本發(fā)明涉及一種控制接入頻譜的方法和設備，更具體地，涉及一種基于干擾對齊預編碼技術的頻譜接入方法以及使用該方法的設備。

背景技術：

隨著信息技術和多業(yè)務無線網(wǎng)絡的飛速發(fā)展，人們對寬帶無線業(yè)務的需求不斷增加，頻譜這種不可再生的資源正逐漸變得短缺。然而現(xiàn)有的固定頻譜分配策略，導致許多已經(jīng)分配給授權用戶的頻譜在某些時間段卻處于空閑狀態(tài)，頻譜利用率較低，存在較大的頻譜浪費現(xiàn)象。認知無線電(CR)技術的出現(xiàn)提高了頻譜利用率，緩解了頻譜資源不足的問題，因而成為目前無線通信領域的研究熱點。

采用認知無線電技術的設備(本文中將稱為“次設備”)在不對授權用戶設備(本文中將稱為“主設備”)的正常通信造成影響的前提下，伺機接入授權用戶設備的空閑頻段，實現(xiàn)動態(tài)頻譜接入，從而提高了頻譜利用率。

認知無線電技術的引入雖然可以改善頻譜資源緊張的問題，但大量的次設備接入主設備的空閑頻段，會導致顯著的用戶間干擾問題，以及頻繁的網(wǎng)絡狀態(tài)變化問題。傳統(tǒng)的認知多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中的信息交互往往需要認知系統(tǒng)中的基站和用戶設備的聯(lián)合信息交互，當用戶設備數(shù)目增大時，信息交互的效率就會大大降低。

此外，也需要考慮次設備具有不同優(yōu)先級(或服務質(zhì)量QoS等級)的情況。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了基于干擾對齊預編碼技術的控制接入主設備的空閑頻段的方法以及使用該方法的設備。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種頻譜管理設備，包括一個或多個處理器，所述一個或多個處理器被配置為：確定一個或多個次設備中的每個次設備的位置信息和天線角度信息；響應于次設備接入主設備的空閑頻譜的請求，根據(jù)每個次設備的位置信息和天線角度信息，確定允許接入所述空閑頻譜的次設備；向允許接入的次設備中的每一個次設備的服務基站提供允許接入的所有次設備的位置信息和天線角度信息，以供所述服務基站進行干擾對齊預編碼。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通信系統(tǒng)中控制接入頻譜的方法，包括：確定一個或多個次設備中的每一個次設備的位置信息和天線角度信息；響應于次設備接入主設備的空閑頻譜的請求，根據(jù)每個次設備的位置信息和天線角度信息，確定允許接入所述空閑頻譜的次設備；以及向允許接入的次設備中的每一個次設備的服務基站提供允許接入的所有次設備的位置信息和天線角度信息，以供所述服務基站進行干擾對齊預編碼。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通信系統(tǒng)中接入頻譜的方法，所述通信系統(tǒng)包括頻譜管理設備、一個或多個主設備、以及一個或多個次設備，所述方法包括：響應于次設備接入主設備的空閑頻譜的請求，所述頻譜管理設備根據(jù)每個次設備的位置信息和天線角度信息，確定允許接入所述空閑頻譜的次設備；所述頻譜管理設備向允許接入的每一個次設備的服務基站通知允許接入的所有次設備的位置信息和天線角度信息；以及所述服務基站使用通知的所述位置信息和所述天線角度信息對實際發(fā)送信號進行干擾對齊預編碼，以發(fā)送至其所服務的允許接入的次設備。

附圖說明

可以通過參考下文中結(jié)合附圖所給出的描述來更好地理解本發(fā)明，其中在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標記來表示相同或者相似的部件。附圖連同下面的詳細說明一起包含在本說明書中并且形成本說明書的一部分，而且用來進一步說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例和解釋本發(fā)明的原理和優(yōu)點。在附圖中：

圖1A和圖1B示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的次設備接入空閑頻段的過程的流程圖；

圖2是根據(jù)第一實施例由頻譜協(xié)調(diào)器確定可接入空閑頻段的次設備的處理的流程圖；

圖3是根據(jù)第二實施例由頻譜協(xié)調(diào)器確定可接入空閑頻段的次設備的處理的流程圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的頻譜協(xié)調(diào)器的功能框圖；以及

圖5是示出了計算機硬件的示例配置的框圖。

具體實施方式

圖1A和1B示出了根據(jù)本發(fā)明的接入空閑頻段的處理的流程圖。如圖1A所示，根據(jù)本發(fā)明的認知MIMO系統(tǒng)包括頻譜協(xié)調(diào)器100，服務于主設備的基站PBS，以及服務于多個次設備的多個基站SBS 1，SBS 2，…SBS s。該多個基站SBS 1-s例如可以是微蜂窩小區(qū)(microcell)、微微蜂窩小區(qū)(picocell)中的基站端。

