动态共享接入频谱选择的制作方法
技术领域
示例总体涉及蜂窝网络中的频率分配。一个或多个示例涉及从未充分利用的资源中选择频谱用于蜂窝网络分配。
背景技术：
广泛部署了无线通信系统以提供各种类型的通信内容，例如语音、数据、和其它媒介。这些系统可以是能够通过共享可用系统资源(例如，带宽和发射功率)来支持与多个用户的通信的多接入系统。这种多接入系统的示例包括码分多接入(CDMA)系统、时分多接入(TDMA)系统、频分多接入(FDMA)系统、3GPP长期演进(LTE)系统和正交频分多接入(OFDMA)系统。
诸如LTE之类的蜂窝网络可以允许设备连接到其它设备或与其它设备通信。现代LTE网络可以包括被配置在异构网络(HetNet)配置中的大小区和小小区。大小区和小小区的基站(例如，增强型节点B(eNodeB))可以被配置为在不同的频带上操作。足够用于各种类型的通信内容的频带(即频谱)必须可由基站用于设备连接到其它设备、或与其它设备通信。
传统上，附加频率只能由已经许可的专用频谱的所有者在需要时通过对已授权专用频谱的经经许可的共享接入(LSA)的方式来分配给网络运营商。虽然，一方面对移动运营商而言存在经许可的专用频谱的严重缺乏，世界范围的频谱利用率测量表明可用未许可频谱(特别是适于移动服务频带)在很大程度上未得以充分利用。通常用于Wi-Fi的对未许可频谱(例如，白空间(White Space)和超宽带(UWB))的动态共享是在增加可用频谱给移动运营商的方案范畴内的新选项。作为这一趋势的基础的关键因素是存在由于运营商的传统独占许可而难以容易地改变用途的未充分利用的大量频谱。因此，为了实现所提出的动态频率共享系统的全部优点，现在需要一种能跨越频率共享情境的完整连续体进行操作的动态框架，以使得可用于任何可行的持续时间的任何合理数量的频谱可被分配用于与蜂窝网络运营商动态地共享。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相同的标号可以在不同视图中描述类似组件。具有不同字母后缀的标号可以表示类似组件的不同实例。附图总体以举例而不是限制的方式示出了在本文档中讨论的各种实施例。
图1示出用于蜂窝网络中的动态频率共享的高级框图的示例。
图2A示出了图示示例性传统经许可的共享接入(LSA)系统的高级框图。
图2B示出了图示蜂窝网络系统中接入附加频谱的新颖云频谱服务(CSS)的高级框图的示例。
图3示出了图示动态共享接入频谱选择的抽象高级概况图的示例。
图4示出了根据一些示例实施例的、图示动态共享接入频谱选择的高级概括流程图；
图5示出了根据一些实施例的示例性通信台的功能框图；并且
图6示出了可以在其上执行本文所讨论的任何一种或多种技术(例如，方法)的机器的示例的框图。
具体实施方式
以下描述和附图充分说明了具体实施例，以使得本领域技术人员能够实践它们。其它实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的、和其它改变。一些实施例的部分和特征可被包括在其它实施例内或者可由其它实施例的那些部分和特征来替代。权利要求中所提出的实施例涵盖那些权利要求的可用等价物。
词语“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何实施例不一定被理解为为优选的或优于其它实施例。
本文所用的术语“通信站”、“台站”、“手持式设备”、“移动设备”、“无线设备”和“用户设备”(UE)指诸如蜂窝电话、智能电话，平板电脑、上网本、无线终端、膝上型计算机、毫微微小区、高数据速率(HDR)订户站、接入点、接入终端、或其它个人通信系统(PCS)设备之类的无线通信设备。设备可以是移动的或静止的。
本文所用的术语“接入点”可以是固定台站。接入点也可称为接入节点、基站或本领域公知的一些其它相似术语。接入终端也可称为移动站、用户设备(UE)、无线通信设备或本领域公知的一些其它相似术语。
众多机构已预测在未来5-10年全球范围内将会有庞大的移动宽带流量增长。平均而言，这些预测接近80％的复合年增长率。这种高流量增长表明(当前和计划中的)作为移动宽带运营商的排他许可的目标的频谱可能在十年结束前就被耗尽了。
各种技术正在考虑增加移动运营商的频谱的容量从而延迟频谱枯竭点。这些技术包括Wi-Fi卸载、内容优化、降低小区尺寸等。即使在流量增长规划根据这些技术提供的优势以及对许可频谱的预期增长而进行调整的情况下，在供应方仍预测频谱不足，并可能会无法满足十年末时对带宽的增加的需求。
然而，世界各地的多个国家的频谱利用率测量已表明，在适合于移动应用的频率范围中可能存在对频谱的未充分利用。无法忽视经许可在这些频带中操作的系统和它们的需要，这是因为这些系统通常代表诸如公众安全或其它政府应用之类的基本应用。
工业界和监管机构近来努力对频谱共享或接入(通常称为动态频谱共享(DSS)和动态频谱接入(DSA))采取更加灵活和动态的管理框架，通过这些努力次级用户可以接入被许可给主用户的频谱而不会造成任何有害干扰。在美国(US)联邦通信委员会(FCC)对电视白空间(TVWS)的裁定是DSA的早期示例之一。然而，其关注的是免许可证的设备，因此较不适合于蜂窝操作。另外也存在对下述监管制度和方案的益处：该监管制度和方案将允许移动运营商在从使用非蜂窝频带的主服务获得同意的情况下，在该非蜂窝频带中操作给定时间段并且不会对任何一方引起有害干扰。
云频谱服务(CSS)是提高频谱的利用率的、基于云的频谱共享方案。CSS是移动运营商以经济利益作为交换，来获取到其它经许可的频谱(其可能由其许可持有者或主频谱持有人(PSH)做出可用于蜂窝用途的决定)的暂时的经协调接入的一种手段。提出LSA(经许可的共享接入)和ASA(授权共享接入)的概念以引入下述基于共享频谱的方案：该方案允许移动蜂窝运营商接入它们通常不可用的来自其它许可持有者(如公共安全、政府等)的附加的许可频谱。不幸的是，ASA限于国际移动通信(IMT)频谱。LSA解决非IMT频段的部分问题，但并未提供对所有频带的附加频谱的动态协商。这两种概念都不支持跨未经协调的频带的动态共享。
