頻譜資源管理裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及無線通信領(lǐng)域，更具體地涉及包括用于存在多級通信系統(tǒng)的區(qū)域的頻譜資源管理裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨無線通信系統(tǒng)的進(jìn)化，用戶對高品質(zhì)、高速度、新服務(wù)的服務(wù)需求越來越高。無線通信運(yùn)營商與設(shè)備商需要不斷改進(jìn)系統(tǒng)以達(dá)到用戶的要求。這需要大量的頻譜資源(例如，可以用時(shí)間、頻率、帶寬、可容許最大發(fā)射功率等參數(shù)來進(jìn)行量化)以支持新服務(wù)和滿足高速通信需求。有限的頻譜資源已經(jīng)分配給固定的運(yùn)營商和服務(wù)，新的可供使用的頻譜或是非常稀少或是價(jià)格昂貴。
[0003]在這種情況下，人們提出了動態(tài)頻譜利用的概念，即動態(tài)地利用那些已經(jīng)分配給某些服務(wù)但是卻沒有被充分利用的頻譜資源。例如，動態(tài)地利用數(shù)字電視廣播頻譜上某些沒有播放節(jié)目的頻道的頻譜或者相鄰頻道的頻譜，在不干擾電視信號接收的情況下，進(jìn)行無線移動通信。在這個(gè)應(yīng)用示例中，由于電視廣播頻譜本身就是分配給電視廣播系統(tǒng)使用的，因此電視廣播系統(tǒng)是主系統(tǒng)(primary system),電視機(jī)是主用戶(primary user)。移動通信系統(tǒng)是在保證對主系統(tǒng)不造成干擾的情況下使用主系統(tǒng)頻譜資源的通信系統(tǒng)，因此移動通信系統(tǒng)是次系統(tǒng)(secondary system)移動通信系統(tǒng)中的接收機(jī)是次用戶(secondaryuser)。這里所述的主系統(tǒng)可以是指那些有頻譜使用權(quán)的系統(tǒng)，例如電視廣播系統(tǒng)；而次系統(tǒng)則是沒有頻譜使用權(quán)、只在主系統(tǒng)不使用其所擁有的頻譜的時(shí)候適當(dāng)?shù)厥褂迷擃l譜的系統(tǒng)。
[0004]另外，主系統(tǒng)和次系統(tǒng)也可以是同時(shí)具有頻譜使用權(quán)的系統(tǒng)，但是在頻譜使用上具有不同的優(yōu)先級別，即具有不同的頻譜資源使用權(quán)限。例如，運(yùn)營商在部署新的基站以提供新服務(wù)的時(shí)候，已有基站及其提供的服務(wù)具有頻譜使用優(yōu)先權(quán)。主系統(tǒng)包含主用戶基站(primary user base stat1n)與主用戶，而次系統(tǒng)包含次用戶基站(secondary user basestat1n)與次用戶。
[0005]當(dāng)次系統(tǒng)為緊急服務(wù)或者具有一定的通信服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求時(shí)，可以將原有的主系統(tǒng)作為第一級系統(tǒng)(也稱第一級通信系統(tǒng))，將這些次系統(tǒng)作為第二級系統(tǒng)(也稱第二級通信系統(tǒng))。那些沒有服務(wù)質(zhì)量要求或者為民用業(yè)務(wù)的次系統(tǒng)作為第三級系統(tǒng)(也稱第三級通信系統(tǒng))。也就是說，不同級別的系統(tǒng)具有不同的頻譜使用權(quán)限。例如，這里的第一級系統(tǒng)具有比第二級系統(tǒng)和第三級系統(tǒng)高的頻譜使用權(quán)限，第二級系統(tǒng)具有比第三級系統(tǒng)高的頻譜使用權(quán)限，第三級系統(tǒng)的頻譜使用權(quán)限最低。同一預(yù)定區(qū)域內(nèi)的各級通信系統(tǒng)可能由同一頻譜資源管理裝置進(jìn)行管理，該預(yù)定區(qū)域作為該頻譜資源管理裝置的管理區(qū)域。
[0006]這種多級通信系統(tǒng)共存的通信方式要求較低權(quán)限的通信系統(tǒng)對較高權(quán)限的通信系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，較低權(quán)限通信系統(tǒng)的應(yīng)用對較高權(quán)限通信系統(tǒng)的應(yīng)用不應(yīng)造成干擾，或者較低權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜利用所造成的影響能被控制在較高權(quán)限通信系統(tǒng)容許的范圍之內(nèi)。
[0007]目前，對于對具有多個(gè)頻譜使用級別的系統(tǒng)的管理是通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)數(shù)據(jù)庫存儲主系統(tǒng)所能容許的干擾門限。同一管理區(qū)域內(nèi)的次系統(tǒng)在開始利用主系統(tǒng)的頻譜之前首先要訪問該數(shù)據(jù)庫并提交次系統(tǒng)的頻譜利用特性信息，例如位置信息、頻譜發(fā)射模板(spectrum emiss1n mask)、傳輸帶寬和載波頻率等等。然后,數(shù)據(jù)庫根據(jù)次系統(tǒng)的狀態(tài)信息計(jì)算次系統(tǒng)對主系統(tǒng)的干擾量，并根據(jù)所計(jì)算的當(dāng)前頻譜利用特性下的次系統(tǒng)對主系統(tǒng)的干擾量來計(jì)算當(dāng)前頻譜利用特性下的次系統(tǒng)的可用頻譜資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]然而，當(dāng)有具有多個(gè)頻譜使用權(quán)限的系統(tǒng)共同使用頻譜資源時(shí)，特別地，對第二級系統(tǒng)的頻譜使用，在考慮到第二級系統(tǒng)對第一級系統(tǒng)的保護(hù)的前提下，需要考慮來自第二級系統(tǒng)、第三級系統(tǒng)甚至是第一級系統(tǒng)的干擾。而且，由于需要考慮第二級系統(tǒng)和第三級系統(tǒng)對第一級系統(tǒng)產(chǎn)生的聚合干擾，第二級系統(tǒng)的可用頻譜資源上限不僅取決于第二級系統(tǒng)對第一級系統(tǒng)的干擾，同時(shí)也取決于第三級系統(tǒng)對第一級系統(tǒng)的干擾。因此，本申請人根據(jù)上述發(fā)現(xiàn)而做出了本發(fā)明。