共享频谱系统的集中协调

文档序号:144928 发布日期:2021-10-22 浏览:49次 >En<

阅读说明:本技术 共享频谱系统的集中协调 (Centralized coordination of shared spectrum systems ) 是由 R.福德 全晸鍸 赵俊暎 V.V.拉特纳姆 M.托内马赫 于 2020-03-09 设计创作,主要内容包括:一种用于管理共享频谱的电子设备、基站和方法。所述电子设备包括至少一个处理器,所述处理器被配置为使所述电子设备:从多个BS获取共存测量报告(CMR);基于CMR识别多个BS之间的干扰关系;基于干扰关系将BS集分派给多个基本分配单元(BAU)中的一个或多个BAU;以及将频谱接入授权(SAG)传输到BS集,其中所述SAG包括用于BS集的BAU分派。多个BAU中的每个BAU是时间/频率单元,并且BS集包括主BS和辅BS。当辅BS的传输不干扰主BS的传输时,辅BS可以在一个或多个BAU中传输。(An electronic device, a base station and a method for managing a shared spectrum. The electronic device comprises at least one processor configured to cause the electronic device to: acquiring Coexistence Measurement Reports (CMRs) from a plurality of BSs; identifying an interference relationship between the plurality of BSs based on the CMR; assigning a set of BSs to one or more Basic Allocation Units (BAUs) of a plurality of BAUs based on an interference relationship; and transmitting a Spectrum Access Grant (SAG) to the set of BSs, wherein the SAG comprises a BAU assignment for the set of BSs. Each BAU of the plurality of BAUs is a time/frequency unit, and the set of BSs includes a primary BS and a secondary BS. The secondary BS may transmit in one or more BAUs when the transmission of the secondary BS does not interfere with the transmission of the primary BS.)

共享频谱系统的集中协调

技术领域

本发明一般涉及无线通信系统,更具体地,涉及共享频谱系统的集中协调。

背景技术

通信系统包括下行链路(DL),其将信号从诸如基站(BS)的发送点传送到诸如用户设备(UE)的接收点。通信系统还包括上行链路(UL),其将信号从诸如UE的发送点传送到诸如BS的接收点。

为了满足自第四代(4G)通信系统部署以来对无线数据业务的需求不断增加,已致力于开发改进的第五代(5G)或预5G通信系统。5G或预5G通信系统也称为“超越4G网络”或“后长期演进(LTE)系统”。5G通信系统被认为在更高频率(mmWave)频带(例如60GHz频带)中实现,以便实现更高的数据速率。为了降低无线电波的传播损耗并增加传输距离,针对5G通信系统讨论了波束形成、大规模多输入多输出(MIMO)、全维MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束形成和大规模天线技术。此外,在5G通信系统中,基于高级小小区、云无线电接入网络(RAN)、超密集网络、设备到设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、协调多点(CoMP)、接收端干扰消除等的系统网络改进开发正在进行中。在5G系统中,已经开发了混合频移键控(FSK)和费希尔正交幅度调制(FQAM)以及滑动窗口叠加编码(SWSC)作为高级编码调制(ACM),以及滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)作为高级接入技术。

互联网是一个以人为中心的连接网络,人类在其中生成和消耗信息,现在正演变为物联网(IoT),在物联网中,分布式实体(诸如事物)在无需人工干预的情况下交换和处理信息。万物互联(IoE)是物联网技术和大数据处理技术通过连接云服务器而结合在一起的产物。由于IoT实施需要诸如“传感技术”、“有线/无线通信和网络基础设施”、“服务接口技术”和“安全技术”等技术要素,因此最近已经研究了传感器网络、机器到机器(M2M)通信、机器类型通信(MTC)等。这种IoT环境可以提供智能互联网技术服务,通过收集和分析连接物之间产生的数据,为人类生活创造新的价值。IoT可通过现有信息技术(IT)与各种工业应用的融合和组合,应用于智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或互联汽车、智能电网、医疗保健、智能家电和先进医疗服务等多个领域。

与此相一致,已经做出各种尝试以将5G通信系统应用于IoT网络。例如,诸如传感器网络、MTC和M2M通信的技术可以通过波束形成、MIMO和阵列天线来实现。作为上述大数据处理技术的云RAN的应用也可被视为5G技术和IoT技术之间的融合的示例。

如上所述,可以根据无线通信系统的发展提供各种服务,因此需要一种易于提供此类服务的方法。

发明内容

提供了一种用于管理共享频谱的电子设备、基站和方法。电子设备包括至少一个处理器,被配置为使电子设备从多个BS获取共存测量报告(CMR),基于CMR识别多个BS之间的干扰关系,基于干扰关系将BS集分派给多个基本分配单元(BAU)中的一个或多个BAU,并向BS集发送频谱接入授权(SAG)。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点,现结合附图参考以下说明,其中:

图1示出了根据本公开的各种实施例的示例性网络计算系统;

图2示出了根据本公开的各种实施例的网络计算系统中的示例性基站(BS);

图3示出了根据本公开的各种实施例的用于管理网络计算系统中的共享频谱的示例性电子设备;

图4示出了根据本公开的各种实施例的用于频谱共享的网络;

图5示出了根据本公开的各种实施例的用于频谱共享的另一个网络;

图6示出了根据本公开的各种实施例的用于频谱共享的数据传输帧结构;

图7示出了根据本公开的各种实施例的用于频谱共享的数据传输阶段(DTP)中的基本分配单元(BAU)的分派;

图8示出了根据本公开的各种实施例的检测阈值函数的曲线图;

图9示出了根据本公开的各种实施例的一般DTP接入过程的流程图;

图10示出了根据本公开的各种实施例的一般DTP接入过程的另一流程图;

图11示出了根据本公开的各种实施例的由基站用于确定在DTP中的传输机会的流程图;

图12示出了根据本公开的各种实施例的基站的机会数据传输时段(ODTP)接入方案;

图13示出了根据本公开的各种实施例的共存测量报告(CMR)和频谱接入授权(SAG)的信令的流程图;

图14示出了根据本公开的各种实施例的CMR和SAG的周期性和非周期性信令的流程图;

图15示出了根据本公开的各种实施例的CMR和SAG的周期性信令的信号流程图;

图16示出了根据本公开的各种实施例的CMR和SAG的非周期信令的信号流程图;

图17示出了根据本公开的各种实施例的用于计算网络干扰图和连接分量的流程图;

图18示出了根据本公开的各种实施例的用于计算资源保留率的流程图;

图19A-19C示出了根据本公开的各种实施例的从网络干扰图分派BAU的步骤;

图20示出了根据本公开的各种实施例的用于管理共享频谱的流程图;

图21示出了根据本公开实施例的用于管理网络计算系统中的共享频谱的示例性电子设备;以及

图22示出了根据本公开实施例的基站(BS)。

具体实施方式

本发明的实施例包括用于管理共享频谱的电子设备和相对应的方法,以及用于在共享频谱中操作的基站(BS)。一个实施例涉及一种电子设备,该电子设备包括存储用于管理共享频谱的指令的存储器,以及至少一个可操作地连接到存储器并被配置为执行指令以使电子设备执行以下操作的处理器:从多个BS获得共存测量报告(CMR);基于CMR识别多个BS之间的干扰关系;基于干扰关系将BS集分派给多个基本分配单元(BAU)中的一个或多个BAU;以及将频谱接入授权(SAG)发送到BS集,其中SAG包括用于BS集的BAU分派。多个BAU中的每个BAU是时间/频率单元,并且BS集包括主BS和辅BS。当辅BS的传输不干扰主BS的传输时,辅BS可以在一个或多个BAU中进行传输。

在一个实施例中,为了将所述BS集分派给一个或多个BAU,至少一个处理器还被配置为执行指令,以将主BS分派给一个或多个BAU中的优先传输时段,其中主BS可以在优先传输时段中传输而无需执行信道感测,以及将辅BS分派给一个或多个BAU中的偏移时段,其中辅BS可以在执行信道感测之后在偏移时段中进行传输。

在一个实施例中,至少一个处理器被配置为执行指令,以进一步使电子设备:基于干扰关系将另一主BS分派给多个BAU中的一个或多个其他BAU,其中其他主BS干扰主BS,并且其中一个或多个其他BAU与一个或多个BAU正交。

