用于多載波通信系統(tǒng)中的伺機性無線電資源分配的方法和裝置制造方法

文檔序號：7793362閱讀：136來源：國知局

用于多載波通信系統(tǒng)中的伺機性無線電資源分配的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于在無線系統(tǒng)中動態(tài)共享資源諸如射頻(RF)頻譜的方法和裝置。在一個實施例中，該共享是在多個基站(例如，eNodeB或接入點(AP))之間或在不同的無線電接入技術之間進行。在一個具體實施中，該共享通過保留新的RF載波并將一個或多個RF載波臨時性地指派(和釋放)到支持多載波的無線電接入系統(tǒng)或基站來實現(xiàn)。這種動態(tài)頻譜共享允許在多載波系統(tǒng)中伺機使用另外的RF載波，而非不管另外的RF載波是否有效使用而對eNodeB或AP永久可用。
【專利說明】用于多載波通信系統(tǒng)中的伺機性無線電資源分配的方法和裝置
[0001] 優(yōu)先權
[0002] 本專利申請要求于2012年9月26日提交的并且名稱為"METHODS AND APPARATUS FOR OPPORTUNISTIC RADIO RESOURCE ALLOCATION IN MULTI-CARRIER COMMUNICATION SYSTEMS"的共同擁有、共同未決的美國專利申請序列號13/627,942的優(yōu)先權，該z專利申請要求于2012年4月24日提交的并且名稱為"METHODS AND APPARATUS FOR OPPORTUNISTIC RADIO RESOURCE ALLOCATION IN MULTI-CARRIER ⑶MMUNICATI0N SYSTEMS"的美國臨時專利申請序列號61/637, 758的優(yōu)先權，上述專利申請中的每個專利申請均全文以引用方式并入本文。

【技術領域】
[0003] 本公開整體涉及通信【技術領域】。更具體地，在一個示例性方面，本公開涉及根據(jù)例如基于保留的方案來在多種不同的無線技術或網(wǎng)絡運營商之間動態(tài)地共享頻譜。

【背景技術】
[0004] 隨著近年來消費者對無線技術的使用日益增加，射頻頻譜已成為關鍵資源。這對于在專用基礎上進行分配的所謂的"許可的"頻譜尤其如此（與頻譜的未許可的部分相比，從字面上來講，頻譜的未許可的部分可由任何人來訪問）。
[0005] 蜂窩系統(tǒng)通常使用運營商唯一擁有的、稀缺的并且非常昂貴的許可的頻譜。因此，對于移動客戶對所提供的服務的質(zhì)量和數(shù)量的滿意度而言，對許可的頻譜資源的有效利用對于網(wǎng)絡運營商的短期和長期盈利能力以及持續(xù)業(yè)務至關重要。
[0006] 近來對無線技術（諸如例如在前述許可的頻譜內(nèi)運行的蜂窩網(wǎng)絡中利用的無線技術）的研究表明，該頻譜資源通常并未被此類網(wǎng)絡的運營商有效利用。例如，如果頻譜資源是空閑或未使用的，也不允許另一個網(wǎng)絡提供商/運營商使用該頻譜資源。事實上，當作為時間和位置或兩者的組合的函數(shù)動態(tài)地監(jiān)測頻譜資源時，存在許多未使用的頻譜機會。這些機會通常需要更復雜的頻譜管理和分配技術以便有效利用這些機會。
[0007] 現(xiàn)有技術內(nèi)的現(xiàn)有解決方案并未提供最佳的頻譜使用，包括針對動態(tài)地"共享"頻譜而在無線技術之間所進行的特別有效的協(xié)調(diào)。
[0008] 因此，存在對提供此類頻譜共享和協(xié)調(diào)能力的改進的方法和裝置的突出需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本公開尤其是通過提供用于諸如在多種不同無線技術之間、或甚至在兩個或更多個網(wǎng)絡運營商之間動態(tài)地共享頻譜的改進的裝置和方法來滿足上述需求。
[0010] 第一，基于保留的方案用作上述裝置和方法的一部分，其中需要資源的網(wǎng)絡中的基站或其它實體從基本上集中的管理實體處請求所需資源。
[0011] 第二，公開了一種動態(tài)射頻資源共享方法。在一個實施例中，該方法包括：在網(wǎng)絡實體處接收來自基站的對射頻資源（例如，RF頻譜）的請求；識別至少一種未使用的射頻資源；以及分配所識別的至少一種資源以供基站使用?？捎玫纳漕l頻譜內(nèi)的任何射頻資源均適合于此類分配（以及后續(xù)的解除分配）。
[0012] 在一個變體中，對未使用的資源的識別至少部分地使用一個或多個認知地感測的參數(shù)諸如頻譜能量來執(zhí)行。
[0013] 第三，公開了一種動態(tài)射頻資源共享架構。在一個實施例中，該架構包括：頻譜管理實體；和與管理實體進行通信的動態(tài)頻譜共享實體。頻譜管理實體和頻譜共享實體配合以識別未使用的射頻頻譜，并將所識別的未使用的頻譜分配給（i)多個基站中的至少一個基站；或者（ii)多種無線電接入技術中的至少一種無線電接入技術。
[0014] 第四，公開了一種用于無線系統(tǒng)的資源管理實體。在一個實施例中，管理實體被設置在網(wǎng)絡的核心處，并與多個基站進行通信，該基站具有從資源管理實體請求對資源的分配并且接收所識別的未使用的資源的分配的動態(tài)資源共享實體。在一個變體中，管理實體是網(wǎng)絡內(nèi)實體。在另一個變體中，管理實體是在兩個或更多個不同網(wǎng)絡之間進行協(xié)調(diào)的跨網(wǎng)絡實體或網(wǎng)絡間實體。
