频谱资源管理装置和方法、无线通信设备和方法
【技术领域】
[0001] 本公开一般地涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线通信系统的频谱资源管理装 置、频谱资源管理方法、无线通信系统中使用的通信设备和通信方法，尤其涉及一种在无线 电可重配通信系统中使用的频谱资源管理装置和方法。
【背景技术】
[0002] 全球快速增长的无线电通信需求使各无线网络提供商的目光聚焦于可重配无线 系统（RRS，Reconfigur油Ie Radio Systems)。RRS是一个综合的概念。RRS方案例如基于 诸如通过无线电应用的软件重配和认知无线电（CR, Cognitive Radio)技术。其着眼于开 发重配无线电的能力并开发能够自适应动态改变的环境的网络。从一个侧面，可W送样简 单地描述RRS ;为了实现频谱资源利用的最大化，在确保通信系统中的主系统的频谱使用 的前提下，利用动态的频谱管理方式为通信系统中包括的次系统分配频谱资源。RRS能够显 著提高频谱的利用率。
[0003] 认知无线电是可W感知外界通信环境的智能通信系统。简单地说，为了提高频谱 利用率，具有认知功能的无线通信设备可W按照某种"伺机"的方式工作在已授权给其它通 信系统的频段内。当然，送通常要建立在已授权频段没用或只有很少的通信业务在活动的 情况下。送种在空域、时域和频域中出现的可W被利用的频谱资源被称为"频谱空洞"。认 知无线电的核必思想就是使无线通信设备具有发现"频谱空洞"并合理利用的能力。
[0004] 当今实现认知无线电的一种关键技术是通过中央服务器例如地理位置数据库 (GLDB, GwLocation DataBase)，根据主系统的保护需求和要求使用频谱资源的次系统的 地理位置计算次系统可用的频谱资源，例如可用的频段、最大发射功率，次系统在GLDB的 授权范围内利用频谱资源，从而降低对次系统本身认知能力的要求，在保证主系统正常工 作的情况下实现次系统的机会性接入。
[0005] 作为另一项旨在满足移动通信系统的高速、大容量、可靠传输要求的技术，多天线 (MIMO)系统也得到了广泛的研究。研究表明，多天线系统可W提供比传统的单天线系统更 高的容量，并且在一定条件下，其容量随天线数目的增加呈线性增长。
[0006] 然而，目前的认知无线电技术处于起步阶段，研究人员往往将注意力集中于如何 实现对主系统的保护而忽视了次系统在机会性利用频谱资源情况下的通信质量需求，在此 背景下本公开的发明人前瞻性地提出了利用多天线系统的特点实现次系统对已授权给主 系统的局品质利用。
【发明内容】
[0007] 在下文中给出了关于本公开的简要概述，W便提供关于本公开的某些方面的基本 理解。应当理解，送个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不意图确定本公开的关 键或重要部分，也不意图限定本公开的范围。其目的仅仅是W简化的形式给出某些概念，W 此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0008] 根据本公开的一个方面，提供一种用于无线通信系统的频谱资源管理装置，包括： 参数获取单元，被配置为获取由频谱资源管理装置管理的通信设备的资源利用参数信息， 资源利用参数信息包括天线数量；W及资源分配单元，被配置为基于资源利用参数信息确 定对通信设备的频谱资源分配。
[0009] 根据本公开的另一个方面，提供一种管理无线通信系统的频谱资源的方法，包括： 获取待管理的通信设备的资源利用参数信息，资源利用参数信息包括天线数量；W及基于 资源利用参数信息确定对通信设备的频谱资源分配。
[0010] 根据本公开的另一个方面，提供一种用于无线通信系统的通信设备，配置有多个 天线，通信设备包括：参数报告单元，被配置为将通信设备的资源利用参数信息提供给通信 设备的频谱资源管理装置，其中，资源利用参数信息包括多个天线的天线数量；W及获取单 元，被配置为获取由频谱资源管理装置分配的频谱资源。
[0011] 根据本公开的另一个方面，提供一种在配置有多个天线的通信设备中使用的无线 通信方法，包括：将通信设备的资源利用参数信息提供给通信设备的频谱资源管理装置，其 中，资源利用参数信息包括多个天线的天线数量；W及获取频谱资源管理装置分配的频谱 资源。
[0012] 根据本公开的另一个方面，提供一种用于无线电可重配通信系统的通信设备，包 括：参数报告单元，被配置为将通信设备的资源利用参数信息发送给通信设备的频谱资源 管理装置，其中资源利用参数信息包括通信设备的地理位置信息；W及获取单元，被配置为 从频谱资源管理装置获取通信设备的邻近通信设备的地理位置信息W及频谱资源管理装 置分配的主系统的频谱资源，其中，通信设备在保证主系统的通信质量的条件下利用主系 统的频谱资源。
