用于动态频谱分配的方法、设备和系统的制作方法
【专利摘要】公开了系统和方法，大体上涉及频谱分配器(SA)功能的创建，其可以被用于动态地分配/重分配运行在无线通信网络中的节点的运行频率。为了允许LTE运行在无需许可(LE)频带，无线电资源管理(RRM)系统被增强以包括接口，该接口允许其与RRM外部模块通信，例如共存管理器、策略引擎和感知工具箱。
【专利说明】用于动态频谱分配的方法、设备和系统
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2011年12月22日提交的美国临时专利申请No. 61/579, 145的权益， 其内容以引用的方式全部结合于此。
【背景技术】
[0003] 随着移动用户的数量持续增加，需要附加地许可频带频谱来支持这些移动用户。 然而，许可频带频谱并不容易可用，获得可能非常昂贵。因此，非常期望在最新可用的频谱 中，例如电视空白空间（TVWS)、LSA(许可共享接入）频带、ISM频带、无需许和或者其它未 许可（unlicensed)频带、以及任意其它共享频谱中配置蜂窝无线接入技术（RAT)，例如，长 期演进（LTE)。
[0004] 在TVWS或者未许可频带中配置RAT的操作可以被修改以减轻不协调的干扰频谱 使用，以及支持上行链路（UL)和下行链路（DL)操作而无需固定的频率双工操作。例如， TVWS中可用信道之间的空间可以依赖于当前位置和附近主要用户对TVWS的使用。而且，一 些区域可以只具有单个TVWS信道可用，这可能导致必须在单个TVWS信道上同时操作和提 供UL和DL资源。另外，无需许可（LE)频段上的操作可能面对这些信道的低可靠性（与许 可频段上的操作相比较），以及面对由于给定信道上高级别的干扰、主要任务的到达、共存 数据库决策等造成的操作的频繁中断。因此，动态监控和/或分配频谱的方法、系统和装置 是有用的。
【发明内容】
[0005] 在一种实施方式中，一种在基站中实现的监控频谱可用性的方法包括从管理实体 接收频谱内的候选信道列表，以及针对使用的候选监控列表中的至少一个候选信道。
[0006] 在一种实施方式中，用于在频谱内分配无线通信信道的系统包括：共存管理器，适 合于传送频谱内的候选信道列表；无线发射/接收单元（WTRU);基站与共存管理器和无线 发射/接收单元通信，基站被配置成从管理实体接收频谱内的候选信道列表，并针对由基 站使用的候选而监控列表中至少一个候选信道。
[0007] 在一种实施方式中，一种在基站中实现的由基站使用的用于在无需许可频谱内分 配信道的方法包括从共存管理实体接收频谱内的候选信道列表，并针对使用的候选监控列 表中至少一个候选信道，使用至少一个候选信道与无线发射/接收单元（WTRU)通信，检测 何时至少一个信道的状态发生改变，响应于检测到至少一个信道的状态的变化，确定至少 一个信道是否仍然可由基站使用，以及如果确定至少一个信道不可由基站使用，切换到不 同信道。
[0008] 在一种实施方式中，一种将基站和至少一个无线发射/接收单元（WTRU)之间的通 信从无需许可频谱内的第一信道切换到第二信道的方法包括在基站处接收信道切换请求， 该请求标识了通信将切换的第二信道，在基站处创建包含信道切换MAC CE的MAC H)U，该信 道切换MAC CE包括信道切换请求中包含的信息，将MAC PDU从基站传送给至少一个WTRU， 在至少一个WTRU接收MAC rou，从基站向至少一个WTRU传送RRC连接重配置消息，并使用 RRC消息重配置基站和至少一个WTRU之间的通信。
[0009] 在一种实施方式中，一种将基站和至少一个无线发射/接收单元（WTRU)之间的通 信从无需许可频谱内的第一信道切换到第二信道的方法包括在基站处接收信道切换请求， 该请求标识了通信将切换的第二信道，基站的RRC层触发第二信道的开启，创建信道切换 消息的RRC部分，并向与第二信道关联的基站的MAC层发送信息，MAC层确定信道切换将要 发生的时间，并创建包含信道切换将要发生的时间的指示的信道切换消息的MAC部分，将 信道切换分配给一组资源块，并将关联的信道切换DCI格式映射到H)CCH和H)SCH，将DCI 传送给至少一个WTRU，WTRU的MAC层读取信道切换消息的MAC部分，并从信道切换时间开 始使用指定的参数，WTRU的RRC层读取信道切换消息的RRC部分，并据此重配置第二信道 上将被执行的测量。
[0010] 在一种实施方式中，一种频谱分配方法包括基站节点中的频谱分配器向无线通信 网络中的节点分配无需许可频带范围内的第一运行频率，并响应于触发事件，频谱分配器 向该节点重分配无需许可频带范围内的第二运行频率。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 更详细的理解可以从下面的详细说明中得出，该详细说明通过结合附图给出示 例，其中：
[0012] 图1A显示了可以在其中实现一个或多个公开的实施方式的通信系统示例的示意 图；
[0013] 图1B显示了可在图1A中示出的通信系统中使用的示例无线发射/接收单元 (WTRU)的示意图；
[0014] 图1C显示了可在图1A中示出的通信系统中使用的示例无线接入网络和示例核心 网的不意图；
[0015] 图2显示了具有一组S1接口以将HeNB连接到演进的分组核心（EPC)的家庭e节 点B(HeNB)的逻辑结构；
[0016] 图3显示了用具有部署的HeNB GW的E-UTRAN结构；
[0017] 图4显示了 TV频带使用；
[0018] 图5显示了包括基站（BS)、集中的共存管理器（CM)和WTRU的示例系统结构；
[0019] 图6显示了基站策略引擎；
[0020] 图7显示了根据一种非限制实施方式的频谱分配初始化；
[0021] 图8显示了由频谱分配器建立候选信道监控过程的实施方式；
[0022] 图9A-9B显示了通过不同触发器的候选信道监控过程的重配置；
[0023] 图10显示了活动信道管理算法的实施方式；
[0024] 图11显示了 MAC控制单元切换；
[0025] 图12显示了信道切换MAC控制单元；
[0026] 图13显示了 MAC层发起的信道改变中包括的事件的示例逻辑流；
[0027] 图14显示了信道切换消息后的示例性上行链路授权处理的定时图；
[0028] 图15显示了信道切换DCI格式和H)SCH中分配指向的关联的信道切换消息的示 例格式；
[0029] 图16显示了通过L1控制消息激活的小区改变关联的事件序列示例；
[0030] 图17显示了使用无需许可载波指示符字段的交叉载波调度；
[0031] 图18显示了根据挂起HARQ传输和ACK/NACK的下行链路传输在过渡阶段期间的 事件时间线示例；
[0032] 图19显示了具有小区搜索引擎的eNB的结构图；以及
[0033] 图20显示了 eNB激活的小区发现、小区监控和小区改变的示例过程。
[0034] 详细说明
[0035] 图1A显示了可以在其中实现一个或多个公开的实施方式的通信系统示例100。通 信系统100可以是向多个无线用户提供内容，例如语音、数据、视频、消息、广播等的多接入 系统。通信系统100可以使多个无线用户能够通过共享系统资源，包括无线带宽来访问这 些内容。例如，通信系统100可以使用一种或者多种信道接入方法，例如码分多址（CDMA)、 时分多址（TDMA)、频分多址（FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)等等。
[0036] 如图1A所示，通信系统100可以包括无线发射/接收单元（WTRU)102a、102b、 102c、102d，无线接入网（RAN) 104,核心网106,公共交换电话网（PSTN) 108,因特网110,和 其他网络112,不过应该理解的是公开的实施方式考虑到了任何数量的WTRU、基站、网络和 /或网络元件。WTRU102a、102b、102c、102d中的每一个可以是配置成在无线环境中进行操 作和/或通信的任何类型的设备。作为示例，可以将WTRU102a、102b、102c、102d配置成传 送和/或接收无线信号，可以包括用户设备（UE)、移动站、固定或者移动签约用户单元、寻 呼器、蜂窝电话、个人数字助理（PDA)、智能电话、膝上型电脑、上网本、个人计算机、无线传 感器、消费电子广品等等。
[0037] 通彳目系统100还可以包括基站114a和基站114b。基站114a、114b的每个都可 以是配置成与WTRU102a、102b、102c、102d中的至少一个无线接口以便于接入一个或者多 个通信网络，例如核心网106、因特网110和/或网络112的任何类型的设备。作为示例，基 站114a、114b可以是基站收发信台（BTS)、节点B、演进的节点B、家庭节点B、家庭eNB、站点 控制器、接入点（AP)、无线路由器等等。虽然基站114a、114b每个被描述为单独的元件，但 是应该理解的是基站114a、114b可以包括任何数量互连的基站和/或网络元件。
