頻譜資源管理裝置和方法、無線通信設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開一般地涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種無線通信系統(tǒng)的頻譜資源管理裝 置、頻譜資源管理方法、無線通信系統(tǒng)中使用的通信設(shè)備和通信方法，尤其涉及一種在無線 電可重配通信系統(tǒng)中使用的頻譜資源管理裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 全球快速增長的無線電通信需求使各無線網(wǎng)絡(luò)提供商的目光聚焦于可重配無線 系統(tǒng)（RRS，Reconfigur油Ie Radio Systems)。RRS是一個綜合的概念。RRS方案例如基于 諸如通過無線電應(yīng)用的軟件重配和認知無線電（CR, Cognitive Radio)技術(shù)。其著眼于開 發(fā)重配無線電的能力并開發(fā)能夠自適應(yīng)動態(tài)改變的環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)。從一個側(cè)面，可W送樣簡 單地描述RRS ;為了實現(xiàn)頻譜資源利用的最大化，在確保通信系統(tǒng)中的主系統(tǒng)的頻譜使用 的前提下，利用動態(tài)的頻譜管理方式為通信系統(tǒng)中包括的次系統(tǒng)分配頻譜資源。RRS能夠顯 著提高頻譜的利用率。
[0003] 認知無線電是可W感知外界通信環(huán)境的智能通信系統(tǒng)。簡單地說，為了提高頻譜 利用率，具有認知功能的無線通信設(shè)備可W按照某種"伺機"的方式工作在已授權(quán)給其它通 信系統(tǒng)的頻段內(nèi)。當(dāng)然，送通常要建立在已授權(quán)頻段沒用或只有很少的通信業(yè)務(wù)在活動的 情況下。送種在空域、時域和頻域中出現(xiàn)的可W被利用的頻譜資源被稱為"頻譜空洞"。認 知無線電的核必思想就是使無線通信設(shè)備具有發(fā)現(xiàn)"頻譜空洞"并合理利用的能力。
[0004] 當(dāng)今實現(xiàn)認知無線電的一種關(guān)鍵技術(shù)是通過中央服務(wù)器例如地理位置數(shù)據(jù)庫 (GLDB, GwLocation DataBase)，根據(jù)主系統(tǒng)的保護需求和要求使用頻譜資源的次系統(tǒng)的 地理位置計算次系統(tǒng)可用的頻譜資源，例如可用的頻段、最大發(fā)射功率，次系統(tǒng)在GLDB的 授權(quán)范圍內(nèi)利用頻譜資源，從而降低對次系統(tǒng)本身認知能力的要求，在保證主系統(tǒng)正常工 作的情況下實現(xiàn)次系統(tǒng)的機會性接入。
[0005] 作為另一項旨在滿足移動通信系統(tǒng)的高速、大容量、可靠傳輸要求的技術(shù)，多天線 (MIMO)系統(tǒng)也得到了廣泛的研究。研究表明，多天線系統(tǒng)可W提供比傳統(tǒng)的單天線系統(tǒng)更 高的容量，并且在一定條件下，其容量隨天線數(shù)目的增加呈線性增長。
[0006] 然而，目前的認知無線電技術(shù)處于起步階段，研究人員往往將注意力集中于如何 實現(xiàn)對主系統(tǒng)的保護而忽視了次系統(tǒng)在機會性利用頻譜資源情況下的通信質(zhì)量需求，在此 背景下本公開的發(fā)明人前瞻性地提出了利用多天線系統(tǒng)的特點實現(xiàn)次系統(tǒng)對已授權(quán)給主 系統(tǒng)的局品質(zhì)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在下文中給出了關(guān)于本公開的簡要概述，W便提供關(guān)于本公開的某些方面的基本 理解。應(yīng)當(dāng)理解，送個概述并不是關(guān)于本公開的窮舉性概述。它并不意圖確定本公開的關(guān) 鍵或重要部分，也不意圖限定本公開的范圍。其目的僅僅是W簡化的形式給出某些概念，W 此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0008] 根據(jù)本公開的一個方面，提供一種用于無線通信系統(tǒng)的頻譜資源管理裝置，包括： 參數(shù)獲取單元，被配置為獲取由頻譜資源管理裝置管理的通信設(shè)備的資源利用參數(shù)信息， 資源利用參數(shù)信息包括天線數(shù)量；W及資源分配單元，被配置為基于資源利用參數(shù)信息確 定對通信設(shè)備的頻譜資源分配。
[0009] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種管理無線通信系統(tǒng)的頻譜資源的方法，包括： 獲取待管理的通信設(shè)備的資源利用參數(shù)信息，資源利用參數(shù)信息包括天線數(shù)量；W及基于 資源利用參數(shù)信息確定對通信設(shè)備的頻譜資源分配。
