用于在管理射频频谱中的共存的网络控制器之间转移责任的方法、装置和计算机程序产品

摘要

公开了用于管理RF频谱中的次级用户的共存的方法、装置和计算机程序产品实施例。示例实施例包括：由装置基于一个或多个用于进行选择的标准，选择把为服务网络控制器所服务的无线网络进行资源分配的责任从服务网络控制器转移到的候选网络控制器，所述一个或多个用于进行选择的标准包括候选网络控制器所服务的一个或多个无线网络的特性；基于一个或多个用于进行选择的标准，由所述装置向所选择的候选网络控制器传输请求以便转移为无线网络进行资源分配的责任；以及如果所选择的候选网络控制器指示其将承担责任，则由所述装置使服务网络控制器放弃为无线网络进行资源分配的责任。

说明书

技术领域

本发明的领域涉及高效无线电频谱使用，并且更特别地涉及管理RF 频谱中的次级用户的共存。

背景技术

在大多数国家中，政府通过将特定频带分配给特定类型的用途(诸如 将授权频带分配给商业电台和电视广播，蜂窝电话，诸如CDMA2000、 WCDMA、HSPA、LTE和IMT的移动网络，海上无线电，警察、消防和 公共安全无线电，GPS，射电天文学，用于卫星通信的地球站，以及许多 其他用途)来管制电磁频谱的射频频带的使用。政府还将未授权频带分配 给例如用于农村地区的无线地域网(WRAN)宽带接入，以及无线局域网 (WLAN)和无线个域网(WPAN)，诸如工业、科学和医疗(ISM)频 带。

在美国，联邦通信委员会(FCC)管制无线电频谱的使用，包括电台 和电视广播。根据频带规划来分配频率，在所述频带规划中，防护频带被 指派在所分配的无线电频带之间以避免相邻信号之间的干扰。频谱中还存 在未指派的频带，其或者从未被使用过、或者由于技术的变化而已变为空 闲。未指派或未使用的频率还出现在本地的频带内，而在其他地点以另外 的方式被分配。未指派频带和防护频带被称为空白频段(white space)。

TV空白频段可被广义地定义为未被授权服务使用的广播电视频谱。 存在至少两种类型的TV空白频段：[1]专用TV空白频段是频谱的一部分， FCC已经将这一部分频谱从先前的模拟广播用途重新分配给未授权用途， 以及[2]地理区域中本地未被授权TV广播台使用的频谱。

[1]专用TV空白频段：在美国，FCC已经将大约400MHz的空白频段 专用于未授权用途，其在模拟TV广播到数字TV广播的联邦政府强制转 换之后变为未使用。然而，FCC已经禁止空白频段的未授权用途干扰现有 的授权使用，包括数字TV台、低功率TV台、有线TV头端以及其中使 用低功率无线麦克风的地点。针对由于模拟TV的终止所留下的空白频段 的未授权用途，已经提出了各种建议，例如农村宽带部署、辅助公共安全 通信、教育和企业视频会议、个人消费应用、网状网络、安全应用、市政 宽带接入、增强型本地覆盖和通信、固定回程(fixed backhaul)以及用于 智能电网抄表的传感器聚合。

[2]本地未被授权TV广播台使用的频谱：FCC已经采用规则以允许未 授权无线电发射机在广播电视频谱未被授权广播台使用的位置处在该频谱 中操作。FCC提出两种机制，以使未授权发射机能够发现可用的信道：基 于地理位置和数据库的方法，以及频谱感测。未授权发射机需要使用所述 机制中的一种。FCC提出使用地理位置以便建立未授权发射机的位置、并 通过按照授权广播台的地理覆盖区域组织起来的授权广播台建立TV频带 使用的数据库，以使未授权发射机能够知道哪里的本地TV频带空白频段 是可用的。FCC提出在未授权发射机中使用频谱传感器以在本地TV频带 中检测现任的主要TV广播台的信号的存在，以使未授权发射机能够立即 放弃使用该频带。这样的本地TV频带中的主要用户是被许可在该频带中 操作的现任TV广播台，但是在不存在运作着的被许可的现任TV广播台 的那些地理区域中，其他未授权次级用户可利用该频带。在TV频带中可 能还存在着次级用户应当避免的其他现任用户，诸如节目制作和特殊事件 (PMSE)系统。

除了美国之外，其他国家也正在考虑启用TV频带空白频段中的未授 权次级操作。在不同的国家中要求可能略有不同，例如，在美国，基于设 备类型定义用于未授权设备的最大传输功率，而在欧洲，已经考虑了位置 特定的最大传输功率。在那种情况下，用于未授权设备的最大允许传输功 率将取决于设备地理位置，即与主要用户的距离。诸如发射掩蔽/ACLR(相 邻频道泄露比)的设备特性可以影响最大允许传输功率。

其他RF频谱空白频段可被定义为在某些地理区域中本地未被使用的 RF频谱，诸如在远离海洋的内陆区域中对来自海上无线电的频率进行分 配。这样的海上无线电频带中的主要用户是被许可在该频带中操作的海上 无线电设备，但是在不存在运作着的被许可的海上无线电设备的那些地理 区域中，其他未授权次级用户可利用该频带。类似地，本地未被使用的频 谱空白频段可存在于某些地理位置中，诸如在远离地球站的区域中对用于 这样的地球站向通信卫星传输的2.025GHz到2.110GHz的频率进行分配。 这样的卫星地球站无线电频带中的主要用户是被许可在该频带中操作的卫 星地球站，但是在不存在运作着的卫星地球站的那些地理区域中，其他未 授权次级用户可利用该频带。此外，除了未授权方案以外的其他频谱次级 使用方案可能会存在，诸如授权、管制者定义的策略、认知原则、或授权 的共享接入。

发明内容

公开了用于管理RF频谱中的次级用户的共存的方法、装置和计算机 程序产品实施例。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

由装置基于一个或多个用于进行选择的标准，选择把为服务网络控制 器所服务的无线网络进行资源分配的责任从服务网络控制器转移到的候选 网络控制器，所述一个或多个用于进行选择的标准包括候选网络控制器所 服务的一个或多个无线网络的特性；

基于一个或多个用于进行选择的标准，由所述装置向所选择的候选网 络控制器传输请求以便转移为所述无线网络进行资源分配的责任；以及

如果所选择的候选网络控制器指示其将承担责任，则由所述装置使服 务网络控制器放弃为所述无线网络进行资源分配的责任。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：服务可干扰所述无线 网络或被所述无线网络干扰的无线网络的共存组中最高数量的无线网络的 候选网络控制器。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：服务合并的共存组和 扩展共存组中的最高数量的无线网络的候选网络控制器，其中共存组由可 干扰所述无线网络或被所述无线网络干扰的无线网络组成，以及其中扩展 共存组由可干扰共存组中的无线网络或被共存组中的无线网络干扰的无线 网络组成。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：服务可干扰所述无线 网络或被所述无线网络干扰的无线网络的共存组中的至少一个无线网络的 候选网络控制器。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：服务共存组和扩展共 存组中的至少一个中的最高数量的无线网络的候选网络控制器，其中共存 组由可干扰所述无线网络或被所述无线网络干扰的无线网络组成，其中扩 展共存组由可干扰共存组中的无线网络或被共存组中的无线网络干扰的无 线网络组成，以及其中共存组和扩展共存组中的所述至少一个中的由候选 网络控制器服务的无线网络使用与所述无线网络相似的无线电接入技术进 行操作。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：与服务网络控制器具 有业务关系的候选网络控制器。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：服务网络控制器不具 有用于服务附加无线网络的充足资源。

本发明的示例实施例包括一种方法，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：使用与服务网络控制 器所使用的算法相同的共存决策算法的候选网络控制器。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

至少一个处理器；

包括计算机程序代码的至少一个存储器；

至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与至少一个处理器一起使 所述装置至少：

基于一个或多个用于进行选择的标准，选择把为服务网络控制器所服 务的无线网络进行资源分配的责任从服务网络控制器转移到的候选网络控 制器，所述一个或多个用于进行选择的标准包括候选网络控制器所服务的 一个或多个无线网络的特性；

