Dsm和cr節(jié)點中使用的方法及dsm和cr節(jié)點的制作方法
【專利說明】DSM和CR節(jié)點中使用的方法及DSM和CR節(jié)點
[0001] 本申請是申請?zhí)枮?01080051898. 5、申請日為2010年11月15日、名稱為"用于 動態(tài)頻譜管理器（DSM)的靜默周期協(xié)調(diào)"的中國發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 相關(guān)申請的交叉引用
[0003] 本申請要求2009年11月16日提交的美國臨時專利申請N〇.61/261，688,2009年 12月9日提交的美國臨時專利申請No. 61/267, 914,2010年9月24日提交的美國臨時專利 申請No. 61/386, 224的權(quán)益，這些申請的內(nèi)容全部作為引用結(jié)合于此。
【背景技術(shù)】
[0004] 對于融合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的更高帶寬效率的需要以及當(dāng)今許可帶寬未有效利用的實際 情況引發(fā)了認知無線電（CR)技術(shù)的發(fā)展。CR使能設(shè)備能夠通過在特定即時執(zhí)行頻譜感測 操作以發(fā)現(xiàn)可用頻譜并且在不被主用戶占用的時間中使用可用頻譜而在許可給其他設(shè)備 的帶寬上通信。為了確保CR網(wǎng)絡(luò)與當(dāng)前許可技術(shù)共存，CR設(shè)備需要較高程度的靈活性（快 速檢測主用戶的存在并對主用戶的到來作出反應(yīng)的能力）以便感測波段上的主用戶的到 來并移動到另一可用波段而不引起對主用戶的干擾。
[0005] 可以使用協(xié)作頻譜感測來降低對用于CR節(jié)點的頻譜感測算法的靈敏性需求，所 述CR節(jié)點可能位于較深衰落環(huán)境中。在協(xié)作頻譜感測的最傳統(tǒng)形式中，CR節(jié)點的集合可 以同時執(zhí)行頻譜感測并且傳送獨立的結(jié)果給中心節(jié)點以確定頻譜可用性。這需要一種用于 協(xié)調(diào)和交換用戶間的頻譜感測的方法。
[0006] 頻譜感測算法的最簡單形式是能量檢測類。這一類算法通過在感興趣的特定波段 上檢測到的能量的測量來檢測主用戶的存在或不存在。這一頻譜感測形式的簡單性使得其 對CR應(yīng)用有很大吸引力。例如，用于無線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WRAN)的IEEE802. 22標(biāo)準(zhǔn)使用TV頻 譜中的白空間作為可接受的頻譜感測技術(shù)中的一種來進行能量檢測。使用CR設(shè)備的能量 檢測的主要挑戰(zhàn)在于在執(zhí)行頻譜感測時區(qū)分主用戶傳輸和另一CR設(shè)備傳輸。此外，由于成 本原因，CR設(shè)備可能僅包括一個接收機，并且可能不能夠與常規(guī)發(fā)射（TX)接收（RX)操作 一起同時執(zhí)行頻譜感測。導(dǎo)致的情況是許多CR設(shè)備形成ad-hoc(點對點）或者CR網(wǎng)絡(luò)并 且可以共存，這些節(jié)點的每個節(jié)點的頻譜感測周期需要及時協(xié)調(diào)以確保頻譜感測在附近沒 有其他CR節(jié)點發(fā)射時被執(zhí)行。這導(dǎo)致所謂的頻譜感測的靜默周期。
[0007] 網(wǎng)絡(luò)中的靜默測量周期的使用是針對需要在可允許的信道集上執(zhí)行測量的無線 接入點（AP)來開發(fā)的。這一先前工作未能解決CR網(wǎng)絡(luò)嘗試在具有使用不同無線技術(shù)的不 同主用戶的環(huán)境中執(zhí)行頻譜感測的需要。例如，AP請求的靜默測量周期（SMP)僅在通信媒 介變得可用時被發(fā)起，但這不會解決CR設(shè)備的靈活性需求。CR設(shè)備可以通過以有限的延遲 切換到未使用的波段對主用戶的到來作出反應(yīng)，而不引起對主用戶的任何干擾。
[0008] 例如，IEEE802. 22草案標(biāo)準(zhǔn)需要兩秒的排空時間。這是在許可的主用戶到達波 段后次用戶離開當(dāng)前使用的波段所需要的時間。典型地，周期性頻譜感測周期已被考慮，這 需要CR節(jié)點至少每兩秒執(zhí)行頻譜感測以能夠達到所需要的排空時間。通常，周期性頻譜感 測可能由于環(huán)境（context)切換、在頻譜感測時間期間維持緩沖器和實時業(yè)務(wù)而導(dǎo)致CR節(jié) 點中的較高開銷。由此，從效率角度來看，較短的頻譜感測周期是不夠理想的。因此，需要 一種用于協(xié)調(diào)CR網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感測的靜默周期的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] -種在動態(tài)頻譜管理器（DSM)中使用的用于協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中的異步靜默周期的方法， 該方法包括：在所述網(wǎng)絡(luò)中檢測主用戶；將靜默周期開始控制消息傳送到所述網(wǎng)絡(luò)中的一 個或多個認知無線電（CR)節(jié)點，其中所述消息指示靜默周期的開始和持續(xù)時間并且發(fā)起 頻譜感測；從所述網(wǎng)絡(luò)中的一個或多個CR節(jié)點接收用于指示頻譜感測結(jié)果的測量報告控 制消息；以及將消息傳送到所述一個或多個CR節(jié)點，其中所述消息指令所述一個或多個CR 節(jié)點基于所述頻譜感測結(jié)果而移動到不同頻率。
