Detección de espacio en blanco de radio.

Un método de operación de un equipo de usuario (501) que comprende un receptor (505),

el método que comprende:

obtener información acerca de un conjunto de canales a ser detectados en un proceso de detección (401), en donde cada canal está asociado con una respectiva de una pluralidad de radiofrecuencias;

operar el receptor para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente dos o más de los canales incluidos en el conjunto de canales;

medir un nivel de potencia total de los dos o más canales detectados;

generar un resultado de comparación comparando el nivel de potencia total de los dos o más canales detectados con un primer nivel de potencia predeterminado; y

controlar el equipo de usuario en base al resultado de la comparación,

en donde:

la información acerca del conjunto de canales a ser detectados es información que define una gama contigua de frecuencias que se extienden en un ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con dos o más canales; y

operar el receptor para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente dos o más de los canales incluidos en el conjunto de canales comprende operar (403) el receptor para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales;

caracterizado porque:

el control del equipo de usuario en base al resultado de la comparación comprende:

si (405) el nivel de potencia total de la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales no es menor que el nivel de potencia predeterminado, entonces dividir (413) la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales en dos o más gamas de frecuencias contiguas más pequeñas, cada una que se extiende en un ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con al menos un canal; y

detectar (415, 417, 419, 421) si cada una de las gamas contiguas de frecuencia está asociada con un nivel de potencia recibido que es menor que uno respectivo de una pluralidad de niveles de potencia predeterminados que son cada uno menores que el primer nivel de potencia predeterminado.

Detección de espacio en blanco de radio ANTECEDENTES La presente invención se refiere a comunicaciones inalámbricas, y más particularmente a la detección de transmisiones inalámbricas desde un usuario de un recurso espectral.

El espectro radio es un recurso limitado que se debería compartir entre muchos tipos diferentes de equipos tales como equipos celulares, de red de hogar, de difusión, y de comunicaciones militares. Históricamente, cada parte del espectro radio ha estado asignada a un cierto uso (llamado uso “con licencia” y/o “primario”) . Esta estrategia ha provocado que todas las aplicaciones/usos no sean permitidos en la frecuencia portadora asignada excepto para aquellas aplicaciones incluidas en el acuerdo de licencia. En la práctica, esto provoca que grandes partes del espectro radio no sean usadas la mayor parte del tiempo. Por ejemplo, en la banda de Frecuencia Ultra Alta (UHF) , donde tienen lugar difusiones de TV, grandes áreas geográficas están sin usar, principalmente debido a la gran potencia de salida necesaria para tales aplicaciones; esta gran potencia de salida obliga a una distancia de reutilización grande a fin de minimizar el riesgo de interferencia. Un ejemplo de tales áreas geográficas dentro de Escandinavia se ilustra en la FIGURA 1. En la FIGURA 1, las áreas sombreadas representan ubicaciones geográficas en las que una frecuencia portadora dada está siendo usada por un usuario con licencia (por ejemplo, por un TV de Radiodifusión) . En las áreas restantes, los denominados “espacios en blanco”, se asigna una frecuencia portadora dada al usuario con licencia pero no está siendo realmente usada por ese usuario.

A fin de hacer un mejor uso de los recursos espectrales con licencia, algunos países, en el futuro, permitirán servicios sin licencia (denominados usos “secundarios”) que tengan lugar en áreas (llamadas “espacios en blanco”) en las que el usuario con licencia (primario o “tradicional”) no está transmitiendo. No obstante, el usuario primario siempre tendrá prioridad para el uso del espectro con la exclusión de otros. Por lo tanto, necesita estar en el lugar algún tipo de mecanismo para asegurar que los usuarios sin licencia no están causando interferencia al usuario con licencia.

Un mecanismo es instalar la red sin licencia en un área geográfica donde se conocen al menos partes del espectro con licencia que están sin usar.

No obstante, incluso se puede hacer más uso del espacio en blanco si el mecanismo de no interferencia adopta una estrategia de detección en la que opera sobre la frecuencia (o frecuencias) con licencia en el espacio en blanco solamente siempre y cuando no se detecten transmisiones de usuario sin licencia, y cesa tal operación tan pronto como se detectan transmisiones de usuario con licencia. En este contexto, cesar la operación puede significar cesar toda operación, o alternativamente puede significar cesar la operación solamente en aquellas frecuencias que se detectan como que están “en uso”, y de otro modo continuar operando en otras frecuencias en el espacio en blanco. La detección de potencia u otras mediciones de intensidad de señal indicativas de la potencia que se presenta en una banda de frecuencia dada se usa para indicar un uso activo en ese espectro radio. Un ejemplo de un sistema de espacio en blanco que se estandariza actualmente es el IEEE 802.22.