基于所述一个或多个用于进行选择的标准，向所选择的候选网络控制 器传输请求以便转移为所述无线网络进行资源分配的责任；以及

如果所选择的候选网络控制器指示其将承担责任，则使服务网络控制 器放弃为所述无线网络进行资源分配的责任。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中所述装置是服务网络控制器。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中所述装置是共存发现和信息服务器。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中所述装置是所述无线网络的控制节点。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：服务可干扰所述无线 网络或被所述无线网络干扰的无线网络的共存组中最高数量的无线网络的 候选网络控制器。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：服务合并的共存组和 扩展共存组中的最高数量的无线网络的候选网络控制器，其中共存组由可 干扰所述无线网络或被所述无线网络干扰的无线网络组成，以及其中扩展 共存组由可干扰共存组中的无线网络或被共存组中的无线网络干扰的无线 网络组成。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：服务可干扰所述无线 网络或被所述无线网络干扰的无线网络的共存组中的至少一个无线网络的 候选网络控制器。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：服务共存组和扩展共 存组中的至少一个中的最高数量的无线网络的候选网络控制器，其中共存 组由可干扰所述无线网络或被所述无线网络干扰的无线网络组成，其中扩 展共存组由可干扰共存组中的无线网络或被共存组中的无线网络干扰的无 线网络组成，以及其中共存组和扩展共存组中的所述至少一个中的由候选 网络控制器服务的无线网络使用与所述无线网络相似的无线电接入技术进 行操作。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：与所述装置具有业务 关系的候选网络控制器。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：服务网络控制器不具 有用于服务附加无线网络的充足资源。

本发明的示例实施例包括一种装置，其包括：

其中所述一个或多个用于进行选择的标准包括：使用与服务网络控制 器所使用的算法相同的共存决策算法的候选网络控制器。

本发明的示例实施例包括一种包括记录在计算机可读非暂时性存储介 质上的计算机可执行程序代码的计算机程序产品，所述计算机可执行程序 代码包括：

用于由装置基于一个或多个用于进行选择的标准，选择把为服务网络 控制器所服务的无线网络进行资源分配的责任从服务网络控制器转移到的 候选网络控制器的代码，所述一个或多个用于进行选择的标准包括候选网 络控制器所服务的一个或多个无线网络的特性；

用于基于所述一个或多个用于进行选择的标准，由所述装置向所选择 的候选网络控制器传输请求以便转移为所述无线网络进行资源分配的责任 的代码；以及

用于在所选择的候选网络控制器指示其将承担责任的情况下，由所述 装置使服务网络控制器放弃为所述无线网络进行资源分配的责任的代码。

本发明的示例实施例管理RF频谱中的次级用户的共存。

附图说明

图1A是根据本发明的示例实施例的系统架构图，其示出三个网络控 制器或共存管理器CM_A、CM_B和CM_C，它们各自为相应的无线网络 或空白频段对象(WSO)A1、B1和C1/C2管理空白频段频谱的资源分配， 其中A1、B1和C1/C2是相互的邻居。服务网络控制器CM_A需要为其所 服务的转移无线网络A1转移资源分配的责任。根据本发明的示例实施例， 服务网络控制器CM_A基于一个或多个用于进行选择的标准(在本发明的 示例实施例中，包括候选网络控制器CM_C所服务的一个或多个无线网络 C1和C2的特性)，选择把为转移无线网络A1进行资源分配的责任转移 到的候选网络控制器CM_C。

图1B是根据本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出图1A中的 服务相应无线网络A1和C1/C2的两个网络控制器CM_A和CM_C，其中 在本发明的示例实施例中，A1和C1/C2是相互的邻居。

图1C是根据本发明的示例实施例的示例网络图，其示出无线网络B1、 C1和C2的共存组A的简化图示，其中无线网络B1、C1和C2是无线网 络A1的邻居，其中在本发明的示例实施例中，三个网络控制器CM_A、 CM_B和CM_C各自为相应的一个或多个无线网络A1、B1和C1/C2管理 空白频段频谱的资源分配。

图1D是根据本发明的示例实施例的示例网络图，其示出无线网络D1 和E1的扩展共存组A’的简化图示，其中无线网络D1和E1是无线网络 A1的邻居B1和C1的邻居，其中在本发明的示例实施例中，三个网络控 制器CM_A、CM_B和CM_C各自为相应的一个或多个无线网络A1、B1 和C1/C2管理空白频段频谱的资源分配，并且两个网络控制器CM_D和 CM_E各自为相应的一个或多个无线网络D1和E1管理空白频段频谱的资 源分配。

图1E是根据本发明的示例实施例的示例网络图，其示出在本发明的 示例实施例中，服务网络控制器CM_A将第一请求发送给第一候选网络控 制器CM_B并接收到否定答复，该图示出服务网络控制器CM_A将第二 请求发送给第二候选网络控制器CM_C并接收到肯定答复，该图示出第二 候选网络控制器CM_C然后将描述新配置的指示发送给共存发现和信息 服务器(CDIS)。

图1F是根据本发明的示例实施例的示例网络图，其示出在本发明的 示例实施例中，服务网络控制器CM_A将请求发送给共存发现和信息服务 器(CDIS)，该图示出CDIS将请求发送给第一候选网络控制器CM_B 并接收到否定答复，该图示出CDIS将第二请求发送给第二候选网络控制 器CM_C并接收到肯定答复，该图示出CDIS然后将识别所选择的候选网 络控制器CM_C的确认消息发送给服务网络控制器CM_A。

图2A是根据图1A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，网络控制器或共存管理器CM_A访问图1A中的 共存发现和信息服务器(CDIS)，以获得潜在的邻居网络的地址，并接收 邻居共存管理器CM_B和CM_C的地址，作为用于作出关于选择候选共 存管理器(以转移为共存管理器CM_A所服务的转移无线网络A1进行资 源分配的责任)的决定的依据。

图2B是根据图2A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，网络控制器或共存管理器CM_A基于一个或多个 用于进行选择的标准向所选择的候选网络控制器CM_C传输请求，以转移 为该转移无线网络A1进行资源分配的责任。

图2C是根据图2A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，网络控制器或共存管理器CM_A从所选择的候选 网络控制器CM_C接收对转移为转移无线网络A1进行资源分配的责任的 接受，并然后放弃该责任。

图3A是根据图1A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，网络控制器或共存管理器CM_A访问图1A中的 共存发现和信息服务器(CDIS)，以获得潜在的邻居网络的地址，并接收 邻居共存管理器CM_B和CM_C的地址，并然后从邻居共存管理器CM_B 和CM_C请求在转移无线网络A1的共存组中的无线网络B1、C1和C2 的邻居的扩展共存组中的无线网络D1和E1的身份，作为用于作出关于选 择候选共存管理器(以转移为共存管理器CM_A所服务的转移无线网络 A1进行资源分配的责任)的决定的依据。

图3B是根据图3A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，网络控制器或共存管理器CM_A基于用于进行选 择的标准来选择服务共存组“A”和扩展共存组“A’”中最高数量的无线 网络的候选网络控制器CM_C，并向所选择的候选网络控制器CM_C传输 请求，以转移为该转移无线网络A1进行资源分配的责任。

图3C是根据图3A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，网络控制器或共存管理器CM_A从所选择的候选 网络控制器CM_C接收对转移为转移无线网络A1进行资源分配的责任的 接受，并然后放弃该责任。

图4A是根据图1A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，共存发现和信息服务器(CDIS)从网络控制器或 共存管理器CM_A接收请求以选择候选共存管理器来转移为共存管理器 CM_A所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任。

图4B是根据图4A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，共存发现和信息服务器(CDIS)基于一个或多个 用于进行选择的标准来向所选择的候选网络控制器CM_C传输请求，以转 移为该转移无线网络A1进行资源分配的责任。

图5A是根据图1A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，共存发现和信息服务器(CDIS)从网络控制器或 共存管理器CM_A接收请求以选择候选共存管理器来转移为共存管理器 CM_A所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任，该图示出CDIS 获得潜在的邻居网络的地址以及邻居共存管理器CM_B和CM_C的地址， 并然后从邻居共存管理器CM_B和CM_C请求在转移无线网络A1的共存 组中的无线网络B1、C1和C2的邻居的扩展共存组中的无线网络D1和 E1的身份，作为用于作出关于选择候选共存管理器(以转移为共存管理器 CM_A所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任)的决定的依据。

图5B是根据图5A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，共存发现和信息服务器(CDIS)基于一个或多个 用于进行选择的标准来向所选择的候选网络控制器CM_C传输请求，以转 移为该转移无线网络A1进行资源分配的责任。

图6A是根据本发明的实施例的非限制性示例频带图，其示出：在本 地未被授权TV广播台使用的TV频带空白频段中的示例TDMA共存帧子 频带，其表示弗吉尼亚(美国)地区里士满的广播TV信道，如图6B所示； FCC专用TV频带空白频段中的子频带中的示例TDMA共存帧；以及地 球站-卫星在本地未被使用的空白频段频谱中的子频带中的示例TDMA共 存帧。

