共享頻譜接入的共存管理的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及通信網(wǎng)絡(luò)，并且更具體地，涉及用于共享頻譜接入的共存管理 的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線電網(wǎng)絡(luò)的數(shù)目和類型激增，以及在所述無線電網(wǎng)絡(luò)上承載的通信的量增 加，管理包括不同的無線電接入技術(shù)、功率限制、頻率限制和其它差異的無線電網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò) 已經(jīng)變得日益重要。這些異質(zhì)（heterogeneous)網(wǎng)絡(luò)可能由于在這些網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中被共享的 空白頻帶（white space band)而變得日益復(fù)雜。雖然已經(jīng)提供了一些解決方案以管理空 白頻帶方面的共存，但是仍存在關(guān)于在避免干擾的同時(shí)使頻譜重復(fù)使用以及頻譜利用率 (utilization)最大化的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)本公開的某些實(shí)施方式，公開了一種用于管理被配置為在共享頻譜上操 作的多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)之間的共存的管理系統(tǒng)。所述管理系統(tǒng)可以包括：處理器；鄰居 (neighbor)檢測(cè)引擎，其通信地連接（couple)到所述處理器，所述鄰居檢測(cè)引擎被配置為 收集與所述多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)有關(guān)的多個(gè)數(shù)據(jù)；負(fù)荷分析引擎，其通信地連接到 所述處理器，所述負(fù)荷分析引擎被配置為確定與所述多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的負(fù) 荷水平；頻譜分析引擎，其通信地連接到所述處理器，所述頻譜分析引擎被配置為確定帶寬 分配值，所述帶寬分配值至少基于所述負(fù)荷水平；以及信道分段（slicing)引擎，其通信地 連接到所述處理器，所述信道分段引擎被配置為在所述多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中分配多個(gè)信道 片段（slice)。
[0004] 根據(jù)本公開的某些實(shí)施方式，公開了一種用于管理被配置為在共享頻譜上操作的 多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)之間的共存的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以包括管理系統(tǒng)和無線電網(wǎng)絡(luò)。所述管理 系統(tǒng)可以包括：處理器；鄰居檢測(cè)引擎，其通信地連接到所述處理器，所述鄰居檢測(cè)引擎被 配置為收集與所述多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的多個(gè)數(shù)據(jù)；負(fù)荷分析引擎，其通信地 連接到所述處理器，所述負(fù)荷分析引擎被配置為確定與所述多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)關(guān) 聯(lián)的負(fù)荷水平；以及頻譜分析引擎，其通信地連接到所述處理器，所述頻譜分析引擎被配置 為確定帶寬分配值，所述帶寬分配值至少基于所述負(fù)荷水平。所述無線電網(wǎng)絡(luò)可以被配置 為：接收與所述多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的所述多個(gè)數(shù)據(jù)；接收所述帶寬分配值； 以及分配與所述無線電網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的多個(gè)信道片段。
[0005] 根據(jù)本公開的某些實(shí)施方式，公開了一種用于管理被配置為在共享頻譜上操作的 多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)之間的共存的方法。所述方法可以包括以下步驟：收集與所述多個(gè)無線電 網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)有關(guān)的多個(gè)數(shù)據(jù)；確定與所述多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)關(guān)聯(lián)的負(fù)荷水 平；確定帶寬分配值，所述帶寬分配值至少基于所述負(fù)荷水平；以及在所述多個(gè)無線電網(wǎng) 絡(luò)當(dāng)中分配多個(gè)信道片段。
【附圖說明】
[0006] 為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考結(jié)合附圖作出的下列描述，其中：
[0007] 圖1例示了根據(jù)本公開的某些實(shí)施方式的、用于管理空白空間（white space)中 的共存的示例系統(tǒng)；
[0008] 圖2例示了根據(jù)本公開的某些實(shí)施方式的、用于管理空白空間中的共存的示例管 理系統(tǒng)；
[0009] 圖3例示了根據(jù)本公開的某些實(shí)施方式的、用于管理空白空間中的共存的示例方 法的流程圖；
[0010] 圖4例示了根據(jù)本公開的某些實(shí)施方式的、用于針對(duì)分散式（decentralized)無 線電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連續(xù)的分布式信道指派（assignment)的示例方法的流程圖；以及
[0011] 圖5例示了根據(jù)本公開的某些實(shí)施方式的、表示包括多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)的示例系統(tǒng) 的示例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 通過參照?qǐng)D1至圖5來最好地理解優(yōu)選實(shí)施方式及其優(yōu)點(diǎn)，其中，相同的編號(hào)被用 于指示相同和相應(yīng)的部件。
[0013] 隨著數(shù)據(jù)通信量增長增加以及頻譜變得日益缺乏，已經(jīng)出現(xiàn)了若干個(gè)解決方案以 滿足移動(dòng)寬帶數(shù)據(jù)需求。一種解決方案可以是部署小的小區(qū)和中繼站（relay)以重復(fù)使用 被許可的（licensed)頻譜。然而，被許可的頻帶中的有限的頻譜可能導(dǎo)致太多的干擾并且 因此可能具有差的性能。同樣地，存在卸載wifi網(wǎng)絡(luò)上的某些通信的提議。在某些情況下， 這可能導(dǎo)致密集區(qū)域中的高的擁塞，并且可能由于例如在IEEE 802. 11技術(shù)中規(guī)定的固有 的固定信道化（channelization)而出現(xiàn)問題。
