用于在管理射频频谱中的共存的网络控制器之间转移责任的方法、装置和计算机程序产品的制作方法_3

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)。
【具体实施方式】
[0084] 在美国,FCC已经开放300MHz到400MHz的空白频段用于未授权使用,所述空白频 段在模拟TV广播到数字TV广播的联邦政府强制转换之后变得未被使用。然而,FCC已经 禁止空白频段的未授权使用干扰现有的授权使用,包括数字TV台、低功率TV台、有线TV头 端以及其中使用低功率无线麦克风的地点。
[0085] FCC 已经在 2010 年 9 月 23 日的 FCC 10-174 "Second Memorandum Opinion and Ordex"中为次级空白频段设备(WSD)定义了空白频段的规范。在欧洲,欧洲邮政和电信 主管部门会议(CEPT)已经在2011年1月的ECC报告159 "Technical and Operational Requirements for the Possible Operation of Cognitive Radio Systems in the'White Spaces' of the Freauency Band 470_790MHz'' 中定义了初步要求。
[0086] 针对由于模拟TV的终止所留下的空白频段的未授权用途,已经提出了各种建议, 例如农村宽带部署、辅助公共安全通信、教育和企业视频会议、个人消费应用、网状网络、安 全应用、市政宽带接入、增强型本地覆盖和通信、固定回程以及用于智能电网抄表的传感器 聚合。
[0087] 当前,共存标准正被开发以便使得使用针对TV空白频段频带适配的任何无线电 技术的两个或更多独立操作的无线网络或设备能够在同一位置中接入相同的TV空白频段 频带,而不相互干扰。
[0088] IEEE 802. 19工作组当前正在为异构次级网络定义共存规则。示例实施例实现异 构次级网络之间的共存以及次级网络和要求被保护的主网络之间的共存。主网络和用户是 所选择频带的现任用户,其具有接入该频带的某种形式的优先级。主网络包括在FCC授权 频带中操作的网络,诸如用于商业电台和电视广播的网络。仅当存在未被主用户使用的资 源时,才允许次级网络和用户使用所选择的频带。次级网络包括在TV空白频段(TVWS)中 在未授权情况下操作、并使用符合FCC针对TV频带设备(TVBD)的要求的传输设备的任何 宽带网络。固定的TVBD设备必须包括地理位置并查询数据库以确定允许信道。便携式主 TVBD设备必须能够访问地理位置数据或者包括频谱感测能力以便识别TV和无线麦克风信 号。
[0089] FCC已经采用规则以允许未授权无线电发射机在广播电视频谱未被授权广播台使 用的位置处在该频谱中操作。FCC要求使用地理位置以便建立未授权发射机的位置、并通过 按照授权广播台的地理覆盖区域组织起来的授权广播台建立TV频带使用的数据库,以使 未授权发射机能够知道哪里的本地TV频带空白频段是可用的。可替换地,FCC要求在未授 权发射机中使用频谱传感器以在本地TV频带空白频段中检测现任的主要TV广播台的信号 的存在,以使未授权发射机能够立即放弃使用该频带。这样的本地TV频带空白频段中的主 要用户是被许可在该频带中操作的现任TV广播台,但是在不存在运作着的被许可的现任 TV广播台的那些地理区域中,其他未授权次级用户可利用该频带。
[0090] 其他频谱空白频段可在某些地理区域中在本地未被使用,诸如在远离海洋的内陆 区域中对来自海上无线电的频率进行分配。这样的海上无线电频带中的主要用户是被许可 在该频带中操作的海上无线电设备,但是在不存在运作着的被许可的海上无线电设备的那 些地理区域中,其他未授权次级用户可利用该频带。类似地,本地未被使用的频谱空白频段 可存在于某些地理位置中,诸如在远离地球站的区域中对用于这样的地球站向通信卫星传 输的2. 025GHz到2. IlOGHz的频率进行分配。这样的卫星地球站无线电频带中的主要用户 是被许可在该频带中操作的卫星地球站,但是在不存在运作着的卫星地球站的那些地理区 域中,其他未授权次级用户可利用该频带。
[0091] 使用RF空白频段的次级网络之间的积极共存可能需要用于在不同的异构次级网 络当中公平地共享可用带宽的新技术,并符合该频带的主用户所要求的优先权。这样的新 技术可能要求次级网络之间的某种形式的通信,以实现本地频谱的公平使用。
[0092] 网络控制器或共存管理器(CM)是由定义异构次级网络的共存规则的IEEE 802. 19工作组所提出的共存系统的主要决策者。共存管理器(CM)发现并解决在相同区域 中进行操作的网络的共存冲突。CM服务一个或多个网络。取决于部署,CM驻留在也被称 为空白频段对象(WSO)的TV频带设备(TVBD)网络或设备中。在独立网络中,CM可驻留在 TVBD中。CM发现干扰网络及它们的CM,并与其他CM共享信息。基于所收集的信息,CM重 新配置其自身网络的操作,而且也根据需要为共存组中的该CM被允许的那些WSO执行资源 重新分配。
[0093] 在美国,空白频段设备(WSD)可作为关联的从WSD设备的网络的主WSD进行操作。 例如,主WSD可以是接入点或基站。主WSD被期望代表它的从WSD设备访问地理位置数据 库(DB),以发现未被现任用户(例如TV广播台)使用的可用频谱。
