无线通信方法和无线通信设备与流程
本发明涉及一种无线通信方法和无线通信设备，特别地，涉及一种适用于密集网络的针对移动干扰源能够有效减小干扰的无线通信方法和无线通信设备。
背景技术：
随着无线通信技术的快速发展，用户对于数据量的需求逐渐增大。第五代移动通信(5g)技术也随之提出高速率，高容量，高频谱利用率等要求。此外，智能终端、移动互联网等也在推动着移动数据量成指数型增长，特别是诸如大型商场、体育馆、写字楼、露天集会区等人流密集的场所，对高数据量的需求尤为明显。为了满足高数据量、高容量等需求，密集(以及超密集)小区部署已经成为公认的解决方案之一，通过高密度的小区部署获得高分裂增益，从而大大增加了系统容量。同时，认知无线电(cognitiveradio,cr)技术因能够显著提高频谱利用率而被应用到密集网络中。多个具有认知功能的收发信机构成认知无线电系统(cognitiveradiosystem,crs)。
但是，密集(以及超密集)小区部署也存在一些问题，例如，由于小区分布的密集特性以及不确定性使得密集网络中的无线资源管理和干扰管理成为具有挑战性的难题。目前的干扰管理方法一般只适用于静止的干扰源，而当移动的干扰源出现在网络中时，会带来严重的突发干扰。为避免干扰源与使用相同频谱的用户设备之间的干扰，可以采用对用户设备重新分配另外的频谱资源的措施，但由于小区的密集特性以及干扰源的移动性，这又会产生繁重的系统开销。
因此，需要一种适用于密集网络的既能够避免或降低干扰，又能够减少系统开销的方案。
技术实现要素：
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提出了一种通信系统中的频谱管理设备，其包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：根据通信设备的位置和所处环境估计所述通信设备的未来移动轨迹，其中所述通信设备是不规则的移动设备；确定当所述通信设备沿所述未来移动轨迹移动时将要干扰的轨迹辐射区域；以及指示所述通信设备或所述轨迹辐射区域中与所述通信设备产生同频干扰的受干扰设备采取用于减小干扰的操作。
根据本发明的另一方面，提出了一种通信系统中由频谱管理设备执行的方法，包括：根据通信设备的位置和所处环境估计所述通信设备的未来移动轨迹，其中所述通信设备是不规则的移动设备；确定当所述通信设备沿所述未来移动轨迹移动时将要干扰的轨迹辐射区域；以及指示所述通信设备或所述轨迹辐射区域中与所述通信设备产生同频干扰的受干扰设备采取用于减小干扰的操作。
根据本发明的又一方面，提出了一种通信系统，包括：不规则的移动的通信设备；与所述通信设备产生同频干扰的一个或多个受干扰设备，其被配置为：将与所述通信设备的位置、速度、发射功率和频谱有关的信息报告给频谱管理设备；以及所述频谱管理设备，其被配置为：根据所述通信设备的位置和所处环境估计所述通信设备的未来移动轨迹；确定当所述通信设备沿所述未来移动轨迹移动时将要干扰的轨迹辐射区域；以及针对处于所述轨迹辐射区域中的每个受干扰设备，指示所述受干扰设备和所述通信设备中的一个采取用于减小干扰的操作。
附图说明
可以通过参考下文中结合附图所给出的描述来更好地理解本发明，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：
图1示意性地示出了本发明所适用的通信场景的一个示例。
图2示意性地示出了本发明所适用的通信场景的另一个示例。
图3示出了根据本发明的针对移动干扰源的干扰消减方法的总体流程图。
图4a和4b示出了频谱协调器所执行的处理的流程图。
图5示出了根据本发明的干扰消减方法的信息交互图。
图6示出了根据本发明的干扰消减方法的另一信息交互图。
图7示出了保护区域的示意图。
图8示出了更新保护区域的示意图。
图9示出了作为移动干扰源或受干扰通信设备的一个示例的智能电话的示意性配置框图；
图10示出了作为受干扰通信设备的一个示例的演进型基站(enb)的示意性配置框图；
图11示出了计算机硬件的示例性配置框图。
具体实施方式
图1和图2示意性地示出了本发明所适用的两个通信场景。如图1所示，在频谱协调器sc1管理的地理区域(如矩形框所示)内存在多个通信设备100。作为该通信设备100的示例，可以包括使用认知无线电(cr)技术的基站(如enb)以及终端设备。移动设备200移动进入频谱协调器sc1的管理区域，从而与该区域中与其使用相同频谱的通信设备100之间产生同频干扰。可以将移动设备200视作不规则的干扰源，在本文中，不规则的干扰源指的是在通信系统中移动、并且对系统中的其他通信实体产生有害干扰从而降低其服务质量的通信设备。作为移动设备200的示例，可以包括终端设备，例如车载设备。随着移动设备200在该区域内移动(虚线示出了移动轨迹)，受其影响的通信设备100也可能随之变化。
图1示出了移动设备200仅穿过单个频谱协调器sc1的管理区域的情况，图2示出了更一般的情况，即，作为干扰源的移动设备200移动经过多个频谱协调器(图中示出为两个，sc1和sc2)的管理区域，其中虚线示出了移动设备200的移动轨迹。
需要说明的是，虽然图1和图2中示出了仅存在一个干扰源的情况，但干扰源也可以是多个。在存在多个移动干扰源的情况下，可以根据干扰源的分布情况而采取不同的减小干扰的处理。例如，对于分散的多个干扰源，可将其视作彼此独立的单个干扰源而分别进行处理，因为这些干扰源 的位置较分散而不会导致系统中的资源分配频繁变化。这里，分散的干扰源例如可以指以下干扰源：针对各个干扰源划分的保护区域(将在下文描述)在一段特定时间内不会相互重叠。对于集中的多个同频干扰源，可将其作为一个单频整体进行处理。在确定该多个同频干扰源的影响范围时需计算累积干扰影响范围，因此针对其划分的保护区域会比针对单个干扰源划分的保护区域更大。而对于集中的多个异频干扰源，可将其作为一个多频整体进行处理。在确定该多个异频干扰源的影响范围时也需要计算累积干扰影响范围。在多个异频干扰源的情况下，与针对多个同频干扰源的处理的不同之处在于：在所划分的保护区域中，针对多个干扰频谱，而不是单个干扰频谱，分别进行处理。