在一个实施例中,至少一个处理器被配置为执行指令以进一步使电子设备:将第三BS分派给一个或多个BAU以在一个或多个BAU中的机会数据传输时段(ODTP)中进行传输,其中,第三BS可以在执行先侦听后传输(listen-before-talk)过程之后在ODTP中进行传输。

在一个实施例中,CMR包括BS标识符、移动网络运营商标识符、相邻BS列表、与相邻BS列表中的BS相关联的功率电平、导致有害干扰的BS列表、发送功率、接收信号强度指示符测量、参考信号接收功率测量、参考信号接收质量测量、负载信息、信道占用测量、不再使用的受保护BAU的指示符、经历干扰的BAU索引的指示符以及时间戳数据中的至少一个。

在一个实施例中,SAG还包括BS标识符、移动网络运营商标识符、共享频谱的总体帧结构、检测阈值函数参数、最大允许传输功率、竞争窗口大小、用于机会的信道接入的保护裕度、同步源标识符、每个移动网络的BAU分配、每个BS的BAU分配、传输机会偏移分派、最大信道占用时间和时间戳数据中的至少一个。

在一个实施例中,基于干扰关系将主BS分派给多个BAU中的一个或多个BAU,至少一个处理器被配置为执行指令以进一步使电子设备:生成干扰图,所述干扰图将多个BS中的每个BS表示为具有由顶点之间的边标识的一个或多个干扰关系的顶点;对于每个顶点,基于顶点优先级和连接分量的数量计算资源保留率;以及基于资源保留率将主BS分派给一个或多个BAU。

另一实施例涉及用于在共享频谱中操作的BS。BS包括收发器和连接到收发器的至少一个处理器。至少一个处理器被配置为控制收发器向共享频谱管理器(SSM)发送共存测量报告(CMR),并控制收发器接收来自SSM的频谱接入授权(SAG),该SAG包括用于BS的一个或多个基本分配单元(BAU)的分派集。CMR指示基站与相邻基站之间的干扰关系。一个或多个BAU中的每一个是时间/频率单元,并且该分派集指示当辅BS的传输不干扰分派给一个或多个BAU的另一个主BS的传输时,BS是可以在一个或多个BAU中传输的主BS或辅BS。BS还包括可操作地连接到收发器的处理器,该至少一个处理器被配置为生成CMR并基于一个或多个BAU的该分派集识别用于BS的传输机会。

在另一实施例中,当SAG指示BS是一个或多个BAU中的主BS时,至少一个处理器还被配置为控制收发器在一个或多个BAU中的优先传输时段中传输数据,而不在信道上执行信道感测。当SAG指示BS是一个或多个BAU中的辅BS时,为了识别用于BS的传输机会,至少一个处理器还被配置为在偏移时段之前执行信道感测,并且其中,收发器还被配置为在执行信道感测之后的偏移时段内发送数据。

在另一实施例中,当SAG指示BS是一个或多个BAU中的主BS时,当另一个SAG识别另一个主BS被分派给一个或多个其他BAU时,并且当其他主BS干扰BS时,一个或多个其他BAU与一个或多个BAU正交。

在另一实施例中,当SAG指示BS是一个或多个BAU中的第三BS时,在执行先侦听后传输过程之后,分派BS以在一个或多个BAU中的机会数据传输时段(ODTP)中传输。

在另一实施例中,CMR包括BS标识符、移动网络运营商标识符、相邻BS列表、与相邻BS列表中的BS相关联的功率电平、导致有害干扰的BS列表、发送功率、接收信号强度指示符测量、参考信号接收功率测量、参考信号接收质量测量、负载信息、信道占用测量、不再使用的受保护BAU的指示符、经历干扰的BAU索引的指示符以及时间戳数据中的至少一个,。

在另一实施例中,SAG还包括BS标识符、移动网络运营商标识符、共享频谱的总体帧结构、检测阈值函数参数、最大允许传输功率、竞争窗口大小、机会信道接入的保护裕度、同步源标识符、每个移动网络的BAU分配、每个BS的BAU分配、传输机会偏移分派、最大信道占用时间和时间戳数据中的至少一个。

在另一实施例中,基于干扰图将BS分派给共享频谱中的一个或多个BAU,该干扰图将共享频谱的多个BS中的每个BS表示为具有由顶点之间的边标识的一个或多个干扰关系的顶点。此外,每个顶点都与基于顶点优先级和连接分量的数量的资源保留率相关联。

又一实施例涉及用于管理共享频谱的方法。该方法包括从多个BS获取共存测量报告(CMR),基于CMR识别多个BS之间的干扰关系,基于干扰关系将BS集分派给多个BAU中的一个或多个(基本分配单元)BAU,以及将频谱接入授权(SAG)发送到BS集,SAG包括用于BS集的BAU分派。多个BAU中的每个BAU是时间/频率单元。此外,BS集包括主BS和辅BS,当辅BS的传输不干扰主BS的传输时,可以在一个或多个BAU中传输。

在又一实施例中,将BS集分派给一个或多个BAU还可以包括将主BS分派给一个或多个BAU中的优先传输时段,其中,主BS可以在优先传输时段中传输而不执行信道感测,以及将辅BS分派给一个或多个BAU中的偏移时段,其中,辅BS可以在执行信道感测之后在偏移时段中进行传输。

在又一实施例中,该方法还可以包括基于干扰关系将另一主BS分派给多个BAU中的一个或多个其他BAU,其中其他主BS干扰主BS,并且其中一个或多个其他BAU与一个或多个BAU正交。

在又一实施例中,该方法还可以包括将第三BS分派给一个或多个BAU以在一个或多个BAU中的机会数据传输时段(ODTP)中进行传输,其中第三BS可以在执行先侦听后传输过程之后在ODTP中进行传输。

在又一实施例中,CMR包括BS标识符、移动网络运营商标识符、相邻BS列表、与相邻BS列表中的BS相关联的功率电平、导致有害干扰的BS列表、发送功率、接收信号强度指示符测量、参考信号接收功率测量、参考信号接收质量测量、负载信息、信道占用测量、不再使用的受保护BAU的指示符、经历干扰的BAU索引的指示符以及时间戳数据中的至少一个。

在又一实施例中,SAG还包括BS标识符、移动网络运营商标识符、共享频谱的整体帧结构、检测阈值函数参数、最大允许传输功率、争用窗口大小、机会信道接入的保护裕度、同步源标识符、每个移动网络的BAU分配、每个BS的BAU分配、传输机会偏移分派、最大信道占用时间和时间戳数据中的至少一个。

其他技术特征对于本领域技术人员来说可以从以下附图、描述和权利要求中显而易见。

本文中包括的附图以及用于描述本发明的原理的各种实施例仅作为说明,不应以任何方式解释为限制本发明的范围。此外,本领域技术人员将理解,本发明的原理可以在任何适当布置的无线通信系统中实现。

“耦合”一词及其派生词是指两个或多个元素之间的任何直接或间接通信,无论这些元素是否彼此物理接触。术语“发送”、“接收”和“通信”及其派生词包括直接通信和间接通信。术语“包括”和“包含”及其衍生物是指包括但不限于。术语“或”包括在内,含义和/或。“相关联”一词及其派生词是指包括、被包括在其中、与之互连、包含、被包含在其中、连接到或与之连接、耦合到或与之耦合、与之通信、合作、交错、并列、接近、约束或与之联系、拥有、拥有特性、与之有关系,等等。术语“处理器”或“控制器”指控制至少一项操作的任何设备、系统或其部分。这种控制器可以以硬件或硬件与软件和/或固件的组合来实现。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中的或分布式的,无论是本地的还是远程的。当与项目列表一起使用时,短语“至少一个”意味着可以使用一个或多个所列项目的不同组合,并且可能只需要列表中的一个项目。例如,“A、B和C中的至少一个”包括以下任意组合:A、B、C、A和B、A和C、B和C以及A和B和C。同样,术语“集”指一个或多个。因此,项目集可以是单个项目或两个或多个项目的集合。

此外,下面描述的各种功能可以由一个或多个计算机程序实现或支持,每个计算机程序由计算机可读程序代码形成并体现在计算机可读介质中。术语“应用程序”和“程序”是指一个或多个计算机程序、软件组件、指令集、过程、功能、对象、类、实例、相关数据或其适于在适当的计算机可读程序代码中实现的部分。短语“计算机可读程序代码”包括任何类型的计算机代码,包括源代码、目标代码和可执行代码。短语“计算机可读介质”包括能够被计算机访问的任何类型的介质,诸如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)或任何其他类型的存储器。“非暂时性”计算机可读介质不包括传输暂时性电气或其他信号的有线、无线、光学或其他通信链路。非暂时性计算机可读介质包括可永久存储数据的介质和可存储并随后重写数据的介质,诸如可重写光盘或可擦除存储器设备。

