用于实施动态频带访问的多个无线电设备的制作方法

xiaoxiao2020-9-10  4

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用于实施动态频带访问的多个无线电设备的制作方法
【专利摘要】利用在单个设备中包含多个无线电装置的个别多模式设备来提供系统和方法以实施动态频谱访问。多模式设备配置成通过保持经由如下基站的数据通信链路来利用增加的频谱,所述基站由主要运营商操作以支持在主要运营商的专有受许的频谱中的通信。该数据通信链路由第一无线电装置保持,该数据通信链路用来支持数据通信的第一级,并且将额外频谱的可用性发信号通知给多模式设备。该多模式设备可请求对额外频谱的访问。第二无线电装置可促进利用多无线电多模式设备对所接收额外频谱的访问。
【专利说明】用于实施动态频带访问的多个无线电设备

【背景技术】
[0001]本申请要求2012年4月11日提交的、题目为“用于有效频谱使用的基于用户行为模式的智能频谱分配”的、序号为61/603,261的美国临时专利申请的优先权。本申请与2012年4月30日提交的、一同待审理的序号为PCT/US2012/035780、PCT/US2012/035760和PCT/US2012/035748的申请有关,由此通过引用将其公开完整地结合到本文中。
[0002]
【技术领域】
[0003]本公开涉及使用包含多个无线电装置的多模式设备(MMD)实施动态频带访问的系统和方法,所述多个无线电装置提供对由主要频谱持有者(PSH)或者被指派来管理频谱的给定分配的代理所分配频谱的访问,以临时“租借”对它们所持有频谱的访问权给诸如例如移动无线网络运营商等其它实体。
[0004]【背景技术】
[0005]最近十年半已见证特别是由个别用户操作例如通过专有受许的无线网络运营商的无线数据通信的需求和使用的激增。随着由个体用户经由各种通信路径访问所有方式的无线网络而采用的无线设备的数量和类型持续倍增,现今这种增长持续不减,从而增加对于可用频谱的需求。随着对于无线数据访问的需求持续增加,世界面临全球频谱短缺。存在能够被利用以支持无线数据通信的有限量频谱。针对无线设备增加的数量和类型,无线频谱的可用性对于频谱的持续使用以交换数据并持续经济增长是关键。
[0006]能力不断增长的无线数据通信的可用性也已在个别用户中产生了某种服务质量的预期。简言之,例如,个别无线数据通信消费者预期高质量无线数据和语音通信可用于任意时间和任意地点。如果没有找到解决方案,则某些MMD的用户将在支付较高费用以用于访问将作为无线语音和数据通信频谱的稀缺资源的同时,全部失望地体验掉线呼叫和慢速数据增加的情况。
[0007]无线MMD用于向个别客户提供对电子邮件、社交媒体、应用和流播视频实际上瞬时且持续的无线访问。估计这些MMD要使用较早代的蜂窝电话使用的频谱量的25到125倍。各种行业估计预期在可预见的未来全球移动数据业务每1-2年增长翻番。
[0008]专有移动频谱许可将用于无线数据和语音通信的可用频谱的部分划分给它们的受许人。任意地理区域中的受许人包括政府机构,其有时将通信频谱保留给某些“必需的”无线语音和数据通信。这些通信用户的非穷举清单包括广播无线电和电视通信、卫星通信、公共安全和紧急服务通信、军用通信、以及包括例如与飞行器用于导航和空中交通控制的通信的某些其它商业通信需求。特定地理区域中的受许人还包括无线网络运营商,诸如例如移动蜂窝网络运营商。用于任意特定地理区域的受许频谱的分解的粗略回顾揭示了支持给任意特定受许人的额外专有许可的指派的新频谱可用性几乎耗竭。
[0009]作为一个例子,对移动蜂窝网络运营商所面临挑战的详细回顾开始于对它们的操作的概览。在特定地理区域内,移动蜂窝网络运营商许可用于它们专用的频带。随后这些实体与购买或被提供有连网的MMD的个体客户签订契约,以用连通性的明示或隐式的保证来提供某些级别的服务并且在增加的递送速率下提供某些级别的通信保真度。随着移动蜂窝网络通信业务持续其显著的增加,现今拥塞发生,并且预测在今后几年在当前许可给移动蜂窝网络运营商以支持无线语音和数据通信的部分频谱中拥塞显著增长。
[0010]面对关于它们的受许频谱中的网络拥塞的当前和预测的问题,无线网络运营商已开始在二级市场从其受许的频带未充分利用或以其他方式可用的其他专有受许人(频谱持有者)购买额外专有频谱许可。购买额外频谱许可允许无线网络运营商建立或扩张它们的网络并且处理更多客户业务。事实上,在2011年底,美国的一个主要移动蜂窝网络运营商在规章批准下达成了协议,以便用报告为超出三十五亿美元的金额从多个广播有线公司购买用于无线通信频谱的小狭带(约20MHz)的许可。
[0011]正在努力优化无线数据通信以对可用频谱进行更有效的使用。考虑将可用频谱作为具有有限最大直径的管道。正在进行的努力试图优化通过该管道的数据流,从而减少使用的频谱量。这些努力包括对压缩技术、视频优化和突发传输的使用,使得通过该管道的总数据传输被简化和优化,即实施在通过管道的看起来较小的流量中传递较大量数据的技术。额外的努力集中在诸如W1-Fi卸载或小小区开发的概念上以减轻专有许可给移动蜂窝网络运营商的频谱的饱和部分上的负担。使数据流更有效从而提高频谱效率的所有努力都将获益。但是,不管这些努力,由于由许可覆盖的固定的、有限的频谱的缘故,管道从不会变得更大。上面的努力可延迟该必然性。但是,当支持移动语音和数据通信的当前受许部分的频谱将超载的时候仍然会到来。当这种超载发生时,移动蜂窝网络运营商在其手头具有方法,其中一些现今已用,通过这些方法保持其专有受许频谱上的服务,以用于其所有个别客户MMD。这些方法常常降低由个别客户体验的服务质量。常见的技术包括例如移动蜂窝网络运营商“扼制”可由个别客户的MMD接收数据所用的速率。如同任意供求方案,无线网络运营商能够根据当前受许频谱从其某些个别客户索要额外费用供其用于给予所述个别客户最后被“扼制”的优先权。


【发明内容】

