CN1663156B

System and method for management of a shared frequency band

Abstract

The present invention provides systems, methods, software and related functions for managing activities in the radio frequency band, which is shared by multiple types of signals in frequency and time. An example of such a frequency band is an unlicensed frequency band. The radio frequency energy in the frequency band is captured at one or more devices and/or locations in the area where activity in the frequency band is occurring. The signal appearing in the frequency band is detected by the sampling component or the entire frequency band is detected within a time interval. The signal pulse energy in the frequency band is detected and used to classify the signal according to the signal type. Using knowledge of the types of signals that appear in the frequency band and other statistical information related to spectrum activities (called spectrum information), actions can be taken in equipment or equipment networks to avoid interference with other signals, and to maximize simultaneous use of frequency bands with other signals. optimization. Spectrum information can be used to suggest actions to device users or network administrators or automatically invoke actions in the device or device network to maintain desired performance.

CN1663156B, drawing sheet 1
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Expired 22 April 2023, 3.4 years ago.

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35 claims: 2 independent, 33 dependent

  1. 1
    一种用于管理射频频带的使用的方法,其中多种类型的信号出现在射频频带中,所 述方法包括: 监控射频频带中的射频能量,以产生与在一定时间间隔期间在射频频带中接收的射频 能量相关联的功率谱信息,在该射频频带中出现与多个信号类型关联的活动; 从所述功率谱信息产生信号脉冲信息,所述信号脉冲信息描述在射频频带中检测到的 射频能量的脉冲的特征;以及 基于所述功率谱信息和所述信号脉冲信息产生表示频带中的活动的频谱活动信息。
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    根据权利要求1所述的方法,其中监控步骤还包括扫描整个频带以接收射频频带的 不同部分中的射频能量。
  3. 3
    根据权利要求1所述的方法,其中产生信号脉冲信息的步骤包括从所述功率谱信息 产生针对在频带中检测到的信号脉冲的信号脉冲数据,所述信号脉冲数据包括下述之一或 多个:脉冲持续时间、脉冲中心频率、脉冲带宽及脉冲间的时间间隔。
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    根据权利要求3所述的方法,其中产生信号脉冲数据的步骤包括针对随时间被确定 出现在射频频带中的信号脉冲产生至少下述之一的柱状图(i)中心频率,(ii)持续时间, (iii)带宽,及(iv)脉冲间的时间。
  5. 5
    根据权利要求3所述的方法,还包括积聚在频带中随时间检测到的信号脉冲的信号 脉冲数据的步骤。
  6. 6
    根据权利要求5所述的方法,还包括步骤:基于所积聚的信号脉冲数据对频带中的 信号进行分类,其中产生信号脉冲数据的步骤是基于被确定出现在频带中的信号的类型 的。
