发明创造名称：一种频谱感知方法及装置
外观设计名称：
决定号：184104
决定日：2019-07-09
委内编号：1F271006
优先权日：
申请（专利）号：201610056892.6
申请日：2016-01-27
复审请求人：北京邮电大学
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：耿文慧
合议组组长：喻文芳
参审员：申砾
国际分类号：H04B17/382
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案相对于一篇对比文件存在区别特征，但现有技术中给出了将上述区别特征应用到该对比文件以解决其存在的技术问题的启示，这种启示会使本领域的技术人员在面对所述技术问题时，有动机改进该对比文件的技术方案以获得该项权利要求请求保护的技术方案，则该项权利要求的技术方案是显而易见的，不具备创造性。
全文：
本复审请求审查决定涉及申请号为201610056892.6，名称为“一种频谱感知方法及装置”的发明专利申请（下称本申请）。申请人为北京邮电大学。本申请的申请日为2016年01月27日，公开日为2016年06月29日。
经实质审查，国家知识产权局实质审查部门于2018年09月27日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：本申请权利要求1-8不符合专利法第22条第3款的规定。其中引用的对比文件为：
对比文件1：CN104253659A，公开日为2014年12月31日。
驳回决定所依据的文本为：申请人于2018年06月27日提交的权利要求第1-8项；2016年01月27日提交的说明书第1-116段（即第1-12页），说明书附图第1-3页，说明书摘要及摘要附图。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种频谱感知方法，其特征在于，所述方法包括： 按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；根据所述N个采样信号，获得所述N个采样信号的相位差的方差；根据所述方差以及预设判决门限，确定所述目标频段是否被占用；其中，当相位差的方差落入区间[π2/3-ψ,π2/3 ψ]，确定所述目标频段未被占用；否则，确定所述目标频段被占用；所述ψ为所述预设判决门限；所述预设判决门限，其中，Pf为虚警概率，erfc-1为余补误差函数的反函数，K为采样长度。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号，包括：
按照奈奎斯特采样频率，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；其中，所述N个采样信号中的一个采样信号式中，k＝1，2，……，N，T为采样间隔，s(kT)为采样前信号，fc为下变频之后剩余的载波频率，h(kT)为信道衰落，n(kT)为高斯噪声。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述N个采样信号，获得所述N个采样信号的相位差的方差，包括：
所述N个采样信号的相位差的方差其中，θk为相邻先后两次采样得到的采样信号的相位差，θk＝(βk 1-βk)mod 2π，其中，βk为采样信号r(k)的相位，Re(r(k))，Im(r(k))分别为采样信号r(k)的实部和虚部。
4. 根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述方差以及预设判决门限，确定所述目标频段是否被占用，包括：
判断所述方差与所述预设判决门限之差的绝对值是否不大于第一预设值；
如果是，确定所述目标频段没有被占用；
如果否，确定所述目标频段被占用。
5. 一种频谱感知装置，其特征在于，所述装置包括：
采样信号获得模块，用于按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；
方差获得模块，用于根据所述N个采样信号，获得所述N个采样信号的相位差的方差；
频谱感知模块，用于根据所述方差以及预设判决门限，确定所述目标频段是否被占用；其中，当相位差的方差落入区间[π2/3-ψ,π2/3 ψ]，确定所述目标频段未被占用；否则，确定所述目标频段被占用；所述ψ为所述预设判决门限；所述预设判决门限其中，Pf为虚警概率，erfc-1为余补误差函数的反函数，K为采样长度。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述采样信号获得模块，具体用于：
按照奈奎斯特采样频率，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；其中，所述N个采样信号中的一个采样信号式中，k＝1，2，……，N，T为采样间隔，s(kT)为采样前信号，fc为下变频之后剩余的载波频率，h(kT)为信道衰落，n(kT)为高斯噪声。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述方差获得模块，具体用于：
