CN101268711B - 用于动态频谱接入无线系统的频谱测量管理 - Google Patents

用于动态频谱接入无线系统的频谱测量管理 Download PDF

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Abstract

一种无线系统(100)和方法(401-403)包括适用于请求和从操作在受限频道中的无线装置(102)接收测量报告的介质接入控制(MAC)层。

Description

用于动态频谱接入无线系统的频谱测量管理
相关申请的交叉引用
本申请依据37C.F.R.§1.119(e)要求2005年9月16日申请的美国临时专利申请60/718,127的优先权。在此，该申请的公开内容以引用的方式被具体并入。
无线通信技术已经取得了显著的进步，使得无线介质有望成为有线解决方案的替换方案。同样地，无线连接在数据和语音通信中的使用持续增加。这些装置包括移动电话、无线网络(例如，无线局域网(WLANS)，无线网中的固定计算机，便携手机，在此近给出一小部分)中的便携计算机。
由于无线应用持续增加，因此针对通信频谱而竞争的装置、网络和系统的数量也在增加。如已知的，存在通信频谱的专用或许可部分和未许可部分。由于频谱的未许可频带(例如工业、科学和医疗(ISM)无线频带)可被自由地接入，这些频带的用户群数量趋向很多。相对照而言，近来的研究表明，仅有一小部分许可频带在使用。因此，许多非许可频带过度拥挤，而相对较大部分的许可频道却未被使用。这导致管理机构(例如美国的联邦通信委员会(FCC))对现有通信频带的分配及其使用进行评估。
通信频带的再分配的一种选择涉及适用于动态接入通信频谱的无线网络的使用。例如，动态频谱接入(DSA)无线网络可在通信频谱的专用(许可)部分实现。例证地，DSA无线网络可以在通常专用于电视传输和接收的频谱中操作。因此，可以更充分地利用通信频带的特定部分。
对于将特定通信频带再分配给非许可(次要)用户使用而言，需要频谱管理以确保具有接入频带优先级的许可(主要或责任)用户可以自由地进行这种接入。例如，调整机构(例如FCC)可要求次要用户在责任用户开始占用频道之后在相对较短的时间段内让出频道。因此，介质接入控制(MAC)层和物理(PHY)层规范必须包括针对该所需的频谱管理的条款。
DSA无线网络的MAC层致力于受限频道/频带的时变占用。为此，MAC层不仅在责任装置开始占用频道/频带时必须协调受限频道/频带的让出，而且必须协调将次要装置切换到可用受限频道/频带或者如果没有频道可用，则停止次要服务。前一功能对于确保与管理规范的一致性是有用的；且后一功能对于为次要装置提供适当水平的服务质量(QOS)是有用的。为了遵守管理规范并确保适当的QOS，必须进行测量来确定频道的占用是否是紧迫的或立即的。
因此，需要一种在受限频率通道和频率段中起作用的DSA无线网络中分配要进行的测量并报告测量结果的方法。
按照一个典型实施例，在无线通信网络中，无线通信方法包括将测量请求传输到网络中的一个或多个无线站点(STA)。该方法还包括按照测量请求执行测量；并报告测量的结果。
按照另一个典型实施例，无线通信网络包括适于将测量请求传输到网络中的一个或多个无线站点(STA)的接入点(AP)。所述无线站点适用于按照测量请求执行测量，并报告测量的结果。
本发明可由后面的详细描述参考附图而得到最好的理解。需要强调的是，不同的部件并不一定按比例绘制。事实上，为了清楚地讨论起见，尺寸可任意地增大或减小。
附图1是按照一个示范实施例的无线通信系统的简化示意图。
附图2是按照一个示例性的实施例的多个超帧的简化时间线。
附图3是按照一个示例性的实施例的多个超帧的简化时间线。
附图4是按照一个示范实施例的无线通信方法的简化流程图。
这里使用的术语“受限频率通道”或“受限频道”意味着专用于主要用户的频率通道。受限频道可以是一些由诸如FCC之类的管理机构许可的，或由特定用户在优先级的基础上接入的通信频谱的部分。例如，美国的电视频道是许可的频率通道。然而，诸如无线麦克风的特定装置可以超过其他用户的优先级接入网络，即使无线麦克风并没有明确被授权使用该电视频谱。因此，特定的非许可频道也即受限制的频道被理解为受限频道。另外，给特定用户提供接入优先级的所谓的免许可频道，也是受限频道。
这里使用的词语“一”和“一个”意味着一个或更多；且词语“多个”意味着两个或更多。
在后面的详细描述中，为了解释而非限制的目的，给出了描述特定细节的示范实施例，以便提供对本教导的彻底理解。然而，对于本领域普通技术人员来说，在获悉了当前的公开内容之后，可以明了与此处公开的具体细节不同的其他实施例。另外，众所周知的装置、方法、系统和协议的说明可被省略以免混淆所述示范实施例的描述。但是，可以按照所述示范实施例来使用落入本领域普通技术人员的见识范围内的装置、方法、系统和协议。最后，只要可能，同样的附图标记表示同样的特征。
需要注意的是，在这里描述的示例性实施例中，网络可以是具有集中结构的或分散结构的无线网络。示例地，网络可以是例如将在IEEE 802.22中定义的或者已在IEEE 802.16、IEEE 802.11、IEEE 802.15以及许多其他标准中定义的、在DSA介质接入(MAC)层上起作用的网络，其要求进行频谱测量。这里描述的测量消息因而可以在根据这些标准定义的MAC层中实现。另外，网络可以是蜂窝网络；无线局域网(WLAN)；无线个人区域网(WPAN)；或者无线地区区域网(WRAN)。另外，MAC协议可以是时分多址(TDMA)协议；载波监听多址接入(CSMA)协议；具有冲突避免的载波监听多址接入(CSMA/CA)协议；码分多址(CDMA)协议；或频分多址(FDMA)协议。需要强调的是，提到的网络和协议仅仅是示例性的，且在上述特别提到的网络和协议之外的网络和协议可在不脱离本教导的情况下使用。