本發(fā)明可以擴(kuò)展到多個(gè)頻譜使用級別的系統(tǒng)共存的場景。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種頻譜資源管理裝置，包括:可用資源確定單元，被配置為確定目標(biāo)通信系統(tǒng)的可用頻譜資源，使得在所述目標(biāo)通信系統(tǒng)在所述可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作、并且所述頻譜資源管理裝置的管理區(qū)域內(nèi)的較低權(quán)限通信系統(tǒng)在所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作時(shí)，所述目標(biāo)通信系統(tǒng)和所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)對所述管理區(qū)域內(nèi)的較高權(quán)限通信系統(tǒng)產(chǎn)生的聚合干擾不超過所述較高權(quán)限通信系統(tǒng)的干擾門限，其中所述較高權(quán)限通信系統(tǒng)具有比所述目標(biāo)通信系統(tǒng)高的頻譜使用權(quán)限，所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)具有比所述目標(biāo)通信系統(tǒng)低的頻譜使用權(quán)限；資源利用調(diào)整單元，被配置為減少所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的可用頻譜資源，使得所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)在減少后的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作時(shí)對所述目標(biāo)通信系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾不超過所述目標(biāo)通信系統(tǒng)的干擾門限；以及可用資源更新單元，被配置為根據(jù)所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的減少后的可用頻譜資源來更新所述目標(biāo)通信系統(tǒng)的可用頻譜資源，使得在所述目標(biāo)通信系統(tǒng)在更新后的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作、并且所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)在減少后的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作時(shí)，所述聚合干擾不超過所述較高權(quán)限通信系統(tǒng)的干擾門限。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種頻譜資源管理方法，包括:確定目標(biāo)通信系統(tǒng)的可用頻譜資源，使得在所述目標(biāo)通信系統(tǒng)在所述可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作、并且當(dāng)前頻譜管理區(qū)域內(nèi)的較低權(quán)限通信系統(tǒng)在所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作時(shí)，所述目標(biāo)通信系統(tǒng)和所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)對當(dāng)前頻譜管理區(qū)域內(nèi)的較高權(quán)限通信系統(tǒng)產(chǎn)生的聚合干擾不超過所述較高權(quán)限通信系統(tǒng)的干擾門限，其中所述較高權(quán)限通信系統(tǒng)具有比所述目標(biāo)通信系統(tǒng)高的頻譜使用權(quán)限，所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)具有比所述目標(biāo)通信系統(tǒng)低的頻譜使用權(quán)限；減少所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的可用頻譜資源，使得所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)在減少后的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作時(shí)對所述目標(biāo)通信系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾不超過所述目標(biāo)通信系統(tǒng)的干擾門限；以及根據(jù)所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的減少后的可用頻譜資源來更新所述目標(biāo)通信系統(tǒng)的可用頻譜資源，使得在所述目標(biāo)通信系統(tǒng)在更新后的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作、并且所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)在減少后的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作時(shí)，所述聚合干擾不超過所述較高權(quán)限通信系統(tǒng)的干擾門限。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種頻譜資源管理裝置，包括:接口單元，被配置為:接收關(guān)于目標(biāo)通信系統(tǒng)請求利用較高權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜資源的頻譜利用請求；將該目標(biāo)通信系統(tǒng)的頻譜利用特性提供至其它頻譜資源管理裝置；以及從所述其它頻譜資源管理裝置接收該目標(biāo)通信系統(tǒng)對所述其它頻譜管理系統(tǒng)的相應(yīng)可用頻譜資源信息。該頻譜資源管理裝置還包括:調(diào)整對象確定單元，被配置為基于所述接口單元所接收的可用頻譜資源信息確定參與頻譜利用調(diào)整的其它頻譜資源管理裝置。