[0015] 第五，公開了一種用于無線系統(tǒng)的動態(tài)資源共享實體。在一個實施例中，共享實體被設置在網(wǎng)絡的一個或多個基站或接入點處，并與前述管理實體（或多個管理實體）進行通信。在一個具體實施中，共享實體具有動態(tài)資源共享能力，并且可從資源管理實體請求對資源的分配，并且接收所識別的未使用的資源的分配且使得這些資源將被適當?shù)幕竞陀?戶設備利用。在一個此類變體中，該資源是頻譜資源。
[0016] 第六，公開了一種計算機可讀裝置。在一個實施例中，該裝置具有存儲介質(zhì)，其中至少一個計算機程序被設置在該存儲介質(zhì)上并且被配置當在執(zhí)行時實施未使用的資源 (例如，頻譜）識別和分配過程，諸如針對前述資源管理實體而言。在另一個實施例中，至少一個程序操作以發(fā)出資源請求并接收分配，并且使得所分配的資源由例如主機基站（例如，eNodeB)利用。在一個這種變體中，該資源是頻譜資源。
[0017] 第七，公開了用于確定未使用的RF頻譜的方法和裝置。在一個實施例中，這些方法和裝置利用對RF頻譜的部分的感測來確定其中所發(fā)射的能量，并將所檢測的能級與預定閾值進行比較以確定白色空間（white space)是否存在于該部分中。
[0018] 第八，公開了一種無線用戶設備。在一個實施例中，用戶設備（例如，UE)被配置有允許重新配置其傳輸鏈/接收鏈的軟件定義的無線電（SDR)能力，以便利用如由基站/動態(tài)共享實體所指示的先前未使用的資源諸如射頻頻譜。在一個變體中，用戶設備還包括一個或多個認知的無線電功能，這些功能尤其允許用戶設備針對例如未使用的頻譜或"白色空間"對其射頻環(huán)境進行采樣或監(jiān)視，并向共享實體報告此類信息（或間接向核心管理實體報告）。本領域的普通技術人員參考如下給出的附圖和對示例性實施例的詳細描述將會立即認識到本公開的其它特征和優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為可與本公開一起使用的第一典型頻譜共享場景（多RAT、單網(wǎng)絡運營商）的圖形表示。
[0020] 圖2為可與本公開一起使用的第二典型頻譜共享場景（多RAT、多網(wǎng)絡運營商）的圖形表示。
[0021] 圖3為作為時間的函數(shù)的不同網(wǎng)絡對"白色空間"（未使用的RF頻帶）的動態(tài)使用的圖形表不。
[0022] 圖4為示出根據(jù)本公開的未使用的頻譜識別和分配的一般化方法的一個實施例的邏輯流程圖。
[0023] 圖5為根據(jù)本公開的示例性頻譜管理實體（SME)裝置的一個實施例的功能框圖。
[0024] 圖6為根據(jù)本公開的示例性動態(tài)頻譜共享（DSS)裝置的一個實施例的功能框圖。
[0025] 圖7為在3GPP E-UTRAN和EPC的示例性上下文中的在SME與DSS實體之間的協(xié) 議和信令架構的一個實施例的圖形表示。
[0026] 圖8為根據(jù)本公開的包括網(wǎng)絡內(nèi)SME、跨網(wǎng)絡SME和相關聯(lián)的信令的網(wǎng)絡架構的一個實施例的圖形表示。
[0027] 圖9為根據(jù)本公開的一個實施例的示例性相鄰信道泄漏和信道活動級確定的圖形表示。
[0028] 圖10為根據(jù)本公開的頻譜保留、分配和解除分配過程的一個特定具體實施的圖形表示。
[0029] 所有圖片◎版權所有2〇l2_2〇l3Apple Inc?保留所有權利。

【具體實施方式】
[0030] 現(xiàn)在參見附圖，其中在全文中類似的數(shù)字表示類似的部件。
[0031] 鐘述
[0032] 在一個突出方面，本公開公開了一種用于檢測、指派和管理尤其用于無線通信系統(tǒng)諸如蜂窩網(wǎng)絡的可用頻譜的有效機制，在一個實施例中，通過現(xiàn)有載波聚合原理的擴展而實現(xiàn)的認知無線電方案和動態(tài)頻譜共享被利用，這就導致了可用的有價值的有限射頻頻譜得到更有效的利用，并且還提供了更高的數(shù)據(jù)速率和用戶吞吐量。有利地，本公開的實施例利用了所有可用RF頻譜（即，在多載波方案中使用的所有載波均可永久性地用于基站 (例如，eNodeB)或無線接入點，無論它們是否被有效地使用）。
[0033] 在本公開的一個特定具體實施中，上述技術特別適于在3GPP長期演進（例如，版本12 (Rel-12)以及更高版本）系統(tǒng)中使用。具體地，在上述系統(tǒng)的演進分組核心（EPC)和 eNodeB (基站）內(nèi)利用頻譜管理實體（SME)以及DSS測量、控制和信令（DSS MCS)過程來執(zhí) 行動態(tài)資源識別、分配和終止功能。
[0034] 示例件實施例的詳細描沭
[0035] 現(xiàn)在詳細描述本公開的示例性實施例。雖然主要在異構蜂窩網(wǎng)絡操作（諸如采用 3GPP HSPA/LTE (或LTE-A)或TDD/FDD技術）的上下文中討論了這些實施例，但本公開決不局限于此。例如，本公開可例如實施以在其它類型/技術的蜂窩網(wǎng)絡中、或在其它類型的無線網(wǎng)絡諸如WLAN(例如Wi-Fi)或WMAN (例如WiMAX)中更有效地執(zhí)行其它類型的頻譜或時間-頻率資源共享和分配。
