确定空闲频段的方法和系统、中心节点和感知节点

摘要

本发明实施例公开了一种确定空闲频段的方法和系统、中心节点和感知节点，其中确定空闲频段的方法包括：在专用感知时隙，对待检测频段进行感知，根据所述专用感知时隙的感知结果确定候选频段；向感知节点发送感知调度指示，调度所述感知节点在公共感知时隙对所述候选频段进行感知；接收所述感知节点上报的感知结果，根据所述感知节点上报的感知结果确定空闲频段。本发明实施例实现了减少多点协同频谱感知方式中的中心节点和感知节点的信令开销，降低了感知节点的总体功耗。

权利要求

1.一种确定空闲频段的方法，其特征在于，包括：

将一个完整的感知周期分为至少一个专用感知时隙和至少一个公共感知时隙；

在所述专用感知时隙，中心节点对待检测频段进行感知，根据所述专用感知时隙的感知结果确定候选频段；

所述中心节点向感知节点发送感知调度指示，调度所述感知节点在所述公共感知时隙对所述候选频段进行感知；

所述中心节点接收所述感知节点上报的感知结果，根据所述感知节点上报的感知结果确定空闲频段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述专用感知时隙的感知结果确定候选频段包括：根据所述专用感知时隙的感知结果，确定已被占用的频段，并确定所述待检测频段中排除所述已被占用的频段之后剩余频段的优先级；

根据所述优先级对所述剩余频段进行排序；

在排序后的剩余频段中选择候选频段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在所述公共感知时隙，对所述候选频段进行感知，获得所述候选频段的感知结果；

所述根据所述感知节点上报的感知结果确定空闲频段，进一步包括：根据所述候选频段的感知结果确定空闲频段。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：在无线帧中设置至少一个静默期，以所述静默期作为所述专用感知时隙或所述公共感知时隙。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在时分双工系统中，将所述静默期设置在所述无线帧中上行子帧和下行子帧相互转换的位置，并以所述静默期作为所述上行子帧和所述下行子帧相互转换时的保护间隔。

6.一种中心节点，其特征在于，包括：

宽带感知模块，用于在专用感知时隙，对待检测频段进行感知；所述专用感知时隙包括至少一个专用感知时隙，所述至少一个专用感知时隙是通过将一个完整的感知周期划分为至少一个专用感知时隙和至少一个公共感知时隙获得的；

候选频段确定模块，用于根据所述宽带感知模块的感知结果确定候选频段；

指示发送模块，用于向感知节点发送感知调度指示，调度所述感知节点在公共感知时隙对所述候选频段确定模块确定的候选频段进行感知；

感知结果接收模块，用于接收所述感知节点上报的感知结果；

空闲频段确定模块，用于根据所述感知结果接收模块接收的感知结果确定空闲频段。

7.根据权利要求6所述的中心节点，其特征在于，所述候选频段确定模块包括：确定子模块，用于根据所述宽带感知模块的感知结果，确定已被占用的频段；

排序子模块，用于对所述待检测频段中排除所述已被占用的频段之后的剩余频段进行优先级排序；

选择子模块，用于在所述排序子模块排序后的所述剩余频段中选择一定数量的频段作为候选频段。

8.根据权利要求6所述的中心节点，其特征在于，还包括：细感知模块，用于在所述公共感知时隙，对所述候选频段进行感知，并在所述公共感知时隙结束之后，获得所述候选频段的感知结果；

所述空闲频段确定模块进一步用于根据所述细感知模块获得的候选频段的感知结果确定空闲频段。

9.根据权利要求6所述的中心节点，其特征在于，所述中心节点位于基站、中继站和网关中的一种或几种。

10.一种感知节点，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收中心节点发送的感知调度指示，所述感知调度指示用于指示所述感知节点在公共感知时隙对候选频段进行感知；所述候选频段是通过将一个完整的感知周期分为至少一个专用感知时隙和至少一个公共感知时隙，所述中心节点在所述专用感知时隙，对待检测频段进行感知，根据所述专用感知时隙的感知结果确定的；