[0012]对上述除了被许可给移动蜂窝网络运营商的那些之外的受许频谱中的某些频谱的使用的回顾揭示了尽管某些受许人的频谱被分配给具体实体供在特定调度的时间或基于所需来使用,但是某些受许人的频谱的整体使用率可能实际上非常低。分配给除语音和数据通信之外的某些服务以及W1-Fi服务的频谱可经历低到1%的实际总平均使用率。例如,一些实体仅在紧急时候要求对它们的频谱的高利用率。理论上,无线频谱上估计高达4GHz的频谱未充分利用。
[0013]已建议的一个行业解决方案将允许个别MMD进行自主频谱感测以检测未使用的频谱并且允许对于个别MMD利用该频谱在自组的基础上来使用。这种允许个别客户寻出和使用最有效且经济的服务而不管该服务是怎样递送到个别客户的MMD的“开放市场”或“机会主义的”方法不是根据当前的范例。根据当前技术,这种方法看起来似乎使得将不会以足够严格的方式解决该问题的混乱级别可能实施。其频谱可被访问的频谱持有者常常要求在某些时候完全控制它们的频谱而不受入侵MMD的干扰。频谱感测解决方案将中断这种控制并且引入干扰。可以可行地实施开放市场的方法的时候可能到来。在那时,可用个别MMD直接实施根据本公开的系统和方法。
[0014]一些人已建议频谱分配应基于公平、内容类型和提供者的不同实施效用模型。由于假定这个建议的解决方案产生碎片并且导致仅会加剧当前所预测困难的低效率,所以它被大打折扣。其他人已建议使用感知导频信道(无线频谱)来通告可用的未使用或未充分使用的频谱。但是,该“解决方案”将要求使用额外的频谱以实施通告并且将很大程度上不受控而导致混乱增加。虽然也已提出使用静态数据库来定位未使用的频谱,但是不认为它是足够动态以长期管理该问题的。由个别用户在任意给定位置在任意给定时段所需的频谱是动态变化的,特别是当用户是移动用户时。这要求同等动态的自动化解决方案,通过该解决方案来管理频谱分配。能够通过以满足所有相应受许人的要求的方式执行严格的方案以利用未充分使用的频谱部分,来减轻频谱的某些部分中拥挤的问题。
[0015]与开放市场方法对比,上面的描述是“受控市场”方法。受控市场方法基于现今适当的移动蜂窝网络运营商/个别客户模型。个别客户一般不访问频谱(除非通过由如下移动蜂窝网络运营商控制的受许频谱,该移动蜂窝网络运营商向该个别客户提供服务和装备(MMD))。在这种模型中,是移动蜂窝网络运营商用某些保证书和免责声明来提供分级契约服务(contracted-for level of service),同时行使某种级别的控制。例如,基于这种关系,移动蜂窝网络运营商能够通过放慢向个别客户的MMD提供那些通信所用的速率来扼制个别客户对无线通信的访问。移动蜂窝网络运营商还能够阻止数据传送到达个别客户的MMD。移动蜂窝网络运营商还能够控制个别客户可能够访问什么应用以及个别客户的MMD可支持什么应用。因为受控市场方法一般是现今适当的方法,所以本公开的均衡将似乎参考所公开的系统和方法在受控市场中的实施。但是应认识到,如果开放市场方法变成用于支持个别客户的无线通信需要的范例,则如上面所指示的那样,根据本公开的系统和方法可在开放市场方法中同等实现。同样,术语移动蜂窝网络运营商用来一般性地指代在收费基础上专有许可频谱给多个个别用户以支持提供无线数据和语音通信的任意商业提供者。
[0016]基于上面的不足,在受控环境中出现新的范例以用于全球频谱优化。对无线行业而言新颖的是对与频谱许可销售相对的临时频谱许可租借/租赁的讨论。可经由拍卖或二级市场交易来进行这种对频谱可用性的临时访问权的租借/租赁。这里称作PSH的未使用或未充分使用的频谱的专有受许人可将在特定时间、特定位置以及在特定频带中的某一量的频谱提供给市场,其中要求额外频谱的受许人可以以酬金或其它适当报酬来获得对所供给频谱的临时访问权。在世界范围存在对于如下规则的推动,这些规则允许受许频谱持有者向诸如移动蜂窝网络运营商等需要频谱的其它实体临时转移(例如租借或租赁)对它们未使用或未充分使用的频谱的访问权。这产生双赢情形,其中其它实体获得不能以其它方式得到的、对额外频谱资源的访问权,而具有未使用频谱的PSH得到财政的激励或其它报酬。虽然这可对于大多数如下受许频谱持有者特别有吸引力,即,对它们的频谱的使用率远远不足100%,但是它们基于它们的需要而不能够通过销售或其它交易完全放弃频谱,以保持频谱被保留给它们自己在特定区域中、特定时候使用。
[0017]根据所提出的方案,具有未充分使用的频谱的多个PSH可充当频谱供应者。多个交替频谱持有者(ASH)、诸如例如移动蜂窝网络运营商可通过从作为例如频谱出租者的频谱供应者获得额外频谱可用性来争取增强它们自己的专有受许频谱。移动蜂窝网络运营商需要支持它的个别客户操作连接到该移动蜂窝网络的其个别MMD。移动蜂窝网络运营商处于这样的位置:根据时间和位置监视由其个别客户对其网络的使用。当移动蜂窝网络运营商确定在特定位置、特定时间其受许频谱将不满足客户需求时(例如,白天最繁忙时段),则充当ASH的移动蜂窝网络运营商可执行交易,诸如例如对频谱进行实时投标,以在特定位置、特定时间临时获得额外频谱,该额外频谱已在受控市场中由PSH使之可用。
[0018]在将其未充分使用的频谱的部分供应给市场以便由潜在ASH访问之前,PSH 一般需要被确保当出现需要时它能够重新得到对其频谱的控制权。本公开中讨论的示范性实施例中提供支持这种确保的清晰机制。如本公开中所讨论的那样,DSA—般指代以下方案:在所租借的频谱能够由PSH按需要收回的条件下,允许PSH将它们的频谱临时租借给ASH。估计到,通过在到6GHz的所有频谱上实施这种方案,未充分使用的4GHz频谱差不多75%可被恢复,以便由多个ASH使用。该完全恢复将要求代理方案的全面实施以及来自所有PSH的全面合作。由于预料到某些PSH可选择不参与,并且其他PSH可调节它们的参与,因此实际的实施可最初在远远低于2GHz处实现频谱恢复。但是,为了将上面的数字放到一些观点中,应认识到,500MHz的恢复将有效地使当前可用于移动蜂窝网络通信的频谱量加倍。