[0094] 主WSD及其无线网络通过控制节点或共存使能器(CE,coexistence enabler)注 册到网络控制器或共存管理器(CM)。共存使能器(CE)的关键功能是从WSO获得为共存所 需的信息,并根据从共存管理器(CM)接收的共存决定来重新配置WSO操作。所收集的信息 涵盖TVBD网络的能力和资源需求以及无线电环境的特性。CE可驻留在主WSD(诸如接入 点、基站或网状网点)中。
[0095] 以下讨论采用被定义为如下的术语:
[0096] · WSO (空白频段对象)=TVBD网络或设备。
[0097] ?共存组=邻居。
[0098] 〇共存组是一组也被称为邻居的WS0。
[0099] 〇每个共存管理器(CM)为其所服务的每个WSO确定并维护共存组。WSO的共存组 包括可干扰该WSO或者该WSO可对其进行干扰的其他WS0。
[0100] ?共存组元素=邻居TVBD网络或设备
[0101] 〇属于共存组的WSO
[0102] ?共存组扩展=限制性网络(邻居的邻居)
[0103] 〇每个CM对于其所具有的每个共存组(对于该CM所服务的每个WS0,其具有一个 共存组),具有共存组扩展(也称为扩展共存组)。扩展包括属于自身的共存组中的WSO的 共存组、但不属于自身的共存组的那些WS0。
[0104] 当为共存管理器(CM)所服务的无线网络和设备确定资源分配时,可根据不同的 决策拓扑来组织共存管理器,以用于彼此交互和协作。共存管理器(CM)可自主地操作,它 们可采用集中式决策,或者它们可以通过分布式决策来分担决策的作出。
[0105] 当共存管理器(CM)的系统采用集中式决策时,服务CM将为其所服务的无线网络 把资源分配的责任转移给另一个CM,该另一个CM在本文被称为主CM。如本文所使用,服务 CM也被称为从CM并且其所服务的无线网络被称为转移无线网络。
[0106] 在本发明的示例实施例中,服务CM具有向该服务CM注册的用于转移无线网络的 共存使能器(CE),并且服务CM对该转移无线网络的资源分配使用分布式或自主决策。服务 CM可能需要为其所服务的无线网络转移资源分配的责任,在以下的示例环境中:
[0107] ?存在一个或一些CM,其中转移无线网络的共存组中的无线网络的大部分共存使 能器(CE)被注册到所述一个或一些CM ;
[0108] ?转移无线网络的共存组元素被注册到的CM的数量较高;或者
[0109] ?服务CM为了服务注册到该服务CM的所有CE而将要用尽资源。
[0110] 图IA是根据本发明的示例实施例的系统架构图,其示出三个网络控制器或共存 管理器CM_A、CM_B和CM_C,它们各自为相应的无线网络或空白频段对象(WSO)AUBl和Cl/ C2管理空白频段频谱的资源分配,其中AUBl和C1/C2是相互的邻居。服务网络控制器CM_ A需要为其所服务的转移无线网络Al转移资源分配的责任。根据本发明的示例实施例,月艮 务网络控制器CM_A基于一个或多个用于进行选择的标准(在本发明的示例实施例中,包括 候选网络控制器CM_C所服务的一个或多个无线网络Cl和C2的特性),选择把为转移无线 网络Al进行资源分配的责任转移到的候选网络控制器CM_C。
[0111] 在本发明的示例实施例中,一个或多个用于进行选择的标准包括服务无线网络 BUCl和C2的共存组中的最高数量的无线网络Cl和C2的候选网络控制器CM_C,其中无线 网络BUCl和C2可干扰转移无线网络Al或者被其干扰。在图IA所示的示例中,网络控制 器CM_B服务仅一个无线网络B1,而CM_C服务两个无线网络Cl和C2。
[0112] 在本发明的示例实施例中,一个或多个用于进行选择的标准包括服务无线网络 BI、C1和C2的共存组中以及来自无线网络的扩展共存组中的最高数量的无线网络Cl和C2 的候选网络控制器CM_C,其中无线网络B1、C1和C2可干扰转移无线网络Al或者被其干扰, 并且扩展共存组的无线网络可干扰共存组中的无线网络BUCl和C2或者被其干扰。图IA 中所示的示例不包括扩展共存组,因此该标准将默认为选择候选网络控制器CM_C。
[0113] 在本发明的示例实施例中,一个或多个用于进行选择的标准包括候选网络控制器 CM_B或CM_C,其服务可干扰转移无线网络Al或被转移无线网络Al干扰的无线网络的共存 组中的至少一个无线网络BUCl或C2。在图IA所示的示例中,网络控制器 者服务至少一个无线网络BI、Cl或C2。
[0114] 在本发明的示例实施例中,一个或多个用于进行选择的标准包括服务无线网络 BUCl和C2的共存组中的最高数量的无线网络Cl和C2的候选网络控制器CM_C,其中无线 网络Bl、Cl和C2可干扰转移无线网络Al或者被其干扰,其中共存组中的由候选网络控制 器CM_(^g务的无线网络Cl和C2使用与转移无线网络Al相同的无线电接入技术进行操作。 在图IA所示的示例中,网络控制器CM_B服务仅一个无线网络B1,而网络控制器CM_C服务 使用IEEE 802. 11无线电技术进行操作的两个无线网络Cl和C2,并且转移无线网络Al也 使用IEEE 802. 11无线电技术进行操作。
[0115] 在本发明的示例实施例中,其中一个或多个用于进行选择的标准包括候选网络控 制器CM_B或CM_C,其与服务网络控制器CM_A具有业务关系。例如,
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