所述N个采样信号的相位差的方差其中，θk为相邻先后两次采样得到的采样信号的相位差，θk＝(βk 1-βk)mod 2π，其中，βk为采样信号r(k)的相位，Re(r(k))，Im(r(k))分别为采样信号r(k)的实部和虚部。
8. 根据权利要求5至7任意一项所述的装置，其特征在于，所述频谱感知模块，具体用于：
判断所述方差与所述预设判决门限之差的绝对值是否不大于第一预设值；
如果是，确定所述目标频段没有被占用；
如果否，确定所述目标频段被占用。”
驳回决定指出：1、独立权利要求1相对于对比文件1和公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。2、从属权利要求2-4的附加技术特征或者被对比文件1公开，或者属于本领域的公知常识，因此在其引用的独立权利要求不具备创造性的情况下，从属权利要求2-4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。3、权利要求5-8是与权利要求1-4对应的装置权利要求，因此也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月11日向国家知识产权局提出了复审请求，同时提交了权利要求书的全文修改替换页，在权利要求1中增加了权利要求2、3的附加技术特征以及说明书部分内容，在权利要求5中增加了权利要求6、7的附加技术特征以及说明书部分内容，删除了权利要求2、3、6、7，并适应性修改了权利要求的编号和引用关系，形成新的权利要求1-4。复审请求人认为：修改后的权利要求1相对于对比文件1具有多项区别特征：对比文件1中的相位邻差累加量的表达式与本申请相位差的方差的表达式不同，本申请的方差用于衡量数据稳定性，对比文件1的相位邻差累加量无法用来衡量数量稳定性，二者作用并不相同，本领域技术人员不会想到利用相位差方差来参与判决。在此基础上，本领域技术人员不会想到利用该区间确定频段是否被占用。还有，预设判决门限设定和噪声无关，不需要估计噪声功率。另外，对比文件1未公开通过相位差分布函数计算噪声干扰下信号的相位差，以及按照奈奎斯特采样频率采样。
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年01月21日依法受理了该复审请求，并将其转送至实质审查部门进行前置审查。
实质审查部门在前置审查意见书中认为，权利要求1-4仍不具备专利法第22条第3款规定的创造性，因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年04月15日向复审请求人发出复审通知书。该复审通知书所针对的审查文本为：复审请求人于2019年01月11日提交的权利要求第1-4项；2016年01月27日提交的说明书第1-12页，说明书附图第1-3页，说明书摘要及摘要附图。该复审通知书引用的对比文件与驳回决定引用的对比文件相同，即对比文件1。复审通知书中指出：独立权利要求1、3相对于对比文件1和公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性；从属权利要求2、4的附加技术特征已被对比文件1公开，因此在其引用的独立权利要求不具备创造性的情况下，从属权利要求2、4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。同时，针对复审请求人的意见进行了相应评述。
复审请求人于2019年05月17日提交了意见陈述书，并提交了权利要求书的全文修改替换页，对独立权利要求1、3进行了修改，补入了特征“确定检测的频带是空白的”，该特征的补入没有使得独立权利要求1、3的技术方案发生实质性的改变。修改后的权利要求1、3的内容如下：
“1. 一种频谱感知方法，其特征在于，所述方法包括：
按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；
根据所述N个采样信号，获得所述N个采样信号的相位差的方差；
根据所述方差以及预设判决门限，确定所述目标频段是否被占用；其中，当相位差的方差落入区间[π2/3-ψ,π2/3 ψ]，确定检测的频带是空白的，并确定所述目标频段未被占用；否则，确定所述目标频段被占用；所述ψ为所述预设判决门限；所述预设判决门限其中，Pf为虚警概率，erfc-1为余补误差函数的反函数，K为采样长度；
所述按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号，包括：