首先，由基站SBS 1-s分別采集其所服務的各個次設備的位置信息以及天線方向角信息，并在步驟S110將獲取的每個次設備的位置信息和天線方向角信息發(fā)送至頻譜協(xié)調(diào)器100。可選地，基站SBS 1-s在步驟S110還將各個次設備是否具有支持干擾對齊預編碼的能力報告給頻譜協(xié)調(diào)器100。

基站PBS在步驟S115將主設備的通信性能指標(例如干擾噪聲比，INR)和天線信息(例如，天線數(shù)目、天線角度等)報告給頻譜協(xié)調(diào)器100?？蛇x地，基站PBS在步驟S115還可將主設備的位置信息和天線方向角信息報告給頻譜協(xié)調(diào)器100。然后，基站PBS在步驟S120向頻譜協(xié)調(diào)器100報告可供次設備接入使用的空閑頻譜的指示信息。

假設多個基站SBS 1-s中的基站SBS 1，SBS 2和SBS s所服務的次設備具有接入主設備的空閑頻譜以進行通信的需求，因此基站SBS 1，SBS 2和SBS s在步驟S130分別向頻譜協(xié)調(diào)器100發(fā)送了請求接入空閑頻譜的請求消息。需要說明的是，上述步驟S110-S130只是示意性地說明處理的流程，本發(fā)明并不限于以上描述的執(zhí)行順序。事實上，可以以不同于圖1A所示的順序來執(zhí)行上述步驟S110-S130。

接著，頻譜協(xié)調(diào)器100在步驟S140根據(jù)接收到的有關次設備和主設備的信息，來確定是否允許發(fā)送請求消息的基站SBS 1，SBS 2和SBS s的次設備接入該空閑頻譜。將在下文參照圖2和圖3來詳細描述步驟S140的處理。

在確定了允許接入空閑頻譜的次設備之后，請繼續(xù)參見圖1B所示的流程圖。圖1B中假設頻譜協(xié)調(diào)器100僅允許基站SBS 1和SBS 2的次設備接入頻譜，因此頻譜協(xié)調(diào)器100在步驟S150分別向基站SBS 1和SBS 2通知允許接入的所有次設備的位置信息和天線角度信息，以及受到該基站所服務的允許接入次設備干擾的其它設備的位置信息和天線角度信息。

基站SBS 1和SBS 2在接收到頻譜協(xié)調(diào)器100所通知的相關信息之后，利用該相關信息針對其所服務的允許接入次設備來計算傳輸信道矩陣和干擾信道矩陣，如步驟S160所示。然后在步驟S170，基站SBS 1和SBS 2分別對用于各自的允許接入次設備的發(fā)送信號進行干擾對齊預編碼，并將預編碼的信號發(fā)送至各自的允許接入次設備。

以下將結(jié)合圖2來詳細描述根據(jù)第一實施例由頻譜協(xié)調(diào)器100確定允許接入空閑頻段的次設備的處理(圖1A的步驟S140)。在圖2中，作為初始狀態(tài)，如步驟S211所示，頻譜協(xié)調(diào)器100根據(jù)由基站PBS在步驟S115中報告的主設備的干擾噪聲比(INR)以及天線數(shù)目信息，來設置允許接入空閑頻譜的次設備的最大數(shù)目Nth，此外頻譜協(xié)調(diào)器100將用于表示當前接入主設備空閑頻譜的次設備數(shù)目的計數(shù)器的值Nsu設置為0。

特別地，基站PBS在步驟S115中的報告可以周期性地執(zhí)行。因此，在主設備的天線數(shù)目或INR發(fā)生變化的情況下，頻譜協(xié)調(diào)器100能夠得知這一變化，并據(jù)此重新設置允許接入的最大數(shù)目Nth。這樣，參數(shù)Nth能夠根據(jù)主設備的通信特性的改變而動態(tài)地設置。例如，當主設備的INR＝0dB時，表示主設備允許受到的干擾與噪聲相等。相比于此，當主設備的INR降低時，意味著允許受到的干擾減小，在這種情況下，頻譜協(xié)調(diào)器100可以將參數(shù)Nth重新設置為較小的值，也就是說，減少允許接入主設備空閑頻譜的次設備的數(shù)目，從而減小次設備對主設備的干擾。反之，當主設備的INR增大時，頻譜協(xié)調(diào)器100可以增大Nth的值。