图3示出了根据本发明的针对移动干扰源的干扰消减方法的总体流程图。如图3所示，在步骤s310，当作为干扰源的移动设备200进入频谱协调器sc的管理区域中时，监测该移动设备200的位置、速度、所使用的频谱以及发射功率等信息。当移动设备200不受控于该频谱协调器sc时，上述信息可由受到移动设备200的干扰影响的通信设备100检测并报告给频谱协调器sc。当移动设备200受控于频谱协调器sc时，也可以由移动设备200自身将上述信息报告给频谱协调器sc。本发明并不限于此处所描述的方式，而是可以包括能够获得移动设备200的上述信息的任何其它手段。
然后，频谱协调器sc在步骤s320根据获得的移动设备200的相关信息(例如当前位置、移动速度等)，通过参考地理位置数据库，来估计移动设备200的未来的移动轨迹，并且在步骤s330基于该移动轨迹划分保护区域。保护区域指的是受到移动设备200的干扰影响的区域，随着移动设备200的移动，保护区域也随之动态地改变。因此也可以将保护区域视为通信设备200沿着移动轨迹移动时将要干扰的轨迹辐射区域。基于移动轨迹确定保护区域的方法将在下文结合图7进行详细描述。当确定保护区域之后，频谱协调器sc能够确定位于该保护区域中的与移动设备200使用相同频谱的通信设备100，作为受干扰设备。
然后，频谱协调器sc在步骤s340针对移动设备200(当其受控于频谱协调器sc时)和/或保护区域中受其干扰的通信设备100采用适当的控制手段，使得减小它们之间的相互干扰。
具体来说，对于在保护区域被划分之后进入该区域并且接入频谱协调器sc的通信设备100来说，频谱协调器sc为其分配与移动设备200不 同的频谱，从而直接避免了产生干扰的可能性，此外也可以减少资源重配置的次数。特别地，在前述存在多个异频干扰源的情况下，即，移动设备200为多个并且使用不同的频谱的情况下，针对该新接入的通信设备100，需要分配与多个移动设备200所使用的各个频谱均不相同的频谱。
对于在保护区域被划分时已经存在的通信设备100来说，将根据以下表1来进行处理。
如表1所示，频谱协调器sc根据移动设备200是否受其管理、移动设备200与受干扰的通信设备100的优先级的比较结果、以及是否存在另外的可分配的频谱资源，来确定不同的控制方法，控制方法包括指令移动设备200或通信设备100使用另外不同的频谱，或指令其执行用于减小干扰的信号处理方法。这方面将在下文结合图4a和4b进行详细描述。
作为信号处理方法，可以使用多种现有技术。例如：子空间投影技术，该技术能够使得有用信号与干扰信号正交，从而减小或消除干扰信号的影响。此外，如果设备配置有多个天线，则可以利用基于恒模算法(constantmodulusalgorithm,cma)的波束赋形技术来消除干扰。如果设备配置单个天线，则可以通过多点协作技术来消除干扰。需要说明的是，本发明不限于此处列举的方法，而是可以采用能够减小或消除干扰的任何其它的信号处理技术。
当针对干扰源采取了上述处理方法之后，根据本发明的方法还将按照预设的监测时间间隔周期性地监测移动设备200的位置、速度、频谱、和发射功率等，并报告给频谱协调器sc，如步骤s350所示。从而，频谱协调器sc可以利用这些信息，跟随移动设备200的移动而动态地更新保护区域。
监测时间间隔可以根据移动设备200的类型、移动速度、移动轨迹、 通信设备100的优先级(服务质量需求)等中的一个或多个来预先设置。例如，监测时间间隔t可以被设置为
利用周期性监测的移动设备200的相关信息，频谱协调器sc在步骤s360确定是否满足第一触发条件。例如，该第一触发条件是移动设备200的当前位置距保护区域的边缘的距离小于或等于阈值dthresh3。当满足该第一触发条件时，说明移动设备200已移动至保护区域的边缘附近，当前的保护区域已不能很好地反映移动设备200的影响范围，因此处理返回至步骤s330，频谱协调器sc将根据在步骤s350获取的移动设备200的更新信息来重新划分(更新)保护区域。否则，如果未满足第一触发条件，则处理进行至步骤s370，进一步判断是否满足第二触发条件。例如，该第二触发条件是移动设备200的当前位置偏离所估计的移动轨迹的距离等于或大于阈值dthresh4。当满足该第二触发条件时，说明先前确定的移动轨迹已不能很好地匹配移动设备200的移动，因此处理返回至步骤s320，频谱协调器sc将根据在步骤s350获取的移动设备200的更新信息来重新估计移动设备200的移动轨迹。反之，当未满足第二触发条件时，说明当前使用的移动轨迹仍然适合于移动设备200。在这种情况下，可以进一步在步骤s380中判断移动设备200是否离开频谱协调器sc的管理区域。如果移动设备200仍在管理区域中移动，则继续采用步骤s340中的处理方式。如果移动设备200离开该管理区域，则处理结束。
以下将参照图4a和4b来详细描述在图3的步骤s340中频谱协调器sc所执行的处理。
图4a示出了当移动设备200受频谱协调器sc管理的情况下的处理流程。如图4a所示，频谱协调器sc在步骤s411确定其所管理的每个通信设备是否位于图3的步骤s330所确定的保护区域中。