图1-图6公开了这样的云频谱服务(CSS)实现方式：其支持对许可专用的、未经许可的、白空间和UWB频率的经协调的频带和未经协调的频带的动态机会型(opportunistic)分配。
图1示出了蜂窝网络中动态机会型频率共享的高级框图的示例。图1描绘了系统100的示例，系统100包括老式频带102，该老式频带102(在箭头104处)从附加的未经协调的许可专用、未经许可、白空间和/或UWB频谱带106接收频谱或者向其返回频谱。老式频带102可以包括时分双工(TDD)带108或频分双工(FDD)频带110。来自附加频谱带106的附加频谱可以包括但不限于IMT、老式经许可的、蜂窝的、或经协调的频带。
图2A示出图示了示例性传统经经许可的共享接入(LSA)系统200A的高级图示。在当代LSA系统中，现任持有者(incumbent)201a-c是原始频谱所有者。例如，在一些欧洲国家中，现任持有者201a-c可以拥有来自2.3-2.4GHz的ENG频谱。LSA库203是包含关于较短期频谱共享(而无需接入IMT及其它频带)方面的频谱可用性的信息的数据库。LSA库203被通信地耦接到LSA控制器205，LSA控制器205执行信息管理并且将LSA库203数据库内容转化为LSA许可持有者的频谱接入条件，同时运营商监督和管理(OA&M)207提供对网络运营商的网络的操作、监督和管理。OA&M管理用于为移动用户211提供服务的网络运营商的基站209a-b的有限短期附加频谱。
图2B示出图示了用于通过支持动态共享接入频谱选择来接入蜂窝网络系统的附加频谱的云频谱服务200B的高级图示的示例。由于预期将来没有更多的专用频谱可用于移动通信的蜂窝运营商，无线电频谱策略组(RSPG)最近已研发了LSA和ASA的概念以对网络运营商对更多频谱的需求做出响应。由此LSA和ASA提出用于引入基于有限共享频谱的方案的部分机制，从而移动蜂窝运营商将能够接入通常对其不可用的、来自其它许可持有者(如公共安全、政府等)的一些附加的经许可频谱。然而ASA限于IMT频谱，而LSA仅解决非IMT频带的一部分的问题。LSA和ASA提案都没有详细的实现方案。
CSS提出与LSA和ASA类似的结构性框架，但提供了不限于IMT频带的详细的实现方案。CSS提供了到专用经许可的频谱和未经许可的频谱两者的接入，其中专用经许可的频谱是由利益相关者取得的长期许可(或者向他们授权、或者在拍卖中购得通常超过20年的授权时间)，这确保了在给定地理区域对给定频带的排他频谱使用的权利。示例包括蜂窝移动电话频带(GSM、UMTS和LTE等)，并且未经许可的频谱是可由经认证在相关频带中操作的所有系统开放地接入的未经许可的频代。示例包括由无线电话、蓝牙设备、近场通信(NFC)设备、和无线计算机网络使用的工业、科学和医疗(ISM)无线电频带。CSS还提供了到经协调和未经协调的白空间和UWB频率的访问。频谱可以基于各种时间尺度(其范围从对共享频谱的静态分配到高度动态的分配)进行分配。
换言之，CSS是解决当前和未来的频谱短缺问题的动态频谱共享方案。它使得动态频谱共享/动态共享接入(DSS/DSA)具有稳健且灵活的动态范围，包括频谱资源的实时交易。内在具有较少灵活的动态性的其它方法可能在被部署之后不久(一旦其动态性的粗粒度水平达到其最优容量)就需要大规模检修。
CSS是向移动运营商租赁频谱的主要利益相关者(PSH)的互利框架。CSS使得PSH能够从其当前未充分使用的频谱获利，而不放弃对频谱的权利。它确保非干扰操作并且当PSH需要时该频谱可以被收回。它还向替代频谱持有人(ASH，即移动运营商)提供根据商定的条款和条件对额外的频谱资源的排他使用。互利对任何共享频谱接入方案的成功都是至关重要的。CSS在交易存续期间向移动运营商提供补充经许可的频谱，允许通常以Wi-Fi卸载或一般未经许可频谱不可能达成的服务质量(QoS)保证。租赁存续时间、频谱带宽、地理限制以及其它参数作为交易的一部分由PSH和运营商(ASH)商定。
最终使用该租赁频谱的移动设备是所连接的设备，向PSH给出了用于控制/监视频谱交易(如果它们选择如此的话)、以及减轻对干扰和频谱紧急可用性保证的担忧的手段。尽管频谱共享技术已经历了几十年的讨论，其实现方式却已遇到了实践的限制。CSS终于创建了向为移动运营商以及PSH两者提供互利的框架，从而使频谱共享成为现实。
CSS包括涉及对云频谱代理(CSB)的使用的灵活动态框架，其管理共享交易的任何组合。此外，CSB也允许移动运营商(ASH)接入来自多个源的频谱，并向PSH提供了多种租赁频谱的选项，从而相较仅限于粗粒度交易的静态共享方案最大限度地提高了频谱使用和效率。类似于蜂窝漫游(其使得跨多个频带和运营商的无缝地理利用功能成为可能)，CSS基于交易的最终结果来编排用户设备(UE)和基站处的临时利用。鉴于蜂窝漫游频带-转变通常由于地理位置改变而发生，CSS基于关于资源的实时可用性(漫游将也将得以支持)优化的、UE的改变的带宽需求为基础来进行操作。由于CSS是基于云的方法，连接到它的任何组件——客户端设备、基站、或运营商网络——可以基于各种标准潜在地发起CSS交易。
CSS组件包括：具有对频谱的排他使用的权利的主持有人(PSH)212、从PSH 212租赁频谱资源的替换频谱持有人(ASH)206(即移动运营商)、授权PSH 212和ASH 206之间的交易的监督/管理代理210、以及管理用于由BS 202使用来向用户设备(UE)204提供服务的CSS交易的云频谱中间设备(CSB)208。ASH 206基础设施(即，无线接入网络(RAN)和核心网络)必须有使用租赁的频谱的能力。UE 204可以是具有CSS能力的多模式设备。