[0038] 基站114a可以是RAN104的一部分，RAN104也可以包括其他基站和/或网络元件 (未示出），例如基站控制器（BSC)、无线网络控制器（RNC)、中继节点等。可以将基站114a 和/或基站114b配置成在特定地理区域之内发送和/或接收无线信号，该区域可以被称为 小区（未示出）。小区还可以被划分为小区扇区。例如，与基站114a关联的小区可以划分 为三个扇区。因此，在一种实施方式中，基站114a可以包括三个收发信机，即每一个用于小 区的一个扇区。在另一个实施方式中，基站114a可以使用多输入多输出（ΜΙΜΟ)技术，因此 可以将多个收发信机用于小区的每一个扇区。
[0039] 基站114&、11413可以通过空中接口116与町冊1023、10213、102(3、102(1中的一个或 者多个通信，该空中接口可以是任何合适的无线通信链路（例如，无线电频率（RF)、微波、 红外（IR)、紫外线（UV)、可见光等）。可以使用任何合适的无线接入技术（RAT)来建立空中 接口 116。
[0040] 更具体的，如上所述，通信系统100可以是多接入系统，可以使用一种或者多种信 道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等等。例如，RAN104中的基站114a和 WTRU102a、102b、102c可以使用例如通用移动通信系统（UMTS)陆地无线接入（UTRA)的无线 技术，其可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口 116。WCDMA可以包括例如高速分组接 入（HSPA)和/或演进的HSPA(HSPA+)的通信协议。HSPA可以包括高速下行链路分组接入 (HSDPA)和/或高速上行链路分组接入（HSUPA)。
[0041] 在另一个实施方式中，基站114a和WTRU102a、102b、102c可以使用例如演进 的UMTS陆地无线接入（E-UTRA)的无线技术，其可以使用长期演进（LTE)和/或高级 LTE(LTE-A)来建立空中接口 116。
[0042] 在其它实施方式中，基站114a和WTRU102a、102b、102c可以使用例如电气电子工 程师协会（IEEE)802. 16( S卩，全球微波接入互操作性（WiMAX))、CDMA2000、CDMA20001X、 CDMA2000EV-D0、暂行标准 2000 (IS-2000)、暂行标准 95 (IS-95)、暂行标准 856 (IS-856)、全 球移动通信系统（GSM)、GSM演进的增强型数据速率（EDGE)、GSM EDGE(GERAN)等等的无线 技术。
[0043] 图1A中的基站114b例如可以是无线路由器、家庭节点B、家庭e节点B或接入点， 并且可以使用任何适当的RAT来促进局部区域中的无线连接，例如商业场所、住宅、车辆、 校园等等。在一个实施方式中，基站114b和WTRU102c、102d可以实现例如IEEE802. 11的 无线技术来建立无线局域网（WLAN)。在另一个实施方式中，基站114b和WTRU102c、102d可 以实现例如IEEE802. 15的无线技术来实现无线个域网（WPAN)。在又一个实施方式中，基站 114b 和 WTRU102c、102d 可以使用基于蜂窝的 RAT(例如，WCDMA，CDMA2000, GSM，LTE，LTE-A 等）来建立微微小区或毫微微小区。如图1A所示，基站114b可以具有到因特网110的直 接连接。因此，基站114b可能不需要经由核心网106而接入到因特网110。
[0044] RAN104可以与核心网106通信，所述核心网106可以是被配置成向WTRU102a、 102b、102c、102d中的一个或多个提供语音、数据、应用和/或通过网际协议的语音（VoIP) 服务的任何类型的网络。例如，核心网106可以提供呼叫控制、计费服务、基于移动位置的 服务、预付费呼叫、因特网连接、视频分配等，和/或执行高级安全功能，例如用户认证。虽 然图1A中未示出，应该理解的是RAN104和/或核心网106可以与使用和RAN104相同的 RAT或不同RAT的其他RAN进行直接或间接的通信。例如，除了连接到正在使用E-UTRA无 线技术的RAN104之外，核心网106还可以与使用GSM无线技术的另一个RAN(未示出）通 ?目。
[0045] 核心网106还可以充当町冊102&、10213、102(3、102(1接入到？5了附08、因特网110和 /或其他网络112的网关。PSTN108可以包括提供普通老式电话服务（POTS)的电路交换电 话网络。因特网110可以包括使用公共通信协议的全球互联计算机网络和设备的系统，所 述协议例如有TCP/IP网际协议组中的传输控制协议（TCP)、用户数据报协议（UDP)和网际 协议（IP)等等。网络112可以包括被其他服务提供商拥有和/或操作的有线或无线的通 信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个RAN中的另一个核心网，该RAN可以使 用和RAN104相同的RAT或不同的RAT。
[0046] 通信系统100中的WTRU102a、102b、102c、102d的某些或全部可以包括多模式能 力，即WTRU102a、102b、102c、102d可以包括用于在不同无线链路上与不同无线网络进行通 信的多个收发信机。例如，图1A中示出的WTRU102C可被配置成与基站114a通信，所述基 站114a可以使用基于蜂窝的无线技术，以及与基站114b通信，所述基站114b可以使用 IEEE802无线技术。
[0047] 图1B显示了 WTRU102示例的结构图。如图1B所示，WTRU102可以包括处理器118、 收发信机120、发射/接收元件122、扬声器/麦克风124、键盘126、显示器/触摸板128、不 可移动存储器130、可移动存储器132、电源134、全球定位系统（GPS)芯片组136、和其它外 围设备138。应该理解的是WTRU102可以在保持与一个实施方式一致时，包括前述元件的任 何子组合。
[0048] 处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器（DSP)、 多个微处理器、与DSP核相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路 (ASIC)、场可编程门阵列（FPGA)电路、任意其他类型的集成电路（1C)、状态机等等。处理器 118可执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理、和/或使WTRU102能够运行于 无线环境中的任何其他功能。处理器118可以耦合到收发信机120,所述收发信机120可耦 合到发射/接收元件122。虽然图1B示出了处理器118和收发信机120是单独的部件，但 是可以理解处理器118和收发信机120可以一起集成在电子封装或芯片中。
[0049] 发射/接收元件122可以被配置成通过空中接口 116将信号传送到基站（例如， 基站114a)，或从基站（例如，基站114a)接收信号。例如，在一个实施方式中，发射/接收 元件122可以是被配置成传送和/或接收RF信号的天线。在另一个实施方式中，发射/接 收元件122可以是被配置成传送和/或接收例如IR、UV或可见光信号的发射器/检测器。 在又一个实施方式中，发射/接收元件122可以被配置成传送和接收RF和光信号两者。应 当理解发射/接收元件122可以被配置成传送和/或接收无线信号的任何组合。
[0050] 另外，虽然发射/接收元件122在图1B中显示为一个元件，但是WTRU102可以包 括任意数量的发射/接收元件122。更具体的，WTRU102可以使用ΜΜ0技术。因此，在一个 实施方式中，WTRU102可以包括用于通过空中接口 116传送和接收无线信号的两个或更多 个发射/接收元件122 (例如，多个天线）。
[0051] 收发信机120可以被配置成调制要由发射/接收元件122传送的信号，和解调由 发射/接收元件122接收的信号。如上所述，WTRU102可以具有多模式能力。因此收发信 机120可以包括使WTRU102能够经由多个RAT通信的多个收发信机，所述多个RAT例如有 UTRA 和 IEEE802. 11。
[0052] WTRU102的处理器118可以耦合到下述设备，并且可以从下述设备中接收用户输 入数据：扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128 (例如，液晶显示器（LCD) 显示单元或有机发光二极管（0LED)显示单元）。处理器118还可以输出用户数据到扬声 器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128。另外，处理器118可以从任何类型 的适当的存储器访问信息，并且可以存储数据到所述存储器中，例如不可移动存储器130 和/或可移动存储器132。不可移动存储器130可以包括随机存取存储器（RAM)、只读存储 器（ROM)、硬盘、或任何其他类型的存储器设备。可移动存储器132可以包括用户标识模块 (SM)卡、记忆棒、安全数字（SD)存储卡等等。在其它实施方式中，处理器118可以从在物 理位置上没有位于WTRU102上，例如服务器或家用计算机（未示出）上，的存储器访问信 息，并且可以将数据存储在该存储器。