[0013] 根据本公开的另一个方面，提供一种在无线电可重配通信系统中使用的通信方 法，包括：将通信设备的资源利用参数信息发送给通信设备的频谱资源管理装置，其中资源 利用参数信息包括通信设备的地理位置信息；W及从频谱资源管理装置获取通信设备的邻 近通信设备的地理位置信息W及频谱资源管理装置分配的主系统的频谱资源，其中，通信 设备在保证主系统的通信质量的条件下利用主系统的频谱资源。
[0014] 根据本公开的另一个方面，提供一种用于无线电可重配通信系统的频谱资源管理 装置，包括；参数获取单元，被配置为获取频谱资源管理装置所管理的通信设备的资源利用 参数信息，资源利用参数信息包括地理位置信息；资源分配单元，被配置为基于资源利用参 数信息，在保证主系统的通信质量的条件下将主系统的频谱资源分配至通信设备；邻近设 备确定单元，被配置为基于地理位置信息确定频谱资源管理装置所管理的通信设备中彼此 邻近的通信设备；W及通知单元，被配置为将资源分配单元确定的资源分配结果W及邻近 的通信设备的地理位置信息通知至相应的通信设备。
[0015] 根据本公开的另一个方面，提供一种在无线电可重配通信系统中使用的频谱资源 管理方法，包括：获取所管理的通信设备的资源利用参数信息，资源利用参数信息包括地理 位置信息；基于资源利用参数信息，在保证主系统的通信质量的条件下将主系统的频谱资 源分配至通信设备；基于地理位置信息确定所管理的通信设备中彼此邻近的通信设备；W 及将所确定的资源分配结果W及邻近的通信设备的地理位置信息通知至相应的通信设备。
[0016] 根据本公开的另一个方面，提供一种用于无线通信系统的通信设备，包括；发送单 元，被配置为将关于通信设备的地理位置和天线数量的信息发送给无线通信系统的频谱资 源管理装置。
[0017] 根据本公开的另一个方面，提供一种用于无线通信系统的频谱资源管理装置，包 括：参数接收单元，被配置为从通信设备接收关于通信设备的地理位置和天线数量的信息。
[0018] 根据本公开的另一个方面，提供一种用于无线通信系统的频谱资源管理装置，包 括：一个或多个处理器，被配置为获取频谱资源管理装置所管理的通信设备的资源利用参 数信息，资源利用参数信息包括天线数量；W及基于资源利用参数信息确定对频谱资源管 理装置所管理的通信设备的频谱资源分配。
[0019] 根据本公开的另一个方面，提供一种用于无线通信系统的通信设备，配置有多个 天线，通信设备包括：一个或多个处理器，被配置为将多个天线的天线数量包含于该通信设 备的资源利用参数信息中W用于该通信设备的频谱资源管理装置；W及获取频谱资源管理 装置基于资源利用参数信息分配的频谱资源。
[0020] 根据本公开的各方面，丰富了在无线通信系统中的通信设备与频谱资源管理装置 之间信令交互的内容，充分利用了多天线系统中通信设备可能具有的空间自由度，进而能 够有效降低通信设备之间或通信系统之间的干扰。
【附图说明】
[0021] 参照下面结合附图对本公开的实施例的说明，会更加容易地理解本公开的W上和 其它目的、特点和优点。在附图中，相同的或对应的技术特征或部件将采用相同或对应的附 图标记来表示。在附图中不必依照比例绘制出单元的尺寸和相对位置。
[0022] 图1是例示根据本公开实施例的用于无线通信系统的频谱资源管理装置的结构 的框图。
[0023] 图2是例示根据本公开另一实施例的频谱资源管理装置的结构的框图。
[0024] 图3是例示基于天线数量将可用频谱资源分配至地理位置邻近的通信设备的一 个实施例的示意图。
[0025] 图4是例示根据本公开实施例的管理无线通信系统的频谱资源的方法的流程图。
[0026] 图5是例示根据本公开实施例的用于无线通信系统的通信设备的结构的框图。
[0027] 图6是例示根据本公开另一实施例的无线通信设备的结构的框图。
[0028] 图7是例示通信设备所配置的非均匀线性天线阵列的示意图。
[0029] 图8是例示根据本公开实施例的在配置有多个天线的通信设备中使用的无线通 信方法的流程图。
[0030] 图9是例示根据本公开的用于无线电可重配通信系统的通信设备的结构的框图。
[0031] 图10是例示根据本公开实施例的在无线电可重配通信系统中使用的通信方法的 流程图。
[0032] 图11是例示根据本公开实施例的用于无线电可重配通信系统的频谱资源管理装 置的结构的框图。
[0033] 图12是例示根据本公开的在无线电可重配通信系统中使用的频谱资源管理方法 的流程图。
[0034] 图13是例示根据本公开实施例的无线通信系统中通信设备与频率资源管理装置 交互和动作的时序图。
[0035] 图14是例示能够实现本发明的计算机的示例性结构的框图。
[0036] 图15是例示可W应用本公开技术的eNB的示意性配置的第一示例的框图。