按照奈奎斯特采样频率，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；其中，所述N个采样信号中的一个采样信号式中，k＝1，2，……，N，T为采样间隔，s(kT)为采样前信号，fc为下变频之后剩余的载波频率，h(kT)为信道衰落，n(kT)为高斯噪声；
所述根据所述N个采样信号，获得所述N个采样信号的相位差的方差，包括：
所述N个采样信号的相位差的方差其中，θk为相邻先后两次采样得到的采样信号的相位差，θk＝(βk 1-βk)mod2π，其中，βk为采样信号r(k)的相位，Re(r(k))，Im(r(k))分别为采样信号r(k)的实部和虚部；
噪声干扰下信号的相位差分布函数包括，
式中：E＝U-Vsint-WcosΔηcost，
Δη＝ΔΘ-θk，
γk代表在第k个采样间隔的信噪比SNR；ΔΘ代表在没有瑞利衰落和噪声的情况下第k个采样点和第k 1个采样点之间的相位差。”
“3. 一种频谱感知装置，其特征在于，所述装置包括：
采样信号获得模块，用于按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；
方差获得模块，用于根据所述N个采样信号，获得所述N个采样信号的相位 差的方差；
频谱感知模块，用于根据所述方差以及预设判决门限，确定所述目标频段是否被占用；其中，当相位差的方差落入区间[π2/3-ψ,π2/3 ψ]，确定检测的频带是空白的，并确定所述目标频段未被占用；否则，确定所述目标频段被占用；所述ψ为所述预设判决门限；所述预设判决门限其中，Pf为虚警概率，erfc-1为余补误差函数的反函数，K为采样长度；
所述采样信号获得模块，具体用于：
按照奈奎斯特采样频率，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号；其中，所述N个采样信号中的一个采样信号式中，k＝1，2，……，N，T为采样间隔，s(kT)为采样前信号，fc为下变频之后剩余的载波频率，h(kT)为信道衰落，n(kT)为高斯噪声；
所述方差获得模块，具体用于：
所述N个采样信号的相位差的方差其中，θk为相邻先后两次采样得到的采样信号的相位差，θk＝(βk 1-βk)mod2π，其中，βk为采样信号r(k)的相位，Re(r(k))，Im(r(k))分别为采样信号r(k)的实部和虚部；
噪声干扰下信号的相位差分布函数包括，
式中：E＝U-Vsint-WcosΔηcost，
Δη＝ΔΘ-θk，
γk代表在第k个采样间隔的信噪比SNR；ΔΘ代表在没有瑞利衰落和噪声的情况下第k个采样点和第k 1个采样点之间的相位差。”
复审请求人在意见陈述书中认为：修改后的权利要求1相对于对比文件1具有多项区别特征，对比文件1未公开通过相位差分布函数计算噪声干扰下信号的相位差；对比文件1中的相位邻差累加量的表达式与本申请相位差的方差的表达式不同，本申请的方差用于衡量数据稳定性，对比文件1的相位邻差累加量无法用来衡量数量稳定性，二者作用并不相同，计算量也不同，本领域技术人员不会想到利用相位差方差来参与判决；本申请公开了相位差方差的落入区间，通过判断是否落入该区间来确定频带是否空白，目标频段是否被占用；还有，预设判决门限设定和噪声无关，不需要估计噪声功率。因此，修改后的权利要求1具备创造性。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本的认定
复审请求人于2019年05月17日答复复审通知书时提交了权利要求书全文修改替换页。本复审请求审查决定所依据的文本为：复审请求人于2019年05月17日提交的权利要求第1-4项；2016年01月27日提交的说明书第1-12页，说明书附图第1-3页，说明书摘要以及摘要附图。经审查，上述修改文本的修改之处符合专利法第33条的规定。
（二）关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
本复审请求审查决定所引用的对比文件与驳回决定及复审通知书中引用的对比文件相同，即：
对比文件1：CN104253659A，公开日为2014年12月31日。
1.权利要求1请求保护一种频谱感知方法。对比文件1公开了一种频谱检测方法及其装置（参见对比文件1的说明书第32-101段）：该方法包括：
步骤S1，对接收信号进行自干扰抑制计算，得到采样信号。
步骤S2，根据采样信号的采样码片的相位邻差的个数和预设的虚警概率，计算判决门限；判决门限：，其中为余补误差函数的反函数，采样码片长度的相位邻差的个数为N。
步骤S3，计算采样码片的相位邻差，并计算相位邻差的均值。
其中，步骤S3包括步骤S31，计算所述采样信号的每个采样码片的相位，根据定义的采样信号r(nT)，计算采样信号的每个采样码片的相位：
，
其中，Re(r(n))和Im(r(n))分别是采样信号的实部和虚部，(?)mod2π是为了保证计算的相位在[0,2π]的区间内；步骤S32，根据计算的采样信号的每个采样码片的相位，计算采样码片的相位邻差，并且相位邻差的计算公式为：
；
步骤S33，计算相位邻差的均值：。
步骤S4，计算邻近信号相位差累加量：。