图6B是根据本发明的实施例的弗吉尼亚(美国)里土满地理区域的 示例地图以及广播TV信道的覆盖区域的覆盖图，其示出存在未被授权TV 广播台使用的在本地可用的TV频带空白频段。

图7A是根据本发明的示例实施例的功能框图，其示出包括用于无线 设备的控制节点或共存使能器的示例主WSD9设备。在本发明的示例实施 例中，该设备可配置成在邻近无线网络中没有主用户无线电设备在操作的 情况下在TVWS共存频带或附加RF频谱空白频段频谱中操作。

图7B是根据本发明的示例实施例的功能框图，其示出包括用于无线 设备的控制节点或共存使能器的示例从WSD10设备。在本发明的示例实 施例中，该设备可配置成在邻近无线网络中没有主用户无线电设备在操作 的情况下在TVWS共存频带或附加RF频谱空白频段频谱中操作。

图7C是根据本发明的实施例的示例网络图，其示出在本发明的示例 实施例中，控制节点或共存使能器通过回程有线线路和/或因特网链路与网 络控制器或共存管理器通信。

图8是根据本发明实施例的服务网络控制器中的操作步骤的示例流程 图，所述服务网络控制器转移为其所服务的无线网络进行资源分配的责任。

图9是根据本发明的示例实施例的示例频带图，其示出移动设备通信 频带的上行链路部分中未配对的时域双工频率空白频段中的子频带中的示 例TDMA共存帧。

图10示出本发明的示例实施例，其中示出了根据本发明的至少一个实 施例的基于磁、电子和/或光学技术的用于存储数据和/或计算机程序代码的 作为示例计算机程序产品的可移动存储介质的示例，诸如磁盘、光盘、半 导体存储电路设备以及微型SD存储卡(SD指的是安全数字标准)。

具体实施方式

在美国，FCC已经开放300MHz到400MHz的空白频段用于未授权 使用，所述空白频段在模拟TV广播到数字TV广播的联邦政府强制转换 之后变得未被使用。然而，FCC已经禁止空白频段的未授权使用干扰现有 的授权使用，包括数字TV台、低功率TV台、有线TV头端以及其中使 用低功率无线麦克风的地点。

FCC已经在2010年9月23日的FCC 10-174“Second Memorandum  Opinion and Order”中为次级空白频段设备(WSD)定义了空白频段的规 范。在欧洲，欧洲邮政和电信主管部门会议(CEPT)已经在2011年1月 的ECC报告159“Technical and Operational Requirements for the Possible  Operation of Cognitive Radio Systems in the‘White Spaces’of the  Frequency Band 470-790MHz”中定义了初步要求。

针对由于模拟TV的终止所留下的空白频段的未授权用途，已经提出 了各种建议，例如农村宽带部署、辅助公共安全通信、教育和企业视频会 议、个人消费应用、网状网络、安全应用、市政宽带接入、增强型本地覆 盖和通信、固定回程以及用于智能电网抄表的传感器聚合。

当前，共存标准正被开发以便使得使用针对TV空白频段频带适配的 任何无线电技术的两个或更多独立操作的无线网络或设备能够在同一位置 中接入相同的TV空白频段频带，而不相互干扰。

IEEE 802.19工作组当前正在为异构次级网络定义共存规则。示例实 施例实现异构次级网络之间的共存以及次级网络和要求被保护的主网络之 间的共存。主网络和用户是所选择频带的现任用户，其具有接入该频带的 某种形式的优先级。主网络包括在FCC授权频带中操作的网络，诸如用于 商业电台和电视广播的网络。仅当存在未被主用户使用的资源时，才允许 次级网络和用户使用所选择的频带。次级网络包括在TV空白频段(TVWS) 中在未授权情况下操作、并使用符合FCC针对TV频带设备(TVBD)的 要求的传输设备的任何宽带网络。固定的TVBD设备必须包括地理位置并 查询数据库以确定允许信道。便携式主TVBD设备必须能够访问地理位置 数据或者包括频谱感测能力以便识别TV和无线麦克风信号。

FCC已经采用规则以允许未授权无线电发射机在广播电视频谱未被 授权广播台使用的位置处在该频谱中操作。FCC要求使用地理位置以便建 立未授权发射机的位置、并通过按照授权广播台的地理覆盖区域组织起来 的授权广播台建立TV频带使用的数据库，以使未授权发射机能够知道哪 里的本地TV频带空白频段是可用的。可替换地，FCC要求在未授权发射 机中使用频谱传感器以在本地TV频带空白频段中检测现任的主要TV广 播台的信号的存在，以使未授权发射机能够立即放弃使用该频带。这样的 本地TV频带空白频段中的主要用户是被许可在该频带中操作的现任TV 广播台，但是在不存在运作着的被许可的现任TV广播台的那些地理区域 中，其他未授权次级用户可利用该频带。

其他频谱空白频段可在某些地理区域中在本地未被使用，诸如在远离 海洋的内陆区域中对来自海上无线电的频率进行分配。这样的海上无线电 频带中的主要用户是被许可在该频带中操作的海上无线电设备，但是在不 存在运作着的被许可的海上无线电设备的那些地理区域中，其他未授权次 级用户可利用该频带。类似地，本地未被使用的频谱空白频段可存在于某 些地理位置中，诸如在远离地球站的区域中对用于这样的地球站向通信卫 星传输的2.025GHz到2.110GHz的频率进行分配。这样的卫星地球站无 线电频带中的主要用户是被许可在该频带中操作的卫星地球站，但是在不 存在运作着的卫星地球站的那些地理区域中，其他未授权次级用户可利用 该频带。

使用RF空白频段的次级网络之间的积极共存可能需要用于在不同的 异构次级网络当中公平地共享可用带宽的新技术，并符合该频带的主用户 所要求的优先权。这样的新技术可能要求次级网络之间的某种形式的通信， 以实现本地频谱的公平使用。

网络控制器或共存管理器(CM)是由定义异构次级网络的共存规则 的IEEE 802.19工作组所提出的共存系统的主要决策者。共存管理器(CM) 发现并解决在相同区域中进行操作的网络的共存冲突。CM服务一个或多 个网络。取决于部署，CM驻留在也被称为空白频段对象(WSO)的TV 频带设备(TVBD)网络或设备中。在独立网络中，CM可驻留在TVBD 中。CM发现干扰网络及它们的CM，并与其他CM共享信息。基于所收 集的信息，CM重新配置其自身网络的操作，而且也根据需要为共存组中 的该CM被允许的那些WSO执行资源重新分配。

在美国，空白频段设备(WSD)可作为关联的从WSD设备的网络的 主WSD进行操作。例如，主WSD可以是接入点或基站。主WSD被期望 代表它的从WSD设备访问地理位置数据库(DB)，以发现未被现任用户 (例如TV广播台)使用的可用频谱。

主WSD及其无线网络通过控制节点或共存使能器(CE，coexistence  enabler)注册到网络控制器或共存管理器(CM)。共存使能器(CE)的 关键功能是从WSO获得为共存所需的信息，并根据从共存管理器(CM) 接收的共存决定来重新配置WSO操作。所收集的信息涵盖TVBD网络的 能力和资源需求以及无线电环境的特性。CE可驻留在主WSD(诸如接入 点、基站或网状网点)中。

以下讨论采用被定义为如下的术语：

·WSO(空白频段对象)＝TVBD网络或设备。

·共存组＝邻居。

o共存组是一组也被称为邻居的WSO。

o每个共存管理器(CM)为其所服务的每个WSO确定并维 护共存组。WSO的共存组包括可干扰该WSO或者该WSO可对 其进行干扰的其他WSO。

·共存组元素＝邻居TVBD网络或设备

o属于共存组的WSO

·共存组扩展＝限制性网络(邻居的邻居)

o每个CM对于其所具有的每个共存组(对于该CM所服务 的每个WSO，其具有一个共存组)，具有共存组扩展(也称为扩展 共存组)。扩展包括属于自身的共存组中的WSO的共存组、但不属 于自身的共存组的那些WSO。

当为共存管理器(CM)所服务的无线网络和设备确定资源分配时， 可根据不同的决策拓扑来组织共存管理器，以用于彼此交互和协作。共存 管理器(CM)可自主地操作，它们可采用集中式决策，或者它们可以通 过分布式决策来分担决策的作出。

当共存管理器(CM)的系统采用集中式决策时，服务CM将为其所 服务的无线网络把资源分配的责任转移给另一个CM，该另一个CM在本 文被称为主CM。如本文所使用，服务CM也被称为从CM并且其所服务 的无线网络被称为转移无线网络。