此外，如上所述，基站SBS 1-s在步驟S110還可將各個次設備是否具有支持干擾對齊預編碼的能力報告給頻譜協(xié)調(diào)器100。在此情況下，頻譜協(xié)調(diào)器100可以根據(jù)各個次設備是否具有該能力，來設置允許接入的次設備的最大數(shù)目Nth。例如，由于干擾對齊預編碼能夠較好地抑制次設備之間、以及次設備與主設備之間的干擾，因此當系統(tǒng)中支持干擾對齊預編碼的次設備數(shù)目較多時，頻譜協(xié)調(diào)器100可以將允許接入的最大數(shù)目Nth設置得較大。反之，則將Nth設置得較小。

在設置了Nth和Nsu之后，頻譜協(xié)調(diào)器100進入等待狀態(tài)，等待接收來自次設備的接入請求，如步驟S212所示。當頻譜協(xié)調(diào)器100在步驟S213接收到特定次設備請求接入空閑頻譜的請求消息時，其在步驟S214將計數(shù)器的值Nsu增加1。然后在步驟S215，頻譜協(xié)調(diào)器100將增加后的計數(shù)器的值Nsu與先前設置的最大數(shù)目Nth進行比較。如果在步驟S215中確定Nsu大于Nth，意味著將會超出該空閑頻段所允許接入的最大數(shù)目，因此該次設備的請求將不被批準，處理結(jié)束。反之，如果在步驟S215中Nsu小于或等于Nth，意味著即使接入該特定次設備也不會超出所允許的最大數(shù)目，因此處理進行至步驟S216。

頻譜協(xié)調(diào)器100在步驟S216根據(jù)(例如在圖1A的步驟S110中)所獲取的各個次設備的位置信息和天線方向角信息，針對請求接入的次設備(以下稱為第j個次設備)計算傳輸信道矩陣H_jj以及干擾信道矩陣H_ij，其中i,j＝0,1,…,s，且i≠j。傳輸信道矩陣H_jj描述第j個次設備與其對應的通信方次設備之間的通信信道，干擾信道矩陣H_ij描述第j個次設備與其它次設備之間的干擾信道。特別地，在基站PBS在步驟S115中向頻譜協(xié)調(diào)器100附加地報告主設備的位置信息和天線方向角信息的情況下，此處所計算的干擾信道矩陣H_ij也可描述第j個次設備與主設備之間的干擾信道。

從步驟S216開始，頻譜協(xié)調(diào)器100將對請求接入的第j個次設備的接收性能進行評估，從而根據(jù)評估結(jié)果來決定是否允許其接入空閑頻段。總體來說，頻譜協(xié)調(diào)器100生成用于評估目的的發(fā)送信號，通過對該發(fā)送信號(評估信號)進行干擾對齊預編碼并發(fā)送，計算第j個次設備對于該發(fā)送信號的接收性能，并且根據(jù)該接收性能來確定是否允許第j個次設備接入空閑頻譜。以下將詳細進行描述。

在步驟S217，頻譜協(xié)調(diào)器100利用在步驟S216計算的關于第j個次設備的傳輸信道矩陣H_jj來計算第j個次設備的傳輸信噪比SNR，如下式所示：

其中H_jj表示第j個次設備的信道傳輸矩陣，W_j表示第j個次設備的發(fā)送波束成形矩陣，Z_j是高斯噪聲。

當計算的信噪比SNR_j小于預定閾值SNR_th時，意味著第j個次設備的通信質(zhì)量較差，因此頻譜協(xié)調(diào)器100將拒絕該次設備的接入請求，如步驟S218所示。之后，處理返回至等待狀態(tài)S212。需要說明的是，該預定閾值SNR_th可以由本領域技術人員根據(jù)實際設計需求來設置，故在此不再贅述。

當在步驟S217中計算的信噪比SNR_j大于或等于預定閾值SNR_th時，處理將進行至步驟S219。在步驟S219，頻譜協(xié)調(diào)器100針對要發(fā)送至第j個次設備的評估信號進行干擾對齊預編碼。下式示出了所采用的干擾對齊預編碼矩陣：

U_0j＝null{H_0j}

U_1j＝null{H_1jU_0j} …(2)

U_sj＝null{H_sjU_(s-1)j...U_0j}

其中，H_0j表示第j個次設備至第0個次設備的干擾信道矩陣，以此類推，H_sj表示第j個次設備至第s個次設備的干擾信道矩陣。U_0j表示第j個次設備對第0個次設備的干擾對齊預編碼矩陣，該項在干擾對齊預編碼時放在最左邊，以此類推，U_sj表示第j個次設備對第s個次設備的干擾對齊預編碼矩陣，該項在干擾對齊預編碼時在最右邊。通過利用上述干擾對齊預編碼矩陣U對用于第j個次設備的發(fā)送信號(即，由頻譜協(xié)調(diào)器100生成的評估信號)進行干擾對齊預編碼并且進行發(fā)送，可以得到由第j個次設備接收到的信號，表示如下：