在本发明中提供了其他特定单词和短语的定义。本领域的普通技术人员应当理解,在许多(如果不是大多数的话)情况下,此类定义适用于此类定义的单词和短语的先前以及将来的使用。

频谱利用率可能随时间和地理位置而波动。经由不同实体之间的多路复用共享频谱将能够更有效地利用频谱,无论是未授权频谱还是共享频谱。如本文所使用的,术语“共享频谱”以包容的方式使用,而不区分共享频谱和未授权频谱,并且它还不仅包括当前可用的频谱,还包括将来将可用的频谱。

在现有的未授权频谱中,例如,2.4GHz、5GHz,信道接入可以基于随机接入,即载波感测多址接入/冲突避免(CSMA/CA)。众所周知,当网络密度增大时,具有指数退避的CSMA/CA会降低无线时间利用率。共享可能是非合作的,因为它基于监管机构制定的法规,并受固定规则控制。从根本上说,无法保证频谱接入。因此,运营商使用这些未授权频谱部署向移动用户提供付费服务的基础设施系统可能是不利的,因为无法保证服务的可靠性和可接入性。

本发明的新颖方面也可以通过在时间维度上实现用户的复用来改进该方案。此外,介质接入控制方案可以允许辅用户在主用户空闲时,或在主用户不会受到来自辅用户传输的干扰影响的情况下,有机会接入资源。

经由频率的空间复用,增加BS的部署密度可能是改善数据吞吐量的一种方法。事实上,自蜂窝通信的早期以来,这种空间复用可能是系统吞吐量增加的主要因素之一。在改进空间复用的同时,通过补偿路径损耗和阻塞,在毫米波(mm波)和太赫兹(THz)频率下密集BS部署可能是不可避免的,以改进覆盖。

在美国,提高数据吞吐量的另一种方法可能涉及开放未授权或共享频谱。例如,3.55-3.7GHz公民宽带无线电服务(CBRS)频带可以具有独特的三层分层接入模型,其包括在任者(incumbent)(联邦用户、固定卫星服务)、优先接入授权证持有人(PAL)和一般授权接入(GAA),按优先级降序排列。在另一示例中,美国和欧盟分别考虑将5925-7125MHz频段和5925-6425MHz频段用于未授权的用途。在又一示例中,37-38.6GHz频段有望在商业系统和未来联邦系统之间开放和共享。共享框架有望与一般未授权频谱有所区别。

图1示出了根据本公开的各种实施例的示例性网络计算系统。图1所示的无线网络100的实施例仅用于说明。在不脱离本公开的范围的情况下,可以使用无线网络100的其他实施例。

如图1所示,无线网络100可以包括gNodeB(gNB)101、gNB 102和gNB 103。gNB 101可以与gNB 102和gNB 103通信。gNB 101还可以与至少一个因特网协议(IP)网络130(诸如因特网、专有IP网络或其他数据网络)通信。

gNB 102可以为gNB 102的覆盖区域120内的第一多个用户设备(UE)提供到网络130的无线宽带接入。第一多个UE可以包括:UE 111,其可以位于小企业(SB)中;UE 112,其可以位于企业(E)中;UE 113,其可以位于WiFi热点(HS)中;UE 114,其可以位于第一住宅(R)中;UE 115,其可以位于第二住宅(R)中;以及UE 116,其可以是诸如手机、无线膝上型计算机、无线PDA等的移动设备(M)。gNB 103可以为gNB 103的覆盖区域125内的第二多个UE提供对网络130的无线宽带接入。第二多个UE可以包括UE 115和UE 116。在一些实施例中,gNB101-103中的一个或多个可以使用5G、LTE、LTE-A、WiMAX、WiFi或其他无线通信技术相互通信以及与UE 111-116通信。

取决于网络类型,可以使用其他众所周知的术语来代替“gNodeB”或“gNB”,诸如“基站”或“接入点”。为了方便起见,在本发明中使用术语“gNodeB”和“gNB”来指代向远程终端提供无线接入的网络基础设施组件。此外,取决于网络类型,可以使用其他众所周知的术语来代替“用户设备”或“UE”,诸如“移动站”、“用户站”、“远程终端”、“无线终端”或“用户设备”,术语“用户设备”和“UE”在本发明中用于指无线接入gNB的远程无线设备,无论UE是移动设备(诸如移动电话或智能手机)还是通常被视为固定设备(诸如台式计算机或自动售货机)。

虚线可以示出覆盖区域120和125的大致范围,仅出于图示和说明的目的,将其示出为大致圆形。应当清楚地理解,与gNB相关联的覆盖区域,诸如覆盖区域120和125,可以具有其他形状,包括不规则形状,这取决于gNB的配置以及与自然和人造障碍物相关联的无线电环境中的变化。

如下文更详细地描述的,可以管理网络计算系统中的BS以允许基于BS之间的干扰关系的频谱共享。在一些实施例中,网络计算系统中的共享频谱管理器可以通过基于从BS接收的共存测量报告向BS发送频谱接入授权来提供集中式资源协调和分派方案。如在下面的段落中更详细地讨论的,SSM可以通过向MNO和/或每个基站分派不同的偏移来实现基于优先级和机会的信道接入。

尽管图1示出了无线网络100的一个示例,但是可以对图1进行各种更改。例如,无线网络100可以在任何适当的布置中包括任意数量的gNB和任意数量的UE。此外,gNB 101可以直接与任意数量的UE通信,并向这些UE提供对网络130的无线宽带接入。类似地,每个gNB102-103可以直接与网络130通信,并向UE提供对网络130的直接无线宽带接入。此外,gNB101、102和/或103可以提供对其他或附加外部网络的接入,诸如外部电话网络或其他类型的数据网络。

图2示出了根据本公开的各种实施例的示例性基站(BS)。图2中所示的gNB 102的实施例仅用于说明,并且图1的gNB 101和103可以具有相同或类似的配置。然而,gNB具有多种配置,并且图2不将本发明的范围限制到gNB的任何特定实现。

如图2所示,gNB 102可以包括多个天线280a-280n、多个RF收发器282a-282n、发送(TX)处理电路284和接收(RX)处理电路286。gNB 102还可以包括控制器/处理器288、存储器290和回程或网络接口292。

RF收发器282a-282n可以从天线280a-280n接收传入RF信号,诸如由网络100中的UE发送的信号。RF收发器282a-282n可以下变频传入RF信号以生成IF或基带信号。IF或基带信号可以被发送到RX处理电路286,其通过对基带或IF信号进行滤波、解码和/或数字化来生成经处理的基带信号。RX处理电路286可以将经处理的基带信号发送到控制器/处理器288以进行进一步处理。

TX处理电路284可以从控制器/处理器288接收模拟或数字数据(诸如语音数据、web数据、电子邮件或交互式视频游戏数据)。TX处理电路284可以对输出基带数据进行编码、复用和/或数字化,以生成经处理的基带或IF信号。RF收发器282a-282n可以从TX处理电路284接收传出的处理基带或IF信号,并将基带或IF信号上变频为经由天线280a-280n发送的RF信号。

控制器/处理器288可以包括一个或多个处理器或控制gNB 102的整体操作的其他处理设备。例如,控制器/处理器288可以根据众所周知的原理控制通过RF收发器282a-282n、RX处理电路286和TX处理电路284接收前向信道信号和发送反向信道信号。控制器/处理器288还可以支持附加功能,诸如更高级的无线通信功能。例如,控制器/处理器288可以支持波束形成或定向路由操作,其中来自多个天线280a-280n的传出信号被不同地加权以有效地将输出信号引导到期望方向。控制器/处理器288可以在gNB 102中支持多种其他功能中的任何一种。在一些实施例中,控制器/处理器288可以包括至少一个微处理器或微控制器。