Otra consideración con respecto a la detección de transmisiones de usuario con licencia es la colocación de los sensores. Cuando el uso secundario (por ejemplo, sin licencia) es para telecomunicaciones celulares, una solución es incluir los sensores en la estación base del sistema de comunicación móvil. Algunas veces, los propios sensores de la estación base (o la red) no proporcionan bastante información (por ejemplo, información acerca de las posiciones geográficas de los transmisores de espacio en blanco activos) para que las estaciones base tengan una imagen clara de la disponibilidad de espectro de espacio en blanco como una función de la posición geográfica. Sin esta información, es difícil para una estación base usar el espacio en blanco completamente. Para compensar esta carencia de información, puede ser necesario imponer márgenes de seguridad bastante amplios (por ejemplo con respecto a la frecuencia y/o potencia) a fin de impedir la interferencia de los usuarios sin licencia con el uso del usuario primario (con licencia) de frecuencias de espacio en blanco.

Como alternativa de situar los sensores en la estación base, se pueden distribuir sensores dedicados en todo el espacio en blanco. No obstante, esto aumenta la complejidad y coste de implementación de la red dentro del espacio en blanco.

Una forma alternativa de lograr un conjunto distribuido de sensores en todo el espacio en blanco es haber realizado la detección por cada uno de los terminales móviles que están situados dentro del espacio en blanco. Cada uno de estos terminales móviles realiza una operación de detección, e informa de sus descubrimientos al nodo principal (por ejemplo, la estación base de servicio del terminal móvil) , los descubrimientos que son o bien en forma de datos en bruto o bien como algún tipo de datos procesados.

Un problema que se encuentra con respecto al escenario radio de espacio en blanco es la carencia de regulación cuando se trata de fuentes de interferencia. Dado que esta información no se conoce por el sistema, se debe

recoger y analizar información acerca del espectro disponible por el sistema antes de iniciar cualquier transmisión de datos. Más particularmente, en un escenario radio de espacio en blanco, un Equipo de Usuario (UE) , que actúa en la capacidad del sensor de espacio en blanco, puede ser responsable de usar su (s) propia (s) antena (s) para detectar (medir) la potencia recibida de señales radio dentro de diferentes partes del espectro radio. Por ejemplo, un UE puede tener la tarea de detectar qué canales de DVB-T tienen una potencia recibida por encima de algún cierto umbral. (El patrón de donde los canales pueden aparecer en el espectro se conoce sin duda) . Uno también podría considerar el uso de un sistema de posicionamiento como GPS en combinación con una base de datos (por ejemplo, almacenada en el UE y opcionalmente recibida desde un servidor) para permitir que sean puestos a disposición detalles adicionales con respecto a los patrones de uso del canal esperados con respecto a una posición dada.

Hoy en día, este tipo de función de detección se puede realizar en un canal a la vez. La detección de un único canal se permite que continúe hasta que la probabilidad de tener una potencia recibida por encima de un cierto umbral es menor que algún umbral de probabilidad aceptable. No obstante, el tiempo gastado detectando cada canal único uno por uno tiene sentido, provocando bastante tiempo para la tarea de detección total. La tarea de detección puede consumir de esta manera una gran cantidad de tiempo, recursos de procesador y/o batería, especialmente si tiene que ser hecha a menudo y para un espectro total grande.

Blaschke V. et al., “A Cognitive Radio Receiver Supporting Wide-Band Sensing”, TALLERES DE COMUNICACIONES, 2008, TALLERES ICC ’08, CONFERENCIA INTERNACIONAL DEL IEEE, IEEE, Piscataway, NJ, EE.UU., 19 de mayo de 2008, páginas 499-503, XP031265288, ISBN: 978-1-4244-2052-0 describe una técnica de detección de banda ancha en la que la banda se divide en un número de sub bandas, que se detectan. En base a las mediciones tomadas en la gama de frecuencia entre 41 MHz y 910 MHz se descubren requisitos para convertidores analógico a digital de radios cognitivas. Adicionalmente, los resultados de la medición se analizan con respecto a escenarios de asignación esperados y sus impactos en detección espectral. Derivado de estos resultados y de una comparación de mecanismos de detección espectral general, se presenta un planteamiento para un receptor radio cognitivo que permite detección de banda ancha. Similar información se presenta en Shi Quan et al., “Optimal Multiband Joint Detection for Spectrum Sensing in Cognitive Radio Network”, TRANSACCIONES DEL IEEEEN PROCESAMIENTO DE SEÑAL, Centro de Servicio del IEEE, Nueva York, NY, EE.UU., vol. 57, nº 3, 1 de marzo de 2009, páginas 1.128-1.140, XP011248851, ISSN: 1053-587X.

Por lo tanto es deseable tener formas de detección en el UE que ahorren tiempo, recursos de procesador, y/o recursos de batería comparado con las formas de hacerlo hoy en día.