其中，β_j表示發(fā)射功率控制因子，x_j表示發(fā)送信號。由于進行了干擾對齊預編碼，所以式(3)中的一項將為0，該項表示第j個次設備與其它次設備之間的互相干擾。也就是說，干擾對齊預編碼消除了次設備之間的互相干擾。

然后，頻譜協(xié)調(diào)器100通過迫零均衡或最小均方誤差(MMSE)準則從上述接收信號來恢復原始信號，所恢復的信號表示如下：

由于如上所述由頻譜協(xié)調(diào)器100生成用于評估的發(fā)送信號，所以此時頻譜協(xié)調(diào)器100可以根據(jù)發(fā)送信號和數(shù)學式(4)所示的恢復信號來確定第j個次設備的接收性能，如誤碼率BER。該接收性能體現(xiàn)了在假設對用于該第j個次設備的發(fā)送信號進行干擾對齊預編碼的情況下，該第j個次設備的接收信號質(zhì)量。

然后，頻譜協(xié)調(diào)器100將所確定的誤碼率BER_j與預定閾值BER_th進行比較，如步驟S220所示。該閾值BER_th可以由本領域技術人員根據(jù)實際設計需求來設置，故在此不再贅述。當BER_j小于閾值BER_th時，意味著即使進行干擾對齊預編碼，第j個次設備也不能獲得可接受的接收信號質(zhì)量，因此頻譜協(xié)調(diào)器100將不允許其使用空閑頻譜，從而處理進行至步驟S218。反之，如果BER_j大于或等于閾值BER_th，意味著進行干擾對齊預編碼能夠有益地抑制次設備之間的干擾，第j個次設備能夠獲得較好的接收性能，因此頻譜協(xié)調(diào)器100將允許該次設備接入空閑頻譜，如步驟S221所示。之后，處理將再次返回等待狀態(tài)S212。

需要說明的是，在圖2所示的流程中步驟S217是可選的。也就是說，判斷信噪比SNR的步驟可以省去，在此情況下，頻譜協(xié)調(diào)器100在步驟S216計算傳輸信道矩陣和干擾信道矩陣之后將直接執(zhí)行步驟S219的干擾對齊預編碼處理。

以下將結(jié)合圖3來詳細描述根據(jù)第二實施例由頻譜協(xié)調(diào)100確定允許接入空閑頻段的次設備的處理(圖1A的步驟S140)。該處理與圖2所示的第一實施例的主要區(qū)別在于考慮了次設備具有不同優(yōu)先級的情況。

在圖3中，與圖2的步驟S211類似地，頻譜協(xié)調(diào)器100在步驟S311設置允許接入空閑頻譜的次設備的最大數(shù)目Nth，并且將表示接入空閑頻譜的次設備數(shù)目的計數(shù)器的值Nsu設置為0。此外，頻譜協(xié)調(diào)器100在步驟S311還確定系統(tǒng)中初始的次設備最低優(yōu)先級α_s。

然后，頻譜協(xié)調(diào)器100在步驟S312等待接收來自次設備的接入請求。在步驟S313，頻譜協(xié)調(diào)器100接收到優(yōu)先級為α_j的第j個次設備請求接入空閑頻譜的請求消息。隨后，頻譜協(xié)調(diào)器100在步驟S314將計數(shù)器的值Nsu增加1，并且在步驟S315對第j個次設備的優(yōu)先級α_j與最低優(yōu)先級α_s進行比較。

當?shù)趈個次設備的優(yōu)先級α_j高于系統(tǒng)中的最低優(yōu)先級α_s時，意味著請求接入的次設備具有較高的優(yōu)先級，因此頻譜協(xié)調(diào)器100將允許其接入空閑頻譜，如步驟S316所示。當允許第j個次設備接入之后，頻譜協(xié)調(diào)器100在步驟S317比較當前計數(shù)器的值Nsu與允許接入的最大數(shù)目Nth。如果Nsu小于Nth，意味著尚未接入最大允許數(shù)目的次設備，也就是說還可允許繼續(xù)接入，因此處理返回至等待步驟S312。如果Nsu大于Nth，意味著在步驟S316中允許接入第j個次設備之后導致接入空閑頻譜的次設備數(shù)目超過最大允許的數(shù)目，在此情況下，頻譜協(xié)調(diào)器100將在步驟S318終止優(yōu)先級為最低優(yōu)先級α_s的次設備繼續(xù)使用該空閑頻譜，并且在終止操作后在步驟S319更新系統(tǒng)中的最低優(yōu)先級α_s。此外，如果當前計數(shù)器的值Nsu等于Nth，則與Nsu小于Nth的情況相同，處理也返回至等待步驟S312，等待接收來自下一個次設備的請求消息。

