頻譜資源管理裝置和方法、無線通信設備和方法
【技術領域】
[0001] 本公開一般地涉及無線通信領域，尤其涉及一種無線通信系統的頻譜資源管理裝 置、頻譜資源管理方法、無線通信系統中使用的通信設備和通信方法，尤其涉及一種在無線 電可重配通信系統中使用的頻譜資源管理裝置和方法。
【背景技術】
[0002] 全球快速增長的無線電通信需求使各無線網絡提供商的目光聚焦于可重配無線 系統（RRS，Reconfigur油Ie Radio Systems)。RRS是一個綜合的概念。RRS方案例如基于 諸如通過無線電應用的軟件重配和認知無線電（CR, Cognitive Radio)技術。其著眼于開 發重配無線電的能力并開發能夠自適應動態改變的環境的網絡。從一個側面，可W送樣簡 單地描述RRS ;為了實現頻譜資源利用的最大化，在確保通信系統中的主系統的頻譜使用 的前提下，利用動態的頻譜管理方式為通信系統中包括的次系統分配頻譜資源。RRS能夠顯 著提高頻譜的利用率。
[0003] 認知無線電是可W感知外界通信環境的智能通信系統。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備可W按照某種"伺機"的方式工作在已授權給其它通 信系統的頻段內。當然，送通常要建立在已授權頻段沒用或只有很少的通信業務在活動的 情況下。送種在空域、時域和頻域中出現的可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備具有發現"頻譜空洞"并合理利用的能力。
[0004] 當今實現認知無線電的一種關鍵技術是通過中央服務器例如地理位置數據庫 (GLDB, GwLocation DataBase)，根據主系統的保護需求和要求使用頻譜資源的次系統的 地理位置計算次系統可用的頻譜資源，例如可用的頻段、最大發射功率，次系統在GLDB的 授權范圍內利用頻譜資源，從而降低對次系統本身認知能力的要求，在保證主系統正常工 作的情況下實現次系統的機會性接入。
[0005] 作為另一項旨在滿足移動通信系統的高速、大容量、可靠傳輸要求的技術，多天線 (MIMO)系統也得到了廣泛的研究。研究表明，多天線系統可W提供比傳統的單天線系統更 高的容量，并且在一定條件下，其容量隨天線數目的增加呈線性增長。
[0006] 然而，目前的認知無線電技術處于起步階段，研究人員往往將注意力集中于如何 實現對主系統的保護而忽視了次系統在機會性利用頻譜資源情況下的通信質量需求，在此 背景下本公開的發明人前瞻性地提出了利用多天線系統的特點實現次系統對已授權給主 系統的局品質利用。
【發明內容】
[0007] 在下文中給出了關于本公開的簡要概述，W便提供關于本公開的某些方面的基本 理解。應當理解，送個概述并不是關于本公開的窮舉性概述。它并不意圖確定本公開的關 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] 根據本公開的一個方面，提供一種用于無線通信系統的頻譜資源管理裝置，包括： 參數獲取單元，被配置為獲取由頻譜資源管理裝置管理的通信設備的資源利用參數信息， 資源利用參數信息包括天線數量；W及資源分配單元，被配置為基于資源利用參數信息確 定對通信設備的頻譜資源分配。
[0009] 根據本公開的另一個方面，提供一種管理無線通信系統的頻譜資源的方法，包括： 獲取待管理的通信設備的資源利用參數信息，資源利用參數信息包括天線數量；W及基于 資源利用參數信息確定對通信設備的頻譜資源分配。
[0010] 根據本公開的另一個方面，提供一種用于無線通信系統的通信設備，配置有多個 天線，通信設備包括：參數報告單元，被配置為將通信設備的資源利用參數信息提供給通信 設備的頻譜資源管理裝置，其中，資源利用參數信息包括多個天線的天線數量；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備中使用的無線 通信方法，包括：將通信設備的資源利用參數信息提供給通信設備的頻譜資源管理裝置，其 中，資源利用參數信息包括多個天線的天線數量；W及獲取頻譜資源管理裝置分配的頻譜 資源。
[0012] 根據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的通信設備，包 括：參數報告單元，被配置為將通信設備的資源利用參數信息發送給通信設備的頻譜資源 管理裝置，其中資源利用參數信息包括通信設備的地理位置信息；W及獲取單元，被配置為 從頻譜資源管理裝置獲取通信設備的鄰近通信設備的地理位置信息W及頻譜資源管理裝 置分配的主系統的頻譜資源，其中，通信設備在保證主系統的通信質量的條件下利用主系 統的頻譜資源。
