在认知无线电无线通信系统中查询信道状态信息的装置和方法

摘要

提供一种在基于认知无线电(CR)的无线通信系统中操作用于存储关于被许可系统的频谱状态信息的数据库(DB)服务器的方法以及一种基于CR的无线通信系统。该方法包括：确定关于该被许可系统的频谱状态信息的变化；重新计算登记在列表中的基于CR的设备的每个信道的最大允许的等效全向辐射功率(EIRP)；以及发送关于该重新计算的最大允许的EIRP的信息。

说明书

技术领域

本发明涉及基于认知无线电(CR)的无线通信系统。更具体地，本发明涉及在基于CR的无线通信系统中查询可用信道信息的装置和方法。

背景技术

随着无线通信系统的进步，期望无线通信系统提供各种类型的服务。此外，需要高速无线数据传输技术来以可靠的方式提供具有良好质量的各种服务。虽然已经提出了各种系统和方案用于高速无线数据传输技术，但是人们一直在对高速数据传输技术进行研究以便以更快且成本更低的方式发送数据。无线通信系统需要附加的频带来支持与传统技术的共存。然而，频率资源是有限的，并且大部分频率资源当前被现有的系统占据。

即使频率资源被特定系统占据，相应的频带也不总是被使用。为此，近来已经考虑一种检测频率资源未被使用的持续时间以在该检测的持续时间使用该频率资源的方法。因而，被设计为通过重用由特定系统占据且暂时未被使用的频率资源来执行无线通信的系统被称为基于认知无线电(CR)的无线通信系统。例如，电视(TV)频带被定义为其中频繁地产生暂时不使用的频率资源的频带。因此，已经建立了电气和电子工程师协会(IEEE)标准802.22以便解决通过使用TV频带而来执行无线通信而不影响TV广播系统所需的问题和技术难题。

基于CR的无线通信系统必须确定发送功率和工作频带而不与被许可系统(licensed system)产生干扰。因此，基于CR的无线通信系统通过利用频谱感测功能来执行识别由被许可系统使用的频带的过程。其后，基于CR的无线通信系统仅能够选择工作信道。此外，如果在通过选择的工作信道执行通信的同时通过连续频谱感测来检测被许可系统的信号，则基于CR的无线通信系统不再必须使用该工作信道。

然而，频谱感测功能不能保证对信道是否由被许可系统使用的正确识别。此外，不得不执行长时间的信号检测和处理以执行频谱感测，这可能引起基于CR的无线通信系统的性能退化。

因此，需要一种在基于CR的无线通信系统中识别信道是否由被许可系统使用的方法。

发明内容

本发明的一个方面解决至少以上问题和/或缺点并且提供至少下述优点。因此，本发明的一个方面在于提供在基于认知无线电(CR)的无线通信系统中识别信道是否由被许可系统使用的装置和方法。

本发明的另一个方面在于提供在基于CR的无线通信系统中通过使用关于被许可系统的频带调度信息来确认空闲信道信息的装置和方法。

本发明的另一个方面在于提供在基于CR的无线通信系统中向存储关于被许可系统的频带调度信息的数据库(DB)询问信道状态信息的装置和方法。

本发明的另一个方面在于提供在基于CR的无线通信系统中跟踪关于被许可系统的可变信道使用信息的装置和方法。

本发明的另一个方面在于提供在基于CR的无线通信系统中根据频谱状态的变化自动地提供关于被许可系统的信道使用信息的装置和方法。

本发明的另一个方面在于提供在基于CR的无线通信系统中根据频谱状态的变化自动地提供关于每个信道允许的最大等效全向辐射功率(EIRP)的信息的装置和方法。

本发明的另一个方面在于提供在基于CR的无线通信系统中根据设备登记列表的变化自动地提供关于每个信道的最大允许的EIRP的信息的装置和方法。

本发明的另一个方面在于提供在基于CR的无线通信系统中将用于管理设备登记列表的信息递送到DB的装置和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种在基于CR的无线通信系统中操作用于存储关于被许可系统的频谱状态信息的DB服务器的方法。该方法包括：确定关于被许可系统的频谱状态信息的变化；重新计算登记在列表中的基于CR的设备的每个信道的最大允许的EIRP；以及发送关于该重新计算的最大允许的EIRP的信息。

根据本发明的另一个方面，提供一种在基于CR的无线通信系统中操作基站(BS)的方法。该方法包括：当BS被初始化时，向DB服务器发送包括用于计算BS的EIRP的信息的设备登记消息；从该DB服务器接收关于BS的每个信道的最大允许的EIRP的信息；以及通过使用所述关于每个信道的最大允许的EIRP的信息来选择至少一个工作信道。

根据本发明的另一个方面，提供一种在基于CR的无线通信系统中操作接入终端(AT)的方法。该方法包括：根据关于每个信道的最大允许的EIRP并且在初始接入时接收的第一信息来控制发送功率；在没有附加的请求的情况下，接收关于每个信道的最大允许的EIRP的第二信息；以及根据所述关于每个信道的最大允许的EIRP的第二信息来控制发送功率。

根据本发明的另一个方面，提供一种在基于CR的无线通信系统中用于存储关于被许可系统的频谱状态信息的DB服务器装置。该装置包括：控制器，确定关于被许可系统的频谱状态信息的变化；计算器，重新计算登记在列表中的基于CR的设备的每个信道的最大允许的EIRP；以及通信器，发送关于该重新计算的最大允许的EIRP的信息。

根据本发明的另一个方面，提供一种在基于CR的无线通信系统中操作BS的装置。该装置包括：DB通信器，当BS被初始化时，向DB服务器发送包括用于计算BS的EIRP的信息的设备登记消息；处理器，确认来自该DB服务器的关于BS的每个信道的最大允许的EIRP的信息；以及管理器，通过使用所述关于每个信道的最大允许的EIRP的信息来选择至少一个工作信道。

