无线电资源管理器和频谱控制器之间的网络互连的制作方法
【专利摘要】用于在频谱控制器(210)和无线电资源管理器(220)之间传送信道评估、信道信息和路由信息的方法、装置和计算机程序产品。频谱控制器获取信道信息，并且将网络的多个无线电信道分类为：可用、部分可用、或者不可用。可用性信息被发送给无线电资源管理器，无线电资源管理器可以使用该信息来确定路由方案。无线电资源管理器可以请求频谱控制器执行针对部分可用的信道的接入协商。基于协商结果，无线电资源管理器可以在网络中重新路由信息。
【专利说明】
无线电资源管理器和频谱控制器之间的网络互连
技术领域
[0001]本公开总体涉及无线电接入网，并且更具体地，涉及信道评估、信道协商、以及通过无线电接入网节点路由信息。
【背景技术】
[0002]基站和无线接入节点的密集部署正被用于应对无线数据业务量的显著增长。一种实现是超密集网络(UDN)，其中网络内的无线节点被大量部署。在这些网络中，可以建立节点对之间的多个路由，并且因此可能需要路由功能来分派路由和建立网络拓扑。
[0003]经常，将需要各种网络和设备来共享可用的无线频谱。例如，很多无线网络运行在未授权频带中，其中对带宽的一定的监管限制、功率谱密度和部署特性被用于使得能够实现共享。这种操作的示例是W1-Fi或蓝牙，其中在无主动监管控制的情况下发生频谱共享。W1-Fi系统通过信道选择和冲突避免，使用干扰避免，来共享频谱。然而，不同的系统会相互干扰，并可能经受性能降级。在TV白空间(TVWS)系统中，或在针对无线运营商与主用户之间的二元频谱共享使用授权共享接入的系统中，可以在二元基础上实现稍微更复杂的频谱共享。
【发明内容】
[0004]尽管经常需要频谱共享，但是现有技术不提供主动频谱管理和对可用频谱资源的性能的内部评估。需要对频谱资源的质量和可用性的主动且动态的评估以及协商对那些资源的接入的能力，以改进路由方案，特别是在密集无线电网络部署中，更是如此。
[0005]根据一些实施例，提供了用于在频谱控制器和无线电资源管理器之间传送信道评估、信道信息和路由信息的方法、装置和计算机程序产品。
[0006]在一些实施例中，提供了一种用于在具有多个无线电网络节点、多个无线电信道、频谱控制器和无线电资源管理器的网络中路由信息的方法。所述方法包括:在所述频谱控制器处从信道信息源获取与所述多个信道中的一个或多个关联的信道信息。所述方法还包括:基于所获取的信道信息向所述多个信道中的一个或多个信道分派可用性标签，其中，所分派的可用性标签中的每一个将相应信道分类为可用、部分可用、或不可用。所述频谱控制器于是可以基于所分派的可用性标签生成指示所述多个信道中的一个或多个信道的可用性的信道列表，并且将所述信道列表发送给所述无线电资源管理器，供在网络中路由信息时使用。
[0007]在一些实施例中，提供了具有处理器和存储器的频谱控制器。所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，从而所述频谱控制器可操作用于:从信道信息源获取与网络中的多个信道中的一个或多个信道关联的信道信息。所述频谱控制器还可操作用于:基于所获取的信道信息向所述多个信道中的一个或多个信道分派可用性标签，其中，所分派的可用性标签中的每一个将相应信道分类为可用、部分可用、或不可用。所述频谱控制器于是可以基于所分派的可用性标签生成指示所述多个信道中的一个或多个信道的可用性的信道列表，并且将所述信道列表发送给所述无线电资源管理器，供在网络中路由信息时使用。
[0008]在一些实施例中，提供了一种用于在具有多个无线电网络节点和多个无线电信道的网络中路由信息的方法。所述方法包括:在无线电资源管理器处，从频谱控制器接收信道列表。所述信道列表指示所述多个信道中的每个信道是可用、部分可用、还是不可用。所述方法还包括:基于所述信道列表确定在所述网络节点中的两个或更多个网络节点之间的多个候选路由，其中所述多个候选路由限于来自所述信道列表中的被指示为可用和/或部分可用的信道。所述方法还包括:基于所述多个候选路由，选择路由方案。所述方法还包括:如果所述路由方案至少部分基于被指示为部分可用的信息，则从所述无线电资源管理器向所述频谱控制器发送针对接入协商的请求。
[0009]在一些实施例中，提供了具有处理器和存储器的无线电资源管理器。所述存储器包含可由所述处理器执行的指令，从而所述无线电资源管理器可操作用于从频谱控制器接收信道列表，所述信道列表指示多个信道是可用、部分可用、还是不可用。所述无线电资源管理器还可操作用于:基于所述信道列表确定在所述网络节点中的两个或更多个网络节点之间的多个候选路由，其中所述多个候选路由限于来自所述信道列表中的被指示为可用和/或部分可用的信道。所述无线电资源管理器还可操作用于:基于所述多个候选路由，选择路由方案。如果所述路由方案至少部分基于被指示为部分可用的信道，则所述无线电资源管理器还可以向所述频谱控制器发送针对接入协商的请求。
【附图说明】
[0010]并入本文中并且形成说明书的一部分的附图示出了本公开的各个实施例，并且与描述一起进一步用于解释本公开的原则并且使相关领域技术人员能够利用和使用本文公开的实施例。在附图中，相似的附图标记指示相同或功能相似的要素。
[0011]图1是对根据示例实施例的示例无线电网络的说明。
[0012]图2是根据示例实施例的网络部件的框图。
[0013]图3是示出了根据示例实施例的信息路由过程的流程图。
[0014]图4是示出了根据示例实施例的信息路由过程的流程图。
[0015]图5是示出了根据示例实施例的信息路由过程的流程图。
[0016]图6是示出了根据示例实施例的信息路由过程的流程图。
