来自所述认知无线电通信系统中的一个或更多个其他设备对所述另一无线电通信系统的信道资源的上下行配置类型的确定结果；并且
所述匹配装置被配置用于根据本设备及所述其他设备的多个确定结果与所述另一无线电通信系统的信道资源的一个或更多个标准配置，来确定所述另一无线电通信系统的信道资源的上下行配置类型。
(8)根据(7)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中，所述匹配装置还被配置用于：估计每个确定结果的可信度，并去除可信度小的确定结果。
(9)根据(1)或(5)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中：
所述接收装置，还被配置用于接收来自所述认知无线电通信系统中的一个或更多个其他设备对所述另一无线电通信系统中各设备之间的通信信号所占用的信道资源是上行还是下行的判断结果，并且
所述上下行判断装置被配置用于根据本设备及所述其他设备的判断结果来确定所述通信信号所占用的信道资源用于上行传输还是下行传输。
(10)根据(9)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中，所述上下行判断装置还被配置用于估计每个判断结果的可信度，并去除可信度小的判断结果。
(11)根据(1)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中，所述特征提取装置还被配置用于提取所述通信信号中的同步信息，以定位所述通信信号占用的各信道资源。
(12)根据(1)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中，所述上下行判断装置被配置用于利用从多段通信信号中提取的特征来判断所述信道资源用于上行传输还是下行传输。
(13)根据(1)所述的用于认知无线电通信系统中的设备，其中，所述另一无线电通信系统为基于时分传输的通信系统。
(14)一种用于认知无线电通信系统中的方法，包括：
接收另一无线电通信系统中各设备之间的通信信号；
从所述通信信号中提取反映所述另一无线电通信系统的上下行传输方式之间的差异的一个或更多个特征；以及
根据所述特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于上行传输还是下行传输。
(15)根据(14)所述的用于认知无线电通信系统中的方法，其中，所述一个或更多个特征包括以下特征中的至少一个：
反映所述通信信号的发射功率的特征，反映所述通信信号的调制方式的特征，以及所述通信信号的峰值与均值之比。
(16)根据(14)所述的用于认知无线电通信系统中的方法，其中，从所述通信信号中提取反映所述特征包括：估计所述通信信号在所述信道资源内的能量值，作为所述特征，并且
判断所述通信信号占用的信道资源用于上行传输还是下行传输包括：判断所估计的能量值与预定阈值之间是否满足预定的关系，若是，则判断所述信道资源用于下行传输。
(17)根据(14)所述的用于认知无线电通信系统中的方法，还包括：
将所述判断的结果与所述另一无线电通信系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配，以确定所述另一无线电通信系统的信道资源的上下行配置类型。
(18)根据(17)所述的用于认知无线电通信系统中的方法，其中，将所述判断的结果与所述另一无线电通信系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配包括：
计算所述判断的结果与每个标准配置的匹配距离；以及
根据所述匹配距离来确定与所述判断的结果最匹配的标准配置。
(19)根据(17)所述的用于认知无线电通信系统中的方法，还包括：
接收来自所述认知无线电通信系统中的一个或更多个其他设备对所述另一无线电通信系统的信道资源的上下行配置类型的确定结果，并且
其中，将所述判断的结果与所述另一无线电通信系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配包括：根据本设备及所述其他设备的多个确定结果与所述另一无线电通信系统的信道资源的一个或更多个标准配置，来确定所述另一无线电通信系统的信道资源的上下行配置类型。
(20)根据(14)或(17)所述的用于认知无线电通信系统中的方法，还包括：
接收来自所述认知无线电通信系统中的一个或更多个其他设备对所述另一无线电通信系统中各设备之间的通信信号所占用的信道资源是上行还是下行的判断结果，并且
其中，判断所述通信信号占用的信道资源用于上行传输还是下行传输包括：根据本设备及所述其他设备的判断结果来确定所述通信信号所占用的信道资源用于上行传输还是下行传输。
(21)根据(14)所述的用于认知无线电通信系统中的方法，其中，所述另一无线电通信系统为基于时分传输的通信系统。

Claims (47)

1.一种用于第一无线电通信系统中的设备，包括：
存储器与处理器，其中，所述存储器储存计算机指令，所述处理器被配置为执行存储于所述存储器中的该计算机指令以执行
接收第二无线电通信系统中各设备之间的通信信号；
从所述通信信号中提取能够反映所述第二无线电通信系统的第一传输方式与第二传输方式之间的差异的一个或更多个特征；以及
根据所述特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式，
其中，所述第一无线电通信系统中的设备基于判断结果机会性地接入不拥有授权的频谱，所述通信信号占用的信道资源位于所述设备不拥有授权的频谱。
2.根据权利要求1所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述一个或更多个特征包括以下特征中的至少一个：
反映所述通信信号的发射功率的特征，反映所述通信信号的调制方式的特征，以及所述通信信号的峰值与均值之比。