感知模块，用于根据所述接收模块接收的感知调度指示，对所述候选频段进行感知；

上报模块，用于在所述公共感知时隙结束之后，向所述中心节点上报所述感知模块的感知结果。

11.根据权利要求10所述的感知节点，其特征在于，所述感知节点位于具有空中接口的节点，所述具有空中接口的节点包括：终端、基站、中继站和传感器节点。

12.一种确定空闲频段的系统，其特征在于，包括根据权利要求6-9任意一项所述的中心节点和至少一个根据权利要求10或11所述的感知节点。

说明书

确定空闲频段的方法和系统、中心节点和感知节点

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种确定空闲频段的方法和系统、中心节点和感知节点。

背景技术

[0002] 认知无线电(Cognitive Radio；以下简称：CR)技术是解决目前频谱资源紧张的最有前景的技术之一，认知无线电技术通过感知无线频谱环境，可以发现已固定分配的频谱中未被充分使用的频段，并在不干扰主用户(Primary User；以下简称：PU)的前提下动态接入这些频段，从而提高频谱利用率。

[0003] 频谱感知是认知无线电的关键技术，频谱感知的目的是监视和检测特定频段上主用户信号的活动情况，当在该特定频段上未检测到主用户信号，即该特定频段空闲时，认知无线电系统可以使用该特定频段；当在该特定频段上再次检测到主用户信号时，认知无线电系统必须在规定的时间内退出该特定频段。频谱感知在认知无线电系统中起着重要的作用，通过频谱感知，认知无线电系统才能够避免干扰主用户，并且提高频谱利用率。

[0004] 频谱感知包括单节点频谱感知和多节点协同频谱感知。在电气和电子工程师学会(Institute for Electrical and Electronic Engineers；以下简称：IEEE)802.22中，多节点协同频谱感知分为带外(out-of-band)感知和带内(in-band)感知两类。其中，带外频段是当前802.22系统尚未使用的频段，这些频段由基站(Base Station；以下简称：BS)调度空闲的用户端设备(Customer PremiseEquipment；以下简称：CPE)进行感知，即带外感知。而带内频段为当前802.22系统正在使用的频段以及与正在使用的频段相邻的频段，为了避免对频谱感知产生干扰，在进行带内感知时，工作在in-band频段上的设备，包括BS和CPE，均需保持静默。

[0005] 对于带内感知，现有技术采用的是一种两级的感知机制，其静默期分为帧内感知静默期和帧间感知静默期两种。

[0006] 帧内感知静默期设置在每一帧的末尾，为了保证业务的服务质量(Qualityof Service；以下简称：QoS)，帧内感知静默期通常持续时间较短。在帧内感知静默期，BS需调度一定数量的CPE进行感知，同时该BS也参与感知。帧内感知可以采用速度较快的感知算法，而不要求感知结果完全准确，即粗感知。感知结束后，CPE上报感知结果，BS根据所有的感知结果挑选出一定数量的候选频段提供给下一级的帧间感知。

[0007] 帧间感知静默期可以持续更长的时间，在帧间感知静默期，BS同样调度一定数量的CPE对候选频段进行感知，同时该BS也参与感知。帧间感知结束后，所有参与感知的CPE向BS上报感知结果，BS融合所有的感知结果，得出最终的判决结果。与帧内感知不同的是，由于帧间感知会得出最终的判决结果，因此帧间感知对感知灵敏度有较高要求，帧间感知应采用较精细的感知算法，即细感知，以保证感知结果的准确性。

[0008] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：现有的频谱感知方式中，帧内感知和帧间感知均需要BS和CPE参加，因此BS和CPE的信令开销较大；并且，CPE需要参与帧内感知和帧间感知这两级感知，CPE的总体功耗开销较大，当CPE是手持设备时，较大的功耗开销将对CPE的正常使用产生较大的影响。