控制器/处理器288还能够执行驻留在存储器290中的程序和其它处理,诸如基本OS。控制器/处理器288可以根据执行处理的需要将数据移入或移出存储器290。

控制器/处理器288还可以耦合到回程或网络接口292。回程或网络接口292可以允许gNB 102通过回程连接或通过网络与其他设备或系统通信。接口292可以支持通过任何合适的有线或无线连接进行通信。例如,当gNB 102被实现为蜂窝通信系统(诸如支持5G、LTE或LTE-A的系统)的一部分时,接口292可以允许gNB 102通过有线或无线回程连接与其他gNB通信。当gNB 102被实现为接入点时,接口292可以允许gNB 102通过有线或无线局域网或通过到更大网络(诸如因特网)的有线或无线连接进行通信。接口292可以包括支持通过有线或无线连接(诸如以太网或RF收发器)进行通信的任何适当结构。

存储器290可以耦合到控制器/处理器288。存储器290的一部分可以包括RAM,存储器290的另一部分可以包括闪存或其他ROM。

如下文更详细地描述的,网络计算系统中的基站可以基于与其他相邻BS的干扰关系被分派为共享频谱资源(即BAU)的主、辅和/或第三用户。主基站可以在不首先感测信道的情况下在信道上发送。辅基站可以在感测操作确定其数据传输不会干扰主基站的数据传输之后在信道上发送。如果可用,第三基站可以在机会数据传输时段中在信道上发送数据。

尽管图2示出了gNB 102的一个示例,但是可以对图2进行各种更改。例如,gNB 102可以包括图2中所示的任意数量的每个组件。作为特定示例,接入点可以包括多个接口292,并且控制器/处理器288可以支持路由功能以在不同网络地址之间路由数据。作为另一特定示例,尽管示出为包括TX处理电路284的单个实例和RX处理电路286的单个实例,但gNB 102可以包括每个的多个实例(诸如每个RF收发器一个)。此外,图2中的各种组件可以组合、进一步细分或省略,并且可以根据特定需要添加附加组件。

图3示出了根据本公开的各种实施例的用于管理网络计算系统中的共享频谱的示例性电子设备。在一个实施例中,电子设备可以是实现为服务器300的共享频谱管理器,其可以表示图1中的服务器104。

如图3所示,服务器300可以包括总线系统305,其支持至少一个处理设备310、至少一个存储设备315、至少一个通信单元320和至少一个输入/输出(I/O)单元325之间的通信。

处理设备310可以执行可以加载到存储器330中的指令。处理设备310可以包括任何适当数量和类型的任何适当布置的处理器或其他设备。处理设备310的示例类型包括微处理器、微控制器、数字信号处理器、现场可编程门阵列、专用集成电路和离散电路。

存储器330和持久存储335是存储设备315的示例,其表示能够存储和促进信息(诸如基于临时或永久的数据、程序代码和/或其他适当信息)的检索的任何结构。存储器330可以表示随机存取存储器或任何其他合适的易失性或非易失性存储设备。持久存储335可以包含支持数据的长期存储的一个或多个组件或设备,诸如只读存储器、硬盘驱动器、闪存或光盘。

通信单元320可以支持与其他系统或设备的通信。例如,通信单元320可以包括促进通过网络130的通信的网络接口卡或无线收发器。通信单元320可以支持通过任何合适的物理或无线通信链路的通信。

I/O单元325可以允许数据的输入和输出。例如,I/O单元325可以通过键盘、鼠标、小键盘、触摸屏或其他合适的输入设备为用户输入提供连接。I/O单元325还可以向显示器、打印机或其他合适的输出设备发送输出。

如下文更详细地描述的,服务器300可以用作网络计算系统中的共享频谱管理器,可以协调资源分派以通过使用由时隙和频带可识别的基本分配单元中的偏移来实现基于优先级和机会的信道接入。

尽管图3示出了用于管理多个基站(诸如图1中的基站101、102和103)之间的共享频谱的计算系统中的电子设备的示例,但是可以对图3进行各种更改。例如,图3中的各种组件可以被组合、进一步细分或省略,并可以根据特殊需要添加附加组件。此外,与计算和通信网络一样,服务器可以具有多种配置,并且图3不将本公开限制于任何特定服务器。

图4示出了根据本公开的各种实施例的用于频谱共享的网络。网络400可以是网络计算系统,诸如图1中的网络计算系统100。

网络400可以包括来自不同移动网络运营商(MNO)(即,无线服务提供商)的多个BS,它们彼此邻近地共存。例如,BS 401和BS 404可以属于相同的MNO,例如“MNO B”,BS 402和BS 403可以属于另一个运营商,例如“MNO A”。然而,图4中的网络的特定描述是示例性的而非限制性的。因此,在其他实施例中,移动网络运营商的数量可以不同,每个运营商具有共享频谱的不同系统和技术。

在图4中,相互干扰的BS通过虚线405连接。例如,BS 401和BS 404可以相互干扰并通过虚线405a连接;BS 401和BS 402可以相互干扰并且通过虚线405e连接;BS 402和BS404可以相互干扰并且通过虚线405d连接;BS 403和BS 404可相互干扰并通过虚线405b连接;并且BS 403和BS 402可以相互干扰并且通过虚线405c连接。BS 401和BS 403可以间隔足够的距离以防止彼此干扰。

BS401、402、403和404中的每一个都可以通过其各自的回程链路407连接到共享频谱管理器(SSM)406。SSM 406可以是用于管理共享频谱的一个或多个电子设备,诸如图3中的电子设备300。在非限制性实施例中,SSM 406可以是每个MNO的核心网络中的实体,并且被配置为彼此通信以管理所有MNO的BS之间的共享频谱。在另一非限制性实施例中,SSM406可以是不属于任何MNO的第三方实体,但是被配置为与不同运营商的网络通信以管理MNO的BS之间的共享频谱。

图5示出了根据本公开的各种实施例的用于频谱共享的另一个网络。网络500是网络计算系统,诸如图1中的网络计算系统100。

网络500与网络400的不同之处在于,每个BS通过回程链路507与其自己的MNO核心网络(CN)中的实体通信,而不是直接与SSM 406通信。在图5的该实施例中,BS 402和403可以通过回程链路507a与CN实体504a通信,BS 401和402可以通过回程链路507b与CN实体504b通信。CN实体504a和504b可以通过其各自的通信链路510与SSM 406通信。CN实体504a和504b可以处理数据的聚合和/或从BS到SSM 406的消息(诸如测量报告)的传送。CN实体还可以代表BS处理来自SSM 406的消息的接收,以及基于这些消息中的参数处理BS的配置。

图6示出了根据本公开的各种实施例的用于频谱共享的数据传输帧结构。帧结构600可以定义网络计算系统(诸如图1中的网络计算系统100、图4中的网络400和图5中的网络500)中的BS之间共享的资源。

帧结构600可以包括数据传输阶段(DTP)周期602a至602n,其是可以占用多个频谱带(即信道)606的时隙的重复序列。在图6中,帧结构600可以具有M个频谱带f1至fM

一个频带上的时隙可以称为基本分配单元(BAU)。在图6的实施例中,每个DTP周期602可以在跨越M个频带的时间维度中具有K个时隙604a到604k。因此,每个DTP周期可以包括总计K x M个BAU。然而,在其他实施例中,频带的数量、时隙、带宽、中心频率和时隙的持续时间可以不同。

图7示出了根据本公开的各种实施例的在一个数据传输阶段(DTP)周期上分派用于频谱共享的基本分配单元(BAU)。在该实施例中,DTP周期700包括在单个频率706上的一组BAU 702。

BS A1、A2、B1和B2可以分别对应于图4中的BS 402、403、401和404。因此,BS B1和A2可以在地理上分离并且不处于干扰关系中,以便可以将它们分派给相同的BAU 704b和704e进行传输。相反,BS 401、402和404可以是相互干扰的关系,BS 402、403和404也是如此。因此,BS 401、402和404可以以正交方式被分派BAU。类似地,BS 402、403和404可以以正交方式被分派BAU。例如,MNO A的BS A1可以在BAUs 704a和704d中传输。MNO B的BS B2可在BAU 704c中传输,该BAU 704c与BAU 704a和704d正交。

BAU 705可以不被分配(NA)给任何MNO/BS,并且可以根据下面图12中描述的机会接入方案来接入。

共享框架概述

一组BAU 702中的每个BAU可以在一个或多个主基站和一个或多个辅基站之间共享。分派给BAU的BS在替代方案中也可以称为资源的“用户”。此外,主基站也可被称为“受保护基站”或“受保护用户”。