[0010] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種用于無線通信系統(tǒng)的通信設(shè)備，配置有多個 天線，通信設(shè)備包括：參數(shù)報告單元，被配置為將通信設(shè)備的資源利用參數(shù)信息提供給通信 設(shè)備的頻譜資源管理裝置，其中，資源利用參數(shù)信息包括多個天線的天線數(shù)量；W及獲取單 元，被配置為獲取由頻譜資源管理裝置分配的頻譜資源。
[0011] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種在配置有多個天線的通信設(shè)備中使用的無線 通信方法，包括：將通信設(shè)備的資源利用參數(shù)信息提供給通信設(shè)備的頻譜資源管理裝置，其 中，資源利用參數(shù)信息包括多個天線的天線數(shù)量；W及獲取頻譜資源管理裝置分配的頻譜 資源。
[0012] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種用于無線電可重配通信系統(tǒng)的通信設(shè)備，包 括：參數(shù)報告單元，被配置為將通信設(shè)備的資源利用參數(shù)信息發(fā)送給通信設(shè)備的頻譜資源 管理裝置，其中資源利用參數(shù)信息包括通信設(shè)備的地理位置信息；W及獲取單元，被配置為 從頻譜資源管理裝置獲取通信設(shè)備的鄰近通信設(shè)備的地理位置信息W及頻譜資源管理裝 置分配的主系統(tǒng)的頻譜資源，其中，通信設(shè)備在保證主系統(tǒng)的通信質(zhì)量的條件下利用主系 統(tǒng)的頻譜資源。
[0013] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種在無線電可重配通信系統(tǒng)中使用的通信方 法，包括：將通信設(shè)備的資源利用參數(shù)信息發(fā)送給通信設(shè)備的頻譜資源管理裝置，其中資源 利用參數(shù)信息包括通信設(shè)備的地理位置信息；W及從頻譜資源管理裝置獲取通信設(shè)備的鄰 近通信設(shè)備的地理位置信息W及頻譜資源管理裝置分配的主系統(tǒng)的頻譜資源，其中，通信 設(shè)備在保證主系統(tǒng)的通信質(zhì)量的條件下利用主系統(tǒng)的頻譜資源。
[0014] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種用于無線電可重配通信系統(tǒng)的頻譜資源管理 裝置，包括；參數(shù)獲取單元，被配置為獲取頻譜資源管理裝置所管理的通信設(shè)備的資源利用 參數(shù)信息，資源利用參數(shù)信息包括地理位置信息；資源分配單元，被配置為基于資源利用參 數(shù)信息，在保證主系統(tǒng)的通信質(zhì)量的條件下將主系統(tǒng)的頻譜資源分配至通信設(shè)備；鄰近設(shè) 備確定單元，被配置為基于地理位置信息確定頻譜資源管理裝置所管理的通信設(shè)備中彼此 鄰近的通信設(shè)備；W及通知單元，被配置為將資源分配單元確定的資源分配結(jié)果W及鄰近 的通信設(shè)備的地理位置信息通知至相應(yīng)的通信設(shè)備。
[0015] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種在無線電可重配通信系統(tǒng)中使用的頻譜資源 管理方法，包括：獲取所管理的通信設(shè)備的資源利用參數(shù)信息，資源利用參數(shù)信息包括地理 位置信息；基于資源利用參數(shù)信息，在保證主系統(tǒng)的通信質(zhì)量的條件下將主系統(tǒng)的頻譜資 源分配至通信設(shè)備；基于地理位置信息確定所管理的通信設(shè)備中彼此鄰近的通信設(shè)備；W 及將所確定的資源分配結(jié)果W及鄰近的通信設(shè)備的地理位置信息通知至相應(yīng)的通信設(shè)備。
[0016] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種用于無線通信系統(tǒng)的通信設(shè)備，包括；發(fā)送單 元，被配置為將關(guān)于通信設(shè)備的地理位置和天線數(shù)量的信息發(fā)送給無線通信系統(tǒng)的頻譜資 源管理裝置。
[0017] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種用于無線通信系統(tǒng)的頻譜資源管理裝置，包 括：參數(shù)接收單元，被配置為從通信設(shè)備接收關(guān)于通信設(shè)備的地理位置和天線數(shù)量的信息。
[0018] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種用于無線通信系統(tǒng)的頻譜資源管理裝置，包 括：一個或多個處理器，被配置為獲取頻譜資源管理裝置所管理的通信設(shè)備的資源利用參 數(shù)信息，資源利用參數(shù)信息包括天線數(shù)量；W及基于資源利用參數(shù)信息確定對頻譜資源管 理裝置所管理的通信設(shè)備的頻譜資源分配。