[0053] 处理器118可以从电源134接收电能，并且可以被配置成分配和/或控制到 WTRU102中的其他部件的电能。电源134可以是给WTRU102供电的任何适当的设备。例如， 电源134可以包括一个或多个干电池（例如，镍镉（NiCd)、镍锌（NiZn)、镍氢（NiMH)、锂离 子（Li-ion)，等等），太阳能电池，燃料电池等等。
[0054] 处理器118还可以耦合到GPS芯片组136,所述GPS芯片组136可以被配置成提供 关于WTRU102当前位置的位置信息（例如，经度和纬度）。另外，除来自GPS芯片组136的 信息或作为其替代，WTRU102可以通过空中接口 116从基站（例如，基站114a、114b)接收 位置信息，和/或基于从两个或更多个邻近基站接收的信号的定时来确定其位置。应当理 解WTRU102在保持与一种实施方式一致时，可以通过任何适当的位置确定方法获得位置信 肩、。
[0055] 处理器118还可以耦合到其他外围设备138,所述外围设备138可以包括一个或 多个提供附加特性、功能和/或有线或无线连接的软件和/或硬件模块。例如，外围设备 138可以包括加速计、电子罗盘、卫星收发信机、数字相机（用于照片或视频）、通用串行总 线（USB)端□、振动设备、电视收发信机、免提耳机、蓝牙?模块、调频（FM)无线电单元、数 字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器等等。
[0056] 图1C显示了根据实施方式的示例RAN104和示例核心网106。如上所述，RAN104 可以采用E-UTRA无线技术通过空中接口 116与WTRU102a、102b、102c进行通信。RAN104还 可以与核心网106通信。
[0057] RAN104可以包括e节点B140a、140b、140c，尽管可以理解的是保持与一个实施方 式一致的同时，RAN104可以包括任意数量的e节点B。e节点B140a、140b、140c的每一个都 可以包括一个或者多个收发信机用于通过空中接口 116与WTRU102a、102b、102c通信。在 一个实施方式中，e节点B140a、140b、140c可以实现ΜΜ0技术。因此，e节点B140a，例如 可以使用多天线来向WTRU120a传送无线信号和从WTRU120a接收无线信号。
[0058] e节点B140a、140b、140c中的每一个可以与特定小区（未示出）相关联，可以被配 置成处理无线资源管理决策、切换决策、在上行链路和/或下行链路调度用户等。如图1C 所示，e节点B140a、140b、140c可以通过X2接口彼此通信。
[0059] 图1C中所示的核心网106可以包括移动性管理网关（MME) 142、服务网关144、和 分组数据网络（PDN)网关146。虽然前述的每个元件都被描述为核心网106的一部分，但是 应该理解的是这些元件中的任何一个都可由核心网运营商之外的实体拥有和/或操作。
[0060] MME142可经由S1接口被连接到RAN104中的e节点B140a、140b、140c的每一个， 并充当控制节点。例如，MME142可负责认证WTRU102a、102b、102c的用户，承载激活/去 激活，在WTRU102a、102b、102c的初始附着期间选择特定服务网关，等等。MME142还可以为 RAN104和使用其他无线电技术，例如GSM或WCDMA的其他RAN(未示出）之间的交换提供控 制平面功能。
[0061] 服务网关144可经由S1接口被连接到RAN104中e节点B140a、140b、140c的每一 个。服务网关144通常可以路由和转发往/来WTRU102a、102b、102c的用户数据分组。月艮 务网关144还可以执行其他功能，例如在e节点B之间的切换期间锚定用户平面，在下行链 路数据可用于WTRU102a、102b、102c时触发寻呼，管理和存储WTRU102a、102b、102c的上下 文7等等。
[0062] 服务网关144还可被连接到PDN网关146,所述PDN网关146可以向WTRU102a、 102b、102c提供对分组交换网络，例如，因特网110的接入，以方便WTRU102a、102b、102c和 IP使能设备之间的通信。
[0063] 核心网106可促进与其他网络的通信。例如，核心网106可向WTRU102a、102b、102c 提供对电路交换网络，例如PSTN108的接入，以促进WTRU102a、102b、102c和传统陆地线通 信设备之间的通信。例如，核心网106可包括IP网关，或可与IP网关（例如，IP多媒体子 系统（MS)服务器）通信，所述IP网关用作核心网106和PSTN108之间的接口。此外，核 心网106可向WTRU102a、102b、102c提供对网络112的接入，所述网络112可包括由其他服 务提供商拥有和/或操作的其他有线或无线网络。
[0064] 在此所述的系统和方法大体上涉及频谱分配器（SA)功能的创建，其可以用于动 态地分配/重分配运行于无线通信网络中的节点的运行频率。下面详细说明可用于在许可 的和/或无需许可（LE)频带内运行的无线基站节点实现SA功能的系统结构示例和过程示 例组。
[0065] 信道可用性和/或质量的暂时改变可能由于网络节点的临时（ad hoc)加入和/ 或去除而发生。例如一个频带上的基站和另一个频带上的用户设备（UE)之间的进行通信 的频率可以必须动态改变以适应网络拓扑结构的改变。对于使用无需许可频带来替换或者 增加到许可频带的部署，需要主要用户和/或可以共享频谱的其它次要用户共存。为了便 于响应于本地信道可用性和/或质量的改变的动态分配/重分配基站节点的运行频率，频 谱分配器（SA)功能可以用于基站节点。
[0066] 为了激活LE频带中的LTE操作，如下面将详细说明的，可以增强无线电资源管理 (RRM)系统以包括允许其与RRM外部模块通信的接口，例如共存管理器、策略引擎和感知工 具箱。增强RRM还包括增加频谱分配功能。
[0067] 另一种动态资源分配的方法使用逃逸信道的概念，LE频带用于多个LE频带可用 的环境中的干扰减轻。因此，下面还提供了不必须依赖于集中共存管理（CM)实体的系统和 方法。在这种系统中,HeNB可以根据电视空白空间（TVWS)数据库的查询结合本地感知/测 量报告进行信道分配决策。
[0068] 下面还详细地说明的是候选信道监控过程，其中基站与共存管理器交互，选择至 少一个候选信道，并配置具有认知感知功能的WTRU来开始频率间测量以检测和确定信道 上次要用户使用或者主要用户使用。WTRU通过新的RRC信令向基站报告主要和次要用户使 用检测事件。
[0069] 下面还详细地说明的是活动信道监控过程以通过认知感知，以及其它基于RAT的 测量来监控分配的信道的使用。过程包括利用基于RAT的测量报告和感知来评估活动信道 的可用性和质量的算法。还说明了可以在eNB和WTRU触发信道改变或者在eNB以及WTRU 触发测量和感知重配置的示例性事件组。
[0070] 下面还详细说明了使用了许可和LE小区的载波聚合的系统在无需许可频带内能 够进行快速和无缝信道切换的方法示例。还说明了使用通常信号发送给配置成运行于给定 小区的一些或者所有WTRU的MAC(媒体接入控制）CE (控制实体）到预配置小区的小区切 换。下面说明的系统和方法的方面是WTRU和WTRU没有在其上进行测量的eNB中的预配置 小区的发展，以及eNB通常不运行于预配置小区（为了共存的原因）的事实。
[0071] 而且，说明了 MAC CE的可选信令，例如，1)基于组的信道切换MAC控制单元；2)基 于L1控制信令的小区改变机制；和3)使用跨载波调度实现小区改变；
[0072] 图2显示了家庭e节点B(HeNB) 201的逻辑结构，其具有一组S1接口 205将 HeNB201连接至演进的分组核心（EPC)203。如图2所示的配置和认证实体对HeNB和HNB可 以是共同的。E-UTRAN结构可以部署家庭eNB网关（HeNB GW)207以允许HeNB201和EPC203 之间的S1接口来调节以支持大量HeNB。HeNB GW207作为C平面的集线器，尤其是S1-MME 接口 205a。来自HeNB201的S1-U接口 205b可以终止于HeNB GW207,或者可以使用HeNB201 和S-GW(或者SeGW)209之间的直接逻辑U平面连接（如图2所示）。S1接口 205被定义 为以下接口 ：（l)HeNB GW207和核心网203之间的接口，（2)HeNB201和HeNB GW207之间的 接口，（3)HeNB201和核心网203之间的接口，以及（4) eNB和核心网之间的接口。