返回參考步驟S315，如果第j個次設備的優(yōu)先級α_j等于或低于系統(tǒng)中的最低優(yōu)先級α_s，則需要進一步判斷此時計數(shù)器的值Nsu是否大于允許接入的最大數(shù)目Nth，如步驟S320所示。

如果在步驟S320中確定Nsu大于Nth，則不允許第j個次設備接入空閑頻譜，如步驟S321所示。

如果在步驟S320中確定Nsu小于或等于Nth，則處理進行至步驟S322，即，頻譜協(xié)調(diào)器100利用所獲取的各個次設備的位置信息，針對第j個次設備計算傳輸信道矩陣H_jj以及干擾信道矩陣H_ij。此后頻譜協(xié)調(diào)器100執(zhí)行步驟S323-S326，步驟S323-S326分別與圖2中所示的步驟S217,S219,S220和S221相同，故不再贅述。需要說明的是，與圖2中的步驟S217類似地，此處的步驟S323中比較信噪比SNR的處理也是可選的。

特別地，當在步驟S326中允許第j個次設備接入空閑頻譜之后，頻譜協(xié)調(diào)器100需要重新確定系統(tǒng)中的次設備最低優(yōu)先級α_s，因此處理進行至步驟S319。在此之后，頻譜協(xié)調(diào)器100返回至等待狀態(tài)S312，等待來自下一個次設備的接入請求。

需要說明的是，雖然以上主要描述了基于次設備的優(yōu)先級來控制接入的處理，但也可以基于次設備所要求的QoS級別來進行處理。QoS級別的高低與優(yōu)先級的高低相對應。

以下將結(jié)合圖4來描述根據(jù)本發(fā)明的頻譜協(xié)調(diào)器100的功能模塊。如圖4所示，頻譜協(xié)調(diào)器100包括信息確定單元410，干擾對齊預編碼矩陣計算單元420，評估信號生成單元430，評估單元440，許可單元450以及最大接入數(shù)目設置單元460。以下將逐一進行描述。

信息確定單元410根據(jù)由基站SBS 1-SBS s以及PBS報告的信息來確定有關各個次設備和主設備的信息，例如天線數(shù)目、天線角度、位置信息、通信性能信息、是否支持干擾對齊預編碼等，并將確定的信息提供給干擾對齊預編碼矩陣計算單元420和最大接入數(shù)目設置單元460。

干擾對齊預編碼矩陣計算單元420使用由信息確定單元410提供的次設備和主設備相關信息來計算特定次設備與其它次設備和/或主設備之間的干擾信道矩陣，并利用所計算的干擾信道矩陣生成針對該特定次設備的干擾對齊預編碼矩陣，如數(shù)學式(2)所示。

評估信號生成單元430生成評估信號，該評估信號被假定為發(fā)送至該特定次設備，目的是為了評估該特定次設備對該評估信號的接收性能。

評估單元440分別從干擾對齊預編碼矩陣計算單元420和評估信號生成單元430接收所生成的干擾對齊預編碼矩陣和評估信號，并使用該干擾對齊預編碼矩陣對該評估信號進行預編碼，進而得到該特定次設備可能接收到的信號，如數(shù)學式(3)所示。評估單元440從所得到的接收信號來恢復評估信號，并通過比較恢復信號和原始評估信號來確定評估信號的接收質(zhì)量(如BER)。然后，評估單元440將確定的接收質(zhì)量作為評估結(jié)果提供給許可單元450。

許可單元450根據(jù)該評估結(jié)果來確定是否允許特定次設備接入主設備的空閑頻譜。此外，除了上述接收質(zhì)量之外，許可單元450還可以基于特定次設備的優(yōu)先級(或QoS級別)以及次設備的最大允許接入數(shù)目等來確定是否允許該特定次設備接入空閑頻譜。

最大接入數(shù)目設置單元460根據(jù)由信息確定單元410提供的主設備的天線信息和通信性能信息，以及/或者次設備支持干擾對齊預編碼的能力，來設置允許接入空閑頻譜的次設備的最大數(shù)目，并將該最大數(shù)目提供給許可單元450，以供許可單元450據(jù)此做出許可。

以上已經(jīng)結(jié)合附圖對本發(fā)明的各個實施例進行了詳細描述。根據(jù)本發(fā)明，由頻譜協(xié)調(diào)器對次設備的接入進行控制，從而選擇出接入主設備頻譜的最優(yōu)次設備組合，這相比于無限制(不加控制的)的頻譜接入來說可以保障接入頻譜的認知設備的通信性能相對較優(yōu)，從而提高頻譜利用率以及系統(tǒng)容量。