根据本发明的另一个方面，提供一种在基于CR的无线通信系统中的AT装置。该装置包括：控制器，根据关于每个信道的最大允许的EIRP并且在初始接入时接收的第一信息来控制发送功率；以及通信器，在没有附加的请求的情况下，接收关于每个信道的最大允许的EIRP的第二信息，其中该控制器根据所述关于每个信道的最大允许的EIRP的第二信息来控制发送功率。

通过以下结合附图公开了本发明的示范性实施例的详细描述，本发明的其它方面、优点和显著的特征对于本领域技术人员将变得明显。

附图说明

通过下面结合附图的描述，本发明的特定示范性实施例的上述方面、特征和优点将更加明显，其中：

图1是示出根据本发明的示范性实施例的基于认知无线电(CR)的无线通信系统的结构的示意图；

图2示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中数据库(DB)服务器与基站(BS)之间交换的信号；

图3是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的DB服务器的操作的流程图；

图4到图7示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中操作BS的过程；

图8是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中操作接入终端(AT)的过程的流程图；

图9是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的DB服务器的结构的框图；

图10是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的BS的结构的框图；以及

图11是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的AT的结构的框图。

贯穿全部附图，相似的参考数字将被理解为指代相似的部件、组件和结构。

具体实施方式

提供参考附图的以下描述以帮助全面地理解由权利要求书和它们的等效物定义的本发明的示范性实施例。它包括各种细节来帮助理解，然而这些将被认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对这里描述的实施例做出各种变化和修改。此外，为了清楚和简明，省略了公知的功能和结构的描述。

以下说明书和权利要求书中使用的术语和词语不局限于书面意义，而是仅仅被发明人使用来使得能够清楚且一致地理解本发明。因此，本领域技术人员显然可知，本发明的示范性实施例的以下说明仅仅是为了示例的目的提供，而不是为了限制由所附的权利要求书和它们的等效物定义的本发明。

将理解，除非上下文明确指示，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”包括多个涉及的对象。因而，例如，“一个组件表面”的指示包括一个或多个这样的表面的指示。

术语“基本上”的意思是记载的特征、参数或值不需要被精确地实现，而是偏差或变化(包括例如容差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员所知的其它因素)可以以不排除该特征意图提供的效果的量存在。

在下文中，将描述在基于认知无线电(CR)的无线通信系统中识别可用信道的技术。虽然在下文中将以基于正交频分复用(OFDM)/正交频分多址(OFDMA)的无线系统作为示例，但是本发明也可以同样应用于其它类型的无线通信系统。

图1是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统的结构的示意图。

参考图1，基于CR的无线通信系统包括基站(BS)110、多个消费者房屋(Premise)设备(CPE)120以及数据库(DB)服务器130。基于CR的无线通信系统与被许可系统同时存在。CPE也可以被称为移动站(MS)、接入终端(AT)等等。

BS 110和CPE 120通过无线信道执行通信并且具有频谱感测功能。因此，BS 110和CPE 120通过使用频谱感测功能识别可用的频带，即被许可系统不使用的频带，然后配置工作信道。BS 110和CPE 120接着通过该工作信道执行通信。

更具体地，BS 110和CPE 120通过使用从DB服务器130提供的被许可系统的信道占用信息以及关于BS 110和CPE 120的每一个的等效全向辐射功率(EIRP)信息来最小化与被许可系统的干扰。EIRP是用于表示无线通信设备的输出性能的判据。更准确地说，EIRP是用于表示从外部发送器测量的信号功率的值，并且即使使用相同的发送功率，也可以根据发送器的天线增益和系统损耗的差别而不同。

DB服务器130将关于被许可系统的频带使用调度信息、使用频带范围、发送开始/结束时间、发送器的地理位置、发送器的发送EIRP、关于发送器的天线相关信息(例如，天线高度、天线方向性和方向性样式)、以及信号干扰比(SIR)当中的至少一条信息存储在保证的区域中。此外，DB服务器130应BS 110的请求提供最大允许的EIRP信息和关于被许可系统的信道占用信息。在示范性实施方式中，最大允许的EIRP信息的格式可以变化。根据本发明的示范性实施例，最大允许的EIRP信息可以具有每个信道的最大允许的EIRP的模拟值、指示每个信道中的操作可用性的二进制值、以及指示每个信道中的操作可用性且指示特定的EIRP值的枚举值当中的至少一种格式。当使用枚举值时，操作可用性以及特定的EIRP值与枚举值之间的映射关系可以被预设从而为BS 110和DB服务器130所知，或者可以在BS 110和DB服务器130之间共享。例如，映射关系可以被定义为如下表1所示的表格格式。

表1

  值  指示  00  对任何操作都不可用  01  可用于最大4W的操作  10  可用于最大100W的操作

  11  可用而没有发送功率限制

上面的表1示出当使用2比特的枚举值时的示范性表配置。然而，如果更多的比特可以用于枚举值，则可以通过增加可表达的EIRP值的类型的数目来以相对详细的方式交换最大允许的EIRP信息。在示范性实施方式中，可以按照这样的方式来使用一比特：‘0’指示每个信道的发送操作不可用，而‘1’指示可以设置发送功率而无需限制最大允许的EIRP。换句话说，可以存在使用与上面表1的‘00’和‘11’对应的指示的方法。

为此，DB服务器130和BS 110根据独立的协议互相执行通信。DB服务器130和BS 110之间的通信可以是通过骨干网的有线通信或通过无线信道的无线通信。例如，用于递送EIRP信息的消息被配置为下表2所示。

表2

在上面的表2中，‘Geo-location Information’字段指示利用关于每个信道的EIRP并且包括在该消息中的信息的设备的地理位置。因而，‘Geo-location Information’字段被用作设备标识信息。在示范性实施方式中，除了‘Geo-location Information’字段之外，附加的预设的标识符(ID)、媒介访问控制(MAC)地址等等可以被用作设备标识信息。