[0013] 根據本公開的另一個方面，提供一種在無線電可重配通信系統中使用的通信方 法，包括：將通信設備的資源利用參數信息發送給通信設備的頻譜資源管理裝置，其中資源 利用參數信息包括通信設備的地理位置信息；W及從頻譜資源管理裝置獲取通信設備的鄰 近通信設備的地理位置信息W及頻譜資源管理裝置分配的主系統的頻譜資源，其中，通信 設備在保證主系統的通信質量的條件下利用主系統的頻譜資源。
[0014] 根據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的頻譜資源管理 裝置，包括；參數獲取單元，被配置為獲取頻譜資源管理裝置所管理的通信設備的資源利用 參數信息，資源利用參數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 數信息，在保證主系統的通信質量的條件下將主系統的頻譜資源分配至通信設備；鄰近設 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備中彼此 鄰近的通信設備；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果W及鄰近 的通信設備的地理位置信息通知至相應的通信設備。
[0015] 根據本公開的另一個方面，提供一種在無線電可重配通信系統中使用的頻譜資源 管理方法，包括：獲取所管理的通信設備的資源利用參數信息，資源利用參數信息包括地理 位置信息；基于資源利用參數信息，在保證主系統的通信質量的條件下將主系統的頻譜資 源分配至通信設備；基于地理位置信息確定所管理的通信設備中彼此鄰近的通信設備；W 及將所確定的資源分配結果W及鄰近的通信設備的地理位置信息通知至相應的通信設備。
[0016] 根據本公開的另一個方面，提供一種用于無線通信系統的通信設備，包括；發送單 元，被配置為將關于通信設備的地理位置和天線數量的信息發送給無線通信系統的頻譜資 源管理裝置。
[0017] 根據本公開的另一個方面，提供一種用于無線通信系統的頻譜資源管理裝置，包 括：參數接收單元，被配置為從通信設備接收關于通信設備的地理位置和天線數量的信息。
[0018] 根據本公開的另一個方面，提供一種用于無線通信系統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備的資源利用參 數信息，資源利用參數信息包括天線數量；W及基于資源利用參數信息確定對頻譜資源管 理裝置所管理的通信設備的頻譜資源分配。
[0019] 根據本公開的另一個方面，提供一種用于無線通信系統的通信設備，配置有多個 天線，通信設備包括：一個或多個處理器，被配置為將多個天線的天線數量包含于該通信設 備的資源利用參數信息中W用于該通信設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信息分配的頻譜資源。
[0020] 根據本公開的各方面，豐富了在無線通信系統中的通信設備與頻譜資源管理裝置 之間信令交互的內容，充分利用了多天線系統中通信設備可能具有的空間自由度，進而能 夠有效降低通信設備之間或通信系統之間的干擾。
【附圖說明】
[0021] 參照下面結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、特點和優點。在附圖中，相同的或對應的技術特征或部件將采用相同或對應的附 圖標記來表示。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是例示根據本公開實施例的用于無線通信系統的頻譜資源管理裝置的結構 的框圖。
[0023] 圖2是例示根據本公開另一實施例的頻譜資源管理裝置的結構的框圖。
[0024] 圖3是例示基于天線數量將可用頻譜資源分配至地理位置鄰近的通信設備的一 個實施例的示意圖。
[0025] 圖4是例示根據本公開實施例的管理無線通信系統的頻譜資源的方法的流程圖。
[0026] 圖5是例示根據本公開實施例的用于無線通信系統的通信設備的結構的框圖。
[0027] 圖6是例示根據本公開另一實施例的無線通信設備的結構的框圖。
[0028] 圖7是例示通信設備所配置的非均勻線性天線陣列的示意圖。
[0029] 圖8是例示根據本公開實施例的在配置有多個天線的通信設備中使用的無線通 信方法的流程圖。
[0030] 圖9是例示根據本公開的用于無線電可重配通信系統的通信設備的結構的框圖。
[0031] 圖10是例示根據本公開實施例的在無線電可重配通信系統中使用的通信方法的 流程圖。
[0032] 圖11是例示根據本公開實施例的用于無線電可重配通信系統的頻譜資源管理裝 置的結構的框圖。