此外，對于請求接入頻譜的次設備來說，本發(fā)明通過頻譜協(xié)調(diào)器的控制有效地協(xié)調(diào)了各個次設備有序接入到頻譜，從而可以及時、高效地應對頻繁的網(wǎng)絡狀態(tài)變化。此外，由于僅需要在基站側(cè)交互信息(如位置信息，天線角度信息)，因此可以減少導頻的使用，從而降低了系統(tǒng)能耗，并減少導頻污染。此外，本發(fā)明提供了針對次設備具有不同優(yōu)先級或QoS等級的情況的處理，從而能夠保障次設備的不同QoS要求。

本文中所述的基站可以被實現(xiàn)為任何類型的演進型節(jié)點B(eNB)，諸如宏eNB和小eNB。小eNB可以是覆蓋比宏小區(qū)小的小區(qū)的eNB，諸如微微eNB、微eNB和家庭(毫微微)eNB。代替地，基站還可以被實現(xiàn)為任何其他類型的基站，諸如NodeB和基站收發(fā)臺(BTS)。甚至各種類型的終端也可以通過暫時地或半持久性地執(zhí)行基站的功能而作為基站來工作?；究梢园ǎ罕慌渲脼榭刂茻o線通信的主體(也稱為基站設備)；以及與主體分離地設置的一個或多個遠程無線頭端。

本文中所描述的步驟的順序僅是示意性的，并不限定必須按照所描述的順序來執(zhí)行處理或流程。在不影響本發(fā)明的實現(xiàn)的情況下，可以對步驟的順序做出改變，或者某些步驟可以與其它步驟并行執(zhí)行。

此外需要說明的是，本文中所描述的各個設備或組件僅是邏輯意義上的，并不嚴格對應于物理設備或組件。例如，本文所描述的每個組件的功能可能由多個物理實體來實現(xiàn)，或者，本文所描述的多個組件的功能可能由單個物理實體來實現(xiàn)。

在上述實施例中由每個設備或組件執(zhí)行的一系列處理可以由軟件、硬件或者軟件和硬件的組合來實現(xiàn)。包括在軟件中的程序可以事先存儲在例如每個設備或組件的內(nèi)部或外部所設置的存儲介質(zhì)中。作為一個示例，在執(zhí)行期間，這些程序被寫入隨機存取存儲器(RAM)并且由處理器(例如CPU)來執(zhí)行。

圖5是示出了根據(jù)程序執(zhí)行上述系列處理的計算機硬件的示例配置框圖。

在計算機500中，中央處理單元(CPU)501、只讀存儲器(ROM)502以及隨機存取存儲器(RAM)503通過總線504彼此連接。

輸入/輸出接口505進一步與總線504連接。輸入/輸出接口505連接有以下組件：以鍵盤、鼠標、麥克風等形成的輸入單元506；以顯示器、揚聲器等形成的輸出單元507；以硬盤、非易失性存儲器等形成的存儲單元508；以網(wǎng)絡接口卡(諸如局域網(wǎng)(LAN)卡、調(diào)制解調(diào)器等)形成的通信單元509；以及驅(qū)動移動介質(zhì)511的驅(qū)動器510，該移動介質(zhì)511諸如是磁盤、光盤、磁光盤或半導體存儲器。

在具有上述結(jié)構的計算機中，CPU 501將存儲在存儲單元508中的程序經(jīng)由輸入/輸出接口505和總線504加載到RAM 503中，并且執(zhí)行該程序，以便執(zhí)行上述系列處理。

要由計算機(CPU 501)執(zhí)行的程序可以被記錄在作為封裝介質(zhì)的移動介質(zhì)511上，該封裝介質(zhì)以例如磁盤(包括軟盤)、光盤(包括壓縮光盤-只讀存儲器(CD-ROM))、數(shù)字多功能光盤(DVD)等)、磁光盤、或半導體存儲器來形成。此外，要由計算機(CPU 501)執(zhí)行的程序也可以經(jīng)由諸如局域網(wǎng)、因特網(wǎng)、或數(shù)字衛(wèi)星廣播的有線或無線傳輸介質(zhì)來提供。

當移動介質(zhì)511安裝在驅(qū)動器510中時，可以將程序經(jīng)由輸入/輸出接口505安裝在存儲單元508中。另外，可以經(jīng)由有線或無線傳輸介質(zhì)由通信單元509來接收程序，并且將程序安裝在存儲單元508中?？商孢x地，可以將程序預先安裝在ROM 502或存儲單元508中。

要由計算機執(zhí)行的程序可以是根據(jù)本說明書中描述的順序來執(zhí)行處理的程序，或者可以是并行地執(zhí)行處理或當需要時(諸如，當調(diào)用時)執(zhí)行處理的程序。