附图1是按照一个示例性实施例的无线网络100的简化示意图。在一个特定的实施例中，无线网络100是集中式网络。然而，本教导可推广到分布式无线网络。
无线网络100包括接入点(AP)101，所述接入点也被称为基站(BS)。无线网络100进一步包括多个无线站点(STA)102，其也可以被称为无线装置或客户端设备(CPE)。STA 102被布置在如图1所示的建筑物中。在典型实施例中，STA 102可以是计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)或类似的一般在这些网络中操作的装置。
示例地，无线网络100可以是前面提到的网络类型中的一种。可以预期的是，STA 102适用于在要求保护责任用户的频带的受限频率通道中起作用。因此，BS 101和STA 102是次要装置且网络100是次要网络。通常，为了简化起见，受限频率通道和受限频道可称为“频道”。
需要注意的是，仅示出了少量STA 102；这仅仅是为了简化讨论起见。显然，很多其他STA 102可以被使用。最后，需要注意的是，这些STA 102并不必然相同。事实上，适合于在所选协议下起作用的多种不同类型的STA可被用于网络100中。
这些示范实施例的DSA MAC层方法和装置可在频道的有效性和质量随时间变化的动态环境(例如针对电视频带设计的新无线技术)中实现。因此，这些示范实施例的次要STA的网络有利地获得动态方式下的频道有效性；并有利地通知其他次要STA由责任装置占用或将来占用频道。如这里所详细说明的，示例实施例的DSA MAC层方法和装置提供到次要STA 102的频道接入指令。有利地，频道接入指令鼓励由责任装置自由地使用受限频道/频带和由次要STA接入受限频道/频带。
附图2是按照一个示例实施例的时间线200的简化表示。时间线200可以是分布式(非集中式)无线网络或集中式无线网络的时间线。该时间线200示出了超帧的开始时间201、205。在第一超帧的开始时间201，信标时段202开始。在集中式系统中，BS 101会广播多种消息，包括这里更为详细地描述的那些。在分布式系统中，在信标时段期间，CPE(STA)通信以确保在随之发生的数据传输时段(DTP)期间以及可选地在后面的超帧的后续DTP期间执行特定的功能。这些功能包括这里更全面地描述的测量。
信标时段202或DTP也可包括其间STA并不传输的静止时段。这些信标时段经常被BS 101使用以进行特定的广播传输以及其他功能，一些功能已经于此进行了描述。在静止时段内，STA 102还可以进行多种测量以获得用于频谱管理的数据。
超帧包括零个或多个规则测量报告时段203。如在此更全面地描述的，该规则测量报告时段203是超帧内的专用时间段，其中一个或多个STA 102传输从前面的报告以后的时间段内进行的测量的报告。在典型实施例中，特定的STA 102被指示在一个或多个时段203中提供测量报告。
超帧还可包括紧急测量报告时段204。该紧急测量报告时段204被保留用于传输高优先级事件的报告。例如，如果责任装置要在当前超帧期间占有受限频道，那么STA 102将必须以迅速的方式退回到指定的备用或约定频道。如此为责任装置提供到频道的自由接入，并通过提供接入到其他频道以继续通信而维持网络100的QOS。特别地，在一个超帧中可以有多于一个的紧急时段204；但并不是每个超帧都必须包括紧急时段204。
超帧可包括零个或多个测量时段205请求。在这个时段中，BS 101可传输具有有关待进行的测量类型和数量的指令的特定包到STA102。除了在信标时段201中传输的请求，这些时段205可附加地或者替代地包括其他请求。
如当前所述，有多种用于测量的示例请求、这些请求的应答以及能够作出的报告，以便适当地管理受限频道/频谱。当前提供了一些示例格式。需要强调的是，这些格式和应用仅仅是有代表性的，可以使用与当前教导一致的其他格式和应用。
I.请求和确认
如已经指出的，在集中式网络中的BS 101和STA 102之间以及在分布式网络中的STA 102之间存在相互交换。这些交换包括特定测量的请求和这些请求的应答。请求之一是容积测量请求(BLM-REQ)管理消息。该消息在信标时段201或请求测量时段205期间由BS 101传输到STA 102；并包括指令。这些指令可包括要执行的测量类型、何时执行测量、测量持续时间、给定测量必须重复的次数、每次测量的置信区间、特定测量类型的测量门限(例如-116dBm/6MHz用以检测数字电视信号)、频道的重复顺序以及本领域普通技术人员见识范围内的其他领域。
一旦接收到BLM-REQ消息，STA 102应当检查该消息的头部并确定是否要求以BLM-RSP消息返回响应。在所有情况下，如果支持的话，STA 102应当执行由BS 101所请求的所有测量。有利地，STA 102将以BLM-REP消息(下面说明)报告返回BS 101，该BLM-REP消息包括在对应的BLM-REQ消息中由BS请求的测量结果。这些报告被以BS规定的周期在对应的BLM-REQ消息中发送，或者也可以是紧急的报告，其在这里被更为全面地描述了。一旦BS成功接收测量报告消息，那么STA 102就清除本地统计数据以准备将来的测量。