【附圖說明】
[0010] 從以下描述中可以更詳細地理解本發(fā)明，這些描述是以實例方式給出的，并且可 以結(jié)合附圖加以理解，其中：
[0011] 圖1A為可以在其中實現(xiàn)一個或多個所公開的實施方式的示例通信系統(tǒng)的系統(tǒng)圖 示；
[0012] 圖1B為示例無線發(fā)射/接收單元（WTRU)的系統(tǒng)圖示，其中所述WTRU可以在如圖 1A所示的通信系統(tǒng)中使用；
[0013] 圖1C為示例無線電接入網(wǎng)絡(luò)和示例核心網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)圖示，其中所述示例無線電 接入網(wǎng)絡(luò)和示例核心網(wǎng)絡(luò)可以在如圖1A所示的通信系統(tǒng)中使用；
[0014] 圖2為被劃分成較小的局部區(qū)域的CR節(jié)點網(wǎng)絡(luò)的示例；
[0015] 圖3為基本靜止間隔調(diào)度協(xié)議的示例；
[0016]圖4為用于每個節(jié)點內(nèi)的協(xié)調(diào)頻譜感測的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；
[0017] 圖5為SSN作為靜止間隔的調(diào)度方的增強型協(xié)議的示例；
[0018] 圖6顯示了靜默周期協(xié)調(diào)的示例場景；
[0019] 圖7顯示了在基于802. 11的協(xié)議棧中的DSM層的示例；
[0020] 圖8顯示了在基于蜂窩的協(xié)議棧中的DSM層的示例；
[0021] 圖9顯示了對于情況1的局部多播靜默周期開始消息的示例；
[0022] 圖10顯示了對于情況2的局部多播靜默周期開始消息的示例；
[0023] 圖11A和圖11B描述了異步靜默周期的呼叫流的示例；
[0024] 圖12顯示了用于靜默周期控制消息的MAC管理幀的示例；
[0025] 圖13顯示了每個靜默周期控制消息中的字段的示例；
[0026] 圖14顯示了DSM層中的事件配置和報告的示例；
[0027] 圖15顯示了根據(jù)CR節(jié)點的CQI測量觸發(fā)異步頻譜感測事件的示例；
[0028] 圖16顯示了利用周期性頻譜感測時間在許可波段上的CR節(jié)點活動的示例；
[0029] 圖17顯示了在RRC中在DSM和CR之間針對PHY層CQI測量的事件配置和報告的 示例；
[0030] 圖18顯示了用于異步靜默周期協(xié)調(diào)的RRC消息發(fā)送協(xié)議的示例；
[0031] 圖19顯示了固定靜止間隔的示例；以及
[0032] 圖20顯示了隨機靜止間隔的示例。
【具體實施方式】
[0033] 圖1A是可以在其中實施一個或多個所公開的實施方式的示例通信系統(tǒng)100的系 統(tǒng)框圖。通信系統(tǒng)100可以是將諸如語音、數(shù)據(jù)、視頻、消息發(fā)送、廣播等之類的內(nèi)容提供給 多個無線用戶的多接入系統(tǒng)。通信系統(tǒng)100可以通過系統(tǒng)資源（包括無線帶寬）的共享 使得多個無線用戶能夠訪問這些內(nèi)容。例如，通信系統(tǒng)100可以使用一個或多個信道接入 方法，例如碼分多址（CDMA)、時分多址（TDMA)、頻分多址（FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、單載波 FDMA(SC-FDMA)等等。
[0034] 如圖1A所示，通信系統(tǒng)100可以包括無線發(fā)射/接收單元（WTRU) 102a，102b， 102c，102d、無線電接入網(wǎng)絡(luò)（RAN) 104、核心網(wǎng)絡(luò)106、公共交換電話網(wǎng)（PSTN) 108、因特網(wǎng) 110和其他網(wǎng)絡(luò)112,但可以理解的是所公開的實施方式可以涵蓋任意數(shù)量的WTRU、基站、 網(wǎng)絡(luò)和/或網(wǎng)絡(luò)元件。WTRU102a，102b，102c，102d中的每一個可以是被配置成在無線通信 中操作和/或通信的任何類型的裝置。作為示例，WTRU102a，102b，102c，102d可以被配置 成發(fā)送和/或接收無線信號，并且可以包括用戶設(shè)備（UE)、移動站、用戶、用戶站、高級移動 站（AMS)、固定或移動用戶單元、尋呼機、蜂窩電話、個人數(shù)字助理（PDA)、智能電話、便攜式 電腦、上網(wǎng)本、個人計算機、無線傳感器、消費電子產(chǎn)品等等。