当通信设备不是位于保护区域中时，说明该通信设备不受到移动设备200的干扰，或受到的干扰程度很低，可以忽视干扰的影响。因此，频谱协调器sc进行至步骤s413，按照正常的方式，即，与移动设备200不存 在时相同的方式来控制该通信设备。当通信设备位于保护区域中时，频谱协调器sc进行至步骤s412，确定该通信设备是否是在划分保护区域之后新接入的设备。
如果该通信设备是新接入的设备，则频谱协调器sc在步骤s415为其分配与移动设备200不同的频谱，从而直接避免了产生同频干扰的可能。当该通信设备不是新接入的设备，而是划分保护区域时已经存在的设备时，频谱协调器sc进行至步骤s414，判断移动设备200是否为恶意干扰源。在本文中，恶意干扰源例如可以指的是人为地故意使用与已经存在的通信设备相同的频率的移动设备。
如果移动设备200被确定为恶意干扰源，则频谱协调器sc在步骤s417为受其干扰的通信设备100分配与其不同的频谱，或指令该通信设备100采用适当的信号处理方法以减小移动设备200的干扰。如果移动设备200不是恶意干扰源，则频谱协调器sc进行至步骤s416，将移动设备200的优先级与通信设备100的优先级进行比较。
当移动设备200的优先级高于通信设备100的优先级时，频谱协调器sc在步骤s419为通信设备100分配不同的频谱，或指令通信设备100采用适当的信号处理方法以减小其对移动设备200的干扰。反之，当移动设备200的优先级低于通信设备100的优先级时，频谱协调器sc在步骤s418为移动设备200分配不同的频谱，或指令移动设备200采用适当的信号处理方法以减小其对通信设备100的干扰。
图4b示出当移动设备200不受频谱协调器sc管理的情况下的处理流程。如图4b所示，频谱协调器sc在步骤s421确定其所管理的每个通信设备是否位于所确定的保护区域中。
当通信设备不是位于保护区域中时，频谱协调器sc在步骤s423按照正常的方式，即，与移动设备200不存在时相同的方式来控制该通信设备。当通信设备位于保护区域中时，频谱协调器sc进行至步骤s422，确定该通信设备是否是在划分保护区域之后新接入的设备。
如果该通信设备是新接入的设备，则频谱协调器sc在步骤s425为其分配与移动设备200不同的频谱，从而避免了产生同频干扰的可能。当该通信设备不是新接入的设备时，频谱协调器sc进行至步骤s424，判断移动设备200是否为恶意干扰源。
如果移动设备200被确定为恶意干扰源，则频谱协调器sc在步骤 s427为受其干扰的通信设备100分配不同的频谱，或指令通信设备100采用适当的信号处理方法以减小移动设备200对其的干扰。反之，如果移动设备200不是恶意干扰源，则频谱协调器sc进行至步骤s426，将移动设备200的优先级与通信设备100的优先级进行比较。
当移动设备200的优先级高于通信设备100的优先级时，频谱协调器sc在步骤s429为通信设备100分配不同的频谱，或指令通信设备100采用适当的信号处理方法以减小其对移动设备200的干扰。反之，当移动设备200的优先级低于通信设备100的优先级时，频谱协调器sc在步骤s428为通信设备100分配不同的频谱，或指令通信设备100采用适当的信号处理方法以减小移动设备200对其的干扰。
以下将结合图5描述根据本发明的干扰消减方法的信息交互。如图5所示，通信设备100监测作为干扰源的移动设备200的位置、速度、发射功率、频谱等信息，并将监测结果报告给频谱协调器sc，如步骤s511所示。如前所述，上述信息也可以由移动设备200自身报告给频谱协调器sc，或者通过任何适当的已知手段报告给频谱协调器sc。
频谱协调器sc在步骤s512将获得的移动设备200的位置信息和速度信息发送至地理位置数据库。地理位置数据库在查询数据库之后获得移动设备200的移动轨迹信息，例如，移动设备200在未来一定时间内可能所处的位置信息、道路标识信息等。地理位置数据库在步骤s513将该移动轨迹信息提供给频谱协调器sc。
频谱协调器sc在步骤s514利用从地理位置数据库获得的轨迹信息来估计移动设备200的未来的移动轨迹，并且在步骤s515基于估计的移动轨迹确定保护区域。然后，频谱协调器sc确定对保护区域中的通信设备100以及作为干扰源的移动设备200采取何种控制方式，以减小它们之间的相互干扰，如步骤s516所示。具体控制方式在上文结合图4a和4b已进行了描述。
当频谱协调器sc确定了控制方式(例如频谱资源分配或执行信号处理方法)后，其在步骤s517将频谱分配信息或执行信号处理方法所需的信息发送至通信设备100或移动设备200。这里，频谱分配信息例如可以包括所分配的频谱以及使用时段等，而执行信号处理方法所需的信息则取决于信号处理方法而不同。例如，当指令通信设备100执行干扰对齐处理时，频谱协调器sc需告知移动设备200的位置信息以及天线角度信息。
然后，通信设备100或移动设备200按照由频谱协调器sc指示的信息，在步骤s518执行相应的操作。当频谱协调器sc发送了频谱分配信息时，通信设备100或移动设备200在所指示的使用时段内使用所分配的频谱。当频谱协调器sc指示执行信号处理方法并且发送了所需的信息时，通信设备100或移动设备200执行相应的信号处理，以减小相互之间的干扰。
如前所述，在采取减小干扰的措施的过程中，仍要持续监测移动设备200的状态。因此，如步骤s519所示，通信设备100按照预定的时间间隔周期性地向频谱协调器sc报告通信设备200的位置、速度、发射功率、频谱等信息。替选地，在移动设备200受频谱协调器sc管理的情况下，可以由移动设备200自身周期性地报告上述信息。