[0036] 此外，雖然主要在射頻頻譜分配的上下文中進行了描述，但本公開可應用于其它類型的網(wǎng)絡資源諸如時隙、擴展代碼、資源塊（RB)、云計算和處理網(wǎng)絡中的本地化和分布式存儲器及處理功能的識別、分配和管理。另外，本文所述的方法和裝置可在應用的基礎上進行利用，諸如其中僅僅針對某些類型的通信或更高層的應用來執(zhí)行未使用的頻譜的識別和分配。
[0037] 異構網(wǎng)絡、軟件定義的無線電以及咨源共享
[0038] 無線網(wǎng)絡、并特別是蜂窩網(wǎng)絡將會越來越多地由異構的架構和功能組成。所謂的 "動態(tài)頻譜接入"(DSA)為解決上述關于頻譜未充分利用的問題提供了一種有希望的解決方案。基于DSA的解決方案可有利地進行集中、分布或兩者的組合。
[0039] 在歷史上，改進的MT系統(tǒng)針對低移動性應用的目標是使得峰值數(shù)據(jù)速率為約 lGbps，并且針對高移動性應用的目標是使得峰值數(shù)據(jù)速率為約100Mbps。為了實現(xiàn)該量級的無線數(shù)據(jù)速率，并且除了使用改進的多天線技術諸如M I M 0之外，改進的3GPP LTE(LTE-A)系統(tǒng)利用載波聚合方案，其中兩個或更多個分量載波對應于單頻帶，或不同的頻帶可聚合以形成"實際上"更寬的帶寬。由于更寬頻帶操作，可實現(xiàn)的峰值數(shù)據(jù)速率以及系統(tǒng)能力可增加。
[0040] 頻譜共享問題；即，結(jié)合認知無線電技術和軟件定義的無線電（SDR)技術來對頻譜資源諸如頻譜"白色空間"（未使用的時間/頻率資源）進行的公平共享或分配/調(diào)度已經(jīng)受到網(wǎng)絡運營商的顯著關注，并且預計將在比改進的頂T更高級的系統(tǒng)（即，3GPP LTE Rel-12和更高版本）中體驗到顯著的利用率。認知無線電系統(tǒng)（CRS)是采用了以下技術的無線電系統(tǒng)：允許系統(tǒng)獲得知識（例如，關于其操作和地理環(huán)境以及參數(shù)、所建立的政策及其內(nèi)部狀態(tài)的知識），以便尤其允許根據(jù)所獲得的知識來動態(tài)地和自動地調(diào)節(jié)其操作參數(shù) 和協(xié)議。術語"軟件定義的無線電"通常是指但不限于采用允許由軟件設定或更改RF和基帶屬性（包括但不限于RF中心頻率、RF帶寬、調(diào)制類型、或輸出功率）的技術的無線電發(fā) 射器和/或接收器。這種更改通常排除根據(jù)系統(tǒng)規(guī)范或標準的在無線電的正常預先安裝和預先確定的操作期間對操作參數(shù)所做出的改變。
[0041] 動態(tài)頻譜共享方案的成功實現(xiàn)主要取決于多個技術上的、經(jīng)濟上的和管理上的障礙的消除。利用頻譜共享能力的蜂窩系統(tǒng)的要求包括例如：（i)架構設計要求；（ii)有效地識別再利用機會（頻譜感測）的技術；（iii)通過自適應傳輸和調(diào)制波形對所檢測到的機會的有效利用；（iv)可重新配置性；（v) -旦通信已結(jié)束后的對資源的釋放（頻譜移動性）；以及（Vi)干擾緩解機制。頻譜共享網(wǎng)絡的成功具體實施涉及專門開發(fā)的或適配的"協(xié) 議"和"政策"。此類頻譜共享協(xié)議的目標通常在本質(zhì)上是多維的。這些協(xié)議和政策理想地應當確保以穩(wěn)定的方式有效并公平地使用頻譜（例如，通過允許次級用戶進入前述"白色空間"），同時最小化對頻譜的被許可的主要用戶的有害干擾。
[0042] 圖1示出了由單運營商操作的多無線電接入技術（多RAT)中的動態(tài)頻譜共享 (DSS)的實例。圖1中描繪的多RAT系統(tǒng)100通常包括多個用戶設備102, 112 (例如，蜂窩電話或智能電話，如本文中隨后描述的）、用于每個RAT 104, 106的至少一個基站、以及用于兩個RAT的相應覆蓋區(qū)域108, 110。盡管被示出為獨立設備，但在該實例中，用戶設備 102, 112是混合的（即，能夠在任一 RAT中進行操作）。
[0043] 圖2示出了由兩（2)個運營商（圖中的運營商1和2)操作的多無線電接入技術 (多RAT)中的動態(tài)頻譜共享的實例。示出了兩個不同場景200, 201 ;即，（i)用于每個RAT 的基本上共同擴展的覆蓋區(qū)域208, 210 (場景200)，以及（ii)用于兩個RAT的地理上分開的覆蓋區(qū)域208, 210 (場景201)。正如圖1的系統(tǒng)100,兩個異構RAT中的每個異構RAT各自包括用戶設備202, 212以及一個或多個基站204, 206。
[0044] 如圖1和圖2中所示并且根據(jù)頻帶，不同RAT的覆蓋區(qū)域和小區(qū)尺寸可以是類似的或不同的。然而，如圖所示，臨時未使用的頻率資源（每幅圖的頂部處的白色空間 111，211)可由另一種無線電接入技術或另一個運營商使用。在兩種情況下，頻譜利用效率將有利地增大。此外，還應理解，雖然參考多RAT使用場景示出了本公開的各種實施例，但本公開的各個方面廣泛地適用于多RAT和單RAT使用場景兩者。