[0017]图7是示出了根据示例实施例的信息路由过程的流程图。
[0018]图8是示出了根据示例实施例的信息路由过程的流程图。
[0019]图9是根据示例实施例的频谱控制器的框图。
[0020]图10是根据示例实施例的无线电资源管理器的框图。
[0021 ]图11是根据示例实施例的网络节点的框图。
【具体实施方式】
[0022]具体实施例涉及用于无线电网络中的改进的信息路由的方法、设备和计算机程序
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[0023]无线电网络可以利用通信的节点来构建，所述节点需要选择(或者具有选定的)信道或物理无线电资源来彼此通信。例如，网络(诸如图1的网络100)可以由多个连接的节点(如节点110、120、130、和140)构建，其中信息沿着网络中的特定路由承载。这些路由(或“跳”)可以例如由路径102、104、106和/或108来组成，如图1中的示例所示。通常，信息将在网络100中流动，流向聚集点或者从聚集点流出，在该示例中聚集点被示为节点140ο聚集节点140可以例如连接到移动核心网，连向无线设备，连向一个或多个控制单元。
[0024]经常地，与这种网络和通信相关联的无线电频谱是与其他网络和设备共享的。因此，用于网络中的通信所需的无线电频谱可能往往仅在不保证可预测的干扰水平或可用性的规则下可用。可以例如使用频谱控制器，在网络中实现对频谱的控制(或者对频谱的控制可以实现为云中某处的云服务)，该频谱控制器监视分派给网络的各个部分的资源的性能。频谱控制器还可以例如与外部实体(例如另外的网络运营商或者频谱代理)进行协商，以便获取信道的可用性。根据图1的说明可以明白，在网络100的给定节点对之间可以存在多个路由。因此，当传送信息时需要路由决策，以优化性能。在确定如何最佳地共享给定信道时，来自频谱控制器的可用性信息可以是有用的。
[0025]本公开的方面可被应用到无线连接的任意节点簇。例如，当网络实现是超密集网络(UDN)配置时，可以应用所公开的技术，其中网络中的无线节点被大量部署，并且能够在节点对之间建立多个路由。这例如可以通过路由功能来实现。路由功能可以是无线电资源管理器的一部分。该路由功能是分派路由并因此建立网络拓扑的功能。它还可以为在两个相邻无线节点之间的建立的链路分配无线电资源。因此，总的无线电资源管理器功能能够识别信道对于路由方案的重要性。本公开提供用于无线电资源管理器与频谱控制器之间的通信，使得它们能够协作地改进网络中的无线电传输。例如，尽管无线电资源管理器可能能够识别重要的或者需要的信道，频谱控制器具有关于信道可用性和质量的信息。从频谱控制器到无线电资源管理器的可用性信息的有效通信使得能够实现改进的路由选择。
[0026]现在参考图2，提供了与无线电资源管理器220通信的频谱控制器210的框图200。这些部件可被用于有效地管理网络(诸如网络100)中的信息路由。
[0027]如图2中所示，频谱控制器210可以是较大的网络管理系统(匪S)230的一部分。该系统230还可以包括运营商的频谱管理器270。频谱控制器210可以与频谱管理器270以及频谱分配实体(诸如频谱代理240)和地理位置数据库280通信。在一些实施例中，这些分配实体是外部实体；然而，它们也可以是网络内部的。频谱控制器210还可以连接到另一网络260，包括网间协调管理器。频谱控制器还可连接到一个或多个测量功能250。
[0028]这些部件中的每一个可被用于向频谱控制器提供信息，以帮助其确定网络100中的信道特性，所述特性包括信道可用性。于是，信道可用性可被传送给与频谱控制器210连接的无线电资源管理器220。无线电资源管理器220的功能可以包括路由控制和资源分派，以及对网络的MAC和PHY层的控制。在一些实施例中，例如，通过从网络的PHY层获取信道信息，测量功能可被绑定到无线电资源管理器220。
[0029]本领域普通技术人员将认识到:图2的频谱控制器210和无线电资源管理器220可以以众多方式物理上具体实现。例如，频谱控制器210和无线电资源管理器220可以是单个设备的分开的逻辑单元，所述单个设备诸如是网络节点(如，110、140)或者可以是专用的频谱控制设备。备选地，频谱控制器210和无线电资源管理器220可以是分开的设备，或者形成分开的设备的逻辑部件。而且，频谱控制器210和无线电资源管理器220的功能可以分布在一个或多个设备上。例如，无线电资源管理器220的路由功能可以分布在网络100的一个或多个节点(例如，110、140)上。
[0030]现在参考图3，提供了用于网络(诸如网络100)中的改进的信息路由的过程300。过程300包括频谱控制器210与无线电资源管理器220之间的信息的通信。如上面参考图2描述的，过程300的频谱控制器210和无线电资源管理器220可以以众多方式物理上具体实现。
[0031]在步骤310中，频谱控制器获得关于网络(诸如网络100)的一个或多个信道的信息。该信息例如可以从信道信息源获取。在一些实施例中，信道信息源可以是频谱代理240或者地理位置数据库(GLDB)280。例如，频谱代理240可以配置为做出排他的且通常是时间受限的资源分配，以便分开用户。GLDB 280可以提供关于局部可用频谱的信息，并且在一些配置中，GLDB 280被集成到网络中。来自GLDB 280的信息可以包括操作约束，诸如功率限制或类似的保护，以在二次使用或授权共享接入(LSA)场景中保护不同服务的用户。