DB服务器130通过使用上表2的消息来提供关于每个设备的EIRP信息。DB服务器130在下面的情况下提供EIRP信息：1)当登记新的基于CR的设备时；2)当被许可系统的频谱状态变化时；以及3)当关于基于CR的设备的信息变化时。当BS 110识别出BS 110的小区中设备的激活时，即当BS 110开机或从AT产生接入请求时，BS 110向DB服务器130报告设备的激活。从而，DB服务器130将设备登记到列表，然后计算并提供EIRP信息。此外，在识别出计算小区中设备的EIRP所需的信息的变化时，BS 110向DB服务器130报告识别的结果。从而，DB服务器130更新关于该设备的信息，然后计算并提供EIRP信息。为了有效管理该列表，在识别出该小区中设备的解除激活时，即在发生关机或接入释放时，BS 110向DB服务器130报告设备的解除激活。例如，下表3的消息可以用来报告设备激活、设备信息变化、和设备解除激活。

表3

在上面的表3中，‘Geo-location Information’字段指示利用关于每个信道的EIRP并且包括在该消息中的信息的设备的地理位置。因而，‘Geo-location Information’字段被用作设备标识信息。在示范性实施方式中，除了‘Geo-location Information’字段之外，附加的预设的ID、MAC地址等等可以被用作设备标识信息。

‘Message Type’字段指示消息使用，并且被设置为设备登记(DEV_REG)、设备更新(DEV_UPD)、或设备注销(DEV_DEREG)，以分别指示设备激活、设备信息变化、或设备解除激活。

‘Antenna Information’字段和‘Possible Channel List’字段是与EIRP计算有关的信息。‘Antenna Information’字段可以包括诸如天线高度、天线方向性、天线样式等等之类的信息。‘Possible Channel List’字段可以包括指示设备的可工作信道的信息。

图2示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中DB服务器与BS之间交换的信号。

参考图2，在步骤201，BS 220识别BS 220的小区中的设备的激活。该小区中的设备包括BS 220和AT。即，BS 220识别诸如BS 200的初始化、AT的接入请求等等的事件发生。

识别出该小区中的设备的激活后，BS 220在步骤203向DB服务器210发送DEV_REG消息。DEV_REG消息是用于报告该小区中的设备的激活的消息，并且包括关于激活的设备的标识信息和计算激活的设备的EIRP所需的信息。标识信息可以是MAC地址、预设标识符和关于设备的地理位置信息中的一个。

接收到DEV_REG消息后，DB服务器210计算设备的EIRP_Cap，并且在步骤205发送计算的EIRP_Cap。EIRP_Cap是包括关于该设备的每个信道的最大允许的EIRP的信息，并且可以被配置为如上表2所示。换句话说，EIRP_Cap包括关于该设备的每个信道的最大允许的EIRP的信息，并且包括该DEV_REG消息中包括的标识信息。在步骤205，DB服务器210将关于由DEV_REG消息指示的设备的信息登记到列表。

DB服务器210在步骤207识别存储在DB服务器210中的频谱状态的变化，即，识别关于被许可系统的无线资源调度信息的变化。例如，调度信息包括每个时间段的频带使用状态、使用频带的被许可系统的设备的地理位置等等。

识别出频谱状态的变化后，DB服务器210重新计算登记在列表中的每个设备的EIRP_Cap，并在步骤209发送重新计算的EIRP_Cap。在步骤209，发送的EIRP_Cap消息的数目根据登记在列表中的设备的数目而变化。

接收到重新计算的EIRP_Cap后，BS 220在步骤211在根据重新计算的EIRP_Cap执行通信的同时识别计算BS 220的小区中的设备的EIRP所需的信息的变化。即，BS 220识别关于BS 220本身的信息的变化或从AT接收关于AT的变化的信息。

识别出计算设备的EIRP所需的信息的变化后，BS 220在步骤213发送包括与EIRP计算有关的变化的信息的DEV_UPD消息。DEV_UPD消息是用于报告计算该小区中的设备的EIRP所需的信息的变化并且用于提供变化的信息的消息，并且包括关于激活的设备的标识信息和与EIRP计算有关的变化的信息。

接收到DEV_UPD消息后，DB服务器210重新计算设备的EIRP_Cap，并且在步骤215发送该EIRP_Cap。EIRP_Cap包括关于该设备的每个信道的最大允许的EIRP的信息，并且还包括该DEV_REG消息中包括的标识信息。在步骤215，DB服务器210根据EIRP_Cap是否变化而不发送EIRP_Cap。即，为了避免EIRP_Cap的不必要的发送，如果先前发送的EIRP_Cap与重新计算的EIRP_Cap相同，则DB服务器210不发送重新计算的EIRP_Cap。与根据DEV_UPD的EIRP_Cap的发送关联，DB服务器210发送重新计算的EIRP_Cap而不管先前发送的EIRP_Cap是否等于重新计算的EIRP_Cap。此外，DB服务器210更新关于由DEV_UPD消息指示的设备的信息。

接收到重新计算的EIRP_Cap后，BS 220在步骤217在根据重新计算的EIRP_Cap执行通信的同时识别计算BS 220的小区中的AT的解除激活。例如，BS 220识别该小区中AT的接入释放或连接丢失。接入释放意味着AT的关机。连接丢失意味着进入长时间不执行通信的模式。

识别出AT的解除激活后，BS 220在步骤219发送DEV_DEREG消息。DEV_DEREG消息是用于报告AT的解除激活的消息，并且包括关于解除激活的AT的标识信息。从而，DB服务器210从列表中删除关于由DEV_REG消息指示的AT的信息。