在PSH 212和CSB 208之间、ASH 206和CSB 208之间、ASH 206和UE 204之间定义了三个关键逻辑接口。在各种CSS架构的实施例中，也可以存在在CSB 208和UE 204之间定义的另一逻辑接口。PSH 212可以动态地将其频谱资源的可用性提供至CSB 208。该资源信息可以包括诸如可用频谱的量、其中其可用的区域、其可用的持续时间、及其期望的补偿之类的条款和条件。诸如发射功率电平和带外(OOB)发射之类的信息可以经由针对给定的频带的并被存储在CSB 208中的规定来提前决定。对动态认证的使用可有助于确保基站202和UE 204在操作于非IMT频带时符合规定。ASH 206从CSB 208请求频谱资源，指定诸如预期带宽和质量、地域范围、持续时间和愿意支付的价格之类的详细信息。在分析所有要求后CSB 208向ASH 206提供最优选项，ASH 206可以选择接受或拒绝这些选项。一旦交易成功完成，CSB 208就对所租赁的频谱做出解释，并向PSH 212提供可用于在适当时候收回频谱资源的详细信息。所有这些交易都动态地执行。
图3示出根据一些实施例的、图示了动态共享接入频谱选择的操作的抽象高级概括图示的示例。根据基于时间的和基于地理位置的频谱需求，引入了使得对多样频谱接入/管理方案(包括但不限于：白空间(未经协调的)、白空间(经协调的)、UWB底衬(未经协调的/机会型接入)、UWB干扰对齐(未经协调的/机会型接入)、UWB底衬(经由中央控制器或类似物协调的接入)、UWB干扰对齐(经由中央控制器或类似物协调的接入)等)的同时使用成为可能的机制和相应的架构。
针对要被同时使用的各种无线电接入技术(其可能使用不同的频谱接入/管理方案)提供同时使用。这种同时使用的示例是，例如3GPP LTE(其采用专用经许可频谱来进行通信)与IEEE 802.111af同时用于接入TVWS(其基于由合适TVWS数据库所提供的频谱可用性信息来采用次级频谱接入)。
这些技术可用于传输不同数据流(例如，提供了两种不同的服务，一个使用3GPP链路，另一个使用IEEE 802.11af TVWS链路)，或者用于使用将数据通信分发到两种无线接入技术上的单个服务。在同时使用的第一示例中，文件传输协议(FTP)下载被拆分到两种无线接入技术上。在同时使用的另一示例中，单一服务可以由两个子流(例如，如音频和视频流)组成。在第一示例中，视频流可以经由3GPP LTE输送而音频数据流经由IEEE 802.11af TVWS输送(或者相反)。其它组合可以包括：3GPP LTE与蓝牙同时使用，3GPP LTE与蓝牙和WiFi(IEEE802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)同时使用，3GPP LTE与蓝牙和IEEE 802.11af同时使用，3GPP LTE与蓝牙和UWB技术同时使用，3GPP LTE与WiFi(IEEE 802.1a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)同时使用，3GPP LTE与WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)和IEEE 802.11af TVWS同时使用，3GPP LTE与WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)、IEEE 802.11afTVWS和蓝牙同时使用，3GPP LTE与WiMAX同时使用，3GPP LTE与WiMAX和WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)同时使用，3GPPLTE与WiMAX和IEEE 802.11af TVWS同时使用，3GPP LTE与WiMAX、WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)和IEEE 802.11afTVWS同时使用，WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)与IEEE 802.11af同时使用，WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)与蓝牙同时使用，WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)与IEEE 802.11af和蓝牙同时使用，3GPP LTE与60GHz技术(以例如用于小小区的WiGig为例)同时使用，3GPP LTE与60GHz技术(以例如用于小小区的WiGig为例)和WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)同时使用，3GPP LTE与60GHz技术(以例如用于小小区的WiGig为例)和IEEE 802.11af TVWS同时使用，3GPP LTE与60GHz技术(以例如用于小小区的WiGig为例)和WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)以及IEEE 802.11af TVWS同时使用，3GPP LTE与60GHz技术(以例如用于小小区的WiGig为例)和WiFi(IEEE 802.1a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)以及蓝牙同时使用，IEEE802.11af TVWS与60GHz技术(以例如用于小小区的WiGig为例)同时使用，WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad/HEW/等)与60GHz技术(以例如用于小小区的WiGig为例)同时使用，等等。
由于经典频谱分配策略不足以解决未来的频谱需求，创造性的频谱使用的策略目前正在从政治(欧盟委员会、国家监管部门、U.S.FCC、CEPT等)、以及技术(诸如ETSI和IEEE之类的标准化组织、基础设施和设备制造商等)的角度来开启到未使用频谱的接入。在一些实施例中，可以接入白空间(其中当在给定的地理区域中主用户的频谱在给定的时间段内未被使用时，次级用户能够接入该频谱)。例如，美国已引入了精确的共享规则和相应的标准(IEEE 802.11af、IEEE 802.22)用于到电视(TV)广播频谱的接入，其预计在不久的将来进行部署。通常使用未经协调的(机会型)接入方案来执行白空间接入。