在本发明的示例实施例中，服务CM具有向该服务CM注册的用于转 移无线网络的共存使能器(CE)，并且服务CM对该转移无线网络的资源 分配使用分布式或自主决策。服务CM可能需要为其所服务的无线网络转 移资源分配的责任，在以下的示例环境中：

·存在一个或一些CM，其中转移无线网络的共存组中的无线网络 的大部分共存使能器(CE)被注册到所述一个或一些CM；

·转移无线网络的共存组元素被注册到的CM的数量较高；或者

·服务CM为了服务注册到该服务CM的所有CE而将要用尽资 源。

图1A是根据本发明的示例实施例的系统架构图，其示出三个网络控 制器或共存管理器CM_A、CM_B和CM_C，它们各自为相应的无线网络 或空白频段对象(WSO)A1、B1和C1/C2管理空白频段频谱的资源分配， 其中A1、B1和C1/C2是相互的邻居。服务网络控制器CM_A需要为其所 服务的转移无线网络A1转移资源分配的责任。根据本发明的示例实施例， 服务网络控制器CM_A基于一个或多个用于进行选择的标准(在本发明的 示例实施例中，包括候选网络控制器CM_C所服务的一个或多个无线网络 C1和C2的特性)，选择把为转移无线网络A1进行资源分配的责任转移到 的候选网络控制器CM_C。

在本发明的示例实施例中，一个或多个用于进行选择的标准包括服务 无线网络B1、C1和C2的共存组中的最高数量的无线网络C1和C2的候 选网络控制器CM_C，其中无线网络B1、C1和C2可干扰转移无线网络 A1或者被其干扰。在图1A所示的示例中，网络控制器CM_B服务仅一个 无线网络B1，而CM_C服务两个无线网络C1和C2。

在本发明的示例实施例中，一个或多个用于进行选择的标准包括服务 无线网络B1、C1和C2的共存组中以及来自无线网络的扩展共存组中的 最高数量的无线网络C1和C2的候选网络控制器CM_C，其中无线网络 B1、C1和C2可干扰转移无线网络A1或者被其干扰，并且扩展共存组的 无线网络可干扰共存组中的无线网络B1、C1和C2或者被其干扰。图1A 中所示的示例不包括扩展共存组，因此该标准将默认为选择候选网络控制 器CM_C。

在本发明的示例实施例中，一个或多个用于进行选择的标准包括候选 网络控制器CM_B或CM_C，其服务可干扰转移无线网络A1或被转移无 线网络A1干扰的无线网络的共存组中的至少一个无线网络B1、C1或C2。 在图1A所示的示例中，网络控制器CM_B和CB_C两者服务至少一个无 线网络B1、C1或C2。

在本发明的示例实施例中，一个或多个用于进行选择的标准包括服务 无线网络B1、C1和C2的共存组中的最高数量的无线网络C1和C2的候 选网络控制器CM_C，其中无线网络B1、C1和C2可干扰转移无线网络 A1或者被其干扰，其中共存组中的由候选网络控制器CM_C服务的无线 网络C1和C2使用与转移无线网络A1相同的无线电接入技术进行操作。 在图1A所示的示例中，网络控制器CM_B服务仅一个无线网络B1，而网 络控制器CM_C服务使用IEEE 802.11无线电技术进行操作的两个无线网 络C1和C2，并且转移无线网络A1也使用IEEE 802.11无线电技术进行 操作。

在本发明的示例实施例中，其中一个或多个用于进行选择的标准包括 候选网络控制器CM_B或CM_C，其与服务网络控制器CM_A具有业务 关系。例如，业务关系可包括共同所有权、所有者的相互合同义务、或者 使用共同服务提供商。图1A中示出的示例不包括业务关系。

在本发明的示例实施例中，其中一个或多个用于进行选择的标准包括 服务网络控制器CM_A，其不具有用于服务附加无线网络的充足资源。在 图1A所示的示例中，网络控制器CM_B和CM_C两者都可具有使它们中 的任一个或两者能够接受CM_A所服务的一些无线网络的卸载的附加容 量。

在本发明的示例实施例中，一个或多个用于进行选择的标准包括候选 网络控制器CM_C和/或CM_B，其使用与服务网络控制器CM_A所使用 的算法相同的共存决策算法。图1A中示出的示例不指示候选网络控制器 CM_B或CM_C是否采用与服务网络控制器CM_A所采用的算法相同的 决策算法。

在本发明的示例实施例中，在服务网络控制器CM_A作出其选择之 后，其基于一个或多个用于进行选择的标准，经由图1A的因特网105和 CM网络106向所选择的候选网络控制器CM_C和/或CM_B传输请求32， 以便向CM_C转移为转移无线网络A进行资源分配的责任。

在本发明的示例实施例中，如果所选择的候选网络控制器CM_C指示 其将承担责任，则服务网络控制器CM_A将放弃为转移无线网络A1进行 资源分配的责任。

WSD设备的操作区域中的示例空白频段频谱包括专用TV空白频段频 谱30，本地未使用的TV频带31，本地未使用的海上频带33，本地未使 用的卫星频带35，以及本地未配对(TDD)移动设备频率。

图1A还示出在本地未被其各自的频谱空白频段的授权主要用户使用 的三个非限制性示例空白频段频谱，其可被作为未授权次级用户进行操作 的主WSD或从WSD使用。TV频带空白频段31在本地未被授权TV广播 台使用。海上无线电频带33在本地未被授权海上频带无线电设备使用。地 球站到卫星无线电频带35在本地未被授权地球站无线电设备使用。在本地 未被授权TV广播台使用的TV频带空白频段31的非限制性示例是174-204 MHz频带，其表示广播VHF TV信道7、8、9、10和11的本地缺失。如 果在VHF TV信道7、8、9、10和11上的TV频带空白频段31中存在授 权广播台的本地缺失(否则其将干扰主WSD或从WSD)，那么它们可作 为未授权次级用户进行操作，并且可利用TV频带空白频段31。根据本发 明的示例实施例，如果主WSD或从WSD在频带31中检测到从邻近TV 广播台传输的信号，那么它们将必须放弃它们对TV频带空白频段31的使 用、并作出资源请求。空白频段频谱的非限制性示例可在电磁频谱的许多 部分中获得。例如，可在频谱的UHF部分中获得空白频段频谱以用于个 人/便携式设备。

海上无线电设备在许多授权频率分配中操作、并且是海上无线电频带 33中的主用户。如果不存在干扰主WSD或从WSD的运转着的授权海上 无线电设备，那么它们将作为未授权次级用户进行操作、并利用海上无线 电频带33。根据本发明的示例实施例，如果主WSD或从WSD检测到从 邻近海上无线电设备传输的信号，那么它们将必须放弃它们对海上频带33 的使用、并作出资源请求。

卫星地球站在2.025GHz到2.110GHz的授权频率分配中向卫星传输， 并且是地球到卫星频带35中的主用户。如果不存在干扰主WSD或从WSD 的运转着的授权地球站无线电设备，那么它们将作为未授权次级用户进行 操作、并利用地球到卫星无线电频带35。根据本发明的示例实施例，如果 主WSD或从WSD检测到从邻近地球站无线电设备传输的信号，那么它们 将必须放弃它们对地球到卫星频带35的使用、并作出资源请求。

图1B是根据本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出图1A中的 服务相应无线网络A1和C1/C2的两个网络控制器CM_A和CM_C，其中 在本发明的示例实施例中，A1和C1/C2是相互的邻居。在本发明的示例 实施例中，分布式共存管理器CM_A和CM_C的网络可通过因特网105 彼此通信。根据本发明的示例实施例，主WSD9中的控制节点或共存使能 器118可向TVWS共存管理器CM_A注册。根据本发明的替代示例实施 例，主WSD9中的控制节点或共存使能器118可与TVWS共存管理器 CM_A并置(collocated)。主WSD3中的共存使能器115可通过因特网105 与TVWS共存管理器CM_C通信。在本发明的示例实施例中，分布式共 存管理器CM_A和CM_C可通过因特网105通信。主WSD1可通过控制 节点或共存使能器111向网络控制器或共存管理器CM_C注册。主WSD3 可通过控制节点或共存使能器115向网络控制器或共存管理器CM_C注 册。