由于这些管理消息的正确接收对于正确的系统行为是重要的，因此BS 101可要求CPE 102确认收到BLM-REQ消息。这通过容积(bulk)测量响应(BLM-RSP)消息实现。BLM-RSP管理消息响应于BLM-REQ而被发送，且用于确认由CPE收到BLM-REQ消息。发送BLM-RSP消息的需要由BS在相应的BLM-REQ消息中通过使用需要确认字段指出。
BLM-REQ和BLM-RSP的示例格式由如下的表I、II和III提供：
                 表I-BLM-REQ消息格式的示例
  语法   大小   注释
  BLM-REQ_Message_Format()
  Management Message Type(管理消息类型)   8比特
  Transaction ID(事务ID)   16比特   应该设置为BS选择的非零值，其发送识别请求/报告事务的测量请求
  Starting Channel Number(起始频道号)   8比特
  Number of Channels(频道数量)   8比特
Confirmation Needed(需要确认) 1比特   指出BS是否要求CPE用BLM-RSP消息确认收到本消息0＝不需要确认(默认)1＝需要确认
  Number of SingleMeasurement Requests(单独测量请求的数量) 3比特   在该信息中包括的单独测量请求的数量
  Single Measurement   可变   单独测量请求的集合
  Requests(单独测量请求)
            表II-BLM-RSP消息格式
  语法   大小   注释
  BLM-RSP_Message_Format( ) {
  Management Message Type(管理消息类型)   8比特
  Transaction ID(事务ID)   16比特
  Confirmation Code(确认码)   8比特   表III
          表III-确认码(CC)值
  CC   状态
  0   OK/成功
  1   拒绝其他的
  2   拒绝未被识别的配置设置
  3   拒绝临时的/拒绝资源
  4   拒绝永久的/拒绝管理
  5   拒绝非所有者
  6   拒绝未找到的服务流
  7   拒绝存在的服务流
  8   拒绝不存在的所要求参数
  9   拒绝报头抑制
  10   拒绝未知事务id
  11   拒绝验证失败
  12   拒绝增加中止
  13   拒绝超出动态服务限制
  14   拒绝对于该请求SAID不授权
  15   拒绝建立请求的SA失败
  16   拒绝不支持的参数
  17   拒绝不支持的参数值
正在讨论的BLM-REQ消息可由多个单独的测量消息组成。这些单独测量请求的每个可与不同类型的测量相关联，并由此为网络100提供了高度的灵活性。单独的测量消息可被作为BLM-REQ的一部分发送，或可单独发送。另外，单独测量请求可以针对特别的STA 102或STA 102组。由哪个STA 102接收请求的确定由诸如STA位置、目的地址、在前测量报告的因素以及类似的因素管理。这些因素通常都在当前教导的范围之外，且为了避免典型实施例的描述变得不明确而没有更全面地描述。
除了将一个或多个STA作为目标以执行测量之外，单独测量请求指示STA有关要进行的特定测量。要进行的测量基于监视主要网络的特定方面的需要，以确保允许责任装置自由接入(在允许的偏差之内)主要网络并且因此次要用户可适应于网络的改变(例如接入备用频道)以维持所需要的QoS。基于该理解，用于单独测量请求的表IV和V的下列测量字段显然仅仅是示例性的，且其他的测量也可执行以获取所需要的测量数据以确保责任接入和次要STA QoS。
在单独的BLM-REQ中，BS 101可同时请求STA 102以便在多个频道中执行几种类型的测量。因此，BLM-REQ可由单独测量请求的集合形成。每个单独测量请求规定了几个参数，例如BS 101要求STA 102报告测量的频率，或报告是否是自发的。另外，单独测量请求定义了时间参数，如表IV和附图3所示。
一旦接收到BLM-REQ消息，STA 102应该检查消息报头并确定是否要求用BLM-RSP消息响应。在所有的情况中，如果支持的话，STA 102执行BS 101所要求的所有的测量。STA 102将用BLM-REP消息(如下所述)报告回BS 101，其包括BS在相应的BLM-REQ消息中要求的测量。这些报告应该以BS 101在相应的BLM-REQ消息中规定的周期来发送。
一旦在BS 101成功接收到测量报告消息，那么STA 102应该清除其本地的统计数据以准备将来的测量。
表IV单独测量请求消息格式
  语法   大小   注释
 Single_Measurement_Request_Format()
 Element ID(元素ID)   8比特
 Length(长度)   8比特
 Transaction ID(事务ID)   16比特
Number of Repetitions(重复次数) 16比特  包括在该帧中用于周期性测量请求元素的请求重复的次数。重复次数字段的零值表示测量请求元素仅被执行一次。
