通信控制装置和无线通信装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开内容涉及通信控制装置和无线通信装置。
【背景技术】
[0002] 频率的二次利用正作为用于减轻将来频率资源枯竭的一个对策被讨论。频率的二 次利用是指另一个系统二次使用被优先分配给第一系统的频率信道当中的一些或全部。一 般而言，被优先分配频率信道的系统被称作初级系统，而二次使用该频率信道的系统被称 为次级系统。次级系统的典型例子是认知无线电系统。
[0003]TV空白频段是其二次利用正被讨论的频率信道的例子(参见非专利文献IhTV空 白频段指被分配给充当初级系统的电视广播系统的频率信道之中根据地理区域而未被电 视广播系统使用的频率信道。通过向次级系统开放这些TV空白频段，高效的频率资源利用 可以被实现。非专利文献1定义了使用次级系统的空白频段设备(WSD)的技术要求和操作要 求。管理次级系统的设备也被称为主WSD，而参与次级系统的设备也被称为从WSD。
[0004] 在频带的二次利用期间，次级系统通常被要求其操作不对初级系统施加有害干 扰。用于此目的的一种重要技术是发送功率控制。例如，专利文献1和专利文献2公开了用于 将多个次级系统施加在初级系统上的聚集干扰限制到允许水平的技术。
[0005] 引用列表
[0006] 专利文献
[0007]专利文献 1:JP2012-151815A
[0008] 专利文献2:开2013-78096八
[0009]非专利文献
[0010] 非专利文献 1:ECC(电子通信委员会），"Technicalandoperational requirementsfortheoperationofwhitespacedevicesundergeo-location approach"，ECCREPORT186,2〇13年1月
【发明内容】
[0011] 技术问题
[0012] 但是，评估被施加到初级系统上的聚集干扰的计算成本随着次级系统的数量增加 而增加。例如，如果二次使用用于相同初级系统的空白频段的主WSD的数量翻倍，则计算成 本会是四倍。如果用于干扰评估的计算未在允许的时间内完成，则功率分配不能跟踪次级 系统的数量的变化，并且控制的有效性可能丧失。
[0013]因此，期望实现能够在多个次级系统可以被管理的条件下既实现有害干扰的防止 又实现功率分配的立即性的机制。
[00M]对问题的解决办法
[0015]根据本公开内容，提供了一种通信控制装置，包括:计算单元，被配置为计算要为 二次使用为初级系统保护的频率信道的一个或多个次级系统分配的发送功率，包括基准发 送功率和用于干扰避免的余量;及判定单元，被配置为判定次级系统的数量的变化，并且使 计算单元基于所判定的变化调整用于干扰避免的余量。
[0016]根据本公开内容，提供了一种通信控制装置，包括:通信单元，被配置为与二次使 用为初级系统保护的频率信道的一个或多个次级系统的主设备通信;及控制单元，被配置 为基于从为次级系统计算分配的发送功率的数据服务器获取的信息经由通信单元向主设 备发信号通知用于指定分配的发送功率的参数，其中分配的发送功率包括基准发送功率和 基于次级系统的数量的变化调整的用于干扰避免的余量。
[0017]根据本公开内容，提供了一种操作和管理二次使用为初级系统保护的频率信道的 次级系统的无线通信装置，该无线通信装置包括:通信单元，被配置为接收用于基于从为次 级系统计算分配的发送功率的数据服务器获取的信息指定分配的发送功率的参数的信令， 其中分配的发送功率包括基准发送功率和基于次级系统的数量的变化调整的用于干扰避 免的余量;及通信控制单元，被配置为根据利用参数指定的分配的发送功率来控制无线通 信装置与一个或多个终端装置之间的无线通信。
[0018]本发明的有利效果
[0019]根据依照本公开内容的技术，可以在多个次级系统可以被管理的条件下既实现有 害干扰的防止又实现功率分配的立即性。
[0020] 应当注意的是，上述效果不一定是受限的，并且连同所述效果或者代替所述效果， 期望在本说明书中介绍的任何效果或者从本说明书可以预期的其它效果可以被呈现。