在本发明的示例实施例中，共存使能器118可从代表它的流量网络 (traffic network)或设备获得为共存所需的信息。这可包括对测量的配置 和控制。此外，共存使能器118可对应于从共存管理器CM_A接收的共存 决定，而将重新配置命令和控制信息提供给主WSD9。例如，共存管理器 CM_A负责发现管理邻近无线网络的共存管理器(CM)CM_C，并且可 与它们交换共存相关信息。共存管理器CM_A或CM_C可具有所需的信 息，以在管理邻近无线网络的共存管理器(CM)之间作出资源共享的决 定。

共存管理器CM_C处理来自主WSD1中的共存使能器111的资源请 求。共存管理器CM_A处理来自主WSD9中的共存使能器118的资源请 求。主WSD1、WSD3和WSD9包括IEEE 802.11MAC和PHY，以通过 它们的网络通信。共存使能器111、115和118将资源请求发送给相应的共 存管理器CM_C和CM_A。

在图1B的示例系统架构中，共存管理器CM_C接收来自主WSD1中 的共存使能器111的资源请求。共存管理器CM_C可接收来自主WSD1 中的共存使能器111的频谱感测结果和网络参数。网络参数可包括特定用 户要求(用户负荷、QoS、优先级等等)、聚合频谱效率、规范(先到者先 接受服务、等等)以及用户或网络策略。共存管理器CM_C可访问图1A 中的地理位置数据库200，以获得TV频带空白频段中的可用次级信道。 共存管理器CM_C访问图1A中的共存网络元素共存发现和信息服务器 (CDIS)107，以获得潜在的邻居网络的地址。共存管理器CM_C结合频 谱图、操作参数和时基同步来处理该数据，以便为主WSD1中的共存使能 器111确定资源重新分配。共存管理器CM_C然后向主WSD1中的共存使 能器111发送资源重新分配，包括操作参数、静默期参数、频谱感测策略 和/或时基同步。主WSD1中的共存使能器111然后控制介质访问控制 (MAC)和物理层(PHY)和无线电资源控制(RRC)以及无线电资源 管理(RRM)中的至少一个，以便在由共存管理器CM_C重新分配的TV 空白频段频带中的信道中通信，而没有来自共享相同空白频段信道的其他 网络的干扰。类似的操作可由共存管理器CM_A结合主WSD9中的共存 使能器118来执行。分布式共存管理器CM_C和CM_A的网络可通过因 特网105彼此通信。

图1C是根据本发明的示例实施例的示例网络图，其示出无线网络B1、 C1和C2的共存组A的简化图示，其中无线网络B1、C1和C2是无线网 络A1的邻居，其中在本发明的示例实施例中，三个网络控制器CM_A、 CM_B和CM_C各自为相应的一个或多个无线网络A1、B1和C1/C2管理 空白频段频谱的资源分配。

图1D是根据本发明的示例实施例的示例网络图，其示出无线网络D1 和E1的扩展共存组A’的简化图示，其中无线网络D1和E1是无线网络 A1的邻居B1和C1的邻居，其中在本发明的示例实施例中，三个网络控 制器CM_A、CM_B和CM_C各自为相应的一个或多个无线网络A1、B1 和C1/C2管理空白频段频谱的资源分配，并且两个网络控制器CM_D和 CM_E各自为相应的一个或多个无线网络D1和E1管理空白频段频谱的资 源分配。

图1E是根据本发明的示例实施例的示例网络图，其示出在本发明的 示例实施例中，服务网络控制器CM_A将第一请求发送给第一候选网络控 制器CM_B并接收到否定答复，该图示出服务网络控制器CM_A将第二 请求发送给第二候选网络控制器CM_C并接收到肯定答复，该图示出第二 候选网络控制器CM_C然后将描述新配置的指示发送给共存发现和信息 服务器(CDIS)。

图1F是根据本发明的示例实施例的示例网络图，其示出在本发明的 示例实施例中，服务网络控制器CM_A将请求发送给共存发现和信息服务 器(CDIS)，该图示出CDIS将请求发送给第一候选网络控制器CM_B并 接收到否定答复，该图示出CDIS将第二请求发送给第二候选网络控制器 CM_C并接收到肯定答复，该图示出CDIS然后将识别所选择的候选网络 控制器CM_C的确认消息发送给服务网络控制器CM_A。

图2A是根据图1A的本发明的示例实施例的示例系统架构。共存管理 器CM_A当前具有为其所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任。 共存管理器CM_A需要选择将该责任转移到的候选共存管理器。该图示出 共存管理器CM_A为了完成该目的而可采取的一些示例步骤。在步骤202 中，共存管理器CM_A已经知道无线网络A1的邻居无线网络的身份，所 述邻居无线网络是共存组A中的无线网络B1、C1和C2，因为它们可干扰 转移无线网络A1或者被其干扰。该图示出网络控制器或共存管理器CM_A 通过因特网105访问共存发现和信息服务器(CDIS)107以获得服务共存 组A中的邻居无线网络B1、C1和C2的潜在邻居共存管理器的地址。该 图示出在步骤204中，共存管理器CM_A接收CM地址消息29，其报告 服务无线网络B1、C1和C2的邻居共存管理器CM_B和CM_C。该图示 出在步骤206中，共存管理器CM_A使用下述作为选择标准：选择这样的 候选网络控制器，其服务共存组中的无线网络的共存组A中的最高数量的 无线网络。在本发明的示例实施例中，基于该标准，选择共存管理器CM_C， 因为共存管理器CM_C服务共存组中的两个无线网络C1和C2，而共存管 理器CM_B服务一个无线网络B1。

图2B是根据图2A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，在步骤208中，网络控制器或共存管理器CM_A 基于步骤206的选择标准而通过CM网络106和因特网105向所选择的候 选网络控制器CM_C传输转移请求消息32，请求同意向CM_C转移为转 移无线网络A1进行资源分配的责任。该图中示出的转移请求消息可包含 关于转移网络所需的资源的信息。通常，利用诸如下述的参数来指示资源 需求：

-带宽(频域中的期望/所需带宽)

-占用率(呈现出所述期望/所需带宽的期望/所需空中时间(air  time)占用率)

-传输功率(期望/所需的传输功率)

图2C是根据图2A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 步骤210中，网络控制器或共存管理器CM_A从所选择的候选网络控制器 CM_C接收对转移为转移无线网络A1进行资源分配的责任的接受。在本 发明的示例实施例中，共存管理器CM_A然后在步骤212中放弃为转移无 线网络A1进行资源分配的责任。

在本发明的示例实施例中，如果用于进行选择的标准包括共存组中的 由候选网络控制器服务的无线网络使用与转移无线网络相同的无线电接入 技术进行操作，那么共存组A中的邻居无线网络的无线电接入技术是共存 管理器CM_A已经知道的。扩展共存组A’中的无线网络D1和E1的无线 电接入技术可从它们各自的共存管理器CM_D和CM_E获得。

在本发明的示例实施例中，如果用于进行选择的标准包括候选网络控 制器与服务网络控制器具有业务关系，那么可从相应的共存管理器CM_B、 CM_C、CM_D和CM_E获得业务关系。

在本发明的示例实施例中，如果用于进行选择的标准包括候选网络控 制器使用与服务网络控制器所使用的算法相同的共存决策算法，那么可从 相应的共存管理器CM_B、CM_C、CM_D和CM_E获得共存决策算法。

图3A是根据图1A的本发明的示例实施例的示例系统架构。共存管理 器CM_A当前具有为其所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任。 共存管理器CM_A需要选择把该责任转移到的候选共存管理器。该图示出 共存管理器CM_A为了完成该目的而可采取的一些示例步骤。在步骤222 中，共存管理器CM_A已经知道无线网络A1的共存组A中的邻居无线网 络B1、C1和C2的身份，因为它们可干扰转移无线网络A1或者被其干扰。 该图示出网络控制器或共存管理器CM_A通过因特网105访问共存发现和 信息服务器(CDIS)107以获得服务共存组A中的邻居无线网络B1、C1 和C2的潜在邻居共存管理器CM_B和CM_C的地址。该图示出在步骤 224中，共存管理器CM_A接收CM地址消息29，其报告服务无线网络 B1、C1和C2的邻居共存管理器CM_B和CM_C。该图示出在本发明的 示例实施例中，在步骤226中，共存管理器CM_A然后通过CM网络106 和因特网105从邻居共存管理器CM_B和CM_C请求转移无线网络A1的 共存组A中的无线网络B1、C1和C2的邻居的扩展共存组A’中的无线网 络D1和E1的身份。