图3是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的DB服务器的操作的流程图。

参考图3，DB服务器在步骤301确定是否接收到DEV消息。DEV消息是由基于CR的BS发送的，并且是用于报告关于该基于CR的BS的小区中的设备的信息的消息。

如果没有接收到DEV消息，则在步骤303，DB服务器确定频谱状态是否变化。频谱状态意味着关于被许可系统的无线资源调度信息。调度信息包括每个时间段的频带使用状态、使用频带的被许可系统的设备的地理位置等等。

如果频谱状态变化，则在步骤305，DB服务器重新计算每个登记的基于CR的设备的EIRP_Cap。即，DB服务器通过考虑变化的频谱状态来重新计算每个登记的基于CR的设备的EIRP_Cap。

在重新计算每个登记的基于CR的设备的EIRP_Cap之后，在步骤307，DB服务器向管理登记的基于CR的设备的BS发送重新计算的EIRP_Cap。在这种情况下，如上表2所示配置EIRP_Cap。

如果在步骤301接收到DEV消息，则在步骤309，DB服务器确定DEV消息类型。即，DB服务器确定接收的DEV消息是DEV_DEREG、DEV_REG、还是DEV_UPD。DEV_DEREG、DEV_REG、和DEV_UPD对应于一个基于CR的BS(或AT)。即，DEV_DEREG、DEV_REG、和DEV_UPD包括关于一个基于CR的设备的标识信息。标识信息可以是MAC地址、标识符和关于设备的地理位置信息中的任何一个。

如果DEV消息是DEV_DEREG，则在步骤311，DB服务器注销由DEV_DEREG消息指示的设备。即，DB服务器210从存储的列表中删除关于由DEV_DEREG消息指示的设备的信息。此后，该过程返回到步骤301。

如果DEV消息是DEV_REG，则在步骤313，DB服务器新登记由DEV_REG消息指示的设备。即，DB服务器210将关于由DEV_REG消息指示的设备的信息存储到该列表。

在新登记该设备之后，在步骤315，DB服务器计算新登记的设备的EIRP_Cap。换句话说，DB服务器计算新登记的设备的每个信道的最大允许的EIRP。

在计算新登记的设备的EIRP_Cap之后，在步骤317，DB服务器发送计算的EIRP_Cap，并且该过程返回到步骤301。在这种情况下，DB服务器向其小区包括该新登记的设备的BS发送EIRP_Cap。

如果在步骤309中DEV消息是DEV_UPD，则在步骤319，DB服务器更新关于由DEV_UPD消息指示的设备的信息。即，DB服务器将关于由DEV_REG消息指示的设备的信息更新为包括在DEV_UPD消息中的信息。

在更新了关于该设备的信息之后，在步骤321，DB服务器重新计算设备的EIRP_Cap。换句话说，DB服务器重新计算新登记的设备的每个信道的最大允许的EIRP。

在重新计算设备的EIRP_Cap之后，在步骤323，DB服务器将先前发送的设备的EIRP_Cap与重新计算的EIRP_Cap进行比较。即，DB服务器根据关于该设备的更新的信息来确定EIRP_Cap是否变化。

如果EIRP_Cap变化，则在步骤325，DB服务器发送重新计算的EIRP_Cap，并且该过程返回到步骤301。在步骤325，DB服务器向其小区包括该设备的BS发送该重新计算的EIRP_Cap。

图4到图7示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中操作BS的过程。

参考图4到图7，BS在步骤401执行初始化并建立与DB服务器的连接。换句话说，BS执行初始操作所需的程序，并且根据预设协议建立与DB服务器的连接。

在步骤403，BS向DB服务器发送包括关于BS的信息和EIRP计算所需的信息的DEV_REG消息。DEV_REG消息包括关于BS的标识信息。例如，标识信息可以是MAC地址、标识符和关于BS的地理位置信息中的一个。

在发送DEV_REG消息之后，在步骤405，BS确定是否从DB服务器接收到BS的EIRP_Cap。即，BS确定是否从DB服务器接收到包括关于该BS的标识信息的EIRP_Cap，即关于每个信道的最大允许的EIRP的信息。

如果接收到BS的EIRP_Cap，则在步骤407，BS通过使用EIRP_Cap选择工作信道。在步骤407，BS可以使用EIRP_Cap和频谱扫描信息。工作信道的数目根据系统配置而变化。即，可以提供至少一个工作信道。

在选择工作信道之后，在步骤409，BS向DB服务器报告工作信道。然而，可以根据系统运营商的意图省略步骤409。

在步骤411，BS通过工作信道执行通信。即，BS根据帧结构通过工作信道发送AT的接入所需的前同步码和控制信息，并确定是否存在请求接入BS的AT。

在步骤413，BS确定AT的接入请求的发生。即，BS根据预设过程确定是否存在请求接入BS的AT。在步骤413，关于AT的信息是EIRP计算所需的并且与接入请求一起接收。

发生AT的接入请求后，在步骤415，BS向DB服务器发送包括计算AT的EIRP所需的信息的DEV_REG消息。DEV_REG消息包括关于AT的标识信息。标识信息可以是MAC地址、标识符和关于AT的地理位置信息中的一个。

在发送DEV_REG消息之后，在步骤417，BS确定是否接收到AT的EIRP_Cap。即，BS确定是否从DB服务器接收到包括关于AT的标识信息的EIRP_Cap，即关于每个信道的最大允许的EIRP的信息。

如果接收到AT的EIRP_Cap，则在步骤419，BS确定AT是否可以通过工作信道发送信号。即，当根据新的EIRP_Cap确定发送功率满足工作信道的最大允许的EIRP时，BS确定AT是否可以执行通信。例如，如果确定满足最大允许的EIRP的发送功率小于最小的调制和编码方案(MCS)级别所需的发送功率，则BS确定不可以执行通信。

如果AT可以通过工作信道发送信号，则在步骤421，BS向AT发送AT的EIRP_Cap。换句话说，BS向AT发送在步骤417接收的AT的EIRP_Cap。此后，该过程返回到步骤411。