[0019]在获得变成经济上可行的有效且可缩放的DSA方案方面的挑战是有效频谱管理。换言之,假定在不同时间段、在不同位置、向不同运营商或用户提供频谱的临时租赁,挑战在于确定如何最好地协同频谱的租赁使得代理方案最大化:(1)对于ASH的激励;(2)对于PSH的激励;以及(3)(理想情况下以最小花费)支付该频谱的用户/运营商的体验,同时避免干扰并确保PSH可按需要恢复其频谱。这是适合于使用计算分析的优化问题。当前,不存在跨采用DSA的网络、采用计算分析的已知全球频谱管理方案。当无线网络运营商在它们自己的网络内利用频谱管理的同时,不存在潜在ASH之间的跨网络、或跨运营商的频谱管理。现今,使用专有受许的频谱,已不存在对于大规模频谱管理的推动。但是,对于由营运商预期的它们的专有受许频谱的未来频谱耗竭,所租借频谱的更大池提供频谱资源的更大池,从中优化利用率,即优化将不再限于只是每个个别营运商的本地频谱资源。
[0020]在序号为61/603,261的美国临时专利申请中提出实现以云为中心的DSA形式的超越的(overarching) CSS方法。具体而言,将云设想为允许实时或接近实时地管理动态分配、收回、解除分配、审计以及优化频谱使用的机制,其中优化频谱使用已成为在PSH和充当ASH的运营商/用户/内容提供者之间交易的主题。
[0021]序号为PCT/US2012/035780的申请提出两级频谱管理分析优化,其有效地将频谱优化要求和职责在区域全球频谱代理和由每个运营商对于其自己的蜂窝网络的本地优化之间分支。该申请根据规定的代理方案具体讨论用于频谱管理的本地和全球优化的概念。
[0022]作为对于780申请中所描述优化的辅助,序号为PCT/US2012/035760的申请描述算法的准则、输入以及输出,该算法用于解决在780申请中所描述的全球和本地频谱代理级别中的一个或两者的频谱优化。可采用760申请中讨论的每个输入来生成用于多模式设备(MMD)或无线设备的适当输出简档,以支持DSA。760申请具体描述实施频谱管理分析(SMA)算法,其涉及多个枚举输入以生成一组输出参数以便由MMD用于优化使之对于该MMD可用的频谱资源的频谱使用。SMA算法被描述为云频谱代理(CSB)分析的一部分。CSB分析规定:(1)管理涉及将频谱资源从参与的PSH转移到一个或多个ASH的CSS交易;(2)按请求将频谱资源从ASH收回到对应PSH ; (3)基于来自MMD或通过其它ASH的请求,发起对PSH的询问;以及(4)执行一系列预测性资源分配,其当MMD在多个区域之间移动时可优化频谱使用。
[0023]在760申请中一般性描述的多个和变化的信息源提供关于以下的信息:无线电装置接口、MMD能力、基站能力、来自地理数据库的信息、来自频谱可用性数据库的信息(诸如CSD)、来自MMD简档数据库的信息以及关于未完成请求的信息,这些信息可表示对MMD移动性模型、可视网络上的信息以及应用特征的编辑。
[0024]为了实现261临时申请中描述的CSS方法,用序号为PCT/US2012/035748的相关申请中提供的细节,提出云频谱数据库(CSD),以用作动态和交互的库,其用于与动态改变的频谱可用性清单关联的760申请中所讨论的多个信息类。
[0068]申请中描述的系统和方法实施CSD,通过该CSD根据个别数据元素对频谱可用性进行定义和编目并且根据公共单元测量系统对与ASH和MMD的交易出价。在748申请公开中,用于所公开公共单元测量系统的所定义度量称作时间-频率单元或TFU。例如,可根据在规定时间可用的频谱单元,例如IMHz的频谱可用于在给定位置使用I秒钟,来定义一个TFU。CSS交易中协商的每个频谱资源可在多个TFU中被表示(被转移),每个TFU表示按照频率片段(frequency tile)的不间断时间。
[0025]748申请规定:在CSD中可根据至少包括频带(频带ID)、开始频率和结束频率的多个信息条目来定义频谱可用性。为了 ASH或MMD可根据所提供信息为了获得多个频谱单元的可用性而出价,每个条目还可伴随有可用于进一步描述频谱可用性的一系列个别参数。这些个别参数可包括:(I)可用频谱被许可的指示;(2)可用频谱服从由使频谱对于CSD可用的PSH来收回的指示,S卩服从由PSH先占,其例如采用召回的立即性的适当细节;(3)频谱可用性的开始时间;(4)频谱可用性的结束时间;(5)由PSH授权在该可用频谱上使用的最大功率电平;(6)关于该可用频谱的地理位置;(7)为了使用可用频谱,每个TFU的(金钱的或其它报酬的)成本或者其它适当单位价格;以及(8)基于交易使用特定部分的可用频谱的ASH或MMD的身份的指示,使得在PSH想收回它已使之可用却在使用中的频谱的情况下,CSD将促进与该实体联系以确保该实体停止在该频段上的操作。
[0026]无线电信由可用频谱上的不同频带支持。一般而言,这些频带可分类为国际移动电信(MT)频带以及由本公开中一般性地描述为PSH的其它类型和类别的实体以其它方式所专有许可的非MT频带,其中,所述MT频带是一般由移动无线网络、诸如移动蜂窝网络的运营商专有许可的频带,个别MMD被配置以在其中操作。在国际电信联盟内存在用于决定和/或指定頂T频带的过程。
[0027]所公开系统和方法的示范性实施例可采用在单个设备中包含多个无线电装置的个别MMD来实施动态频谱访问。
[0028]在示范性实施例中,MMD可通过保持经由如下基站的数据通信链路来利用增加的频谱,所述基站可由主要运营商ASH操作以支持主要运营商ASH的专有受许频谱中的通信。该数据通信链路可由第一无线电装置保持,数据通信链路用来支持第一级的数据通信,以及用于将额外频谱的增加的一个(或多个)频带的可用性发信号通知给MMD。
[0029]在示范性实施例中,ASH或MMD可与诸如例如CSD或CSB的云实体通信以请求对可由一个或多个PSH供给的额外频谱的访问权。可采用单独的认证过程,如果MMD采用第一无线电装置、即保持与主要运营商ASH正在进行中的连接的相同无线电装置,则单独的认证过程可以是复杂的、缓慢的、花费多的或者难以实施的。第二无线电装置可在采用第一无线电装置保持数据通信链路的同时,促进对用于数据通信的额外频谱的访问。