频谱协调器sc根据周期上报的信息，确定是否满足更新条件(例如，第一触发条件、第二触发条件)，并且在满足特定条件时更新保护区域或更新移动设备200的移动轨迹，如步骤s520所示。
当更新完成后，频谱协调器sc将依据更新后的保护区域或移动轨迹，重新执行步骤s516-s519的处理。直至移动设备200移出频谱协调器sc的管理区域，频谱协调器sc的处理结束。
图6示出了移动设备200移动经过多个频谱协调器sc的管理区域的情况下的信息交互。
结合参照图2，移动设备200当前位于频谱协调器sc1的管理区域内。如前所述，由频谱协调器sc1估计其未来的移动轨迹并根据该移动轨迹确定保护区域，如图6的步骤s610所示。
当所估计的移动轨迹(如图2中虚线所示)经过频谱协调器sc2的管理区域，从而所确定的保护区域包括由频谱协调器sc2管理的区域时，频谱协调器sc1在步骤s620将所确定的保护区域的位置信息以及移动设备200的位置、速度、发射功率、频谱等信息通知给频谱协调器sc2。
从而，频谱协调器sc2在步骤s630根据所获得的上述信息，对保护区域中由其管理的区域中的、受到同频干扰的通信设备100进行控制，包括为该通信设备100分配不同于移动设备200的频谱，或指令该通信设备100执行用于减小干扰的信号处理方法。
而当频谱协调器sc1在步骤s640更新了保护区域之后，如果更新后的保护区域仍然包括频谱协调器sc2所管理的区域，则频谱协调器sc1 在步骤s650将更新后的保护区域的位置信息以及更新的移动设备200的相关信息通知给频谱协调器sc2。从而，频谱协调器sc2可以在步骤s660依据更新后的信息执行控制处理。
本领域技术人员易于理解的是，如果更新后的保护区域还包括由另外的频谱协调器(例如sc3、sc4……等)管理的区域，则频谱协调器sc1在步骤s650也将更新后的信息通知给这些频谱协调器，以便于这些频谱协调器对其所管理的受干扰通信设备100执行相应控制。
以下将结合图7来描述在图3的步骤s330中由频谱协调器sc确定保护区域的方法。如图7所示，曲线a表示由频谱协调器sc估计的移动设备200的移动轨迹。dthresh1表示移动设备200的干扰影响半径。曲线a的实线部分对应于在预定时间内移动设备200将经过并产生干扰影响的路程，该路程的长度为dthresh2，dthresh2决定了沿着移动轨迹的保护区域的长度。由图中可以看出，通过以移动轨迹为轴线，确定出dthresh1和dthresh2，就可以确定出保护区域的范围(如图中虚线环所示)。
因此，频谱协调器sc首先根据以下等式(1)来计算移动设备200的干扰影响半径dthresh1：
dthresh1＝f(pti,sinrthresh,h)(1)
其中，pti表示移动设备200的发射功率，h表示信道模型，sinrthresh表示通信设备100的信干噪比的阈值，其是根据通信设备100的服务质量(qos)要求、优先级等等预先确定的值。f()代表某种映射关系。
以下等式(2)示出了简化的路径损耗模型：
其中，pr和pt分别表示接收信号功率和发射信号功率，单位为dbm；k是依赖于天线特性和平均信道损耗的常数，单位为db；d是发射机与接收机之间的距离，单位为米(m)；d0是天线远场的参考距离，单位为米(m)；γ为路径损耗指数。可以选择合适的k、d0、γ来近似解析模型或经验模型。
等式(2)一般只适用于发送距离d>d0的情况，d0的取值对于室内一般为1m～10m，对于室外一般为10m～100m。γ的值依赖于传播环境。k常取值为全向天线在d0处的自由空间路径增益，如以下等式(3)所示：
其中λ为信号的波长，单位为米(m)。
基于以上等式(2)所示的路径损耗模型，可得：
从而可以得到：
其中，n表示噪声功率，单位为mw；pts表示通信设备100的发射功率，单位为dbm；pri表示移动设备200对相距dthresh1处的通信设备100造成的干扰的功率，单位为dbm。
根据等式(5)可知，例如当移动设备200的发射功率pti增大时，所计算的dthresh1增大，保护区域的宽度增大，反之亦然。因此，能够适应于移动设备200的干扰能力的变化。
如上所述，已经确定了移动设备200的干扰影响半径dthresh1。然后，频谱协调器sc根据以下等式(7)来确定dthresh2：
dthresh2＝vt1(7)
其中，v是移动设备200的移动速度；t1是预设的保护区域持续时间，即，所确定的保护区域在时间t1内有效。
根据等式(7)可知，当移动设备200的移动速度变大时，dthresh2增大，所确定的保护区域的长度随之增大，这样能够有效地适应移动设备200的移动性。
需要注意的是，保护区域并非是越大越好。如果保护区域划分得过大，一旦移动设备200改变移动轨迹，动态调整保护区域会很不灵活，同时增 加了重新配置系统资源的次数以及系统开销，因此需要合理地设置保护区域。
此外，如前所述，阈值dthresh3是移动设备200距保护区域边缘的距离的预定阈值。参照图7，易于理解，当移动设备200距保护区域边缘的距离小于或等于阈值dthresh3时，说明移动设备200已接近边缘，而不是位于保护区域中央。很明显这样的保护区域已不适应于移动设备200的当前位置，与移动设备200的当前干扰范围已不匹配，因此需要由频谱协调器sc根据移动设备200的当前信息来重新确定保护区域。
例如，可以根据以下等式(9)来设置阈值dthresh3：
dthresh3＝dthresh1+vt2(9)
其中，v是移动设备200的移动速度，t2是认知无线电系统的频谱切换时间。