Report Frequency(报告频率) 8比特  该字段表示多长时间CPE将测量报告回BS一次0：该字段未被用来请求测量报告。也即，CPE将自发地或在无论何时由BS请求时报告测量。1：CPE应立即报告给BS(如果这关系到已存在的事务ID)或在每个重复间隔的结束报告给BS(在新的事务ID的情况下)。注意在已存在事务ID且报告频率＝＝1的情况下，如果重复次数不为零，那么由CPE维持的本地信息应仅对该事务进行更新。2-127：CPE应在每X次重复的结束发送报
  告给BS。
Restart Delay(重启延迟) 16比特   该字段指示两次测量重复之间的延迟。如表VI所示，测量时段被划分为两个子字段：时间比例和重启延迟。时间比例子字段如表中所示定义重启延迟子字段的比例。重启延迟子字段包括15比特无符号整数，代表最近的周期测量完成到测量活动的重新开始之间的固定的时间延迟。
  Request Mode(请求模式)   3比特   表V
  Request Element(请求元素)   可变   表VIII
  }
                  表V-请求信息元素的示例
  元素ID(1字节)   长度(字节)   描述
  0   可变   电视系统相关的测量请求-部分
1 可变   无线麦克风系统相关的测量请求-部分
2 可变   信标(802.22相关的)测量请求-部分0
  3   可变   停止测量请求-部分0
  4   可变   CPE统计测量请求-部分0
  5   可变   位置配置测量请求-部分0
  6-128   保留
如已经指出的，可能需要在一个时间段上进行重复测量。通过确保一个或多个所需的参数的多种测量，所获取的数据提供了对这些参数的更加可靠的测量，并因此改进了测量的置信因数。假定特定的STA 102在作为网络100的边缘上的孤立STA操作时进行特定频道的信号功率测量并且检测责任者，而所有其他的STA 102更靠近网络100的中央操作。仅仅基于这些数据，BS 101可发送消息以占据备用频道。然而，如果提供这些测量数据的STA 102移动到更靠近STA 102组并重复该测量，那么来自责任者的信号强度即使有也可能是很小的。另一个测量可以确认这些数据，然后BS 101将维持当前操作。因此，重复的测量可用以提供操作状态的更加真实的测量。
附图3是示出了重复测量并与表IV的字段相一致的时间图的概念视图。特别地，在指定的超帧时段期间、在静止时段期间或者在负责进行测量的STA 102的不活动时段期间，每种测量都可被执行。
该时间图示出了持续时间301，在此期间执行测量。另外，示出了重启延迟302。该持续时间和重启延迟被提供在表IV的单独测量请求的字段内。这些字段可以按照表VI和VII格式化。
表VI-重复延迟字段
  比特：1   15
  时间比例   重启延迟
表VII-时间比例和时间单位(TU)定义
  时间单位   时间比例值
  TU   0
  1000TU   1
重复测量可执行n(＝整数＞＝1)次303并可包括随机化间隔304。相同测量的多次重复303增加了结果的可信度，同时随机化间隔104允许STA 102自由安排自己的测量。特别地，BS 101可规定这些参数。例如，如果BS 101规定所有的测量都从相同的时间开始，那么可以将随机化间隔104设置为0。
另外，测量的模式可在BLM-REQ或单独测量请求中被传输。一个示例性的请求模式如表VIII所示。该模式允许BS 101指出它希望如何执行测量以及如何从STA 102把报告发送回BS 101。例如，由于BS 101可能请求由STA 102进行多次测量，因而BS 101可以通过设置表VIII中示出的并行字段来规定这些测量是否并行进行。至于由STA 102发送回BS 101的报告，其可以是周期的(即在给定的时间由BS 101所明确请求的)或是自发的。其由表VIII中示出的自发报告字段所指示。另外，测量的持续时间可如表VIII所示是强制的或非强制的。也就是，STA 102可能必须执行由BS 101所请求的整个时段或较短时段的测量。这种自由由表VIII中的持续时间强制字段所指示。
表VIII-请求模式
语法   大小 注释
  Request_Mode_Format()
  Parallel(并行)   1比特   指示测量是与在相同的测量请求帧中由任意直接在前的测量请求元素所描述的测量并行还是串行开始。值0将意味着测量应在在前测量请求完成之后开始。值1将意味着测量应与在前测量同时开始。并行比特应在帧中第一或唯一测量请求元素中设置为0。
  Autonomous Report(自发报告)   1比特   指示接收请求的CPE是否将允许或禁止用于在该请求中规定的测量的自发测量报告。当允许自发测量报告时，该报告比特应设置为1。当禁止自发测量报告时，该报告比特应设为0。
  Duration Mandatory(强制持续时间)   1比特   指示包含在测量请求中的测量持续时间是否被接收请求的CPE解释为强制的。值0将指示所请求的持续时间是目标持续时间，但正在请求的BS可接受较短持续时间内的测量结果。值1将指示所请求的持续时间是强制的持续时间。
  }
表IX是用于特定于信号的测量请求的消息格式。表X提供用于特定的频带内和频带外测量的特定的系统简档。例如，网络100可在电视频带中操作，但可请求在电视台附近的数据(即ATSC、DVB等)。因此，特定于信号的测量请求可以使用表IX中的系统简档字段中的字段来进行。