[0032]信道信息源还可以是另一网络260，诸如相邻的超密集网络(UDN)。为了协调无线电资源，频谱控制器210可以不仅与相邻网络交换信息，而且与UDN间协调管理器交换信息。此外，频谱控制器210可以从频谱管理器(运营商资源)270或者另一测量功能250接收信道信息。根据一些实施例，测量功能可以与无线电资源管理器220和/或网络100(如110、140)的节点相关联。例如，可以从路由器、MAC层、或PHY层接收测量信息。测量信息可以例如包括针对信道中的一个或多个信道的下述信息:缓冲器状态、错误率、基于热噪声的干扰上升、以及信号对干扰加噪声比(SINR)。
[0033]在步骤S320中，频谱控制器210基于步骤310中获取的信息，对网络中的众多无线电信道进行分类。根据一些实施例，该分类可以包括:向一个或多个信道分派可用性标签，其中，可用性标签将相应信道分类为可用、部分可用、或不可用。如本文所使用的，将信道分类为“可用”表示:该信道可被路由功能考虑，并被用于在网络中传送信息。将信道分类为“部分可用”表示:尽管该信道可被使用，并可能被无线电资源管理器在确定路由方案时考虑，但是其很可能受到一个或多个约束。例如，节点可以在次要基础上操作在部分可用的信道上，并且因此可能需要保护主用户(即，如果主用户具有先占权，则节点可能需要留下该信道)。在该实例中，频谱控制器可以获取关于主用户的附加信息，并且与无线电资源管理器共享该附加信息，该附加信息诸如是可允许的干扰标准(例如，干扰对噪声比、信噪比、干扰阈值等)。作为另一示例，部分可用的信道可被另一网络/簇/系统使用，但是如果需要，频谱控制器210可以针对(部分)接入该信道进行协商。因此，在一些方面，术语“部分可用”可被理解为“可能可用”。也即，基于后续协商，部分可用的信道可能变为可用。可用性分类“部分可用”还可以指示:该信道经受未知或变化的条件(诸如来自未知无线电系统的噪声)，或者信道带宽仅部分可用。
[0034]将信道分类为“不可用”表示不能使用该信道。因此，在一些实施例中，被标记为不可用的信道不应被无线电资源管理器在确定路由方案时考虑。在某些方面，频谱控制器可能不能够针对接入不可用的信道进行协商。对可用性标签的分派可以例如包括对以下各项的使用:数字标识符、文本标识符、信道指示符在通信中的位置、和/或足以指示信道可用性的任何其他方法。
[0035]在步骤330中，信道可用性被发送给无线电资源管理器220。该信息例如可以经由指示一个或多个信道的可用性的信道列表来发送。如此，频谱控制器210被配置为处理获得的信息，对信道分类，以及向无线电资源管理器220提供供在路由时使用的简化信息，由此降低无线电资源管理器220上的计算负担，并且减少构建路由方案所需的时间。因此，在一些实施例中，频谱控制器210有时可以仅向无线电资源管理器220通知可用的或部分可用的信道，而省略不可用的信道。限制发送给无线电资源管理器220的信道的数量可以降低在无线电资源管理器220的优化过程中考虑的信道数目。
[0036]在步骤340中，无线电资源管理器220使用从频谱控制器210接收的信道可用性信息来执行路由功能，诸如选择用于在网络中传送信息的路由方案。这例如可以包括:确定候选路由的数目，以及选择满足一个或多个路由准则(诸如最少跳数、吞吐量度量、或递送概率度量)的路由。在一些实施例中，无线电资源管理器220可以仅基于已经分类为可用的信道来执行路由，或者备选地，使用可用和部分可用的信道来执行路由。根据一些实施例，作为路由过程的性能的一部分，无线电资源管理器220可以标识利用最佳路由方案将需要的一个或多个信道。在一些实施例中，无线电资源管理器可以标识正确的网络操作所需要的一个或多个信道。
[0037]如果最佳信道具有标签“可用”，则路由功能可以简单地创建路由方案。该路由可以由连接相邻无线节点的链路来组成，并且该路由方案可以包括频谱资源集，并且可选地，可以包括相对于路由分派持续时间(经常称为帧持续时间)的时间段，在该时间段期间该资源可被单个链路使用。在选择了路由方案之后，路由功能可以向低层通知关于路由方案的信息，以允许连续操作。该步骤例如可以包括:启动信道传输。
[0038]如果无线电资源管理器220确定需要部分可用的信道的路由方案或者候选路由方案，则在步骤350中，无线电资源管理器220可以向频谱控制器210发送请求，以协商对部分可用的信道的接入。同时，路由功能可以创建具有最佳“可用”信道的路由方案。在一些实施例中，无线电资源管理器220可以提交备选的可接受的信道进行协商。在该情况下，频谱控制器210可以针对接入一个备选信道进行了成功协商，同时释放剩余的备选信道。
[0039]在步骤360中，频谱控制器210可以针对所标识的部分可用的信道执行接入协商。例如，频谱控制器210可以向外部频谱代理240或地理位置数据库280请求信道接入。在一些实施例中，作为无线电资源协调努力的一部分，频谱控制器210可以与第二网络260或者网间协调管理器进行协商。在一些实施例中，该协商可以与运营商网络内的频谱管理器270进行。作为协商结果，频谱控制器210可以确定所标识的信道现在是否可用。
[0040]在步骤370中，协商结果被发送给无线电资源管理器220。至少部分基于该结果，在步骤380中，无线电资源管理器220可以确定是否有必要例如通过选择新的路由方案，修改现有的路由方案，或者确定仍然需要接入其他信道，来重新路由信息。
[0041]如针对图3已经描述的，路由功能可以执行优化，以仅使用标记为可用或部分可用的信道来找到最佳信道(或信道集)和路由方案。相继的路由分派时段可以连续实现，以便当测量或附加信息(如信道状态的变化)对于无线资源管理器220变得可用时，充分优化路由决策。