[0035] 通信系統(tǒng)100還可以包括基站114a和基站114b，基站114a，114b中的每一個可以 是被配置成與WTRU102a，102b，102c，102d中的至少一者無線交互，以便于接入一個或多 個通信網(wǎng)絡(luò)（例如核心網(wǎng)絡(luò)106、因特網(wǎng)110和/或網(wǎng)絡(luò)112)的任何類型的裝置。例如，基 站114a，114b可以是基站收發(fā)信站（BTS)、節(jié)點B、e節(jié)點B、家用節(jié)點B、家用e節(jié)點B、站點 控制器、接入點（AP)、無線路由器以及類似裝置。盡管基站114a，114b每個均被描述為單個 元件，但是可以理解的是基站114a，114b可以包括任何數(shù)量的互聯(lián)基站和/或網(wǎng)絡(luò)元件。
[0036] 基站114a可以是RAN104的一部分，該RAN104還可以包括諸如基站控制器 (BSC)、無線電網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC)、中繼節(jié)點之類的其他基站和/或網(wǎng)絡(luò)元件（未示出）?；?站114a和/或基站114b可以被配置成發(fā)送和/或接收特定地理區(qū)域內(nèi)的無線信號，該特 定地理區(qū)域可以被稱作小區(qū)（未示出）。小區(qū)還可以被劃分成小區(qū)扇區(qū)。例如與基站114a 相關(guān)聯(lián)的小區(qū)可以被劃分成三個扇區(qū)。由此，在一種實施方式中，基站114a可以包括三個 收發(fā)信機，即針對所述小區(qū)的每個扇區(qū)都有一個收發(fā)信機。在另一實施方式中，基站114a 可以使用多輸入多輸出（MM0)技術(shù)，并且由此可以使用針對小區(qū)的每個扇區(qū)的多個收發(fā) 信機。
[0037] 基站 114a，114b可以通過空中接口 116 與WTRU102a，102b，102c，102d中的一者 或多者通信，該空中接口 116可以是任何合適的無線通信鏈路（例如射頻（RF)、微波、紅外 (IR)、紫外（UV)、可見光等）?？罩薪涌?116可以使用任何合適的無線電接入技術(shù)（RAT)來 建立。
[0038] 更具體地，如前所述，通信系統(tǒng)100可以是多接入系統(tǒng)，并且可以使用一個或多個 信道接入方案，例如CDM、TDM、FDM、0FDM、SC-FDM以及類似的方案。例如，在RAN104 中的基站114a和WTRU102a，102b，102c可以實施諸如通用移動電信系統(tǒng)（UMTS)陸地?zé)o 線電接入（UTRA)之類的無線電技術(shù)，其可以使用寬帶CDMA(WCDMA)來建立空中接口 116。 WCDMA可以包括諸如高速分組接入（HSPA)和/或演進型HSPA(HSPA+)。HSPA可以包括高速 下行鏈路分組接入（HSDPA)和/或高速上行鏈路分組接入（HSUPA)。
[0039] 在另一實施方式中，基站114a和WTRU102a，102b，102c可以實施諸如演進型UMTS 陸地?zé)o線電接入（E-UTRA)之類的無線電技術(shù)，其可以使用長期演進（LTE)和/或高級 LTE(LTE-A)來建立空中接口 116。
[0040] 在其他實施方式中，基站114a和WTRU102a，102b，102c可以實施諸如IEEE 802.16(即全球微波互聯(lián)接入（WiMAX))、CDMA2000、CDMA2000lx、CDMA2000EV-D0、臨時標(biāo) 準(zhǔn)2000 (IS-2000)、臨時標(biāo)準(zhǔn)95 (IS-95)、臨時標(biāo)準(zhǔn)856 (IS-856)、全球移動通信系統(tǒng)（GSM)、 增強型數(shù)據(jù)速率GSM演進（EDGE)、GSMEDGE(GERAN)之類的無線電技術(shù)。
[0041] 舉例來講，圖1A中的基站114b可以是無線路由器、家用節(jié)點B、家用e節(jié)點B或者 接入點，并且可以使用任何合適的RAT，以用于促進在諸如公司、家庭、車輛、校園之類的局 部區(qū)域的無線連接。在一種實施方式中，基站114b和WTRU102c，102d可以實施諸如IEEE 802. 11之類的無線電技術(shù)以建立無線局域網(wǎng)（WLAN)。在另一實施方式中，基站114b和 WTRU102c，102d可以實施諸如IEEE802. 15之類的無線電技術(shù)以建立無線個域網(wǎng)（WPAN)。 在又一實施方式中，基站114b和WTRU102c，102d可以使用基于蜂窩的RAT(例如WCDMA、 CDMA2000、GSM、LTE、LTE-A等）以建立微微（picocell)小區(qū)和毫微微小區(qū)（femtocell)。