[0045] 假設潛在可用的頻譜帶可被分為永久性指派的頻帶和按需求指派的頻帶（如本文在圖3中所示），那么永久性指派的頻帶可用于部署相同或不同的無線電接入技術（諸如例如，3GPP HSPA/LTE、TDD/FDD雙工方案、或這些技術的任何修正或演進版本）。這些技術在圖3中被稱為"網(wǎng)絡A" 302、"網(wǎng)絡B" 304、"網(wǎng)絡C" 306等等。在該圖中，示出了三（3) 個假設的網(wǎng)絡，每個假設的網(wǎng)絡具有用于部署例如TDD無線電接入系統(tǒng)或FDD無線電接入系統(tǒng)的一些永久性指派的相鄰的或不相鄰的頻帶。存在經(jīng)由動態(tài)指派而隨時間在網(wǎng)絡之間共享的一些空間308。因此，實際上在任何時間都不存在頻譜空洞（spectrum holes)或空缺。假設與指派給前述系統(tǒng)的頻帶的中心相關聯(lián)的RF載波是完全配置的主RF載波，這些主RF載波用于系統(tǒng)的正常操作，包括例如由移動站進行的網(wǎng)絡進入/重新進入、下行鏈路或上行鏈路中的用戶數(shù)據(jù)和控制信令傳輸、同步和系統(tǒng)配置信息的傳輸?shù)鹊龋绻粋€永久RF載波被指派給系統(tǒng)，那么該RF載波被指定為主載波并被完全配置。任何另外永久RF 載波都可被指派為次級RF載波，并可完全或部分地配置。臨時地指派的RF載波總是被指定為次級RF載波，并且可被完全或部分地配置。
[0046]方法-
[0047] 現(xiàn)在參照圖4,示出了用于在多個不同的無線技術之間動態(tài)共享頻譜的一般化方法400的一個實施例。在該實施例中，基于保留的方案用作動態(tài)頻譜共享的基礎；然而，應當理解，也可使用與本公開一致的其它方案或方法。例如，在一個變體中，可消除對保留的請求以有利于"循環(huán)法"或類似的基于公平或基于優(yōu)先次序的無線電資源分配算法。
[0048] 在一個示例性具體實施中，用于實施圖4的方法400的邏輯部件在網(wǎng)絡實體內(nèi)呈現(xiàn)，網(wǎng)絡實體在下文被稱為頻譜管理實體（SME)、或更廣泛地稱為資源管理實體（RME)。如本文所用，術語"頻譜管理"是指但不限于包括獲得最佳可用頻譜以滿足用戶通信要求以及信道或移動性條件的功能。
[0049] 在本公開的一個具體實施中，SME是運營商的核心網(wǎng)絡的部件、或無線電接入網(wǎng)絡 (RAN)的一部分。然而，應當理解，SME功能可設置在網(wǎng)絡內(nèi)的從字面上講的任何位置，并在事實上可分布在多個部件（包括用戶設備102, 112, 202, 212)上。
[0050] 返回圖4,在方法400的步驟402處，確定可允許的未使用的頻譜。在一個示例性實施例中，SME經(jīng)由對地區(qū)或國家"白色空間"數(shù)據(jù)庫的訪問來對可允許的未使用的頻譜進行檢測。另選地（或結(jié)合該數(shù)據(jù)庫），可使用認知無線電技術來確定關于頻譜使用（包括白色空間）的信息。例如，在一個變體中，可使用針對關注的一個或多個頻帶中存在的能級來對射頻頻譜進行感測（參見下文對圖8和圖9的討論）。另選地（或結(jié)合上述內(nèi)容），某些類型的信號的缺失可用于識別白色空間；例如，通過在預定的時間段內(nèi)對任何可識別的圖案、信令或一部分頻譜中的其它活動的缺乏來識別。
[0051] 接著，按照步驟404來接收（從例如異構系統(tǒng)內(nèi)的基站）對資源的保留的一個或多個請求。
[0052] 在方法400的步驟406處，響應于對保留一種或多種資源的請求，動態(tài)指派所請求的一種或多種資源。在一個此類實施例中，針對保留的請求包括對一種或多種未使用的資源的指示。例如，可監(jiān)測頻譜使用的基站可能能夠識別一種或多種未使用的資源。另選地，對資源的請求可完全由SME來管理和指派而不需要來自基站的另外的信息（即，基站不向 SME提供可用或不可用的資源的任何指示）。
[0053] 在一個實施例中，SME向請求保留新頻帶的一個或多個基站動態(tài)地指派可用頻譜。這種指派可用于實現(xiàn)任何數(shù)量的不同操作（或與業(yè)務/運營商相關的）目標，包括但不限于：⑴均衡負載；（ii)增大數(shù)據(jù)速率和吞吐量；以及（iii)臨時性地增加活動用戶的數(shù) 量。
[0054] 在方法400的步驟408處，按照步驟406根據(jù)一種或多種資源的動態(tài)指派來更新數(shù)據(jù)庫或其它信息庫。在一個示例性實施例中，SME維護并且更新本地數(shù)據(jù)庫以跟蹤所指派的和所釋放的頻帶。分布式數(shù)據(jù)庫（例如，與多網(wǎng)絡運營商/地理區(qū)域等等相關聯(lián)的那些數(shù)據(jù)庫）還可按需進行維護/更新。
[0055] 在方法400的步驟410處，在一定時間段后并響應于例如終止使用可允許的未使用的頻譜的一種或多種資源的通知，終止一種或多種資源分配。對給定分配的終止還可根據(jù)其它因素或事件（這與肯定通知相反）諸如SME觀察到與分配相關聯(lián)的設備（例如，基站、UE等等）上的斷電事件或與其它資源使用相關的事件做出。
[0056] 示例件SME裝置-