分派给BAU的MNO或BS集可以被授权对一个或多个BAU的受保护接入,这有效地将用于受保护用户的这些资源的可用性优先于其他用户。受保护的接入可以通过SSM(诸如图4和5中的SSM 406)向MNO和/或BS发出频谱接入授权(SAG)来控制。SSM 406可以用作可以由受保护用户接入的SAG数据库。SAG可以作为消息通过图4和5所示的连接被发送给用户。在一个实施例中,SAG可以包括指示BAU被保留给特定用户的信息元素。这些被称为“受保护BAU”。受保护BAU分派可以由中央频谱授权机构(诸如政府监管机构)向MNO发出。

在另一个示例中,属于每个MNO的MNO或网络实体可以在它们之间协商以建立受保护BAU分派。受保护BAU的分派可能会随着时间的推移而变化,并且可能会定期更新。在SAG中,BAU分派可以被分派给单个BS、一组多个BS或整个MNO网络。例如,时隙604中BAU的分派可以指示MNO A网络可以接入DTP周期的资源(f1,t1)。然后,可以由MNO独立地决定属于MNOA的不同BS如何利用资源。

每个BAU可以被划分为符号712。BAU的主受让人(即,主基站)可在优先传输时段716a中开始传输,而无需首先执行频谱感测。在BAU 704e中,可以在BAU的开始处找到优先传输时段716a。在图7中的该示例中,BS A2和B1可以是分派给BAU 704e的主基站。一个或多个BS还可以被分派给一个或多个辅传输机会(TXOP)偏移716b和716c。这些TXOP偏移在本文中也可以称为“偏移时段”。BS可以由SSM分派给辅TXOP,这为BS在BAU内传输提供了额外的机会。TXOP偏移分派还可以在SAG中提供,也可以适用于分派的BAU 704a、704b、704c和704d。可以将多个BS分派给相同的TXOP偏移,并且给定BS可以被分派多个TXOP偏移。在该说明性实施例中,BS A1和B2可以是分别在偏移时段716b和716c中传输的辅BS。

在以辅TXOP偏移进行传输之前,对应的BS可以首先在无干扰信道评估(CCA)时段714期间感测信道,如图11中的流程图1100中所述。如果信道是无干扰的,则BS可在以下TXOP偏移处开始传输,并可以在BAU的剩余持续时间或某些最大信道占用时间(MCOT)(如果指定)内传输。MCOT可以是BS在释放资源之前可以在BAU内传输的最大持续时间。此外,BAU可以被配置有机会数据传输时段(ODTP)718,其还可以涉及流程图1100中的CCA过程。BAU时段内的辅TXOP和ODTP的位置可以由SAG中的SSM指示。辅TXOP和ODTP位置,以及CCA时段的位置和持续时间,可以根据单个符号、样本或时间偏移来指定。在另一实施例中,TXOP和ODTP可以由每个BS或每个MNO以分布式方式随机或基于某个度量来选择。

具有受保护接入用户的DTP资源接入

在一个实施例中,经由SAG的资源分派可以仅限制SAG中指定的受保护用户对BAU的接入,这可防止其他MNO和/或BS在这些资源中传输,而不管它们是否会对受保护用户造成干扰。在另一实施例中,可以采用“软授权(soft licensing)”方案,其中受保护用户被视为受保护BAU的主受让人,并且可在这些资源中传输,而无需首先感测来自其他用户的正在进行的传输的信道。然而,在本实施例中,如果主用户没有积极地利用BAU,或者如果辅用户的传输不会对主用户造成重大干扰,则辅用户可以机会地接入相同的BAU。例如,辅用户可以采用LBT来避免与同一BAU中的主用户发生冲突。通过在SAG中指定TXOP偏移,辅用户可以被授权对受保护BAU的优先接入,但优先级低于主用户。每个TXOP偏移可以应用于一个或多个辅用户。

作为替代实施例,任何用户都可以作为辅用户操作,并以指定的TXOP偏移进行传输,而不管他们是否已被授权对SAG中的BAU的显式接入。在另一实施例中,可以延长辅偏移持续时间,并且可以分派BS集以经由LBT竞争对时隙持续时间的接入。因此,TXOP偏移将用作更高优先级的ODTP窗口。

图8示出了根据本公开的各种实施例的检测阈值函数的曲线图。如下面的图11中更详细地描述的,由图800表示的检测阈值函数可以由BS用于确定是否允许在辅传输机会中的传输。

图9示出了根据本公开的各种实施例的一般DTP接入过程的流程图。流程图900中描述的操作可以在BS中实现,诸如图2中的BS 200。

在操作902中,可以对可用的分派资源进行检查。接收分派资源的BS可以是分派资源的主BS或受保护BS。在操作904中,可以对可用的机会资源进行检查。接收机会资源的BS可以是分派资源的辅BS。在非限制性实施例中,可以在频谱接入授权(SAG)中提供分派资源和机会资源。SAG可以由共享频谱管理器(SSM)生成,诸如图4和5中的SSM 406。

此后,在操作906中,可以基于在操作902和904中进行的检查来识别传输资源。所识别的资源可以是分派资源和/或机会资源。在操作908中,可以使用所识别的资源来传输数据。

图10示出了根据本公开的各种实施例的一般DTP接入过程的另一流程图。流程图1000中描述的操作可以在BS中实现,诸如图2中的BS 200。

在操作1002中,可以对可用的分派资源进行检查。在操作1004中,如果分派资源不可用,则可以对可用的机会资源进行检查。此后,在操作1006中,可以基于在操作1002和1004中进行的检查来识别传输资源。根据流程图1000,如果在操作1002中分派资源可用于BS,则在操作1004中BS将不会执行机会资源检查。在操作1008中,可以使用所识别的资源来传输数据。

图11示出了根据本公开的各种实施例的用于由基站确定在DTP中的传输机会的流程图。流程图1100中描述的操作可以在BS(诸如图2中的BS 200)中实现以接入特定BAU的DTP资源。

流程图1100可以从操作1102开始,确定BS是否意图传输数据,即,BS是否具有要传输的数据。如果BS没有要传输的数据,则流程图1100可以继续到操作1104,其中BS保持在空闲状态。然而,在操作1102,如果确定BS具有要传输的数据,则可以在操作1106中确定BS是否被分派给受保护BAU。如果BS被分派给受保护BAU,则流程图1100可以继续操作1108,并且BS可以在受保护BAU上传输其数据。在一个实施例中,BS可以在其分派的BAU的开始处传输其数据,而不首先感测信道。

可能的情况是,BAU被分派给受保护用户,但用户在时隙持续时间期间空闲,这可能是由于传输数据缓冲区为空或其他原因。此外,由于地理分离和/或传输功率要求,辅用户(未被分配为BAU的主用户)可能能够在受保护BAU中传输而不引起高干扰(该高干扰将影响主受保护用户的持续传输)。BAU也可能在SAG中被标记为NA,因此可供所有用户进行机会传输。在NA BAU的情况下,BAU的整个持续时间可被视为ODTP,并以图12中更详细描述的方式接入。

返回到操作1106,如果确定BS未被分派到受保护BAU,则流程图1100可以继续到操作1110,其中随后确定BS是否被分派到BAU中的替代传输机会,即辅传输机会,诸如图7中的辅传输机会716b和716c。如果如在操作1110中确定的那样向BS分派了替代传输机会,则流程图1100可以继续操作1112,并且可以在传输之前的无干扰信道评估(CCA)期间感测信道。在非限制性实施例中,可以通过在持续时间TCCA的一个或多个CCA时段上检测RF能量来执行感测。CCA时段的位置和持续时间可以根据符号索引、样本索引或时间或样本偏移来指定。

在操作1114中,可以在CCA时段上计算接收功率PRX。在一个实施例中,PRX可以是来自其他发送器的总功率。在另一实施例中,在比较操作中可以考虑每个相邻BS的接收功率测量。在本实施例中,BS可以检测由相邻BS发送的信号,从而允许BS识别这些邻居。