[0073] HeNB GW207 对 MME208 表现为 HeNB。HeNB GW 对 HeNB201 表现为 MME。无论 HeNB 是否通过HeNB GW207连接到EPC，HeNB201和EPC203之间的S1接口 205都是相同的。 HeNB GW207可以以这种方式连接至EPC203,即对HeNB GW服务的小区的入（inbound)和出 (outbound)移动性可以不必要求MME间的切换。一个HeNB仅服务一个小区。HeNB支持的 功能可以与eNB支持的功能相同（可能除了 NNSF)，HeNB和EPC之间运行的过程可以与eNB 和EPC之间的过程相同。图3显示了具有部署的HeNB GW的E-UTRAN结构。
[0074] 无线资源管理（RRM)的首要规则就是保证可用无线电资源的有效利用和提供使 得E-UTRAN能够提供满足连接的用户的QoS要求的服务的机制。主要RRM功能显示于 以下公开中，每一个都通过引用结合于此：TS36. 300, vlO. 1. 0,演进的通用陆地无线接入 (E-UTRA)和演进的通用陆地无线接入网络（E-UTRAN);概述；阶段2和Harri Holma&Antii Toskela，基于 UMTS-0FDMA 和 SC-FDMA 的无线接入的 LTE，Wiley，2009。
[0075] TV 空白空间（TVWS)
[0076] 模拟TV频带包括甚高频（VHF)频带和超高频（UHF)频带。VHF由运行于54MHz到 88MHz (除了 72MHz到76MHz)的低VHF频带和运行于174MHz到216MHz的高VHF频带组成。 UHF频带由运行于470MHz到698MHz的低UHF频带和运行于698MHz到806MHz的高UHF频 带组成。
[0077] 在TV频带内，每个TV信道具有6MHz带宽。2到6信道位于低VHF频带；7到13 信道位于高VHF频带；14到51信道位于低UHF频带；52到69信道位于高UHF频带。
[0078] 在美国，联邦通信委员会（FCC)将2009年6月12日作为将模拟TV广播替换为数 字TV广播的最后期限。数字TV信道定义与模拟TV信道定义相同。数字TV频带使用模拟 TV信道2到51 (除了 37)，而模拟TV信道52到69将用于新的非广播用户。
[0079] 分配给广播业务但本地未使用的频率被称为空白空间（WS)。TVWS指TV信道2到 51 (除了 37)。与TV信号相比，还有其它许可信号在TV频带上被传送。FCC第二报告和序 号和备忘录意见和序号，FCC08-260，2008年11月，其通过引用结合于此，包括关于在TV频 带上传送的其它许可信号的其它细节。图4显示了 TV频带频谱LE使用分配。特别地，信道 37保留用于无线电天文学和无线医疗远程监测服务（WMTS)，其中后者可以运行于从7到46 的任意空闲TV信道。在某些城市区域专用陆地移动无线通信系统（PLMRS)可以使用信道 14到20。远程控制设备可以使用信道4之上的任何信道，除了信道37。FM信道200的开始 频率是87. 9MHz，与TV信道6部分重叠。无线麦克风可以使用信道2到51，带宽为200kHz。 根据FCC规定，无线麦克风使用被局限于两个预定的信道，运行于其它信道需要提前许可。 关于这个FCC规定的其它细节可以在以下公布中查找，其通过引用结合为于此：FCC第二备 忘录意见和序号，FCC10-174, 2010年9月。
[0080] 而且，FCC允许未许可无线电发射机运行于TVWS，除了信道3、4和37,只要对许可 无线电传输的干扰最小。因此，运行未许可无线电发射机需要满足几个限制。
[0081] 有三类未许可TV频带设备（TVBD):固定TVBD，模式I便携式（或个人）TVBD，和 模式π便携式（或个人）TVBD。固定TVBD和模式II便携式TVBD都必须具有地球位置/ 数据库接入功能，并必须注册到TV频带数据库。接入TV频带数据库允许TVBD查询允许的 TV信道，以避免干扰在TV频带上传送的数字TV信号和许可信号。频谱感知被认为是TVBD 的附加特性，以保证对数字TV信号和许可信号产生非常小的干扰。而且，允许仅能感知的 TVBD运行于TVWS，如果限制其接入TV频带数据库。
[0082] 固定TVBD可以运行于信道2到51，除了信道3、4和37,但是不能运行于与TV业 务使用的信道相同的信道或者第一相邻信道。固定TVBD的最大传输功率是1W，最多有6dB 的天线增益。因此，最大有效全向辐射功率（EIRP)是4W。便携式TVBD可以只运行于信道 21到51，除了信道37,但是不能运行于由TV业务使用的相同信道。便携式TVBD的最大传 输功率是100mW，或者40mW，如果其运行于TV业务使用的信道的第一相邻信道。而且，如果 TVBD设备是仅能感知的设备，那么它的传输功率不能够超过50mW。所有TVBD都具有严格 的带外发射需求。固定TVBD的天线（室外）高度必须小于30米，而对于便携式TVBD的天 线高度没有限制。
[0083] 仔细选择运行频率和基站节点位置在部署无线通信网络时很关键。在很多情况 下，需要详尽的网络计划来确定提供足够覆盖和容量的最佳配置，同时最小化小区间干扰 的影响。一旦确定，BS就使用固定频率分配运行于固定位置。使用LTE和HSPA的蜂窝基 站运行于固定频率分配，并且不会动态改变它们的运行频率。
[0084] 对于利用无需许可（LE)频带，例如TVWS的网络，需要次要用户与主要用户和/或 其它次要用户共存。TVWS或者无需许可蜂窝系统需要高度的频率灵活性，以响应于来自次 要用户的干扰或者在主要用户出现时及时撤出（evacuate)。次要用户的存在可能随时间变 化，还会导致信道可用性和/或质量的临时变化。因此，为了便于这种部署的可用频谱的最 佳使用（或者至少接近最佳使用），可以期望能够响应于本地信道可用性和/或质量的改变 而为基站节点动态地分配/重分配运行频率的健壮机制。
[0085] 下面更详细说明的是为基站在无需许可频谱，例如TVWS中动态分配和重配置小 区的系统和方法。系统和方法包括，例如，候选信道监控、活动信道监控、和无缝信道改变。 关于候选信道监控，这个技术可以发生于基站初始化和某个事件触发重配置之后，其中基 站注册到共存管理器并从共存管理器提取关于特定LE频带的信道列表和使用信息。根据 接收的信息和运营商策略，基站发起候选信道监控过程（下面详细说明）。简要地说，候 选信道监控过程，其中基站与共存管理器交互，选择候选信道并配置具有认知感知功能的 WTRU开始频率间测量以检测和确定次要用户使用和/或主要用户使用。WTRU通过新的RRC 信令向基站报告主要和次要用户使用检测事件。这个过程包括不同算法的定义，其将测量/ 感知配置匹配到正被监控的信道类型，并可以用于候选信道的排列和选择。下面还说明了 根据测量事件或者从共存管理器接收的新的信道使用信息重配置候选信道监控的过程。
[0086] 活动信道监控过程可以用于通过认知感知以及其它基于RAT的测量来监控分配 的信道的使用。活动信道监控可以被用于对给定信道上的操作是否该继续作出决策。过 程包括不同算法的定义，其利用感知和基于RAT的测量报告来评估活动信道的可用性和质 量。下面还说明了可以在eNB和WTRU触发信道改变或者在eNB以及WTRU触发测量和感知 重配置的示例性事件。
[0087] 无缝信道改变的方法使得使用了许可和LE小区的载波聚合的系统在无需许可频 带内能够进行快速和无缝的信道切换。虽然这些解决方案是在LTE-A的上下文中说明的， 它们还可以应用于其它无线技术，例如运行于无需许可频带或者任意许可共享接入环境的 DC-HSPA，或者实际上频谱可以由不同运营商共享的任意网络。使用新MAC CE指示配置运 行于给定小区的所有WTRU的无缝信道改变,该小区在将来将开始运行于新信道，或者换句 话说，运行于新的运行频率。小区的所有其它参数保持不变。小区上的操作被最低限度地 中断，S卩WTRU在切换时将不重置MAC或清空自己的HARQ缓存器。eNB可以命令运行于那个 给定小区的所有WTRU在给定时间移动到新的频率。eNB需要停止在之前运行的频率上传 送。通过这个无缝信道改变，eNB还可以命令运行于那个给定小区的所有WTRU在新频率重 配置它们的测量和感知。
[0088] 在一些实施方式中，使用MAC CE切换到预配置小区的小区通常被信号通知给一些 或者所有WTRU。一个方面是WTRU和WTRU没有执行测量的eNB中预配置小区的部署。另 一个方面是eNB通常不运行于预配置小区（为了共存原因）的事实。预配置小区的存在对 于PHY层是透明的，与配置的但是去激活小区比较。这样，预配置小区不是DCI格式中载波 指示字段（CIF)中定义的信道组的一部分。因此预配置小区在RRC层也不分配特定小区索 弓丨。新MAC CE可选的其它信令可以包括，例如：1)基于信道切换MAC控制单元的组；2)基 于L1控制信令的小区改变机制；以及3)使用交叉载波聚合调度来进行小区改变。