[0042]现在参考图4，提供了用于在网络100中路由信息的过程400，所述网络100具有多个无线电信道、频谱控制器210和无线电资源管理器220。
[0043]在步骤410中，频谱控制器210从信道信息源获取与多个无线电信道相关联的信道信息。信道信息源可以例如是频谱代理240、地理位置数据库280、第二网络260、UDN间协调管理器、运营商频谱管理器270、或者网络节点(例如110、140)的测量功能250、或者无线电资源管理器220。在一些实施例中，该信息可以包括针对信道中的至少一个信道的下述信息中的一个或多个:缓冲器状态、错误率、基于热噪声的干扰上升、以及信号对干扰加噪声比(SINR)0
[0044]在步骤420中，频谱控制器210基于所获取的信息，向信道分派可用性标签。在一些实施例中，标签包括:“可用”、“部分可用”以及“不可用”。
[0045]在步骤430中，频谱控制器210生成信道列表，所述信道列表指示每个信道的可用性。该信道列表基于已经分派给每个信道的标签。根据一些实施例，频谱控制器可以从列表中移除或者以其他方式略去某些信道，诸如已经分派了标签“不可用”的信道。在一些实施例中，传送给无线电资源管理器220的信道信息可以仅限于可用性信息，由此减少传输时间和资源使用，同时限制需要处理的信息量。
[0046]在步骤440中，信道列表被发送给无线电资源管理器220，在无线电资源管理器220处信道列表可被用于在网络100中路由信息。在一些实施例中，路由是在下述约束下执行的:每个所考虑的节点(例如，110、120、130)—次仅能够在一个信道上进行发送和接收。例如，可以假定:信道切换花费太长时间，以至于无法在沿给定路由转发分组时执行。因此，在一些实施例中，路由问题可以通过下述方式来评估:由虚拟节点(每个信道一个虚拟节点)集合代表每个节点；以及在属于不同信道的虚拟节点不能相互通信的假设下执行虚拟节点之间的路由。在一些情况下，该路由问题的解决方案原则上将导致将节点最佳地划分到使用公共信道(经常，每个簇中具有至少一个聚集节点)的簇。
[0047]现在参考图5，提供了用于网络中的改进的路由选择的过程500。网络例如可以是具有多个无线电信道、频谱控制器210和无线电资源管理器220的网络100。
[0048]在步骤510中，频谱控制器210向无线电资源管理器220发送信道列表。该信道列表指示网络100中的多个信道的可用性。在该实施例中，信道中的至少一个将被频谱控制器210认为是“部分可用”的。无线电资源管理器220可以使用信道列表中提供的可用性信息来确定用于网络100中的信息传输的一个或多个路由方案。
[0049]在步骤520中，频谱控制器210接收来自无线电资源管理器220的针对部分可用的信道的接入协商的请求。这可以例如是因为，无线电资源管理器220确定了最佳路由方案需要该部分可用的信道，或者是因为该部分可用的信道是网络操作所需要的。
[0050]在步骤530中，频谱控制器210执行针对该信道的接入协商过程。该过程例如可以包括:向外部频谱代理240或地理位置数据库280请求信道接入，地理位置数据库280可以是网络内部的或外部的。在一些实施例中，作为无线电资源协调努力的一部分，频谱控制器210可以与第二网络260或者网间协调管理器进行协商。例如，期望信道可以在网络之间进行共享，或者该信道的使用可能干扰第二网络260的操作。在一些实施例中，该协商可以与运营商网络内的频谱管理器270进行。在一些实施例中，无线电资源管理器220可以使用临时路由方案，例如仅使用已经标记为“可用”的信道的临时路由方案，直到频谱控制器完成其针对期望的部分可用的信道的协商。
[0051]在步骤540中，频谱控制器210向无线电资源管理器220发送关于信道的可用性的指示。例如，频谱控制器210可以向无线电资源管理器220通知:先前的部分可用的信道现在可用于使用。在一些实施例中，基于协商过程的结果，对该信道的使用可能是部分受约束的。例如，接入授权可能在时间上受限制。
[0052]现在参考图6，提供了用于在网络(诸如网络100)中路由信息的过程600，所述网络具有多个无线电网络节点和多个无线电信道。在一些实施例中，过程600是由无线电资源管理器220执行的，无线电资源管理器220可以是一个特定功能设备，可以集成到另一设备(诸如网络节点(如110、140))中，或者可以分布在一个或多个设备和/或网络节点上。
[0053]在步骤610中，无线电资源管理器220从频谱控制器210接收信道列表。该列表可以指示无线电信道中的一个或多个信道是可用、部分可用、还是不可用。在一些实施例中，该列表可以仅包含可用的信道，或者仅包含可用的或部分可用的信道，而省略不可用的信道。该列表可以呈现减少的和/或简化的信息，从而降低无线电资源管理器220上的处理负担。在一些实施例中，频谱控制器210和无线电资源管理器220可以是单个设备上的分开的逻辑单元。
[0054]在步骤620中，无线电资源管理器220可以基于该信道列表确定两个或更多个网络节点之间的多个候选路由。对候选路由的确定和对路由方案的选择可以使用众多度量和路由算法来执行。该度量可以例如提供对质量的定量度量或者网络100中的路由或路径。最佳路径可以是产生最小(或最大)路由度量的路径。在一些实施例中，无线电资源管理器220的路由功能比较所有分配的性能结果，并且寻找最有效的分配。示例路由度量可以包括:跳数度量，其基于给定路径中的链路的总数;吞吐量度量，其基于沿给定路径的链路比特率瓶颈的最小化;或者，在给定路径上正确递送分组的概率。这种概率例如可以基于在每个单个链路上递送分组的概率的乘积来确定。使用这些度量，链接可以具有权重，并且路由功能可以通过评估不同路由排列的总权重来评估路由。