[0030]示范性实施例可支持以下场景:其中由频谱市场提供给MMD的增加的动态频谱可经由第二无线电装置更有效地被提供。这可表示相比常规MMD的改进,该常规MMD采用单个4G无线电装置用于聚合来自相同主要运营商ASH的多个频带或者采用不同代的两个无线电装置、例如2G无线电装置和3G无线电装置用于单独集中在语音通信和数据通信上的连接。当前不存在用于保持单独且最优数据连接的双无线电方法。
[0031]示范性实施例可使用具有两无线电架构的MMD,该架构特征在于具有本公开中区分为“基准”无线电装置的、用于连接到主要运营商ASH频谱的第一无线电装置以及可具有相同或不同配置的、本公开中区分为“turbo”无线电装置的、可被指定用于动态频谱使用的第二无线电装置。
[0032]在示范性实施例中,基准无线电装置可例如是现存GSMA、CDMA、WiMAX或LTE无线电装置之一。可例如由主要运营商ASH基站来使用基准无线电装置以发信号通知MMD什么样的动态频带(若有的话)要使用或停止使用。对于MMD请求的额外频谱场景,基准无线电装置还可用作到基于云的实体的数据通信链路,诸如CSD或CSB,以请求增加的频谱可用性。
[0033]示范性实施例可提供如下MMD,其中turbo无线电装置为了调谐到由基站通过基准无线电装置发信号通知的一个(或多个)动态频带而调节灵活的RF前端。
[0034]在单个MMD中,示范性实施例可提供可以以协同或非协同方式操作的基准无线电装置和turbo无线电装置。在协同操作方案中,基准无线电装置和turbo无线电装置可由相同的公共基带处理器支持。在非协同操作方案中,基准无线电装置和turbo无线电装置中的每个可由单独的基带处理器支持。作为在MMD和支持该MMD的主要运营商ASH基站之间的协议信令的一部分,可在约定使用turbo无线电装置之前选择给定的操作方案或模式。对给定操作方案或模式的选择可取决于多个因素。这些因素可包括成本、功率、业务和性能考虑。例如,由于两个无线电装置自由地同时操作并且使用单独的基带处理器,所以非协同方案可支持改进的性能。这种优点的出现可以较高功率消耗和成本为代价。相反,协同方案可允许将单独的数据流组合到公共基带处理器中,这在非协同方案中可能较难以完成。
[0035]在对各种示范性实施例进行的详细说明中描述并且可从中明显看出所公开系统和方法的这些和其它特征以及优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0036]将参考以下附图详细描述使用包含多个无线电装置的MMD来实施动态频带访问的所公开系统和方法的各种示范性实施例,所述多个无线电装置提供对在频谱管理方案中由PSH所分配频谱的访问。
[0037]图1根据本公开针对CSS方案中所涉及的个体实体示出到云的连接性的示范性概览;
[0038]图2根据本公开示出用于MMD的第一示范性配置的框图;
[0039]图3根据本公开示出用于MMD的第二示范性配置的框图;以及
[0040]图4根据本公开示出用于操作MMD的示范性方法的流程图。

【具体实施方式】
[0041]使用包含多个无线电装置的MMD实施动态频带访问的系统和方法一般地将指代用于那些系统和方法的这种具体效用,所述多个无线电装置提供对由PSH所分配频谱的访问。除了所公开的系统以及用于使用那些系统的方法中的至少一些元件可与基于云的元件通信以用于根据来自MMD或MMD在其内操作的主要运营商ASH的请求实施递送动态频谱以及频谱优化之外,本公开中描述且描绘的示范性实施例不应被解释为具体限于特定通信路径或特定频带,或限于用于与PSH、ASH或MMD交换信息的具体系统基础设施。
[0042]虽然本公开通篇引用似乎针对所公开且描绘的、在常规理解的“受控市场”方法中与主要运营商ASH的通信中操作以用于提供无线通信服务的MMD,但是应理解,根据本公开的系统和方法不限于常规理解的“受控市场”方法。所公开的概念可同等适用于用于通过与个体MMD直接交互而提供无线数据通信服务的任意方法(当这样的方法变得可行地实施用于控制无线数据通信时)。该讨论基于用于经由主要运营商ASH实施商业无线(蜂窝)通信的当前所理解的协议参考对“受控市场”方法的应用仅为了熟悉并且易于理解所提出的实施。
[0043]对例如特定描述且描绘的MMD配置的具体引用以及对无线(移动蜂窝)网络配置的引用应理解为仅是示范性的,并且不以任意方式限于无线网络的任意具体配置中使用的MMD或其它无线设备的任意特定分类(无论是固定的还是移动的),或作为能够直接与基于云的元件执行可用频谱交易的自主单元。
[0044]所公开系统和方法的个别特征和优点在下面的说明书中陈述并且将从说明书中部分显而易见,或者可通过本公开中所描述的特征的实践来了解。根据本公开的系统和方法的特征和优点可借助于特别在所附权利要求中指出的个体单元以及这些单元的组合来认识以及获得。虽然讨论具体示范性实施,但是应理解,这仅出于说明的目的来进行。相关领域的技术人员将认识到,在不偏离本公开的主题的精神和范围内也可使用其它组件和配置。
[0045]试图在特定地理区域中优化频谱使用时,存在可考虑的大量输入。这些输入包括基于时间的参数、基于位置的参数以及基于频率的参数。例如在CSD中收集和存储的信息意图在作为基于云的频谱市场的一部分的单个位置上捕获这些参数中的多个来描述频谱可用性。随着这种市场的实施,知道以什么频率、多少以及一般在什么时候PSH采用专有许可给它们的频谱的PSH可利用适当信息填充CSD,以对它们提出的频谱可用性进行编目。为了使作为可能在具体时间、具体位置要求或希望额外频谱服务的实体的潜在主要运营商ASH可基于经由CSD向市场提供的频谱可用性的列出时段而进入交易,PSH可指示它们的频谱可用时的时段。
[0046]对于频谱市场,频谱可用性有时将服从PSH的能力以按需要收回那个频谱,由MMD先占对频谱的使用。本公开将可互换地指代这样的作为收回或先占频谱使用的发生。这种能力是实施基于云的市场方案的系统的一部分。这种要求以及其引入的不确定性级别还可驱动主要运营商ASH可能愿意为该频谱可用性出价的费用量或者其它报酬。如果例如不可能性大于可能性的是,例如在由主要运营商ASH操作的峰值时段需要立即收回频谱,则与可立即可召回的频谱相比,该频谱可每个TFU获取更高的成本并且可能要基于某一例程被召回。