【附图说明】
[0021 ]图1是用于描述根据实施例的通信控制系统的概述的说明图。
[0022]图2是用于描述其中次级系统增加的场景的例子的说明图。
[0023]图3是用于描述其中次级系统增加的场景的另一个例子的说明图。
[0024]图4是示出次级系统的数量与要分配的发送功率的计算成本之间关系的例子的曲 线图。
[0025]图5是用于描述被延迟的功率分配的例子的说明图。
[0026]图6是示出根据实施例的通信控制装置的逻辑构造的例子的框图。
[0027]图7A是示出根据实施例的功率分配过程的流程的第一个例子的流程图。
[0028]图7B是示出根据实施例的功率分配过程的流程的第二个例子的流程图。
[0029]图7C是示出根据实施例的功率分配过程的流程的第三个例子的流程图。
[0030] 图7D是示出根据实施例的功率分配过程的流程的第四个例子的流程图。
[0031]图8是示出可以在图7A至7C中所示功率分配过程期间被执行的余量调整过程的流 程的例子的流程图。
[0032]图9A是示出根据实施例的系统中的信令序列的例子的第一序列图。
[0033]图9B是示出根据实施例的系统中的信令序列的例子的第二序列图。
[0034]图10是示出根据实施例的无线通信装置的逻辑构造的例子的框图。
[0035]图11是用于描述系统模型的另一个例子的说明图。
[0036]图12是示出GLDB的示意性构造的例子的框图。
[0037]图13是示出eNB的示意性构造的例子的框图。
[0038]图14是示出智能电话的示意性构造的例子的框图。
[0039]图15是示出汽车导航装置的示意性构造的例子的框图。
【具体实施方式】
[0040] 在下文中，将参考附图详细地描述本公开内容的（一个或多个)优选实施例。在本 说明书和附图中，具有基本上相同功能和结构的元件用相同的标号表示，并且重复的解释 被省略。
[0041] 而且，描述将按以下次序进行。
[0042] 1.系统的概述
[0043] 1-1.利用GLDB的系统模型
[0044] 1-2.次级系统的数量的改变
[0045] 1-3.延迟的功率分配
[0046] 2.功率计算模型的例子
[0047] 2-1.现有技术
[0048] 2-2.更简单的技术
[0049] 3.通信控制装置的示例性构造
[0050] 3-1.部件构造
[0051 ] 3-2.修改
[0052] 4.过程流
[0053] 4-1 ·功率分配过程
[0054] 4-2.余量调整过程
[0055] 4-3.信令序列
[0056] 5.无线通信装置的示例性构造
[0057] 6.系统模型的另一个例子
[0058] 7.应用
[0059] 7-1.与通信控制装置相关的示例应用
[0060] 7-2.与无线通信装置相关的示例应用
[0061] 8.结论
[0062] 〈1.系统的概述〉
[0063] [1-1.利用GLDB的系统模型]
[0064]图1是用于描述根据依照本公开内容的技术的实施例的通信控制系统1的概要的 说明图。通信控制系统1包括初级收发器10、一个或多个无线通信装置20a、20b等等，以及通 信控制装置100。
[0065]初级收发器10是被安装成管理在已被合法许可或赋予使用权的频率信道上的初 级系统的收发器。初级收发器10将初级系统的无线信号发送到位于服务区11内的初级终端 (未示出）。初级系统可以是电视广播系统，诸如例如数字视频广播-地面(DVB-T)系统。在这 种情况下，初级接收器是包括电视天线和调谐器的接收器(也被称为现任（incumbent)接收 器）。此外，初级系统还可以是根据诸如LTE、LTE-A、GSM、UMTS、W-CDMA、CDMA200、WiMAX、 WiMAX2或IEEE802.16之类的通信方案操作的移动通信系统。此外，初级系统还可以是另 一种类型的无线通信系统，诸如飞机无线电系统(例如，航空无线电导航服务(ARNS))。
[0066]初级收发器10被连接到核心网络15。核心网络15包括分别具有诸如用户信息管 理、终端移动性管理、分组转发以及网关之类的角色的多个控制节点。