在操作1116中,接收功率PRX可以与阈值进行比较。在一个实施例中,阈值可以是BS的期望TX功率的函数TH(PTX),如图8所示。在一些实施例中,阈值函数可以包括检测裕度δ以控制空间复用。在一个实施例中,δ可以设置为零。在另一实施例中,δ可以设置为正值以通过设置更大的δ值以进一步阻止机会传输来控制空间复用的水平。在一个实施例中,值δ可以固定。在另一实施例中,值δ可以在属于同一网络的BS之间以及属于不同网络的基站之间存在差异。也就是说,可能存在δinter-op和δintra-op。利用这种差异,在同一网络中的BS之间可以更容易和慷慨地允许空间复用。在另一实施例中,TH(·)可以采用值δ作为输入,并可以返回根据值δ调整的输出阈值。

在一个实施例中,阈值或阈值函数以及检测裕度δ可以固定为值或特定函数,也可以在预配置的值和函数中选择。在另一实施例中,可以由SAG中的SSM动态地分派,或者在有或没有来自SSM的协助的情况下在MNO之间协商,或者可以通过一些其他手段来确定。

如果需要,返回操作1116,如果PRX不大于阈值,则流程图1100可以从操作1116进行到操作1118,其中BS可以在CCA时段之后的分派传输机会偏移处开始传输,并在BAU的剩余持续时间内继续传输。在另一实施例中,传输可以在小于剩余BAU持续时间的指定最大信道占用时间内继续。

如果PRX大于阈值,则流程图1100可以从操作1116继续到操作1120,其中,确定是否可以减少发送功率PTX。如果不能减少发送功率,则流程图1100可以从操作1120进行到操作1104,以允许BS在BAU的剩余部分返回空闲状态。如果可以减少发送功率,则可以在操作1122中更新发送功率,并在操作1114、1116、1120和1122之间循环,直到接收功率不超过操作1116中的阈值,使得BS可以继续操作1118以进行传输。

即使在操作1106中没有将BS分派给BAU作为主BS,或者在操作1110中没有将BS分派给辅基站,BS仍然有机会在机会数据传输时段(ODTP)中作为第三基站进行传输。因此,如果在操作1110中确定未分派替代传输机会,则流程图1100可以继续到操作1124,其中确定ODTP是否可用。如果ODTP不可用,则流程图1100可以继续操作1104,并且BS可以在BAU的剩余时间内保持空闲。然而,如果在操作1124中ODTP可用,则流程图1100可以继续到操作1126以在ODTP内的CCA时段期间感测信道。在ODTP中的传输的情况下,BS可能必须将传输延迟到附加退避时段之后,如图12中的退避时段1206所示。

从操作1126,流程图可以继续到操作1114,以评估接收功率,并在可能的情况下向BS提供降低其发送功率的机会。如果BS不能充分降低其功率以避免在ODTP中对其邻居的正在进行的传输的干扰,则BS将在操作1104中返回到空闲状态。

机会DTP接入协调

如前所述,无论受保护BAU或辅TXOP分派如何,任何BS都可以机会地接入ODTP。通过首先执行CCA过程(例如,图11中的操作1126、1114和1116)并在信道在CCA时段内无干扰时发送,可以以与分派TXOP类似的方式来接入ODTP。

图12示出了根据本公开的各种实施例的基站的机会数据传输时段(ODTP)接入方案。ODTP接入方案可以在ODTP 1200中实现,其类似于图7中的ODTP 718。在另一实施例中,ODTP接入方案可以在未分配的BAU(即,未分派BAU)中实现,诸如图7中的NA BAU 705。

在信道忙状态1202之后,可能存在最小延迟持续时间1204Dmin,使其处于空闲状态,因为原始用户可以恢复其传输。因此,该最小延迟持续时间可以是向保留资源的BS提供更高优先级的手段。在不活动的持续时间Dmin之后,可以假定原始所有者已释放保留资源。在延迟持续时间内信道被感测为空闲之后,BS将使用从退避时段1208选择的可选随机退避来执行附加信道感测。退避时段1208可以由一组时间单元1206形成。在一个实施例中,可以随机确定随机退避时间单元1206的数量。例如,可以从[X,Y]值范围均匀地提取随机数,其中X和Y是分别表示退避时段1208的最小和最大可能值的非负整数。在一个实施例中,X可以是0。在一个实施例中,Y,即争用窗口大小(CWS),可以被配置或通知给BS。在另一实施例中,Y可以在运营商之间变化和协商。在一个实施例中,Y可以是公共的。在另一实施例中,Y可以是特定于小区的。在又一实施例中,Y可以是特定于运营商的。在可选随机退避时段上成功地进行信道感测之后,BS可以在数据传输状态1210下开始数据传输,直到ODTP的结束1212。在另一实施例中,可以存在指定的MCOT,在此之后BS将停止传输并释放资源。

共存测量报告

为了便于通过SSM配置BS,可以将每个BS配置为向SSM发送共存测量报告(CMR)。由给定BS发送的CMR可以包括但不限于以下信息元素列表。SSM还可以指定请求以下哪些信息元素,使得BS可以向SSM或任何所需实体发送以下信息的子集。

MNO和BS的识别信息。该信息元素可以包括移动网络代码(MNC)、移动国家代码(MCC)、扩展小区全局标识符(ECGI)、物理小区标识符(PCI)和/或其他类似和相关标识符。

相邻基站的列表。该信息元素还可以包括在BS或其移动用户(如果可用)处测量的相关联的功率电平。可以根据每BAU指定测量。

相邻BS及其功率电平的列表。该信息元素可以由连接到BS的当前移动用户报告。只要在其他BS和报告BS的连接的移动用户之间的扩展干扰映射中存在变化,就可以指定这些测量。该列表可以包含由BS检测到的所有其他BS,或者可以仅限于报告时段内超过阈值的一组基站,以及检测到其他BS的BAU的指示。可以通过接收同步信号、参考信号或相邻BS发送的其他信号,在BS的接收器处确定接收功率,并将其报告为在接收器处测量的值,例如,以dBm为单位,或该值的一些量化表示。该列表还可以指示是否允许将相邻BS分派给相同的受保护BAU,或者该BS明确请求被分派给与这些其他BS相同的BAU。当BS具有属于同一MNO网络的多个相邻BS时,这可能发生,这些相邻BS能够在它们之间协调接入。

被检测为对其用户造成有害干扰的特定基站的列表。该信息元素还可以包括发生该干扰的受保护BAU的索引。因此,BS可以明确地请求从这些指示的BS被分派正交资源。

BS的期望TX功率。该信息元素可以包括适用于所有BAU的单个值,或每BAU可以被提供的值列表。

由BS的移动用户报告的RSSI、RSRP和/或RSRQ测量。该信息元素可以包括以列表形式编译和报告的单个测量,或以某种方式聚合的单个测量,诸如通过采取平均测量或其他统计数据,或通过计算测量值的直方图。可以将测量报告为在移动接收器处测量的原始值,或者通过从原始值编码的一些量化值来报告。可以为每个BAU提供单独测量或聚合测量。

BS的负载或需求信息。该信息元素可以包括指示BS处是否存在缓冲数据、缓冲数据量(表示为字节总数或表示为字节数量范围的量化或编码值)的指示符,以及由基站为DTP中的数据传输请求多少BAU的估计。负载信息报告也可以根据不同业务的优先级进行区分。

信道占用测量。该信息元素可以指示整个DTP或单个时隙或BAU中信道被测量为繁忙的时间百分比。

指定原始受让人BS不再使用或请求的受保护DTP BAU的指示符。

指定其中BAU检测到强干扰的DTP BAU索引的指示符。

指示何时执行上述测量的时间戳或时间索引。

在一些实施例中,CMR的传输可以以一些固定时段周期性地触发,诸如对于一些正整数N,每N个周期触发一次,如图15所示。在其他实施例中,还可以基于从SSM发送到BS的CMR请求非周期地触发CMR,如图16所示。在注意到例如干扰水平或邻居列表中的显著变化时,每个单独的BS或网络提供商也可以触发CMR。此CMR更新的范围可以是本地(特定于基站)、特定于网络提供商或全局。