[0089] 图5显示了包括基站（BS) 501、集中的共存管理器（CM) 503和WTRU505的示例系统 结构。共存管理系统是基于信息的，其向BS501提供信道列表和使用信息以及运营商策略 (集中地由信号线（trace) 507表示），但是不进行频谱分配决策。
[0090] 每个BS包括频谱分配器（SA) 509,其负责根据CM503提供的信息507和本地测量 做出频谱分配决策。SA509提供的分配决策（由信号线511表示）和利用度量（由信号线 513表示）作为反馈被提供给CM，这样使得CM503可以维持最新的使用信息并与网络中其 它BS共享。CM503可以可选地包括主动地向BS501提供响应于分配决策和/或由其它BS， 例如BS517、519提供给CM503的其它信息的变化对所提供信息的更新的功能。
[0091] 在BS501的控制下运行的WTRU(例如，WTRU505)被配置具有新测量以及新频率间 测量，将被执行以监控其它的次要使用和/或检测主要用户的到来（这样的配置命令由信 号线521表示）。WTRU505将这些本地测量在候选信道认知感知报告525中返回给BS501。 WTRU还可以接收根据频谱分配器的决策从一个运行频率切换到另一个的命令（这样的命 令由信号线523表示，将在下面详细说明）。
[0092] 下面是可以导致CM向一个或者多个BS提供更新信息507的示例触发的非限制性 列表：
[0093] ?相邻BS，例如517到519,分配一个信道，该信道列在发送给BS501的初始信道 列表中；
[0094] ?初始信道列表中提供的一个或者多个信道的信道使用超过给定阈值；
[0095] ?初始列表中提供的一个或者多个信道的信道类型已经改变，例如，信道类型从 可用改变为PU已分配；和/或
[0096] ?初始列表中未提供的信道变成BS使用的潜在候选信道，例如信道类型从PU已 分配变为可用，信道由相邻BS解除分配等。
[0097] 如图5所示，基于限制515的策略可以由BS策略引擎（图6)产生。在如图6所 示的本发明的一种实施方式中，BS策略引擎601合并了 CM503提供的运营商策略507与本 地策略603 (例如，存储在BS处的存储器中）以产生SA509的限制。本地策略允许SA的行 为被调整以使得信道以符合用户需求的的方式来分配。注意到基于策略的限制可以可选地 产生以控制其它BS功能的行为，例如，功率控制、许可控制等。
[0098] 动态频谱分配
[0099] 以下部分说明了可以用于使得LTE能够在TVWS信道中运行的SA过程的实施方 式。在初始化，SA开始用认知感知进行连续候选信道监控。候选信道监控可以响应于不同 事件而重配置。
[0100] 当需要附加带宽时，就触发SA信道分配过程。当激活分配的信道时，向活动信道 监控过程配置认知感知以及基于LTE的测量。发生于系统中的不同事件可以触发活动信道 监控的重配置。当信道不再被需要时，可以释放该信道，相关的感知和测量可以被停止。
[0101] 候选信道监控
[0102] 候选信道监控过程可以用来最优地选择可以由BS(例如，eNB)使用的信道。这个 过程可以在BS初始化时执行以选择运行的信道。可替换地，其可以周期性地执行或者响应 于事件（例如，信道质量退化、拥塞等）来执行以选择更合适的运行信道或者以支持附加信 道分配来提高容量。
[0103] 候选信道监控过程通常依赖于CM503的输入和WTRU505的认知感知以连续地验证 可以被分配使用的信道。信道列表507向eNB提供可用于运行的有限数量的潜在信道。为 每个信道提供的信息可以包括信道类型/类别参数。对于不同的信道类型可以执行不同类 型的感知方法。对于TVWS域定义的信道类型和关联的感知需求示例的非限制性列表说明 如下：
[0104] ?对于信道类型转让许可（Sub-Licensed)，eNB(和/或WTRU)不需要感知它，尤 其是信道将要由单个eNB在给定时间使用时。
[0105] ?对于信道类型可用（Available)，在相同地理区域中的很多次要用户可以同时 接入。对于这个信道类型，eNB(和/或WTRU)应当执行对次要用户（SU)的感知。SU感知 应当评估其它次要用户的信道使用，并可以可选地执行特征检测以识别不同次要用户的RF 信号特性（这个信息可用于共存目的）。
[0106] ?对于信道类型主要用户（PU)分配的，eNB(和/或WTRU)被允许使用它，只要在 eNB (和/或WTRU)没有检测到PU。因此，eNB (和/或WTRU)应当执行对PU检测的感知。 而且，因为其它次要用户也可以使用这个信道，eNB (和/或WTRU)还应当执行SU感知。
[0107] 注意到当SA分配PU分配的信道类型时，eNB可以开始使用它。然而，只可以将其 分配给具有PU感知功能的WTRU。可选地，可以将其分配给没有PU感知功能的WTRU，但是 限于仅用于下行链路。
[0108] SU和PU感知应当根据不同方法来设计。下面说明表示本发明不同实施方式的不 同方法的列表。
[0109] 在一种实施方式中，感知在eNB以及所有具有认知感知功能的WTRU (或者位置代 表性的特定WTRU)执行。通过在使用信道之前不仅在eNB位置还在WTRU的位置确认PU的 缺席和低SU存在（由于SU的低干扰），这个方法在大小区场景中是有利的。
[0110] 在另一种实施方式中，eNB被认为是其服务的设备的代表性位置。因此，PU和SU 感知仅被用于eNB。这个方法在一方面不会导致在WTRU处增加功率消耗，但是最好可以保 留仅用于小小区场景。
[0111] 仍然在另一种实施方式，在分配和使用之前为将要监控的候选信道的PU和SU感 知只在eNB执行。然而，一旦信道/辅助小区被分配和使用（激活），除了 eNB之外，使用这 个信道的WTRU也执行PU和SU感知。特别地，对于上行链路使用，BS将只给具有PU感知 功能的WTRU调度PU分配的信道。
[0112] 可选地，信道可以被分配给没有PU感知功能的WTRU，但是仅限于下行链路使用。 注意到当辅助小区是活动时，基于LTE的测量也可以被执行。这个方法在小区大小方面提 供了可调节优势。在功率消耗方面，这个方法具有不导致增加WTRU监控候选信道的功率消 耗的优势，这不是辅助小区在上行链路信道由终端设备激活和使用的情况。可选地，在WTRU 感知可以通过仅在可以作为位置代表性的特定WTRU执行感知来优化（假设在相同地理位 置中WTRU的该情况由一个WTRU的情况很好地代表）。因此，通用地理位置的WTRU可以改 变感知角色以共享功率消耗负载。
[0113] 图7显示了根据一种非限制性实施方式的频谱分配初始化。对于运行于TVWS信 道的eNB，eNB必须注册到TVWS数据库。eNB501通过CM503执行那个注册。
[0114] 在eNB开始或者运行期间，RRM管理（Mgmt)&控制功能701向CM503发起TVWS运 行配置请求。这个请求由eNB DSM配置REQ(eNB DSM Config REQ)消息703表示，其可以 包括运行模式参数来指示eNB是否已经激活后台候选信道监控过程。一旦接收到eNB DSM Config REQ消息703, CM503将触发eNB和TVWS数据库之间的端到端设备注册（图7中未 示出）。
[0115] 在一些实施方式中，CM可以可选地向eNB传送候选信道的排队（ranked)列表、共 存规则、和/或使用信息（消息705)，如果其能够处理这个信息，S卩如果如下所述其支持候 选信道监控过程。
[0116] eNB和CM中的实体之间的交互可以包括以下。首先，CM将向eNB策略引擎传送 运营商策略。这可以通过RRM管理&控制（Ctrl)功能完成，如705和707所示。如710所 示，eNB策略引擎709将合并运营商策略与eNB本地策略，并向频谱分配实体（SA) 711提出 选择/分配信道时使用的限制（如消息712所示）。然后如714所示配置SA711。另一方 面，在一些实施方式中，所有与SA的通信都经由RRM管理&控制功能。
[0117] 在运行期间，策略可以在CM503(对于运营商策略）或者eNB501(对于本地策略） 改变。可以可选地通知SA711这些策略改变，这样在进行将来的可以从SA过程，例如候选 信道监控、信道分配、活动信道监控的执行获得的SA决策时可以使用它们。
[0118] 如716和消息718所示，CM503可以向eNB501传送具有共存规则和信息的信道排 队列表（当后台候选信道监控激活时）。如消息720所示，一旦接收到这个信道列表，RRM 管理&控制功能701配置SA711以开始后台候选信道监控和SA711开始候选信道监控，如 722所示。
[0119] 在一些实施方式中，响应于eNB运行期间发生的事件，例如检测到网络拥塞，RRM 管理&控制功能701为候选信道监控触发SA711的配置。