[0067]无线通信装置20a、20b等等当中的每一个是通过二次利用为初级系统保护的频率 信道来管理次级系统的主设备。例如，无线通信装置20a、20b等等当中的每一个可以是在非 专利文献1中所描述的主WSD，或者是某种其它类型的设备，诸如小小区基站或无线接入点。 小小区可以包括毫微微小区、毫微小区(nanoce11 )、微微小区、微小区等。
[0068]应当注意的是，在本说明书中，当无线通信装置20a、20b等等不被彼此区分时，通 过略去标号的尾字母，这些装置将被统称为无线通信装置20。这类似地适用于其它结构元 件。
[0069]无线通信装置20向位于无线通信装置20本身附近的从设备（未示出）发送无线信 号并从所述从设备接收无线信号。当次级系统在服务区11的附近存在时，次级系统的无线 信号干扰初级终端。当多个二次级系统如图1的例子中那样存在时，在初级终端观察到的干 扰可能被聚集。
[0070] 无线通信装置20经由回程连接到分组数据网络(PDN)16。回程可以是有线链路或 无线链路。PDN16经由网关(未示出)连接到核心网络15。
[0071] 通信控制装置100是部署在PDN16上的数据服务器。例如，通信控制装置100可以 是在非专利文献1中描述的地理位置数据库(GLDB)，或者是某种其它类型的服务器。通信控 制装置100不限于图1的例子，并且也可以部署在核心网络15上。而且，包括与通信控制装置 100相似的功能的功能实体也可以在初级收发器10中实现。通信控制设备100允许每个次级 系统的发送功率，使得由来自一个或多个次级系统的无线信号造成的聚集干扰不对初级系 统施加有害的影响。例如，当起动系统的操作和管理时，无线通信装置20经由回程向通信控 制装置100发送激活请求，其中无线通信装置20是每个次级系统的主设备。响应于接收到激 活请求，通信控制装置100计算应当分配给每个次级系统的发送功率。随后，通信控制装置 100向无线通信装置20通知发送功率分配结果（以及其它信息，诸如可供使用的信道的列 表）。通过这种过程，次级系统的操作和管理成为可能。
[0072] 通常，由来自次级系统的无线信号造成的聚集干扰是作为在服务区11中某个位置 (被称为基准点）的干扰水平被估计的。随后，通信控制装置100计算要分配给每个次级系统 的发送功率，使得估计的干扰水平不超过允许水平。例如，基准点也可以是服务区11的保护 边界上离每个无线通信装置20距离最短的位置。作为替代，基准点也可以是存在离每个无 线通信装置20最短距离的初级终端的位置。在图1的例子中，与无线通信装置20a、20b等等 中的每一个对应的基准点22a、22b等等被配置在服务区域11的保护边界上。
[0073] 例如，由于配置尽可能小的用于干扰避免的余量，在专利文献1中所描述的功率分 配方法或者在非专利文献2中所描述的余量最小化方法(利用灵活最小化余量的技术)具有 能够向次级系统分配较大发送功率的优点，并且因此提高了次级系统的吞吐量。但是，对于 这些技术，由于聚集干扰在所有的基准点被评估，因此计算要分配的发送功率的计算成本 随着次级系统的数量增加而增加。在最简单的例子中，计算成本可能以次级系统的数量的 平方的数量级增加(基准点的数量和次级系统的数量之积）。此外，如果诸如用于基准点的 配置的过程和信令开销之类的因素被考虑在内，则用于计算要分配的发送功率的计算成本 变得不可忽略。
[0074] [ 1-2 ·次级系统的数量的改变]
[0075]次级系统的数量的改变可以由于各种因素而发生。例如，相对于图1参照图2,无线 通信装置20h、20i及20j被新包括在通信控制系统1中。无线通信装置20h、20i及20j当中的 每一个也是操作和管理次级系统的主设备。其结果是，次级系统的数量从6增加到9。无线通 信装置20h、20i及20j可以是从另一个地方移动到服务区11附近的设备，或者是从睡眠模式 返回到活动模式的设备。在具有移动设备的广泛增殖的最近的移动环境中，其中为了功率 节约常常期望细粒度的睡眠控制，次级系统的数量的这种改变频频发生。因此，期望向次级 系统的发送功率的分配能够充分地跟踪次级系统的数量的改变。