图8示出了更新保护区域的示意图。如图8所示，虚线表示移动设备200的移动轨迹。当移动设备200沿道路1移动时，可划分保护区域c1，如左侧的虚线矩形框所示。随着移动设备200向前移动，保护区域c1也可以随之向图中右侧移动。而当移动设备200由道路1右转至沿道路5移动时，保护区域c1可以被更新为保护区域c2，如右侧实线矩形框所示。由此，根据移动设备200的移动路线动态地更新保护区域，从而能够对移动设备200当前干扰的通信设备进行控制，以减小干扰。
以上已经结合各个实施例描述了本发明的原理和技术方案。例如，根据本发明的技术方案可以应用在密集部署802.19共存系统中。当有移动干扰源经过该系统时，系统通常需要重新进行资源分配以保证现有用户的服务质量，应用本方案能够解决其中的干扰以及资源分配开销繁重的问题。此外，例如，本发明可以应用于第三代合作伙伴项目(3gpp)，尤其是“车辆对外界”(v2x)网络中。如果移动干扰源为车载设备，则其移动轨迹大多为道路，因此在本方案中可以依据道路来估计其的未来移动轨迹。
本发明能够解决(超)密集动态频谱接入网络中由移动干扰源带来的一系列问题，例如，频繁的资源配置、繁重的系统开销、现有用户因受到有害干扰而性能恶化、频谱利用率下降等等。在现有用户优先级高于移动干扰源或干扰源为恶意干扰源时，能够有效降低移动干扰源对现有用户的 干扰，保障现有用户的服务质量。反之，能够降低现有用户对干扰源的干扰。此外，采用本发明的方案能够明显减少重新分配资源的次数，降低系统开销。
在未来的第五代(5g)移动通信技术中，认知无线电技术通常应用于(超)密集网络，但在(超)密集网络中干扰问题以及开销问题尤为突出，本方案很好地解决了这两方面问题，具有重要的现实意义。
本发明能够应用于各种产品。例如，上述实施例中的通信设备100可以被实现为基站，包括任何类型的演进型节点b(enb)，诸如宏enb和小enb。小enb可以是覆盖比宏小区小的小区的enb，诸如微微enb、微enb和家庭(毫微微)enb。代替地，基站也可以包括任何其他类型的基站，诸如nodeb和基站收发台(bts)。基站可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)；以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(rrh)。另外，各种类型的终端设备也可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为基站工作。
另一方面，上述实施例中的通信设备100或移动设备200例如可以被实现为通信终端设备(诸如智能电话、平板个人计算机(pc)、笔记本式pc、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端设备(诸如汽车导航设备)，还可以被实现为执行机器对机器(m2m)通信的终端设备，也称为机器类型通信(mtc)终端设备。此外，该通信设备或移动设备也可以是安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。
以下结合图9以智能电话作为一个示例来描述通信设备100或移动设备200的实现。
图9示出了智能电话的示意性配置的框图。如图9所示，智能电话2500包括处理器2501、存储器2502、存储装置2503、外部连接接口2504、摄像装置2506、传感器2507、麦克风2508、输入装置2509、显示装置2510、扬声器2511、无线通信接口2512、一个或多个天线开关2515、一个或多个天线2516、总线2517、电池2518以及辅助控制器2519。
处理器2501可以为例如cpu或片上系统(soc)，并且控制智能电话2500的应用层和另外层的功能。存储器2502包括ram和rom，并且存储数据和由处理器2501执行的程序。存储装置2503可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口2504为用于将外部装置(诸 如存储卡和通用串行总线(usb)装置)连接至智能电话2500的接口。
摄像装置2506包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(ccd)和互补金属氧化物半导体(cmos))，并且生成捕获图像。传感器2507可以包括一组传感器，诸如测量传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风2508将输入到智能电话2500的声音转换为音频信号。输入装置2509包括例如被配置为检测显示装置2510的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置2510包括屏幕(诸如液晶显示器(lcd)和有机发光二极管(oled)显示器)，并且显示智能电话2500的输出图像。扬声器2511将从智能电话2500输出的音频信号转换为声音。
无线通信接口2512支持任何蜂窝通信方案(诸如lte和lte-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口2512通常可以包括例如基带(bb)处理器2513和射频(rf)电路2514。bb处理器2513可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，rf电路2514可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线2516来传送和接收无线信号。无线通信接口2512可以是其上集成有bb处理器2513和rf电路2514的一个芯片模块。如图9所示，无线通信接口2512可以包括多个bb处理器2513和多个rf电路2514。但是，无线通信接口2512也可以包括单个bb处理器2513或单个rf电路2514。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口2512还可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(lan)方案。在此情况下，无线通信接口2512可以包括针对每种无线通信方案的bb处理器2513和rf电路2514。