[0055]在步骤630中，无线电资源管理器220基于候选路由选择路由方案。在一些实施例中，无线电资源管理器220可以授权或者以其他方式发起选定路由的节点和信道上的信息传输。
[0056]现在参考图7，提供了用于在网络(诸如网络100)中的改进的路由的过程700，所述网络100具有多个无线电网络节点和多个无线电信道。
[0057]在步骤710中，无线电资源管理器220基于接收到的指示网络中的信道的可用性的信道列表，确定网络的两个或更多个节点之间的候选路由。在该实施例中，候选路由包括已经被频谱控制器210视为“部分可用”的至少一个信道。该候选路由可以例如是优化网络100中的网络操作的路由。
[0058]例如，无线电资源管理器220的路由功能可以找出当在对应的路由方案中使用时将产生根据给定度量的最佳性能的所有信道(“理想信道”)的集合。例如，可以通过下述方式来实现这一点:针对度量评估多个路由排列，以及比较每个排列的结果无线电资源管理器220于是可以从理想信道集提取已经被标记为“部分可用”的信道。在某些实例中，该“部分可用”的信道的集合可以是空集合。然而，如果其是非空集合，则无线电资源管理器220可以请求接入该集合中的部分可用的信道。在一些实例中，期望的部分可用的信道对于网络操作而言可能是必需的。
[0059]在步骤720中，无线电资源管理器220向频谱控制器210发送针对候选路由的至少一个部分可用的信道的接入协商的请求。在一些实施例中，无线电资源管理器220发送多个备选信道，用于频谱管理器协商接入。例如，无线电资源管理器220可以针对频谱控制器标识第一和第二备选信道，其中任一信道将是可接受的。在该示例中，频谱控制器210可以试图去针对两个备选信道都进行接入协商，成功赢得对信道之一的接入，而释放另一个。在一些实施例中，无线电资源管理器220还可以向频谱控制器210发送附加信息，包括网络拓扑信息和信道信息。发送自无线电资源管理器220的信道信息可以例如包括针对信道中的一个或多个信道的下述信息:缓冲器状态、错误率、基于热噪声的干扰上升、以及信号对干扰加噪声比(SINR)。该信息可以例如从网络的路由器、MAC层、或者PHY层获取。
[0060]在步骤730中，无线电资源管理器220从频谱控制器210接收关于先前部分可用的信道中的一个或多个现在变得可用于使用的指示。如果一个信道现在是可用的，则例如可以在后续路由选择过程中考虑该信道。在一些实施例中，无线电资源管理器可以选择使用新可用的信道来修改现有的路由解决方案。可用性的指示可以以多种方式接收，包括但不限于，从频谱控制器210接收新的信道列表或信道特定消息。
[0061]在一些实施例中，在协商接入更佳信道之前，可能期望或者需要生成路由方案。例如，无线电资源管理器220可以仅基于已经被标记为“可用”的信道导出临时路由方案，直到频谱控制器210完成针对所期望的且可能是更佳的部分可用的信道的协商。在图8中，提供了用于在网络(诸如网络100)中路由信息的过程800，其在频谱控制器完成针对部分可用的信道的接入协商之前，基于可用信道实现了第一路由方案。
[0062]在步骤810中，无线电资源管理器220接收信道列表，该信道列表指示多个信道中的每个信道或者是可用的，或者是部分可用的。该列表可以例如接收自频谱控制器210。
[0063]在步骤820中，无线电资源管理器220基于被指示为可用的信道，选择路由方案。此时，无线电资源管理器220可以根据该路由方案，授权或者以其他方式发起一个或多个网络节点和信道上的信息传输。例如，无线电资源管理器220可以将路由信息传给低层，以便在系统操作中立即使用。无线电资源管理器220还可以做出探索性资源分配的集合，其中一个探索性资源分配用于针对使用或不使用标记为“部分可用”的信道的多个排列中的每个排列。如果在优选的排列中存在很多标记为“部分可用”的信道，则无线电资源管理器220可以请求接入那些信道。
[0064]在该示例中，在步骤830，无线电资源管理器220向频谱控制器210发送针对被指示为部分可用的信道中的一个或多个信道的接入协商的请求。在一些实施例中，无线电资源管理器220发送多个备选信道，用于频谱管理器协商接入。例如，无线电资源管理器220可以针对频谱控制器标识第一和第二备选信道，其中任一信道将是可接受的。发送给频谱控制器210的信道中的一个或多个信道可能是优化网络100中的性能所需要的。发送给频谱控制器210的信道中的一个或多个信道可能是网络100正确操作所需要的。
[0065]在步骤840中，无线电资源管理器220从频谱控制器210接收表明部分可用的信道中的至少一个现在变得可用于路由的指示。在步骤850中，并且基于从频谱控制器210接收的指示，无线电资源管理器220决定是否需要在网络100中重新路由信息。如果不需要，则在步骤860中，过程800结束。然而，无线电资源管理器220可以重复过程800，执行过程600和700中的一个或多个，或者以其他方式确定是否还需要对其他信道的接入。
[0066]如果需要重新路由，则在步骤870中，无线电资源管理器220将在网络100中重新路由信息。例如，无线电资源管理器220可以生成新的路由方案，或者修改现有的路由方案。