[0033] 圖12是例示根據本公開的在無線電可重配通信系統中使用的頻譜資源管理方法 的流程圖。
[0034] 圖13是例示根據本公開實施例的無線通信系統中通信設備與頻率資源管理裝置 交互和動作的時序圖。
[0035] 圖14是例示能夠實現本發明的計算機的示例性結構的框圖。
[0036] 圖15是例示可W應用本公開技術的eNB的示意性配置的第一示例的框圖。
[0037] 圖16是例示可W應用本公開技術的eNB的示意性配置的第二示例的框圖。
[003引圖17是例示可W應用本公開技術的智能電話的示意性配置的框圖。
[0039] 圖18是例示包括主系統和次系統的無線通信系統的示意性配置的框圖。
[0040] 圖19是例示根據本公開實施例的在無線資源管理裝置和通信設備之間的交互的 時序圖。
【具體實施方式】
[0041] 在下文中將結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，應該了解，在開發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便實現開發人員的具體目標。例如，符合 與系統及業務相關的郝些限制條件，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，還應該了解，雖然開發工作有可能是非常復雜和費時的，但對得益于本公開內容 的本領域技術人員來說，送種開發工作僅僅是例行的任務。
[0042] 在此，還需要說明的一點是；為了避免因不必要的細節而模糊了本公開，在附圖中 僅示出了與根據本公開的方案密切相關的裝置結構和/或處理步驟，而省略了與本公開關 系不大的其它細節。
[004引在現有的無線電可重配系統（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，在現有技術方案中，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，天線數量）與頻譜資源管理方案相結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是例示根據本公開實施例的用于無線通信系統的頻譜資源管理裝置100的結 構的框圖。頻譜資源管理裝置100包括參數獲取單元101和資源分配單元102。
[0046] 參數獲取單元101被配置為獲取由頻譜資源管理裝置100管理的通信設備的資源 利用參數信息。送里，取決于應用場景的不同，頻譜資源管理裝置100可W被實現為頻譜協 調器、地理位置數據庫（GLBD)和頻譜協調器的組合、基站、中必服務器等。相對應地，通信 設備可W被實現為小小區基站、無線接入點、或者是用戶設備扣巧等。
[0047] 在一個具體的示例中，頻譜資源管理裝置100被實現為頻譜協調器，通信設備被 實現為具有認知無線電功能的WiFi接入設備，其中，WiFi接入設備在頻譜協調器的管理下 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備（slave device)進行WiFi 通信。
[0048] 本公開可W基于例如TS 103 145標準中的現有功能模塊關系。例如，圖18是 例示包括主系統和次系統的無線通信系統1800的示意性配置的框圖。無線通信系統 1800可W包括一個或多個地理位置數據庫（GLDB)、一個或多個頻譜協調器（SC, Spectrum Coordinator) W及多個認知無線電系統（CRS, Co即itive Radio System,圖 18 中 W CRS 1 和CRS2表示）。其中，GLDB和SC構成主系統，多個CRS構成次系統。在無線通信系統1800 中，根據本公開的頻譜資源管理裝置（例如，資源管理裝置100)可W被實現為單獨的SC,也 可W被實現為GL抓和SC的組合；根據本公開的無線通信設備（例如下面將描述的與資源 管理裝置100相對應的通信設備500)可W被實現為至少一個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被實現為eNB，通信設備實現為具 有認知無線電功能的小小區基站，其中，小小區基站在eNB的管理下機會性地利用WiFi頻 段的頻譜資源與其從設備例如肥進行蜂窩通信。
[0050] 通信設備資源利用參數信息是頻譜資源管理裝置100對通信設備進行資源分配 和資源管理所要使用的相關信息。資源利用參數信息包括通信設備所具有的天線的天線數 量。依據所應用于的通信系統的不同類型或者需求，資源利用參數信息例如還可W包括通 信設備的地理位置等。
[0051] 頻譜資源管理裝置100的參數獲取單元101可W從例如無線接入點的通信設備接 收包括天線數量的資源利用參數信息。通信