发明内容

[0009] 本发明实施例提供一种确定空闲频段的方法和系统、中心节点和感知节点，以实现降低多点协同频谱感知方式中的信令开销和用户端设备的功耗开销。

[0010] 本发明实施例提供了一种确定空闲频段的方法，包括：

[0011] 在专用感知时隙，对待检测频段进行感知，根据所述专用感知时隙的感知结果确定候选频段；

[0012] 向感知节点发送感知调度指示，调度所述感知节点在公共感知时隙对所述候选频段进行感知；

[0013] 接收所述感知节点上报的感知结果，根据所述感知节点上报的感知结果确定空闲频段。

[0014] 本发明实施例还提供一种中心节点，包括：

[0015] 宽带感知模块，用于在专用感知时隙，对待检测频段进行感知；

[0016] 候选频段确定模块，用于根据所述宽带感知模块的感知结果确定候选频段；

[0017] 指示发送模块，用于向感知节点发送感知调度指示，调度所述感知节点在公共感知时隙对所述候选频段确定模块确定的候选频段进行感知；

[0018] 感知结果接收模块，用于接收所述感知节点上报的感知结果；

[0019] 空闲频段确定模块，用于根据所述感知结果接收模块接收的感知结果确定空闲频段。

[0020] 本发明实施例还提供一种感知节点，包括：

[0021] 接收模块，用于接收中心节点发送的感知调度指示，所述感知调度指示用于指示所述感知节点在公共感知时隙对候选频段进行感知；

[0022] 感知模块，用于根据所述接收模块接收的感知调度指示，对所述候选频段进行感知；

[0023] 上报模块，用于在所述公共感知时隙结束之后，向所述中心节点上报所述感知模块的感知结果。

[0024] 本发明实施例还提供一种确定空闲频段的系统，包括上述中心节点和至少一个上述感知节点。

[0025] 通过本发明实施例，在专用感知时隙，仅中心节点对待检测频段进行感知，因此无信令开销；并且利用专用感知时隙的感知结果确定候选频段，提高了候选频段为空闲频段的可能性，因此需要感知节点进行感知的频段减少，不仅降低了感知节点的总体功耗，也进一步减少了信令开销。因此，本发明实施例实现了减少多点协同频谱感知方式中的中心节点和感知节点的信令开销，降低了感知节点的总体功耗。

附图说明

[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。

[0027] 图1为本发明确定空闲频段的方法一个实施例的流程图；

[0028] 图2为本发明感知周期一个实施例的示意图；

[0029] 图3为本发明确定空闲频段的方法另一个实施例的流程图；

[0030] 图4为本发明确定空闲频段的方法再一个实施例的流程图；

[0031] 图5为本发明静默期设置位置一个实施例的示意图；

[0032] 图6为本发明中心节点一个实施例的结构示意图；

[0033] 图7为本发明中心节点另一个实施例的结构示意图；

[0034] 图8为本发明感知节点一个实施例的结构示意图；

[0035] 图9为本发明确定空闲频段的系统一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

[0036] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，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的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。

[0037] 本发明实施例提供一种确定空闲频段的方法，图1为本发明确定空闲频段的方法一个实施例的流程图，该实施例介绍中心节点侧的处理流程，如图1所示，该实施例包括：

[0038] 步骤101，在专用感知时隙，中心节点对待检测频段进行感知，根据专用感知时隙的感知结果确定候选频段。

[0039] 本实施例中，将一个完整的感知周期分为至少一个专用感知时隙和至少一个公共感知时隙。图2为本发明感知周期一个实施例的示意图，图2中专用感知时隙和公共感知时隙的数量相同，但本发明实施例并不仅限于此，在实际应用时，可以根据实际需要灵活配置专用感知时隙和公共感知时隙的数量。

[0040] 具体地，根据专用感知时隙的感知结果确定候选频段可以为：根据专用感知时隙的感知结果，确定已被占用的频段，并确定待检测频段中排除已被占用的频段之后剩余频段的优先级；根据优先级对剩余频段进行排序，并在排序后的剩余频段中选择一定数量的频段作为候选频段。举例来说，假设在专用感知时隙，中心节点采用能量检测方式，则专用感知时隙的感知结果反映的是待检测频段上测量到的功率大小；若部分待检测频段的功率大于预先设定的门限，则可以确定这些频段已被占用，将其排除。由于待检测频段中排除已被占用的频段之后剩余频段的测量功率越小，该剩余频段被占用的概率越低，即该剩余频段为空闲频段的概率越大，因此可以根据剩余频段的测量功率值确定剩余频段的优先级，剩余频段的测量功率值越小，优先级越高。然后根据该优先级对剩余频段进行排序，排序之后，可以根据当前的带宽需求和剩余频段的优先级，按照优先级由高到低的顺序，在排序后的剩余频段中选择一定数量的频段作为候选频段，例如选择小于预先设定的阈值个数的频段作为候选频段。