在其它实施例中，以类似与白空间的接入的方式接入经许可的共享接入频谱，其中当在给定的地理区域中主用户的频谱在给定的时间段内未被使用时次级用户能够接入该频谱。虽然白空间接入可能大概仅能满足低水平的保证的服务质量(QoS)，经许可的共享接入预计将提供改善的信号质量。特别地，主用户预计将提供对于给定的地理区域的长期(多个月/年)的使用保证给次级用户。由于固有的QoS保证，这一方案预计将对蜂窝运营商特别有吸引力。对于给定频带，在给定时间和位置通常只会有一个单一的LSA许可；即LSA被许可人之间不存在接入给定LSA频带的竞争。接入质量实际上会针对给定LSA频带中的给定LSA、给定地理区域和给定时间来预定义。
上述新的创造性频谱使用的范例预计将解决U.S.国家宽带计划中列出的一些频谱要求。然而，仍预计需要更进一步的新方法从而到2020年完全满足500MHz的移动宽带频谱需求。因此预计在不久的将来将实现白空间和经许可的共享接入方法，而未来的候选技术必须随后得以标识。其它CSS支持的未来候选频谱接入技术可以包括UWB变体。
使用超宽带底衬通信，宽带移动设备以超低功率密度水平(这样主频谱用户不会受到干扰)在大带宽上进行传送。该方法允许一些用户对目标频带的“平行”使用。但是由于大带宽的要求，由这种方法提供的额外的容量预计是有限的。超宽带干扰对齐(IA)最近已变得不仅流行用于干扰管理，也流行用于对由多对发送器和接收器引起的可能容量增益进行最优利用。理论上，IA对信道容量进行K/2的缩放，其中K是用户对的数量。这一事实使IA对具有众多用户的未来通信系统极具吸引力。CSS可以与未经协调的(机会型)频谱接入方法、或经协调的(例如，类似于经许可的共享接入的)频谱接入方法相结合来支持UWB。
在这些情境中，基站302(或任何其它合适的基础设施元件)将从“频谱决策”实体308请求另外的频谱，频谱决策实体308通过将诸如(将通过与控制器306或中间设备310交互来标识的)可用性、成本、保证的QoS的水平、可用于移动宽带的频谱的数量和效率之类的参数纳入考量来决定最合适的候选技术。可以由频谱决策实体308使用的频谱接入备选方案在表1中详细列出，其中符号“---”、“--”、“-”、“+/-”、“+”、“++”、“+++”以升序指示了相关关键性能指示符(KPI)的质量/数量。表1示出了频谱接入方法的主要特征。
表1
频谱数据库312包含其已从频谱中间设备310实体获得的、关于当前(和将来)频谱可用性的信息。依据适用的接入机制(经许可的、未经许可的/机会型、许可共享的、底衬等)，当前占用情况可通过与合适的现任持有者(现任持有者通知数据库312在时间、频率和位置方便的频谱使用计划)交互来标识，和/或可能需要(在与现任持有者的交互的顶部)施加感测。感测通常通过分布式感测机制来执行，即相关的移动设备304被请求来执行非常小的感测任务并且相应的结果在数据库中聚集，从而最小化相关移动设备中的开销。频谱数据库312包含无线环境地图信息，其提供针对给定接入技术、给定频带、给定地理区域、和给定时间段的无线电参数(QoS、QoE等)的整体图像。
经协调的频谱接入控制器306管理到频谱数据库312的接入。它还可以管理到(经许可的或未经许可的)频谱的次级接入，例如，UWB底衬(经由中央控制器或类似物的协调接入)和UWB干扰对齐(经由中央控制器或类似物的协调接入)。
如果发生频谱的缺乏，则频谱决策实体308由网络基础设施(例如基站其它合适的实体)来联系。频谱决策实体308接收对给定数量的频谱的请求，并且可能的未来标准(例如，可用性持续时间、共享条件、保证的QoS的水平等)被传输。如果(例如，由于对UWB干扰对齐或类似物的复杂处理)存在当前未被相关蜂窝系统使用的可用频谱(该信息通常可以从频谱中间设备310获取)，则频谱决策实体308可以决定公布这些可用的、但目前未使用的频谱以供蜂窝使用。如果决定是公布这种新频谱，则频谱决策实体308可以授权到网络基础设施的接入并且指示频谱中间设备310提供相应的信息到频谱数据库312。
频谱决策实体308(优选地根据由网络基础设施所请求的特征来)与频谱中间设备310交互以请求对另外的频谱的获取。这样的新频谱可以是，例如从其它运营商等租赁的经许可频谱、LSA频谱等。一旦获得了频谱，就可以相应地向网络基础设施和频谱数据库312通知该频谱的可用性。频谱决策实体308可以限制对某些频段的使用、或者限制某些频谱的使用策略。例如，当许可频带从饱和状态进入到平均使用状态时，更复杂的频谱使用策略(如UWB干扰对齐或类似物)可从未来使用中排除，但是在未来该经许可的频带再次进入饱和状态的情况下这些更复杂的策略可得以再次利用。
频谱决策实体308也可决定向其它蜂窝运营商租赁对相关运营商可用的频谱(如LSA频谱等)。例如，在对LSA频谱的低使用率时间段期间，LSA频谱的一部分可以被提供给其它运营商(例如，可能在相关区域和相关时间段期间未获得LSA频谱的运营商)。频谱决策实体308可以决定租赁LSA频谱(或类似物)给其它运营商，并且它也决定在需要的情况下召回LSA频谱(或类似物)的权利的方式。经由频谱中间设备310来执行与其它运营商关于频谱租赁的实际协商。
本领域技术人员将意识到根据所需的功能，上述实体306-312可以以减少的特征的集合来实现，一些实体306-312可以仅部分地实现、或某些实体306-312可以被消除或与其它实体相结合。可以减少或不实现实体306-312之间的一些交互。
频谱决策实体308的实现方式可以优选地基于成本函数优化。如表1所定义的，存在一些关键性能指示符(KPI)，例如，成本、保证的QoS、可用于移动的频谱的数量及其它。表2将这些KPI从“---”(非常差)到“+++”(非常好)分级。为进行数值优化，可以引入针对每个关键性能指示符的数值。表2示出了频谱接入方法的KPI的示例性数值。