[0120] 图8显示了由SA(主要对应于图7中722)建立候选信道监控过程的细节。如上 所述，结合图7,在接收到策略（图7的消息712-图8中为了上下文和清楚再次产生）和从 具有排队信道列表和的共存信息的RRM管理&控制功能接收到请求（图7的消息720-图 8中为了上下文和清楚再次产生）之后，SA711开始执行建立候选信道监控的过程。然后， 如图8中801所示，SA711使用策略和共存信息从在之前步骤720中的RRM管理&控制功 能的信道列表中选择N个信道，其中N是系统参数，依赖于感知处理器能力，并且N是等于 或者小于列表中信道数量的整数。
[0121] 在一种实施方式中，选择算法将转让许可信道类型的信道优先级列为第一，然后 是可用信道类型的信道（假设其使用是可接受的），然后是PU分配的信道类型的信道。选 择算法还可以在选择中考虑关于小区大小（eNB覆盖）的允许的传送功率并排序N个选择 的信道。如果N个选择的信道都是转让许可信道，那么不需要感知。否则，如803所示，SA 配置感知处理器805来触发每个信道的认知感知。虽然图8中未示出，在可选实施方式中， SA711可以通过RRM管理&控制功能701向感知处理器805发出所有指令。另外，如807和 809所示，SA711可以可选地通过RRM管理&控制功能701通知CM503监控的N个选择的信 道（排队列表），所以CM可以标记这些信道为正在被监控的。
[0122] 如811所示，在配置之后，感知处理器805根据信道类型（例如，SU感知和/或PU 感知）使用不同算法执行感知。感知处理器805向SA711报告感知结果（消息813)，SA进 一步将这些感知结果报告给RRM管理&控制功能701 (消息815)。SA711不断地存取这些 结果并由此来对信道排队。在排队算法的一种可能的实施方式中，SA向可用信道类型的信 道分配优先级（如果其信道使用是可接受的），然后向PU分配的信道类型的信道分配优先 级。算法还可以考虑关于小区大小（eNB覆盖）的允许的传送功率以及信道上的信道使用。
[0123] 在一些实施方式中，当感知包括由基站和/或WTRU进行的特征检测（技术类型的 检测）时，排队算法还可以从共存的角度考虑信道中存在的SU的类型。友好地次要用户， 例如，那些传送之前感知，像Wi-Fi，可给予比那些使用以不友好方式接入信道的技术的次 要用户更高的优先级。还是从感知结果，SA连续执行主要用户存在的检测（对于PU分配 的信道）和/或候选信道上的高信道使用率。如果检测到PU或者检测到高信道使用率，候 选信道监控应当被重配置。
[0124] 如上所述，SA711选择N个信道，其中N是系统参数，可以依赖于WTRU的认知感知 能力，其将被用于配置WTRU的主要用户检测和次要用户监控特定的频率间测量。可以基于 在WTRU的候选信道监控用新测量目标来配置连接的WTRU ( S卩，处于RRC连接模式的WTRU)， 其中一个测量目标可以是N个监控信道中的每一个需要的。
[0125] 对于次要用户监控，测量目标可以定义一种或者多种特定技术（例如，WiFi)，对 此WTRU必须验证那个特定技术是否运行于测量目标限定的信道中。测量目标可以提供特 定技术可以使用的一个或多个带宽大小。测量目标还可以定义检测的技术必须接收的特定 接收功率阈值，以满足作为报告条件的检测规则。例如，事件条件可以是报告使用比规定的 接收功率阈值更高的特定技术从任意次要用户接收的信号的任意发生。事件序列可以遵循 以下逻辑：
[0126] 定义次要用户监控的信道& (N个信道中的一个）的测量目标通过RRC重配置消 息被发送给处于连接模式的具有认知感知功能的WTRU。WTRU接收RRC消息并由此配置自 己的RRC层。WTRU使用一些测量间隙用于频率间测量或者看机会在DRX关闭周期中，来监 控信道&中的次要使用。
[0127] 特征检测例如WiFi检测，可以由WTRU通过选择测量目标中定义的有效带宽大小 中的一个（例如，5MHz)来执行，WTRU可以从其得到取样率和默认调制方案，并在取样率和 调制方案监控WiFi前导码的存在。在检测到WiFi前导码的情况下，WTRU可以测量跟随前 导码的RSSI来估计接收的特定技术的功率级别。功率级别估计可以在多个WiFi检测事件 上平均。
[0128] 对于主要用户检测，测量目标可以向WTRU提供这个信道必须检测的主要用户技 术组。例如，根据信道列表中接收的信息和使用率，eNB可以知道只有DTV信号需要被检测。
[0129] 图9A-9B显示了响应于不同触发的重配置候选信道监控过程处理的实施方式。图 9A中所示的第一触发901是基于认知感知结果。当SA711在信道上检测到主要用户和/或 高信道利用的存在时（通过来自感知处理器805的报告消息813)，其通过从CM503请求用 其伴随的信息（共存信息，测量信息）更新信道列表来开始候选信道重选过程。
[0130] 在一种实施方式中，所有与CM的通信由RRM管理&控制功能701处理。因此，在 这种候选信道重选过程实施方式中，SA711向RRM管理&控制功能701发送请求903寻找更 新的信道列表和其它信息。RRM管理&控制功能701向CM503发送对应的请求905。CM用 请求的信息（info)响应RRM管理&控制功能（消息907)，RRM管理&控制功能将结果转发 给SA (消息909)。SA使用接收的列表并重选新的替换信道（911)。然后SA触发在eNB处 的感知处理器的重配置，以及如果合适，在WTRU停止感知受PU和/或高SU信道使用率影 响的信道，并开始感知新的选择的信道。更具体地，SA向感知处理器发送感知重配置消息 913,还向RRM管理&控制功能发送感知重配置消息用于向WTRU505转发。RRM管理&控制 功能向WTRU505发送感知重配置消息919。还可以通过可选的消息917通知CM在eNB处正 在被监控的最新形成的候选信道列表。
[0131] 如在921所示，感知处理器805重配置自己的感知参数，如感知配置消息913所 示。如在923所示，WTRU505还重配置自己的感知参数，如RRC测量重配置消息919所示的。 如在925所示，CM503更新自己的由eNB监控的候选信道列表。
[0132] 现在参考图9B，第二触发类型显示于951，是基于在CM数据库处的信道状态变化。 因此，通知数据库在不同eNB处监控的信道，CM可以在自己支持（auspices)下通知eNB的 SA，无论何时CM数据库的信道状态发生改变。每次SA从CM接收到新信道列表，SA就可以 重新形成候选信道列表。
[0133] 更具体的，参考图9B，在951，CM503检测信道状态的改变。
[0134] 基于状态变化的触发951的非限制性示例说明如下。
[0135] 鲁监控的候诜信道类型夺成对另一个用户转让许可的。在这个事件中，响应于从 CM接收到这个信息，SA将停止监控那个信道并通过触发候选信道重选过程在自己的N个信 道的列表中替换要监控的信道。
[0136] 鲁监控的候诜信道类型夺成PU分配的。在这种情况下,SA配置感知处理器来开 始那个信道上的PU感知。可选地，SA还可以考虑使用候选信道重选过程用不同的可用的 信道替换那个PU分配的信道。
[0137] 鲁监控的候诜信道if在由次要用户俥用。在这种情况下,CM应当向SA提供关于 从共存角度估计的信道使用率和SU类型的信息。SA可以考虑通过候选信道重选过程替换 信道，如果信道使用率太高以及SU不是友好地共存。可替换地，SA应当忽略这个信息并仅 仅依赖于SU感知来测量这个新SU在eNB位置的实际影响。
[0138] ?新的转让许可的信道变成可以自由使用的。在这种情况下，CM知道eNB正在监 控可用的和PU分配的信道，将通知SA新的转让许可的信道。SA会从自己的排队候选信道 列表选择最低等级信道，并重配置eNB和/或WTRU的感知来停止对其的感知。SA然后将新 信道包括到自己的候选信道列表中，其将触发eNB和/或WTRU的重配置以开始在新信道上 感知。
[0139] 在一种实施方式中，假设CM数据库具有监督信道的状态变化的智能，并且其积极 地反应并通知eNB任何变化。然而，在另一种实施方式中，SA应当周期性地从CM请求更新 的信道列表。然后SA将验证在监控的候选信道中是否发生了任何状态变化。
[0140] 候选信道监控重配置的再另一个触发可以是当一个或者多个候选信道被分配使 用时。然后配置这些信道的活动信道监控过程。
[0141] 再次参考图9B，CM503向RRM管理&控制功能701发送信道改变状态消息953，RRM 管理&控制功能将信息转发给SA (消息955)。在957, SA确定触发事件951是否是要求从 CM请求更新的信道列表的那个事件。这个事件可以包括上述中的任意一个（1)信道变成转 让许可的，（2)信道变成TO分配的，（3)信道由次要用户使用，和（4)之前转让许可的信道 变成自由的。如果这样，SA确定信道应当从自己的候选信道列表中被丢弃，并用新信道来 替换。因此，其可以发起候选信道重选过程，如959所示。还注意到，如果触发事件是网络 进行的信道转让许可，那么SA另外可以马上停止那个信道上的感知（958)。停止信道上的 感知并不仅用于转让许可事件。实际上，无论何时从候选信道列表中丢弃信道，SA将停止 感知那个信道。