其中，所述接口單元被配置為向所述參與頻譜利用調(diào)整的其它頻譜資源管理裝置發(fā)送頻譜利用調(diào)整請求。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種頻譜資源管理方法，包括:接收關(guān)于目標(biāo)通信系統(tǒng)請求利用較高權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜資源的頻譜利用請求；將該目標(biāo)通信系統(tǒng)的頻譜利用特性提供至其它頻譜資源管理裝置；從所述其它頻譜資源管理裝置接收該目標(biāo)通信系統(tǒng)對所述其它頻譜管理系統(tǒng)的相應(yīng)可用頻譜資源信息；基于所接收的可用頻譜資源信息確定參與頻譜利用調(diào)整的其它頻譜資源管理裝置；以及向所述參與頻譜利用調(diào)整的其它頻譜資源管理裝置發(fā)送頻譜利用調(diào)整請求。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種頻譜資源管理裝置，包括:接口單元，被配置為接收其它頻譜資源管理裝置所管理的目標(biāo)通信系統(tǒng)的頻譜利用特性；以及可用資源確定單元，被配置為基于所述頻譜利用特性、以及該頻譜資源管理裝置所管理的較低權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜利用情況，確定該目標(biāo)通信系統(tǒng)的當(dāng)前可用頻譜資源以及調(diào)整后預(yù)計(jì)可用頻譜資源。其中，可用資源確定單元預(yù)計(jì)減少所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜利用能夠給該目標(biāo)通信系統(tǒng)帶來的可用頻譜資源的提升量，以確定調(diào)整后預(yù)計(jì)可用頻譜資源。其中，接口單元還被配置為將當(dāng)前可用頻譜資源以及調(diào)整后預(yù)計(jì)可用頻譜資源發(fā)送至所述其它頻譜資源管理裝置。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種頻譜資源管理方法，包括:接收其它頻譜資源管理裝置所管理的目標(biāo)通信系統(tǒng)的頻譜利用特性；基于所述頻譜利用特性、以及當(dāng)前頻譜資源管理區(qū)域內(nèi)的較低權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜利用情況，確定該目標(biāo)通信系統(tǒng)的當(dāng)前可用頻譜資源以及調(diào)整后預(yù)計(jì)可用頻譜資源；以及將當(dāng)前可用頻譜資源以及調(diào)整后預(yù)計(jì)可用頻譜資源發(fā)送至所述其它頻譜資源管理裝置。其中，可以通過預(yù)計(jì)減少所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜利用能夠給該目標(biāo)通信系統(tǒng)帶來的可用頻譜資源的提升量，來確定調(diào)整后預(yù)計(jì)可用頻譜資源。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，提供了一種包括計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行:可用資源確定步驟，確定目標(biāo)通信系統(tǒng)的可用頻譜資源，使得在所述目標(biāo)通信系統(tǒng)在所述可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作、并且當(dāng)前頻譜管理區(qū)域內(nèi)的較低權(quán)限通信系統(tǒng)在所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作時(shí)，所述目標(biāo)通信系統(tǒng)和所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)對當(dāng)前頻譜管理區(qū)域內(nèi)的較高權(quán)限通信系統(tǒng)產(chǎn)生的聚合干擾不超過所述較高權(quán)限通信系統(tǒng)的干擾門限，其中所述較高權(quán)限通信系統(tǒng)具有比所述目標(biāo)通信系統(tǒng)高的頻譜使用權(quán)限，所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)具有比所述目標(biāo)通信系統(tǒng)低的頻譜使用權(quán)限；資源利用調(diào)整步驟，減少所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的可用頻譜資源，使得所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)在減少后的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作時(shí)對所述目標(biāo)通信系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾不超過所述目標(biāo)通信系統(tǒng)的干擾門限；以及可用資源更新步驟，根據(jù)所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的減少后的可用頻譜資源來更新所述目標(biāo)通信系統(tǒng)的可用頻譜資源，使得在所述目標(biāo)通信系統(tǒng)在更新后的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作、并且所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)在減少后的可用頻譜資源的范圍內(nèi)工作時(shí)，所述聚合干擾不超過所述較高權(quán)限通信系統(tǒng)的干擾門限。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，提供了一種包括計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行:接收關(guān)于目標(biāo)通信系統(tǒng)請求利用較高權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜資源的頻譜利用請求；將該目標(biāo)通信系統(tǒng)的頻譜利用特性提供至其它頻譜資源管理裝置；從所述其它頻譜資源管理裝置接收該目標(biāo)通信系統(tǒng)對所述其它頻譜管理系統(tǒng)的相應(yīng)可用頻譜資源信息；基于所接收的可用頻譜資源信息確定參與頻譜利用調(diào)整的其它頻譜資源管理裝置；以及向所述參與頻譜利用調(diào)整的其它頻譜資源管理裝置發(fā)送頻譜利用調(diào)整請求。