[0037] 图16是例示可W应用本公开技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图。
[003引图17是例示可W应用本公开技术的智能电话的示意性配置的框图。
[0039] 图18是例示包括主系统和次系统的无线通信系统的示意性配置的框图。
[0040] 图19是例示根据本公开实施例的在无线资源管理装置和通信设备之间的交互的 时序图。
【具体实施方式】
[0041] 在下文中将结合附图对本公开的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见， 在说明书中并未描述实际实施例的所有特征。然而，应该了解，在开发任何送种实际实施例 的过程中必须做出很多特定于实施例的决定，W便实现开发人员的具体目标。例如，符合 与系统及业务相关的郝些限制条件，并且送些限制条件可能会随着实施例的不同而有所改 变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容 的本领域技术人员来说，送种开发工作仅仅是例行的任务。
[0042] 在此，还需要说明的一点是；为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中 仅示出了与根据本公开的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本公开关 系不大的其它细节。
[004引在现有的无线电可重配系统（RR巧中，由于各无线接入点存在不同步W及信令方 面的不足，邻近接入点之间会出现同频传输互相干扰的问题。邻近接入点之间的相互干扰 包括；下行对上行的干扰、下行对下行的干扰、上行对上行的干扰W及上行对下行的干扰。 到目前为止，利用无线接入点可能存在的空间自由度，例如无线接入点的天线数量，为相邻 接入点分配频谱资源的方案尚未被提及。此外，在现有技术方案中，邻近接入点彼此不知道 对方的地理位置。邻近接入点之间的干扰消除也未考虑邻近接入点地理位置的影响。
[0044] 为了提高频谱利用率、减小相邻无线接入点之间的相互干扰，期望提供了一种将 接入点的天线布置（具体地，天线数量）与频谱资源管理方案相结合的频谱资源管理装置、 频谱资源管理方法、无线通信装置和无线通信方法。
[0045] 图1是例示根据本公开实施例的用于无线通信系统的频谱资源管理装置100的结 构的框图。频谱资源管理装置100包括参数获取单元101和资源分配单元102。
[0046] 参数获取单元101被配置为获取由频谱资源管理装置100管理的通信设备的资源 利用参数信息。送里，取决于应用场景的不同，频谱资源管理装置100可W被实现为频谱协 调器、地理位置数据库（GLBD)和频谱协调器的组合、基站、中必服务器等。相对应地，通信 设备可W被实现为小小区基站、无线接入点、或者是用户设备扣巧等。
[0047] 在一个具体的示例中，频谱资源管理装置100被实现为频谱协调器，通信设备被 实现为具有认知无线电功能的WiFi接入设备，其中，WiFi接入设备在频谱协调器的管理下 机会性地利用广播电视频段或雷达频段的频谱资源与其从设备（slave device)进行WiFi 通信。
[0048] 本公开可W基于例如TS 103 145标准中的现有功能模块关系。例如，图18是 例示包括主系统和次系统的无线通信系统1800的示意性配置的框图。无线通信系统 1800可W包括一个或多个地理位置数据库（GLDB)、一个或多个频谱协调器（SC, Spectrum Coordinator) W及多个认知无线电系统（CRS, Co即itive Radio System,图 18 中 W CRS 1 和CRS2表示）。其中，GLDB和SC构成主系统，多个CRS构成次系统。在无线通信系统1800 中，根据本公开的频谱资源管理装置（例如，资源管理装置100)可W被实现为单独的SC,也 可W被实现为GL抓和SC的组合；根据本公开的无线通信设备（例如下面将描述的与资源 管理装置100相对应的通信设备500)可W被实现为至少一个CRS中的接入点等。
[0049] 在另一个具体的示例中，频谱资源管理装置100被实现为eNB，通信设备实现为具 有认知无线电功能的小小区基站，其中，小小区基站在eNB的管理下机会性地利用WiFi频 段的频谱资源与其从设备例如肥进行蜂窝通信。
[0050] 通信设备资源利用参数信息是频谱资源管理装置100对通信设备进行资源分配 和资源管理所要使用的相关信息。资源利用参数信息包括通信设备所具有的天线的天线数 量。依据所应用于的通信系统的不同类型或者需求，资源利用参数信息例如还可W包括通 信设备的地理位置等。
[0051] 频谱资源管理装置100的参数获取单元101可W从例如无线接入点的通信设备接 收包括天线数量的资源利用参数信息。通信