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    根据权利要求6所述的方法,还包括步骤:显示关于所分类的信号的特征的信息。 &根据权利要求6所述的方法,其中分类步骤包括确定被确定出现在频带中的信号类 型是否是可能干扰在频带中工作的一个或多个设备的工作的类型。
  8. 8
    9. 根据权利要求8所述的方法,还包括产生建议信息以指示用户改变在射频频带中工 作的设备,以避免由被确定要干扰该设备的信号导致的该设备性能的降级。
  9. 9
    10. 根据权利要求9所述的方法,还包括产生控制信号的步骤,其包括产生控制在射频 频带中工作的设备的控制信号以确定传输时间,从而避开被确定要出现在射频频带中的信 号的频率和时间。
  10. 10
    11. 根据权利要求8所述的方法,还包括确定信号源的位置的步骤,该信号源被确定要 干扰射频频带中的设备的工作。
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    12. 根据权利要求11所述的方法,还包括显示被确定要干扰射频频带中的设备的工作 的信号源的位置。
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    13. 根据权利要求1所述的方法,还包括产生关于在频带中随时间接收的射频信号的 特征的统计信息的步骤,其中统计信息包括,对于频带中的频率范围:(i)该频率范围中的 平均功率,(ii)该频率范围的最大功率,(iii)及该频率范围的活动的工作循环测量。
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    14. 根据权利要求1所述的方法,还包括产生用于控制在频带中工作的设备的一个或 多个操作参数的控制信号的步骤,操作参数选自由下述参数构成的组:工作频道、传输数据 速率、信息包片断大小、确定传输的时间以避免干扰其它信号、传输功率、信息包碎片极限 值及无干扰信道访问极限值。 CN 1663156 Β
  14. 14
    15. 根据权利要求14所述的方法,其中产生控制信号的步骤包括产生用于多个接入点 中至少一个的控制信号,每一接入点具有相关的客户站设备,其中控制信号控制至少下述 之一:在多个接入点之间的信道分配,及在多个接入点之间的相关站分配。
  15. 15
    16. 根据权利要求1所述的方法,还包括产生控制信号以基于政策信息控制频带中的 一个或多个设备的工作,政策信息给出一信号类型相对于其它信号类型的频带使用的优先 选择。
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    17. 根据权利要求16所述的方法,其中产生控制信号的步骤包括产生信号以基于政策 信息控制频带中的一个或多个设备的工作,政策信息给出管理机构所指定的、频带的主要 用户相对于其它用户的优先选择。 1&根据权利要求16所述的方法,其中产生控制信号的步骤包括产生信号以在频谱活 动信息指明雷达信号出现在频带中时拒绝通过频带中的设备传输信号。
  17. 17
    19. 根据权利要求16所述的方法,其中产生控制信号的步骤包括产生信号以基于政策 调整由频带中的设备传输的信号的数据速率,所述政策在频带中存在任何其它信号的情况 下使设备的传输数据速率最大化。
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    20. 根据权利要求16所述的方法,还包括步骤:更新政策信息,以考虑在射频频带中工 作的新设备和/或管理政策。
  19. 19
    21. 根据权利要求1所述的方法,还包括步骤:基于频谱活动信息在工作在频带中的一 个或多个无线网络上检测潜在的拒绝服务攻击,且其中产生频谱活动信息的步骤包括产生 描述潜在的拒绝服务攻击的射频特性的信息。
  20. 20
    22. 根据权利要求21所述的方法,其中检测潜在的拒绝服务攻击的步骤包括分析频谱 活动信息以检测暗示潜在的拒绝服务攻击的噪声信号。
  21. 21
    23. 根据权利要求1所述的方法,还包括步骤:相对于基于所述频谱活动信息在所述频 带中工作的经授权设备在传输中使用的标识符来存储所述经授权设备的信号脉冲特征信 息;对与在那些传输中检测到的标识符相对应的、在所述频带中传输的设备的信号脉冲特 征和所存储的与该标识符相关联的信号脉冲特征进行比较;以及当与传输相关联的信号脉 冲特征与针对该标识符存储的信号脉冲特征不匹配时,确定设备不是经授权设备。
  22. 22
    24. 一种在射频频带中接收射频能量并处理代表所述射频能量的信号的设备,包括: a. 无线电接收机,其接收射频频带中的射频能量,多种类型的信号出现在射频频带 中; b. 连接到无线电接收机的频谱分析仪,其分析在一时间间隔内于射频频带的至少一部 分中接收的射频能量; c. 连接到频谱分析仪的信号检测器,其检测满足一个或多个脉冲特征的射频能量的信 号脉冲;及 d. 连接到频谱分析仪和信号检测器的接收输出的处理器,其中处理器被编程以监控射 频频带中的活动并基于由频谱分析仪和信号检测器产生的数据来产生描述被确定要出现 在射频频带中的活动类型的信息。
