Dsm和cr節(jié)點(diǎn)中使用的方法及dsm和cr節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利說明】DSM和CR節(jié)點(diǎn)中使用的方法及DSM和CR節(jié)點(diǎn)
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?01080051898. 5、申請日為2010年11月15日、名稱為"用于 動(dòng)態(tài)頻譜管理器（DSM)的靜默周期協(xié)調(diào)"的中國發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 相關(guān)申請的交叉引用
[0003] 本申請要求2009年11月16日提交的美國臨時(shí)專利申請N〇.61/261，688,2009年 12月9日提交的美國臨時(shí)專利申請No. 61/267, 914,2010年9月24日提交的美國臨時(shí)專利 申請No. 61/386, 224的權(quán)益，這些申請的內(nèi)容全部作為引用結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0004] 對于融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更高帶寬效率的需要以及當(dāng)今許可帶寬未有效利用的實(shí)際 情況引發(fā)了認(rèn)知無線電（CR)技術(shù)的發(fā)展。CR使能設(shè)備能夠通過在特定即時(shí)執(zhí)行頻譜感測 操作以發(fā)現(xiàn)可用頻譜并且在不被主用戶占用的時(shí)間中使用可用頻譜而在許可給其他設(shè)備 的帶寬上通信。為了確保CR網(wǎng)絡(luò)與當(dāng)前許可技術(shù)共存，CR設(shè)備需要較高程度的靈活性（快 速檢測主用戶的存在并對主用戶的到來作出反應(yīng)的能力）以便感測波段上的主用戶的到 來并移動(dòng)到另一可用波段而不引起對主用戶的干擾。
[0005] 可以使用協(xié)作頻譜感測來降低對用于CR節(jié)點(diǎn)的頻譜感測算法的靈敏性需求，所 述CR節(jié)點(diǎn)可能位于較深衰落環(huán)境中。在協(xié)作頻譜感測的最傳統(tǒng)形式中，CR節(jié)點(diǎn)的集合可 以同時(shí)執(zhí)行頻譜感測并且傳送獨(dú)立的結(jié)果給中心節(jié)點(diǎn)以確定頻譜可用性。這需要一種用于 協(xié)調(diào)和交換用戶間的頻譜感測的方法。
[0006] 頻譜感測算法的最簡單形式是能量檢測類。這一類算法通過在感興趣的特定波段 上檢測到的能量的測量來檢測主用戶的存在或不存在。這一頻譜感測形式的簡單性使得其 對CR應(yīng)用有很大吸引力。例如，用于無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WRAN)的IEEE802. 22標(biāo)準(zhǔn)使用TV頻 譜中的白空間作為可接受的頻譜感測技術(shù)中的一種來進(jìn)行能量檢測。使用CR設(shè)備的能量 檢測的主要挑戰(zhàn)在于在執(zhí)行頻譜感測時(shí)區(qū)分主用戶傳輸和另一CR設(shè)備傳輸。此外，由于成 本原因，CR設(shè)備可能僅包括一個(gè)接收機(jī)，并且可能不能夠與常規(guī)發(fā)射（TX)接收（RX)操作 一起同時(shí)執(zhí)行頻譜感測。導(dǎo)致的情況是許多CR設(shè)備形成ad-hoc(點(diǎn)對點(diǎn)）或者CR網(wǎng)絡(luò)并 且可以共存，這些節(jié)點(diǎn)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的頻譜感測周期需要及時(shí)協(xié)調(diào)以確保頻譜感測在附近沒 有其他CR節(jié)點(diǎn)發(fā)射時(shí)被執(zhí)行。這導(dǎo)致所謂的頻譜感測的靜默周期。
[0007] 網(wǎng)絡(luò)中的靜默測量周期的使用是針對需要在可允許的信道集上執(zhí)行測量的無線 接入點(diǎn)（AP)來開發(fā)的。這一先前工作未能解決CR網(wǎng)絡(luò)嘗試在具有使用不同無線技術(shù)的不 同主用戶的環(huán)境中執(zhí)行頻譜感測的需要。例如，AP請求的靜默測量周期（SMP)僅在通信媒 介變得可用時(shí)被發(fā)起，但這不會(huì)解決CR設(shè)備的靈活性需求。CR設(shè)備可以通過以有限的延遲 切換到未使用的波段對主用戶的到來作出反應(yīng)，而不引起對主用戶的任何干擾。