图3B是根据图3A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 步骤228中，网络控制器或共存管理器CM_A使用下述作为选择标准：选 择服务共存组“A”以及扩展共存组“A’”中最高数量的无线网络的候选 网络控制器CM_C。在本发明的示例实施例中，基于该标准，选择共存管 理器CM_C，因为共存管理器CM_C服务共存组A中的两个无线网络C1 和C2以及扩展共存组A’中的另一个无线网络E1，而共存管理器CM_B 服务共存组A中的一个无线网络B1以及扩展共存组A’中的另一个无线网 络E1。该图还示出在本发明的示例实施例中，在步骤230中基于用于进行 选择的标准而向所选择的候选网络控制器CM_C传输请求消息32，以转 移为转移无线网络A1进行资源分配的责任。

图3C是根据图3A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 步骤232中网络控制器或共存管理器CM_A从所选择的候选网络控制器 CM_C接收对转移为转移无线网络A1进行资源分配的责任的接受消息 34。在本发明的示例实施例中，共存管理器CM_A然后在步骤234中放弃 为转移无线网络A1进行资源分配的责任。

在本发明的示例实施例中，网络控制器或共存管理器CM_A当前具有 为其所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任。图1B的转移无线网 络A1中的控制节点或共存使能器118可向服务网络控制器或共存管理器 CM_A注册。在该示例实施例中，控制节点或共存使能器118选择例如把 为共存管理器CM_A所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任转移 到的候选网络控制器或共存管理器CM_C。在该示例实施例中，控制节点 或共存使能器118基于一个或多个用于进行选择的标准而向例如所选择的 候选网络控制器或共存管理器CM_C传输转移为转移无线网络A1进行资 源分配的责任的请求。在该示例实施例中，如果所选择的候选网络控制器 或共存管理器CM_C指示其将承担责任，则控制节点或共存使能器118使 服务网络控制器或共存管理器CM_A放弃为转移无线网络A1进行资源分 配的责任。根据本发明的替代示例实施例，控制节点或共存使能器118可 与服务网络控制器或共存管理器CM_A并置。

图4A是根据图1A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，共存发现和信息服务器(CDIS)107从网络控制 器或共存管理器CM_A接收请求，以选择候选共存管理器来转移为共存管 理器CM_A所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任。共存管理器 CM_A当前具有为其所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任。共 存管理器CM_A请求共存发现和信息服务器(CDIS)107选择把该责任转 移到的候选共存管理器。

图4A和4B示出共存发现和信息服务器(CDIS)107为了完成该目的 而可采取的一些示例步骤。在步骤240中，共存管理器CM_A将请求发送 给共存发现和信息服务器(CDIS)107，以将该责任转移给另一个共存管 理器。在步骤242中，共存发现和信息服务器(CDIS)107负责确定共存 组，并验证无线网络A1的邻居无线网络的身份。邻居无线网络是共存组A 中的无线网络B1、C1和C2，因为它们可干扰转移无线网络A1或者被其 干扰。步骤244示出共存发现和信息服务器(CDIS)107知道服务共存组 A中的邻居无线网络B1、C1和C2的潜在邻居共存管理器CM_B和CM_C 的地址。该图示出在步骤246中，共存发现和信息服务器(CDIS)107使 用下述作为选择标准：选择服务共存组中的无线网络的共存组A中的最高 数量的无线网络的候选网络控制器。在本发明的示例实施例中，基于该标 准，选择共存管理器CM_C，由于共存管理器CM_C服务共存组中的两个 无线网络C1和C2，而共存管理器CM_B服务一个无线网络B1。

图4B是根据图4A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，共存发现和信息服务器(CDIS)107基于一个或 多个用于进行选择的标准而向所选择的候选网络控制器CM_C传输请求， 以转移为转移无线网络A1进行资源分配的责任。图4B示出在本发明的示 例实施例中，在步骤248中，共存发现和信息服务器(CDIS)107基于步 骤246的选择标准而通过CM网络106和因特网105向所选择的候选网络 控制器CM_C传输转移请求消息，请求同意向CM_C转移为转移无线网 络A1进行资源分配的责任。图4B示出在步骤250中共存发现和信息服务 器(CDIS)107从所选择的候选网络控制器CM_C接收对转移为转移无线 网络A1进行资源分配的责任的接受。在本发明的示例实施例中，在步骤 252中，共存发现和信息服务器(CDIS)107然后将通知发送给共存管理 器CM_A，以放弃为转移无线网络A1进行资源分配的责任。

图5A是根据图1A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，共存发现和信息服务器(CDIS)从网络控制器或 共存管理器CM_A接收请求以选择候选共存管理器来转移为共存管理器 CM_A所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任，该图示出CDIS 获得潜在的邻居网络的地址以及邻居共存管理器CM_B和CM_C的地址， 并然后从邻居共存管理器CM_B和CM_C请求在转移无线网络A1的共存 组中的无线网络B1、C1和C2的邻居的扩展共存组中的无线网络D1和 E1的身份，作为用于作出关于选择候选共存管理器(以转移为共存管理器 CM_A所服务的转移无线网络A1进行资源分配的责任)的决定的依据。

图5A和5B示出共存发现和信息服务器(CDIS)107为了完成该目的 而可采取的一些示例步骤。在步骤260中，共存管理器CM_A将请求发送 给共存发现和信息服务器(CDIS)107，以将该责任转移给另一个共存管 理器。在步骤262中，共存发现和信息服务器(CDIS)107验证无线网络 A1的邻居无线网络的身份。邻居无线网络是共存组A中的无线网络B1、 C1和C2，因为它们可干扰转移无线网络A1或者被其干扰。步骤264示 出共存发现和信息服务器(CDIS)107知道服务共存组A中的邻居无线网 络B1、C1和C2的潜在邻居共存管理器CM_B和CM_C的地址。该图示 出在本发明的示例实施例中，在步骤266中，共存发现和信息服务器 (CDIS)107然后通过CM网络106和因特网105从邻居共存管理器CM_B 和CM_C请求转移无线网络A1的共存组A中的无线网络B1、C1和C2 的邻居的扩展共存组A’中的无线网络D1和E1的身份。

图5B是根据图5A的本发明的示例实施例的示例系统架构，其示出在 本发明的示例实施例中，共存发现和信息服务器(CDIS)107基于一个或 多个用于进行选择的标准而向所选择的候选网络控制器CM_C传输请求， 以转移为转移无线网络A1进行资源分配的责任。在步骤268中，共存发 现和信息服务器(CDIS)107使用下述作为选择标准：选择服务共存组“A” 以及扩展共存组“A’”中最高数量的无线网络的候选网络控制器CM_C。 在本发明的示例实施例中，基于该标准，选择共存管理器CM_C，因为共 存管理器CM_C服务共存组A中的两个无线网络C1和C2以及扩展共存 组A’中的另一个无线网络E1，而共存管理器CM_B服务共存组A中的一 个无线网络B1以及扩展共存组A’中的另一个无线网络E1。该图还示出在 本发明的示例实施例中，在步骤270中基于用于进行选择的标准而向所选 择的候选网络控制器CM_C传输请求消息，以转移为该转移无线网络A1 进行资源分配的责任。图5B示出共存发现和信息服务器(CDIS)107在 步骤272中从所选择的候选网络控制器CM_C接收对转移为该转移无线网 络A1进行资源分配的责任的接受消息。在本发明的示例实施例中，然后 在步骤274中，共存发现和信息服务器(CDIS)107通知共存管理器CM_A 放弃为该转移无线网络A1进行资源分配的责任。

图6A是根据本发明的实施例的非限制性示例频带图，其示出174-204 MHz频带中的在本地未被授权TV广播台使用的TV频带空白频段中的示 例TDMA共存帧子频带28，所述174-204MHz频带表示弗吉尼亚(美国) 地区里士满的广播TV信道7、8、9、10和11，如图6B所示。在本发明 的示例实施例中，对这些频带的免授权接入(作为次级用途以实现请求附 加资源的网络的共存)可以包括对请求网络的地理位置、传输功率、范围 和传输带宽的限制。

作为非限制性示例，802.11WLAN标准在2.400-2.500GHz ISM频带、 5GHz ISM频带、和IEEE 802.11ad极高吞吐量60GHz频带中指定用于 操作的频率。802.11WLAN标准指定具有20MHz信道间距的带宽的基于 OFDM的物理层。在离信道中心11MHz处，能量大约比最大信号水平低 20dB。在进一步远离中心频率处，能量水平进一步下降，产生对邻近信道 的最小干扰。在54-88MHz处和470-806MHz处的TV频带空白频段是 802.11WLAN无线LAN信道的良好共存候选者。在2.025GHz到2.110 GHz处的地球站到卫星空白频段频谱是802.11WLAN无线LAN信道的良 好共存候选者。例如174-204MHz频带中的在本地未被授权TV广播台使 用的TV频带空白频段是802.11WLAN无线LAN信道的良好共存候选者， 所述174-204MHz频带表示弗吉尼亚(美国)地区里士满的广播TV信道 7、8、9、10和11的本地缺失。

