專利名稱：一種減少無線網絡間的頻譜干擾的方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及網絡通信，更具體地說，涉及一種用于減少無線網絡之間的頻譜干擾的方法和設備。
背景技術：
本說明書的該部分內容是對本發明的背景的介紹，以便更好地理解本發明。但是，需要注意的是，這不表明是對在此提及的內容均屬于現有技術的認可。該部分所提到的內容可能是現有技術，也可能僅僅是對于本專利申請的發明人來說已知的、但不構成現有技術的技術內容。目前，網絡應用已經得到了普及。在這樣的廣泛應用中，隨之而來的便是網絡干擾。實際上，干擾問題幾乎無處不在，例如，蜂窩網絡中小區之間的干擾，自組織(ad-hoc) 網絡中的同時傳輸所帶來的干擾，無線局域網中相鄰網絡之間的干擾等等。隨著無線網絡技術以及網絡應用的快速發展，越來越多的網絡類型以及網絡應用可供用戶選擇。這使得在實際應用中，在特定區域內可能具有多個異構無線網絡共存。一種這樣的示例性環境例如是 I0T(Internet Of Things，物聯網)應用，而且，諸如 WiFi (遵循 IEEE802. lla/b/g 等標準)、藍牙、Zigbee構成的無線傳感器網絡(WSN, Wireless Sensor Network)、無線HART等類型的無線網絡均可工作在2. 4GHz ISM頻段。而這種不同類型的無線網絡往往在網絡架構、所遵循的通信標準或協議方面有所不同，其工作的頻率可能相同、不同或者有所交疊。例如，IEEE 802. Ilb北美信道選擇(非交疊)標準中的信道1、6、11分別以2412MHz、2437MHz、2462MHz為中心頻率占用22MHz帶寬，IEEE 802. Ilb歐洲信道選擇(非交疊)標準中的信道1、7、13則分別以2412MHz、2442MHz、2472MHz為中心頻率占用22MHz帶寬，而IEEE802. 15. 4信道選擇(2400MHz，物理層)標準中的信道11_26則從2405MHz開始到2480為止以每間隔5MHz為一中心頻率點占用2MHz帶寬。由此可見，遵循不通通信協議或標準的無線網絡之間所使用的頻譜資源可能存在交疊，從而彼此之間產生干擾，這將減低整個網絡的性能。而現有的干擾處理方案往往在實施的過程和效果方面不盡如人意。例如，諸如GSM、CDMA等蜂窩無線通信系統中廣泛使用的是靜態的頻率分配，其主要是使距離足夠遠的小區使用相同的一組信道，這需要專用網絡來實現整體規劃并且缺乏一定的靈活性和擴展性。現有的解決方案中還有多天線技術，其通過天線的取向可在接收端通過適當的多天線空域加權，在合并期望信號的同時，抑制干擾信號，但是該方案涉及復雜的信號處理。此外，WiFi、WSN等網絡中廣泛使用能量檢測的解決方案，該方案相對來說易于實現，但僅僅是針對固定的檢測點與特定的目標點之間的檢測，如果例如在用戶偏離檢測點的情況下，則可能不能發現對于用戶來說潛在的或隱藏的干擾。由上述可見，如何減輕甚至避免網絡中的干擾，尤其是這種異構無線網絡之間的干擾，仍然是網絡應用中亟待解決的問題。
發明內容
本發明提供了一種減小無線網絡間的干擾的方法和設備，從而減小無線網絡之間的頻譜干擾。根據本發明的一個方面，提供了一種用于分配無線網絡中的頻譜資源的分配設備，所述分配設備包括分配設備收發器、頻譜使用信息存儲裝置和頻譜資源協調裝置，其中所述分配設備收發器被配置為收發信息；所述頻譜使用信息存儲裝置被配置為維護與至少兩個無線網絡的頻譜使用相關的信息，其中，所述至少兩個無線網絡共享至少部分頻譜資源；所述頻譜資源協調裝置被配置為在經由所述分配設備收發器接收到來自至少一個所述無線網絡中的監測設備的與頻譜需求相關的信息之后，基于所述頻譜使用信息存儲裝置維護的與至少兩個所述無線網絡的頻譜使用相關的信息，將適合的頻譜資源分配給所述監測設備所監測的無線網絡；其中，基于所述頻譜資源協調裝置對頻譜資源的分配，所述頻譜使用信息存儲裝置至少更新所維護的與所述監測設備所監測的無線網絡的頻譜使用相關的彳目息。
·給發出所述與頻譜需求相關的信息的監測設備所監測的無線網絡。在另一個示例性實施例中，如果未被占用的頻譜資源中沒有適于進行所述分配的頻譜資源，則所述頻譜資源協調裝置進一步被配置為從已經被占用(即，已經分配給其他所述無線網絡)的頻譜資源中進行所述分配。在一個示例性實施例中，所述至少兩個無線網絡中包含有異構的無線網絡。在一個示例性實施例中，所述頻譜資源協調裝置進一步被配置為基于所述頻譜使用信息存儲裝置所維護的與至少兩個所述無線網絡的頻譜使用有關的信息，從已分配給其他無線網絡的頻譜資源中選擇合適的頻譜資源進行所述分配，并優選地，對所述其他無線網絡分配新的頻譜資源。在一個示例性實施例中，在經由所述分配設備收發器接收到來自至少一個所述無線網絡的監測設備的與頻譜使用(優選地是與頻譜使用變化)相關的信息之后，所述頻譜使用信息存儲裝置更新所維護的相應的與頻譜使用相關的信息。在一個示例性實施例中，所述頻譜使用信息存儲裝置所維護的與至少兩個所述無線網絡的頻譜使用相關的信息包括哪些頻譜資源被使用。優選地，該信息還包括頻譜使用效率、信道質量、網絡負載、當前服務質量、服務質量要求、信噪比、網絡運行狀態、無線網絡的優先級、無線網絡可工作的頻率點或頻率范圍、網絡類型中的至少一個。在一個示例性實施例中，在一個或多個所述無線網絡中部署一個或多個所述監測設備。也就是說，每個所述監測設備能夠負責監測一個無線網絡、多個無線網絡或一個無線網絡的一部分。在一個示例性實施例中，所述頻譜資源協調裝置基于無線網絡的優先級、無線網絡可工作的頻率點或頻率范圍、信道質量、網絡負載、當前服務質量、服務質量要求、信噪t匕、網絡運行狀態、網絡類型中的至少一個，進行所述分配。在一個示例性實施例中，所述頻譜資源協調裝置經由所述分配設備收發器向至少一個其他網絡中的監測設備發送收回頻譜資源消息，并基于接收到消息的監測設備對該消息的響應，選擇適于分配或預留的頻譜資源。在一個示例性實施例中，所述響應包括指示特定頻譜資源已被釋放的信息或者與接收到消息的監測設備所監測的無線網絡的頻譜使用相關的信息。優選地，上述操作在沒有適合的頻譜資源進行所述分配或者需要預留特定的頻譜資源的情況下進行。