否则，如果AT不可以通过工作信道发送信号，则在步骤423，BS确定是否可以改变工作信道。即，BS确定可以被用作除了当前工作信道之外的另一个工作信道的备用信道的存在。在可用的备用信道当中，BS确定AT可以通过其发送信号的信道的存在。

如果可以改变工作信道，则在步骤425，BS将工作信道改变为AT可以通过其发送信号的信道。此后，该过程返回到步骤411。

否则，如果不可以改变工作信道，则在步骤427，BS拒绝AT的接入。此后，该过程返回到步骤411。

如果在步骤413未发生AT的接入请求，则在步骤429，BS确定是否接收到关于AT的更新的信息。即，BS确定是否从当前执行通信的AT接收到与EIRP计算有关的更新的信息。

如果接收到与EIRP计算有关的更新的信息，则在步骤431，BS向DB服务器发送包括计算AT的EIRP所需的更新的信息的DEV_UPD消息。DEV_UPD消息包括关于AT的标识信息。标识信息可以是MAC地址、标识符和关于AT的地理位置信息中的一个。

在发送DEV_UPD消息之后，在步骤433，BS确定是否接收到AT的新的EIRP_Cap。即，BS确定是否从DB服务器接收到包括AT标识信息的新的EIRP_Cap，即关于每个信道的最大允许的EIRP的信息。

如果接收到AT的新的EIRP_Cap，则在步骤435，BS确定AT是否可以通过工作信道发送信号。即，当根据新的EIRP_Cap确定发送功率满足工作信道的最大允许的EIRP时，BS确定AT是否可以执行通信。例如，如果确定满足最大允许的EIRP的发送功率小于最小的MCS级别所需的发送功率，则BS确定不可以执行通信。

如果AT可以通过工作信道发送信号，则在步骤437，BS向AT发送AT的新的EIRP_Cap。换句话说，BS向AT发送在步骤433接收的AT的新的EIRP_Cap。此后，该过程返回到步骤411。

否则，如果AT不可以通过工作信道发送信号，则在步骤439，BS确定是否可以改变工作信道。即，BS确定可以被用作除了当前工作信道之外的另一个工作信道的备用信道的存在。在可用的备用信道当中，BS确定AT可以通过其发送信号的信道的存在。

如果可以改变工作信道，则在步骤441，BS将工作信道改变为AT可以通过其发送信号的信道。此后，该过程返回到步骤411。

否则，如果不可以改变工作信道，则在步骤443，BS拒绝AT的接入。此后，该过程返回到步骤411。

如果在步骤429中没有接收到更新的信息，则在步骤445，BS确定AT的接入释放或连接丢失的发生。接入释放意味着AT的关机。连接丢失意味着进入长时间不执行通信的模式。

如果发生AT的接入释放或连接丢失，则在步骤447，BS向DB服务器发送包括关于AT的信息的DEV_DEREG消息。DEV_DEREG消息包括关于AT的标识信息。标识信息可以是MAC地址、标识符和关于AT的地理位置信息中的一个。

否则，如果未发生AT的接入释放或连接丢失，则在步骤449，BS确定是否接收到用于AT的更新的EIRP_Cap。即，BS根据DB服务器的频谱状态的变化来确定是否接收到用于AT的重新计算的EIRP_Cap。

如果接收到用于AT的更新的EIRP_Cap，则在步骤451，BS确定AT是否可以通过工作信道发送信号。即，当根据新的EIRP_Cap确定发送功率满足工作信道的最大允许的EIRP时，BS确定AT是否可以执行通信。例如，如果确定满足最大允许的EIRP的发送功率小于最小的MCS级别所需的发送功率，则BS确定不可以执行通信。

如果AT可以通过工作信道发送信号，则在步骤453，BS向AT发送用于AT的更新的EIRP_Cap。换句话说，BS向AT发送在步骤449接收的用于AT的更新EIRP_Cap。此后，该过程返回到步骤411。

否则，如果AT不可以通过工作信道发送信号，则在步骤455，BS确定是否可以改变工作信道。即，BS确定可以被用作除了当前工作信道之外的另一个工作信道的备用信道的存在。在可用的备用信道当中，BS确定AT可以通过其发送信号的信道的存在。

如果可以改变工作信道，则在步骤457，BS将工作信道改变为AT可以通过其发送信号的信道。此后，该过程返回到步骤411。

否则，如果不可以改变工作信道，则在步骤459，BS拒绝AT的接入。此后，该过程返回到步骤411。

如果在步骤449中没有接收到用于AT的更新的EIRP_Cap，则在步骤461，BS确定是否接收到用于BS的更新的EIRP_Cap。即，BS根据DB服务器的频谱状态的变化来确定是否接收到用于BS的重新计算的EIRP_Cap。如果没有接收到用于BS的更新的EIRP_Cap，则该过程返回到步骤411。

如果接收到用于BS的更新的EIRP_Cap，则在步骤463，BS确定该BS是否可以通过当前工作信道发送信号。如果BS可以通过当前工作信道发送信号，则该过程进行到步骤411。

否则，如果BS不可以通过工作信道发送信号，则在步骤465，BS确定是否可以改变工作信道。即，BS确定可以被用作除了当前工作信道之外的另一个工作信道的备用信道的存在。在可用的备用信道当中，BS确定BS可以通过其发送信号的信道的存在。

如果可以改变工作信道，则在步骤467，BS将工作信道改变为AT可以通过其发送信号的信道。此后，该过程返回到步骤411。

否则，如果不可以改变工作信道，则在步骤469，BS终止通信。即，BS识别出不存在可以被用作工作信道的备用信道，因而识别出不可以在不与被许可系统干扰的情况下执行通信，然后终止通信。