[0057] 現(xiàn)在參照圖5,示出并描述了以上參照圖4所述的SME的示例性具體實施。在該實施例中，SME在核心網(wǎng)絡（例如，演進分組核心或EPC)服務器或其它裝置702上實施（參見以下對圖7的討論），該其它裝置702被配置為執(zhí)行白色空間或其它未使用的資源的識別，并且在包括其它不同無線技術的環(huán)境內(nèi)（例如，根據(jù)以上所述的基于保留的方案）動態(tài)地共享此類資源。如本文所用，術語"服務器"可包括任何種類的計算機化設備，并且可實施為獨立的實體、或?qū)嵤┰诹硪粋€現(xiàn)存的設備或?qū)嶓w內(nèi)。
[0058] 雖然示出并討論了一種具體的設備硬件配置和布局，但是應認識到，在給出本公開的情況下，普通技術人員可容易地實現(xiàn)許多其它配置，圖5的SME裝置500僅僅示出了本公開的更廣泛的原理。例如，應當理解，裝置500可采取刀片服務器或卡狀形狀因數(shù)諸如被配置為與主機EPC處理裝置進行交互的一個形狀因數(shù)。
[0059] 另選地，SME功能可與現(xiàn)存的EPC或其它實體處理和存儲裝置完全整合。大量其它配置可能與本公開是一致的。
[0060] 圖5中所示裝置500的處理子系統(tǒng)502包括一個或多個中央處理單元（CPU)或數(shù)字處理器諸如微處理器、數(shù)字信號處理器、現(xiàn)場可編程門陣列、RISC內(nèi)核或安裝在一個或多個基板上的多個處理部件。處理子系統(tǒng)耦接至非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)諸如存儲器 504,非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)可包括例如SRAM、FLASH、SDRAM和/或海量存儲裝置（例如HDD (硬盤驅(qū)動器））507部件。如本文所用，術語"存儲器"包括任何類型的集成電路或適于存儲數(shù)字數(shù)據(jù)的其它存儲設備，該存儲器包括但不限于ROM、PROM、EEPROM、DRAM、SDRAM、 DDR/2SDRAM、EDO/FPMS、RLDRAM、SRAM、"閃存"存儲器（例如，NAND/NOR)、以及 PSRAM。
[0061] 處理子系統(tǒng)還可包括另外的協(xié)處理器。如圖所示，處理子系統(tǒng)502包括分立部件；然而，應當理解，在一些實施例中，它們可合并或構成在SoC (片上系統(tǒng)）配置中。
[0062] 裝置500還包括有線接口 506和/或無線接口 509,有線接口 506和/或無線接口 509被配置成分別從EPC主機和DSS實體600接收傳輸/向EPC主機和DSS實體600發(fā)送傳輸（以下參照圖6討論的），無線接口 509在一種情況下在現(xiàn)存基站裝置中實施；這些傳輸包括例如資源分配請求以及連接請求響應。
[0063] 在一個示例性實施例中，非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)包括指令，這些指令當由處理器執(zhí)行時實施以上參照圖4所述的SME功能（S卩，白色空間/資源識別和分配）以及支持必要的通信和信令協(xié)議。
[0064] 在示出的基于LTE的具體實施中，SME裝置500被配置為在控制平面上的演進分組核心（EPC)處終止基站（例如，eNodeB)動態(tài)頻譜共享（DSS)測量、控制和信令協(xié)議，如以下參照圖6和圖7更詳細地討論的。
[0065] 示例件動杰頻譜共享（DSS)裝置-
[0066] 現(xiàn)在參照圖6，示出并描述了 DSS裝置600的示例性具體實施，該DSS裝置600尤其提供如上所述的測量、信令和控制功能。在該實施例中，在一個或多個eNodeB基站704 (圖 7)上實施DSS 600, eNodeB基站704被配置為與設置在以上所討論的EPC服務器702上的 SME 500進行通信，諸如以提供資源保留請求。如本文所用，術語"基站"可包括任何類的支持射頻的計算機化設備，并且可實施為獨立實體、或?qū)嵤┰诹硪粋€設備或?qū)嶓w內(nèi)，并可包括例如宏小區(qū)、微小區(qū)、毫微微蜂窩基站、微微蜂窩基站、無線接入點、或上述內(nèi)容的任何組合。雖然示出并討論了一種具體的設備配置和布局，但是應當認識到，在給出本公開的情況下，普通技術人員可容易地實現(xiàn)許多其它配置，圖6的裝置600僅僅示出了本公開的更廣泛的原理。如上針對SME所指出的，DSS實體可尤其包括獨立形狀因數(shù)、卡狀形狀因數(shù)、或與現(xiàn)存主機設備（例如，eNodeB)硬件和/或軟件完全整合。
[0067] 圖6中所示的DSS處理子系統(tǒng)602包括一個或多個中央處理單元（CPU)或數(shù)字處理器諸如微處理器、數(shù)字信號處理器、現(xiàn)場可編程門陣列、RISC內(nèi)核或安裝在一個或多個基板上的多個處理部件。處理子系統(tǒng)耦接至非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)諸如存儲器604，非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)可包括例如SRAM、FLASH、SDRAM和/或海量存儲裝置（例如， HDD(硬盤驅(qū)動器））607部件。處理子系統(tǒng)還可包括另外的協(xié)處理器。如圖所示，處理子系統(tǒng)602包括分立部件；然而，還應再次理解，在一些實施例中，它們可合并或構成在SoC (片上系統(tǒng)）配置中。