频谱接入授权

如前所述,SSM可以向BS或控制一个或多个BS的网络实体发送SAG消息,以便配置BS并以BAU为单位分派资源。SAG可以包含但不限于以下信息元素。

指定SAG意图的BS或网络实体的标识符。

整体帧结构。该信息元素可以包括DTP周期的数量、DTP周期大小(即,来自图6的N和K的值)或者替代地,时隙的数量和时隙长度。

检测阈值函数参数。该信息元素可以指定函数TH(PTX)的斜率以及THmax、THmin

最大允许传输功率。

竞争窗口大小。该信息元素可以提供机会信道接入。

机会信道接入的保护裕度δ。

同步源的分派。该信息元素可以用于导出DTP周期传输的定时。

每个MNO或BS的BAU分派。该信息元素可以包括指定BAU分派是每MNO还是每单个BS的指示符。在一个实施例中,受保护BAU分派可以通过频率维度中的载波频率和带宽、时间维度中的时隙索引(由对{开始实例、持续时间}或{开始实例、结束实例}表示)或这些或等效编码或代表性参数的任意组合来指定。在另一实施例中,BAU分派可以由比特图指定,其中分配列表被编码成二进制数或向量,其中每个二进制数字或位值被设置为“1”或预定义值可以指示相对应的BAU索引(或等效地,时隙和/或频带索引)被分配给SAG的接收者。对应于比特图中二进制数字的BAU的位置可以不是连续的,但是可以遵循预先建立的模式,其中BAU在时间和/或频率上非连续地定位。在又一实施例中,BAU分派可以遵循一些预先建立的模式,该模式由SAG中的参数指示。

每个MNO或BS的TXOP偏移分派。该信息元素可以指定分派TXOP的位置,并可以遵循与上述BAU分派相同的格式。

指示指定BAU内ODTP可用性的指示符。如果启用,该信息元素还可以指定ODTP的开始和持续时间。

最大频道占用时间。该信息元素可以指定传输的最大持续时间。

用于指示BS何时可以应用上述参数的时间戳或时间索引。

CMR和SAG的信号

图13示出了根据本发明的各种实施例的共存测量报告(CMR)和频谱接入授权(SAG)的信令的流程图。流程图1300中描述的操作可以在BS中实现,诸如图2中的BS 200。此外,流程图1300可以由BS执行,作为向SSM(诸如图4中的SSM 406)注册自身以用于接入网络的手段。

在操作1302中,BS可以加入网络。在操作1304中,可以向SSM发送初始CMR。CMR可以包括上面描述的一些或全部信息元素,以及可选地,连接通知信息元素,该连接通知信息元素通知SSM小区是新活动的。在一个实施例中,CMR可以简单地用作对更新SAG中的资源分配的请求,并且不一定包含任何附加信息元素。在操作1306中,可以使用初始配置信息(诸如初始BAU或辅传输机会分派)以及任何其他配置参数来接收SAG消息。可以从SSM或连接到SSM的CN实体(诸如图5中的CN实体504)接收SAG。

图14示出了根据本公开的各种实施例的CMR和SAG的周期性和非周期性信令的流程图。流程图1400中描述的操作可以在BS中实现,诸如图2中的BS 200。此外,流程图1400的操作可以在流程图1300中的操作之后执行,即,在BS已经被接入网络之后。

在操作1402中,可以接收触发器以发送CMR。如图15中所述,可以在某个固定持续时间之后周期性地接收触发器,或者如图16中所述,非周期地接收触发器。

在操作1404中,可以向SSM发送CMR。此后,如果需要改变,则可以从SSM接收SAG以在操作1406中更新BAU分配。因此,在一些实施例中,在操作1406中接收到的SAG可以不是具有受保护BAU的BS。

在接收SAG列表更新之间,每个BS可以查询其SAG分配的本地缓存,以确定其分派的配置参数和当前BAU分配。在替代实施例中,诸如BS的MNO网络内的核心网络节点(例如,图5中的CN实体504)的单独网络实体可以代表BS联系SSM,并基于SAG参数处理来自BS的CMR或组成数据元素的接收、来自SSM的SAG消息和/或BS的配置。在替代实施例中,BS可以自行发送更新的CMR以请求来自SSM的新BAU分配。例如,在BS的连接的移动用户的情况(包括连接状态、位置或链路性能)发生变化的情况下,可以这样做。

图15示出了根据本公开的各种实施例的CMR和SAG的周期性信令的信号流程图。信号流程图1500中描述的步骤可以在通信网络中的BS 1502和SSM 1504之间实现。例如,信号流程图1500中的步骤可以表示图4中BS 401和SSM 406之间的信号传输。

在信号流程图1500中,可以在S1506中触发周期共存测量报告定时器。作为响应,BS 1502可以在S1508中向SSM 1504发送CMR。在S1510中,SSM 1504可以向BS 1502发送SAG。

图16示出了根据本公开的各种实施例的CMR和SAG的非周期信令的信号流程图。信号流程图1600中描述的步骤可以在通信网络中的BS 1602和SSM 1604之间实现。例如,信号流程图1500中的步骤可以表示图4中BS 401和SSM 406之间的信号传输。

在S1606中,SSM 1604可以向BS 1602发送CMR请求。作为响应,BS 1602可以在S1608中发送所请求的CMR。此后,在S1610中,SSM 1604可以向BS 1602发送SAG。

干扰图计算

图17示出了根据本公开的各种实施例的用于计算网络干扰图和连接分量的流程图。流程图1700的操作可以在SSM中实现,诸如图4和5中的SSM 406。

SSM可以基于CMR中提供的信息生成网络干扰图。网络干扰图可以有助于将BAU分派给不同的用户。干扰图可以表示网络中BS之间的干扰关系。

在操作1702中,可以计算干扰图G1。该干扰图G1=(V1,E1)可以是V1和E1的函数,其中V1是表示网络中BS的顶点v的集合,E1是表示BS之间的干扰关系的边e的集合。如果BS vRX处来自BS vTX的接收功率超过阈值(由BS在CMR消息中向SSM报告),则边e=(vTX,vRX)可以包括在E1中。该阈值可以是的期望发送功率vRX的函数,如图11的操作1116中所示,并由SSM基于CMR中报告的期望TX功率来确定。

在一些实施例中,干扰图G1可能不是一个连接图。连接图可以定义为一个图,其中,对于所有的顶点(v1,v2∈V)对,存在连接v1和v2的路径。因此G1可以具有一个或多个连接分量子图,其中每个组件子图的顶点之间不存在路径。换句话说,G1可以被划分为集合SG={G1,G2,…GM}中的一个或多个连接分量GC,其中M是连接分量的数量,且SG中任何一对子图之间都不存在边。

在操作1704中,可以将干扰图G1划分为子图SG。可以通过应用一个用于此目的的已知算法计算G1的连接分量。

在操作1706中,可以返回集合SG,并可以由SSM用于将资源(即BAU)分派给BS。在一些情况中,BAU可以是正交的,甚至是非正交的,以允许更高的资源效率。由于每个组件的组成BS没有相互干扰关系,因此SSM可以独立地为每个连接分量GC执行资源分派。

频谱分派算法

图18中提供了一种示例性算法,SSM或等效实体可使用该算法在时间/频率/码时隙或信道内将BS分派给BAU。该算法可以由SSM执行,以便将网络划分为可以分派给正交资源的节点集,而剩余的节点集可以共享资源以改进空间复用。SSM可以通过按照干扰关系的数量顺序评估每个BS来进行。对于每个BS,可以通过获取BS的子图及其在干扰图中的邻居,以及这些节点之间的任何边,然后从该子图中移除BS及其相邻边来计算新的图。然后,可以将资源保留率计算为结果图的每个连接分量(隔离子图)中的节点数量的函数,该资源保留率确定在平等共享下可分派给BS的资源的比例。在形式上,SSM可以对干扰图G(为简单起见,将其表示为G=(V,E),其中V是表示BS的顶点集,E是表示BS之间干扰关系的边集)的一个连接分量执行以下操作。

图18示出了根据本公开的各种实施例的用于计算资源保留率的流程图。流程图1800中描述的操作可以在SSM中实现,诸如图4和5中的SSM 406。

流程图1800可以在操作1802处通过识别在V中的在E中具有最多边的顶点i开始,即,其中,Ev是与顶点v相邻的边集,连结任意断开。

在操作1804中,可以计算G的子图Gi=(Vi,Ei),其中Vi是包含顶点i及其相邻顶点u∈V的集合,满足其中e=(i,u),Ei包含E中由Vi中的顶点共享的所有边(即i及其邻居u)。

在操作1806中,可以通过从Gi移除顶点i及其所有边Ei来计算图G′i=(V′i,E′i)。在操作1808中,图G′i可以被划分为连接分量G′ik=(V′ik,E′ik),k∈{1,…,K}。SSM可能首先考虑子图G′ik=1用于进一步处理。