根據本發明的另一方面，提供了一種用于監測無線網絡中的頻譜使用的監測設備，所述監測設備包括監測設備收發器、頻譜監測器和頻譜管理器，其中所述監測設備收發器被配置為收發信息；所述頻譜監測器被配置為監測所述無線網絡中的頻譜使用，并經由所述監測設備收發器將與頻譜使用相關的信息發送給用于分配無線網絡中的頻譜資源的分配設備，其中，所述無線網絡與所述至少一個其他無線網絡共享至少部分頻譜資源；所述頻譜管理器被配置為基于所述頻譜監測器監測到的頻譜使用狀況，在需要新的頻譜資源的情況下，經由所述監測設備收發器向所述分配設備發送頻譜需求信息；以及響應于接收到來自所述分配設備的被分配了新的頻譜資源的指示，使用被分配的新的頻譜資源。在一個示例性實施例中，所述頻譜管理器不使用被分配的新的頻譜資源，而是將所述指示轉發給該無線網絡中能夠執行該指示的相應設備。所述頻譜監測器進行實時監測、周期性監測或其組合。在一個示例性實施例中，除了接收來自所述分配設備的被分配了 新的頻譜資源的指示外，所述監測設備收發器還接收并由所述頻譜管理器執行來自所述分配設備的下述指示中的一項或多項收回頻譜資源消息，其詢問是否有能夠被收回的頻譜資源；釋放頻譜資源消息，其指示需要釋放哪些頻譜資源；調整頻譜資源消息，其指示哪些頻譜資源將被收回以及哪些新的頻譜資源被分配。在一個示例性實施例中，所述監測設備或分配設備還包括轉換器，其被配置為將要發送或收到的信息轉換成目標設備或其自身能夠識別的格式。在另一示例性實施例中，所述頻譜管理器也可通過監測設備收發器向所述分配設備發送資源釋放消息，以通知所述分配設備可釋放分配給該無線網絡的哪些頻譜資源，或請求調整頻譜資源消息，以便請求對分配給該無線網絡的頻譜資源進行調整。在一個示例性實施例中，所述收回頻譜資源消息中包含有如果達到一定的條件就釋放所使用的、滿足該條件的頻譜資源的強制信息。優選地，該強制信息與信道質量、網絡負載、當前服務質量、服務質量要求、信噪比、網絡運行狀態、網絡的優先級、網絡類型中的至少一個相關。根據本發明的另一方面，提供了一種用于分配無線網絡中的頻譜資源的分配方法，包括維護與至少兩個無線網絡的頻譜使用相關的信息，其中，所述至少兩個無線網絡共享至少部分頻譜資源；接收來自至少一個所述無線網絡中的監測設備的與頻譜需求相關的信息；基于所維護的與至少兩個所述無線網絡的頻譜使用相關的信息，將適合的頻譜資源分配給所述監測設備所監測的無線網絡；基于所述分配，至少更新所維護的與所述監測設備所監測的無線網絡的頻譜使用相關的信息。在一個示例性實施例中，在接收到來自至少一個所述無線網絡中的監測設備的與頻譜使用相關的信息之后，更新所維護的相應的與頻譜使用相關的信息。優選地，如果接收到的與頻譜使用相關的信息存在矛盾之處，則選擇最新的與頻譜使用相關的信息對所維護的相應信息進行更新。根據本發明的另一方面，提供了一種用于監測無線網絡中的頻譜使用的監測方法，包括監測無線網絡中的頻譜使用，并將與頻譜使用相關的信息發送給用于分配無線網絡中的頻譜資源的分配設備，其中，所述無線網絡與所述至少一個其他無線網絡共享至少部分頻譜資源；根據該無線網絡的頻譜使用狀況，在需要新的頻譜資源的情況下，向所述分配設備發送頻譜需求信息；響應于接收到來自所述分配設備的被分配了新的頻譜資源的指示，使用被分配的新的頻譜資源。根據本發明的另一方面，提供了一種計算機程序產品，其包含有用于實現上述方法以及本發明權利要求中所述的方法的程序指令。在一個示例性實施例中，所述計算機程序產品被存儲在計算機可讀介質上。根據本發明的另一方面，提供了一種設備，其包含有處理器、操作上與處理器耦合的存儲器，其中，所述存儲器存儲有計算機程序指令，通過所述處理器使得所述設備執行上述方法以及本發明權利要求中所述的方法的操作。本發明的方案能夠使多個無線網絡在彼此之間以較低的頻譜干擾的情況下，共享無線頻譜資源。其中，共享的頻譜資源可在多個無線網絡之間動態分配，這樣的動態分配可 以基于無線網絡的具體頻譜使用情況、網絡的運行情況等因素進行。從而，通過多個無線網絡之間的協同運行，減小了它們之間的干擾，實現了頻譜資源的更高效的利用，提高了整個網絡的吞吐量、容量，進而相應地提高了服務質量。此外，本發明不需要對用戶側設備進行改動，因此更便于實施。此外，通過本發明的主協調設備與子協調設備之間的通信連接，還可以傳輸其他的信息，使得不同網絡中的用戶可通過這樣的連接來進行信息交換。
在研究了以下結合附圖的詳細描述后，本發明的其他方案、特性、優點對本領域的技術人員將是顯而易見的或將變得顯而易見。所有這些其他方案、特性和優點都旨在包括在此說明書內、處于本發明的范圍之內，并受所附的權利要求保護。然而，需要注意的是，附圖以及下述詳細說明均是為了闡述本發明的思想而示出的一些本發明的示例性實施例，其僅僅是出于說明目的，而不是旨在對本發明做出任何具體的限制。因此，不應當將本發明理解或限制為所公開的某些特定形式。在附圖中，圖I示出了根據本發明一個示例性實施例的多個異構無線網絡共存的網絡環境；圖2a示出了根據本發明一個示例性實施例的部署在各個無線網絡中用于監測無線網絡的頻譜資源使用的設備的框圖；圖2b示出了根據本發明另一示例性實施例的部署在各個無線網絡中用于監測無線網絡的頻譜資源使用的設備的框圖；圖3示出了根據本發明一個示例性實施例的部署在網絡中的用于在無線網絡之間分配頻譜資源的設備的框圖；圖4示出用于實現根據本發明一個示例性實施例的計算機系統400的框圖；圖5示出了根據本發明一個示例性實施例的在監測無線網絡的頻譜資源使用的設備處執行的方法的流程圖；圖6示出了根據本發明一個示例性實施例的在分配頻譜資源的設備處執行的方法的流程圖。
具體實施方式
