[发明专利]用于协调无执照频带上的无线电资源的方法和系统

说明书

技术领域

本发明的实施例一般地涉及无线通信。更具体地，涉及利用一组操作 参数来协调无线电资源的使用，以用于不同无线设备在无执照频带上的高 效频谱共享。

背景技术

由于无线电频带(即频谱)稀少而又有用，因此高效地使用无线电频 率很重要。无线电频谱的使用和无线电发射的管制是由国家管制机构协调 的。这些管制机构努力协调射频(RF)资源，以实现对它们最高效的使 用，并且避免无线电频谱使用者引起的彼此之间的干扰。

无线电频谱已被划分为两种类型的频带-有执照的和无执照的。有执 照频带是由管制机构许可给通信服务提供商和其他用户以供他们独占使用 的。并且，一部分的频谱被保留用于防卫和紧急应用。小部分剩余的频谱 构成了无执照频带。

无执照频带是无线电频谱的一部分，在该部分中允许任何一种无线电 服务。基于此原因，无执照频带也被称为频谱共用。与有执照途径相比， 一组不同的无线电系统可以使用相同的无线电资源在无执照频带上操作。 从而，可用的无线电资源更加频繁地且在更多地方被使用。这进而又导致 出现越来越多的分配新的无执照频谱的需求，和/或提供手段来改进未来的 无执照分配的利用率。这就需要各种无线电系统之间，最小干扰地频谱共 享。

频谱共享有两种维度：垂直的和水平的共享。垂直的共享存在于具有 不同级别的管制状态的系统之间，例如在初级和次级无线电系统之间。水 平的共享存在于具有相同管制状态的系统之间例如在有执照用户之间或者 在不同类型的无执照设备之间。水平的共享进一步地被区分为单一种类和 多种类共享。单一种类共享是使用相同技术或同族技术实现的系统之间的 频谱共享。多种类共享是技术上不同的系统之间的频谱共享。对于单一种 类共享已有有经验且高效的方案。示例性的方案包括如电气电子工程师学 会(IEEE)802.11这样的标准。但是，由于共存的无线电系统被认为是不 同的，因此多种类共享的更广泛问题更加复杂。因此，在不限制创新的情 况下，不能确定例如基于IEEE 802.11的准确行为。

在当前通信系统中已有很多公知的频谱共享技术。但是所有公知的频 谱共享技术都很复杂，且对能共存于无执照频谱中的系统的类型强加有约 束条件。此外，过度复杂的管制难于被理解和执行。且这些管制还对新出 现的技术加有限制。而且这些技术是通过调整特定参数起作用的，因此它 们不是中立的技术且呈现出很低的适用性和可扩缩性。

附图说明

图1示出了基础网络，适于在本发明的示例性实施例中使用。

图2示出了在本发明的示例性实施例中，描述用于协调多个无线设备 在无执照频带上的无线电资源使用的方法的流程图。

图3示出了在本发明的示例性实施例中，描述用于计算频谱接入概率 的方法的流程图。

图4示出了在本发明的示例性实施例中，用于协调多个无线设备在无 执照频带上的无线电资源使用的系统。

具体实施方式

本发明的各种实施例提供了用于协调多个无线设备在无执照频带上的 无线电资源使用的方法和系统。这涉及利用一组通常应用的规则和参数来 实现对无线电频谱的高效使用。由于对频带上工作的无线设备没有数目限 制，因此该方法必须简单且既适用于少量设备又适用于大量设备。此外， 本发明的实施例适用于各种各样技术上不同的无线设备。

本发明的实施例将受制于提议的规则的参数的数目最小化。参数的值 是短期平均数，例如发射功率输出(T)、发射机占空因数(DC)、先听 后说(LBT)阈值、LBT退避和接收机成功率。这些规则是基于奖励高效 的频谱使用的。这是通过优良的接收机设计和/或短时间频谱占用、低发射 功率等等实现的。而更好的接收机带来有利的信道接入。因此，奖励在于 频谱接入机会更高并且功率输出标准更高。同样地，更短的占空因数有利 于接入无线电频谱(RF)和/或更高的RF功率。这些规则确保了没有任何 设备能够独占无线电频谱的使用。

图1示出了在无执照频带102上的基础无线通信网络100。无执照频 带覆盖诸如工业、科学和医学(ISM)频带和(美国)无执照国家信息基础 设施(U-NII)频带之类的频带。示例性ISM频带可为2.4GHz频带，并 且示例性的U-NII频带可为5GHz频带。