[0047]图1针对CSS架构中所涉及个别实体示出到云110的连接性的示范性概览100。如图1所示,个别实体可包括:一个或多个多模式设备(MMD) 120,其经由云110直接与其它实体通信或者以其它方式通过所述一个或多个MMD120与其处于通信中的主要运营商交替频谱持有者(ASH) 130与其它实体通信;一个或多个主要频谱持有者(PSH) 140 ;一个或多个内容提供者(CP) 150 ;至少一个区域云频谱代理(CSB) 160 ;以及一般区域云频谱数据库(CSD) 170。尽管在图1中被描绘为单独的元件,然而,表示个别实体120-170的元件中的一个或多个元件实际上可位于云110中。对于CSD170,特别可以是该情形。
[0048]上面讨论的频谱管理方案的实施包含某些数据在PSH和ASH和/或MMD之间的交换。可基于来自MMD、经由它们的主要运营商ASH的请求来交换频谱可访问性。可根据多个定义的参数来规定频谱可用性。定义的参数可包括,例如,频带的标识、和/或开始频率和结束频率的单独标识,可协同或独立使用这些参数以定义由PSH提供的频谱可用性的频率。所提供的频带可以是一个或多个非MT频带。通常,MMD仅在MT频带中操作。常规上,存在对于一个或多个MMD的有益使用而聚合多个MT频带上的MT频带通信的能力。不存在对于这种使用而聚合非IMT频带的能力。
[0049]个体MMD或操作多个MMD用来操作的基站的主要运营商ASH可以以用于个别MMD或多个MMD的MMD简档的形式向CSS架构的其它元件建议其能力。被提供以便由诸如CSB或CSD等基于云的实体为了分配频谱而加以考虑或用于PSH将其通告定向到目标市场的这种简档信息可包括关于个别MMD和基站的能力的指示,以支持信令,通过该信令,包括IMT频带和非IMT频带的多个频带可被聚合。以这种方式,支持聚合的具体级别的特定MMD或MMD组的能力可提供对频谱市场的适当洞察以促进对频谱资源的优化。
[0050]PSH可指定一起被采用来规定特定频谱可用性的“可用性窗口 ”的开始时间和结束时间。可用性窗口的定义将帮助主要运营商ASH或MMD来确定所供应的特定频谱可用性是否满足ASH或MMD的要求。当结合关于潜在先占的细节的定义来进行时,可用性窗口提供由PSH关于其提供不中断频谱可用性的能力进行的最好猜测。
[0051]如上所指,频谱可用性可服从由供应的PSH在任意时间通过例如PSH发送“停止”或“停止<时间>”消息来收回。“停止”或“停止<时间>”消息可以是当在特定可用性窗口内出现需要时由PSH用于收回之前使之对于CSD和/或CSB可用的频谱的机制。当出现要求PSH收回对其频谱的使用的情形时,CSD和/或CSB可通知使用获取的使用中的频谱的关联主要运营商ASH或MMD在“停止”消息情形下立即中止对要收回的频谱的使用,或者不迟于由“停止<时间>”消息的<时间>参数指示的值中止对要收回的频谱的使用。由此,CSD和/或CSB可使信息被传送到控制的主要运营商ASH,或者直接传送到使用的MMD,以停止对由PSH使之可用的、使用中的频谱的使用。
[0052]PSH还可定义在本公开中参考TFU规定的每频谱单元的特定成本,以便为该讨论提供公共框架。应理解,可代替TFU使用其它度量,并且可根据金钱补偿或其它报酬来满足那个“成本”。
[0053]因为上面信息中的某些单元可非常动态地改变,所以上述交易通信过程中涉及的实体中的每一个实体应响应于所提供信息中的这些动态变化。跟上快速改变的市场状况的能力可定义全自动计算引擎作为CSB或者适当支持和采用CSD的要求(以基于实时或接近实时来关于任意所规定参数考虑动态改变的条件的方式)。
[0054]图2根据本公开示出MMD200的第一示范性配置的框图。示范性MMD200包括多个无线电装置以促进在多个频带上的通信,从而如上面所描述的那样促进频谱优化计划的实施。示范性MMD200可包括图2中称作基准无线电装置250的、可包括基准无线电天线255的第一无线电装置以及图2中称作turbo无线电装置260的、可包括turbo无线电天线265的第二无线电装置。
[0055]基准无线电装置250是主要无线电装置,通过它具有多无线电能力的示范性MMD200可经由如下基站保持数据通信,该基站由作为示范性MMD200在其内操作的无线网络的主要运营商的ASH来操作。以这种方式,基准无线电装置250可经由主要运营商ASH专有受许频谱来访问无线数据内容。基于由基准无线电装置250提供的、包括用于承担某些应用的请求的信息,主要运营商ASH可确定在特定时间请求对来自示范性MMD200在其内操作的地理区域中的频谱市场的额外频谱的访问的需要。该示范性MMD200可经由其与基站的数据通信来得到关于对额外频谱的可用访问的通知。在接收到关于对额外频谱的访问的指示后,基准无线电装置250可向示范性MMD200中的其它组件发信号通知激活turbo无线电装置260。
[0056]一旦被激活,turbo无线电装置260便可从基准无线电装置250接收由实体转发的信息,所述信息包含频谱市场且关于额外频谱的基于频率的和基于时间的特性。随后,turbo无线电装置260可自动调谐到适当的频率以经由所提供的额外频谱开始数据通信。以这种方式,turbo无线电装置260可与基准无线电装置250并行操作以促进对额外频谱的访问,而基准无线电装置250可经由由主要运营商ASH所操作的基站而保持其之前的数据通信。在这种并行操作下,相比在基准无线电装置250被分派在由基准无线电装置正常情况下操作所利用的频带所代表的不同频带上进行同时的数据通信,以及某一尝试聚合针对所提供额外频带所标识的频带的任务的情况下,可以以更有效的方式将增加的动态频谱访问提供给示范性MMD200。