[0008] 例如，IEEE802. 22草案標(biāo)準(zhǔn)需要兩秒的排空時(shí)間。這是在許可的主用戶到達(dá)波 段后次用戶離開當(dāng)前使用的波段所需要的時(shí)間。典型地，周期性頻譜感測周期已被考慮，這 需要CR節(jié)點(diǎn)至少每兩秒執(zhí)行頻譜感測以能夠達(dá)到所需要的排空時(shí)間。通常，周期性頻譜感 測可能由于環(huán)境（context)切換、在頻譜感測時(shí)間期間維持緩沖器和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)而導(dǎo)致CR節(jié) 點(diǎn)中的較高開銷。由此，從效率角度來看，較短的頻譜感測周期是不夠理想的。因此，需要 一種用于協(xié)調(diào)CR網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感測的靜默周期的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] -種在動(dòng)態(tài)頻譜管理器（DSM)中使用的用于協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中的異步靜默周期的方法， 該方法包括：在所述網(wǎng)絡(luò)中檢測主用戶；將靜默周期開始控制消息傳送到所述網(wǎng)絡(luò)中的一 個(gè)或多個(gè)認(rèn)知無線電（CR)節(jié)點(diǎn)，其中所述消息指示靜默周期的開始和持續(xù)時(shí)間并且發(fā)起 頻譜感測；從所述網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)或多個(gè)CR節(jié)點(diǎn)接收用于指示頻譜感測結(jié)果的測量報(bào)告控 制消息；以及將消息傳送到所述一個(gè)或多個(gè)CR節(jié)點(diǎn)，其中所述消息指令所述一個(gè)或多個(gè)CR 節(jié)點(diǎn)基于所述頻譜感測結(jié)果而移動(dòng)到不同頻率。
【附圖說明】
[0010] 從以下描述中可以更詳細(xì)地理解本發(fā)明，這些描述是以實(shí)例方式給出的，并且可 以結(jié)合附圖加以理解，其中：
[0011] 圖1A為可以在其中實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)所公開的實(shí)施方式的示例通信系統(tǒng)的系統(tǒng)圖 示；
[0012] 圖1B為示例無線發(fā)射/接收單元（WTRU)的系統(tǒng)圖示，其中所述WTRU可以在如圖 1A所示的通信系統(tǒng)中使用；
[0013] 圖1C為示例無線電接入網(wǎng)絡(luò)和示例核心網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)圖示，其中所述示例無線電 接入網(wǎng)絡(luò)和示例核心網(wǎng)絡(luò)可以在如圖1A所示的通信系統(tǒng)中使用；
[0014] 圖2為被劃分成較小的局部區(qū)域的CR節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的示例；
[0015] 圖3為基本靜止間隔調(diào)度協(xié)議的示例；
[0016]圖4為用于每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的協(xié)調(diào)頻譜感測的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；
[0017] 圖5為SSN作為靜止間隔的調(diào)度方的增強(qiáng)型協(xié)議的示例；
[0018] 圖6顯示了靜默周期協(xié)調(diào)的示例場景；
[0019] 圖7顯示了在基于802. 11的協(xié)議棧中的DSM層的示例；
[0020] 圖8顯示了在基于蜂窩的協(xié)議棧中的DSM層的示例；
[0021] 圖9顯示了對于情況1的局部多播靜默周期開始消息的示例；
[0022] 圖10顯示了對于情況2的局部多播靜默周期開始消息的示例；
[0023] 圖11A和圖11B描述了異步靜默周期的呼叫流的示例；