本發明通過在各個無線網絡中部署用于監測無線網絡的頻譜資源使用的設備、在網絡中設置將無線網絡共享的頻譜資源動態地分配給無線網絡的設備，來實現若干無線網絡對頻譜資源的共享。在下文中，為了便于描述，我們將前者簡稱為子協調設備(在本說明書中，有時也將其稱為“監測設備”)，將后者簡稱為主協調設備(在本說明書中，有時也將其稱為“分配設備”)。根據本發明的實施例，子協調設備負責監測并將其所在的無線網絡的頻譜使用情況通知給主協調設備，而在整個網絡中，由唯一的主協調設備負責協調或調度共享頻譜資源在無線網絡之間的分配。這樣做的優點之一便是，可以考慮網絡的整體情況進行所述分配。圖I示例性示出了根據本發明的一個實施例的多個異構無線網絡共存的網絡環境。這里，異構網絡指在網絡構架、運行所遵循的協議、所工作的可用頻譜等方面中的一個、多個或所有方面有所不同的無線網絡。圖I中，示例性地示出三個異構網絡WSN、WLAN和ad-hoc網絡。但是，本領域技術人員可以理解，本發明的應用環境不限于此，其可以包括任何已知的、目前處于開發中的、未來的無線網絡類型，而且，本發明不要求整個網絡 中的各個無線網絡之間均是異構網絡。換句話說，本發明也適用于所有網絡中的一部分網絡是異構網絡的情形。此外，根據具體的網絡環境和應用需求，也可以將本發明的實施例應用到若干個同構無線網絡的環境中(在實施過程中本領域技術人員可以根據本公開對本發明的方案做出適應性修改，如果需要的話)。例如，如果同構無線網絡中自帶的處理頻譜干擾的機制不能達到所期望的效果的情況下，可以嘗試應用本發明的方案。此外，圖I中還示出了處于各個無線網絡中的用戶側設備，該用戶側設備可以是任意的能夠運行特定網絡中的應用的移動設備，例如，但不限于移動終端、便攜式終端等，包括手機、臺站、單元、設備、多媒體計算機、多媒體板、通信器、膝上電腦、個人數字助理(PDA)或類似物或其任意組合。如圖I所示，每個無線網絡中都部署有子協調設備，在整個網絡中部署有主協調設備(關于子協調設備與主協調設備的具體操作，將在下文結合圖2、3進行詳細描述)。其中，子協調設備既可以是單獨的設備，也可以駐留在現有的無線網絡中合適的設備上，例如，無線局域網中的接入點AP、傳感器網絡中的錨節點(anchor，也叫收集節點)等原本用于數據的收集、處理、管理等角色的節點、設備。再如，將子協調設備部署在Ad-hoc網絡中負責管理網絡整體運行的節點或設備處(諸如處于該網絡與其它網絡之間的數據流入、流出的出入口設備上)。類似地，主協調設備既可以是單獨的設備，也可以是駐留在網絡中現有的服務器節點等負責數據的收集、處理、管理等工作并且能夠與子協調設備通信(通過有線或無線鏈路)的節點、設備處。例如，在一個示例性實施例中，主協調設備被部署在具有鏈接到各無線網絡中的子協調設備的如以太網鏈路等有線鏈路或無線鏈路的服務器上。根據本發明的示例性實施例，如果主協調設備與子協調設備通過有線鏈路進行通信，則其可以位于網絡中的任何位置。在另外的示例性實施例中，如果主協調設備與子協調設備之間通過無線鏈路進行通信，則在一個應用實例中，主協調設備被設置在整個無線網絡環境的中心，以便覆蓋所有現有或潛在的子協調設備。然而，在另一個應用實例中，主協調設備被設置在無線網絡環境中的適當位置，使得其能夠覆蓋部分現有或潛在的子協調設備，并通過其他網絡設備或節點能夠與其余的子協調設備建立通信連接。需要注意的是，在上述描述以及本文的后續描述中，均是以在一個無線網絡中部署一個子協調設備作為實例來說明本發明的原理的。但是，本領域技術人員容易理解，在一個或多個無線網絡中部署多于一個的子協調設備也是可行的，所部署的子協調設備的數量可取決于具體的網絡環境和應用需要，例如，實施子協調設備的操作的設備運行能力有限、網絡覆蓋范圍較大、網絡應用復雜多樣等等。在這種情況下，可在同一網絡中的多個子協調設備中選擇一個作為該網絡的子級主協調設備，并由其負責與整個無線環境中的主協調設備進行交互。或者可替換地，同一網絡中部署的多個子協調設備之間是對等的，如果主協調設備發現接收自同一網絡的不同子協調設備的信息之間存在矛盾，則可以根據信息的接收時間、發送時間等參數確定最新的信息，并用最新的信息更新其維護的信息。圖2a_b分別示出了根據本發明示例性實施例的子協調設備的框圖。如圖2a所示，其包括監測設備收發器、頻譜監測器和頻譜管理器。監測設備收發器用于經由與主協調設備建立的有線或無線鏈路，接收來自主協調設備的信息以及向主協調設備發送信息。頻譜監測器負責監測無線網絡的頻譜使用，并將所監測的信息經由監測設備收發器發送給主協調設備。這里，所監測到的信息可以是任何能夠表征無線網絡中的頻譜使用狀況的信息，包 括但不限于，例如，該無線網絡當前使用哪些頻譜資源、該無線網絡內的頻譜使用效率、該無線網絡所占用的信道的質量、該無線網絡的負載、目前網絡的服務質量、對該無線網絡所期望/要求的服務質量、信噪比、網絡運行狀態(例如是網絡建立/啟動、網絡運行、網絡故障、停用、失效等)中的一個、多個或全部，只要其能夠反映網絡的頻譜使用的狀況。這里，所述監測可以是周期性的，也可以是實時的(例如，基于收到收回頻譜資源消息等)，甚至還可以是兩者的結合。例如，以周期性或實時性的監測作為常態，同時允許隨著網絡運行的具體情況而進行靈活的臨時性調整。頻譜管理器能夠對所監測到的頻譜使用進行分析，以便作出與頻譜使用有關的判斷，例如，確定是否需要向主協調設備請求新的頻譜資源、是否需要釋放某些頻譜資源、是否需要對頻譜資源進行調整等等。如果需要，例如網絡處于建立/啟動階段、網絡負載增力口、服務質量要求提高等情況，則經由監測設備收發器向主協調設備發送頻譜需求信息。此夕卜，頻譜管理器還能夠執行所接收的來自主協調設備的對頻譜資源使用的指示，或將其轉發給無線網絡中相應的執行設備。所述執行設備能夠按照接收到的指示進行相應的操作，包括使用主協調設備從可共享的頻譜資源中選擇并分配給該無線網絡的新的頻譜、從該無線網絡使用的頻譜資源中釋放所指示的頻譜資源、將該無線網絡應用調整到所分配的新的頻譜資源等。這里，子協調設備與主協調設備之間通信的數據包格式(在下文將會詳細描述)可能不同于具體無線網絡內數據通信的數據包格式。于是，在這種情況下數據轉換是必要的，即，從子協調設備流向網絡中相應設備的指示被轉換成該無線網絡通信所遵循的特定標準或協議，例如被轉換成遵循802. lla/b/g或802. 15. 4等標準的數據包，而從網絡中的相應設備流向子協調設備的數據包則被進行相反的轉換。這樣的轉換可以在子協調設備、相應的設備(作為數據包的目的地)或兩者之間的中間節點處實現，并可由單獨的或集成到其他功能器件/模塊(例如集成到頻譜管理器中)的轉換器來執行轉換。在另一個實施例中，該轉換工作被附加到主協調設備上，即，無論是無線網絡中的有關設備還是子協調設備，都按照原始協議來交互，由主協調設備將接收到的數據包轉換成自己可以識別的格式。在另一個示例性實施例中，子協調設備自身便具有執行主協調設備發出的指示的能力。在這種情況下，頻譜管理器執行接收到的指示。一個此類的示例性實施例在圖2b中示出。