步骤S5，根据相位邻差累加量和判决门限判定主用户是否存在。
具体的，步骤S5包括S51：计算邻近相位差累加量与的差的绝对值，即；S52：比较的值与判决门限的数值大小；S53：若，判定主用户信号存在；否则判定所述主用户信号不存在。
权利要求1的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别特征在于：
（1）按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号包括：按照奈奎斯特采样频率，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号，其中，所述N个采样信号中的一个采样信号，式中，k=1,2，……，N，T为采样间隔，s(kT)为采样前信号，为下变频之后剩余的载波频率，h(kT)为信道衰落，n(kT)为高斯噪声；
（2）获得所述N个采样信号的相位差的方差，所述N个采样信号的相位差的方差；所述预设判决门限，其中K为采样长度；当相位差的方差落入区间，确定检测的频带是空白的，并确定目标频段未被占用，否则，确定所述目标频段被占用，所述为所述预设判决门限；
（3）噪声干扰下信号的相位差分布函数包括：，式中，，，，，，，代表在第k个采样间隔的信噪比SNR，代表在没有瑞利衰落和噪声的情况下第k个采样点和第k 1个采样点之间的相位差。
基于上述区别特征，可以确定权利要求1实际解决的技术问题是：如何确保采样信号相位差的数据稳定度从而感知频段。
对于区别特征（1），为了得到采样信号，根据奈奎斯特采样频率进行采样，获得如区别特征（1）中所述的采样信号表达式，是本领域惯用的信号采样手段。
对于区别特征（2），本申请中利用相位差的方差和判决门限来确定频带是否空白，是否被占用，对比文件1是基于相位差累加量和判决门限来确定频带是否空白，是否被占用，但根据本申请记载的相位差的方差的计算公式，以及对比文件1中记载的相位差累加量的计算公式可以看出，相位差的方差与相位差累加量均为相位差的函数，二者区别仅在于一个常量系数，并且根据其计算公式可知，二者均反映了信号相位差距离其均值的偏离程度以及相位差的稳定度，均可用作区分信号与噪声的参量。因此，在进行频谱感知时，将相位差累加量这一参量替换为相位差的方差，属于本领域惯用的替换手段。在此基础上，根据两个参量之间存在的系数差别，相应调整判决门限的系数和判决区间的值，属于本领域惯用的计算调整手段。
对于区别特征（3），该特征中所述的分布函数为本领域中常见的、噪声干扰下信号相位差的分布函数表达式，根据该相位差的分布函数计算相位差是本领域惯用的相位差计算手段。
基于上述理由，在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得到权利要求1请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的，因此，权利要求1所要保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.权利要求2对权利要求1做了进一步限定，然而，对比文件1还公开了（参见对比文件1的说明书第88-92段）：步骤S5，根据相位邻差累加量和判决门限判定主用户是否存在。具体的，步骤S5包括S51：计算邻近相位差累加量与的差的绝对值，即；S52：比较的值与判决门限的数值大小；S53：若，判定主用户信号存在；否则判断所述主用户信号不存在。因此，当其引用的权利要求1不具备创造性时，权利要求2也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3.权利要求3请求保护一种频谱感知装置。对比文件1公开了一种频谱检测方法及其装置（参见对比文件1的说明书第32-101段）：该方法包括：
步骤S1，对接收信号进行自干扰抑制计算，得到采样信号。
步骤S2，根据采样信号的采样码片的相位邻差的个数和预设的虚警概率，计算判决门限；判决门限：，其中为余补误差函数的反函数，采样码片长度的相位邻差的个数为N。
步骤S3，计算采样码片的相位邻差，并计算相位邻差的均值。
其中，步骤S3包括步骤S31，计算所述采样信号的每个采样码片的相位，根据定义的采样信号r(nT)，计算采样信号的每个采样码片的相位：
，
其中，Re(r(n))和Im(r(n))分别是采样信号的实部和虚部，(?)mod2π是为了保证计算的相位在[0,2π]的区间内；步骤S32，根据计算的采样信号的每个采样码片的相位，计算采样码片的相位邻差，并且相位邻差的计算公式为：
；
步骤S33，计算相位邻差的均值：。
步骤S4，计算邻近信号相位差累加量：。
步骤S5，根据相位邻差累加量和判决门限判定主用户是否存在。
具体的，步骤S5包括S51：计算邻近相位差累加量与的差的绝对值，即；S52：比较的值与判决门限的数值大小；S53：若，判定主用户信号存在；否则判定所述主用户信号不存在。