[0057]在当已使额外频谱对于频谱市场可用的PSH转发关于该PSH请求收回所指定的可用性窗口中的所提供额外频谱的指示时的实例中,可在示范性MMD200中通过与基准无线电装置250的通信来接收该指示。随后,基准无线电装置250可发信号通知turbo无线电装置260以停止进行在额外频谱上的数据通信。一旦turbo无线电装置260停止进行额外频谱上的数据通信,则基准无线电装置250可通知频谱市场中的其它实体在额外频谱中用于示范性MMD200的数据通信已停止。单独地,基准无线电装置250可在内部发信号通知关闭turbo无线电装置260。根据另一实施例,经由基准无线电装置250的通信可在turbo无线电装置260的操作时段时期中被中断。在这个实施例中,当已使额外频谱对于频谱市场可用的PSH转发关于该PSH请求收回所指定的可用性窗口中的所提供额外频谱的指示时,可在示范性MMD200中通过与turbo无线电装置260的通信来接收该指示。随后,turbo无线电装置260可发信号通知基准无线电装置250以重新建立对数据通信的进行。一旦turbo无线电装置260停止进行在额外频谱上的数据通信,则基准无线电装置250可通知频谱市场中的其它实体在额外频谱中用于示范性MMD200的数据通信已停止。
[0058]如图2所示,个别RF无线电装置、即基准无线电装置250和turbo无线电装置260可与单个基带处理器270联合操作。在这点上,来自单独的RF无线电装置的信号可组合到由单个基带处理器270表示的数字部分中。这种配置可限制对于示范性MMD200的成本和功率要求。但是,折衷可以是,单独通信的总效率由于它们由单个基带处理器270来处理的缘故可降低。由多个RF无线电装置以在这里关于单个基带处理器270描述的方式进行的操作称作“协同”操作。
[0059]示范性MMD200可包括用户接口 210,用户通过该用户接口 210与示范性MMD200交互。用户接口 210可配置为准许用户将信息输入到示范性MMD200的一个或多个常规机构,其包括键盘、键区或触摸屏。
[0060]示范性MMD200可包括用于个别地承担示范性MMD200的处理和控制功能的处理器220。处理器220可以是解释和执行指令并且处理对于示范性MMD200输入以及从示范性MMD200输出的数据的常规微处理器的形式。
[0061]示范性MMD200可包括数据存储设备230。这种数据存储设备230可用于存储将由示范性MMD200并且特别是由处理器220使用的数据以及操作程序或应用。数据存储设备230可包括随机存取存储器(RAM)或存储用于由处理器220执行的信息和指令的其它类型的动态存储设备。数据存储设备230还可包括只读存储器(R0M),其可包括常规ROM设备或存储用于由处理器220执行的静态信息和指令的其它类型的静态存储设备。根据本公开的数据存储设备230是对于示范性MMD200不可或缺的数据存储设备。
[0062]示范性MMD200可包括至少一个数据显示设备240,通过该数据显示设备240关于示范性MMD200的状态以及由示范性MMD200承担的操作的信息可显示给用户。数据显示设备240可配置为将信息显示给示范性MMD200的用户的一个或多个常规机构。
[0063]图2所描绘的示范性MMD200的各种组件中的全部组件均可通过内部数据/控制总线290连接。数据/控制总线290可在示范性MMD200的各种组件之间提供内部有线通?目。
[0064]预期示范性MMD200的各种公开的元件可设置成作为个别组件的子系统的组合或对于示范性MMD200不可或缺的组件的组合。但是,这并不排除以下配置,其中,例如,单独的数据存储设备可处于示范性MMD200的远程位置,并且与示范性MMD200进行无线通信。
[0065]图3根据本公开示出MMD300的第二示范性配置的框图。如上所述以及如图2所示,示范性MMD300包括相同类型的多个无线电装置,以促进在多个频带上通信以便实施频谱优化计划。示范性MMD300可包括第一无线电装置、基准无线电装置350以及第二无线电装置、turbo无线电装置360。
[0066]应注意,包括用户接口 310、处理器320、数据存储设备330、数据显示设备340以及数据/控制总线390的所有个别组件可按照对上面讨论的图2中的对等组件的描述。
[0067]如图3所示,个别RF无线电装置,即基准无线电装置350和turbo无线电装置360可与个别的第一宽带处理器370和第二宽带处理器380联合操作。在这点上,来自单独RF无线电装置的信号可单独流经示范性MMD300的、由个别的第一基带处理器370和第二基带处理器380代表的数字部分。这种配置可增加用于示范性MMD300的成本和功率要求。但是,折衷可以是,单独通信的总效率由于它们由多个个别的第一基带处理器370和第二基带处理器380处理的缘故可增加。由多个RF无线电装置以在这里描述的、关于多个个别的第一基带处理器370和第二基带处理器380的方式操作称作“非协同”操作。
[0068]图4根据本公开示出用于操作MMD的示范性方法的流程图。如图4所示,该方法的操作开始于步骤S4000并且进行到步骤S4100。
[0069]在步骤S4100中,可经由多无线电MMD中的基准无线电装置建立与主要运营商ASH的数据通信。该方法的操作进行到步骤S4200。
[0070]在步骤S4200中,可使用多无线电MMD中的基准无线电装置如上面讨论的那样将直接或者经由主要运营商ASH访问额外频谱的请求作为数据通信转发到频谱市场。该方法的操作进行到步骤S4300。
[0071 ] 在步骤S4300中,由于频谱市场中的频谱可用性交易,可经由多无线电MMD中的基准无线电装置来接收关于使之对于多无线电MMD可用于数据通信的额外频谱的指示。该方法的操作进行到步骤S4400。
[0072]在步骤S4400中,信令可在多无线电MMD中从基准无线电装置传送到称作turbo无线电装置的第二无线电装置,以开启turbo无线电装置,并且根据所指示的频谱可用性利用turbo无线电装置来建立数据通信。由turbo无线电装置进行的数据通信可根据由提供的PSH提供给频谱市场的个别频谱特征。该方法的操作进行到步骤S4500。
