[发明专利]基于云的频谱管理分析

说明书

背景

本申请要求第61/603,261号美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请题为“用于有效频谱使用的基于用户行为模式的智能频谱分配”，于2012年2月25日提交。该申请与和本申请同日提交的待批的国际专利申请号(代理人档案号P43616PCT和P43618PCT)有关，待批国际专利申请的公开内容通过引用全部结合于此。

所公开实施例的领域

本公开案涉及用于实现频谱管理分析(SMA)算法以便使用通过动态频谱访问(DSA)方案所分配的频谱来为网络提供频谱管理的系统和方法，其中频谱管理分析(SMA)算法作为自动化云频谱中间人(CSB)的一部分，动态频谱访问(DSA)方案允许频谱持有方(或者被指派为管理频谱的给定分配的代理)将对它们所保持频谱的访问权暂时地“出租”給其他实体。

相关技术领域

过去的十五年见证了对无线数据通信的使用和要求的增长，特别是由例如通过已许可的移动蜂窝网络运营商进行操作的个人用户所作出的使用和要求。这种增长持续不减至今，因为个人用户经由各个通信路径访问各种无线网络所采用的无线设备的数量和类型继续倍增，因此增加了对可用频谱的需求。随着对无线数据访问的需求继续增加，世界面临全球性频谱短缺。仅有有限数量的频谱可被捕捉为支持无线数据通信。对于持续使用频谱来交换数据、以及对于经济增长来说，无线频谱对于递增的移动设备数量和类型的可用性是关键的。

具有越来越多能力的无线数据通信的可用性也对个人消费者产生了对特定服务质量的预期。简而言之，个人无线数据通信消费者期望随时随地可以获得有质量的无线数据通信。如果没有找到解决方案，则无线设备的用户会沮丧地经历增加的呼叫掉线情况以及缓慢的数据速度，而同时支付更高费用来访问这一稀有资源，即无线数据和语音通信频谱。

目前，无线设备用来向个人消费者提供对电子邮件、社交媒体、应用和流媒体视频的虚拟上瞬时和连续的无线访问。估计这些无线设备使用了是以前几代蜂窝电话所使用的频谱数量的25至125倍。在可预计的将来，各种产业估计全球移动数据业务的增长预期会每1－2年翻倍。

独占的移动频谱许可证向它们的许可持有人提供了可用频谱的部分，这些被用于无线数据和语音通信。任意地理区域中的许可证都包括政府机构，政府机构有时为特定“要求的”无线语音和数据通信保留通信频谱。这些通信用户的非穷尽列表包括：广播无线电和电视通信、卫星通信、公共安全和紧急服务通信、军事通信以及特定的其他商业通信要求，以包括例如与航空器的导航和空中交通控制的通信。特定地理区域中的被许可人也包括移动蜂窝网络运营商。对于任意特定地理区域的已许可频谱的细分情况的粗略回顾显示出：用于支持将附加独占许可分配给任一特定被许可人的新频谱可用性几乎用尽了。

对移动蜂窝网络运营商所面临的挑战的详细回顾从它们的运营的概览开始。移动蜂窝网络运营商获得多个频带的许可以用于在特定地理区域内的它们独占使用。这些实体随后与个人消费者订立合同以提供特定级别的服务，并具有明示或暗示的对连接性、以及对以增加的递送速率提供特定级别的通信保真度的保证。随着移动蜂窝网络通信业务继续其急剧增长，目前发生了拥塞，并且预测在接下来几年，拥塞问题在目前被许可给移动蜂窝网络运营商用来支持无线语音和数据通信的频谱部分中显著增加。

在面临与所许可频谱中的网络拥塞有关的当前和预测的问题时，移动蜂窝网络运营商已采取在二级市场上从其他独占被许可人(频谱持有人)购买额外的独占频谱许可证，其他独占被许可人的已许可频谱未被充分利用或者以其他方式可用。购买额外的频谱许可证使移动蜂窝网络运营商能构建或扩展它们的网络并且处理更多的消费者话务。实际上，在2011年末，美国的一个主要移动蜂窝网络达成了受监管部门批准的协议，以便从几个广播有线公司购买了一小段无线通信频谱(约20MHz)的许可证，价钱据报告为超过三十五亿美元。