[0041] 步骤102，中心节点向感知节点发送感知调度指示，调度感知节点在公共感知时隙对候选频段进行感知。该感知调度指示包括下面信息中的一个或多个：

[0042] (1)分配给感知节点的需要其检测的候选频段的频率位置和带宽；

[0043] (2)感知持续时间；

[0044] (3)被感知信号的类型；

[0045] (4)对感知性能的要求。

[0046] 步骤103，接收感知节点上报的感知结果，根据感知节点上报的感知结果确定空闲频段。

[0047] 本实施例中，在专用感知时隙，仅中心节点对待检测频段进行感知，因此无信令开销；并且在公共感知时隙，由于排除了部分已被占用的频段，因此信令开销减少，从而实现了减少中心节点和感知节点的信令开销。另外，利用专用感知时隙的感知结果确定候选频段，提高了候选频段为空闲频段的可能性，因此需要感知节点进行感知的频段减少，降低了感知节点的总体功耗。

[0048] 图3为本发明确定空闲频段的方法另一个实施例的流程图，该实施例介绍中心节点侧的处理流程，如图3所示，该实施例包括：

[0049] 步骤301，在专用感知时隙，中心节点对待检测频段进行感知，根据专用感知时隙的感知结果确定候选频段。

[0050] 本实施例中，将一个完整的感知周期分为至少一个专用感知时隙和至少一个公共感知时隙。图2为本发明感知周期一个实施例的结构示意图，图2中专用感知时隙和公共感知时隙的数量相同，但本发明实施例并不仅限于此，在实际应用时，可以根据实际需要灵活配置专用感知时隙和公共感知时隙的数量。

[0051] 具体地，根据专用感知时隙的感知结果确定候选频段可以为：根据专用感知时隙的感知结果，确定已被占用的频段，并确定待检测频段中排除已被占用的频段之后剩余频段的优先级；根据优先级对剩余频段进行排序，并在排序后的剩余频段中选择一定数量的频段作为候选频段。举例来说，假设在专用感知时隙，中心节点采用能量检测方式，则专用感知时隙的感知结果反映的是待检测频段上测量到的功率大小；若部分待检测频段的功率大于预先设定的门限，则可以确定这些频段已被占用，将其排除。由于待检测频段中排除已被占用的频段之后剩余频段的测量功率越小，该剩余频段被占用的概率越低，即该剩余频段为空闲频段的概率越大，因此可以根据剩余频段的测量功率值确定剩余频段的优先级，剩余频段的测量功率值越小，优先级越高。然后根据该优先级对剩余频段进行排序，排序之后，可以根据当前的带宽需求和剩余频段的优先级，按照优先级由高到低的顺序，在排序后的剩余频段中选择一定数量的频段作为候选频段，例如选择小于预先设定的阈值个数的频段作为候选频段。

[0052] 步骤302，中心节点向感知节点发送感知调度指示，调度感知节点在公共感知时隙对候选频段进行感知；并且在该公共感知时隙，该中心节点也对候选频段进行感知。该感知调度指示包括下面信息中的一个或多个：

[0053] (1)分配给感知节点的需要其检测的候选频段的频率位置和带宽；

[0054] (2)感知持续时间；

[0055] (3)被感知信号的类型；

[0056] (4)对感知性能的要求。

[0057] 步骤303，中心节点获得该中心节点的候选频段的感知结果，并接收感知节点上报的感知结果。

[0058] 步骤304，中心节点根据感知节点上报的感知结果和该中心节点的候选频段的感知结果确定空闲频段。

[0059] 本实施例中，在专用感知时隙，仅中心节点对待检测频段进行感知，因此无信令开销；并且在公共感知时隙，由于排除了部分已被占用的频段，因此信令开销减少，从而实现了减少中心节点和感知节点的信令开销。另外，根据专用感知时隙的感知结果确定候选频段，提高了候选频段为空闲频段的可能性，因此需要感知节点进行感知的频段减少，降低了感知节点的总体功耗。并且，在公共感知时隙，中心节点参与候选频段的感知，最后根据感知节点上报的感知结果和该中心节点对该候选频段的感知结果确定空闲频段，提高了确定空闲频段的准确性。