表2
在示例性实施例中，针对表1中的其它频谱接入方法定义对应的KPI值，表2定义了下述规则：
“---”＝成本因子“0”，
“--”＝成本因子“1”
“-”＝成本因子“2”
“+/-”＝成本因子“3”
“+”＝成本因子“4”
“++”＝成本因子“5”
“+++”＝成本因子“6”
替代实施例可采用其它合适的值分布。例如，通过使用大小上具有较大差异的成本因子值，产生好的KPI的更高优先级。例如，“---”可以仍产生成本因子值“0”，“--”可以产生成本因子值“2”，“-”可以产生成本因子值“4”等。在该实施例中，高质量KPI产生相关频谱接入方法的高权重。对于所有(或选定的)频谱接入途径，相应的总成本函数通过使用两种类型的加权因子来计算，Wx可以表示基于频谱数量的权重因子对新用户仍是可用的。因此“0”或稍微高于“0”的值对应于饱和状态。
高值指示相应的频谱接入方法可用于向新用户分配另外的频谱。Ax可以表示针对要使用相应接入技术在相应频带上递送的应用的需要的权重因子。一些应用，例如可能需要超可靠的连接，从而经许可的频谱可以是优选的选择。这导致经许可的频谱的对应的加权因子的高的值，而较不可靠的接入机制(例如，未经协调UWB等)将导致接近零的加权因子。替代地，这种加权因子可以被包括入其它加权因子(例如Wx)中，而不是使用单独的变量。针对应用需求的一些示例和相应的值的加权因子Ax在表3中示出。其中应用要求中的一个(如在后述的表中给出的)是主要的，该值用于“Ax”。其中，应用程序具有众多要求，相应的加权因子“Ax”的组合可以被应用。在一些实施例中，针对给定频谱方法的所有相关的加权因的子乘法(或加法)的结果以“Ax”的最终值来表示。
基于表2，应用需求的组合可以由对相应的加权因子的乘法或加法来实现。例如，在应用需要“保证的吞吐量”和“低订阅费用”的实施例中，总的加权因子可通过乘法Atot，Licensed＝(+6)*(+1)＝+6、Atot，UWB_uncoordinated＝(+2)*(+6)＝+12等，或者通过加法Atot，Licensed＝(+6)+(+1)＝+7、AUWB_uncoordinated＝(+2)+(+6)＝+8等来推导出，其中Zx表示每个KPI的加权因子，指示相关KPI的重要性。“0”或稍高于“0”的值可对应于低重要性水平，而高值表示相关KPI的高重要性。对于在表2中举例说明的实施例，待优化的最终成本函数将是：
Ctot_Licensed＝Wtot_Licensed*Atot_Licensed*(ZCost，Licensed*CCost，Licensed+ZQoS，Licensed*CQoS，Licensed+ZEfficiency，Licensed*CEfficiency，Licensed+ZSpectrumAvailable，Licensed*CSpectrumAvailable，Licensed)
CUnLicensed＝WUnLicensed*Atot_UnLicensed*(ZCost，UnLicensed*CCost UnLicensed+ZQoS UnLicensed*CQoS UnLicensed+ZEfficiency UnLicensed*CEfficiency UnLicersed+ZSpectrumAvailableUnLicensed*CSpectrumAvailable UnLiicensed)
最后，选择将产生最高成本函数值的频谱接入方法。表3示出了应用需求和加权因子“Ax”的相应数值示例。
表3
图4是示出了根据一些示例实施例的动态共享接入频谱选择的高级概括流程图。在操作402，基站或网络运营商302可以从经协调的频谱接入控制器306请求初始频谱可用性指示。控制进行至操作404。
在操作404，假定任何指示的可用性，实际频谱需求由基站或网络运营商302传输至频谱决策实体308。频谱决策实体308根据包含在谱数据库312中的信息，来在所传输的频谱需求和可用频谱之间做出最优匹配标识。控制进行至操作406。
在操作406，基站或网络运营商302从频谱决策实体308接收(如操作404中所标识的)最具优势的次级频谱的要约(offer)。控制进行至操作408。
在操作408，基站或网络运营商302接受来自谈判频谱中间设备310的、所标识的最具优势的次级频谱。
由此，由当前公开的架构基于中央LSA控制器和数据库(其用于大面积并且服务多个运营商以及多个不同现任持有者)来以操作404-408的方式获取另外的次级频谱，其协调到具有经许可的共享接入的频谱(其中军事、卫星服务和公共安全可以全部都共享一个共同数据库架构)的接入。
图5示出了根据一些实施例的示例性通信站的功能图。在一个实施例中，图5示出了根据一些实施例的、基站302或UE 304(图3)的功能框图。通信站500也可适合或者用作经协调的频谱接入控制器306、频谱决策实体308、频谱中间设备310、或谱数据库312。通信站500可以包括用于使用一个或多个天线501来向其它通信站发送信号和从其它通信站的接收信号的物理层电路502。通信站500还可以包括用于控制到无线介质的接入的介质接入控制层(MAC)电路504。通信站500还可以包括被布置为执行本文描述的操作的处理电路506和存储器508。在一些实施例中，物理层电路502和处理电路504可被配置为执行在图4中详述的操作。
根据一些实施例，MAC电路504可以被布置为争取无线介质配置帧或分组以通过无线介质进行通信，并且PHY电路502可以被布置为发送和接收信号。PHY电路502可以包括用于调制/解调、上变频/下变频、滤波、放大等的电路。在一些实施例中，通信站500的处理电路504可以包括一个或多个处理器。在一些实施例中，两个或更多个天线501可被耦接到被布置为发送和接收信号的物理层电路502。存储器508可以存储用于配置处理电路506的信息，以执行用于配置和传输消息帧、并且执行本文描述的各种操作的操作。