在操作1810中,可以计算所有连接分量G′ik上的最大顶点数Ni。在操作1812中,SSM可以将保留率计算为其中αi是可以用于控制不同BS或MNO用户的优先级的参数。资源保留率可以是分配给BS i的每个DTP周期中的资源的分数。通过设置αi=1,则可以给予每个用户相等的优先权。然而,通过增加αi>1,BS i可以被给予时域资源的较大部分。

在操作1814中,可以确定是否已经评估了G的该连接分量的所有顶点。如果已经评估了G的连接分量的所有顶点,则流程图1800可以继续操作1816并返回所有v∈V的资源保留率R={Rv}的向量。然而,如果尚未评估G的连接分量的所有顶点,则流程图1800可继续操作1818,并选择E中具有下一个最多边的顶点,并在操作1820中设置i等于该顶点的索引,并返回操作1804。

图19A-19C示出了根据本公开的各种实施例的从网络干扰图分派BAU的步骤。流程图1900中描述的步骤可以在SSM中实现,诸如图4和5中的SSM 406。

在第一步骤1901中,可以计算干扰图G。在一个实施例中,可以按照图17的操作1702中描述的方式计算干扰图,其中每个顶点表示BS,每个边表示附近BS之间的干扰关系。在这种情况下,只有一个连接分量,即整个图G。

在第二步骤1902中,可以确定顶点A具有最多的边并且可以构造子图GA。该步骤1902可以对应于图18中的操作1802和1804。

在第三步骤1903中,可以通过移除顶点A和它的边来计算G′A。另外,在第三步骤1903中,G′A可以被划分为三个连接分量。两个连接分量包含两个顶点,因此在图18中的操作1810之后,NA=2,并且通过图18中的操作1812,R=1/3(假设αi=1)。

在第四步骤1904和第五步骤1905中,可以对顶点B重复图18中的操作1804到1812,该顶点B具有G中所有顶点的下一个最多边。然后,可以对顶点G、C、D、E、H、F和I重复该过程,按照此顺序并通过任意断开边计数之间的连结,直到为所有顶点计算了保留率{Ri}。最后,可以从比率{Ri}导出图19的最后步骤1906中所示的资源分配。

图20示出了根据本公开的各种实施例的用于管理共享频谱的流程图。流程图2000的操作可以在SSM中实现,诸如图4和5中的SSM 406。

流程图2000可以通过从多个BS获取共存测量报告(CMR)在操作2002处开始。可以周期性或非周期性地获得CMR。在一些实施例中,可以在SSM发送CMR请求之后从多个BS获得CMR。

在操作2004中,可以基于CMR在多个BS之间识别干扰关系。在一个实施例中,可以基于阈值功率电平来确定BS之间的干扰,使得可以容忍基站之间的至少一些干扰。可以如图11中的操作1116中所述的来确定干扰。

在操作2006中,可以基于干扰关系将BS集分派给多个基本分配单元(BAU)中的一个或多个BAU。BS集可以包括主BS和辅BS,并且当辅BS的传输不干扰主BS的传输时,辅BS可以在一个或多个BAU中传输。

在一些实施例中,操作2006可以包括将主BS分派给一个或多个BAU中的优先传输时段,这允许主BS在优先传输时段中传输而不执行信道感测;以及将辅BS分派给一个或多个BAU中的偏移时段,其允许辅BS在执行信道感测之后在偏移时段中传输。

在一些实施例中,操作2006可以包括基于干扰关系将另一主BS分派给多个BAU中的一个或多个其他BAU。当其他主BS干扰主BS时,一个或多个其他BAU可以与一个或多个BAU正交。

在一些实施例中,操作2006还可以包括将第三BS分派给一个或多个BAU以在一个或多个BAU中的机会数据传输时段(ODTP)中进行传输。在执行先侦听后传输过程之后,第三BS可以在ODTP中传输。

在操作2008中,可以将频谱接入授权(SAG)传输到BS集,SAG包括用于BS集的BAU分派。

图21示出了根据本公开实施例的用于管理网络计算系统中的共享频谱的示例性电子设备。

参考图21,用于管理网络计算系统中的共享频谱的电子设备2100可以包括处理器2110、收发器2120和存储器2130。然而,所示出的所有组件不是必需的。电子设备2100可以对应于图3的服务器300。电子设备2100可以由比图21所示的组件更多或更少的组件实现。此外,根据另一实施例,处理器2110、收发器2120和存储器2130可以实现为单个芯片。处理器2110可以对应于图3的处理器310。收发器2120可以对应于图3的通信接口320和I/O单元325。

现在将详细描述上述组件。

处理器2110可以包括一个或多个处理器或控制所提议的功能、处理和/或方法的其它处理设备。设备2100的操作可以由处理器2110实现。

在一个实施例中,处理器2110可以从多个BS获得共存测量报告(CMR),基于CMR识别多个BS之间的干扰关系,基于干扰关系将BS集分派给多个基本分配单元(BAU)中的一个或多个BAU,其中,多个BAU中的每个BAU是时间/频率单元;其中,BS集包括主BS和辅BS,并且其中当辅BS的传输不干扰主BS的传输时,辅BS可以在一个或多个BAU中传输,并且向BS集传输频谱接入授权(SAG),其中,SAG包括BS集的BAU分派。

收发器2120可以包括用于上变频和放大发送信号的RF发送器,以及用于下变频接收信号的频率的RF接收器。然而,根据另一实施例,收发器2120可以由比在组件中所示的组件更多或更少的组件来实现。

收发器2120可以连接到处理器2110并发送和/或接收信号。该信号可以包括控制信息和数据。此外,收发器2120可以通过无线信道接收信号并将信号输出到处理器2110。收发器2120可以通过无线信道发送从处理器2110输出的信号。

存储器2130可以存储控制信息或包括在由电子设备2100获得的信号中的数据。存储器2130可以对应于存储设备315、存储器330或永久存储350。存储器2130可以连接至处理器2110并存储用于所提议的功能、处理和/或方法的至少一条指令或协议或参数。存储器2130可以包括只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)和/或硬盘和/或CD-ROM和/或DVD和/或其他存储设备。

图22示出了根据本公开实施例的基站(BS)。

上述gNB、eNB或BS可以对应于BS 2200。例如,图2中所示的基站200可以对应于BS2200。

参考图22,BS 2200可以包括处理器2210、收发器2220和存储器2230。然而,所示的所有组件不是必需的。BS 2200可以由比图22中所示的组件更多或更少的组件来实现。此外,根据另一实施例,处理器2210、收发器2220和存储器2230可以实现为单个芯片。

现在将详细描述上述组件。

处理器2210可以包括一个或多个处理器或控制所提议的功能、处理和/或方法的其他处理设备。BS 2200的操作可以由处理器2210实现。

在一个实施例中,处理器2210可以控制收发器2220向共享频谱管理器(SSM)发送共存测量报告(CMR),其中CMR指示BS与相邻BS之间的干扰关系,并接收源自SSM的频谱接入授权(SAG),其中,SAG包括用于BS的一个或多个基本分配单元(BAU)的分派集,其中一个或多个BAU中的每一个是时间/频率单元,并且其中,分派集指示所述BS是主BS或辅BS,当辅BS的传输不干扰分派给一个或多个BAU的另一主BS的传输时,辅BS可以在一个或多个BAU中传输。此外,处理器2210可以基于一个或多个BAU的分派集生成CMR并识别BS的传输机会。

收发器2220可以包括用于上变频和放大发送信号的RF发送器,以及用于下变频接收信号的频率的RF接收器。然而,根据另一实施例,收发器2220可以由比在组件中所示的组件更多或更少的组件来实现。

收发器2220可以连接到处理器2210并发送和/或接收信号。该信号可以包括控制信息和数据。此外,收发器2220可以通过无线信道接收信号并将信号输出到处理器2210。收发器2220可以通过无线信道发送从处理器2210输出的信号。

存储器2230可以存储包括在由BS 2200获得的信号中的控制信息或数据。存储器2230可连接到处理器2210并存储用于所提议的功能、处理和/或方法的至少一条指令或协议或参数。存储器2230可以包括只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)和/或硬盘和/或CD-ROM和/或DVD和/或其他存储设备。

尽管本发明已经用示例性实施例描述,但是可以向本领域技术人员建议各种改变和修改。本发明的目的在于包括落入所附权利要求范围内的变更和修改。

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