特定于信号的测量数据的测量数据可用于多个应用中的一个应用。在一个示例中，测量数据可被用于允许目前在网络100中的STA102移动到可提供更大带宽的邻近网络。另外，网络100可移动到另一个提供更好的质量的频道或不存在责任者和其他次要用户的频道。
                                  表IX-消息格式
语法   大小 注释
  Signal_Specific_Measurement_Request_Format()
  System Profile(系统简档)   8比特   参见表X
  Randomization Interval(随机间隔)   16比特   由于频带内测量由静止时段所驱动，因而该字段仅应用于频带外测量。其规定在进行测量之前可由CPE使用的随机延迟的上限。它用TU的单位规定(参见表)
  Duration(持续时间)   16比特   应被设定为被请求测量的优选持续时间，以TU表示。
  Threshold valid(门限有效)   1比特   0：门限值无效且应被忽视。1：CPE应使用规定以所需要的系统简档检测责任者的门限值。
  Threshold(门限)   15比特   指示由CPE使用的用于检测责任者的门限值(单位：dBm)的有符号
数。如果门限值＝0，CPE应忽视该值并使用默认(可能是预先编制程序的)的门限值用于进行该类型的特定于信号的测量。
       表X-系统简档
  System_Profile   描述
  0   802.22
  1   ATSC
  2   NTSC
  3   无线麦克风
  4   DVB
  5-255   保留
表XI示出了信标测量请求消息格式。这是可被用于基于信标传输获取邻近网络的信息的另一种类型的频带内或频带外测量。可以意识到的是，信标传输的测量可用于改进QoS和减少对责任装置的干扰的多种方法中。例如，如果一个或多个STA 102获取了相当强的信标信号，那么这些数据可被用于传输STA 102到与信标相关的网络。可替换地，网络100可决定通过空气与另一个网络建立通信，并参与共享频道使用的协商以更好地利用频谱并缓解干扰。
                              表XI-信标测量请求
消息格式
语法   大小 注释
  Beacon_Measurement_Request_Format()
  Randomization Interval(随机间隔)   16比特   由于频带内测量由静止时段所驱动，该字段仅应用于频带外测量。它规定在进行测量之前
  可由CPE使用的随机延迟的上限。它以TU为单位规定。
  Duration(持续时间)   16比特   应设为被请求测量的优选持续时间，用TU表示。
  ID   48比特   规定侦听的ID(例如，MAC ID)。可以是广播ID或特定站点ID。
表XII是一个测量停止请求的例子。该测量停止请求定义特定的STA 102或STA 102组即将停止测量的点。该请求可在信标时段202之后执行，或作为BLM-REQ的一部分。表XIII是消息中的停止时间字段，并提供即将停止当前测量的绝对时间。
                           测量停止请求
                           表XII-消息格式
语法   大小 注释
 Stop_Measurement_Request_Format()
 Stop Time(停止时间)   16比特   包括代表CPE应当停止进行所有的测量活动的时间的无符号整数。该停止时间字段包括表中所示的时间比例子字段和停止时间子字段组成。时间比例子字段在表VII中定义并表示停止时间子字段中的整数的时间单位。
表XIII-停止时间字段
  比特：1   15
  时间比例   停止时间
可以向STA 102请求STA特有的数据。这些数据可由BS 101或其他STA，或两者使用，以追踪STA 102的特定的特点。表XIV包括用于CPE统计测量请求的典型格式。组身份字段在表XV中提供。收集的信息可以是多种类型。例如，由STA 102传输的包的数量，错误接收的包的数量，STA检测的信标的数量等。利用该信息，BS101可例如确定某个STA 102处于强/弱干扰之下并采取相应的行动，例如改变一个或多个STA 102的传输/接收计划。
                            CPE统计测量请求
表XIV-消息格式
语法   大小 注释
 CPE_Statistics_Measurement_Request_Format()
 Group Identity(组识别)   8比特   表XV
 Randomization Interval(随机间隔)   16比特   由于频带内测量由静止时段所驱动，该字段仅应用于频带外测量。它规定在进行测量之前可由CPE使用的随机延迟的上限。它以TU为单位规定(参见表)。
 Duration(持续时间)   16比特   应设为被请求测量的优选持续时间，以TU表示。
 }
表XV-组识别
  统计名称   组识别
  CPE Counters fromdot22CountersTable(来自点22计数器的CPE计数器)   0
  保留   1-255