图6A示出RF频谱中的空白频段的位置以及空白频段频谱中的示例 TDMA共存帧的非限制性示例，其示出在已经向任何网络分配时隙之前的 闲置可用的时隙。空白频段包括FCC专用TV空白频段54-88MHz频带、 FCC专用TV空白频段470-806MHz频带，以及2.025GHz到2.110GHz 中的本地未被使用的地球站到卫星空白频段频谱。

在本发明的示例实施例中，存在许多TVWS共存技术可能用于使得使 用针对TV空白频段频带适配的不同无线电技术的两个或更多独立操作的 无线网络或设备能够在同一位置中接入相同TV空白频段频带，而不相互 干扰。共存技术的一些示例包括动态频率选择、传输功率控制、载波倾听 (listen-before-talka)行为、时分多路复用不同的IEEE 802技术、基于消 息的按需频谱竞争、以及通过集中式网络控制器或共存管理器进行的控制。

图6B示出弗吉尼亚(美国)地区里土满的示例地图以及广播TV信道 7、8、9、10和11的覆盖区域的覆盖图，其示出在174-204MHz频带中存 在未被授权TV广播台使用的本地可用的TV频带空白频段，如图6A所示。 下面的表格示出在围绕弗吉尼亚里土满市的直径为大约160千米的圆形区 域中存在TV信道7、8、9、10和11的TV广播台的城市。图6B的地图 示出在174-204MHz频带中不存在授权TV广播台的覆盖，其因此是本地 可用的TV频带空白频段。

华盛顿特区 TV信道7 174-180MHz 弗吉尼亚诺福克 TV信道7 174-180MHz 弗吉尼亚哈里森堡 TV信道8 180-186MHz 华盛顿特区 TV信道9 186-192MHz 弗吉尼亚诺福克 TV信道9 186-192MHz 弗吉尼亚温切斯特 TV信道10 192-198MHz 北卡罗来纳州罗利 TV信道11 198-204MHz 弗吉尼亚斯丹顿 TV信道11 198-204MHz

图7A是根据本发明的示例实施例的功能框图，其示出包括用于无线 设备的控制节点或共存使能器118的示例主WSD9设备。在本发明的示例 实施例中，该设备可配置成在邻近无线网络中没有主用户无线电设备在操 作的情况下在TVWS共存频带或附加RF频谱频带中操作。

在本发明的示例实施例中，主WSD9包括协议栈，该协议栈包括例如 可基于IEEE 802.11WLAN标准的无线电128和IEEE 802.11MAC 142。 MAC 142包括整合的TV空白频段特征。协议栈还可包括网络层140、传 输层138和应用程序136。示例主WSD9可包括处理器134、RAM存储器、 ROM存储器以及用于小键盘、显示器和其他输入/输出设备的接口，其中 处理器134包括双核或多核中央处理单元CPU_1和CPU_2。诸如GPS的 位置传感器132可被包括以建立主WSD9的地理位置，并且将主WSD9 的位置报告给网络控制器或共存管理器CM_A。共存使能器118可将资源 请求发送给共存管理器CM_A。MAC 142包括整合的TV空白频段特征， 以便在由共存管理器CM_A重新分配的TV空白频段频带中的信道中使用 无线电128进行通信，而不相互干扰。频谱传感器130感测主WSD9的电 磁环境、并将其报告给共存管理器CM_A。

在本发明的示例实施例中，图7C的地理位置数据库200可经由因特 网105将所允许的发射水平传递给共存管理器CM_A，该共存管理器 CM_A经由因特网105将所允许的发射水平转发给主WSD9中的共存使能 器118。

在本发明的示例实施例中，主WSD9包括频谱解码逻辑133。当输入 数据没有被适当地关联时，矩形脉冲OFDM信号在相位上不连续，并因此 展现出随频率渐进衰减的大功率频谱旁瓣。这样的大旁瓣导致对邻近信道 的强干扰、并需要在传输之前被抑制。频谱预编码能够有效地抑制旁瓣功 率，而无需折衷系统误差性能或实现复杂度。通过频谱预编码，通过在频 域中对数据符号进行预编码来实现显著的旁瓣抑制，而无需求助于特定数 据值。该想法是通过固定的预编码器矩阵在数据符号当中引入关联，使得 频谱预编码的矩形脉冲OFDM信号展现出渐进衰减的极小功率频谱旁瓣 并从而展现出高频谱效率。频谱预编码器都是可逆的、并因此使得能够在 接收器处进行可实现的解码，同时提供良好的系统误差性能。示例频谱解 码器在如下公开物中被描述：Char-Dir Chung的“Spectral Precoding for  Constant-Envelope OFDM”(IEEE Transactions on Communications,vol. 58,no.2,2010年2月,555-567页)。

在本发明的示例实施例中，图7A中的接口电路可与一个或多个无线 电收发机、电池及其他电源、小键盘、触摸屏、显示器、麦克风、扬声器、 耳机、照相机或其他成像设备等等进行接口连接。RAM和ROM可以是可 移动存储设备(诸如智能卡、用户身份模块(SIM)、无线标识模块(WIM))， 半导体存储器(诸如RAM、ROM、PROMS、闪存设备)，等等，如图10 所示。处理器协议栈层和/或应用程序可以实施为以编程指令序列的形式存 储在RAM和/或ROM中的程序逻辑，所述编程指令序列在CPU中被执 行时执行示例实施例的功能。程序逻辑可以按照诸如驻留内存器件、智能 卡或其他可移动存储设备之类的计算机可用介质的形式从计算机程序产品 或制造品被递送到控制节点或共存使能器和共存管理器的可写RAM、 PROMS、闪存设备等。可替换地，程序逻辑可以以编程逻辑阵列或定制 设计的专用集成电路(ASIC)的形式实施为集成电路逻辑。设备中的一个 或多个无线电可以是分离的收发机电路，或者可替换地，一个或多个无线 电可以是单个RF模块，其能够响应于处理器而以高速、时间和频率多路 复用的方式处理一个或多个信道。

在本发明的示例实施例中，图7A的主WSD9包括处理器134，其可 访问随机存取存储器RAM和/或只读存储器ROM，以便获得所存储的程 序代码和数据以在处理期间使用。RAM或ROM可通常包括在静态或动态 模式中操作的可移动或嵌入式存储器。此外，RAM或ROM可包括诸如闪 存、EPROM、EEPROM等等的可重写存储器。基于磁、电子和/光学技 术的可移动存储介质的示例(诸如磁盘、光盘、半导体存储电路设备和微 型SD存储卡(SD是指安全数字标准))在图10中的126处示出，并且可 以例如充当数据输入/输出装置。代码可包括任何含有计算机可执行指令的 解释或编译的计算机语言。代码和/或数据可用于创建软件模块，诸如操作 系统、通信工具、用户接口、更专用的程序模块等等。

图7B是根据本发明的示例实施例的功能框图，其示出示例从WSD10 设备。在本发明的示例实施例中，该设备可配置成在邻近无线网络中没有 主用户无线电设备在操作的情况下在TVWS共存频带或附加RF频谱频带 中操作。

在本发明的示例实施例中，从WSD10包括协议栈，该协议栈包括例 如可基于IEEE 802.11WLAN标准的无线电128和IEEE 802.11MAC 142。 MAC 142包括整合的TV空白频段特征。协议栈还可包括网络层140、传 输层138和应用程序136。示例从WSD10可包括处理器134、RAM存储 器、ROM存储器以及用于小键盘、显示器和其他输入/输出设备的接口， 其中处理器134包括双核或多核中央处理单元CPU_1和CPU_2。诸如GPS 的位置传感器134可被包括以建立从WSD10的地理位置，并且将从 WSD10的位置报告给网络控制器或共存管理器CM_A。MAC 142包括整 合的TV空白频段特征，以便在由共存管理器CM_A重新分配的TV空白 频段频带中的信道中使用无线电128进行通信，而不相互干扰。频谱传感 器130感测从WSD10的电磁环境、并将其报告给主WSD10，该主WSD10 可将报告提供给共存使能器，以用于进一步的处理以及向共存管理器 CM_A的递送。

在本发明的示例实施例中，地理位置数据库200可经由因特网105将 所允许的发射水平传递给共存管理器CM_A，该共存管理器CM_A经由主 WSD9中的共存使能器118以及主WSD9自身将所允许的发射水平转发给 从WSD10。