[0076]图3的左半部分示出了操作和管理地理区域3a中服务区Ila内的初级系统的初级 收发器l〇a。通信控制装置IOOa有权向二次使用用于地理区域3a内的初级收发器IOa的频率 信道的一个或多个次级系统分配发送功率。图3的右半部分示出了操作和管理地理区域3b 中服务区Ilb内的初级系统的初级收发器10b。通信控制装置IOOb有权向二次使用用于地理 区域3b内的初级收发器IOb的频率信道的一个或多个次级系统分配发送功率。在本文中，依 赖于区域之间设备的关系或发送功率分配的条件，存在通信控制装置IOOa可能需要考虑来 自地理区域3b内的次级系统的干扰信号的可能性。在这种情况下，需要引入功率分配计算 的次级系统的数量也可能增加。
[0077]图4是示出次级系统的数量与要分配的发送功率的计算成本之间关系的例子的曲 线图。图4的水平轴指示活动初级WDS的数量，或者换句话说，需要被引入功率分配计算的次 级系统的数量。图4的垂直轴指示功率分配的计算成本，如根据某种模拟模型估计的。如图4 所示，计算成本随着次级系统的主设备的数量变大而增加。
[0078] [1-3.延迟的功率分配]
[0079]如以上所讨论的，期望向次级系统的发送功率的分配能够充分地跟踪次级系统的 数量的改变。但是，如果计算成本变大，则存在功率分配计算不能在指定的计算时段内完成 并且发送功率的分配可能变得被延迟的风险。
[0080]图5是用于描述延迟的功率分配的例子的说明图。在图5的例子中，功率分配的计 算沿着水平方向的时间轴以周期Dcp周期性地被执行。例如，周期DCP可以按子帧、无线电帧、 毫秒、秒等作为单位来定义。
[0081] 在时间To，Xo次级系统被激活。要分配给Xo的发送功率在时间段Do被计算。由于时 间段Do比周期Dcp短，因此每个次级系统及时地被通知功率分配结果。在时间!^ = !'。+-) ,X1 次级系统被另外激活。要分配给Χο+Χ!次级系统的发送功率在时间段〇:被计算。由于时间段 D1比周期Dcp短，因此每个次级系统及时地被通知功率分配结果。在时间T2，X2次级系统被另 外激活。要分配给Xo+Xi+X?次级系统的发送功率在时间段〇2被计算。由于时间段D2比周期Dcp 长，因此功率分配结果向每个次级系统的通知被延迟，直到下一个计算周期在时间T3开始 之后为止。在时间T3，X3次级系统被另外激活。要分配给XQ+X1+X2+X3次级系统的发送功率在 时间段D3被计算。功率分配结果向每个次级系统的通知甚至比之前的时间被延迟更多。在 时间T4，X〇次级系统被停用。要分配给&+X2+X3次级系统的发送功率在时间段D4被计算。尽管 时间段D4比周期Dcp短，但是由于前一时间的延迟的影响仍然存在，因此功率分配结果向每 个次级系统的通知被延迟，直到下一个计算周期在时间!^开始之后为止。
[0082]这种延迟会导致各种不利影响，诸如因为发送功率未被分配而造成次级系统的通 信机会的损失、资源利用效率的降低，以及由于功率分配未被及时更新而造成的有害干扰 的产生。因此，在随后讨论的实施例中，为了抵消这些不利影响，并且既实现有害干扰的防 止又实现功率分配的立即性，实现了在具有大计算成本的现有技术与估计余量的更简单技 术之间自适应地切换用于功率分配的算法的机制。例如，具有大计算成本的现有技术可以 是在专利文献1中描述的功率分配方法或者在非专利文献2中描述的余量最小化方法。 [0083] 〈2.功率计算模型的例子〉
[0084] [2-1.现有技术]
[0085] 在本文中，将简要描述与在非专利文献2中描述的模型类似的功率计算模型。
[0086] 在这种功率计算模型中，要分配给每个次级系统的发送功率是通过使用相关次级 系统的基准发送功率和用于干扰避免的余量来计算的。次级系统的基准发送功率pIBSingle3WSD 也可以被称为最大辐射功率，并且根据以下公式来计算。这种情况下的基准点是保护边界 上离主设备最近的位置(或者最近的初级收发器的位置）。当初级收发器不存在时，基准点 也可以被设置为无限远。应当注意的是，在本说明书中，作为一般规则，公式以分贝形式表 不。
[0087][数学公式1]
[0089] 在表达式（1)中，mz是初级终端的最小接收灵敏度，me是路径增益，r(df)是与离散 频率df对应