图8是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中操作AT的过程的流程图。

参考图8，AT在步骤501通过执行扫描来搜索服务BS。即，在多个信道当中，AT扫描用于接收从BS发送的信号的信道。然后，AT选择具有最大接收的信号强度的信道的BS作为服务BS。AT可以使用BS的前同步码信号。

在确定服务BS之后，在步骤503，AT请求接入选择的服务BS，并发送EIRP计算所需的信息。

在步骤505，AT确定服务BS是否在有限的时间内准许了接入请求，并且确定是否接收到EIRP_Cap。即，AT确定是否准许接入并且是否接收到关于每个信道的最大允许的EIRP的信息。如果该接入被拒绝，则该过程返回到步骤501。

否则，如果该接入被准许并且接收到EIRP_Cap，则在步骤507，AT根据接收的EIRP_Cap在控制功率下执行通信。即，AT通过控制发送功率不超过服务BS的工作信道的最大允许的EIRP来执行通信。

在步骤509，AT确定与EIRP计算有关的信息是否改变。即，AT根据AT的状态的变化来确定EIRP计算所需的信息是否改变。

如果EIRP计算所需的信息改变，则在步骤511，AT向服务BS发送改变的信息。

否则，如果EIRP计算所需的信息没有改变，则在步骤513，AT确定是否接收到新的EIRP_Cap。在步骤513，新的EIRP_Cap是根据AT的状态的变化重新计算的EIRP_Cap、或根据DB服务器的频谱状态的变化重新计算的EIRP_Cap。如果没有接收到新的EIRP_Cap，则该过程返回到步骤509。

如果接收到EIRP_Cap，则在步骤515，AT根据新的EIRP_Cap确定是否可以执行通信。即，当根据新的EIRP_Cap确定发送功率满足工作信道的最大允许的EIRP时，AT确定与服务BS的通信是否是可能的。换句话说，当根据新的EIRP_Cap控制发送功率时，AT确定是否满足工作信道的最小通信质量。例如，当确定发送功率满足最大允许的EIRP时，AT确定是否满足所需的误差率。如果通信是可能的，则该过程返回到步骤507。

否则，如果通信不可能，则在步骤517，AT终止发送操作。即，AT终止上行流通信并且仅执行下行流通信。

在终止发送操作之后，在步骤519，AT确定是否在有限时间内接收到新的EIRP_Cap。即，AT确定是否接收到根据DB服务器的频谱状态的变化重新计算的新的EIRP_Cap。如果在有限时间内接收到EIRP_Cap，则该过程返回到步骤515，并且AT确定通信是否是可能的。

否则，如果在有限时间内没有接收到EIRP_Cap，则在步骤521，AT释放与服务BS的接入。然后，返回到步骤501，AT搜索新的服务BS。

图9是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的DB服务器的结构的框图。

参考图9，DB服务器包括BS通信器602、协议处理器604、频谱信息管理器606、列表管理器608、EIRP计算器610和控制器612。

BS通信器602提供用于执行与BS的通信的接口。即，BS通信器602根据DB服务器与BS之间协商一致的通信方法来执行用于执行信息比特流与发送/接收信号之间的转换的功能。如果在DB服务器与BS之间执行无线通信，则BS通信器602包括天线。

协议处理器604根据DB服务器与BS之间使用的协议来产生和分析消息。例如，协议处理器604分析从BS接收到的DEV消息。DEV消息是用于报告基于CR的设备的激活/解除激活或信息改变的消息。DEV消息包括关于意欲接收EIRP信息的设备的标识信息，并且还可以包括操作频谱范围信息和天线相关信息中的至少一个。在示范性实施方式中，标识信息的格式可以变化。例如，标识信息可以是MAC地址、具有协商一致的格式的标识符和关于设备的地理位置信息。DEV消息可以具有如上表3所示的格式。协议处理器604分析要被发送到基于CR的BS的包括EIRP信息的EIRP_Cap消息。EIRP_Cap消息对应于一个设备，并且包括设备标识信息和关于每个信道的最大允许的EIRP的信息。例如，如上表2所示配置EIRP_Cap消息。

频谱信息管理器606存储关于被许可系统的频带调度信息，并将该频带调度信息提供给控制器612。即，频谱信息管理器606管理指示被许可系统何时以及在哪一个频带使用信道的信息。此外，频谱信息管理器606存储关于被许可系统的地理位置信息。

列表管理器608管理基于CR的BS和AT的列表。列表管理器608根据从基于CR的BS接收到的DEV_REG消息将设备额外地登记到该列表，根据DEV_UPD消息更新关于登记到该列表的设备的信息，并根据DEV_DEREG消息删除登记到该列表的设备。该列表包括设备标识信息和计算设备的EIRP所需的信息。

EIRP计算器610计算基于CR的设备的每个信道的最大允许的EIRP。换句话说，EIRP计算器610使用设备的地理位置和天线相关信息，因而计算每个空闲信道的最大允许的EIRP以避免与被许可系统干扰。在这种情况下，EIRP计算器610管理地理位置并发送关于当前工作的基于CR的设备的功率信息，并通过考虑由多个设备所引起的干扰的总和来计算最大允许的EIRP。

控制器612控制DB服务器的总体操作。即，控制器612提供不同的功能块的操作所需的信息，并控制不同的功能块的操作。例如，控制器612向EIRP计算器610提供关于需要EIRP信息的设备的地理位置信息、关于被许可系统的地理位置信息以及关于被许可系统的调度信息。控制器612向协议处理器604提供由EIRP计算器610计算的每个信道的最大允许的EIRP。