网络中每个STA 102的位置在多种方式下是有用的。例如，如果STA 102距离BS 101或很多其他STA比较远，或距离两者都远，那么它的测量数据可用于仅对该STA进行调整，而并不是对多数STA进行调整。另外，如果STA 102位于网络范围的边缘，那么可决定将该STA与邻近的网络关联。另外，该位置可被用作聚类算法的输入。这些聚类算法可基于它们的位置选择哪个STA 102必须执行哪个测量。因此，BS 101将很可能需要每个STA的位置。表XVI提供了该请求的消息格式和字段。
定位配置测量请求
表XVI-消息格式
  语法   大小   注释
  Location_Configuration_Measurement_Request_Format()
  LCI Discovery Mode(LCI发现模式)   8比特   指出CPE应该获得其位置信息的方法。0-CPE应从其他CPE/BS推断自身的位置信息。1-可使用外部方法(例如，
  GPS)。2-内部或外部方法都可用。3-255-保留
2.测量报告
在执行了测量或其尝试之后，STA 102彼此提供报告，或将报告提供给BS 101，或向两者都提供。例如，在其他通信中，这些报告可在规则测量报告时段203或紧急测量报告时段204期间，或在信标时段201，207期间传输。报告可被STA 102传输，带有应答请求，并可被重复地传输直到从预定的接受者接收到应答。报告消息格式沿袭上述请求格式。会重复的细节为了避免使当前描述的本实施例不明确而被省略。
如前面提到的，BS 101所接收到的报告的类型基本上有两种：规则的或紧急的。规则的报告涉及BS 101已经明确请求STA 102以特定的周期返回报告(且因此BS 101可预先分配足够的资源)的情况；以及还有当STA被允许自行报告的情况。示例地，当充足的数据出于特定的需要已经被收集时STA可自行报告。例如，STA 102可能必须请求资源分配，并且这些数据被要求支持该请求。
当灾难性事件可能即将发生时提供从STA 102到BS 101的紧急报告。例如，当责任者被网络检测到在一个已使用的频道中时，或当系统QoS有所损害时，提供紧急报告。此时，BS 101提供STA能通知BS 101有关潜在的干扰和任何关键测量结果的规则上行数据争用时段(upstream contention period)。可替换地，MAC协议可支持在MAC标头帧中的可由CPE使用以通知BS有关紧急情况的特殊字段。
一旦BS 101分析来自多个STA的报告，其可采取步骤以解决任何潜在的共存情况(或与责任者或与其他类似的网络，也称为自-共存)。为此，MAC应支持一大组频谱管理消息(例如，动态频率选择和传输功率控制)，这些消息使得BS 101能够迅速而有效地反应以解决共存的情况。在自-共存的情况下，另一种可用的机制是“无干扰”调度和通信量约束。如已知的，无干扰调度是以阻止邻近STA 102之间的干扰为目的的动态控制STA 102的传输/接收时段的过程。例如，只要STA A 102正在从它的BS 101接收，无干扰调度机制就将阻止另一个邻近的STA B 102参与传输并因此放弃来自STA A 102的接收。
表XVII示出了容积测量报告(BLM-REP)的典型格式。该报告包括指示要包括的单独测量报告的数量的字段。表XXVIII示出了包括报告信息元素(IE)的单独测量报告的典型格式。表XIX示出了用于报告IE的典型格式。因此，BLM-REP包括多个反过来包括报告IE的单独测量报告。报告IE有利地包括被请求的测量数据。这些数据于是可以被用于执行对频谱管理的需要的动作。
表XVII-容积测量报告消息格式
  语法   大小   注释
  BLM-REP_Message_Format()
  Management Message Type(管理消息类型)   8比特
  Transaction ID(事务ID)   16比特
  Number of SingleMeasurement Reports(单独测量报告的数量)   8比特   在该消息中包含的单独测量报告的数量
  Single Measurement Reports(单独测量报告)   可变   参见表XVIII
表XVIII-消息格式
  语法   大小   注释
  Single_Measurement_Report_Format()
  Element ID(元素ID)   8比特
  Length(长度)   8比特
  Transaction ID(事务ID)   16比特
  Report Information Element(报告信息元素)   可变   表XIX
表XIX-报告信息元素
  元素ID(1字节)   长度(字节)   说明
  129   可变   TV相关的测量报告
  130   可变   无线麦克风相关的测量报告
  131   可变   信标(802.22相关的)测量报告
  132   可变   CPE统计测量报告
  133   可变   位置配置测量报告-
  134-255   保留
表XX示出了特定于信号的测量报告的典型格式。作为在该报告中可由STA 102所规定的部分，频道号和值字段分别代表被站点测量的频道和在相对应的频道中检测的功率级(按照输出SNR)。可替换地，在特定实施例中，次要网络100包括基于快速傅立叶变换(FFT)的调制系统(例如OFDM)。在这样的实施例中，代替返回对于给定测量的在频道中所检测的总功率级，STA 102可返回在FFT的每个分块(bin)中检测的功率级。也即，STA 102可返回整个的FFT至BS 101或其他STA 102。这将提供在给定的频道中所占用的频谱的更加细微和详细的信息。最后，相对较大频率范围上的分块(例如6MHz上的2000个分块)中的报告允许频谱利用更佳表示。