天线开关2515中的每一个在包括在无线通信接口2512中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线2516的连接目的地。
天线2516中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在mimo天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口2512传送和接收无线信号。如图9所示，智能电话2500可以包括多个天线2516。但是，智能电话2500也可以包括单个天线2516。
此外，智能电话2500可以包括针对每种无线通信方案的天线2516。 在此情况下，可以从智能电话2500的配置中省略天线开关2515。
总线2517将处理器2501、存储器2502、存储装置2503、外部连接接口2504、摄像装置2506、传感器2507、麦克风2508、输入装置2509、显示装置2510、扬声器2511、无线通信接口2512以及辅助控制器2519彼此连接。电池2518经由馈线向智能电话2500的各个部件提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器2519例如在睡眠模式下操作智能电话2500的最小必需功能。
在图9所示的智能电话2500中，终端设备的收发装置可以由无线通信接口2512实现。终端设备的各功能单元的功能的至少一部分也可以由处理器2501或辅助控制器2519实现。例如，可以通过由辅助控制器2519执行处理器2501的部分功能而减少电池2518的电力消耗。此外，处理器2501或辅助控制器2519可以通过执行存储器2502或存储装置2503中存储的程序而执行终端设备的各功能单元的功能的至少一部分。
以下结合图10以enb作为一个示例来描述通信设备100的实现。
图10示出了enb的示意性配置的框图。如图10所示，enb2300包括一个或多个天线2310以及基站设备2320。基站设备2320和每个天线2310可以经由射频(rf)线缆彼此连接。
天线2310中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(mimo)天线中的多个天线元件)，并且用于基站设备2320发送和接收无线信号。如图10所示，enb2300可以包括多个天线2310。例如，多个天线2310可以与enb2300使用的多个频带兼容。虽然图10示出enb2300包括多个天线2310的示例，但是enb2300也可以包括单个天线2310。
基站设备2320包括控制器2321、存储器2322、网络接口2323以及无线通信接口2325。
控制器2321可以为例如cpu或dsp，并且操作基站设备2320的较高层的各种功能。例如，控制器2321根据由无线通信接口2325处理的信号中的数据来生成数据分组，并经由网络接口2323来传递所生成的分组。控制器2321可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组，并传递所生成的捆绑分组。控制器2321可以具有执行如下控制的逻辑功能：该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的enb或核心网节点来执行。存储器 2322包括ram和rom，并且存储由控制器2321执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。
网络接口2323为用于将基站设备2320连接至核心网2324的通信接口。控制器2321可以经由网络接口2323与核心网节点或另外的enb进行通信。在此情况下，enb2300与核心网节点或其他enb可以通过逻辑接口(诸如s1接口和x2接口)而彼此连接。网络接口2323还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口2323为无线通信接口，则与无线通信接口2325所使用的频带相比，网络接口2323可以使用较高频带以用于无线通信。
无线通信接口2325支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(lte)和lte-先进)，并且经由天线2310来提供到位于enb2300的小区中的终端的无线连接。无线通信接口2325通常可以包括例如bb处理器2326和rf电路2327。bb处理器2326可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行层(例如l1、介质访问控制(mac)、无线链路控制(rlc)和分组数据汇聚协议(pdcp))的各种类型的信号处理。代替控制器2321，bb处理器2326可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。bb处理器2326可以为存储通信控制程序的存储器，或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使bb处理器2326的功能改变。该模块可以为插入到基站设备2320的槽中的卡或刀片。可替代地，该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时，rf电路2327可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线2310来传送和接收无线信号。