[0067]图9示出了示例频谱控制器210的框图。在图9示出的实施例中，频谱控制器210包括:控制单元(⑶)904(例如，数据处理系统)，其可以包括一个或多个数据处理器(P)912(如微处理器)和/或一个或多个电路，所述电路如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等；网络接口906，其用于将频谱控制器210连接到网络100、无线电资源管理器220、聚集节点140、和/或外部实体，如频谱代理240或其他网络260 ;收发机908，其耦合到天线910，以便例如与一个或多个网络节点(如110)进行无线通信;数据存储系统902，其可以包括一个或多个计算机可读数据存储介质，如非暂时性存储单元(如，硬盘、闪存、光盘等)，和/或易失性存储设备(如，动态随机存取存储器(DRAM))。
[0068]在控制单元904包括处理器912(如微处理器)的实施例中，可以提供计算机程序产品914，所述计算机程序产品包括:计算机可读程序代码918(如，指令)，其存储在数据存储系统902的计算机可读介质916上，并且实现计算机程序，所述计算机可读介质例如是，但不限于，磁介质(如，硬盘)、光学介质(如，光盘)、存储器设备(如，随机存取存储器)等。在一些实施例中，计算机可读程序代码918被配置为:使得当由控制单元904执行时，代码918使得控制单元904执行本文所述的步骤(例如，图3、图4和/或图5中所示的步骤)。
[0069]在一些实施例中，频谱控制器210被配置为执行上述步骤而无需代码918。例如，控制单元904可以仅由专用硬件(例如，一个或更多个专用集成电路(ASIC))组成。因此，可以以硬件和/或软件来实现本发明的上述特征。例如，在一些实施例中，上述频谱控制器210的功能部件可以由执行程序代码918的控制单元904实现，可以由独立于任何计算机程序代码918操作的控制单元904实现，或者由硬件和/或软件的任何适当组合来实现。
[0070]图10示出了示例无线电资源管理器220的框图。在图10示出的实施例中，无线电资源管理器220包括:控制单元(CU)1004(例如，数据处理系统)，其可以包括一个或多个数据处理器(P)1012(如微处理器)和/或一个或多个电路，所述电路如专用集成电路(ASIC)JI场可编程门阵列(FPGA)等；网络接口 1006，用于将无线电资源管理器220连接到网络100、频谱控制器210、和/或聚集节点140;收发机1008，其耦合到天线1010，以便例如与一个或多个网络节点(如110)进行无线通信;数据存储系统1002，其可以包括一个或多个计算机可读数据存储介质，如非暂时性存储单元(如，硬盘、闪存、光盘等)，和/或易失性存储设备(如，动态随机存取存储器(DRAM))。在一些实施例中，无线电资源管理器220可以包括测量功能250。
[0071]在控制单元1004包括处理器1012(如微处理器)的实施例中，可以提供计算机程序产品1014，所述计算机程序产品包括:计算机可读程序代码1018(如，指令)，其存储在数据存储系统1002的计算机可读介质1016上，并且实现计算机程序，所述计算机可读介质例如是，但不限于，磁介质(如，硬盘)、光学介质(如，光盘)、存储器设备(如，随机存取存储器)等。在一些实施例中，计算机可读程序代码1018被配置为:使得当由控制单元1004执行时，代码1018使得控制单元1004执行本文所述的步骤(例如，图3、图6、图7和/或图8中所示的步骤)。
[0072]在一些实施例中，无线电资源管理器220被配置为执行上述步骤而无需代码1018。例如，控制单元1004可以仅由专用硬件(例如，一个或更多个专用集成电路(ASIC))组成。因此，可以在硬件和/或软件中执行本发明的上述特征。例如，在一些实施例中，上述无线电资源管理器220的功能部件可以由执行程序代码1018的从控制单元1004实现，可以由独立于任何计算机程序代码1018操作的控制单元1004实现，或者由硬件和/或软件的任何适当组合来实现。
[0073]图11示出了示例网络节点140的框图。如本文所述，频谱控制器210和无线电资源管理器220的功能可以实现为专用设备，或者作为模块被包含在其他设备(如网络节点)中。如此，网络节点140可以用作频谱控制器210或无线电资源管理器220。
[0074]在如图11所示的实施例中，网络节点140包括:控制单元(CU) 1104 (例如，数据处理系统)，其可以包括一个或多个数据处理器(P)1112(如微处理器)和/或一个或多个电路，所述电路如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等；网络接口 1106，其用于将网络节点140连接到网络100、无线电资源管理器220、网络节点110、和/或外部实体或其他网络260;收发机1108，其耦合到天线1110，以便例如与一个或多个其他网络节点(如120，130，
140)进行无线通信;数据存储系统1102，其可以包括一个或多个计算机可读数据存储介质，如非暂时性存储单元(如，硬盘、闪存、光盘等)，和/或易失性存储设备(如，动态随机存取存储器(DRAM))。
[0075]在控制单元1104包括处理器1112(如微处理器)的实施例中，可以提供计算机程序产品1114，所述计算机程序产品包括:计算机可读程序代码1118(如，指令)，其存储在数据存储系统1102的计算机可读介质1116上，并且实现计算机程序，所述计算机可读介质例如是，但不限于，磁介质(如，硬盘)、光学介质(如，光盘)、存储器设备(如，随机存取存储器)等。在一些实施例中，计算机可读程序代码1118被配置为:使得当由控制单元1104执行时，代码1118使得控制单元1104执行本文所述的步骤(例如，图3-8中所示的步骤)。如前所述，频谱控制器210和无线电资源管理器220两者的功能可以实现在单个设备中，其中它们各自的功能形成分开的逻辑单元。