[0073]在步骤S4500中,提供的PSH可发送关于所提供的对额外频谱的访问的“停止”或“停止 < 时间 > ”消息,所述消息可在多无线电MMD中经由基准无线电装置或turbo无线电装置接收。“停止”或“停止<时间> ”消息有效地修改PSH提供用于额外频谱的任意可用性窗口的结束时间。该方法的操作进行到步骤S4600。
[0074]随后,在步骤S4600中,基准无线电装置和turbo无线电装置可协同操作以停止经由所访问的额外频谱进行的数据通信。当数据通信没有由turbo无线电装置承担时,基准无线电装置还可向turbo无线电装置发信号通知以关闭,以便省电。该方法的操作进行到步骤S4700,其中方法的操作停止。
[0075]所公开的实施例可包括存储指令的非暂时计算机可读介质,当由多无线电MMD中的处理器执行时,所述指令可使多无线电MMD执行上面概括的的方法中的全部步骤或一些步骤。
[0076]上述示范性系统和方法引用某些常规术语和组件以提供对适合的通信和处理环境的简短的、一般的描述,其中为了熟悉和易于理解,本公开的主题可在多无线电MMD中实施。尽管没被要求,可至少部分以硬件电路、固件或软件计算机可执行指令的形式提供根据本公开的系统和方法的实施例,以实现由处理器执行的所描述的包括程序模块的具体功能。还应理解,上述某些功能可由可以是基于云的虚拟逻辑元件来实现。一般而言,程序模块包括执行特定任务或实施特定数据类型的例行程序、对象、组件、数据结构等。
[0077]本领域的技术人员将理解,所公开的主题的其它实施例可以用许多类型的个体MMD来实践。
[0078]实施例包括对如下功能的引用,所述功能可在分布式网络和/或基于云的通信/计算环境中实践,其中通过通信网络由硬连线链路、无线链路或两者组合所互相链接的本地处理设备和远程处理设备来执行任务。在分布式网络环境中,程序模块可位于本地的、远程的和虚拟逻辑的基于云的数据存储设备中。
[0079]本公开范围内的实施例还可包括非暂时计算机可读媒体,其具有能够由例如多无线电MMD中的处理器访问、读取和执行的所存储计算机可执行指令或数据结构。
[0080]可执行指令或者用于执行这些指令的关联的数据结构的所描绘的示范性序列仅表示用于实施方法中所描述功能的动作的对应序列的一个例子。所描绘且所描述的方法步骤的意图并不是暗示所描绘步骤的任意特定次序(除非当所描绘步骤之一是完成另一所描绘步骤的必要的先决条件时可能必然被推断出)。所描述的许多操作和功能可并行发生。
[0081]尽管上面的描述可包含具体细节,但是它们不应以任意方式理解为限制权利要求。所公开的系统和方法的所描述实施例的其它配置是本公开的范围的一部分。即使大量可能应用中例如由任意特定MMD访问的任意一种应用不需要本公开中所描述且描绘的功能性的具体方面,这仍使每个用户能够使用本公开的益处。换言之,可存在组件、特别是个别MMD的多个实例,其中每个以各种可能的方式处理内容。它不一定需要是由所有终端用户使用的一个系统。因此,所附权利要求和它们的法律对等物仅应定义本公开,而不是给定的任意具体例子。
【权利要求】
1.一种用于实施动态频谱访问的多无线电多模式设备,所述多无线电多模式设备包括: 所述多无线电多模式设备中的第一无线电装置,所述第一无线电装置配置成(I)建立与基站的第一数据通信链路,(2)向频谱市场请求额外频谱访问,并且(3)从所述频谱市场接收关于对额外频谱的访问的指示; 所述多无线电多模式设备中的第二无线电装置,所述第二无线电装置配置成(I)从所述第一无线电装置接收信号以开启,(2)基于所接收的信号开启,以及(3)在所接收的对所述额外频谱的访问内建立第二数据通信。
2.如权利要求1所述的设备,关于对所述额外频谱的访问的所述指示包括由所述额外频谱的专有受许人提供给所述频谱市场的一个或多个特性, 所述第一无线电装置接收所述一个或多个特性,并且当所述第二无线电装置开启时,将所述一个或多个特性发信号通知给所述第二无线电装置,并且 所述第二无线电装置使用所述一个或多个特性来建立所述第二数据通信。
3.如权利要求2所述的设备,所述一个或多个特性至少包括对所述可用频谱的访问的开始时间和结束时间。
4.如权利要求3所述的设备,所述第一无线电装置进一步从所述额外频谱的所述专有受许人接收收回所述额外频谱的请求,并且发信号通知所述第二无线电装置以停止在所接收的对所述额外频谱的访问内的数据通信。
5.如权利要求4所述的设备,所述第一无线电装置发信号通知所述第二无线电装置以关闭。
6.如权利要求4所述的设备,来自所述额外频谱的所述专有受许人的、收回所述额外频谱的请求包括时间参数,所述专有受许人希望按照所述时间参数来停止对所述额外频谱的使用。
7.如权利要求6所述的设备,所述第一无线电装置发信号通知所述第二无线电装置以在所述时间参数期满之前停止所接收的对所述额外频谱的访问内的数据通信。
8.如权利要求1所述的设备,进一步包括单个基带处理器,所述单个基带处理器将分别来自所述第一无线电装置和所述第二无线电装置的第一数据通信和第二数据通信转换为数字数据。
9.如权利要求1所述的设备,进一步包括第一基带处理器和第二基带处理器,所述第一基带处理器和所述第二基带处理器单独且分别将来自所述第一无线电装置和所述第二无线电装置的第一数据通信和第二数据通信转换为数字数据。
10.一种用于实施动态频谱访问的系统,所述系统包括: 第一无线电装置,其配置成(I)建立与基站的第一数据通信链路,(2)向频谱市场请求额外频谱访问,以及(3)从所述频谱市场接收关于对额外频谱的访问的指示; 第一无线电天线; 第二无线电装置,其配置成(I)从所述第一无线电装置接收信号以开启,(2)基于所接收的信号开启,以及(3)在所接收的对所述额外频谱的访问内建立第二数据通信;以及 第二无线电天线。
11.如权利要求10所述的系统,关于对所述额外频谱的访问的所述指示包括由所述额外频谱的专有受许人提供给所述频谱市场的一个或多个特性, 所述第一无线电装置经由所述第一无线电天线接收所述一个或多个特性,并且当所述第二无线电装置开启时,将所述一个或多个特性发信号通知给所述第二无线电装置,并且 所述第二无线电装置使用所述一个或多个特性经由所述第二无线电天线来建立所述第二数据通信。