[0142] 在一种实施方式中，候选信道重选过程开始于SA711向RRM管理&控制功能701 发送请求960,寻找更新的信道列表和其它信息。RRM管理&控制功能701向CM503发送对 应的请求961。CM用请求的信息响应RRM管理&控制功能（消息963)，RRM管理&控制功 能将该结果转发给SA(消息964)。
[0143] 另一方面，例如，如果触发事件是对主要用户新分配信道（如图9中965所示）， SA不必要从CM获得更新的信道列表。相反，SA可以仅仅重配置在eNB501和/或WTRU505 处的信道感知过程，来开始监控由主要用户使用的那个信道。
[0144] 在任意事件中，此后，过程都非常与上述结合图9A所述的相似。特别地，SA触发 在eNB处的感知处理器的重配置，以及如果合适，在WTRU处的感知处理停止感知受PU和/ 或高SU信道使用率影响的信道，并通过向感知处理器发送感知重配置消息967,以及向RRM 管理&控制功能发送感知重配置消息971以用于向WTRU505转发，来开始感知新的选择的 信道。还可以通过可选消息973通知CM在eNB正在被监控的最新形成的候选信道列表。
[0145] 如969所示，感知处理器805重配置自己的感知参数，如感知配置消息967所示。 还有，如979所示，WTRU505还重配置自己的感知参数，如RRC测量重配置消息977所述。如 975所示，CM503更新自己的正在被eNB监控的候选信道列表。
[0146] 活动信道监控
[0147] -旦信道在eNB分配，以及在终端设备处（例如，WTRU)配置，RRM管理&控制功 能开始监控这个信道的使用，不仅仅通过认知感知，还通过基于LTE的测量，即活动信道监 控。认知感知（PU感知和SU感知）应当在eNB执行，当分配了信道时也可能在WTRU执行。 然而，探测信道质量的基于LTE的WTRU测量是基于WTRU的实际信道使用，因此，可以只在 信道在WTRU处被配置之后开始。
[0148] RRM管理&控制功能连续地处理活动信道的感知和测量报告以估计信道质量，检 测来自其它SU的高信道使用率和PU的存在。在这个活动信道管理期间，RRM管理&控制功 能可以触发在eNB处以及在WTRU处的活动信道监控重配置，或者触发无缝信道切换过程， 其依次将重配置在eNB处以及在WTRU处的活动信道监控。
[0149] 可以触发无缝信道切换过程和/或重配置活动信道监控的事件的非限制性示例 说明如下。
[0150] · CM可以通知eNB信道状态变化，例如，转让许可的信道被分配给主要用户用于 给定时间段。在这种情况下，RRM管理&控制功能触发活动信道监控重配置，以便在eNB和 /或WTRU处使用该信道配置PU检测的感知。
[0151] 籲根据检测到PU和/或检测的范围（根据进行检测的节点数量）的节点类型PU 检测可以导致不同反应。当少量WTRU检测到PU存在时，RRM管理&控制功能可以指示分 组调度器避免将那个信道分配给检测到TO的WTRU。在这些WTRU处为下行链路传输去激 活信道，对应的感知和测量可以重配置以被释放。然而，当检测发生在eNB或者较多数量的 WTRU处时，RRM管理&控制功能可以触发无缝信道切换过程。
[0152] ?检测SU和/或增加SU的信道使用率。根据运营商/本地策略，RRM管理&控 制功能可以触发无缝信道切换过程。在一些实施方式中，当由SU导致的性能下降是可容忍 时，RRM管理&控制功能可以尝试在这个信道上共存。
[0153] ?从基于LTE的测量报告，如果估计（少量WTRU的）特定链路上的恶化，可以执 行特殊过程像负载均衡、ICIC等来处理该问题。可选地，可以指示分组调度器以避免将那 个信道分配给特定WTRU。然而，如果检测到大量WTRU的恶化，并且信道普遍恶化，RRM管理 &控制功能可以触发无缝信道切换过程。
[0154] 从基于LTE的测量报告，如果估计信道低使用率（例如，基站具有比需要的更多的 信道），RRM管理&控制功能可以触发信道释放过程来释放正被监控的信道。因此，依次地， 进行活动信道监控的重配置也释放所有相关的感知和测量。
[0155] 图10显示了活动信道管理算法的实施方式。在1001，如果RRM管理&控制功能 从CM接收信道状态改变的通知，流程进行到1003,其中如果需要或者建议，例如直接地根 据上述触发事件场景中任意一种，RRM管理&控制功能就重配置在eNB和相关WTRU处的活 动信道监控。如在此所述，在一些情况下，RRM管理&控制功能可以决定不执行任何重配置。 无论何种情况，流程然后进行到1005,其中确定是否已经检测到信道已经被分配给主要用 户。如果是，流程进行到1007,其中确定主要用户是否是实际使用该信道。如果是，流程进 行到1011，其中执行无缝信道切换（下面详细说明）以撤出该信道。在另一方面，如果信道 没有如1005所确定的被重分配给主要用户，或者在1007没有检测到主要用户的有效存在， 流程相反从到1005或1007进行到1009,其中确定信道质量是否满足某个阈值。如果否，流 程从1009进行到1011来执行无缝信道切换。另一方面，如果信道质量超过阈值，流程相反 从1009进行到1013,其中活动信道监控如前面一样继续。
[0156] 无缝信道切换
[0157] 作为活动信道监控过程的一部分，eNB可以决定改变小区的运行频率。这对于其中 WiFi网络在与辅助小区（SuppCell)使用的信道相同的信道开始或者恢复运行的场景是有 利的，因为干扰级别可以突然变得对于这个特定辅助小区是不可接受的。这在由WiFi节点 接收的LTE信号强度低于-62dBm，能量检测阈值时，WiFi节点不推迟它们的传输的情况下 尤其真实。另一种场景可以是主要用户由eNB检测到，当前TVWS信道中所有传输必须停止 的时候。幸运的是，由TCC定义的TVWS频带很大，包括最多32的同样大小的信道。因此， 具有一个或者多个类似信道都可用于切换的高度可能性。这些场景针对影响运行于小区中 的多数WTRU的性能问题，其中运行频率的改变可能是有利的。下面说明的系统和方法提供 无缝信道切换能力，即无缝信道切换和小区切换到预配置小区。
[0158] 首先参考无缝信道切换，这可以通过指示的配置于给定小区的所有WTRU小区将 很快开始运行于新信道（即，在新的运行频率）来进行。小区的所有其它参数保持不变。小 区上的操作被最低限度地中断，即WTRU在切换时将不重置MAC或清空HARQ缓存器。eNB将 命令运行于那个给定小区的所有WTRU在给定时间移动到新的频率。eNB需要在那个时间停 止在之前运行的频率上的传送。
[0159] 在TVWS频谱的情况下，小区改变可以在两个同样大小为6MHz的信道之间进行。作 为结果，MAC层将能够控制小区改变，以最开始对RRC透明或者独立的方式。作为结果，当 需要执行小区改变时，WTRU的RRC层将最开始不知道切换，并将使用相同的配置好像未发 生小区改变一样继续运行。另一方面，MAC层将能够在改变的信道上为SuppCell (在DL的 情况下）调度传输块，或者调度对使用改变的信道用于SuppCell的任意WTRU的UL授权。 这避免需要向每个WTRU发送RRC系统信息以开始小区改变。其导致小区改变等待时间的 全局退化，这是未经许可频带中的操作所期望的，该未经许可频带中系统的信道灵活性和 改变SuppCell的有效方法是很重要的。
[0160] 这个实施方式的示例性逻辑流如下：
[0161] 1. eNB从负责决定和分配未许可频段中的带宽的中心实体接收信道改变请求（这 可能是eNB本身）。假设小区改变请求包括SuppCell将要移动至此的未许可频段中的新 信道，包括由eNB和WTRU使用这个信道需要的任意附加信息。这个小区改变请求被转发给 MAC层，其负责发起和控制它。
[0162] 2.在eNB处的MAC层接收小区改变请求和关于新信道的关键信息（载波频率、最 大允许传送功率）。
[0163] 3.在eNB处的MAC层将创建MAC H)U (协议数据单元），其包括信道切换MAC CE。 信道切换MAC CE将包括在步骤1得到的关键信道信息。将赋予信道切换MAC CE比当前在 eNB处准备用于传输的MAC SDU(业务数据单元）更高的优先级。更详细的关于信道切换 MAC CE如何映射到PHY层作为传送块将在下面提供。
[0164] 4.接收包括MAC CE的传送块的每个WTRU将在MAC层解码信道切换。然后MAC层 将配置PHY层（以及前端）以在特定帧/子帧切换到新信道（如同信道切换消息）。
[0165] 5.当接收到信道切换MAC CE时，HARQ缓存器和当前由MAC层维护的其它上下文 信息不变。例如，如果WTRU被调度为在辅助UL载波中发送ACK/NACK，那个辅助载波的信道 在发送ACK/NACK之前被切换，WTRU将在相同的调度的子帧发送ACK/NACK，但不会在新信道 /频率上这么做。
[0166] 6.如果需要，一些关于信道切换的有限数量的信息可以被传送给RRC层，以确保 RRC正确的功能同时对信道切换透明。这还可以包括在MAC和RRC之间交换的信息的转换 (由MAC层）。