[0014] 未被許可的頻譜可以用于數(shù)據(jù)通信，包括當(dāng)指定的用戶未充分使用分配的頻譜時(shí) 在分配的頻帶內(nèi)可用的頻譜。該未被許可的帶寬通常可以稱為"空白頻帶"。例如，某些附 加的頻譜已經(jīng)在電視（"TV"）頻帶中變得可用，并且更多的頻譜可能在將來可用。當(dāng)負(fù)有 職責(zé)的人員（incumbent)沒有正在使用該頻帶時(shí)，接入未被許可并且可以被使用。該頻譜 通?？梢苑Q為TV空白空間（"TVWS")。然而，空白頻帶的使用概述了在管理異質(zhì)環(huán)境中的 不同的無線電網(wǎng)絡(luò)的共存方面的某些困難。當(dāng)前，IEEE802. 19. 1旨在提供用于利于共存管 理的框架，但是該提議仍在進(jìn)行中。
[0015] 本公開的一個(gè)目的是向共享相同的頻譜帶（spectrum band)(例如，TV空白空間） 的每一個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)（例如，接入點(diǎn)或基站）分配頻譜（例如，帶寬分配和信道指派）。每 一個(gè)網(wǎng)絡(luò)都可以基于不同的無線電接入技術(shù)（例如，IEEE 802. 11WLAN、IEEE802. 22或LTE) 來操作并且可以屬于不同的運(yùn)營商。
[0016] 例如，可用于共享接入（未被許可/免許可）的頻譜的總量可以用Bt()tal表示。這 可以是TV或聯(lián)邦（federal)頻帶中的連續(xù)的頻譜塊（chunk)或者TV或聯(lián)邦頻帶中的不連 續(xù)的信道、和/或這兩者的某些組合。
[0017] 在某些實(shí)施方式中，頻譜分配中的一個(gè)目標(biāo)可以是在避免對(duì)鄰居網(wǎng)絡(luò)的干擾的同 時(shí)盡可能多地使用空白空間。另外，自適應(yīng)帶寬長度可以與每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷需求成比例 地分配給每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。這可以提供對(duì)可用的未被許可的共享頻譜的更好利用。為了支持自 適應(yīng)帶寬分配，整個(gè)可用頻譜可以被劃分成每一個(gè)的寬度為w Hz的片段。
[0018] 一種用于管理異質(zhì)環(huán)境中的共存的方法可以包括以下步驟：（1)使頻譜重復(fù)使用 最大化，使得可以在給定干擾約束的情況下將盡可能多的帶寬與每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷成比例 地分配給每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)；以及（2)在避免對(duì)鄰居網(wǎng)絡(luò)的干擾的同時(shí)基于帶寬需求來指派信道 片段。
[0019]圖1例示了根據(jù)本公開的某些實(shí)施方式的、用于管理空白空間中的共存的示例系 統(tǒng)100。在某些實(shí)施方式中，系統(tǒng)100可以包括多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)102、一個(gè)或更多個(gè)用戶設(shè) 備104、以及通信地連接到所述無線電網(wǎng)絡(luò)102的一個(gè)或更多個(gè)管理系統(tǒng)200。如下面參照 圖2至圖5更詳細(xì)描述的，所述管理系統(tǒng)200可以被配置為在共享相同的頻譜帶的所述多 個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)102中的每一個(gè)之間或當(dāng)中分配頻譜（例如，帶寬分配和信道指派），以允許 用戶設(shè)備104通過無線電網(wǎng)絡(luò)102通信。在某些實(shí)施方式中，管理系統(tǒng)200還可以被配置 為通過共享相同的頻譜帶的所述多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)102中的每一個(gè)來提供可以利于頻譜分 配的數(shù)據(jù)。
[0020] 在某些實(shí)施方式中，無線電網(wǎng)絡(luò)102可以是到通信網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)，所述接入點(diǎn)被 配置為允許用戶設(shè)備102通過所述通信網(wǎng)絡(luò)通信。在某些實(shí)施方式中，當(dāng)可以利用不同的 無線電接入技術(shù)（例如，IEEE 802. 11、IEEE 802. 22、LTE等）來操作時(shí)，每一個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò) 102共享與其它無線電網(wǎng)絡(luò)102相同的頻譜帶。此外，每一個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)102都可以由不同 的運(yùn)營商擁有和/或操作。例如，系統(tǒng)100可以包括四個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)102 (包括兩個(gè)LTE發(fā) 送塔）和兩個(gè)802. 22無線接入點(diǎn)。在相同或另選的配置中，系統(tǒng)100可以在不脫離本公開 的范圍的情況下包括無線電網(wǎng)絡(luò)102的更多的、更少的或不同的配置。
[0021] 在某些實(shí)施方式中，用戶設(shè)備104可以是被配置為在通過所述無線電網(wǎng)絡(luò)102的 任一個(gè)或全部通信和/或利于通信的電子裝置和/或電子裝置的組合。例如，用戶設(shè)備104 可以是蜂窩電話、平板計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、其它用戶設(shè)備104的網(wǎng)絡(luò)，和/或其它適當(dāng)?shù)?電子裝置可以被配置為通過無線電網(wǎng)絡(luò)102發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)。
[0022] 在某些實(shí)施方式中，管理系統(tǒng)200可以包括多個(gè)組件，所述多個(gè)組件被配置為在 共享相同的頻譜帶的所述多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)102中的每一個(gè)之間或當(dāng)中分配頻譜（例如，帶 寬分配和信道指派），以允許用戶設(shè)備104通過無線電網(wǎng)絡(luò)102通信和/或通過共享相同的 頻譜帶的所述多個(gè)無線電網(wǎng)絡(luò)102中的每一個(gè)來提供可以利于頻譜分配的數(shù)據(jù)，如下面參 照?qǐng)D2至圖5更詳細(xì)描述的。如下面參照?qǐng)D2至圖5更詳細(xì)描述的，管理系統(tǒng)200可以包 括這樣的組件，所述組件可以以如下的方式對(duì)總的可用的頻