12.如权利要求11所述的系统,所述一个或多个特性至少包括用于对可用频谱的访问的开始时间和结束时间。
13.如权利要求12所述的系统,所述第一无线电装置进一步从所述额外频谱的所述专有受许人接收收回所述额外频谱的请求,并且发信号通知所述第二无线电装置以停止在所接收的对所述额外频谱的访问内的数据通信。
14.如权利要求13所述的系统,所述第一无线电装置发信号通知所述第二无线电装置以关闭。
15.如权利要求14所述的系统,来自所述额外频谱的所述专有受许人的收回所述额外频谱的所述请求包括时间参数,所述专有受许人希望按照所述时间参数来停止对所述额外频谱的使用。
16.如权利要求15所述的系统,所述第一无线电装置发信号通知所述第二无线电装置以在所述时间参数期满之前停止在所接收的对所述额外频谱的访问内的数据通信。
17.如权利要求10所述的系统,进一步包括单个基带处理器,所述单个基带处理器将分别来自所述第一无线电装置和所述第二无线电装置的第一数据通信和第二数据通信转换为数字数据。
18.如权利要求10所述的系统,进一步包括第一基带处理器和第二基带处理器,所述第一基带处理器和所述第二基带处理器单独且分别将来自所述第一无线电装置和所述第二无线电装置的第一数据通信和第二数据通信转换为数字数据。
19.一种用于使用多无线电多模式设备实施动态频谱访问的方法,所述方法包括: 使用多无线电多模式设备中的第一无线电装置建立与基站的第一数据通信; 使用所述多无线电多模式设备中的所述第一无线电装置请求额外频谱访问; 经由所述第一无线电装置从频谱市场接收关于对额外频谱的访问的指示; 由所述第一无线电装置发信号通知给所述多无线电多模式设备中的第二无线电装置以基于对所述额外频谱的访问的接收而开启;以及 使用所述第二无线电装置在所接收的对所述额外频谱的访问内建立第二数据通信。
20.如权利要求19所述的方法,关于对额外频谱的访问的指示包括由所述额外频谱的专有受许人提供给所述频谱市场的一个或多个特性。
21.如权利要求20所述的方法,使用所述一个或多个特性来建立所述第二数据通信。
22.如权利要求21所述的方法,所述一个或多个特性至少包括对所述可用频谱的访问的开始时间和结束时间。
23.如权利要求22所述的方法,进一步包括:经由所述第一无线电装置从所述额外频谱的所述专有受许人接收收回所述额外频谱的请求。
24.如权利要求23所述的方法,所述第一无线电装置发信号通知所述第二无线电装置以停止在所接收的对所述额外频谱的访问内的数据通信。
25.如权利要求24所述的方法,所述第一无线电装置发信号通知所述第二无线电装置以关闭。
26.如权利要求23所述的方法,来自所述额外频谱的所述专有受许人的、收回所述额外频谱的所述请求包括时间参数,所述专有受许人希望按照所述时间参数来停止对所述额外频谱的访问。
27.如权利要求26所述的方法,所述第一无线电装置发信号通知所述第二无线电装置以在所述时间参数期满之前停止在所接收的对所述额外频谱的访问内的数据通信。
28.如权利要求19所述的方法,所述第一无线电装置和所述第二无线电装置利用所述多无线电多模式设备中的单个基带处理器操作。
29.如权利要求19所述的方法,所述第一无线电装置和所述第二无线电装置分别利用所述多无线电多模式设备中的第一基带处理器和单独的第二基带处理器操作。
30.一种存储计算机可读指令的非暂时计算机可读介质,所述计算机可读指令当由处理器执行时,使所述处理器执行用于实施动态频谱访问的方法,所述方法包括: 使用多无线电多模式设备中的第一无线电装置建立与基站的第一数据通信; 使用所述多无线电多模式设备中的所述第一无线电装置请求额外频谱访问; 经由所述第一无线电装置从频谱市场接收关于对额外频谱的访问的指示; 由所述第一无线电装置发信号通知给所述多无线电多模式设备中的第二无线电装置以基于对所述额外频谱的所述访问的接收而开启;以及 使用所述第二无线电装置在所接收的对所述额外频谱的访问内建立第二数据通信。
31.如权利要求30所述的非暂时计算机可读介质,使用所述一个或多个特性来建立所述第二数据通信。
32.如权利要求31所述的非暂时计算机可读介质,所述一个或多个特性至少包括对所述可用频谱的访问的开始时间和结束时间。
33.如权利要求32所述的非暂时性计算机可读介质,进一步包括:经由所述第一无线电装置从所述额外频谱的所述专有受许人接收收回所述额外频谱的请求。
34.如权利要求33所述的非暂时性计算机可读介质,所述第一无线电装置发信号通知所述第二无线电装置以停止在所接收的对所述额外频谱的访问内的数据通信。
35.如权利要求34所述的非暂时性计算机可读介质,所述第一无线电装置发信号通知所述第二无线电装置以关闭。
36.如权利要求33所述的非暂时性计算机可读介质,来自所述额外频谱的所述专有受许人的、收回所述额外频谱的所述请求包括时间参数,所述专有受许人希望按照所述时间参数来停止对所述额外频谱的访问。
37.如权利要求36所述的非暂时性计算机可读介质,所述第一无线电装置发信号通知所述第二无线电装置以在所述时间参数期满之前停止在所接收的对所述额外频谱的访问内的数据通信。
38.如权利要求29所述的非暂时性计算机可读介质,所述第一无线电装置和所述第二无线电装置利用所述多无线电多模式设备中的单个基带处理器操作。
39.如权利要求29所述的非暂时性计算机可读介质,所述第一无线电装置和所述第二无线电装置分别利用所述多无线电多模式设备中的第一基带处理器和单独的第二基带处 理器操作。
【文档编号】H04W16/14GK104365129SQ201280071961
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2012年6月6日 优先权日:2012年4月11日
【发明者】G·威维, C·科德伊罗, S·斯里克安特斯瓦拉, B·萨德格希, R·阿雷菲, D·霍内, T·肖诺 申请人:英特尔公司

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