[0060] 图4为本发明确定空闲频段的方法再一个实施例的流程图，该实施例介绍感知节点侧的处理流程，如图4所示，该实施例包括：

[0061] 步骤401，感知节点接收中心节点发送的感知调度指示，该感知调度指示用于指示该感知节点在公共感知时隙对候选频段进行感知。该感知调度指示包括下面信息中的一个或多个：

[0062] (1)分配给感知节点的需要其检测的候选频段的频率位置和带宽；

[0063] (2)感知持续时间；

[0064] (3)被感知信号的类型；

[0065] (4)对感知性能的要求。

[0066] 本实施例中，中心节点在专用感知时隙对待检测频段进行感知，根据感知结果确定候选频段，然后中心节点向感知节点发送感知调度指示，指示感知节点在公共感知时隙对候选频段进行感知。

[0067] 步骤402，根据感知调度指示，感知节点对候选频段进行感知。

[0068] 步骤403，感知节点向中心节点上报感知结果。然后，由中心节点根据感知节点上报的感知结果，确定空闲频段。

[0069] 本实施例中，感知节点不参与专用感知时隙的感知，只在公共感知时隙对候选频段进行感知，从而减少了信令开销。并且候选频段是中心节点根据专用感知时隙的感知结果确定的，提高了候选频段为空闲频段的可能性，因此感知节点需要进行感知的频段减少，降低了感知节点的总体功耗。

[0070] 本发明实施例提出的确定空闲频段的方法可以用在蜂窝网络中，这时中心节点可以位于基站、中继站和/或网关，而感知节点可以位于终端、基站、中继站和/或传感器节点等具有空中接口的节点。这时，在采用本发明实施例提出的方法确定空闲频段时，还需要根据中心节点的能力和感知类型确定是否在无线帧中设置至少一个静默期，以该静默期作为专用感知时隙或公共感知时隙。

[0071] 具体地，对于专用感知时隙，当中心节点具有同时进行频谱感知和数据传输的能力，且感知类型为带外感知时，则不需要在无线帧中设置静默期；

[0072] 当中心节点不具有同时进行频谱感知和数据传输的能力，并且感知类型为带外感知时，则确定需要在无线帧中设置至少一个静默期，并以静默期作为专用感知时隙，在该静默期中，中心节点停止接收正常的业务信号，而是接收待检测频段上的信号；

[0073] 当中心节点具有同时进行频谱感知和数据传输的能力，且感知类型为带内感知时，则不需要在无线帧中设置静默期，中心节点和感知节点只需要在待检测频段上保持静默，除待检测频段之外的其他频段上的正常业务不受影响；

[0074] 当中心节点不具有同时进行频谱感知和数据传输的能力，并且感知类型为带内感知时，则确定需要在无线帧中设置至少一个静默期，并以静默期作为专用感知时隙，在该静默期，中心节点停止接收正常的业务信号，而是接收待检测频段上的信号；当中心节点位于BS时，该BS所服务的终端的上行信号也应避开待检测频段。

[0075] 对于公共感知时隙，当中心节点具有同时进行频谱感知和数据传输的能力，且感知类型为带外感知时，无论中心节点是否参与公共感知时隙的感知，均不需要在无线帧中设置静默期；

[0076] 当中心节点不具有同时进行频谱感知和数据传输的能力，且感知类型为带外感知时，中心节点若要对候选频段进行感知，则确定需要在无线帧中设置至少一个静默期，以该静默期作为公共感知时隙，在该静默期中，中心节点需要停止接收正常的业务信号，而是接收候选频段上的信号；

[0077] 当中心节点具有同时进行频谱感知和数据传输的能力，且感知类型为带内感知时，无论中心节点是否参与公共感知时隙的感知，均不需要在无线帧中设置静默期，只需要中心节点和感知节点在候选频段上保持静默，而除候选频段之外的其他频段上的正常业务不受影响；

