无线电频谱利用
【专利说明】无线电频谱利用
[0001]
[0002]不断增加数量的无线设备正被引入和出售。如此，可用于这些无线设备来传送的无线电信道(RF)频谱不断变得越来越拥挤。对RF频谱的更高效使用和共享未被充分利用的RF频谱对于满足无线设备不断增长的数量是很重要的。RF频谱的未被充分利用的一个部分是为广播(诸如电视(TV)广播)保留的部分。政府监管机构将TV部分或范围(和/或其他部分)分为多个信道。然而，对于任何给定地理区域，这些信道中的许多信道未被用于TV或无线电广播。
[0003]RF频谱的保留TV部分的未使用频率或信道可被称为TV空白。将这些TV空白用于其它用途是可能的，然而，它们的使用通常被政府机构(诸如美国的联邦通信委员会)严格监管。
[0004]这些政府机构正建立将信道或信道利用映射到地理位置的数据库。换言之，对于一个给定位置，该数据库可指示被用于(或被分配给)TV广播和其他许可用途(诸如在一些国家中的无线话筒)的信道的子集和/或作为TV空白的不同信道子集。
[0005]想要通过无线电空白信道(诸如TV空白信道)传递数据的无线设备必须这样做来符合政府机构所建立的规则。例如，设备不能在被分配的信道上传送，因为传输可能干扰被许可用途。
[0006]概述
[0007]所描述的各实现涉及无线电信道利用。各信道可包括无线电频谱中可被用来实现各设备之间的通信的任何信道。各信道可包括无线电空白信道。如本文使用的，术语“无线电空白”可包括TV空白和/或任何其他无线电空白。
[0008]—个示例实现可监视具有蜂窝能力的移动设备的位置。该示例可标识对处在该位置的该移动设备可用的一组信道。该示例也可将该组信道连同对该移动设备的建议发送到该移动设备，以利用该组信道中的一个或多个而不是使用蜂窝能力来实现数据通信。
[0009]另一示例可获得对在设备的一位置处可用的一组信道。该示例可将该组可用信道发送到该设备。该示例还可接收设备在该组可用信道中的个体信道上建立网络的信息。该示例还可使得关于该个体信道的信息与该位置相关联。
[0010]以上列出的示例旨在提供快速参考以帮助读者，并且不旨在限定此处所描述的概念的范围。
[0011]附图简沐
[0012]附图示出了本文档中传达的方案的实现。示出的实现的特点将参考以下描述并结合附图来更容易地理解。各个附图中的类似附图标记被用于指示类似的元素。此外，每一个如图标记的最左边的数字传达其中首次引入该附图标记的附图及相关联的讨论。
[0013]图1 一 8示出了被配置以根据本发明概念的一些实现利用无线电信道的示例系统。
[0014]图9 一 13示出了根据本发明概念的一些实现的无线电信道利用技术的示例的流程图。
[0015]详细描沐
[0016]皿
[0017]本专利涉及利用无线电频谱，并且更具体地，涉及频谱的无线电信道的更高效的使用。无线电信道的更高效的使用可允许无线电频谱在总体上和/或在指定位置处支持更多流量。更高效的无线电频谱使用可通过跟踪在给定位置可供使用的无线电信道以及各信道的使用来实现。这个信息可允许来自拥塞的信道的流量被切换到较少拥塞的信道。
[0018]无线电信道可包括无线电空白信道、蜂窝信道、W1-Fi信道、蓝牙信道等等。无线电空白信道可包括TV空白信道和/或其他无线电空白信道。如在此处使用，“TV空白信道”指为TV广播保留但是在特定地理区域中并未实际用于TV广播的信道或信道范围。类似的，“无线电空白信道”指为TV广播、其它无线电广播、或双向无线电通信保留但在特定地理区域中并未实际如此使用的信道或信道范围。换言之，无线电空白可指被分配但未被使用的无线电频谱。
[0019]系统示例
[0020]出于解释的目的，考虑介绍性的图1，其示出了涉及系统100的场景，在其中无线电空白信道的利用可被实现。系统100可包括无线接入点(AP)102、监管数据库104和中介106。为解释的目的假定该AP处于假想位置“B”。进一步假定AP想要建立无线网络且因此想要知晓什么信道(例如，信道可用)。注意当各AP的指定示例被用于解释的目的时，从一个角度，AP可以是能够以相对临时的基础(例如，智能手机)或相对长期的基础(例如，路由器)建立无线网络的任何类型的设备。
[0021]在实例1，AP 102可询问管理数据库104关于其位置信息。该监管数据库可向AP返回一组基于位置的可用无线电空白信道以及相关联的约束。替换地或附加地，在所示出的配置中，如在108所指示的AP可联系中介106。AP 102可向中介106提供其位置。(在第三个构想的情形中，AP可联系监管数据库和中介两者)。
[0022]在该实现中，如在110所指示的中介106可以与监管数据库104进行通信。该中介可维持具有来自监管数据库的因位置而异的信息的各信道的动态数据库(以下“动态数据库”)112。如在114所指示的，在116该中介可向AP返回该组基于位置的可用无线电空白信道114。此外，中介可返回关于该组基于位置的可用无线电空白信道114的附加信息118。例如，在此情况中，对于位置B，假想信道51、53、55、和57可用。此外，附加信息118 (基于逐行)指示信道51正经受“高干扰”、信道53正经受“低干扰”、信道55正经受“中等干扰”、且信道57正经受“中等干扰”。(这仅仅是附加信息的一个示例。附加示例在下文中描述)。