在这种情况下，当以下事件发生时，控制器612指示EIRP计算器610计算EIRP。如果接收到DEV_REG消息，则控制器612向EIRP计算器610和列表管理器608提供计算设备的EIRP所需的并包括在DEV_REG消息中的信息。从而，EIRP计算器610计算设备的每个信道的最大允许的EIRP，并且列表管理器608将关于设备的信息额外登记到该列表。如果接收到DEV_UPD消息，则控制器612向EIRP计算器610和列表管理器608提供计算设备的EIRP所需的并包括在DEV_UPD消息中的信息。从而，EIRP计算器610重新计算设备的每个信道的最大允许的EIRP，并且列表管理器608将关于设备的信息更新到该列表。如果被许可系统的频谱状态改变，则控制器612向EIRP计算器610提供存储在列表管理器608中的关于设备的信息。从而，EIRP计算器610重新计算设备的每个信道的最大允许的EIRP。

如上所述，当计算或重新计算每个信道的最大允许的EIRP时，控制器612向协议处理器604提供计算或重新计算的EIRP信息。从而，协议处理器604产生包括提供的EIRP信息的EIRP_Cap消息，并且BS通信器602将EIRP_Cap消息发送到BS。然而，当根据DEV_UPD消息重新计算EIRP信息时，控制器612将重新计算的EIRP信息与先前发送的EIRP信息进行比较。如果两条EIRP信息相同，则控制器612确定不执行发送。此外，如果接收到DEV_DEREG消息，则控制器612向列表管理器608提供包括在DEV_DEREG消息中的设备标识信息并且从该列表中删除该设备信息。

图10是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的BS的结构的框图。

参考图10，BS包括DB通信器702、DB协议处理器704、频谱传感器706、工作信道管理器708、消息处理器710、数据缓冲器712、无线通信器714、和控制器716。

BS通信器702提供用于执行与DB服务器的通信的接口。即，DB通信器702根据DB服务器与BS之间协商一致的通信方法来执行用于执行信息比特流与物理信号之间的转换的功能。如果在DB服务器与BS之间执行无线通信，则DB通信器702包括天线。

DB协议处理器704根据DB服务器与BS之间使用的协议来产生和分析消息。例如，DB协议处理器704产生用于向DB服务器报告小区中的设备的激活/解除激活或信息变化的DEV消息。DEV消息包括关于意欲接收EIRP信息的设备的标识信息，并且还可以包括操作频谱范围信息和天线相关信息中的至少一个。在示范性实施方式中，标识信息的格式可以变化。例如，标识信息可以是MAC地址、具有协商一致的格式的标识符和关于设备的地理位置信息。DEV消息可以具有如上表3所示的格式。DB协议处理器704分析从DB服务器接收到的包括EIRP信息的EIRP_Cap消息。EIRP_Cap消息包括设备标识信息和关于每个信道的最大允许的EIRP的信息。例如，如上表2所示配置EIRP_Cap消息。

频谱传感器706确定在所有可接入的频带中是否检测到被许可系统的信号。此外，频谱传感器706向工作信道管理器708报告检测结果。工作信道管理器708存储从频谱传感器706提供的检测结果和从DB服务器提供的EIRP信息，并通过使用存储的信息选择工作信道。

消息处理器710产生并分析与小区中的AT交换的控制消息。例如，消息处理器710产生并分析用于AT的初始接入过程互相协商一致的消息，并产生用于向AT报告资源分配信息的MAP消息。此外，消息处理器710产生用于将关于每个信道的最大允许的EIRP的信息递送到AT的消息。

数据缓冲器712在控制器716的控制下存储与AT交换的数据并输出存储的数据。无线通信器714提供用于执行与AT的通信的接口。例如，无线通信器714编码并调制发送比特流并将发送比特流转换成复(complex)码元。此外，无线通信器714将复码元映射到副载波，通过执行逆快速傅里叶变换(IFFT)操作将映射的复码元转换为时域信号，并通过插入循环前缀(CP)来配置基带OFDM码元。此后，无线通信器714将基带OFDM码元转换为工作信道的射频(RF)信号，并通过天线发送RF信号。

控制器716控制BS的总体操作。即，控制器716提供不同的功能块的操作所需的信息，并控制不同的功能块的操作。例如，控制器716控制无线通信器714产生与工作信道频带对应的RF信号以与小区中的AT通信。此外，控制器716通过使用每个信道的最大允许的EIRP来确定工作信道的发送功率。即，控制器716确定发送功率不超过工作信道的最大允许的EIRP。

更具体地，控制器716控制用于向DB服务器提供列表管理信息和EIRP计算信息的功能。在BS的初始化中，控制器716向DB协议处理器704提供计算BS的EIRP所需的信息。此外，当应AT的接入请求接收到计算AT的EIRP所需的信息时，控制器716向DB协议处理器704提供计算AT的EIRP所需的信息。因此，DB协议处理器704产生包括关于BS或AT的信息的DEV_REG消息，并且DB通信器702向DB服务器发送DEV_REG消息。从AT接收到与EIRP计算有关的更新的信息后，控制器716向DB协议处理器704提供与EIRP计算有关的更新的信息。从而，DB协议处理器704产生包括关于AT的更新的信息的DEV_UPD消息，并且DB通信器702向DB服务器发送DEV_UPD消息。此外，当AT的接入被释放时或当通信终止时，控制器716向DB协议处理器704报告AT的接入释放或连接丢失。因此，DB协议处理器704产生包括关于AT的标识信息的DEV_DEREG消息，并且DB通信器702向DB服务器发送DEV_DEREG消息。

从DB服务器接收到关于AT的EIRP信息后，控制器716控制用于向AT发送EIRP信息的功能。然而，在发送关于AT的EIRP信息之前，控制器716通过使用接收的关于AT的EIRP信息来确定AT是否可以通过当前工作信道发送信号。即，当根据新的EIRP_Cap确定发送功率满足工作信道的最大允许的EIRP时，控制器716确定AT是否可以执行通信。例如，如果确定满足最大允许的EIRP的发送功率小于最小的MCS级别所需的发送功率，则控制器716确定不可以执行通信。