[0024] 圖12顯示了用于靜默周期控制消息的MAC管理幀的示例；
[0025] 圖13顯示了每個(gè)靜默周期控制消息中的字段的示例；
[0026] 圖14顯示了DSM層中的事件配置和報(bào)告的示例；
[0027] 圖15顯示了根據(jù)CR節(jié)點(diǎn)的CQI測量觸發(fā)異步頻譜感測事件的示例；
[0028] 圖16顯示了利用周期性頻譜感測時(shí)間在許可波段上的CR節(jié)點(diǎn)活動(dòng)的示例；
[0029] 圖17顯示了在RRC中在DSM和CR之間針對PHY層CQI測量的事件配置和報(bào)告的 示例；
[0030] 圖18顯示了用于異步靜默周期協(xié)調(diào)的RRC消息發(fā)送協(xié)議的示例；
[0031] 圖19顯示了固定靜止間隔的示例；以及
[0032] 圖20顯示了隨機(jī)靜止間隔的示例。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 圖1A是可以在其中實(shí)施一個(gè)或多個(gè)所公開的實(shí)施方式的示例通信系統(tǒng)100的系 統(tǒng)框圖。通信系統(tǒng)100可以是將諸如語音、數(shù)據(jù)、視頻、消息發(fā)送、廣播等之類的內(nèi)容提供給 多個(gè)無線用戶的多接入系統(tǒng)。通信系統(tǒng)100可以通過系統(tǒng)資源（包括無線帶寬）的共享 使得多個(gè)無線用戶能夠訪問這些內(nèi)容。例如，通信系統(tǒng)100可以使用一個(gè)或多個(gè)信道接入 方法，例如碼分多址（CDMA)、時(shí)分多址（TDMA)、頻分多址（FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、單載波 FDMA(SC-FDMA)等等。
[0034] 如圖1A所示，通信系統(tǒng)100可以包括無線發(fā)射/接收單元（WTRU) 102a，102b， 102c，102d、無線電接入網(wǎng)絡(luò)（RAN) 104、核心網(wǎng)絡(luò)106、公共交換電話網(wǎng)（PSTN) 108、因特網(wǎng) 110和其他網(wǎng)絡(luò)112,但可以理解的是所公開的實(shí)施方式可以涵蓋任意數(shù)量的WTRU、基站、 網(wǎng)絡(luò)和/或網(wǎng)絡(luò)元件。WTRU102a，102b，102c，102d中的每一個(gè)可以是被配置成在無線通信 中操作和/或通信的任何類型的裝置。作為示例，WTRU102a，102b，102c，102d可以被配置 成發(fā)送和/或接收無線信號(hào)，并且可以包括用戶設(shè)備（UE)、移動(dòng)站、用戶、用戶站、高級移動(dòng) 站（AMS)、固定或移動(dòng)用戶單元、尋呼機(jī)、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、智能電話、便攜式 電腦、上網(wǎng)本、個(gè)人計(jì)算機(jī)、無線傳感器、消費(fèi)電子產(chǎn)品等等。
[0035] 通信系統(tǒng)100還可以包括基站114a和基站114b，基站114a，114b中的每一個(gè)可以 是被配置成與WTRU102a，102b，102c，102d中的至少一者無線交互，以便于接入一個(gè)或多 個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)（例如核心網(wǎng)絡(luò)106、因特網(wǎng)110和/或網(wǎng)絡(luò)112)的任何類型的裝置。例如，基 站114a，114b可以是基站收發(fā)信站（BTS)、節(jié)點(diǎn)B、e節(jié)點(diǎn)B、家用節(jié)點(diǎn)B、家用e節(jié)點(diǎn)B、站點(diǎn) 控制器、接入點(diǎn)（AP)、無線路由器以及類似裝置。盡管基站114a，114b每個(gè)均被描述為單個(gè) 元件，但是可以理解的是基站114a，114b可以包括任何數(shù)量的互聯(lián)基站和/或網(wǎng)絡(luò)元件。