[0068] DSS裝置600還包括有線接口 606和/或無線接口 609，有線接口 606和/或無線接口 609被配置成分別從主機eNodeB和SME接收傳輸/向主機eNodeB和SME發(fā)送傳輸。 [0069] 在一個示例性實施例中，非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)包括指令，這些指令當由處理器執(zhí)行時實施本文在其它地方處所述的DSS功能。
[0070] 如上指出，示出的基于LTE的具體實施使用DSS終止在eNodeB處的SME/EPC測量、控制和信令協(xié)議，如以下參考圖7更詳細地討論的。
[0071] 示例件具體實施和橾作-
[0072] 現(xiàn)在參照圖7,示出并描述了示例性邏輯網(wǎng)絡架構700(基于3GPP演進分組核心（EPC)，并且根據(jù)本公開的一個示例性具體實施來修改）。如圖所示，頻譜管理實體 (SME) 500和DSS MCS 600實體分別位于分組核心網(wǎng)絡702和一個或多個eNodeB 704中。因為包括該功能需要新的控制信號和消息通過現(xiàn)存的標準接口，因此在一個具體實施中，現(xiàn)有接口 SI、X2以及網(wǎng)絡實體eNodeB 704和EPC 702相對于它們的遺留對應物來修改以便支持本文所述的資源共享功能。普通技術人員應當理解，本文所述的功能可與其它技術 (諸如例如3GPP UMTS/HSPA無線電接入網(wǎng)絡和相關聯(lián)的核心網(wǎng)絡）結(jié)合使用。
[0073] 如圖7所示，每個eNodeB 704中的DSS MCS實體600負責頻譜使用測量和報告、請求另外的頻譜以及另外的頻譜在未使用時的指派和釋放。
[0074] 本文在圖8中示出了結(jié)合先前所述類型的一個或多個SME 500和DSC MCS實體 600的示例性網(wǎng)絡架構。該圖示出了通常在地理上協(xié)同定位的兩個運營商所擁有的假設的多RAT網(wǎng)絡。用戶終端可基于用戶的移動模式來在這些網(wǎng)絡的覆蓋區(qū)域中和覆蓋區(qū)域外漫游；因此，它將遇到當與動態(tài)頻譜共享和頻譜移動性結(jié)合時可能變得麻煩的RAT內(nèi)/RAT間和/或網(wǎng)絡內(nèi)/網(wǎng)絡間移動性情況。如在本上下文中所用的，術語"頻譜移動性"通常是指這樣的過程：其中在用戶終端從一個地理區(qū)域移動到另一個地理區(qū)域、或從一個小區(qū)的覆蓋區(qū)域移動到另一個小區(qū)的覆蓋區(qū)域時，支持認知無線電的用戶設備102, 112, 202, 212改變其操作頻率。認知無線電網(wǎng)絡的目標是通過允許無線電終端以"最好"（也被稱為最佳，基于一個或多個操作或其它考慮）可用頻帶進行操作來以動態(tài)方式使用頻譜，從而在過渡到更好頻譜期間維持無縫通信要求。
[0075] 如圖8中所示，示例性具體實施可包括網(wǎng)絡中的兩個獨立的SME功能單元500。網(wǎng) 絡內(nèi)SME 500a管理并且控制在兩個或更多個不同RAT之間的在運營商的網(wǎng)絡內(nèi)的頻譜共享，并且跨網(wǎng)絡SME 500b功能單元可跨兩個或更多個運營商的網(wǎng)絡來執(zhí)行頻譜共享功能。協(xié)議信令路徑存在于：（i) eNB與網(wǎng)絡內(nèi)SME之間（參見圖7中的信令路徑707)，以及（ii) 網(wǎng)絡內(nèi)SME與跨網(wǎng)絡SME 804之間。網(wǎng)絡內(nèi)SME 500a可用于例如小的地理區(qū)域，而跨網(wǎng)絡 SME 505b可用于非常大的地理區(qū)域。假設在圖8中所示的示例性網(wǎng)絡架構中，eNodeB 704 或接入點（AP)負責頻譜可用性感測和測量，以及向SME 500a，500b定期報告該測量，但應理解，如先前所述，與本公開一致的其它布置也是可能的。
[0076] 簡單來說，現(xiàn)存的多載波方案通常指定一個RF載波作為主RF載波或主小區(qū) (PCell)，并且指定零個或多個RF載波作為次級RF載波或輔小區(qū)（SCell)。次級RF載波可以完全或部分地配置，并且根據(jù)UE的能力和其它操作考慮而指派給移動設備（例如，UE)。然而，應當理解，在本公開的示例性具體實施與這種現(xiàn)有的多載波操作之間存在顯著的區(qū) 另IJ。具體地，在后一（現(xiàn)存）具體實施中，RF載波在eNodeB處永久可用，將用作或指派為至不同移動站或用戶終端的活動載波，相比之下，本公開的示例性具體實施并不要求向基站或網(wǎng)絡永久性地指派另外可用的RF載波（次級載波），并且此類RF載波僅僅基于所實施的方案（例如，來自基站或網(wǎng)絡的保留請求，如以上參照圖4所討論的）可用。圖10 (以下更詳細地討論的）描繪了根據(jù)本公開的用于另外的RF載波到支持多載波的基站或網(wǎng)絡的動態(tài)請求、指派和釋放的一個示例性信令過程。
[0077] 頻譜可用件的確定-