COMPENDIO Se debería enfatizar que los términos “comprende” y “que comprende”, cuando se usan en esta especificación, se toman para especificar la presencia... [Seguir leyendo]

1. Un método de operación de un equipo de usuario (501) que comprende un receptor (505) , el método que comprende:

obtener información acerca de un conjunto de canales a ser detectados en un proceso de detección (401) , en donde cada canal está asociado con una respectiva de una pluralidad de radiofrecuencias; operar el receptor para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente dos o más de los canales incluidos en el conjunto de canales; medir un nivel de potencia total de los dos o más canales detectados; generar un resultado de comparación comparando el nivel de potencia total de los dos o más canales detectados con un primer nivel de potencia predeterminado; y controlar el equipo de usuario en base al resultado de la comparación, en donde:

la información acerca del conjunto de canales a ser detectados es información que define una gama contigua de frecuencias que se extienden en un ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con dos o más canales; y operar el receptor para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente dos o más de los canales incluidos en el conjunto de canales comprende operar (403) el receptor para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales; caracterizado porque:

el control del equipo de usuario en base al resultado de la comparación comprende:

si (405) el nivel de potencia total de la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales no es menor que el nivel de potencia predeterminado, entonces dividir (413) la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales en dos o más gamas de frecuencias contiguas más pequeñas, cada una que se extiende en un ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con al menos un canal; y detectar (415, 417, 419, 421) si cada una de las gamas contiguas de frecuencia está asociada con un nivel de potencia recibido que es menor que uno respectivo de una pluralidad de niveles de potencia predeterminados que son cada uno menores que el primer nivel de potencia predeterminado.

2. El método de la reivindicación 1, en donde controlar el equipo de usuario en base al resultado de la comparación comprende:

para la duración del proceso de detección, inhibir (407) la detección adicional de la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales si el nivel de potencia total de la gama contigua detectada de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales es menor que el nivel de potencia predeterminado.

3. El método de la reivindicación 2, que comprende:

indicar (407) que la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas a los dos o más canales no está en uso por el equipo de transmisión externo si el nivel de potencia total de la gama contigua detectada de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales es menor que el nivel de potencia predeterminado.

4. El método de la reivindicación 1, en donde:

al menos una de las gamas contiguas más pequeñas de frecuencias se extiende en un ancho de banda lo bastante grande para ser asociada con dos o más canales; y el método comprende, para cada una de las gamas contiguas más pequeñas de frecuencias que se extienden en un ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con dos o más canales, operar el receptor (419) para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente la gama contigua más pequeña de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales.

5. El método de la reivindicación 1, en donde la pluralidad de niveles de potencia predeterminados que son cada uno menores que el primer nivel de potencia predeterminado son unos iguales a otros.

6. Un aparato para operar un equipo de usuario (501) que comprende un receptor (505) , el aparato que comprende:

circuitería configurada para obtener información acerca de un conjunto de canales a ser detectado en un proceso de detección (401) , en donde cada canal está asociado con una respectiva de una pluralidad de radiofrecuencias; circuitería configurada para operar el receptor para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente dos o más de los canales incluidos en el conjunto de canales; circuitería configurada para medir un nivel de potencia total de los dos o más canales detectados; circuitería configurada para generar un resultado de comparación comparando el nivel de potencia total de los dos o más canales detectados con un primer nivel de potencia predeterminado; y circuitería configurada para controlar el equipo de usuario en base al resultado de la comparación, en donde la información acerca del conjunto de canales a ser detectados es información que define una gama contigua de frecuencias que se extienden en un ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con dos o más canales; y la circuitería configurada para operar el receptor para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente dos o más de los canales incluidos en el conjunto de canales comprende circuitería configurada para operar (403) el receptor para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales;

caracterizado porque:

la circuitería configurada para controlar el equipo de usuario en base al resultado de la comparación comprende:

circuitería configurada para dividir (413) la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales en dos o más gamas contiguas más pequeñas de frecuencias, cada una que se extiende en un ancho de banda lo bastante grande para ser asociada con a menos un canal, si (405) el nivel de potencia total de la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales no es menor que el nivel de potencia predeterminado; y circuitería configurada para detectar (415, 417, 419, 421) si cada una de las gamas contiguas más pequeñas de frecuencias está asociada con un nivel de potencia recibido que es menor que uno respectivo de una pluralidad de niveles de potencia predeterminados que son cada uno menores que el primer nivel de potencia predeterminado.

7. El aparato de la reivindicación 6, en donde la circuitería configurada para controlar el equipo de usuario en base al resultado de la comparación comprende:

circuitería configurada para inhibir (407) la detección adicional de la gama contigua de frecuencias que se extiende en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales durante la duración del proceso de detección si el nivel de potencia total de la gama contigua detectada de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales es menor que el nivel de potencia predeterminado.

8. El aparato de la reivindicación 7, que comprende:

circuitería configurada para indicar (407) que la gama contigua de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales no está en uso por equipo de transmisión externo si el nivel de potencia total de la gama contigua detectada de frecuencias que se extienden en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales es menor que el nivel de potencia predeterminado.

9. El aparato de la reivindicación 6, en donde:

al menos una de las gamas contiguas más pequeñas de frecuencias se extienden en un ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con dos o más canales; y el aparato comprende, circuitería configurada para operar el receptor (419) para obtener una señal de radiofrecuencia detectando simultáneamente la gama contigua más pequeña de frecuencias que se extiende en el ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con los dos o más canales para cada una de las gamas contiguas más pequeñas de frecuencias que se extiende en un ancho de banda lo bastante grande para ser asociadas con dos o más canales.

10. El aparato de la reivindicación 6, en donde la pluralidad de niveles de potencia predeterminados que son cada uno menores que el primer nivel de potencia predeterminado son unos iguales a otros.