如果AT可以通过当前工作信道发送信号，则在控制器716的控制下将关于AT的EIRP信息发送到AT。另一方面，如果AT不可以通过当前工作信道发送信号，则控制器716确定是否可以改变工作信道以使得AT可以发送信号。即，控制器716控制工作信道管理器708以确定可以被用作除了当前工作信道之外的另一个工作信道的备用信道的存在，并且确定可用的备用信道当中AT可以通过其发送信号的信道的存在。如果确定结果显示可以改变工作信道，则控制器716改变工作信道。如果不可以改变工作信道，则控制器716拒绝或释放AT的接入。即，如果通过AT的接入请求根据DEV_REG消息提供EIRP信息，则确定AT的接入被拒绝。如果根据频谱状态的变化或根据取决于关于AT的信息的变化的DEV_UPD消息提供EIRP信息，则确定AT的接入被释放。

接收到关于BS的EIRP信息后，控制器716确定BS是否可以通过当前工作信道发送信号。如果BS可以通过当前工作信道发送信号，则控制器716根据接收的EIRP信息执行通信。另一方面，如果BS不可以通过当前工作信道发送信号，则控制器716确定是否可以改变工作信道以使得BS可以发送信号。即，控制器716控制工作信道管理器708确定可以被用作除了当前工作信道之外的另一个工作信道的备用信道的存在，并且确定可用的备用信道当中BS可以通过其发送信号的信道的存在。如果确定结果显示可以改变工作信道，则控制器716改变工作信道。如果不可以改变工作信道，则控制器716确定终止通信。

图11是示出根据本发明的示范性实施例的基于CR的无线通信系统中的AT的结构的框图。

参考图11，AT包括频谱传感器802、无线通信器804、消息处理器806、数据缓冲器808、信息变化监视器810和控制器812。

频谱传感器802确定在所有可接入的频带中是否检测到被许可系统的信号。此外，频谱传感器802向控制器812报告检测结果。

无线通信器804提供用于执行与AT的通信的接口。例如，无线通信器804编码并调制发送比特流并将发送比特流转换成复码元。此外，无线通信器804将复码元映射到副载波，通过执行IFFT操作将映射的复码元转换为时域信号，、然后通过插入CP来配置基带OFDM码元。此后，无线通信器804将基带OFDM码元转换为工作信道的RF信号，并通过天线发送RF信号。在这种情况下，无线通信器804控制发送功率不超过最大允许的EIRP。

消息处理器806产生并分析与BS交换的控制消息。例如，消息处理器806产生并分析用于AT的初始接入过程而互相协商一致的消息，并分析包括资源分配信息的MAP消息。更具体地，应初始接入请求，消息处理器806产生包括与EIRP计算有关的信息的消息。此外，消息处理器806分析包括关于每个信道的最大允许的EIRP的信息并从BS接收到的消息。数据缓冲器808在控制器812的控制下临时存储与BS交换的数据并输出存储的数据。

信息变化监视器810监视计算AT的EIRP所需的信息是否改变。即，与EIRP计算有关的信息用于监视天线的物理变化，即，天线高度的变化、天线方向性、天线的替换、BS的位置变化等等。如果计算AT的EIRP所需的信息变化，则信息变化监视器810向控制器812提供变化的信息。

控制器812控制BS的总体操作。即，控制器812提供不同的功能块的操作所需的信息，并控制不同的功能块的操作。例如，控制器812控制无线通信器804将基带信号上变频成与工作信道频带对应的RF信号以执行与BS的通信。此外，控制器812通过使用关于每个信道的最大允许的EIRP来确定工作信道中的发送功率。即，控制器812通过使用每个信道的最大允许的EIRP来确定工作信道的发送功率。

当信息变化监视器810识别出计算AT的EIRP所需的信息的变化时，控制器812向消息处理器806提供与EIRP计算有关的变化的信息。从而，消息处理器806产生用于向BS报告与EIRP计算有关的变化的信息的消息，并且无线通信器804发送该消息。此后，接收到新的EIRP信息后，控制器812根据新的EIRP确定通信的可能性。即，当根据新的EIRP_Cap控制发送功率时，控制器812确定是否满足工作信道的最小通信质量。如果确定结果表明通信是不可能的，即如果未满足最小的通信质量，则控制器812终止上行流通信。如果在有限时间内没有接收到新的EIRP信息或工作信道变化报告，则控制器812释放与BS的接入，并尝试接入另一个BS。否则，如果在有限时间内接收到新的EIRP信息或工作信道变化报告，则控制器812重新确定通信的可能性。

在如上参考图1到图11所述的示范性实施例中，DB服务器计算并提供每个信道的最大允许的EIRP，并且基于CR的BS和AT根据该EIRP控制发送功率。这里，作为示范的目的，DB服务器提供每个信道的最大允许的EIRP。因此，在示范性实施方式中，DB服务器计算并提供用于确定发送器功率的其他类型的信息。例如，DB服务器直接计算并提供设备的每个信道允许的发送功率。如果DB服务器提供发送功率信息，类似于提供EIRP信息，则发送功率信息的格式可以变化。例如，发送功率信息可以具有每个信道允许的最大发送功率的模拟值、指示每个信道中的操作可用性的二进制值、以及指示每个信道中的操作可用性和特定的发送功率值的枚举值当中的至少一种格式。

根据本发明的示范性实施例，在基于CR的无线通信系统中，可以通过使用包括关于被许可系统的频带调度信息的DB来正确地确定信道是否由被许可系统使用。更具体地，存储在DB中的信道状态信息根据被许可系统的状态频谱的变化自动报告信道状态。因而，基于CR的无线通信系统可以准确地识别信道状态的变化。

虽然已经参考其某些示范性实施例展示和描述了本发明，然而本领域技术人员应当理解，可以对本发明做出形式和细节上的各种修改而不脱离由所附权利要求书及其等价物限定的本发明的精神和范围。