[0078] 当中心节点不具有同时进行频谱感知和数据传输的能力，且感知类型为带内感知时，中心节点若要对候选频段进行感知，则确定需要在无线帧中设置至少一个静默期，以该静默期作为公共感知时隙，在该静默期中，中心节点需要停止接收正常的业务信号，而是接收候选频段上的信号；如果中心节点不参与公共感知时隙的感知，则只需要在候选频段上保持静默，除候选频段之外的其他频段上的正常业务不受影响。

[0079] 在时分双工(Time Division Duplex；以下简称：TDD)系统中，由于设备能力的限制以及传播延时的影响，在无线帧的上行子帧到下行子帧转换的位置以及下行子帧到上行子帧转换的位置，需预留一定的保护时间，分别为收/发转换间隔(Receive/Transmit Transition Gap；以下简称：RTG)和发/收转换间隔(Transmit/Receive Transition Gap；以下简称：TTG)。RTG和TTG是TDD系统固有的开销。而上述静默期是认知无线电系统不可避免的信令开销，因此可以将RTG和/或TTG与静默期完全重叠或部分重叠，以减少总的信令开销。具体地，在TDD系统中，可以将上述静默期设置在无线帧中上行子帧和下行子帧相互转换的位置，并以该静默期作为上行子帧和下行子帧相互转换时的保护间隔，如图5所示，图5为本发明静默期设置位置一个实施例的示意图。

[0080] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

[0081] 图6为本发明中心节点一个实施例的结构示意图，该实施例的中心节点可以作为基站、中继站或网关，或者位于基站、中继站和网关中的一种或几种，例如：中心节点可以只位于基站上，也可以部分位于基站，部分位于网关，实现如本发明图1所示实施例的流程。

[0082] 如图6所示，该中心节点包括：宽带感知模块61、候选频段确定模块62、指示发送模块63、感知结果接收模块64和空闲频段确定模块65。

[0083] 本实施例中，将一个完整的感知周期分为至少一个专用感知时隙和至少一个公共感知时隙。图2为本发明感知周期一个实施例的结构示意图，图2中专用感知时隙和公共感知时隙的数量相同，但本发明实施例并不仅限于此，在实际应用时，可以根据实际需要灵活配置专用感知时隙和公共感知时隙的数量。

[0084] 其中，宽带感知模块61可以在专用感知时隙，对待检测频段进行感知；候选频段确定模块62可以根据宽带感知模块61的感知结果确定候选频段；指示发送模块63可以向感知节点发送感知调度指示，调度感知节点在公共感知时隙对候选频段确定模块62确定的候选频段进行感知；感知结果接收模块64接收感知节点上报的感知结果，然后由空闲频段确定模块65根据感知结果接收模块64接收的感知结果确定空闲频段。

[0085] 本实施例中的感知调度指示包括下面信息中的一个或多个：

[0086] (1)分配给感知节点的需要其检测的候选频段的频率位置和带宽；

[0087] (2)感知持续时间；

[0088] (3)被感知信号的类型；

[0089] (4)对感知性能的要求。

[0090] 本实施例中，在专用感知时隙，宽带感知模块61对待检测频段进行感知，感知节点不参与专用感知时隙的感知，因此无信令开销；并且候选频段确定模块62根据宽带感知模块61的感知结果确定候选频段，排除了部分已被占用的频段，因此减少了公共感知时隙的信令开销，从而实现了减少中心节点和感知节点的信令开销。另外，候选频段确定模块62根据宽带感知模块61的感知结果确定候选频段，提高了候选频段为空闲频段的可能性，因此需要感知节点进行感知的频段减少，降低了感知节点的总体功耗。

[0091] 图7为本发明中心节点另一个实施例的结构示意图，该实施例的中心节点可以作为基站、中继站或网关，或者位于基站、中继站和网关中的一种或几种，例如：中心节点可以只位于基站上，也可以部分位于基站，部分位于网关，实现如本发明图2所示实施例的流程。