[0076]在其他实施例中，网络节点140被配置为执行上述步骤而无需代码1118。例如，控制单元1104可以仅由专用硬件(例如，一个或更多个专用集成电路(ASIC))组成。因此，可以在硬件和/或软件中执行本发明的上述特征。例如，在一些实施例中，上述网络节点110的功能部件可以由执行程序代码1118的控制单元1104实现，可以由独立于任何计算机程序代码1118操作的控制单元1104实现，或者由硬件和/或软件的任何适当组合来实现。
[0077]尽管上文已经描述了各种实施例，但应当理解，其仅是以示例而非限制的方式提出。因此，本公开的宽度和范围不应当受到上述示例性实施例中任意一个的限制。此外，上述要素以其所有可能变型进行的任意组合都包含在本公开中，除非另有指示或以其他方式和上下文明确冲突。
[0078]附加地，尽管上文描述并附图中示出的处理被示为一系列步骤，但其仅用于说明目的。因此，可以想到可增加一些步骤、可省略一些步骤，可重排步骤顺序，以及可并行执行一些步骤。
【主权项】
1.一种用于在具有多个无线电网络节点、多个无线电信道、频谱控制器(210)和无线电资源管理器(220)的网络(100)中路由信息的方法(400)，包括: 在所述频谱控制器处，从信道信息源获取(410)与所述多个信道中的一个或多个信道相关联的信道信息； 在所述频谱控制器处，基于所获取的信道信息，向所述多个信道中的一个或多个信道分派(420)可用性标签，其中，所分派的可用性标签中的每一个将相应信道分类为可用、部分可用、或不可用； 在所述频谱控制器处，基于所分派的可用性标签，生成(430)信道列表，所述信道列表指示所述多个信道中的一个或多个信道的可用性；以及 从所述频谱控制器向所述无线电资源管理器发送所述信道列表，供在所述网络中路由信息时使用。2.根据权利要求1所述的方法，还包括: 在所述频谱控制器处，从所述无线电资源管理器接收(520)针对所标识的信道的协商的请求，其中所标识的信道被分类为部分可用。3.根据权利要求2所述的方法，还包括: 在所述频谱控制器处，基于针对信道协商的所述请求，执行(530)针对所标识的信道的接入协商过程;以及 从所述频谱控制器向所述无线电资源管理器发送(540)表明所标识的信道可用的指不O4.根据权利要求1?3中任一项所述的方法，还包括: 在所述频谱控制器处，从所述无线电资源管理器接收对用以优化所述网络内的网络操作的信道集的指示或者对所述网络的操作所需的信道集的指示。5.根据权利要求1?4中任一项所述的方法，其中所述可用性标签是数字标识符。6.根据权利要求4或5所述的方法，还包括: 在所述频谱控制器处，基于从所述无线电资源管理器接收的对用以优化所述网络内的网络操作的所述信道集的指示或者对所述网络的操作所需的所述信道集的指示，执行接入协商过程。7.根据权利要求1?6中任一项所述的方法，还包括: 在所述频谱控制器处，从所述无线电资源管理器接收针对第一备选信道或第二备选信道的协商的请求;以及 在所述频谱控制器处，执行基于第一备选信道和第二备选信道的接入协商过程， 其中，基于所述接入协商过程，选择使用第一备选信道，而释放第二备选信道。8.根据权利要求1?7中任一项所述的方法，其中所获取的信道信息包括针对所述多个信道中的至少一个信道的下述信息中的一个或多个:缓冲器状态、错误率、基于热噪声的干扰上升、以及信号对干扰加噪声比。9.根据权利要求1?8中任一项所述的方法，还包括: 从所述频谱控制器向所述信道信息源发送针对信道信息的请求。10.根据权利要求1?9中任一项所述的方法，其中所述信道信息源是频谱代理、地理位置数据库、第二网络、UDN间协调管理器、运营商频谱管理器、或者与所述无线电资源管理器相关联的测量功能。11.一种用于在具有多个无线电网络节点和多个无线电信道的网络(100)中路由信息的方法(600)，包括: 在无线电资源管理器(220)处，从频谱控制器(210)接收(610)信道列表，其中，所述信道列表指示所述多个信道中的每个信道是可用、部分可用、还是不可用； 在所述无线电资源管理器处，基于所述信道列表，确定(620)在所述网络节点中的两个或更多个网络节点之间的多个候选路由，其中所述多个候选路由限于来自所述信道列表中的被指示为可用和/或部分可用的信道；以及 在所述无线电资源管理器处，基于所述多个候选路由，选择(630)路由方案。12.根据权利要求11所述的方法，还包括: 如果所述路由方案至少部分基于被指示为部分可用的信道，则从所述无线电资源管理器向所述频谱控制器发送(720)针对接入协商的请求。13.根据权利要求11或12所述的方法，还包括: 从所述无线电资源管理器向所述频谱控制器发送所述信道中采用最佳路由方案所需的一个或多个信道的标识。14.根据权利要求11?13中任一项所述的方法，还包括: 从所述无线电资源管理器向所述频谱控制器发送所述信道中网络操作所需的一个或多个信道的标识。15.根据权利要求11?14中任一项所述的方法，还包括: 从所述无线电资源管理器向所述频谱控制器发送与所述网络有关的拓扑信息。16.根据权利要求1?15中任一项所述的方法，其中所述路由方案限于被指示为可用的信道，并且所述方法还包括: 从所述无线电资源管理器向所述频谱控制器发送针对所标识的被指示为部分可用的信道的接入协商的请求。17.根据权利要求16所述的方法，还包括: 在所述无线电资源管理器处，从所述频谱控制器接收(840)表明所标识的信道可用的指示；以及 在所述无线电资源管理器处，修改(870)所述路由方案以包括所标识的信道。18.根据权利要求11?17中任一项所述的方法，还包括: 在所述无线电资源管理设备处，基于所述信道列表确定在所述网络节点中的两个或更多个网络节点之间的多个候选路由，其中所述多个候选路由限于被指示为部分可用的信道； 在所述无线电资源管理设备处，基于所述多个候选路由，生成信道列表；以及 从所述无线电资源管理器向所述频谱控制器发送所述信道列表。