在一些实施例中，通信站500可以是便携式无线通信设备(例如，个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机、web平板、无线电话、智能电话、无线耳机、寻呼机、即时消息设备、数码相机、接入点、电视机、医疗设备(例如，心率监测仪、血压监测仪等)、或可无线地接收和/或传输信息的其它设备)的一部分。
在一些实施例中，通信站500可以包括一个或多个天线501。天线501可以包括一个或多个定向或全向天线，包括例如偶极天线、单极天线、贴片天线、环形天线、微带天线或适于RF信号的传输的其它类型天线。在一些实施例中，可以使用具有多个孔径的单一天线，而不是两个或多个天线。在这些实施例中，每个孔径可以被认为是单独的天线。在一些多输入多输出(MIMO)实施例中，天线可以被有效地分离，以利用空间分集以及可能在每个天线和传输站的天线之间发生的信道特性的优势。
在一些实施例中，通信站500可以包括一个或多个键盘、显示屏、非易失性存储器端口、多个天线、图形处理器、应用处理器、扬声器、和其它移动设备元件。显示屏可以是包括触摸屏的LCD屏幕。
尽管通信站500被示出为具有若干独立的功能元件，但是一个或多个功能元件可以进行组合并且可以由软件配置的元件(例如包括数字信号处理器(DSP)的处理元件和/或其它硬件元件)的组合来实现。例如，一些元件可以包括一个或多个微处理器、DSP、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)以及各种硬件和逻辑电路的组合，以用于至少执行在本文中所描述的功能。在一些实施例中，通信站500的功能元件可以指运行在一个或多个处理元件上的一个或多个进程。
实施例可以在硬件、固件和软件中的一者或其组合中实现。实施例还可以作为存储在计算机可读存储设备上的指令(其可以由至少一个处理器读取并执行以执行本文描述的操作)来实现。计算机可读存储设备可以包括用于由机器(例如，计算机)以可读形式存储信息的任何非暂态存储器机构508。例如，计算机可读存储设备可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备和其它存储设备和介质。在一些实施例中，通信站STA 400可以包括一个或多个处理器，并且可以以存储在计算机可读存储设备存储器508中的指令来配置。
图6另一示例机器600的框图，在机器600上可以执行本文所讨论的技术(例如，方法)中的任意一个或多个。在可替代的实施例中，机器600可以作为独立设备或可以被连接(例如，联网)至其它机器。在联网部署中，机器600可以在服务器客户端网络环境中作为服务器机器和/或客户端机器来运作。在示例中，机器600可以在对等(P2P)(或其它分布式)网络环境中作为对等机器。机器600可以是个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、移动电话、web家电、网络路由器、交换机或网桥、或能够(顺序地或以其它方式)执行指定将要由机器采取的行动的指令的任何机器。此外，虽然仅示出了单个机器，但术语“机器”也应当被理解为包括单独地或联合地执行一组(或多组)指令以执行本文所讨论的方法中的任何一个或多个的机器的任意集合，例如，云计算、软件即服务(SaaS)、和其它计算机集群配置。
本文所描述的示例可以包括逻辑、或多个组件、模块、或机制，或者可以在逻辑、或多个组件、模块、或机制上运作。模块是当操作时能够执行指定的操作的有形实体(例如，硬件)。模块包括硬件。在示例中，硬件可以被以指定的方式被配置为执行具体操作(例如，硬连线的)。在示例中，硬件可以包括可配置的执行单元(例如，晶体管、电路等)以及包含指令的计算机可读介质，其中指令对执行单元进行配置以在运行时执行特定操作。配置可以在执行单元或加载机制的指导下发生。据此，当设备操作时执行单元通信地耦接到计算机可读介质。在本示例中，执行单元可以是多个模块中的一个。例如，在操作中，执行单元可以由第一组指令配置来在一时间点实现第一模块，并且可以由第二组指令重配置来实现第二模块。
机器(例如，计算机系统)600可以包括硬件处理器602(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、硬件处理器核心、或其任意组合)、主存储器604和静态存储器606，其中至少一些可以通过互连链路(例如，总线)608互相通信。机器600还可以包括显示单元610、字母数字输入设备612(例如，键盘)和用户界面(UI)导航设备614(例如，鼠标)。在示例中，显示单元610、输入设备612和UI导航设备614可以是触摸屏显示器。机器600还可以包括存储设备(例如，驱动单元)616、信号生成设备618(例如，扬声器)、网络接口设备620、以及一个或多个传感器621(例如，全球定位系统(GPS)传感器、罗盘、加速度计、或其它传感器)。机器600可以包括输出控制器628(例如，串行(例如，通用串行总线(USB))、并行、或其它有线或无线(例如，红外(IR)、近场通信(NFC)等)连接)，以通信或控制一个或多个外围设备(例如，打印机、读卡器等)。
存储设备616可以包括机器可读介质622，在机器可读介质622上存储了实施本文所描述的技术或功能中的任何一个或多个的(或由本文所描述的技术或功能中的任何一个或多个利用的)一组或多组数据结构或指令624(例如，软件)。指令624在由机器600执行期间还可以至少部分地驻留在主存储器604内、在静态存储器606内、或者在硬件处理器602内。在示例中，硬件处理器602、主存储器604、静态存储器606、或存储设备616中的一个或任意组合可以构成机器可读介质。
尽管机器可读介质622被示出为单一介质，但术语“机器可读介质”可以包括被配置为存储一个或多个指令624的单一介质或多个介质(例如，集中式数据库或分布式数据库、和/或相关联的缓存器和服务器)。
