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

【發明內容】

[0003] 根據本公開的某些實施方式，公開了一種用于管理被配置為在共享頻譜上操 作的多個無線電網絡之間的共存的管理系統。所述管理系統可以包括：處理器；鄰居 (neighbor)檢測引擎，其通信地連接（couple)到所述處理器，所述鄰居檢測引擎被配置為 收集與所述多個無線電網絡中的每一個有關的多個數據；負荷分析引擎，其通信地連接到 所述處理器，所述負荷分析引擎被配置為確定與所述多個無線電網絡中的每一個關聯的負 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無線電網絡當中分配多個信道 片段（slice)。
[0004] 根據本公開的某些實施方式，公開了一種用于管理被配置為在共享頻譜上操作的 多個無線電網絡之間的共存的系統。所述系統可以包括管理系統和無線電網絡。所述管理 系統可以包括：處理器；鄰居檢測引擎，其通信地連接到所述處理器，所述鄰居檢測引擎被 配置為收集與所述多個無線電網絡中的每一個關聯的多個數據；負荷分析引擎，其通信地 連接到所述處理器，所述負荷分析引擎被配置為確定與所述多個無線電網絡中的每一個關 聯的負荷水平；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荷水平。所述無線電網絡可以被配置 為：接收與所述多個無線電網絡中的每一個關聯的所述多個數據；接收所述帶寬分配值； 以及分配與所述無線電網絡關聯的多個信道片段。
[0005] 根據本公開的某些實施方式，公開了一種用于管理被配置為在共享頻譜上操作的 多個無線電網絡之間的共存的方法。所述方法可以包括以下步驟：收集與所述多個無線電 網絡中的每一個有關的多個數據；確定與所述多個無線電網絡中的每一個關聯的負荷水 平；確定帶寬分配值，所述帶寬分配值至少基于所述負荷水平；以及在所述多個無線電網 絡當中分配多個信道片段。
【附圖說明】
[0006] 為了更完整地理解本發明及其優點，現在參考結合附圖作出的下列描述，其中：
[0007] 圖1例示了根據本公開的某些實施方式的、用于管理空白空間（white space)中 的共存的示例系統；
[0008] 圖2例示了根據本公開的某些實施方式的、用于管理空白空間中的共存的示例管 理系統；
[0009] 圖3例示了根據本公開的某些實施方式的、用于管理空白空間中的共存的示例方 法的流程圖；
[0010] 圖4例示了根據本公開的某些實施方式的、用于針對分散式（decentralized)無 線電網絡系統的連續的分布式信道指派（assignment)的示例方法的流程圖；以及
[0011] 圖5例示了根據本公開的某些實施方式的、表示包括多個無線電網絡的示例系統 的示例圖。
【具體實施方式】
[0012] 通過參照圖1至圖5來最好地理解優選實施方式及其優點，其中，相同的編號被用 于指示相同和相應的部件。
[0013] 隨著數據通信量增長增加以及頻譜變得日益缺乏，已經出現了若干個解決方案以 滿足移動寬帶數據需求。一種解決方案可以是部署小的小區和中繼站（relay)以重復使用 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網絡上的某些通信的提議。在某些情況下， 這可能導致密集區域中的高的擁塞，并且可能由于例如在IEEE 802. 11技術中規定的固有 的固定信道化（channelization)而出現問題。
[0014] 未被許可的頻譜可以用于數據通信，包括當指定的用戶未充分使用分配的頻譜時 在分配的頻帶內可用的頻譜。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。當負有 職責的人員（incumbent)沒有正在使用該頻帶時，接入未被許可并且可以被使用。該頻譜 通常可以稱為TV空白空間（"TVWS")。然而，空白頻帶的使用概述了在管理異質環境中的 不同的無線電網絡的共存方面的某些困難。當前，IEEE802. 19. 1旨在提供用于利于共存管 理的框架，但是該提議仍在進行中。
[0015] 本公開的一個目的是向共享相同的頻譜帶（spectrum band)(例如，TV空白空間） 的每一個無線電網絡（例如，接入點或基站）分配頻譜（例如，帶寬分配和信道指派）。每 一個網絡都可以基于不同的無線電接入技術（例如，IEEE 802. 11WLAN、IEEE802. 22或LTE) 來操作并且可以屬于不同的運營商。
[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或聯邦（federal)頻帶中的連續的頻譜塊（chunk)或者TV或聯邦頻帶中的不連 續的信道、和/或這兩者的某些組合。
[0017] 在某些實施方式中，頻譜分配中的一個目標可以是在避免對鄰居網絡的干擾的同 時盡可能多地使用空白空間。另外，自適應帶寬長度可以與每一個網絡的負荷需求成比例 地分配給每一個網絡。這可以提供對可用的未被許可的共享頻譜的更好利用。為了支持自 適應帶寬分配，整個可用頻譜可以被劃分成每一個的寬度為w Hz的片段。
[0018] 一種用于管理異質環境中的共存的方法可以包括以下步驟：（1)使頻譜重復使用 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網絡的負荷成比例 地分配給每一個網絡；以及（2)在避免對鄰居網絡的干擾的同時基于帶寬需求來指派信道 片段。
[0019]圖1例示了根據本公開的某些實施方式的、用于管理空白空間中的共存的示例系 統100。在某些實施方式中，系統100可以包括多個無線電網絡102、一個或更多個用戶設 備104、以及通信地連接到所述無線電網絡102的一個或更多個管理系統200。如下面參照 圖2至圖5更詳細描述的，所述管理系統200可以被配置為在共享相同的頻譜帶的所述多 個無線電網絡102中的每一個之間或當中分配頻譜（例如，帶寬分配和信道指派），以允許 用戶設備104通過無線電網絡102通信。在某些實施方式中，管理系統200還可以被配置 為通過共享相同的頻譜帶的所述多個無線電網絡102中的每一個來提供可以利于頻譜分 配的數據。
[0020] 在某些實施方式中，無線電網絡102可以是到通信網絡的接入點，所述接入點被 配置為允許用戶設備102通過所述通信網絡通信。在某些實施方式中，當可以利用不同的 無線電接入技術（例如，IEEE 802. 11、IEEE 802. 22、LTE等）來操作時，每一個無線電網絡 102共享與其它無線電網絡102相同的頻譜帶。此外，每一個無線電網絡102都可以由不同 的運營商擁有和/或操作。例如，系統100可以包括四個無線電網絡102 (包括兩個LTE發 送塔）和兩個802. 22無線接入點。在相同或另選的配置中，系統100可以在不脫離本公開 的范圍的情況下包括無線電網絡102的更多的、更少的或不同的配置。
[0021] 在某些實施方式中，用戶設備104可以是被配置為在通過所述無線電網絡102的 任一個或全部通信和/或利于通信的電子裝置和/或電子裝置的組合。例如，用戶設備104 可以是蜂窩電話、平板計算機、膝上型計算機、其它用戶設備104的網絡，和/或其它適當的 電子裝置可以被配置為通過無線電網絡102發送和/或接收數據。
[0022] 在某些實施方式中，管理系統200可以包括多個組件，所述多個組件被配置為在 共享相同的頻譜帶的所述多個無線電網絡102中的每一個之間或當中分配頻譜（例如，帶 寬分配和信道指派），以允許用戶設備104通過無線電網絡102通信和/或通過共享相同的 頻譜帶的所述多個無線電網絡102中的每一個來提供可以利于頻譜分配的數據，如下面參 照圖2至圖5更詳細描述的。如下面參照圖2至圖5更詳細描述的，管理系統200可以包 括這樣的組件，所述組件可以以如下的方式對總的可用的頻