[0019] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種用于無線通信系統(tǒng)的通信設(shè)備，配置有多個 天線，通信設(shè)備包括：一個或多個處理器，被配置為將多個天線的天線數(shù)量包含于該通信設(shè) 備的資源利用參數(shù)信息中W用于該通信設(shè)備的頻譜資源管理裝置；W及獲取頻譜資源管理 裝置基于資源利用參數(shù)信息分配的頻譜資源。
[0020] 根據(jù)本公開的各方面，豐富了在無線通信系統(tǒng)中的通信設(shè)備與頻譜資源管理裝置 之間信令交互的內(nèi)容，充分利用了多天線系統(tǒng)中通信設(shè)備可能具有的空間自由度，進而能 夠有效降低通信設(shè)備之間或通信系統(tǒng)之間的干擾。
【附圖說明】
[0021] 參照下面結(jié)合附圖對本公開的實施例的說明，會更加容易地理解本公開的W上和 其它目的、特點和優(yōu)點。在附圖中，相同的或?qū)?yīng)的技術(shù)特征或部件將采用相同或?qū)?yīng)的附 圖標(biāo)記來表示。在附圖中不必依照比例繪制出單元的尺寸和相對位置。
[0022] 圖1是例示根據(jù)本公開實施例的用于無線通信系統(tǒng)的頻譜資源管理裝置的結(jié)構(gòu) 的框圖。
[0023] 圖2是例示根據(jù)本公開另一實施例的頻譜資源管理裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0024] 圖3是例示基于天線數(shù)量將可用頻譜資源分配至地理位置鄰近的通信設(shè)備的一 個實施例的示意圖。
[0025] 圖4是例示根據(jù)本公開實施例的管理無線通信系統(tǒng)的頻譜資源的方法的流程圖。
[0026] 圖5是例示根據(jù)本公開實施例的用于無線通信系統(tǒng)的通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0027] 圖6是例示根據(jù)本公開另一實施例的無線通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0028] 圖7是例示通信設(shè)備所配置的非均勻線性天線陣列的示意圖。
[0029] 圖8是例示根據(jù)本公開實施例的在配置有多個天線的通信設(shè)備中使用的無線通 信方法的流程圖。
[0030] 圖9是例示根據(jù)本公開的用于無線電可重配通信系統(tǒng)的通信設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0031] 圖10是例示根據(jù)本公開實施例的在無線電可重配通信系統(tǒng)中使用的通信方法的 流程圖。
[0032] 圖11是例示根據(jù)本公開實施例的用于無線電可重配通信系統(tǒng)的頻譜資源管理裝 置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0033] 圖12是例示根據(jù)本公開的在無線電可重配通信系統(tǒng)中使用的頻譜資源管理方法 的流程圖。
[0034] 圖13是例示根據(jù)本公開實施例的無線通信系統(tǒng)中通信設(shè)備與頻率資源管理裝置 交互和動作的時序圖。
[0035] 圖14是例示能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的計算機的示例性結(jié)構(gòu)的框圖。
[0036] 圖15是例示可W應(yīng)用本公開技術(shù)的eNB的示意性配置的第一示例的框圖。
[0037] 圖16是例示可W應(yīng)用本公開技術(shù)的eNB的示意性配置的第二示例的框圖。
[003引圖17是例示可W應(yīng)用本公開技術(shù)的智能電話的示意性配置的框圖。
[0039] 圖18是例示包括主系統(tǒng)和次系統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)的示意性配置的框圖。
[0040] 圖19是例示根據(jù)本公開實施例的在無線資源管理裝置和通信設(shè)備之間的交互的 時序圖。
【具體實施方式】
[0041] 在下文中將結(jié)合附圖對本公開的示例性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見， 在說明書中并未描述實際實施例的所有特征。然而，應(yīng)該了解，在開發(fā)任何送種實際實施例 的過程中必須做出很多特定于實施例的決定，W便實現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)。例如，符合 與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的郝些限制條件，并且送些限制條件可能會隨著實施例的不同而有所改 變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費時的，但對得益于本公開內(nèi)容 的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，送種開發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。