如圖2b所示，子協調設備的頻譜管理器收到來自主協調設備的指示之后，通過轉換器(這里示為單獨的轉換器)將接收到的指示轉換成該網絡所遵循的通信標準能夠識別進而執行的格式，并將其應用到無線網絡的頻譜使用中。需要注意的是，在這種情況下，圖2b所示的結構仍然是示例性的。例如，圖2b中所示的轉換器不是必需的，如果這樣的轉換在數據包到達子協調設備之前已經完成的話，如已經在主協調設備，或者主協調設備與子協調設備之間的節點設備上完成等。在另一示例性實施例中，頻譜管理器還基于頻譜監測器所監測到的與頻譜使用相關的信息，例如基于當前的頻譜使用效率，確定是否需要釋放某些頻譜資源，如果需要，則釋放相應的頻譜資源并通知給主協調設備(這將在下文中詳細描述，本文中，將這種子協調設備主動釋放頻譜資源的操作稱為主動模式)。在另外的實施例中，頻譜管理器還能夠確定是否需要請求主協調設備調整分配給該無線網絡的頻譜資源，也就是釋放當前使用的某些或全部頻譜資源并請求為該無線網絡分配新的資源。容易理解，子協調設備先釋放某些頻譜資源并隨后向主協調設備請求新的頻譜資源，或者先請求新的資源并在所分配的頻譜資源更適用的情況下釋放使用效率不高或效果不好的資源也是可能的。在另一示例性實施例中，頻譜管理器還被配置為在接收到來自主協調設備的收回頻譜資源的消息之后，基于 頻譜監測器監測到的頻譜使用，判斷是否有能夠被收回的頻譜資源，如果有，則將能夠被收回的頻譜資源通知給所述分配設備。圖3示出了根據本發明示例性實施例的主協調設備的框圖。與子協調設備類似，主協調設備也包含有用于接收來自子協調設備以及發送給子協調設備的信息的分配設備收發器。此外，如圖3所示，主協調設備還包括頻譜使用信息存儲裝置，用來維護與各個子協調設備所在的網絡的頻譜使用有關的信息，并在接收到來自子協調設備的與頻譜使用有關的信息時(優選地是與頻譜使用變化有關的信息)，或者在主協調設備對共享的頻譜資源進行了新的分配之后，更新所維護的相應信息。在一個示例性實施例中，這樣的情形是可能的主協調設備在接收到來自子協調設備的有關頻譜使用的更新信息時，例如來自子協調設備的通知某些資源被釋放的信息，或者在此之前或之后不久，便發現主協調設備的頻譜資源協調裝置剛剛對所維護的頻譜資源進行了分配，從而導致兩者的信息存在矛盾。在這種情況下，主協調設備的頻譜使用信息存儲裝置可以從例如時間等方面判斷出哪個是較新的信息。頻譜資源協調裝置，用于在子協調設備發出了需要新的頻譜資源的信息之后，基于頻譜使用信息存儲裝置所維護的信息，將適合的頻譜資源分配給發送了頻譜需求信息的子協調設備。這里，該需要新的頻譜資源的信息可以是子協調設備主動向主協調設備發送的頻譜請求，也可以是主協調設備基于發現了新的子協調設備、某個網絡運行異常等事件而主動向子協調設備詢問頻譜需求之后，子協調設備所反饋的反映了頻譜需求的信息。此夕卜，在一個示例性實施例中，頻譜資源協調裝置優先將未被占用的(即空閑的)頻譜資源分配給發出頻譜請求的子協調設備所監測監測的無線網絡。在另一個示例性實施例中，如果未被占用的頻譜資源中沒有適于進行這樣的分配的頻譜資源，則頻譜資源協調裝置被配置為考慮從已經被占用(即，已經分配給其他所述無線網絡)的頻譜資源進行所述分配。在圖3所示的實例中，主協調設備負責在共享頻譜資源的無線網絡之間分配可共享的頻譜資源。至于對已經分配的頻譜資源的收回，則取決于子協調設備，這也是上文提到的主動模式。具體地，何時釋放所分配的頻譜資源由子協調設備(而不是主協調設備)決定，這一決定例如可以基于子協調設備所監測到的無線網絡的頻譜使用狀況。如果決定釋放某些頻譜資源，則子協調設備將指示哪些頻譜資源被釋放的信息通知給主協調設備。于是，主協調設備對其維護的信息進行相應的更新，進而收回由子協調設備指示的可被釋放的頻譜資源。也就是說，在這一實施例中，主協調設備將釋放頻譜資源的權利和判定工作留給了子協調設備。然而，可替換地，在另外的示例性實施例中，主協調設備可以周期性地，或者在例如可由其分配的(或某些特定的)頻譜資源低于預定量，或者一定時間段內沒有接收到來自某個(些)子協調設備的與頻譜使用有關的信息，或者某個(些)無線網絡較長時間占用較多的頻譜資源等情況下，向某個子協調設備單播，或者像某些子協調設備多播，或者向所有子協調設備廣播收回頻譜資源消息。在接收到來自主協調設備的收回頻譜資源消息之后，子協調設備可基于自身的頻譜監測器所監測到的網絡狀況，由頻譜資源管理器決定是否釋放該無線網絡所占用的某些頻譜資源，并將釋放了哪些頻譜資源的信息向回發送給主協調設備。可替換地，子協調設備也可以直接將自己所監測到的網絡狀況發送給主協調設備，由主協調設備(更具體地，由頻譜資源協調器)來決定收回哪些已分配的頻譜資源。此夕卜，主協調設備(在圖3所示的實例中是頻譜資源協調裝置)可根據具體的頻譜使用情況， 例如接收到了新的頻譜請求但是沒有足夠的頻譜資源進行分配，或者某無線網絡的頻譜使用效率不高、質量不好等等，決定是否收回已經分配給某一(些)無線網絡的頻譜資源并為其分配新的更適合的資源。在這種情況下，主協調設備可以向子協調設備發送例如調整頻譜資源消息，來指示所分配的頻譜資源的變化。無論是哪種情況，與前述主動模式相反，本文中將其稱為被動的頻譜收回模式(可將第一種稱為半被動模式，將后兩者稱為全被動模式)。在另外的示例性實施例中，如果頻譜資源協調裝置發現沒有適合的頻譜資源分配給發送了頻譜需求信息的子協調設備，例如現有的可分配的頻譜資源不能滿足或不能完全滿足子協調設備對頻譜資源的需求，其可以向某個(些)子協調設備發送收回頻譜資源的消息，并且其過程與上文所述的被動模式類似，在此不再敖述。可見，這種情況也屬于前文所說的被動的頻譜收回模式。然而，在另一示例性實施例中，該收回頻譜資源消息與前述收回頻譜資源消息略有不同的是，該消息中含有強制性信息。也就是說，在這種情況下是否釋放某些頻譜資源仍然可由相應的子協調設備或者主協調設備來決定，但是釋放頻譜資源所要滿足的條件被降低了。例如，同樣的頻譜使用率在其他情況下，例如半被動模式中，可能被認為是可以接受的并決定不釋放相應的頻譜資源；而在包含了強制性信息的情況下，可能由于該強制性信息而使得對于同樣的頻譜使用率，認為該無線網絡沒有對所分配的頻譜資源進行有效地使用，從而相應的頻譜資源被強制性地釋放。這里，強制性信息可以涉及對頻譜使用率、信道質量、網絡負載、當前服務質量、服務質量要求、信噪比、網絡運行狀態、不同網絡的優先級等各種適當的信息的指示，這樣在子協調設備決定是否釋放某些頻譜資源時便綜合了網絡全局的運行情況。可替換地，強制性信息也可以預置在子協調設備上，這樣只需收到來自主協調設備的簡單的通知消息，而不需要每次都接收具體的強制性信息。在另一實施例中，可以將上述兩種方式結合使用，即，在特殊的并且需要額外的事先沒有設置的強制性信息的情況下，由主協調設備將其發送給子協調設備，否則使用子協調設備預先保留的相應的強制性信息。