  23. 23
    25. 根据权利要求24所述的设备,其中信号检测器包括:峰值检测器电路,该峰值检测 器电路检测射频能量的峰值并产生表示其检测的峰值的输出信号;和连接到峰值检测器的 至少一个脉冲检测器电路,所述至少一个脉冲检测器电路检查来自峰值检测器电路的输出 CN 1663156 Β 信号以随时间根据下述之一或多个检测射频能量的脉冲:带宽、中心频率及持续时间。
  24. 24
    26. 根据权利要求24所述的设备,还包括保存由频谱分析仪产生的统计信息的缓冲 器,其中频谱分析仪产生包括下述之一或多个的统计信息:对于频带中的频率范围的平均 功率、工作循环、及最大功率。
  25. 25
    27. 一种用于产生关于出现在射频频带中的活动的信息的设备,包括: a·频谱分析仪,其计算在一时间间隔内在射频频带的至少一部分中接收的射频能量的 功率值;及 b.连接到频谱分析仪的信号检测器,其检测满足一个或多个脉冲特征的射频能量的信 号脉冲,信号检测器包括峰值检测器电路和至少一个脉冲检测器电路,所述峰值检测器电 路从功率值检测一时间间隔内的一个或多个峰值,其中,峰值对应于在预定量的连续频率 中高于极限值的功率值,所述至少一个脉冲检测器电路连接到峰值检测器电路,所述至少 一个脉冲检测器电路基于峰值检测器电路检测的一个或多个峰值来检测满足一个或多个 特征的信号脉冲。 2&根据权利要求27所述的设备,其中峰值检测器电路包括一比较器,该比较器将每 一频率的功率值与峰值极限值进行比较以识别哪些频率超出了峰值极限值。
  26. 26
    29. 根据权利要求28所述的设备,其中峰值检测器电路在超出峰值极限值的一组相邻 的频率之间识别最大功率值。
  27. 27
    30. 根据权利要求28所述的设备,其中脉冲检测器电路从峰值检测器电路接收识别哪 些频率超出峰值极限值并识别超出峰值极限值的一组相邻的频率的最大功率值的信息作 为输入信息,并确定该信息是否满足一个或多个脉冲特征。
  28. 28
    31. 根据权利要求30所述的设备,其中如果描述所检测的来自峰值检测电路的峰值的 信息中的中心频率、持续时间及带宽之一或多个在对应的范围内,则脉冲检测器电路从峰 值检测器电路的输出检测出信号脉冲。
  29. 29
    32. 根据权利要求27所述的设备,其中脉冲检测器是可配置的以调整中心频率、持续 时间和带宽之一或多个的范围,从而宣布一信号脉冲来自由峰值检测器电路产生的信息。
  30. 30
    33. 根据权利要求27所述的设备,其中脉冲检测器电路为每一所检测的信号脉冲输出 脉冲事件数据,包括下述之一或多个:中心频率、带宽、开始时间及持续时间。
  31. 31
    34. 根据权利要求27所述的设备,还包括一处理器,该处理器被连接来接收由脉冲检 测器电路输出的脉冲事件数据并积聚由脉冲检测器电路随时间检测的脉冲的脉冲事件数 据。
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    35. 根据权利要求34所述的设备,其中处理器积聚脉冲事件数据并为随时间积聚的 脉冲事件数据建立一个或多个柱状图,其中一个或多个柱状图选自由下面各项组成的组:跟踪针对所检测的信号脉冲观察到给定中心频率的时间百分比的中心频率柱状图;跟踪针 对所检测的信号脉冲观察到给定带宽的时间百分比的带宽柱状图;跟踪针对所检测的信号 脉冲观察到给定的一个或多个持续时间的时间百分比的脉冲持续时间柱状图;脉冲之间的 时间的柱状图,其跟踪在信号脉冲之间观察到给定的一个或多个时间持续时间的时间百分 比;及跟踪几个不同的信号脉冲同时出现的时间的多个活动传输柱状图。
  33. 33
    36. 根据权利要求27所述的设备,还包括一响应于触发信号的存储器,该存储器保存 表示在射频频带中接收的射频能量的采样的数字信号。 CN 1663156 Β 37.根据权利要求36所述的设备,其中存储器还保存时间戳信号,该时间戳信号标识 与触发信号的出现相关联的时间。 3&根据权利要求27所述的设备,其中频谱分析仪将表示频带的至少一部分中的活动 的数字信号接收为输入,并且频谱分析仪包括功率计算电路,该功率计算电路计算在一时 间间隔内多个频率窗口的功率值,这些功率值被提供作为峰值检测器的输入。
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    39. 根据权利要求38所述的设备,其中频谱分析仪从多个频率的功率值计算一个或 多个数据,这一个或多个数据选自下面的组:每一频率窗口在一定时间间隔上的平均功率;工作计数,包括在每一时间间隔在每一频率窗口的功率超出功率极限值的次数的总和;每 一频率窗口在当前及先前时间间隔中的最大功率;及其中一定量的峰值已被检测到的时间 间隔的数量的计数。
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    40. 根据权利要求38所述的设备,还包括一存储器,其中信号检测器电路响应于检测 某一类型的脉冲而输出触发信号,该触发信号被连接以使得在一个或多个时间间隔内功率 计算电路的输出将被写到存储器中。 CN 1663156 Β
Independent claims35