权利要求3的技术方案与对比文件1公开的内容相比，区别特征在于：
（1）按照预设规则，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号包括：按照奈奎斯特采样频率，针对目标频段中的信号进行采样，获得N个采样信号，其中，所述N个采样信号中的一个采样信号，式中，k=1,2，……，N，T为采样间隔，s(kT)为采样前信号，为下变频之后剩余的载波频率，h(kT)为信道衰落，n(kT)为高斯噪声；
（2）获得所述N个采样信号的相位差的方差，所述N个采样信号的相位差的方差；所述预设判决门限，其中K为采样长度；当相位差的方差落入区间，确定检测的频带是空白的，并确定目标频段未被占用，否则，确定所述目标频段被占用，所述为所述预设判决门限；
（3）噪声干扰下信号的相位差分布函数包括：，式中，，，，，，，代表在第k个采样间隔的信噪比SNR，代表在没有瑞利衰落和噪声的情况下第k个采样点和第k 1个采样点之间的相位差；
（4）装置中执行对应功能的多个模块。
基于上述区别特征，可以确定权利要求3实际解决的技术问题是：如何确保采样信号相位差的数据稳定度从而感知频段。
对于区别特征（1），为了得到采样信号，根据奈奎斯特采样频率进行采样，获得如区别特征（1）中所述的采样信号表达式，是本领域惯用的信号采样手段。
对于区别特征（2），本申请中利用相位差的方差和判决门限来确定频带是否空白，是否被占用，对比文件1是基于相位差累加量和判决门限来确定频带是否空白，是否被占用，但根据本申请记载的相位差的方差的计算公式，以及对比文件1中记载的相位差累加量的计算公式可以看出，相位差的方差与相位差累加量均为相位差的函数，二者区别仅在于一个常量系数，并且根据其计算公式可知，二者均反映了信号相位差距离其均值的偏离程度以及相位差的稳定度，均可用作区分信号与噪声的参量。因此，在进行频谱感知时，将相位差累加量这一参量替换为相位差的方差，属于本领域惯用的替换手段。在此基础上，根据两个参量之间存在的系数差别，相应调整判决门限的系数和判决区间的值，属于本领域惯用的计算调整手段。
对于区别特征（3），该特征中所述的分布函数为本领域中常见的、噪声干扰下信号相位差的分布函数表达式，根据该相位差的分布函数计算相位差是本领域惯用的相位差计算手段。
对于区别特征（4），在装置中设置多个模块用于执行相应功能，属于本领域惯用的设置手段。
基于上述理由，在对比文件1的基础上结合本领域公知常识得到权利要求3请求保护的技术方案对于本领域技术人员来说是显而易见的，因此，权利要求3所要保护的技术方案不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
4. 权利要求4对权利要求3做了进一步限定，对比文件1还公开了（参见对比文件1的说明书第88-92段）：步骤S5，根据相位邻差累加量和判决门限判定主用户是否存在。具体的，步骤S5包括S51：计算邻近相位差累加量与的差的绝对值，即；S52：比较的值与判决门限的数值大小；S53：若，判定主用户信号存在；否则判断所述主用户信号不存在。因此，当其引用的权利要求3不具备创造性时，权利要求4也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（三）对复审请求人相关意见的评述
针对复审请求人于2019年05月17日陈述的意见，合议组认为：首先，本申请中所述的分布函数为本领域中常见的、噪声干扰下信号相位差的分布函数表达式，通过信号相位差的分布函数计算相应的信号相位差，这在信号处理领域已被广泛应用，属于本领域惯用的计算手段。其次，根据本申请记载的相位差的方差的计算公式，以及对比文件1中记载的相位差累加量的计算公式可以看出，相位差的方差与相位差累加量均为相位差的函数，二者计算方式基本相同，区别仅在于一个常量系数。根据其计算公式可知，二者均反映了信号相位差距离其均值的偏离程度，故二者作用相同，均可用来反映相位差的稳定度以及用作区分信号与噪声的参量。因此，在进行频谱感知时，本领域技术人员可以想到将相位差累加量这一参量替换为相位差的方差来参与判决，这属于本领域惯用的替换手段。此外，对比文件1也公开了计算相位差累加量与的差的绝对值并与判决门限进行比较，进行数学变换后，可通过判断相位差累加量是否落入一判决区间来确定检测频带是否空白，目标频段是否被占用，而根据系数差别调整相应判决区间两端的值，属于本领域惯用的计算调整手段。最后，对比文件1也公开了判决门限，根据其表达式可知，该判决门限的设定同样和噪声无关，不需要估计噪声功率。
因此，合议组对复审请求人的上述意见不予支持。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年09月27日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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