在另外的示例性實施例中，如果沒有適合的頻譜資源進行所述分配，則主協調設備的頻譜資源協調器可以直接根據其所維護的與各無線網絡的資源使用有關的信息(還可以基于所接收到的對頻譜資源的需求)，決定收回分配給哪個(些)無線網絡的頻譜資源。在這種情況下，其可以將決定收回的頻譜資源分配給請求了頻譜資源的子協調設備，并在例如釋放頻譜資源消息中指示需要釋放哪些資源(即，這些資源被收回)，于是相應的子協調設備執行釋放操作。在另一示例性實施例中，在沒有適合的頻譜資源進行所述分配的情況下，如上文所述，主協調設備的頻譜資源協調器可判斷是否可以通過調整資源分配來滿足發送了頻譜資源需求的子協調設備。具體地，如果已經分配有頻譜資源的無線網絡中存在頻譜使用率不高、現有的可分配的頻譜資源中存在更適合該無線網絡的頻譜資源，而其占用的頻譜資源又適合請求了頻譜資源的子協調設備，則頻譜資源協調器可以將這樣的無線網絡調整到更適合的頻譜資源上，并將該無線網絡讓出的頻譜資源或其中合適的部分分配給需要頻譜資源的子協調設備。本領域技術人員可以理解，圖2、3中所示的設備可以通過軟件、硬件、固件或其任意組合的方式來實現。圖4示出用于實現根據本發明的示例性實施例的計算機系統400·的框圖。如圖4所示，計算機系統100包括CPU(中央處理單元)401、RAM(隨機存取存儲器)402、ROM (只讀存儲器)403、系統總線404、硬盤控制器405、鍵盤控制器406、串行接口控制器407、并行接口控制器408、顯示控制器409、硬盤410、鍵盤411、串行外部設備412、并行外部設備413和顯示器414。在這些設備中，與系統總線404耦合的有CPU 401、RAM402、ROM 403、硬盤控制器405、鍵盤控制器406、串行控制器407、并行控制器408和顯示控制器409。硬盤410與硬盤控制器405耦合，鍵盤411與鍵盤控制器406耦合，串行外部設備412與串行接口控制器407耦合，并行外部設備413與并行接口控制器408耦合，以及顯示器414與顯示控制器409耦合。在通過軟件實現本發明的情況下，可將計算機可執行指令存儲在硬盤410、RAM 402、R0M403中的任意一個或多個上，也可將其存儲在操作上可耦合到計算機系統400的外圍存儲裝置或可移除存儲裝置上。如果本發明通過硬件、固件或上述與軟件結合的方式來實現，則可以將相應的裝置直接或間接耦合到總線系統404。應當理解，圖4所述的結構框圖僅僅出于示例目的，而不是對本發明范圍的限制。在某些情況下，可以根據具體情況和應用需求而增加或者減少某些設備。容易理解，本發明的實現并不排除系統及系統中的任何設備、裝置對其他功能的實現。也就是說，用于實現本發明的設備還可以根據需要為了實現其他特定功能而帶有相應的配置和結構。而且，如上文所述，本發明的設備可以是獨立的分離設備，也可以是駐留在網絡中現有的其他設備上，可選地，用于實現本發明的設備還可以是分布式的，具體的實施方式可由本領域技術人員根據具體的網絡環境做出適應性改變。圖5示出了根據本發明示例性實施例的在子協調設備處執行的方法的流程圖。如圖5所示，在步驟501，監測無線網絡中的頻譜使用。這里，在一個示例性實施例中，如果需要，如上文所述，還可以將所監測到的與頻譜使用相關的信息發送給分配設備(即，主協調設備)。可以理解，這里的發送可以是實時的、周期性的或其組合。可以理解，具體的關于何時以及如何發送的設定可以取決于具體的應用環境和應用要求，在某些情況下，允許這樣的發送具有一定的延遲。在步驟502，子協調設備(例如圖2中所示的頻譜管理器)可基于所監測到的該無線網絡的頻譜使用狀況，在需要新的頻譜資源的情況下，向主協調設備發送頻譜需求信息。然后，在步驟503，子協調設備基于對來自主協調設備的關于新的頻譜資源被分配的指示的接收，如上文所述，將所述所分配的新的頻譜資源應用到所述無線網絡(如通過圖2b所示的子協調設備)。可替換地，也可以將接收到的指示轉發(如通過圖2a所示的子協調設備)給該無線網絡中相應的能夠執行這一指示的設備。在一個實例中，還可以接收并執行的指示例如可以是指示哪些新的頻譜資源被分配給該無線網絡的頻譜資源分配消息、詢問是否有可被收回的頻譜資源的收回頻譜資源消息、指示需要釋放哪些頻譜資源的釋放頻譜資源消息、指示哪些頻譜資源將被收回以及哪些新的頻譜資源被分配的調整頻譜資源消息等中的一個或多個。在該施例中，關于是否釋放某些已分配的頻譜資源、釋放哪些頻譜資源的工作，由主協調 設備來完成，而子協調設備負責執行來自主協調設備的命令。例如，當某一無線網絡(如無線局域網或無線傳感器網絡)建立時，該網絡中的子協調設備，例如是接入點AP或錨節點，中的頻譜監測器發現網絡處于建立狀態(步驟501)，子協調設備(具體地例如是頻譜管理器)于是確定需要向主協調設備請求資源(步驟502)。于是，子協調設備與主協調設備建立連接，該連接可以是例如以太網連接，向主協調設備發送需要頻譜資源的信息，例如頻譜請求消息。這里，該頻譜請求消息可包括例如網絡ID字段、包類型字段(用來指示該數據包是頻譜請求包)等。其中，網絡ID是唯一性標識符，以便對不同的無線網絡進行區分。可選地，如果主協調設備沒有關于該網絡的任何信息，則該消息中還可以包含有網絡類型字段，以標識子協調設備所監測的無線網絡的網絡類型(例如WiFi、無線局域網、無線HART等)。由于不同類型的網絡往往具有不同的傳輸特性和QoS要求，因此這一信息有助于主協調設備更合理、有效地為其分配頻譜資源。例如，用于視頻或音頻傳輸的無線局域網因為其較高的數據傳輸率和較低的延遲容忍性，往往對服務質量具有較高的要求。可見，主協調設備所獲得的信息越具體，其做出的資源分配可能就越合理。在另外的實施例中，該頻譜請求消息還可以額外地或可替換地包括頻率字段、帶寬字段、參數字段中的一個、多個或全部。