在本发明的示例实施例中，图7B中的接口电路可与一个或多个无线 电收发机、电池及其他电源、小键盘、触摸屏、显示器、麦克风、扬声器、 耳机、照相机或其他成像设备等等进行接口连接。RAM和ROM可以是可 移动存储设备(诸如智能卡、SIM、WIM)，半导体存储器(诸如RAM、 ROM、PROMS、闪存设备)，等等，如图10所示。处理器协议栈层和/ 或应用程序可以实施为以编程指令序列的形式存储在RAM和/或ROM中 的程序逻辑，所述编程指令序列在CPU中被执行时执行示例实施例的功 能。程序逻辑可以按照诸如驻留内存器件、智能卡或其他可移动存储设备 之类的计算机可用介质的形式从计算机程序产品或制造品被递送到控制节 点或共存使能器和共存管理器的可写RAM、PROMS、闪存设备等。可替 换地，程序逻辑可以以编程逻辑阵列或定制设计的专用集成电路(ASIC) 的形式实施为集成电路逻辑。设备中的一个或多个无线电可以是分离的收 发机电路，或者可替换地，一个或多个无线电可以是单个RF模块，其能 够响应于处理器而以高速、时间和频率多路复用的方式处理一个或多个信 道。

在本发明的示例实施例中，图7B的从WSD10包括处理器134，其可 访问随机存取存储器RAM和/或只读存储器ROM，以便获得所存储的程 序代码和数据以在处理期间使用。RAM或ROM可通常包括在静态或动态 模式中操作的可移动或嵌入式存储器。此外，RAM或ROM可包括诸如闪 存、EPROM、EEPROM等等的可重写存储器。基于磁、电子和/或光学 技术的可移动存储介质的示例(诸如磁盘、光盘、半导体存储电路设备和 微型SD存储卡)在图10中的126处示出，并且可以例如充当数据输入/ 输出装置。代码可包括任何含有计算机可执行指令的解释或编译的计算机 语言。代码和/或数据可用于创建软件模块，诸如操作系统、通信工具、用 户接口、更专用的程序模块等等。

图7C是根据本发明的实施例的示例网络图，其示出在本发明的示例 实施例中，控制节点或共存使能器118通过回程有线线路和/或网络链路与 网络控制器或共存管理器CM_A通信。在本发明的示例实施例中，共存管 理器CM_A可通过因特网105与地理位置数据库200以及共存网络元素共 存发现和信息服务器(CDIS)107通信。

在本发明的示例实施例中，诸如WSD9的主WSD可向地理位置数据 库200发送对可用频谱的查询。数据库200可包括例如形式功能块(诸如 处理器、存储器、软件/硬件模块等等)的某种内部结构，以用于执行本文 所描述的操作。这样的块可以例如传输和接收诸如频谱信息、发射特性和/ 或所允许的操作参数之类的信息。主WSD9使用IEEE 802.11无线LAN (WLAN)栈以用于在其IEEE 802.11链路上的正常通信，但是其能够在 TVWS链路2、3和4上的空白频段频谱中通信。来自地理位置数据库200 的返回信息使得主WSD9以及主WSD9的操作区域内的与其关联的从 WSD10两者都能够在空白频段频谱中操作。可能存在着使用TVWS的其 他原因，诸如更好的传播。正常的通信介质通常可用于WLAN(例如，2.4 或5GHz)，但是由于主用户，TVWS可能无法在任何地方都可用。

图8是根据本发明的实施例的服务网络控制器CM_A中的操作步骤的 示例流程图600，所述服务网络控制器CM_A转移为其所服务的无线网络 A1进行资源分配的责任。图8的流程图600的步骤可表示存储在主空白频 段设备的RAM和/或ROM存储器中的计算机代码指令，该计算机代码指 令在由中央处理单元(CPU)执行时执行本发明的示例实施例的功能。可 以以不同于所示顺序的另一顺序执行所述步骤，并且各个单独的步骤可以 被组合或划分成组分步骤。

步骤602：由装置基于包括候选网络控制器所服务的一个或多个无线 网络的特性在内的一个或多个用于进行选择的标准，选择把为服务网络控 制器所服务的无线网络进行资源分配的责任从服务网络控制器转移到的候 选网络控制器；

步骤604：由装置基于一个或多个用于进行选择的标准而向所选择的 候选网络控制器传输请求，以便转移为无线网络进行资源分配的责任；以 及

步骤606：如果所选择的候选网络控制器指示其将承担责任，则由装 置使服务网络控制器放弃为无线网络进行资源分配的责任。

图9是根据本发明的示例实施例的示例频带图，其示出移动设备通信 频带的上行链路部分中的900-905MHz的未配对时域双工频率空白频段中 的子频带14’中的示例TDMA共存帧24’。图9示出用于示例移动设备频 带的示例频率规划，其中上行链路部分在890和915MHz之间、并且下行 链路部分在935和960MHz之间，这类似于用于GSM的频率规划的一部 分。在图9所示的示例频率规划中，下行链路部分中的945和950MHz之 间的5MHz频带被保留用于其他用途，例如作为紧急服务频带。由于移动 设备系统的时域双工操作需要上行链路频率到所分配的下行链路频率的匹 配，因此在上行链路部分中存在着900和905MHz之间的未配对频带。根 据本发明的示例实施例，900和905MHz之间的未配对频带被用作共存频 带。图9示出移动设备频带的上行链路部分中的未配对时域双工频率空白 频段36中的子频带14’中的示例TDMA共存帧24’，其可被蜂窝电话基站 主设备和蜂窝电话从设备使用。

在本发明的示例实施例中，主WSD设备以及主设备的操作区域中的 与其关联的从WSD设备可使用蜂窝第三代合作伙伴项目(3GPP)标准。 蜂窝第三代合作伙伴项目(3GPP)标准可包括第三代(3G)、宽带码分多 址接入(W-CDMA)、高速分组接入(HSPA)、长期演进(LTE)、高级 LTE(LTE-A)、或高级国际移动电信(IMT-A)。主WSD设备以及主设 备的操作区域中的与其关联的从WSD设备可使用这些标准中的任一个用 于它们在小区链路上的正常通信，但是它们能够在TVWS链路6、7和8 上的空白频段频谱中通信。来自地理位置数据库的返回信息使主WSD以 及主WSD的操作区域内的与其关联的从WSD两者都能够在空白频段频谱 中操作。图9示出移动设备频带的上行链路部分中的未配对时域双工频率 空白频段36中的子频带14’中的示例TDMA共存帧24’，其可被小区基站 主设备WSD和小区从设备WSD使用。在除了授权媒介之外可获得TVWS 的情况下，TVWS可被用在例如载波聚合中。类似示例包括例如所实现的 局域技术，用于小小区操作的蜂窝技术(诸如热点、微微小区、毫微微小 区)，诸如家庭节点B(HNB)、家庭演进节点B(HeNB)之类的家庭节 点，等等。此外，次级网络的整合的本地节点可由与IEEE技术结合的3GPP 技术组成，例如LTE家庭演进节点B(LTE HeNB)与Wi-Fi相结合。

图10示出本发明的示例实施例，其中示出了根据本发明的至少一个实 施例的基于磁、电子和/或光学技术的用于存储数据和/或计算机程序代码的 作为示例计算机程序产品的可移动存储介质126的示例，诸如磁盘、光盘、 半导体存储电路设备以及微型SD存储卡(SD指的是安全数字标准)。

使用本文所提供的描述，可通过使用标准编程和/或工程技术以产生编 程软件、固件、硬件或其任意组合，来将各实施例实现为机器、过程或制 造品。

具有计算机可读程序代码的任何产生的程序可以实施在诸如驻留存储 器设备、智能卡或其他可移动存储设备的一个或多个非暂时性计算机可用 介质或传输设备上，从而制造出根据实施例的计算机程序产品或制造品。 如此，本文所用的术语“制造品”和“计算机程序产品”旨在包括永久或 暂时地存在于任何计算机可用介质上的计算机程序。

如以上所指出，存储器/存储设备包括但不限于磁盘、光盘、可移动存 储器设备(诸如智能卡、SIM、WIM)、半导体存储器(诸如RAM、ROM、 PROMS等等)。传输介质包括但不限于经由无线通信网络、因特网、内联 网、基于手机/调制解调器的网络通信、硬接线/电缆通信网络、卫星通信以 及其他固定或移动网络系统/通信链路进行的传输。

尽管已经公开了特定的示例实施例，但是本领域技术人员应当理解的 是，可在不脱离本发明的范围的情况下对特定示例实施例作出变更。