表XX-消息格式
语法   大小   注释
Singnal_Specific_Measurement_Report_Format()
System Profile(系统简档)   8比特   参见表
Report Mode(报告模式)   4比特   表XXI
Start Frame(起始帧)   8比特   频道测量开始的帧数
Duration(持续时间)   16比特   测量的持续时间
Channel Number(频道号)   8比特
Value(值)   10比特   测量的值(例
如输出SINR)
Precision(精确度) 6比特 指示测量值的精确度(重要性)
表XXI-报告模式
语法 大小 注释
Report_Mode_Foramt()
Late(太迟) 1比特 指示CPE是否由于在被请求测量时间之后接收请求而不能执行测量请求。该Late比特应被设置为1以指示请求太迟。该Late比特应被设置为0以指示对于要执行的测量而言请求被及时接收到，或如果没有规定开始时间，也设为0。
Incapable(不能) 1比特 指示该CPE是否不能够产生BS所请求的该报告。该Incapable比特应被设置为1以指示CPE不能产生报告。该Incapable比特应被设置为0以指示CPE能够产生报告或报告是自发的。
Refused(拒绝) 1比特 指示该CPE是否拒绝产生BS所请求的该报告。该Refuesd比特应被设置为1以指示CPE拒绝。该Refuesd比特应被设置为0以指示CPE不拒绝或报告是自发的。
Unmeasured(未测量) 1比特 CPE没有测量该频道
如已经指出的，信标测量提供在网络100的一个或多个STA 102或BS 101的传输/接收范围内有关带内和带外无线站点以及网络的信息。例如表XXII示例的信标测量报告从STA 102发送到其对应的BS101，并传送关于开销信标(例如被其他BS传输的SCH)和/或起源于其他被配置单元的共存信标(被其他STA/BS传输)。
表XXII-消息格式
  语法   大小   注释
  Beacon_Measurement_Report_Format()
  Element ID(元素ID)   8比特
  Length(长度)   8比特
  Report Mode(报告模式)   4比特   表XXI
  Start Frame(起始帧)   16比特   表
  Duration(持续时间)   16比特   表
  Channel Number(频道号)   8比特
  Number of Channels(频道数量)   8比特
  FDC   8比特   关于帧持续时间编码的信息
  FS   7比特   每个超帧的帧的数量
  BS ID   48比特   唯一标识BS的ID/地址
  BS/CPE IE   可变
表XXIII-BS IE
  语法   大小  注释
  BS_IE_Format()
  Element ID(元素ID)   8比特
  Length(长度)   8比特
  RCPI   8比特  接收的载波功率指示符(单位：dBm)
  Link Margin(链路余量)   8比  单位：dBm
  特
表XVIV-STA IE
  语法   大小   注释
  CPE_IE_Format()
  Element ID(元素ID)   8比特
  Length(长度)   8比特
  Frame Number(帧号)   8比特   其中信标被传输的帧
  Frame Offset(帧偏移)   16比特   其中信标被传输的相对于帧传输开始的偏移
  CPE ID   48比特   唯一标识CPE的地址/ID
  RCPI   8比特
  Link Margin(链路余量)   8比特
  Beacon IE(信标IE)   可变   一系列信标IE(参见表XXV)
表XXV-信标IE
  语法   大小   注释
  CPE_Beacon_IE_Format()
  Element ID(元素ID)   8比特
  Length(长度)   8比特
  Direction(持续时间)   1比特   指示该保留用于上行数据流方向(设为0)还是下行数据流方向(设为1)
  Reserved(保留)   4比特   保留
  Frame Offset(帧偏移)   16比特   指示CPE保留的BS(DS或US)相对于其中帧被传输的PHY PDU的第一符号的开始(包括前同步)的偏移(单位：符号持续时间)。
  由帧偏移值所指示的时刻是包括前同步(如果存在)的CPE所保留的第一符号的传输时间。
  Duration(持续时间)   16比特   指示CPE保留的BS(DS或US)的持续时间(以字符持续时间为单位)
  CoS   3比特   指示保留的优先级
  Channel Number(频道号)   8比特   该保留的频道初始数
  Number of Channel(频道数量)   8比特   该保留跨越的频道数
表XXVI-CPE统计测量报告消息格式
  语法   大小   注释