[0023]在实例2处，AP102可使用附加信息118来决定在哪个个体信道(或多个信道)上建立网络。在此情况中，信道53具有最小的干扰。因此，假设AP在信道53上建立无线网络并将这个信息传送回中介106，如在120指示的。
[0024]实例3示出了反映在动态数据库112中的由AP 102提供的信道信息(例如，反馈)。具体而言，信息在行122是明显的。与信道53相关的附加信息118写道“由AP 102建立的网络”。尽管为了解释的目的在所示示例中附加信息相对简短，但附加信息可包括其它细节，诸如网络建立的时间、网络的持续时间、允许的功率等等。动态数据库112的附加信息118可对试图在位置B建立网络或在位置B利用网络的其它设备有用。一个这样的示例将在以下相关于图2进行描述。
[0025]图2保留上面相关于图1介绍的各元素。图2还引入以移动设备202为形式的新元素。出于解释的目的，假定该移动设备202接近假想位置B (例如，接近AP 102)。在一种情况中，两个设备可在彼此一百米以内，但是该距离对本发明概念并不关键。进一步假设移动设备202想要通过信道，诸如(但不限于)无线电空白信道，来传送数据。换言之，移动设备想要找到移动设备可通过它来传送数据的个体可用信道上的网络。在一个这样的示例中，移动设备可以是想要利用非蜂窝无线电信道来下载/上传视频的智能手机。当然，该示例出于解释的目的而提供，并不旨在限制。
[0026]至此，在实例1，移动设备202可将其位置发送到中介106，如在204所指示的。例如，在智能手机的情况中，智能手机可利用其蜂窝能力联系中介。如上面相关于图1提及的，在此配置中，中介106可与监管数据库104进行通信。监管数据库104可维持无线电空白信道的因位置而异的数据库。中介106可用来自监管数据库的信息连同附加信息来填充其自身的动态数据库112。附加信息可涉及由监管数据库提供的无线电空白信道和/或由中介而非监管数据库监视的其它信道。
[0027]在实例2处，在此情况中，如在206所指示的，中介106将与位置B有关的内容208从动态数据库112发送到移动设备202。在此示例中，内容被表示为在此位置可用的一组信道及有关信道的附加信息。
[0028]在实例3处，移动设备202可利用来自中介106的内容208来标识用于数据通信的网络。至此，移动设备可评估内容以确定采取什么行动。例如，移动设备202可基于相关联的附加信息“AP 102所建立的网络”被呈现在那个信道上来决定从信道53开始。例如，移动设备可在信道53上查验AP 102 (探测请求)。AP可以以探测响应来回答。一旦验证完成，移动设备可通过网络传送数据。这个过程可以比扫描每个可用信道来寻找网络更快和/或更少资源密集。然而，在某些情况中，询问可能仅返回信道而不是该位置的网络信息。在这样的情况中，移动设备202可在返回的可用信道上执行积极和/或消极扫描以标识网络。此外，即使在返回的内容指示了带网络的信道的实例中，移动设备可扫描某些或全部返回的可用信道来寻找附加的网络和/或来寻找关于它的环境的附加信息。
[0029]在实例3，移动设备202可将信息传送回中介106，如在210所指示的。换言之，移动设备可调查其环境并将结果发送到中介。在此情况中，与信道53相关联的信息指示移动设备正在“使用网络，质量好”，如行122所指示的。相关于信道55，信息指示“未检测到网络”。中介106可利用这个信息来更新动态数据库112。那么，甚至更多的信息对后续的基于位置的询问和/或其它用户可用。
[0030]图3 — 5在上面相关于图1 一 2介绍的某些概念上一起扩展和/或介绍附加概念。图3涉及保留图1中介绍的监管数据库104的系统300。系统300还包括两个AP 302(1)和302 (2)。在此示例中，上面讨论的中介被表示为服务提供方304，诸如蜂窝服务提供方。蜂窝服务提供方控制两个蜂窝塔306 (I)和306 (2)以及AP 302(1)和302 (2)。蜂窝服务提供方维持类似于相关图1 一 2介绍的动态数据库的动态数据库308。
[0031 ] 在此配置中，服务提供方304还包括频谱管理器310。频谱管理器可被配置以针对服务提供方感兴趣的那些位置来将动态数据库308与监管数据库104同步。例如，频谱管理器310可针对服务提供方为之提供蜂窝服务的那些位置(例如，包括位置B和C)将动态数据库308与监管数据库进行同步。
[0032]频谱管理器310和/或AP 302 (I)和302 (2)可利用动态数据库308中的信息来管理AP 302(1)和302(2)。例如，假设每个AP想要在其各自位置建立网络。各AP可询问频谱管理器310有关它们的位置。频谱管理器可参考动态数据库中的位置。
[0033]假设AP 302⑴想要在位置B建立网络。频谱管理器310已经获得信息并将信息填充到动态数据库308中。该信息与无线电空白信道(例如，行312-318和332-338)和其它信道(例如，行320-330)两者相关。例如，行312、314、316和318分别与无线电空白信道51、53、55和57有关。行320涉及4G蜂窝网络信道。行322和324涉及W1-Fi信道。行326、328和330涉及4G LTE信道。当然，尽管为了简化起见可示出相对少的信道，但动态数据库308可包括可被用于传送数据的任何无线电信道。
[0034]动