Dsm和cr节点中使用的方法及dsm和cr节点的制作方法
【专利说明】DSM和CR节点中使用的方法及DSM和CR节点
[0001] 本申请是申请号为201080051898. 5、申请日为2010年11月15日、名称为"用于 动态频谱管理器（DSM)的静默周期协调"的中国发明专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请要求2009年11月16日提交的美国临时专利申请N〇.61/261，688,2009年 12月9日提交的美国临时专利申请No. 61/267, 914,2010年9月24日提交的美国临时专利 申请No. 61/386, 224的权益，这些申请的内容全部作为引用结合于此。
【背景技术】
[0004] 对于融合网络技术的更高带宽效率的需要以及当今许可带宽未有效利用的实际 情况引发了认知无线电（CR)技术的发展。CR使能设备能够通过在特定即时执行频谱感测 操作以发现可用频谱并且在不被主用户占用的时间中使用可用频谱而在许可给其他设备 的带宽上通信。为了确保CR网络与当前许可技术共存，CR设备需要较高程度的灵活性（快 速检测主用户的存在并对主用户的到来作出反应的能力）以便感测波段上的主用户的到 来并移动到另一可用波段而不引起对主用户的干扰。
[0005] 可以使用协作频谱感测来降低对用于CR节点的频谱感测算法的灵敏性需求，所 述CR节点可能位于较深衰落环境中。在协作频谱感测的最传统形式中，CR节点的集合可 以同时执行频谱感测并且传送独立的结果给中心节点以确定频谱可用性。这需要一种用于 协调和交换用户间的频谱感测的方法。
[0006] 频谱感测算法的最简单形式是能量检测类。这一类算法通过在感兴趣的特定波段 上检测到的能量的测量来检测主用户的存在或不存在。这一频谱感测形式的简单性使得其 对CR应用有很大吸引力。例如，用于无线区域网络（WRAN)的IEEE802. 22标准使用TV频 谱中的白空间作为可接受的频谱感测技术中的一种来进行能量检测。使用CR设备的能量 检测的主要挑战在于在执行频谱感测时区分主用户传输和另一CR设备传输。此外，由于成 本原因，CR设备可能仅包括一个接收机，并且可能不能够与常规发射（TX)接收（RX)操作 一起同时执行频谱感测。导致的情况是许多CR设备形成ad-hoc(点对点）或者CR网络并 且可以共存，这些节点的每个节点的频谱感测周期需要及时协调以确保频谱感测在附近没 有其他CR节点发射时被执行。这导致所谓的频谱感测的静默周期。
[0007] 网络中的静默测量周期的使用是针对需要在可允许的信道集上执行测量的无线 接入点（AP)来开发的。这一先前工作未能解决CR网络尝试在具有使用不同无线技术的不 同主用户的环境中执行频谱感测的需要。例如，AP请求的静默测量周期（SMP)仅在通信媒 介变得可用时被发起，但这不会解决CR设备的灵活性需求。CR设备可以通过以有限的延迟 切换到未使用的波段对主用户的到来作出反应，而不引起对主用户的任何干扰。
[0008] 例如，IEEE802. 22草案标准需要两秒的排空时间。这是在许可的主用户到达波 段后次用户离开当前使用的波段所需要的时间。典型地，周期性频谱感测周期已被考虑，这 需要CR节点至少每两秒执行频谱感测以能够达到所需要的排空时间。通常，周期性频谱感 测可能由于环境（context)切换、在频谱感测时间期间维持缓冲器和实时业务而导致CR节 点中的较高开销。由此，从效率角度来看，较短的频谱感测周期是不够理想的。因此，需要 一种用于协调CR网络中的频谱感测的静默周期的方法。
【发明内容】
[0009] -种在动态频谱管理器（DSM)中使用的用于协调网络中的异步静默周期的方法， 该方法包括：在所述网络中检测主用户；将静默周期开始控制消息传送到所述网络中的一 个或多个认知无线电（CR)节点，其中所述消息指示静默周期的开始和持续时间并且发起 频谱感测；从所述网络中的一个或多个CR节点接收用于指示频谱感测结果的测量报告控 制消息；以及将消息传送到所述一个或多个CR节点，其中所述消息指令所述一个或多个CR 节点基于所述频谱感测结果而移动到不同频率。
【附图说明】
[0010] 从以下描述中可以更详细地理解本发明，这些描述是以实例方式给出的，并且可 以结合附图加以理解，其中：
[0011] 图1A为可以在其中实现一个或多个所公开的实施方式的示例通信系统的系统图 示；
[0012] 图1B为示例无线发射/接收单元（WTRU)的系统图示，其中所述WTRU可以在如图 1A所示的通信系统中使用；
[0013] 图1C为示例无线电接入网络和示例核心网络的系统图示，其中所述示例无线电 接入网络和示例核心网络可以在如图1A所示的通信系统中使用；
[0014] 图2为被划分成较小的局部区域的CR节点网络的示例；
[0015] 图3为基本静止间隔调度协议的示例；
[0016]图4为用于每个节点内的协调频谱感测的状态转换图；
[0017] 图5为SSN作为静止间隔的调度方的增强型协议的示例；
[0018] 图6显示了静默周期协调的示例场景；
[0019] 图7显示了在基于802. 11的协议栈中的DSM层的示例；
[0020] 图8显示了在基于蜂窝的协议栈中的DSM层的示例；
[0021] 图9显示了对于情况1的局部多播静默周期开始消息的示例；
[0022] 图10显示了对于情况2的局部多播静默周期开始消息的示例；
[0023] 图11A和图11B描述了异步静默周期的呼叫流的示例；
[0024] 图12显示了用于静默周期控制消息的MAC管理帧的示例；
[0025] 图13显示了每个静默周期控制消息中的字段的示例；
[0026] 图14显示了DSM层中的事件配置和报告的示例；
[0027] 图15显示了根据CR节点的CQI测量触发异步频谱感测事件的示例；
[0028] 图16显示了利用周期性频谱感测时间在许可波段上的CR节点活动的示例；
[0029] 图17显示了在RRC中在DSM和CR之间针对PHY层CQI测量的事件配置和报告的 示例；