[0042] 在此，還需要說明的一點是；為了避免因不必要的細節(jié)而模糊了本公開，在附圖中 僅示出了與根據(jù)本公開的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本公開關(guān) 系不大的其它細節(jié)。
[004引在現(xiàn)有的無線電可重配系統(tǒng)（RR巧中，由于各無線接入點存在不同步W及信令方 面的不足，鄰近接入點之間會出現(xiàn)同頻傳輸互相干擾的問題。鄰近接入點之間的相互干擾 包括；下行對上行的干擾、下行對下行的干擾、上行對上行的干擾W及上行對下行的干擾。 到目前為止，利用無線接入點可能存在的空間自由度，例如無線接入點的天線數(shù)量，為相鄰 接入點分配頻譜資源的方案尚未被提及。此外，在現(xiàn)有技術(shù)方案中，鄰近接入點彼此不知道 對方的地理位置。鄰近接入點之間的干擾消除也未考慮鄰近接入點地理位置的影響。
[0044] 為了提高頻譜利用率、減小相鄰無線接入點之間的相互干擾，期望提供了一種將 接入點的天線布置（具體地，天線數(shù)量）與頻譜資源管理方案相結(jié)合的頻譜資源管理裝置、 頻譜資源管理方法、無線通信裝置和無線通信方法。
[0045] 圖1是例示根據(jù)本公開實施例的用于無線通信系統(tǒng)的頻譜資源管理裝置100的結(jié) 構(gòu)的框圖。頻譜資源管理裝置100包括參數(shù)獲取單元101和資源分配單元102。
[0046] 參數(shù)獲取單元101被配置為獲取由頻譜資源管理裝置100管理的通信設(shè)備的資源 利用參數(shù)信息。送里，取決于應(yīng)用場景的不同，頻譜資源管理裝置100可W被實現(xiàn)為頻譜協(xié) 調(diào)器、地理位置數(shù)據(jù)庫（GLBD)和頻譜協(xié)調(diào)器的組合、基站、中必服務(wù)器等。相對應(yīng)地，通信 設(shè)備可W被實現(xiàn)為小小區(qū)基站、無線接入點、或者是用戶設(shè)備扣巧等。
[0047] 在一個具體的示例中，頻譜資源管理裝置100被實現(xiàn)為頻譜協(xié)調(diào)器，通信設(shè)備被 實現(xiàn)為具有認知無線電功能的WiFi接入設(shè)備，其中，WiFi接入設(shè)備在頻譜協(xié)調(diào)器的管理下 機會性地利用廣播電視頻段或雷達頻段的頻譜資源與其從設(shè)備（slave device)進行WiFi 通信。
[0048] 本公開可W基于例如TS 103 145標(biāo)準(zhǔn)中的現(xiàn)有功能模塊關(guān)系。例如，圖18是 例示包括主系統(tǒng)和次系統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)1800的示意性配置的框圖。無線通信系統(tǒng) 1800可W包括一個或多個地理位置數(shù)據(jù)庫（GLDB)、一個或多個頻譜協(xié)調(diào)器（SC, Spectrum Coordinator) W及多個認知無線電系統(tǒng)（CRS, Co即itive Radio System,圖 18 中 W CRS 1 和CRS2表示）。其中，GLDB和SC構(gòu)成主系統(tǒng)，多個CRS構(gòu)成次系統(tǒng)。在無線通信系統(tǒng)1800 中，根據(jù)本公開的頻譜資源管理裝置（例如，資源管理裝置100)可W被實現(xiàn)為單獨的SC,也 可W被實現(xiàn)為GL抓和SC的組合；根據(jù)本公開的無線通信設(shè)備（例如下面將描述的與資源 管理裝置100相對應(yīng)的通信設(shè)備500)可W被實現(xiàn)為至少一個CRS中的接入點等。
[0049] 在另一個具體的示例中，頻譜資源管理裝置100被實現(xiàn)為eNB，通信設(shè)備實現(xiàn)為具 有認知無線電功能的小小區(qū)基站，其中，小小區(qū)基站在eNB的管理下機會性地利用WiFi頻 段的頻譜資源與其從設(shè)備例如肥進行蜂窩通信。
[0050] 通信設(shè)備資源利用參數(shù)信息是頻譜資源管理裝置100對通信設(shè)備進行資源分配 和資源管理所要使用的相關(guān)信息。資源利用參數(shù)信息包括通信設(shè)備所具有的天線的天線數(shù) 量。依據(jù)所應(yīng)用于的通信系統(tǒng)的不同類型或者需求，資源利用參數(shù)信息例如還可W包括通 信設(shè)備的地理位置等。
[0051] 頻譜資源管理裝置100的參數(shù)獲取單元101可W從例如無線接入點的通信設(shè)備接 收包括天線數(shù)量的資源利用參數(shù)信息。通信