如图10所示，无线通信接口2325可以包括多个bb处理器2326。例如，多个bb处理器2326可以与enb2300使用的多个频带兼容。如图10所示，无线通信接口2325可以包括多个rf电路2327。例如，多个rf电路2327可以与多个天线元件兼容。虽然图10示出无线通信接口2325包括多个bb处理器2326和多个rf电路2327的示例，但是无线通信接口2325也可以包括单个bb处理器2326或单个rf电路2327。
在图10所示的enb2300中，基站侧设备的收发装置可以由无线通信接口2325实现。各单元的功能的至少一部分也可以由控制器2321执行。例如，控制器2321可以通过执行存储在存储器2322中的程序而执行各单元的功能的至少一部分。
本文中所描述的各个设备或模块仅是逻辑意义上的，并不严格对应于 物理设备或实体。例如，本文所描述的每个模块的功能可能由多个物理实体来实现，或者，本文所描述的多个模块的功能可能由单个物理实体来实现。此外需要说明的是，在一个实施例中描述的特征、部件、元素、步骤等并不局限于该实施例，而是也可应用于其它实施例，例如替代其它实施例中的特定特征、部件、元素、步骤等，或者与其相结合。
在上述实施例中由每个设备或模块执行的一系列处理可以由软件、硬件或者软件和硬件的组合来实现。包括在软件中的程序可以事先存储在每个设备的内部或外部所设置的存储介质中。作为一个示例，在执行期间，这些程序被写入随机存取存储器(ram)并且由处理器(例如cpu)来执行。
图11是示出了根据程序执行上述处理的计算机硬件的示例配置框图。
在计算机1100中，中央处理单元(cpu)1101、只读存储器(rom)1102以及随机存取存储器(ram)1103通过总线1104彼此连接。
输入/输出接口1105进一步与总线1104连接。输入/输出接口1105连接有以下组件：以键盘、鼠标、麦克风等形成的输入单元1106；以显示器、扬声器等形成的输出单元1107；以硬盘、非易失性存储器等形成的存储单元1108；以网络接口卡(诸如局域网(lan)卡、调制解调器等)形成的通信单元1109；以及驱动移动介质1111的驱动器1110，该移动介质1111诸如是磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器。
在具有上述结构的计算机中，cpu1101将存储在存储单元1108中的程序经由输入/输出接口1105和总线1104加载到ram1103中，并且执行该程序，以便执行上述处理。
要由计算机(cpu1101)执行的程序可以被记录在作为封装介质的移动介质1111上，该封装介质以例如磁盘(包括软盘)、光盘(包括压缩光盘-只读存储器(cd-rom))、数字多功能光盘(dvd)等)、磁光盘、或半导体存储器来形成。此外，要由计算机(cpu1101)执行的程序也可以经由诸如局域网、因特网、或数字卫星广播的有线或无线传输介质来提供。
当移动介质1111安装在驱动器1110中时，可以将程序经由输入/输出接口1105安装在存储单元1108中。另外，可以经由有线或无线传输介质由通信单元1109来接收程序，并且将程序安装在存储单元1108中。可替 选地，可以将程序预先安装在rom1102或存储单元1108中。
要由计算机执行的程序可以是根据本说明书中描述的顺序来执行处理的程序，或者可以是并行地执行处理或当需要时(诸如，当调用时)执行处理的程序。
以上已经结合附图详细描述了本发明的实施例以及技术效果，但是本发明的范围不限于此。本领域普通技术人员应该理解的是，取决于设计要求和其他因素，在不偏离本发明的原理和精神的情况下，可以对本文中所讨论的实施方式进行各种修改或变化。本发明的范围由所附权利要求或其等同方案来限定。
此外，本发明也可以被配置如下。
一种通信系统中的频谱管理设备，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：根据通信设备的位置和所处环境估计所述通信设备的未来移动轨迹，其中所述通信设备是不规则的移动设备；确定当所述通信设备沿所述未来移动轨迹移动时将要干扰的轨迹辐射区域；以及指示所述通信设备或所述轨迹辐射区域中与所述通信设备产生同频干扰的受干扰设备采取用于减小干扰的操作。
其中，所述用于减小干扰的操作包括使用另外的频谱和执行用于减小干扰的信号处理方法中的至少一个。
其中，在所述受干扰设备是在所述轨迹辐射区域被确定之后接入所述频谱管理设备的情况下，所述一个或多个处理器被配置为：指示所述受干扰设备使用由所述频谱管理设备分配的与所述通信设备不同的频谱。
其中，在所述受干扰设备在所述轨迹辐射区域被确定时已经接入所述频谱管理设备的情况下，所述一个或多个处理器还被配置为：确定所述通信设备是否由所述频谱管理设备管理；确定是否存在可分配的频谱；以及比较所述通信设备的优先级和所述受干扰设备的优先级。
其中，在所述通信设备不由所述频谱管理设备管理并且存在可分配的频谱的情况下，所述一个或多个处理器被配置为：指示所述受干扰设备使用由所述频谱管理设备分配的与所述通信设备不同的频谱。
其中，在所述通信设备不由所述频谱管理设备管理并且不存在可分配的频谱的情况下，所述一个或多个处理器被配置为：指示所述受干扰设备执行用于减小干扰的信号处理方法。
