[发明专利]主系统恢复保护方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及频谱共享领域，特别是涉及主系统恢复保护方法及其系统。

背景技术

频谱共享被公认为在增加频谱利用率方面是有前途的技术之一。目前，一些授权频段并没有得到充分利用，越来越多的研究专注于该类频谱的共享技术。在向授权/主系统(incumbent systems)服务提供适当保护的前提下，次系统(secondary system)可以共享空闲的频谱。这就是授权频段的频谱共享。在这种场景下，主系统具有频谱使用的优先权，而次系统只有在检测到频谱空闲时才可以在该频谱中工作，并且一旦主系统返回，就要求次系统退出频谱占用。因为在主系统和次系统之间通常不存在通信，主系统不可预测的出现会对次系统通信产生同道干扰。这种情况可能会导致次系统中BS(基站)和MS(移动终端)之间的通信中断。另一方面，如果次系统不能及时获得侦听MS的紧急情况报告，BS仍然在工作信道内保持发射，也会对主系统造成干扰。因此在次系统中要求有主系统恢复保护机制，以解决主系统恢复时可能造成的通信冲突和干扰。这种机制不仅应该为主系统提供有效保护，而且应该确保次系统业务QoS水平的损耗最小。

在IEEE 802.22协议中可以找到一种在授权频段频谱共享时、用于主系统恢复保护机制的现有解决方案。该协议所提出的主要程序描述如下：在正常工作期间，为了实现主系统恢复保护，BS总是保持备份信道列表。根据信道优先级(例如，基于信道质量，相对于当前工作信道的相关性等等)对备份信道进行分类。该分类信息可以用于所有相关联的CPE(用户驻地设备)。一旦在当前工作信道上检测到主系统，BS首先将在下行链路中向相关联的CPE发射频谱管理消息。这通常是通过向CPE发送信道切换请求来实现的，相关联的CPE发送其响应以应答该请求并且执行信道切换。在IEEE 802.22协议中将这一过程命名为明示通知(explicit notification)。然而，通常情况下，由于来自主系统的强烈干扰，主系统出现的CPE报告不能确保到达服务BS。如果在预定的时间内服务BS得不到反馈，CPE将自动地转移到第一备份信道，等待和搜索BS信标(包含BS信息)。如果发现了信标，CPE可以重新开始与该BS的通信。并且该BS激活信道切换过程，将CPE的服务转移到备份信道上。如果不能找到BS信标，例如，当时没有可用的备份信道，CPE必须在所有信道中搜索BS信标，以便重新建立与BS的通信。如果这种尝试失败，CPE的服务将被终止。在协议中将这一过程命名为暗示通知(implicit notification)。

在主系统恢复时，工作信道通常被主系统服务所淹没。这时，从系统工作信道上的正常通信可能会被完全阻塞，并且BS和CPE信息可能不会到达对方。在这种情况下，明示通知几乎是不可使用的。因此，在大多数时候，暗示通知过程用于解决主系统恢复情况：CPE应该检查备份信道并且搜索服务BS信标。应该注意的是，暗示通知主要是基于备份信道的使用。这种方案的缺点是在干扰控制的时间效率较低。其原因在以下两个方面详细描述。

在低业务量情况下，只要CPE没有从BS接收到响应并且打算转移，备份信道就是可用的。在这种情况下，CPE将切换到备份信道，并且搜索服务BS的信标。因为在正常情况下，BS不会在备份信道中传输。只有当BS确定工作信道中的主系统恢复时，才将切换到备份信道。问题在于所转移的CPE不得不等待一段时间，等待备份信道中BS的出现，其等待时间的长度取决于BS通过信道外监测或其自身监测来接收其他CPE的主系统恢复报告所需的时间。至于CPE的信道外监测，其并非如信道内监测那样频繁，并且通常花费较长时间段，该监测测量为秒的数量级，这将对主系统服务造成长时间干扰。至于BS的主系统监测，由于BS与主系统距离较远，与CPE监测结果相比其并非足够精确。

除此之外，在高业务量的情况下，可能根本没有备份信道可用。在这种情况下，CPE不得不在整个频段中搜索BS信标。如果可以，CPE需要接入至其中一个工作信道。这一过程通常耗费较多时间。

在授权频谱共享时，保护主系统服务是非常重要的。需要将发现主系统信息及时报告给BS。按照这种方式，通过转移到替代信道，可以终止当前工作信道上的通信。在现有技术方案中，主系统恢复的暗示通知时间效率不高，这意味着BS不得不花费相当长时间来获知冲突情况，以终止或者挂起工作信道中的传输，这会导致对主系统服务较长时间的干扰。

发明内容