术语“机器可读介质”可以包括能够进行以下活动的任何介质：存储、编码或携带供机器600执行的指令，并且这些指令使得机器600执行本公开的技术中任一个或多个；或存储、编码或携带由这样的指令所使用的或与这样的指令相关联的数据结构。非限制性的机器可读介质示例可以包括固态存储器、以及光介质和磁介质。在示例中，大容量机器可读介质包括具有大量具有静止容量的粒子的机器可读介质。大容量机器可读介质的具体示例可以包括：诸如半导体存储器设备(例如，电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))和闪速存储器设备之类的非易失性存储器；诸如内部硬盘和可移动盘之类的磁盘；磁光盘；以及CD-ROM盘和DVD-ROM盘。
指令624还可以通过通信网络626、使用传输介质、经由网络接口设备620、利用多个传输协议(例如，帧中继、互联网协议(IP)、传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP)等)中的任一个被发送或接收。示例通信网络可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、分组数据网络(例如，互联网)、移动电话网络(例如，蜂窝网络)、普通老式电话(POTS)网络、以及无线数据网络(例如，电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准族(称为)、IEEE 802.16标准族(称为))、IEEE 802.15.4标准族、对等(P2P)网络及其它。在示例中，网络接口设备620可以包括一个或多个物理插口(例如，以太网、同轴或电话插口)或一个或多个天线以连接到通信网络626。在示例中，网络接口设备620可以包括多个天线以使用单输入多输出(SIMO)、多输入多输出(MIMO)或多输入单输出(MISO)技术中的至少一个来进行无线通信。术语“传输介质”应当被认为包括能够存储、编码或携带供机器600执行的指令任何无形介质，并且包括数字通信信号或模拟通信信号或其它无形介质以促进这样的软件的通信。
如本文所使用的，HetNet可以是使用多种不同类型的小区(例如宏小区、微小区、毫微微小区或微微小区)的蜂窝网络系统(例如，3GPP系统)。所应用的小区类型中的一些或全部可以或可以不被(部分或完全地)在时间、空间、或频率上重叠。HetNet也可以是与其它非蜂窝技术网络(例如WiFi(IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ad)、针对TVWS的WiFi(IEEE 802.11af)、毫米波系统、或类似网络)的组合的蜂窝网络。HetNet技术的覆盖范围或小区中的一些或全部可以或可以不被(部分或完全地)在时间、空间、或频率上重叠。
有线通信可以包括串行和并行有线介质，例如以太网、通用串行总线(USB)、火线、数字视觉接口(DVI)、高清晰度多媒体接口(HDMI)等。无线通信可以包括，例如近距离无线介质(例如，射频(RF)，例如基于近场通信(NFC)标准、红外(IR)、光学字符识别(OCR)、磁性字符传感、或类似技术)，短程无线介质(例如，蓝牙、WLAN、无线网络等)，长范围无线介质(例如，蜂窝广域无线通信技术，其可以包括，例如全球移动通信系统(GSM)的无线电通信技术、通用分组无线业务(GPRS)无线通信技术、增强型数据速率GSM演进(EDGE)无线通信技术、和/或第三代合作伙伴计划(3GPP)无线通信技术(例如，UMTS(通用移动电信系统)、FOMA(自由多媒体接入)，3GPP LTE(长期演进)、3GPP高级LTE(高级长期演进))、CDMA2000(码分多址2000)、CDPD(蜂窝数字分组数据)、Mobitex，3G(第三代)、CSD(电路交换数据)、HSCSD(高速电路交换数据)、UMTS(3G)(通用移动电信系统(第三代))、W-CDMA UMTS(宽带码分多址通用移动电信系统)、HSPA(高速分组接入)、HSDPA(高速下行链路分组接入)、HSUPA(高速上行链路分组接入)、HSPA+(高速分组接入+)、UMTS-TDD(通用移动电信系统-时分双工)、TD-CDMA(时分-码分多址)、TD-CDMA(时分-同步码分多址)、3GPP版本8(4G先行版)(第3代合作伙伴计划版本8(第四代先行版))、3GPP版本9(第三代合作伙伴计划版本9)、3GPP版本10(第三代合作伙伴计划版本10)、3GPP版本11(第三代合作伙伴计划版本11)、3GPP版本12(第三代合作伙伴计划版本12)、3GPP版本13(第三代伙伴计划版本13)和随后的版本(例如版本14、版本15等)，UTRA(UMTS地面无线电接入)、E-UTRA(演进的UMTS陆地无线电接入)、高级LTE(4G)(高级长期演进(第四代))、cdmaOne(2G)、CDMA2000(3G)(码分多址2000(第三代))、EV-DO(演进数据最优化或仅演进数据)、AMPS(1G)(高级移动电话系统(第一代))、TACS/ETACS(全接入通信系统/扩展全接入通信系统)、D-AMPS(2G)(数字AMPS(第二代))、PPT(按即谈话)、MTS(移动电话系统)、IMTS(改进的移动电话系统)、AMTS(先进移动电话系统)、OLT(挪威语Offentlig LandmobilTelefoni，公共陆地移动电话)、MTD(Mobiltelefonisystem D的瑞典语缩写，或移动电话系统D)、Autotel/PALM(公用自动陆地移动)、ARP(芬兰语Autoradiopuhelin，“汽车无线电手机”)、NMT(北欧移动电话)、HIcap(NTT高容量版本(日本电报电话公司))、CDPD(蜂窝数字分组数据)、Mobitex，数据TAC、iDEN(集成数字增强型网络)、PDC(个人数字蜂窝)、CSD(电路交换数据)、PHS(个人手持电话系统)，WiDEN(宽带综合数字增强网络)、iBurst、非许可移动接入(UMA，也称为也称为3GPP通用接入网络或GAN标准)、通过声波的电交互、IEEE 802.1a/b/g/n/ac/ad/af、WiFi、用于TVWS的WiFi、IEEE 802.16e/m、WiMAX、或类似技术。