[0092] 如图7所示，该中心节点包括：宽带感知模块71、候选频段确定模块72、指示发送模块73、感知结果接收模块74、空闲频段确定模块75和细感知模块76。

[0093] 本实施例中，将一个完整的感知周期分为至少一个专用感知时隙和至少一个公共感知时隙。图2为本发明感知周期一个实施例的结构示意图，图2中专用感知时隙和公共感知时隙的数量相同，但本发明实施例并不仅限于此，在实际应用时，可以根据实际需要灵活配置专用感知时隙和公共感知时隙的数量。

[0094] 其中，宽带感知模块71可以在专用感知时隙，对待检测频段进行感知；候选频段确定模块72可以根据宽带感知模块71的感知结果确定候选频段；指示发送模块73可以向感知节点发送感知调度指示，调度感知节点对候选频段确定模块72确定的候选频段进行感知；在公共感知时隙结束之后，感知结果接收模块74接收感知节点上报的感知结果，然后由空闲频段确定模块75根据感知结果接收模块74接收的感知结果确定空闲频段。

[0095] 本实施例中的感知调度指示包括下面信息中的一个或多个：

[0096] (1)分配给感知节点的需要其检测的候选频段的频率位置和带宽；

[0097] (2)感知持续时间；

[0098] (3)被感知信号的类型；

[0099] (4)对感知性能的要求。

[0100] 其中，候选频段确定模块72可以包括确定子模块721、排序子模块722和选择子模块723。确定子模块721可以根据宽带感知模块71的感知结果，确定已被占用的频段；排序子模块722可以对待检测频段中排除上述已被占用的频段之后的剩余频段进行优先级排序，然后，选择子模块723可以在排序子模块722排序后的上述剩余频段中选择一定数量的频段作为候选频段。举例来说，假设在专用感知时隙，中心节点采用能量检测方式，则专用感知时隙的感知结果反映的是待检测频段上测量到的功率大小；若部分待检测频段的功率大于预先设定的门限，则确定子模块721可以确定这些频段已被占用，将其排除。由于待检测频段中排除已被占用的频段之后剩余频段的测量功率越小，该剩余频段被占用的概率越低，即该剩余频段为空闲频段的概率越大，因此确定子模块721可以根据剩余频段的测量功率值确定剩余频段的优先级，剩余频段的测量功率值越小，优先级越高。然后排序子模块722根据该优先级对剩余频段进行排序，排序之后，选择子模块723根据当前的带宽需求和确定子模块721确定的剩余频段的优先级，按照优先级由高到低的顺序，在排序后的剩余频段中选择一定数量的频段作为候选频段，例如选择小于预先设定的阈值个数的频段作为候选频段。

[0101] 该中心节点还可以包括：细感知模块76。细感知模块76可以在公共感知时隙，对候选频段进行感知，并在公共感知时隙结束之后，获得候选频段的感知结果；这时，空闲频段确定模块75可以进一步根据细感知模块76获得的候选频段的感知结果确定空闲频段，即空闲频段确定模块75可以根据感知结果接收模块74接收的感知结果和细感知模块76获得的候选频段的感知结果确定空闲频段。

[0102] 本实施例中，在专用感知时隙，宽带感知模块71对待检测频段进行感知，感知节点不参与专用感知时隙的感知，因此无信令开销；并且候选频段确定模块72根据宽带感知模块71的感知结果确定候选频段，排除了部分已被占用的频段，因此减少了公共感知时隙的信令开销，从而实现了减少中心节点和感知节点的信令开销。另外，候选频段确定模块72根据宽带感知模块71的感知结果确定候选频段，提高了候选频段为空闲频段的可能性，因此感知节点需要进行感知的频段减少，降低了感知节点的总体功耗。并且，在公共感知时隙，细感知模块76对候选频段进行感知，最后空闲频段确定模块75根据感知结果接收模块
74接收的感知结果和细感知模块76获得的候选频段的感知结果确定空闲频段，提高了确定空闲频段的准确性。

[0103] 需要说明的是，在图6或图7所示的中心节点中，图6中的宽带感知模块61，或者图7中的宽带感知模块71和细感知模块76可以和其他信号的接收共用一个接收机；也可以在中心节点中单独设置感知接收机，这时中心节点具有同时进行频谱感知和数据传输的能力，图6中的宽带感知模块61，或者图7中的宽带感知模块71和细感知模块76无需与其他信号的接收共用接收机。