其中，在所述通信设备的优先级高于所述受干扰设备的优先级的情况下，所述信号处理方法用于减小所述受干扰设备对于所述通信设备的干扰；在所述通信设备的优先级低于所述受干扰设备的优先级的情况下，所述信号处理方法用于减小所述通信设备对于所述受干扰设备的干扰。
其中，在所述通信设备由所述频谱管理设备管理并且存在可分配的频谱的情况下，所述一个或多个处理器被配置为：指示所述通信设备和所述受干扰设备中具有较低优先级的一个使用由所述频谱管理设备分配的与另一个不同的频谱。
其中，在所述通信设备由所述频谱管理设备管理并且不存在可分配的频谱的情况下，所述一个或多个处理器被配置为：指示所述通信设备和所述受干扰设备中具有较低优先级的一个执行用于减小对另一个的干扰的信号处理方法。
其中，所述一个或多个处理器还被配置为：基于所述通信设备的速度估计所述未来移动轨迹。
其中，所述一个或多个处理器还被配置为：基于表示所述通信设备的干扰范围的第一距离以及所述通信设备沿所述未来移动轨迹将经过的第二距离来确定所述轨迹辐射区域。
其中，所述一个或多个处理器还被配置为：基于所述通信设备的发射功率和所述受干扰设备的通信质量指标来确定所述第一距离。
其中，所述一个或多个处理器还被配置为：基于所述通信设备的速度和所述轨迹辐射区域的有效时间来确定所述第二距离。
其中，所述一个或多个处理器还被配置为：确定监测时间间隔，其中所述受干扰设备按照由所述频谱管理设备通知的所述监测时间间隔周期地报告所述通信设备的位置、速度以及发射功率；以及根据所述受干扰设备的报告确定是否更新所述轨迹辐射区域。
其中，所述一个或多个处理器还被配置为：在以下情况中的一种情况下，确定更新所述轨迹辐射区域：所述通信设备距所述轨迹辐射区域的边界的距离小于或等于第三距离，以及所述通信设备的位置偏离所述未来移动轨迹的距离小于或等于第四距离。
其中，在所述轨迹辐射区域中包括由其它频谱管理设备管理的部分的情况下，所述一个或多个处理器被配置为：进行控制以将所述轨迹辐射区域的位置信息，以及所述通信设备的位置、速度、发射功率和频谱信息通 知给所述其它频谱管理设备，以便所述其它频谱管理设备指示其所管理的部分中的受干扰设备采取用于减小干扰的操作。
一种通信系统中由频谱管理设备执行的方法，包括：根据通信设备的位置和所处环境估计所述通信设备的未来移动轨迹，其中所述通信设备是不规则的移动设备；确定当所述通信设备沿所述未来移动轨迹移动时将要干扰的轨迹辐射区域；以及指示所述通信设备或所述轨迹辐射区域中与所述通信设备产生同频干扰的受干扰设备采取用于减小干扰的操作。
其中，所述用于减小干扰的操作包括使用另外的频谱和执行用于减小干扰的信号处理方法中的至少一个。
所述方法还包括：在所述受干扰设备是在所述轨迹辐射区域被确定之后接入所述频谱管理设备的情况下，为所述受干扰设备分配与所述通信设备不同的频谱。
所述方法还包括：在所述受干扰设备在所述轨迹辐射区域被确定时已经接入所述频谱管理设备的情况下，确定所述通信设备是否由所述频谱管理设备管理；确定是否存在可分配的频谱；以及比较所述通信设备的优先级和所述受干扰设备的优先级。
所述方法还包括：根据所述确定结果，执行以下处理之一：为所述受干扰设备分配与所述通信设备不同的频谱，以及指示所述受干扰设备执行用于减小干扰的信号处理方法。
所述方法还包括：根据所述确定结果，执行以下处理之一：为所述通信设备和所述受干扰设备中具有较低优先级的一个分配与另一个不同的频谱，以及指示所述通信设备和所述受干扰设备中具有较低优先级的一个执行用于减小对另一个的干扰的信号处理方法。
所述方法还包括：基于所述通信设备的速度估计所述未来移动轨迹。
所述方法还包括：基于表示所述通信设备的干扰范围的第一距离以及所述通信设备沿所述未来移动轨迹将经过的第二距离来确定所述轨迹辐射区域。
所述方法还包括：确定监测时间间隔，并将确定的监测时间间隔通知给所述受干扰设备；接收由所述受干扰设备按照所述监测时间间隔周期报告的所述通信设备的位置、速度以及发射功率；以及根据所述受干扰设备的报告确定是否更新所述轨迹辐射区域。
所述方法还包括：在以下情况中的一种情况下，确定更新所述轨迹辐射区域：所述通信设备距所述轨迹辐射区域的边界的距离小于或等于第三距离，以及所述通信设备的位置偏离所述未来移动轨迹的距离小于或等于第四距离。
一种通信系统，包括：不规则的移动的通信设备；与所述通信设备产生同频干扰的一个或多个受干扰设备，其被配置为：将与所述通信设备的位置、速度、发射功率和频谱有关的信息报告给频谱管理设备；以及所述频谱管理设备，其被配置为：根据所述通信设备的位置和所处环境估计所述通信设备的未来移动轨迹；确定当所述通信设备沿所述未来移动轨迹移动时将要干扰的轨迹辐射区域；以及针对处于所述轨迹辐射区域中的每个受干扰设备，指示所述受干扰设备和所述通信设备中的一个采取用于减小干扰的操作。
其中，所述操作包括以下中的至少一个：使用与所述受干扰设备和所述通信设备中的另一个不同的频谱，以及执行用于减小干扰的信号处理方法。
其中，所述受干扰设备还被配置为周期性地进行报告，使得所述频谱管理设备根据报告的信息确定是否更新所述轨迹辐射区域。
所述通信系统还包括：管理所述轨迹辐射区域中的一部分的另一频谱管理设备，其被配置为：从所述频谱管理设备接收所述轨迹辐射区域的位置信息，以及所述通信设备的位置、速度、发射功率和频谱信息，以及为其所管理的部分中的受干扰设备分配另外的频谱或指示所述受干扰设备执行用于减小干扰的信号处理方法。
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