[0167] 7.从使用的SuppCe 11的观点，用WTRU和eNB/HeNB之间的RRC消息再次同步eNB/ HeNB 和 WTRU 的 RRC 层。
[0168] 在一种实施方式中，被称为信道切换MAC控制单元的MAC CE指示WTRU被配置的 小区中的一个将要改变运行频率。下面是根据一种非限制性实施方式的基于MAC CE的信 道切换过程的详细示例和规则。MAC CE是单播的，并且使用WTRU特定的RNTI。通信将要 切换到哪个被配置的小区（被称为切换小区）的指示包括在信道切换MAC CE中。切换小 区的配置参数保持不变。在切换时WTRU将不重置MAC或清空自己的HARQ缓存器。HARQ缓 存器将被保留。新运行频率的指示将被包括在信道切换MAC CE中。如图11所示，信道切 换将在接收MAC CE后加上8个子帧的帧边界发生。作为切换结果小区ID将保持不变。此 时，eNB和有效的WTRU将停止之前信道上的测量/感知，清空RRC测量，并开始新信道上的 测量/感知。
[0169] 现在参考图12,显示了信道切换MAC CE1200的结构，信道切换MAC CE由MAC H)U 子报头用LCID标识，如图12中规定的。其具有固定大小，包括三个八位字节，1201、1203和 1205。第一个八位字节1201包括3比特1207以标识切换小区的SCell索引（SCelllndex)。 其它5比特1209被保留。第二和第三个八位字节（octet) 1203、1205表示新的EARFCN1211。 表1显示了 DL-SCH的LCID取值示例。
[0170] 表 1
[0171]
【权利要求】
1. 一种在基站中实施用以监控频谱可用性的方法，该方法包括： 从管理实体接收所述频谱内的候选信道列表；以及 为了使用的候选而监控所述列表中的所述候选信道的至少一个候选信道。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中接收所述候选信道列表还包括接收关于在所述频 谱内的所述候选信道的其它潜在用户的共存信息。
3. 根据权利要求1所述的方法，该方法还包括： 根据所述监控来选择所述列表中的所述候选信道的至少一个候选信道以使用。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中所述监控包括： 选择N个所述候选信道，其中N是等于或者小于候选信道数量的整数。
5. 根据权利要求1所述的方法，该方法还包括向所述管理实体传送正在由所述基站监 控的信道的标识。
6. 根据权利要求1所述的方法，该方法还包括： 向与所述基站通信的无线发射/接收单元（WTRU)传送消息，以配置所述WTRU监控N 个所述候选信道中的至少一个候选信道。
7. 根据权利要求1所述的方法，该方法还包括： 响应于检测到由至少一个其它用户的信道的特定使用，开始候选信道监控重选过程。
8. 根据权利要求3所述的方法，该方法还包括： 响应于检测到由至少一个其它用户的信道的特定使用，开始候选信道监控重选过程。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中所述候选信道监控重选过程包括向所述管理实体 传送一用于请求更新的候选信道列表的消息。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中所述候选信道监控重选过程包括从所述N个信 道中移除在其上检测到特定使用的那个信道，并用所述更新的信道列表中的不同信道替换 它。
11. 根据权利要求1所述的方法，该方法还包括： 从所述管理实体接收候选信道的状态改变通知；以及 响应于所述状态改变通知，开始候选信道监控重选过程。
12. 根据权利要求3所述的方法，该方法还包括： 从所述管理实体接收候选信道的状态改变通知；以及 响应于所述状态改变通知，开始候选信道监控重选过程。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中所述监控包括： 与所述管理实体交互； 所述基站选择一个或者多个候选信道；以及 所述基站配置具有认知感知功能的无线发射/接收单元（WTRU)以开始频率间测量。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述基站通过RRC信令来执行所述配置所述具 有认知感知功能的WTRU。
15. 根据权利要求13所述的方法，该方法还包括： 从所述基站接收来自所述WTRU的检测事件。
16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述检测事件指示信道由次要用户使用。
17. 根据权利要求15所述的方法，其中所述检测事件指示信道由主要用户使用。
18. 根据权利要求15所述的方法，其中所述检测事件是通过RRC信令接收的。
19. 根据权利要求1所述的方法，该方法包括： 当满足触发事件时从所述共存管理器接收更新的信息。
20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述触发事件是另一个基站分配信道。
21. 根据权利要求19所述的方法，其中所述触发事件是信道使用超过阈值。
22. 根据权利要求19所述的方法，其中所述触发事件是所述信道列表中的信道的信道 类型改变。
23. 根据权利要求19所述的方法，其中所述触发事件是候选信道加到所述信道列表 中。
24. -种在基站中实施的用于由基站分配在无需许可频谱内的信道的使用的方法，所 述方法包括： 从共存管理实体接收在所述频谱内的候选信道列表； 为了使用的候选而监控所述列表中的所述候选信道的至少一个候选信道； 使用所述候选信道的至少一个所述候选信道来与无线发射/接收单元（WTRU)通信； 检测所述至少一个信道的状态何时发生改变； 响应于检测到所述至少一个信道的状态的改变，确定所述至少一个信道是否仍然能够 由所述基站使用；以及 如果确定所述至少一个信道不能够由所述基站使用，则切换到不同的信道。
25. 根据权利要求24所述的方法，该方法还包括： 如果所述状态改变包括主要用户使用所述至少一个信道，则撤出所述信道。
26. 根据权利要求24所述的方法，该方法还包括： 如果所述状态改变包括所述至少一个信道被分配给主要用户，则重配置所述至少一个 信道的监控以包括主要用户监控。
27. 根据权利要求26所述的方法，该方法还包括： 如果所述状态改变包括次要用户而不是所述基站对所述至少一个信道的使用超过阈 值，则撤出所述信道。
28. -种将基站和至少一个无线发射/接收单元（WTRU)之间的通信从无需许可频谱内 的第一信道切换至第二信道的方法，所述方法包括： 在所述基站处接收信道切换请求，所述信道切换请求标识了通信将被切换到的所述第 二信道； 在所述基站处创建包括信道切换MAC CE的MAC H)U，所述信道切换MAC CE包括在所述 信道切换请求中包含的信息； 将所述MAC PDU从所述基站传送到所述至少一个WTRU ; 在所述至少一个WTRU处接收所述MAC PDU ; 从所述基站向所述至少一个WTRU传送RRC连接重配置消息；以及 使用RRC消息发送重配置所述基站和所述至少一个WTRU之间的所述通信。
29. 根据权利要求28所述的方法，其中所述MAC CE包括以下至少之一者： 载波指示符字段（CIF)，标识将经历所述信道切换的载波； 目标信道序号，标识所述第二信道； 最大功率字段，规定所述至少一个WTRU在所述第二信道上能够传送的最大功率； 帧和/或子帧序号，包含所述信道切换将发生的SFN ;以及 新小区ID，指示所述第二信道的物理小区ID。
30. -种将基站和至少一个无线发射/接收单元（WTRU)之间的通信从无需许可频谱内 的第一信道切换到第二信道的方法，所述方法包括： 在所述基站处接收信道切换请求，所述信道切换请求标识通信将被切换到的所述第二 信道； 所述基站的RRC层触发所述第二信道的开启，创建信道切换消息的RRC部分，并向与所 述第二信道相关的基站的MAC层发送信息； 所述MAC层确定所述信道切换将要发生的时间，并创建包含信道切换将要发生的时间 的指示的所述信道切换消息的MAC部分； 将所述信道切换分配到一组资源块，并将相关联的信道切换DCI格式映射到H)CCH和 PDSCH，并将所述DCI传送给所述至少一个WTRU ; 所述WTRU的MAC层读取所述信道切换消息的所述MAC部分，并从所述信道切换时间开 始使用指定的所述参数；以及 所述WTRU的RRC层读取所述信道切换消息的所述MAC部分，并据此重配置所述第二信 道上将被执行的测量。
【文档编号】H04W16/14GK104160731SQ201280063891
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2011年12月22日
【发明者】A·陶格, J·默里, 马良平, 林子柟, A·德米尔, C·姆拉丁, M·弗雷达, M·贝卢里, J-L·格鲁, R·普拉加达 申请人:交互数字专利控股公司