[0104] 图8为本发明感知节点一个实施例的结构示意图，该实施例的感知节点可以作为具有空中接口的节点，或者位于具有空中接口的节点中，实现如本发明图4所示实施例的流程；具有空中接口的节点包括终端、基站、中继站和传感器节点等。如图8所示，该感知节点包括：接收模块81、感知模块82和上报模块83。

[0105] 其中，接收模块81用于接收中心节点发送的感知调度指示，该感知调度指示用于指示感知节点在公共感知时隙对候选频段进行感知。本实施例中，中心节点在专用感知时隙对待检测频段进行感知，根据感知结果确定候选频段，然后在公共感知时隙，中心节点向感知节点发送感知调度指示，指示感知节点对候选频段进行感知，接收模块81接收该感知调度指示。

[0106] 本实施例中的感知调度指示包括下面信息中的一个或多个：

[0107] (1)分配给感知节点的需要其检测的候选频段的频率位置和带宽；

[0108] (2)感知持续时间；

[0109] (3)被感知信号的类型；

[0110] (4)对感知性能的要求。

[0111] 在接收模块81接收到感知调度指示之后，感知模块82可以根据接收模块81接收的感知调度指示，对候选频段进行感知；然后在公共感知时隙结束之后，上报模块83向中心节点上报感知模块82的感知结果。然后，由中心节点根据上报模块83上报的感知结果，确定空闲频段。

[0112] 本实施例中，感知节点的感知模块82不参与专用感知时隙的感知，只在公共感知时隙对候选频段进行感知，从而减少了信令开销。并且候选频段是中心节点根据专用感知时隙的感知结果确定的，提高了候选频段为空闲频段的可能性，因此感知模块82需要进行感知的频段减少，降低了感知节点的总体功耗。

[0113] 图9为本发明确定空闲频段的系统一个实施例的结构示意图，该实施例的确定空闲频段的系统可以作为一个认知无线电系统或作为一个认知无线电系统的一部分。如图9所示，该系统包括一个中心节点91和至少一个感知节点92。

[0114] 本实施例中，将一个完整的感知周期分为至少一个专用感知时隙和至少一个公共感知时隙。图2为本发明感知周期一个实施例的结构示意图，图2中专用感知时隙和公共感知时隙的数量相同，但本发明实施例并不仅限于此，在实际应用时，可以根据实际需要灵活配置专用感知时隙和公共感知时隙的数量。

[0115] 中心节点91在专用感知时隙，对待检测频段进行感知，根据专用感知时隙的感知结果确定候选频段；然后，中心节点91向感知节点92发送感知调度指示，调度感知节点92在公共感知时隙对候选频段进行感知，并接收感知节点92上报的感知结果，根据感知节点92上报的感知结果确定空闲频段；

[0116] 感知节点92接收中心节点91发送的感知调度指示，该感知调度指示用于指示感知节点92在公共感知时隙对候选频段进行感知；根据该感知调度指示，感知节点92对候选频段进行感知，并向中心节点91上报感知结果。

[0117] 另外，中心节点91也可以在公共感知时隙，对候选频段进行感知，并获得候选频段的感知结果；这时，中心节点91可以根据感知节点92上报的感知结果和上述候选频段的感知结果确定空闲频段。

[0118] 具体地，中心节点91可以由图6或图7所示的中心节点实现，感知节点92可以由图8所示的感知节点实现。

[0119] 本实施例中，在专用感知时隙，仅中心节点91对待检测频段进行感知，因此无信令开销；并且在公共感知时隙，由于排除了部分已被占用的频段，因此信令开销减少，从而实现了减少中心节点91和感知节点92的信令开销。另外，中心节点91利用专用感知时隙的感知结果确定候选频段，提高了候选频段为空闲频段的可能性，因此感知节点92需要进行感知的频段减少，降低了感知节点92的总体功耗。并且，在公共感知时隙，中心节点91可以参与候选频段的感知，最后根据感知节点92上报的感知结果和该中心节点91对该候选频段的感知结果确定空闲频段，提高了确定空闲频段的准确性。

[0120] 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。

[0121] 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。

[0122] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。