這里，頻率字段可以用來表征所請求的或對于該網絡當前的網絡狀況(例如結合網絡負載、網絡應用/服務類型、服務質量要求等)來說優選的一個或多個頻率點、頻率范圍等。由于某些無線網絡可以工作在較寬的頻率范圍而不是工作在特定的頻率點，或者隨著無線網絡在某段時間段內所提供的應用/服務的特點，或者隨著網絡負載、服務質量要求等等具體情況的改變，對于特定的無線網絡來說，可能具有優選的頻譜點或范圍，或者可供選擇以便進行分配的頻率點/范圍較多，則這些信息顯然也有助于主協調設備對整個網絡的頻譜資源的分配和協調。例如，WiFi網絡可以工作在三個預定頻率點中的任何一個，而遵循IEEE 802. 16. 4標準的無線網絡的可用頻率點在2. 4GHz上則多達16個，而本文背景技術部分提及的遵循IEEE 802. Ilb,802. 15. 4標準的無線網絡也是有多個頻率范圍可供選擇。可見，頻率字段為主協調設備進行的頻譜分配提供了一定的選擇空間，即，主協調設備擁有一定的自由度，并且也可更快速地做出合理的資源分配。而帶寬字段則指示了所需要的帶寬，這主要反映了無線網絡的系統吞吐量。而參數字段則可提供對該請求的一些特征性描述，例如無線網絡的信道質量、信噪比、QoS要求等等，以此來反映無線網絡的特征。
需要注意的是，盡管上文詳細介紹了頻譜請求消息中可包含的若干字段，但是這僅僅是示例性的，而不是旨在將本發明限制在要包含上述各種字段的消息。根據本發明公開的內容，本領域技術人員能夠理解，還存在諸多替代性的實施方式。例如，在缺少某些字段的情況下，可能是主協調設備處維護有相關的信息，或者主協調設備本身有缺省的默認設置，或者通過先驗信息可以推定無線網絡的狀況等等。然后，主協調設備基于對該頻譜請求消息的接收，可以將可用的頻譜資源分配給該無線網絡，這將在下文結合圖6進行詳細說明。在進行了所述分配之后，主協調設備可將指示頻譜資源使用的信息通知給子協調設備。該消息例如可包括網絡ID、包類型、頻率和帶寬等字段。其中，包類型表示該數據包是頻譜分配包。頻率和帶寬字段指示所分配的頻率和帶寬。一般情況下，如果請求消息中包含有所期望的頻率，則所分配的頻率通常屬于所指示的期望頻率范圍，所分配的帶寬可以完全滿足該無線網絡的要求。當然，可以理解的是，在資源緊張的情況下，無線網絡可能會被分配部分滿足其需求的頻譜資源，甚至在一定時間段內分配不到任何頻譜資源(請求被拒絕)，這取決于網絡的整體運行情況、請求資源的無線網絡的優先級等。
于是，子協調設備可執行步驟503，即將所分配的資源用于該無線網絡，或由相應的網絡設備執行該操作。此后，子協調設備或者該相應的網絡設備可以對初始協議棧進行配置并啟動網絡。隨后網絡中的數據傳輸、為用戶提供的服務等均將依賴于所分配的這些頻譜資源。隨后，在網絡運行期間，子協調設備可對無線網絡的運行情況進行監測，即，步驟501，包括但不限于如上文所述的物理信道質量、網絡負載等。并在需要請求新的資源時，例如網絡負載增加、信道質量變差、某些頻譜資源的使用率較低等，執行步驟502，并隨后執行來自主協調設備所指示的操作，步驟503，在此不再熬述。如前文所述，子協調設備除了執行或轉發所接收的主協調設備關于頻譜分配的指示(包括分配了新的資源、收回某些資源、將應用/服務調整到新分配的資源等)之外，在示例性實施例中，子協調設備還可以基于在步驟501中所監測到的網絡頻譜使用情況，自行決定是否要釋放某些頻譜資源。例如，對于使用效率較低的資源，諸如監測到某些物理信道總是較差，比如強衰落、信噪比較低等，或者某些頻譜資源已經空閑一定時間(例如超過預設的閾值等)，其可以決定釋放相應的頻譜資源使得主協調設備收回所分配的該部分頻譜資源。這是因為，盡管子協調設備已經判定要釋放的資源不再適用于該無線網絡，但是這部分資源可能適用于其他的無線網絡。可替代地，子協調設備在發現某些資源的使用效率較低，但是該無線網絡仍然需要一定的頻譜資源(即釋放這些資源不能滿足網絡的需求)的情況下，如上文所述，可以請求主協調設備對所分配的資源進行調整，即，通知主協調設備釋放了該部分資源并請求分配新的頻譜資源。上述多種不同的實施方式屬于前文提到的主動模式。在另外的實施例中，子協調設備(例如其頻譜管理器)可以基于主協調設備發送的釋放頻譜資源消息，釋放該消息中指示的資源(前文提到的強制性釋放，例如在整個網絡的頻譜資源緊張的情況下)。在另一實例中，子協調設備可以基于接收到收回頻譜資源消息，分析所監測到的網絡的頻譜使用信息，確定是否有可以釋放的資源，如果有，則釋放資源使得主協調設備收回這些資源。在另一實例中，子協調設備直接將所監測到的網絡的頻譜使用信息發送給主協調設備，由主協調設備決定是否釋放以及釋放哪些頻譜資源。上述多種不同的實施方式屬于前文提到的被動模式。由于主協調設備了解網絡全局的運行情況，因此，在被動模式下，主協調設備在某些情況下可以做出更優的決定。這里，釋放頻譜資源消息、收回頻譜資源消息可以具有與前述消息類似的格式，例如，包括網絡ID、包類型、網絡類型、頻率、帶寬、參數等字段中的一個或多個或全部。以便在上述不同的實施方式中提供所需的信息，例如指示該數據包是(強制性)收回頻譜資源包，哪些頻率、帶寬將被收回，頻譜使用效率、信道質量等低于多少的資源需要釋放并被收回等
坐寸o圖6示出了根據本發明示例性實施例的在主協調設備處執行的方法的流程圖。如圖6所示，在步驟601，主協調設備(例如圖3中的頻譜資源維護裝置)維護與至少兩個無線網絡的頻譜使用相關的信息。在步驟602，如果主協調設備接收到來自監測設備(即，子 協調設備)的與頻譜需求相關的信息，則基于所維護的與頻譜使用相關的信息，將適合的頻譜資源分配給發送了頻譜需求信息的子協調設備所監測的無線網絡。在步驟603，基于在步驟602處進行的所述分配，更新所維護的相應信息。具體地，例如，至少更新所維護的與該監測設備所監測的無線網絡的頻譜使用相關的信息。額外地或可替換地，在步驟603中，還可以基于接收的來自子協調設備的與頻譜使用相關的信息，進行所述更新。這里，需要注意的是，在步驟603中基于接收到來自子協調設備的與頻譜使用相關的信息而進行相應的信息更新的操作顯然獨立于步驟602，即，該步驟的執行與步驟602的分配操作沒有邏輯上/時間上的關聯。此外，在某些實施例中，主協調設備還可以維持與子協調設備周期性的或不定期的交互。主協調設備可基于與子協調設備的交互情況，推定某個(某些)無線網絡是否還在運行，還是出現故障而失效或被關閉。