3.根据权利要求1所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述处理器估计所述通信信号在所述信道资源内的能量值，作为所述特征，并且
判断所估计的能量值与预定阈值之间是否满足预定的关系，基于判断结果确定所述信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式。
4.根据权利要求3所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述预定阈值是根据所述第二无线电通信系统的最大第一传输方式发射功率和第二传输方式发射功率来设置的。
5.根据权利要求1所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述处理器还将所述判断的结果与所述第二无线电通信系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配，以根据该匹配的结果来确定所述第二无线电通信系统的信道资源的第一、第二传输方式交替配置类型。
6.根据权利要求5所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述处理器根据以下来进行所述匹配：
计算所述判断的结果与每个标准配置的匹配距离；以及
根据所述匹配距离来确定与所述判断的结果最匹配的标准配置。
7.根据权利要求5所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中：
所述处理器还被配置用于接收来自所述第一无线电通信系统中的一个或更多个其他设备对所述第二无线电通信系统的信道资源的第一、第二传输方式交替配置类型的确定结果；并且
根据本设备及所述其他设备的多个确定结果与所述第二无线电通信系统的信道资源的一个或更多个标准配置，来确定所述第二无线电通信系统的信道资源的第一、第二传输方式交替配置类型。
8.根据权利要求7所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述处理器还被配置用于：估计每个确定结果的可信度，并去除可信度小的确定结果。
9.根据权利要求1或5所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中：
所述处理器，还被配置用于接收来自所述第一无线电通信系统中的一个或更多个其他设备对所述第二无线电通信系统中各设备之间的通信信号所占用的信道资源是第一传输方式还是第二传输方式的判断结果，并且
根据本设备及所述其他设备的判断结果来确定所述通信信号所占用的信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式。
10.根据权利要求9所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述处理器还被配置用于估计每个判断结果的可信度，并去除可信度小的判断结果。
11.根据权利要求1所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述处理器还被配置用于提取所述通信信号中的同步信息，以定位所述通信信号占用的各信道资源。
12.根据权利要求1所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述处理器被配置用于利用从多段通信信号中提取的特征来判断所述信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式。
13.根据权利要求1所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述第一传输方式对应于上行传输，第二传输方式对应于下行传输。
14.根据权利要求1所述的用于第一无线电通信系统中的设备，其中，所述第二无线电通信系统为基于时分传输的通信系统。
15.一种用于第一无线电通信系统中的方法，包括：
接收第二无线电通信系统中各设备之间的通信信号；
从所述通信信号中提取能够反映所述第二无线电通信系统的第一传输方式与第二传输方式之间的差异的一个或更多个特征；以及
根据所述特征来判断所述通信信号占用的信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式，
其中，所述第一无线电通信系统中的设备基于判断结果机会性地接入不拥有授权的频谱，所述通信信号占用的信道资源位于所述设备不拥有授权的频谱。
16.根据权利要求15所述的用于第一无线电通信系统中的方法，其中，所述一个或更多个特征包括以下特征中的至少一个：
反映所述通信信号的发射功率的特征，反映所述通信信号的调制方式的特征，以及所述通信信号的峰值与均值之比。
17.根据权利要求15所述的用于第一无线电通信系统中的方法，还包括估计所述通信信号在所述信道资源内的能量值作为所述特征，并且
判断所估计的能量值与预定阈值之间是否满足预定的关系，基于判断结果确定所述信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式。
18.根据权利要求17所述的用于第一无线电通信系统中的方法，其中，所述预定阈值是根据所述第二无线电通信系统的最大第一传输方式发射功率和第二传输方式发射功率来设置的。
19.根据权利要求15所述的用于第一无线电通信系统中的方法，还包括将所述判断的结果与所述第二无线电通信系统的信道资源的一个或更多个标准配置相匹配，以根据该匹配的结果来确定所述第二无线电通信系统的信道资源的第一、第二传输方式交替配置类型。
20.根据权利要求19所述的用于第一无线电通信系统中的方法，其中，根据以下来进行所述匹配：
计算所述判断的结果与每个标准配置的匹配距离；以及
根据所述匹配距离来确定与所述判断的结果最匹配的标准配置。
21.根据权利要求15或19所述的用于第一无线电通信系统中的方法，其中：