[0078] 將頻帶或其它資源識別和指定為"白色空間"（即，未使用的）的能力是本公開的方法（包括以上所述的圖4的示例性方法400)中所固有的。為了做出這個指定，本公開的一個示例性實施例在一定時間段（稱為"非占用時段"或N0P)內(nèi)計算諸如以周期性間隔通過關注的頻帶的能量，并將該值與例如自適應閾值902 (參見圖9)進行比較。在該示例性具體實施中，能量被計算為以下項的總和：（i)信號；（ii)噪聲；以及（iii)所存在的任何干擾，但應當理解，也可使用與本公開一致的計算能量（以及事實上不是能量本身的其它量度）的其它方法。在一個實施例中，頻譜占用率是在預定地理區(qū)域（稱為"測量小區(qū)"）中測量的，在一個具體實施中，預定地理區(qū)域至少部分地與關注的eNodeB或AP的覆蓋區(qū)域共同擴展。在一個變體中，測量以周期性間隔（稱為"測量間隔"）進行重復，并且與自適應閾值進行比較。
[0079] 頻譜占用率的示例性標準是，如果活動級在指定N0P期間低于預定閾值902,那么認為頻譜是未使用的；否則，頻譜正在使用。
[0080] 采樣計算_
[0081]

【權利要求】
1. 一種無線用戶設備，包括：處理器；與所述處理器進行數(shù)據(jù)通信的無線接口；和與所述處理器和所述無線接口進行數(shù)據(jù)通信的邏輯部件，所述邏輯部件被配置為使得所述無線用戶設備至少部分地基于由所述無線用戶設備從網(wǎng)絡實體所接收的信息來允許對所述無線接口的傳輸鏈或接收鏈的一個或多個方面進行重新配置，以便伺機利用未使用的射頻頻譜。
2. 根據(jù)權利要求1所述的無線用戶設備，其中所述邏輯部件被進一步配置為使得所述無線用戶設備：針對未使用的頻譜對所述無線用戶設備的射頻環(huán)境進行采樣；以及將與采樣相關的數(shù)據(jù)報告給所述網(wǎng)絡實體以用于產(chǎn)生所述信息。
3. 根據(jù)權利要求2所述的無線用戶設備，其中所述采樣包括對給定頻帶內(nèi)的能量或功率密度的確定。
4. 根據(jù)權利要求3所述的無線用戶設備，其中至少部分地基于由所述網(wǎng)絡實體對與可用的和分配的頻譜資源相關的數(shù)據(jù)庫的訪問而得到所述信息，所述數(shù)據(jù)庫可由多個不同的網(wǎng)絡運營商訪問。
5. -種動態(tài)射頻資源共享方法，包括：在網(wǎng)絡實體處接收來自基站的對射頻資源的請求；識別至少一種未使用的射頻資源；以及分配所識別的至少一種資源以供所述基站使用；其中可用的射頻頻譜內(nèi)的任何射頻資源均適合用于所述分配。
6. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中所述識別行為至少部分地使用一個或多個認知地感測的參數(shù)來執(zhí)行。
7. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述一個或多個認知地感測的參數(shù)由與所述基站進行通信的一個或多個移動設備感測。
8. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述一個或多個認知地感測的參數(shù)由所述基站感測。
9. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中所述網(wǎng)絡實體包括具有多種時分雙工（TDD)資源和頻分雙工（FDD)資源的基于長期演進（LTE)的網(wǎng)絡的網(wǎng)絡管理實體，并且所述未使用的射頻資源包括TDD資源或FDD資源中的至少一種。
10. 根據(jù)權利要求5所述的方法，還包括：向第二網(wǎng)絡實體發(fā)出對保留所識別的至少一種未使用的射頻資源的請求；以及接收對所識別的至少一種未使用的射頻資源的授權；其中所述分配至少部分地基于對所述授權的所述接收。
11. 根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述網(wǎng)絡實體包括設置在長期演進（LTE)兼容的蜂窩網(wǎng)絡的演進分組核心（EPC)內(nèi)的頻譜管理實體，并且所述基站包括所述網(wǎng)絡的 eNodeB，并且所述方法還包括從所述頻譜管理實體用信號通知所述eNodeB。
12. -種動態(tài)射頻資源共享架構，包括：頻譜管理實體；和與所述頻譜管理實體進行通信的動態(tài)頻譜共享實體；其中所述頻譜管理實體和動態(tài)頻譜共享實體被配置為配合以識別未使用的射頻頻譜，并將所識別的未使用的頻譜分配給（i)多個基站中的至少一個基站，或者（ii)多種無線電接入技術中的至少一種無線電接入技術。
13. 根據(jù)權利要求12所述的架構，其中：所述頻譜管理實體被設置在長期演進（LTE)兼容的蜂窩網(wǎng)絡的演進分組核心（EPC) 內(nèi)，并且所述動態(tài)頻譜共享實體被設置在所述網(wǎng)絡的eNodeB內(nèi)；并且所述架構還包括位于所述頻譜管理實體與所述動態(tài)頻譜共享實體之間的信令路徑，所述信令路徑用于至少用信號通知對未使用的頻譜的所述分配。
14. 根據(jù)權利要求13所述的架構，其中位于所述頻譜管理實體與所述動態(tài)頻譜共享實體之間的所述信令路徑包括現(xiàn)存的X2路徑或S1路徑，所述現(xiàn)存的X2路徑或S1路徑被配置為除了其它信令功能之外允許在所述動態(tài)頻譜共享實體與所述頻譜管理實體之間通過信號發(fā)送認知無線電數(shù)據(jù)。