在一个实施例中，蜂窝网络中的动态共享接入频谱选择控制器包括被配置为执行下述操作的(一个或多个)处理器：向频谱决策实体传输频谱需求，从频谱决策实体接收所标识的最具优势的次级频谱机会，并且接受来自通信地耦接至频谱决策实体的频谱中间设备的、所标识的次级频谱机会。
在另一实施例中，蜂窝网络中用于动态共享接入频谱选择的方法包括：向频谱决策实体传输频谱需求，从频谱决策实体接收所标识的最具优势的次级频谱机会，并且接受来自通信地耦接至频谱决策实体的频谱中间设备的、所标识的次级频谱机会。
在另一实施例中，通信站包括被配置为执行下述操作的收发器：向频谱决策实体传输频谱需求，从频谱决策实体接收所标识的最具优势的次级频谱机会，并且接受来自通信地耦接至频谱决策实体的频谱中间设备的、所标识的次级频谱机会。
在另一实施例中，非暂态计算机可读存储设备包括存储在其上的指令，当由机器执行时所述指令使得所述机器执行包括下述项的操作：向频谱决策实体传输频谱需求，从频谱决策实体接收所标识的最具优势的次级频谱机会，并且接受来自通信地耦接至频谱决策实体的频谱中间设备的、所标识的次级频谱机会。
附加注释
上文对实施例的描述包括对附图的参考，其形成具体实施方式的一部分。附图以示例性方式示出了其中本文所讨论的方法、装置和系统可以实践的具体实施例。这些实施例在本文中也称作“示例”。这样的示例可以包括除了所示出或描述的那些元件之外的元件。然而，本发明人还考虑其中仅提供了所示出或描述的那些元件的示例。此外，本发明人还考虑使用所示出或描述的那些元件的任意组合或排列(或其一个或多个方面)，或者关于特定实施例(或其一个或多个方面)、或者关于本文所示出或描述的其它实施例(或其一个或多个方面)。
附图中的流程图和框图示出了根据本公开的各个方面的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。在这方面，流程图或框图中的每个块可以表示模块、段或代码的一部分，其包括用于实现(一个或多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应指出，在一些替代实现方式中，在块中示出的功能可以以不同于所示出的顺序的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，连续示出的两个块可以实际上基本上同时被执行，或者这些块有时可以以相反的顺序被执行。还应指出的是，框图和/或流程图图示的每个块、以及框图和/或流程图图示的块的组合可以通过执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统、或者通过专用硬件和计算机指令的组合来实现。
或本文描述的功能或技术可以以软件、或软件与人类实现的程序的组合来实现。软件可以包括存储在计算机可读介质(例如，存储器或其它类型的存储设备中)的计算机可执行指令。术语“计算机可读介质”还被用于表示通过该装置计算机可读指令可由计算机(例如，通过不同形式的有线或无线传输)接收的任何装置。此外，这样的功能对应于模块，模块是软件、硬件、固件或它们的任意组合。多个功能可以根据需要在一个或多个模块上执行，并且所描述的实施例仅仅是示例。软件可以在数字信号处理器、ASIC、微处理器、或计算机系统(例如，个人计算机、服务器或其它计算机系统)上的其它类型的处理器上执行，。
在本文档中，如专利文档中常见的术语“一”或“一个”独立于“至少”或“一个或多个”的任何其它示例或用法被使用，以包括或以上。在本文档中，除非另有指示，术语“或”被用于指代非排他的或，以使得“A或B”包括“A而非B”、“B而非A”、以及“A和B”。在所附权利要求中，术语“包含”和“在其中”被用作相应术语“包括”和“其中”的通俗英语中的等同物。另外，在下面的权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，即，包括除在权利要求中列在该术语以后的要件以外的要件的系统、设备、物品、或处理仍然被认为落入该权利要求的保护范围。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”、和“第三”等仅用作标签，而不是意图对他们的对象强加数值要求。
如本文所使用的，标号中的“-”(短划线)意味着上文段落中讨论过的、落入由短划线所指示的范围的所有元素的非排他性“或者”的意义。例如，103A-103B意味着范围{103A，103B}中的元素的非排他性“或者”，从而103A-103B包括“103A但无103B”、“103B但无103A”、以及“103A和103B”。
上述描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述描述的示例(或其一个或多个方面)可以与其它示例组合使用。本领域普通技术人员阅读上述描述后，可以使用其它实施例。摘要是为了允许读者能快速确定技术公开的性质，例如，以符合36C.F.R§1.62(b)。摘要是在理解了其将不会用于解释或限制权利要求的范围或含义的情况下递交的。并且，在上述具体实施方式中，可以将各种特征组合在一起以精简本公开。这不应当被解释为意欲未要求保护的、所公开的特征对任何权利要求是必要的。而是，发明性主题可以在于少于具体公开的实施例的特征的特征中。因此，所附权利要求作为示例或实施例被结合到具体实施方式中，其中每个权利要求本身作为单独的实施例，并且应考虑到这样的是私立可以以各种组合或排名而彼此结合。本发明的范围应当参照所附的权利要求、连同这样的权利要求所享有的全部等同范围来确定。
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