以上已經(jīng)結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的實施例以及技術效果，但是本發(fā)明的范圍不限于此。本領域普通技術人員應該理解的是，取決于設計要求和其他因素，在不偏離本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對本文中所討論的實施方式進行各種修改或變化。本發(fā)明的范圍由所附權利要求或其等同方案來限定。

此外，本發(fā)明也可以被配置如下。

一種頻譜管理設備，包括一個或多個處理器，所述一個或多個處理器被配置為：確定一個或多個次設備中的每個次設備的位置信息和天線角度信息；響應于次設備接入主設備的空閑頻譜的請求，根據(jù)每個次設備的位置信息和天線角度信息，確定允許接入所述空閑頻譜的次設備；以及向允許接入的次設備中的每一個次設備的服務基站提供允許接入的所有次設備的位置信息和天線角度信息，以供所述服務基站進行干擾對齊預編碼。

所述一個或多個處理器還被配置為：確定主設備的天線信息和通信性能信息，并根據(jù)確定的所述天線信息和所述通信性能信息來設置允許接入所述空閑頻譜的次設備的最大數(shù)目，根據(jù)每個次設備的位置信息和天線角度信息，針對請求接入所述空閑頻譜的次設備確定傳輸信道矩陣和干擾信道矩陣；根據(jù)所述傳輸信道矩陣和所述干擾信道矩陣確定所述請求接入的次設備的接收性能；以及根據(jù)所述接收性能以及允許接入所述空閑頻譜的次設備的最大數(shù)目，確定是否允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

所述一個或多個處理器進一步被配置為：確定所述主設備的位置信息和天線角度信息，并且基于所述主設備的位置信息和天線角度信息來確定針對所述請求接入的次設備的所述干擾信道矩陣。

所述一個或多個處理器進一步被配置為：生成評估信號；使用確定的所述干擾信道矩陣來確定針對所述請求接入的次設備的干擾對齊預編碼矩陣；以及在使用所述干擾對齊預編碼矩陣對所述評估信號進行干擾對齊預編碼的情況下，確定所述請求接入的次設備對所述評估信號的接收性能。

所述一個或多個處理器進一步被配置為：確定所述請求接入的次設備對所述評估信號的接收信號，并從所述接收信號來恢復所述評估信號；以及根據(jù)恢復的信號和所述評估信號來評估所述接收性能。

所述一個或多個處理器進一步被配置為：確定所述恢復的信號的錯誤率，并且在所述錯誤率小于第一閾值的情況下，允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

所述一個或多個處理器進一步被配置為：針對所述請求接入的次設備，使用確定的所述傳輸信道矩陣來確定信噪比；以及在所述信噪比大于第二閾值的情況下，確定所述請求接入的次設備的接收性能。

所述一個或多個處理器進一步被配置為：根據(jù)所述主設備的所述天線信息和所述通信性能信息的變化，動態(tài)地設置允許接入所述空閑頻譜的次設備的最大數(shù)目。

所述次設備具有相互不同的優(yōu)先級，并且所述一個或多個處理器進一步被配置為：對所述請求接入的次設備的優(yōu)先級和已經(jīng)接入所述空閑頻譜的次設備的優(yōu)先級中的最低優(yōu)先級進行比較；以及根據(jù)比較結(jié)果來確定是否允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

所述一個或多個處理器進一步被配置為：當所述請求接入的次設備的優(yōu)先級大于所述最低優(yōu)先級時，允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

所述一個或多個處理器進一步被配置為：當允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜時，如果當前允許接入所述空閑頻譜的次設備的數(shù)目大于所述最大數(shù)目，則禁止具有所述最低優(yōu)先級的次設備使用所述空閑頻譜。

所述一個或多個處理器進一步被配置為：當所述請求接入的次設備的優(yōu)先級小于或等于所述最低優(yōu)先級時，根據(jù)已經(jīng)接入所述空閑頻譜的次設備的數(shù)目來確定是否允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

所述一個或多個處理器進一步被配置為：當已經(jīng)接入所述空閑頻譜的次設備的數(shù)目達到所述最大數(shù)目時，禁止所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜；以及當已經(jīng)接入所述空閑頻譜的次設備的數(shù)目未達到所述最大數(shù)目時，確定所述請求接入的次設備的接收性能。

一種通信系統(tǒng)中控制接入頻譜的方法，包括：確定一個或多個次設備中的每一個次設備的位置信息和天線角度信息；響應于次設備接入主設備的空閑頻譜的請求，根據(jù)每個次設備的位置信息和天線角度信息，確定允許接入所述空閑頻譜的次設備；以及向允許接入的次設備中的每一個次設備的服務基站提供允許接入的所有次設備的位置信息和天線角度信息，以供所述服務基站進行干擾對齊預編碼。