[0036] 基站114a可以是RAN104的一部分，該RAN104還可以包括諸如基站控制器 (BSC)、無線電網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC)、中繼節(jié)點(diǎn)之類的其他基站和/或網(wǎng)絡(luò)元件（未示出）。基 站114a和/或基站114b可以被配置成發(fā)送和/或接收特定地理區(qū)域內(nèi)的無線信號(hào)，該特 定地理區(qū)域可以被稱作小區(qū)（未示出）。小區(qū)還可以被劃分成小區(qū)扇區(qū)。例如與基站114a 相關(guān)聯(lián)的小區(qū)可以被劃分成三個(gè)扇區(qū)。由此，在一種實(shí)施方式中，基站114a可以包括三個(gè) 收發(fā)信機(jī)，即針對所述小區(qū)的每個(gè)扇區(qū)都有一個(gè)收發(fā)信機(jī)。在另一實(shí)施方式中，基站114a 可以使用多輸入多輸出（MM0)技術(shù)，并且由此可以使用針對小區(qū)的每個(gè)扇區(qū)的多個(gè)收發(fā) 信機(jī)。
[0037] 基站 114a，114b可以通過空中接口 116 與WTRU102a，102b，102c，102d中的一者 或多者通信，該空中接口 116可以是任何合適的無線通信鏈路（例如射頻（RF)、微波、紅外 (IR)、紫外（UV)、可見光等）?？罩薪涌?116可以使用任何合適的無線電接入技術(shù)（RAT)來 建立。
[0038] 更具體地，如前所述，通信系統(tǒng)100可以是多接入系統(tǒng)，并且可以使用一個(gè)或多個(gè) 信道接入方案，例如CDM、TDM、FDM、0FDM、SC-FDM以及類似的方案。例如，在RAN104 中的基站114a和WTRU102a，102b，102c可以實(shí)施諸如通用移動(dòng)電信系統(tǒng)（UMTS)陸地?zé)o 線電接入（UTRA)之類的無線電技術(shù)，其可以使用寬帶CDMA(WCDMA)來建立空中接口 116。 WCDMA可以包括諸如高速分組接入（HSPA)和/或演進(jìn)型HSPA(HSPA+)。HSPA可以包括高速 下行鏈路分組接入（HSDPA)和/或高速上行鏈路分組接入（HSUPA)。
[0039] 在另一實(shí)施方式中，基站114a和WTRU102a，102b，102c可以實(shí)施諸如演進(jìn)型UMTS 陸地?zé)o線電接入（E-UTRA)之類的無線電技術(shù)，其可以使用長期演進(jìn)（LTE)和/或高級 LTE(LTE-A)來建立空中接口 116。
[0040] 在其他實(shí)施方式中，基站114a和WTRU102a，102b，102c可以實(shí)施諸如IEEE 802.16(即全球微波互聯(lián)接入（WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000lx、CDMA2000EV-D0、臨時(shí)標(biāo) 準(zhǔn)2000 (IS-2000)、臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)95 (IS-95)、臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)856 (IS-856)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM)、 增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)（EDGE)、GSMEDGE(GERAN)之類的無線電技術(shù)。
[0041] 舉例來講，圖1A中的基站114b可以是無線路由器、家用節(jié)點(diǎn)B、家用e節(jié)點(diǎn)B或者 接入點(diǎn)，并且可以使用任何合適的RAT，以用于促進(jìn)在諸如公司、家庭、車輛、校園之類的局 部區(qū)域的無線連接。在一種實(shí)施方式中，基站114b和WTRU102c，102d可以實(shí)施諸如IEEE 802. 11之類的無線電技術(shù)以建立無線局域網(wǎng)（WLAN)。在另一實(shí)施方式中，基站114b和 WTRU102c，102d可以實(shí)施諸如IEEE802. 15之類的無線電技術(shù)以建立無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN)。 在又一實(shí)施方式中，基站114b和WTRU102c，102d可以使用基于蜂窩的RAT(例如WCDMA、 CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A等）以建立微微（picocell)小區(qū)和毫微微小區(qū)（femtocell)。