從而，主協調設備可以將分配給這些無線網絡的資源收回。如前文已經描述的，這里，主協調設備還可以在某些情況下，例如在其維護的可用/可分配的頻譜資源低于一定閾值的情況下，或者在接收到請求頻譜的消息但是沒有可分配的資源或沒有足夠的可分配資源以滿足其要求的情況下，向某個(些)或所有子協調設備發送釋放頻譜資源消息，直接收回分配給這個(些)子協調設備所監測的無線網絡的頻譜資源。此外，主協調設備也可以在上述情況下為某個(些)子協調設備所在的無線網絡分配新的頻譜資源，即，將其調整到新的頻譜資源上運行。應用中，對于主協調設備來說總是保留一定的頻譜資源或者某些特定頻段的頻譜資源可用可能是有益的，這可以例如，保證一定的頻譜資源被預留以便在發生緊急情況時使用。在本發明的示例性實施例中，主協調設備可以基于其所維護的頻譜使用信息直接確定收回哪些頻譜資源，或者基于子協調設備反饋的最新的有關頻譜使用的情況作出這樣的確定。在另外的實施例中，在資源比較緊張的情況下，根據具體情況，主協調設備可以調整表征可釋放頻譜資源的參數指，以迫使更多的頻譜資源被釋放，例如釋放使用效率不是非常低的資源(往往高于主動模式下使用效率的值)，以便滿足更緊急或優先級更高的網絡對頻譜資源的使用需求。而且，在一個示例性實施例中，上述操作可以循環執行，直到主協調設備確定其已經保留有足夠的頻譜資源，或者收回的資源可以滿足發出請求的無線網絡的要求等。還可能的是，例如，在一定時間段內都沒有可分配的頻譜資源，或者在嘗試了收回頻譜資源的操作之后，仍然沒有滿足或完全滿足特定無線網絡的頻譜資源。在這種情況下，主協調設備可以周期性地，或者不定期地查看是否有合適的資源分配，并在存在可分配資源的情況下通知子協調設備。可選地，主協調設備也可將可分配的頻譜資源先分配給該無線網絡，以至少滿足其部分要求。無論如何操作，本領域技術人員可以理解，主協調設備處執行的分配、頻譜收回等操作是可以循環執行的，相應地，隨著網絡的運行情況的不同，子協調設備的請求可能被拒絕、滿足或部分滿足。以上給出了用于實施本發明的示例性實施例的方法流程。然而，根據上述具體操作可以理解，實施本發明的方法的實例不限于所描述、示出的順序，而是可以根據具體的網絡應用情況而發生適應性改變，只要其不脫離本發明的思想。例如，子協調設備可以是在收到了收回頻譜資源的消息之后(例如步驟503)，實施了對網絡運行情況的監測，步驟501，而后確定的是否需要新的頻譜資源(例如現有的頻譜使用率較低，認為需要調整到新的頻譜的情況)，步驟502。再如，主協調設備可以是通過對來自子協調設備的與頻譜使用相關的信息的不斷接收(步驟603)，來實現對若干無線網絡的頻譜使用信息的維護(步驟601)，并在收到請求頻譜的消息之后進行相應的分配。再如，主協調設備可以是首先對可共 享的無線網絡的頻譜資源進行了分配，例如初始分配，即步驟602，然后對這些頻譜資源的使用信息進行維護，即，步驟601，然后再進行更新(如果需要的話)，即，步驟603。在上述描述中，所提到的在沒有適合分配的頻譜資源的情況，指在空閑的頻譜資源中沒有適于進行分配的頻譜資源的情況。然而，本發明中的分配方式不限于特定的優先從空閑資源中進行分配這樣的方式。相反，根據應用的具體環境而將本發明設置為主協調設備在共享資源中尋找最適于分配的頻譜資源也是可行的。本領域技術人員應當理解，只要是沒有脫離本發明的思想，可以在分配方式上做出適應具體的應用環境和需求的改變。上文結合附圖描述了本發明的各種示例性實施例。需要注意的是，上述實施例僅僅是為了說明本發明的基本原理，不是旨在在操作細節、應用的具體環境、操作流程、信息格式等諸多方面對本發明進行任何程度的限制。例如，本發明可應用于任何為無線網絡提供了資源共享可能性的頻段，例如美國的TV頻段，也就是說，其不限于所提到的ISM頻段。再如，本領域技術人員可根據具體的應用需求基于本公開，對本發明中提到的方法步驟、設備結構等作出任何可行的適應性修改、組合、拆分、刪減等，例如，將本發明中的子協調設備的頻譜管理器拆分成頻譜請求裝置和頻譜釋放裝置，將主協器的頻譜資源協調器拆分成頻譜分配裝置、頻譜收回裝置、頻譜調整裝置等等。簡而言之，本發明的方案不限于結合附圖所描述的具體順序和形式，只要其具有與上述實例相同或等效的內容，并且沒有脫離本發明的精神，便落入本發明充分公開的內容之內。
權利要求
1.一種用于分配無線網絡中的頻譜資源的分配設備，所述分配設備包括分配設備收發器、頻譜使用信息存儲裝置和頻譜資源協調裝置，其中 所述分配設備收發器被配置為收發信息； 所述頻譜使用信息存儲裝置被配置為維護與至少兩個無線網絡的頻譜使用相關的信息，其中，所述至少兩個無線網絡共享至少部分頻譜資源； 所述頻譜資源協調裝置被配置為在經由所述分配設備收發器接收到來自至少ー個所述無線網絡中的監測設備的與頻譜需求相關的信息之后，基于所述頻譜使用信息存儲裝置維護的與至少兩個所述無線網絡的頻譜使用相關的信息，將適合的頻譜資源分配給所述監測設備所監測的無線網絡； 其中，基于所述頻譜資源協調裝置對頻譜資源的分配，所述頻譜使用信息存儲裝置至少更新所維護的與所述監測設備所監測的無線網絡的頻譜使用相關的信息。
2.如權利要求I所述的分配設備，其中所述至少兩個無線網絡中包含有異構的無線網絡。
3.如權利要求I所述的分配設備，其中，在經由所述分配設備收發器接收到來自至少一個所述無線網絡的監測設備的與頻譜使用變化相關的信息之后，所述頻譜使用信息存儲裝置更新所維護的相應的與頻譜使用相關的信息。
4.如權利要求I或2所述的分配設備，其中，所述頻譜資源協調裝置基于所述頻譜使用信息存儲裝置所維護的與至少兩個所述無線網絡的頻譜使用有關的信息，從已分配給其他無線網絡的頻譜資源中選擇合適的頻譜資源進行所述分配。
5.如權利要求4所述的分配設備，其中，所述頻譜資源協調裝置進ー步被配置為對所述其他無線網絡分配新的頻譜資源。
6.如權利要求I或2所述的分配設備，其中，所述頻譜資源協調裝置經由所述分配設備收發器向至少ー個其他網絡中的監測設備發送收回頻譜資源消息，并基于接收到消息的監測設備對該消息的響應，選擇適于分配或預留的頻譜資源。
7.如權利要求I或2所述的分配設備，其中，所述頻譜使用信息存儲裝置所維護的與至少兩個所述無線網絡的頻譜使用相關的信息包括哪些頻譜資源被使用，并且還包括頻譜使用效率、信道質量、網絡負載、當前服務質量、服務質量要求、信噪比、網絡運行狀態、無線網絡的優先級、無線網絡可工作的頻率點或頻率范圍、網絡類型中的至少ー個。