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例，提供了一種包括計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)存儲介質(zhì)，計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行:接收其它頻譜資源管理裝置所管理的目標(biāo)通信系統(tǒng)的頻譜利用特性；基于所述頻譜利用特性、以及當(dāng)前頻譜資源管理區(qū)域內(nèi)的較低權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜利用情況，確定該目標(biāo)通信系統(tǒng)的當(dāng)前可用頻譜資源以及調(diào)整后預(yù)計(jì)可用頻譜資源；以及將當(dāng)前可用頻譜資源以及調(diào)整后預(yù)計(jì)可用頻譜資源發(fā)送至所述其它頻譜資源管理裝置。其中，可以通過預(yù)計(jì)減少所述較低權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜利用能夠給該目標(biāo)通信系統(tǒng)帶來的可用頻譜資源的提升量，來確定調(diào)整后預(yù)計(jì)可用頻譜資源。
[0018]在本發(fā)明的上述方面中，目標(biāo)通信系統(tǒng)為認(rèn)知無線電技術(shù)中的次系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的上述方面的頻譜資源管理裝置可以包括對次系統(tǒng)的頻譜資源利用進(jìn)行管理的數(shù)據(jù)庫。
[0019]采用本發(fā)明，可以在對較高權(quán)限通信系統(tǒng)的干擾不超過較高權(quán)限通信系統(tǒng)的干擾門限的情況下，控制各較低權(quán)限通信系統(tǒng)的頻譜使用，使得目標(biāo)通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)期望的通信服務(wù)質(zhì)量。
【附圖說明】
[0020]參照下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例的說明，會更加容易地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中，相同的或?qū)?yīng)的技術(shù)特征或部件將采用相同或?qū)?yīng)的附圖標(biāo)記來表示。
[0021]圖1示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頻譜資源管理裝置的配置示例的框圖；
[0022]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多個(gè)頻譜使用級別的系統(tǒng)共存的場景的示意圖；
[0023]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻譜資源管理裝置的配置示例的框圖；
[0024]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻譜資源管理裝置的配置示例的框圖；
[0025]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻譜資源管理裝置的配置示例的框圖；
[0026]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻譜資源管理裝置的配置示例的框圖；
[0027]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻譜資源管理裝置的配置示例的框圖；
[0028]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頻譜資源管理方法的示意性流程圖；
[0029]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻譜資源管理裝置的配置示例的框圖；
[0030]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻譜資源管理裝置的配置示例的框圖；
[0031]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻譜資源管理方法的示意性流程圖；
[0032]圖12示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻譜資源管理裝置的配置示例的框圖；
[0033]圖13是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的頻譜資源管理方法的示意性流程圖；
[0034]圖14是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的協(xié)同工作的多個(gè)頻譜資源管理裝置的示例框圖；
[0035]圖15是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頻譜資源管理方法的應(yīng)用示例的示意性時(shí)序圖；
[0036]圖16是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的頻譜資源管理方法的應(yīng)用示例的示意性流程圖；以及
[0037]圖17示出可用于作為實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的信息處理設(shè)備的示意性框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本發(fā)明無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述。
[0039]下面結(jié)合圖1來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施