15. 根據(jù)權利要求14所述的架構，其中所述架構還包括認知無線電裝置，所述認知無線電裝置設置在所述eNodeB處并且被配置為感測所述eNodeB的環(huán)境內(nèi)的射頻功率或能量密度，并使用所述信令路徑來向所述頻譜管理實體報告與所感測的射頻功率或能量密度相關的信息。
16. -種用于無線系統(tǒng)的資源管理裝置，包括：處理器；被配置用于與基站進行通信的第一接口；被配置用于與網(wǎng)絡實體進行通信的第二接口；和與所述處理器以及所述第一接口和所述第二接口進行數(shù)據(jù)通信的計算機化邏輯部件，所述邏輯部件被配置為使得所述資源管理裝置：接收來自所述基站的對一種或多種射頻資源的請求；經(jīng)由所述第二接口來訪問由所述網(wǎng)絡實體所維護的數(shù)據(jù)庫以確定所請求的一種或多種射頻資源的利用率；獲得數(shù)據(jù)，以使得所述資源管理裝置能夠授權所述基站使用所請求的一種或多種射頻資源；以及生成至所述基站的信令以傳達所述授權。
17. 根據(jù)權利要求16所述的裝置，其中所述網(wǎng)絡實體包括僅與所述無線系統(tǒng)相關聯(lián)的網(wǎng)絡內(nèi)實體。
18. 根據(jù)權利要求16所述的裝置，其中所述網(wǎng)絡實體包括與所述無線系統(tǒng)和至少一個第二無線系統(tǒng)相關聯(lián)的網(wǎng)絡間實體，其中操作所述至少一個第二無線系統(tǒng)的運營商不同于操作所述無線系統(tǒng)的運營商。
19. 根據(jù)權利要求16所述的裝置，其中所述第一接口被進一步配置為除了所生成的信令之外在所述基站與所述資源管理裝置之間承載網(wǎng)絡管理數(shù)據(jù)。
20. -種用于無線系統(tǒng)的資源共享裝置，包括：處理器；被配置用于與一個或多個無線移動設備進行通信的第一接口；被配置用于與網(wǎng)絡實體進行通信的第二接口；和與所述處理器以及所述第一接口和所述第二接口進行數(shù)據(jù)通信的計算機化邏輯部件，所述邏輯部件被配置為使得所述資源共享裝置：從所述一個或多個無線移動設備中的至少一個無線移動設備接收數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)與認知地感測的射頻資源相關；向所述網(wǎng)絡實體發(fā)出對認知地感測的射頻資源的至少一部分的請求；以及向所述至少一個移動設備發(fā)出對所請求的資源的使用的授權。
21. 根據(jù)權利要求20所述的資源共享裝置，其中所述認知地感測的射頻資源包括對給定頻帶內(nèi)的能量或功率密度的確定。
22. -種操作無線用戶設備的方法，包括：利用所述無線用戶設備的無線接口來感測與射頻頻譜資源相關的至少一個射頻參數(shù)；經(jīng)由所述無線接口來向網(wǎng)絡實體傳輸與所感測的至少一個參數(shù)相關的數(shù)據(jù)；從所述網(wǎng)絡實體接收對使用所述頻譜資源的授權；以及調(diào)節(jié)所述無線接口的傳輸鏈或接收鏈中的至少一者以利用所述頻譜資源。
23. -種被配置用于動態(tài)射頻資源共享的網(wǎng)絡實體，所述網(wǎng)絡實體包括：用于從基站接收對射頻資源的請求的裝置；用于識別至少一種未使用的射頻資源的裝置；和用于分配所識別的至少一種資源以供所述基站使用的裝置；其中可用的射頻頻譜內(nèi)的任何射頻資源均適合用于所述分配。
24. 根據(jù)權利要求23所述的網(wǎng)絡實體，其中所述識別至少部分地使用一個或多個認知地感測的參數(shù)來執(zhí)行。
25. 根據(jù)權利要求24所述的網(wǎng)絡實體，其中所述一個或多個認知地感測的參數(shù)由與所述基站進行通信的一個或多個移動設備感測。
26. 根據(jù)權利要求24所述的網(wǎng)絡實體，其中所述一個或多個認知地感測的參數(shù)由所述基站感測。
27. 根據(jù)權利要求23所述的網(wǎng)絡實體，其中所述網(wǎng)絡實體包括具有多種時分雙工 (TDD)資源和頻分雙工（FDD)資源的基于長期演進（LTE)的網(wǎng)絡的網(wǎng)絡管理實體，并且所述未使用的射頻資源包括所述TDD資源或FDD資源中的至少一種。
28. 根據(jù)權利要求23所述的網(wǎng)絡實體，還包括：用于向第二網(wǎng)絡實體發(fā)出對保留所識別的至少一種未使用的射頻資源的請求的裝置；和用于接收對所識別的至少一種未使用的射頻資源的授權的裝置；其中所述分配至少部分地基于對所述授權的所述接收。
29. -種無線用戶設備，包括：用于利用所述無線用戶設備的無線接口來感測與射頻頻譜資源相關的至少一個射頻參數(shù)的裝置；用于經(jīng)由所述無線接口來向網(wǎng)絡實體傳輸與所感測的至少一個參數(shù)相關的數(shù)據(jù)的裝置；用于從所述網(wǎng)絡實體接收對使用所述頻譜資源的授權的裝置；和用于調(diào)節(jié)所述無線接口的傳輸鏈或接收鏈中的至少一者以利用所述頻譜資源的裝置。
【文檔編號】H04W16/14GK104335625SQ201380029439
【公開日】2015年2月4日申請日期:2013年4月24日優(yōu)先權日:2012年4月24日
【發(fā)明者】S·阿赫馬迪申請人:蘋果公司

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