还包括接收来自所述第一无线电通信系统中的一个或更多个其他设备对所述第二无线电通信系统中各设备之间的通信信号所占用的信道资源是第一传输方式还是第二传输方式的判断结果，并且
根据执行所述方法的本设备及所述其他设备的判断结果来确定所述通信信号所占用的信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式。
22.根据权利要求15所述的用于第一无线电通信系统中的方法，其中，所述方法还包括提取所述通信信号中的同步信息，以定位所述通信信号占用的各信道资源。
23.根据权利要求15所述的用于第一无线电通信系统中的方法，其中，所述方法还包括利用从多段通信信号中提取的特征来判断所述信道资源用于第一传输方式还是第二传输方式。
24.一种计算机存储介质，其上记录有计算机可读取的计算机程序代码，所述计算机程序代码当由计算机读取并执行时，使得所述计算机执行如权利要求15-23中任一项所述的用于第一无线电通信系统中的方法。
25.一种用于无线电通信系统中的设备，包括：
存储器与处理器，其中，所述存储器储存计算机指令，所述处理器被配置为执行存储于所述存储器中的该计算机指令以执行
根据能量检测法来估计多个信道资源上的信号能量值；
基于所估计的能量值与预定阈值之间的关系确定每一信道资源的占用状态；
根据所述多个信道资源的占用状态估计该多个信道资源的占用模式，所述占用模式反映该多个信道资源的不同占用状态的交替模式；以及
基于所估计的占用模式机会性地接入所述多个信道资源对应的频谱，
其中，所述频谱能够同时被其他设备所占用，所述设备在避免对所述其他设备造成干扰的基础上接入所述频谱。
26.如权利要求25所述的设备，其中，所述占用状态包括空闲、第一传输方式占用以及第二传输方式占用中至少之一。
27.如权利要求25所述的设备，其中，
所述处理器还被配置为将所估计的占用模式与所述多个信道资源的一个或更多个占用模式配置相匹配，以该匹配的结果作为利用该多个信道资源对应的频谱时的干扰控制基础。
28.如权利要求27所述的设备，其中，所述存储器预先存储有所述一个或更多个占用模式配置。
29.如权利要求25所述的设备，其中，所述处理器还被配置为对接收到的信号进行傅里叶变换来获取能量检测的信号样本以估计所述信号能量值。
30.如权利要求25所述的设备，其中，所述预定阈值是基于特定传输方式的信号发射功率与环境背景噪声设定的。
31.如权利要求25所述的设备，其中，所述设备对所述频谱的接入对所述其他设备而言是透明的。
32.如权利要求26所述的设备，其中，所述第一传输方式对应于上行传输方式，所述第二传输方式对应于下行传输方式。
33.如权利要求32所述的设备，其中，所述占用模式对应于上下行配置类型。
34.如权利要求25所述的设备，其中，所述频谱是所述设备不拥有授权的频谱。
35.一种用于无线电通信系统中的方法，包括：
根据能量检测法来估计多个信道资源上的信号能量值；
基于所估计的能量值与预定阈值之间的关系确定每一信道资源的占用状态；
根据所述多个信道资源的占用状态估计该多个信道资源的占用模式，所述占用模式反映该多个信道资源的不同占用状态的交替模式；以及
基于所估计的占用模式机会性地接入所述多个信道资源对应的频谱，
其中，所述频谱能够同时被其他设备所占用，所述设备在避免对所述其他设备造成干扰的基础上接入所述频谱。
36.一种用于无线电通信系统中的设备，包括：
存储器与处理器，其中，所述存储器储存计算机指令，所述处理器被配置为执行存储于所述存储器中的该计算机指令以执行
检测信道资源上的能量值；
基于所检测的能量值与预定阈值的关系以一定的概率判断该信道资源的占用状态；以及
将判断结果与检测的能量值发送到一个融合设备以融合在不同空间分布的多个设备的判断结果，
其中，所述设备基于判断结果机会性地接入不拥有授权的频谱，所述信道资源位于所述设备不拥有授权的频谱。
37.如权利要求36所述的设备，其中，所述处理器被配置为对所述信道资源上的多个样本进行能量检测并计算平均值以作为所检测的能量值。
38.如权利要求37所述的设备，其中，每一样本对应于一个符号，所述处理器被配置为对多个连续符号的能量进行检测并计算平均值以作为所检测的能量值。
39.如权利要求38所述的设备，其中，所述处理器被配置为对所述信道资源上接收到的信号进行傅里叶变换以获取所述符号。
40.如权利要求36所述的设备，其中，所述预定阈值是基于占用设备的信号发射功率与环境背景噪声设定的，所述占用状态包括空闲、占用中至少之一。
41.如权利要求36所述的设备，其中，所述设备实现为用户设备，所述融合设备实现为基站设备。
42.一种用于无线电通信系统中的方法，包括：
检测信道资源上的能量值；
基于所检测的能量值与预定阈值的关系以一定的概率判断该信道资源的占用状态；以及
将判断结果与检测的能量值发送到一个融合设备以融合在不同空间分布的多个设备的判断结果，
其中，所述设备基于判断结果机会性地接入不拥有授权的频谱，所述信道资源位于所述设备不拥有授权的频谱。
43.如权利要求42所述的方法，其中，对所述信道资源上的多个样本进行能量检测并计算平均值以作为所检测的能量值。
44.如权利要求43所述的方法，其中，每一样本对应于一个符号，所述方法还包括对多个连续符号的能量进行检测并计算平均值以作为所检测的能量值。
45.如权利要求44所述的方法，其中，对所述信道资源上接收到的信号进行傅里叶变换以获取所述符号。
46.如权利要求42所述的方法，其中，所述预定阈值是基于占用设备的信号发射功率与环境背景噪声设定的，所述占用状态包括空闲、占用中至少之一。
47.一种计算机存储介质，其上记录有计算机可读取的计算机程序代码，所述计算机程序代码当由计算机读取并执行时，使得所述计算机执行如权利要求35、42-46中任一项所述的用于无线电通信系统中的方法。
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