19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述信道列表包括第一备选信道和第二备选信道，所述方法还包括: 在所述无线电资源管理设备处，从所述频谱控制器接收表明所述第一备选信道可用的指示，其中所述第二备选信道被释放。20.—种频谱控制器(210)，包括处理器(904)和存储器(902)，所述存储器包括能够由所述处理器执行的指令，从而所述频谱控制器操作用于: 从信道信息源获取与网络(100)的多个信道中的一个或多个信道相关联的信道信息；基于所获取的信道信息向所述多个信道中的一个或多个信道分派可用性标签，其中，所分派的可用性标签中的每一个将相应信道分类为可用、部分可用、或不可用； 基于所分派的可用性标签，生成信道列表，所述信道列表指示所述多个信道中的一个或多个信道的可用性；以及 向无线电资源管理器(210)发送所述信道列表，供在所述网络中路由信息时使用。21.根据权利要求20所述的频谱控制器，操作用于: 从所述无线电资源管理器接收针对所标识的信道的协商的请求，其中所标识的信道被分类为部分可用。22.根据权利要求21所述的频谱控制器，操作用于: 基于针对信道协商的所述请求，执行针对所标识的信道的接入协商过程；以及 向所述无线电资源管理器发送表明所标识的信道可用的指示。23.根据权利要求20?22中任一项所述的频谱控制器，操作用于: 从所述无线电资源管理器接收对用以优化所述网络内的网络操作的信道集的指示或者对所述网络的操作所需的信道集的指示。24.根据权利要求20?23中任一项所述的频谱控制器，其中所述可用性标签是数字标识符。25.根据权利要求23或24所述的频谱控制器，能够操作用于: 基于从所述无线电资源管理器接收的对用以优化所述网络内的网络操作的所述信道集的指示或者对所述网络的操作所需的所述信道集的指示，执行接入协商过程。26.根据权利要求20?25中任一项所述的频谱控制器，操作用于: 从所述无线电资源管理器接收针对第一备选信道或第二备选信道的协商的请求；以及 执行基于第一备选信道和第二备选信道的接入协商过程， 其中，基于所述接入协商过程，选择使用第一备选信道，而释放第二备选信道。27.根据权利要求20?26中任一项所述的频谱控制器，其中所获取的信道信息包括针对所述多个信道中的至少一个信道的下述信息中的一个或多个:缓冲器状态、错误率、基于热噪声的干扰上升、以及信号对干扰加噪声比。28.根据权利要求20?27中任一项所述的频谱控制器，操作用于: 向所述信道信息源发送针对信道信息的请求。29.根据权利要求20?28中任一项所述的方法，其中所述信道信息源是频谱代理、地理位置数据库、第二网络、UDN间协调管理器、运营商频谱管理器、或者与所述无线电资源管理器相关联的测量功能。30.—种无线电资源管理器(220)，包括处理器(1004)和存储器(1002)，所述存储器包括能够由所述处理器执行的指令，从而所述无线电资源管理器操作用于: 从频谱控制器(210)接收信道列表，其中，所述信道列表指示多个无线电信道中的每个信道是可用、部分可用、还是不可用； 基于所述信道列表确定在网络(100)的两个或更多个无线电节点之间的多个候选路由，其中所述多个候选路由限于来自所述信道列表中的被指示为可用和/或部分可用的信道；以及 基于所述多个候选路由，选择路由方案。31.根据权利要求30所述的无线电资源管理器，操作用于: 如果所述路由方案至少部分基于被指示为部分可用的信道，则向所述频谱控制器发送针对接入协商的请求。32.根据权利要求30或31所述的无线电资源管理器，能够操作用于: 向所述频谱控制器发送所述信道中采用最佳路由方案所需的一个或多个信道的标识。33.根据权利要求30?32中任一项所述的无线电资源管理器，能够操作用于: 向所述频谱控制器发送所述信道中网络操作所需的一个或多个信道的标识。34.根据权利要求30?33中的任一项所述的无线电资源管理器，能够操作用于: 向所述频谱控制器发送与所述网络有关的拓扑信息。35.根据权利要求30?34中任一项所述的无线电资源管理器，其中所述路由方案限于被指示为可用的信道，并且所述无线电资源管理器能够操作用于: 向所述频谱控制器发送针对所标识的被指示为部分可用的信道的接入协商的请求。36.根据权利要求35所述的无线电资源管理器，能够操作用于: 从所述频谱控制器接收表明所标识的信道可用的指示；以及 修改所述路由方案以包括所标识的信道。37.根据权利要求30?36中任一项所述的无线电资源管理器，能够操作用于: 基于所述信道列表确定在所述网络节点中的两个或更多个网络节点之间的多个候选路由，其中所述多个候选路由限于被指示为部分可用的信道； 基于所述多个候选路由，生成信道列表；以及 从所述无线电资源管理器向所述频谱控制器发送所述信道列表。38.根据权利要求37所述的无线电资源管理器，其中，所述信道列表包括第一备选信道和第二备选信道，并且所述无线电资源管理器能够操作用于: 从所述频谱控制器接收表明所述第一备选信道可用的指示，其中所述第二备选信道被释放。
【文档编号】H04W40/30GK105917701SQ201480073547
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2014年1月20日
【发明人】缪瑞尔·伊莎贝尔·特塞罗瓦格斯, 约翰·艾克斯纳斯, 乔纳斯·科罗南德, 库马尔·巴拉康德兰, 蒂姆·艾里奇
【申请人】瑞典爱立信有限公司