8.如權利要求I或2所述的分配設備，其中，所述頻譜資源協調裝置基于無線網絡的優先級、無線網絡可工作的頻率點或頻率范圍、信道質量、網絡負載、當前服務質量、服務質量要求、信噪比、網絡運行狀態、網絡類型中的至少ー個，進行所述分配。
9.一種用于監測無線網絡中的頻譜使用的監測設備，所述監測設備包括監測設備收發器、頻譜監測器和頻譜管理器，其中 所述監測設備收發器被配置為收發信息； 所述頻譜監測器被配置為監測所述無線網絡中的頻譜使用，并經由所述監測設備收發器將與頻譜使用相關的信息發送給用于分配無線網絡中的頻譜資源的分配設備，其中，所述無線網絡與所述至少ー個其他無線網絡共享至少部分頻譜資源； 所述頻譜管理器被配置為基于所述頻譜監測器監測到的頻譜使用狀況，在需要新的頻譜資源的情況下，經由所述監測設備收發器向所述分配設備發送頻譜需求信息；以及響應于接收到來自所述分配設備的被分配了新的頻譜資源的指示，使用被分配的新的頻譜資源。
10.如權利要求9所述的監測設備，其中，所述頻譜管理器不使用被分配的新的頻譜資源，而是將所述指示轉發給該無線網絡中能夠執行該指示的相應設備。
11.如權利要求9或10所述的監測設備，其中，所述頻譜監測器進行實時監測、周期性監測中的至少ー種；所述與頻譜使用相關的信息包括哪些頻譜資源被使用，并且還包括頻譜使用效率、信道質量、網絡負載、當前服務質量、服務質量要求、信噪比、網絡運行狀態、無線網絡的優先級、無線網絡可工作的頻率點或頻率范圍、網絡類型中的至少一個；所述頻譜管理器被配置為進ー步執行來自所述分配設備的下述指示中的ー項或多項收回頻譜資源消息，其詢問是否有能夠被收回的頻譜資源；釋放頻譜資源消息，其指示需要釋放哪些頻譜資源；調整頻譜資源消息，其指示哪些頻譜資源將被收回以及哪些新的頻譜資源被分配。
12.如權利要求9或10所述的監測設備，其中，所述頻譜管理器進ー步被配置為，基于所述頻譜監測器監測到的頻譜使用，判斷是否有可釋放的頻譜資源，如果有，則將可釋放的頻譜資源或所監測到的與頻譜使用相關的信息通知給所述分配設備。
13.如權利要求9或10所述的監測設備，其中，所述頻譜管理器進ー步被配置為，基于所述頻譜監測器監測到的頻譜使用，判斷是否有能夠被收回的頻譜資源，如果有，則將能夠被收回的頻譜資源通知給所述分配設備。
14.一種用于分配無線網絡中的頻譜資源的分配方法，包括 維護與至少兩個無線網絡的頻譜使用相關的信息，其中，所述至少兩個無線網絡共享至少部分頻譜資源； 接收來自至少ー個所述無線網絡中的監測設備的與頻譜需求相關的信息； 基于所維護的與至少兩個所述無線網絡的頻譜使用相關的信息，將適合的頻譜資源分配給所述監測設備所監測的無線網絡； 基于所述分配，至少更新所維護的與所述監測設備所監測的無線網絡的頻譜使用相關的信息。
15.如權利要求14所述的分配方法，其中所述至少兩個無線網絡中包含有異構的無線網絡。
16.如權利要求14所述的分配方法，其中，所述方法還包括，在接收到來自至少ー個所述無線網絡中的監測設備的與頻譜使用變化相關的信息之后，更新所維護的相應的與頻譜使用相關的信息。
17.如權利要求14或15所述的分配方法，在所述分配步驟中，執行以下操作中的ー個從已分配給其他無線網絡的頻譜資源中選擇合適的頻譜資源進行所述分配；或者向至少ー個其他無線網絡中的監測設備發送收回頻譜資源的消息，并基于接收所述收回頻譜資源的消息的監測設備對該消息的響應，選擇適于分配的頻譜資源。
18.如權利要求14至17中任ー權利要求所述的分配方法，在所述分配步驟中，基于無線網絡的優先級、可工作的頻率點或頻率范圍、信道質量、服務質量要求、網絡類型中的至少ー個，進行所述分配。
19.一種用于監測無線網絡中的頻譜使用的監測方法，包括 監測無線網絡中的頻譜使用，并將與頻譜使用相關的信息發送給用于分配無線網絡中的頻譜資源的分配設備，其中，由所述分配設備分配的所述頻譜資源的至少一部分被所述無線網絡與至少ー個其他無線網絡共享； 根據該無線網絡的頻譜使用狀況，在需要新的頻譜資源的情況下，向所述分配設備發送頻譜需求信息； 響應于接收到來自所述分配設備的被分配了新的頻譜資源的指示，使用被分配的新的頻譜資源。
20.如權利要求19所述的監測方法，其中，在所述監測步驟中，所述監測是實時監測、周期性監測中的至少ー種；所述頻譜使用包括該無線網絡當前使用哪些頻譜資源、頻譜使用效率、信道質量、網絡負載、頻譜使用、當前服務質量、服務質量要求、信噪比、網絡狀態中的至少ー個。
21.如權利要求19或20所述的監測方法，其中，所述方法還包括執行來自所述分配設備的下述指示中的ー項或多項收回頻譜資源消息，其詢問是否有能夠被收回的頻譜資源；釋放頻譜資源消息，其指示需要釋放哪些頻譜資源；調整頻譜資源消息，其指示哪些頻譜資源將被收回以及哪些新的頻譜資源被分配。
22.如權利要求19或20所述的監測方法，還包括基于所監測到的頻譜使用，判斷是否有能夠被收回的頻譜資源，如果有，則將能夠被收回的頻譜資源通知給所述分配設備。
全文摘要
本發明提供了一種減少無線網絡間的頻譜干擾的方法及設備。這通過在各個無線網絡中設置至少一個子協調設備，即監測設備，在整個網絡中設置一個主協調設備，即，分配設備，來實現。其中，子協調設備監測其所在的無線網絡的頻譜使用情況，并將其報告給主協調設備，并在需要新的頻譜資源的情況下，向主協調器請求頻譜資源。主協調設備維護各個無線網絡的頻譜使用信息，并基于其維護的信息為提出頻譜資源請求的子協調設備分配合適的頻譜資源。在必要的情況下，例如無法滿足所述請求等情況下，主協調設備可以通過與其他子協調設備的交互，或根據其維護的頻譜資源使用信息，確定是否能夠收回部分已經分配的頻譜資源，以滿足所請求的無線網絡的頻譜需求。從而通過主協調設備對可共享頻譜資源的多個無線網絡分配相應的頻譜資源這樣的全局性管理，減少甚至避免無線網絡間的干擾。
文檔編號H04W16/14GK102802161SQ20111014095
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月27日 優先權日2011年5月27日
發明者王均松, 林詠華, 王青, 閻蓉, 朱振博, 占海, 湯劍斌, 祝超 申請人:國際商業機器公司