所述方法進一步包括：確定主設備的天線信息和通信性能信息，并根據(jù)確定的所述天線信息和所述通信性能信息來設置允許接入所述空閑頻譜的次設備的最大數(shù)目；根據(jù)每個次設備的位置信息和天線角度信息，針對請求接入所述空閑頻譜的次設備確定傳輸信道矩陣和干擾信道矩陣；根據(jù)所述傳輸信道矩陣和所述干擾信道矩陣確定所述請求接入的次設備的接收性能；以及根據(jù)所述接收性能以及允許接入所述空閑頻譜的次設備的最大數(shù)目，確定是否允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

所述方法進一步包括：生成評估信號；使用確定的所述干擾信道矩陣來確定針對所述請求接入的次設備的干擾對齊預編碼矩陣；以及在使用所述干擾對齊預編碼矩陣對評估信號進行干擾對齊預編碼的情況下，確定所述請求接入的次設備對所述評估信號的接收性能。

所述方法進一步包括：確定所述請求接入的次設備對所述評估信號的接收信號，并從所述接收信號來恢復所述評估信號；以及根據(jù)恢復的信號和所述評估信號來評估所述接收性能。

所述次設備具有相互不同的優(yōu)先級，所述方法進一步包括：對所述請求接入的次設備的優(yōu)先級和已經(jīng)接入所述空閑頻譜的次設備的優(yōu)先級中的最低優(yōu)先級進行比較；以及根據(jù)比較結(jié)果來確定是否允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

所述方法進一步包括：當所述請求接入的次設備的優(yōu)先級大于所述最低優(yōu)先級時，允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

所述方法進一步包括：當所述請求接入的次設備的優(yōu)先級小于或等于所述最低優(yōu)先級時，根據(jù)已經(jīng)接入所述空閑頻譜的次設備的數(shù)目來確定是否允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

一種通信系統(tǒng)中接入頻譜的方法，所述通信系統(tǒng)包括頻譜管理設備、一個或多個主設備、以及一個或多個次設備，所述方法包括：響應于次設備接入主設備的空閑頻譜的請求，所述頻譜管理設備根據(jù)每個次設備的位置信息和天線角度信息，確定允許接入所述空閑頻譜的次設備；所述頻譜管理設備向允許接入的每一個次設備的服務基站通知允許接入的所有次設備的位置信息和天線角度信息；以及所述服務基站使用通知的所述位置信息和所述天線角度信息對實際發(fā)送信號進行干擾對齊預編碼，以發(fā)送至其所服務的允許接入的次設備。

確定允許接入所述空閑頻譜的次設備的步驟進一步包括：確定主設備的天線信息和通信性能信息，并根據(jù)確定的所述天線信息和所述通信性能信息設置允許接入所述空閑頻譜的次設備的最大數(shù)目，根據(jù)每個次設備的位置信息和天線角度信息，針對請求接入所述空閑頻譜的次設備確定傳輸信道矩陣和干擾信道矩陣；根據(jù)所述傳輸信道矩陣和所述干擾信道矩陣確定所述請求接入的次設備的接收性能；以及根據(jù)所述接收性能以及允許接入所述空閑頻譜的次設備的最大數(shù)目，確定是否允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

確定所述請求接入的次設備的接收性能的步驟進一步包括：生成評估信號；使用確定的所述干擾信道矩陣來確定針對所述請求接入的次設備的干擾對齊預編碼矩陣；以及在使用所述干擾對齊預編碼矩陣對所述評估信號進行干擾對齊預編碼的情況下，確定所述請求接入的次設備對所述評估信號的接收性能。

確定所述請求接入的次設備對所述評估信號的接收性能的步驟進一步包括：確定所述請求接入的次設備對所述評估信號的接收信號，并從所述接收信號來恢復所述評估信號；以及根據(jù)恢復的信號和所述評估信號來評估所述接收性能。

所述次設備具有相互不同的優(yōu)先級，所述方法進一步包括：所述頻譜管理設備對所述請求接入的次設備的優(yōu)先級和已經(jīng)接入所述空閑頻譜的次設備的優(yōu)先級中的最低優(yōu)先級進行比較，并且根據(jù)比較結(jié)果來確定是否允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。

所述方法進一步包括：當所述請求接入的次設備的優(yōu)先級大于所述最低優(yōu)先級時，所述頻譜管理設備允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜；以及當所述請求接入的次設備的優(yōu)先級小于或等于所述最低優(yōu)先級時，所述頻譜管理設備根據(jù)已經(jīng)接入所述空閑頻譜的次設備的數(shù)目來確定是否允許所述請求接入的次設備接入所述空閑頻譜。