[0030] 图18显示了用于异步静默周期协调的RRC消息发送协议的示例；
[0031] 图19显示了固定静止间隔的示例；以及
[0032] 图20显示了随机静止间隔的示例。
【具体实施方式】
[0033] 图1A是可以在其中实施一个或多个所公开的实施方式的示例通信系统100的系 统框图。通信系统100可以是将诸如语音、数据、视频、消息发送、广播等之类的内容提供给 多个无线用户的多接入系统。通信系统100可以通过系统资源（包括无线带宽）的共享 使得多个无线用户能够访问这些内容。例如，通信系统100可以使用一个或多个信道接入 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。
[0034] 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、无线电接入网络（RAN) 104、核心网络106、公共交换电话网（PSTN) 108、因特网 110和其他网络112,但可以理解的是所公开的实施方式可以涵盖任意数量的WTRU、基站、 网络和/或网络元件。WTRU102a，102b，102c，102d中的每一个可以是被配置成在无线通信 中操作和/或通信的任何类型的装置。作为示例，WTRU102a，102b，102c，102d可以被配置 成发送和/或接收无线信号，并且可以包括用户设备（UE)、移动站、用户、用户站、高级移动 站（AMS)、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理（PDA)、智能电话、便携式 电脑、上网本、个人计算机、无线传感器、消费电子产品等等。
[0035] 通信系统100还可以包括基站114a和基站114b，基站114a，114b中的每一个可以 是被配置成与WTRU102a，102b，102c，102d中的至少一者无线交互，以便于接入一个或多 个通信网络（例如核心网络106、因特网110和/或网络112)的任何类型的装置。例如，基 站114a，114b可以是基站收发信站（BTS)、节点B、e节点B、家用节点B、家用e节点B、站点 控制器、接入点（AP)、无线路由器以及类似装置。尽管基站114a，114b每个均被描述为单个 元件，但是可以理解的是基站114a，114b可以包括任何数量的互联基站和/或网络元件。
[0036] 基站114a可以是RAN104的一部分，该RAN104还可以包括诸如基站控制器 (BSC)、无线电网络控制器（RNC)、中继节点之类的其他基站和/或网络元件（未示出）。基 站114a和/或基站114b可以被配置成发送和/或接收特定地理区域内的无线信号，该特 定地理区域可以被称作小区（未示出）。小区还可以被划分成小区扇区。例如与基站114a 相关联的小区可以被划分成三个扇区。由此，在一种实施方式中，基站114a可以包括三个 收发信机，即针对所述小区的每个扇区都有一个收发信机。在另一实施方式中，基站114a 可以使用多输入多输出（MM0)技术，并且由此可以使用针对小区的每个扇区的多个收发 信机。
[0037] 基站 114a，114b可以通过空中接口 116 与WTRU102a，102b，102c，102d中的一者 或多者通信，该空中接口 116可以是任何合适的无线通信链路（例如射频（RF)、微波、红外 (IR)、紫外（UV)、可见光等）。空中接口 116可以使用任何合适的无线电接入技术（RAT)来 建立。
[0038] 更具体地，如前所述，通信系统100可以是多接入系统，并且可以使用一个或多个 信道接入方案，例如CDM、TDM、FDM、0FDM、SC-FDM以及类似的方案。例如，在RAN104 中的基站114a和WTRU102a，102b，102c可以实施诸如通用移动电信系统（UMTS)陆地无 线电接入（UTRA)之类的无线电技术，其可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口 116。 WCDMA可以包括诸如高速分组接入（HSPA)和/或演进型HSPA(HSPA+)。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)。
[0039] 在另一实施方式中，基站114a和WTRU102a，102b，102c可以实施诸如演进型UMTS 陆地无线电接入（E-UTRA)之类的无线电技术，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。
[0040] 在其他实施方式中，基站114a和WTRU102a，102b，102c可以实施诸如IEEE 802.16(即全球微波互联接入（WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000lx、CDMA2000EV-D0、临时标 准2000 (IS-2000)、临时标准95 (IS-95)、临时标准856 (IS-856)、全球移动通信系统（GSM)、 增强型数据速率GSM演进（EDGE)、GSMEDGE(GERAN)之类的无线电技术。
[0041] 举例来讲，图1A中的基站114b可以是无线路由器、家用节点B、家用e节点B或者 接入点，并且可以使用任何合适的RAT，以用于促进在诸如公司、家庭、车辆、校园之类的局 部区域的无线连接。在一种实施方式中，基站114b和WTRU102c，102d可以实施诸如IEEE 802. 11之类的无线电技术以建立无线局域网（WLAN)。在另一实施方式中，基站114b和 WTRU102c，102d可以实施诸如IEEE802. 15之类的无线电技术以建立无线个域网（WPAN)。 在又一实施方式中，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）以建立微微（picocell)小区和毫微微小区（femtocell)。