  CPE_Statistics_Measurement_Report_Format()
  Report Mode(报告模式)   4比特   表
  Start Frame(起始帧)   16比特   其中频道测量开始的帧数
  Duration(持续时间)   16比特
  Group Statistics Data(组统计数据)   可变   表
表XXVII-组统计数据
  被请求的组身份   返回的统计(可能存储于MIB)(32比特)
  0   dot22TransmittedCoexistenceBeaconCount点22传输共存信标计数dot22TransmittedFragmentCount         点22传输片断计数dot22TransmittedFrameCount            点22传输帧计数dot22MulticastTransmittedFrameCount   点22多点广播传输帧计数dot22FailedCount                      点22失败计数dot22RetryCount                       点22重试计数dot22MultipleRet ryCount              点22多次重试计数dot22FrameDuplicateCount              点22帧复制计数dot22ReceivedFragmentCount            点22接收片断计数
  dot22ReceivedCoexistenceBeaconCount    点22接收共存信标计数dot22ReceivedBSBeaconCount             点22接收BS信标计数dot22MulticastReceivedFragmentCount    点22多点广播接收片断计数dot22CRCErrorCount                     点22CRC错误计数
  1-255   无
如在已知的IETF RFC 3825(“用于基于坐标的位置配置信息的动态主机配置协议选择”)中所描述的位置配置报告，包括纬度、经度和高度。该报告格式可如在RFC 3825中所描述的，且长度应为16八比特组。这样的消息的示例格式在表XXVIII中提供。
表XXVIII-消息格式
语法  大小 注释
  Location_Configuration_Measurement_Report_Format()   具有纬度解析度、经度解析度和高度解析度的LCI，设为0应指示位置未知。
  Element ID(元素ID)  8比特
  Length(长度)  8比特   应为16八比特组
  Report Mode(报告模式)  4比特   表
  Latitude Resolution(纬度解析度)  6比特   纬度解析度指示纬度的固定点值中的有效比特数
  Latitude(纬度)  34比特   纬度是包括9比特整数和25比特分数的固定点值
  Longitude Resolution(经度解析度)  6比   经度解析度指示经度的
  特   固定点值中的有效比特数
  Longitude(经度)   34比特   经度是包括9比特整数和25比特分数的固定点值
  Altitude Type(高度类型)   4比特   Altitude Type编码高度的类型。编码定义为：1：米-2s-用8比特分数补足固定点22比特整数部分；2：层-2s-用8比特分数补足固定点22比特整数部分；高度类型＝2用于能够以与具有不同的层到层尺寸的建筑更相关的形式表示高度的层
  Altitude Resolution(高度解析度)   6比特   高度解析度指示高度中的有效比特数
  Altitude(高度)   30比特   高度是由高度类型字段定义的值
  Datum(数据)   8比特   Datum是编码用于坐标的水平和垂直参考。该数据八比特组具有256种可能，其中3种已经在因特网地址号码分配委员会(I ANA)注册：·1：WGS 84(地理3D)-世界大地测量系统1984，坐标参考系统(CRS)编码4327，
  本初子午线命名：格林威治；·2：NAD83-北美数据1983，CRS编码4269，本初子午线命名：格林威治；相关的垂直数据是1988年的北美垂直数据(NAVD88)；·3：NAD83-北美数据1983，CRS编码4269，本初子午线命名：格林威治；相关的垂直数据是平均低低潮面(MLLW)。WGS 84数据应当在参考任何位置时使用。IETFRFC 3825中提及的GeoConfOption定义了IANA为其维持注册的两个字段：高度类型(AT)字段和数据字段。该高度注册的初始值如下：·AT＝1由规定的垂直数据定义的高度的米·AT＝2建筑楼层的高度
附图4是按照一个典型实施例的无线通信方法的简化流程图。该方法包括结合示例性的实施例描述的许多细节。这些细节不再重复以避免使得当前描述的方法不明确。
在步骤401，测量请求被传输。这些请求可从BS 101到STA 102，或在STA 102之间，这依赖于使用的MAC(集中式或分布式)层的类型。在请求被接收后，并且在步骤402执行测量。最后，在步骤403，提供报告，所述报告或者作为如上面更全面描述的规则报告或者作为紧急报告。
关于该公开，需要注意的是，这里描述的多种方法和装置可以硬件和软件实现。另外，所包括的所述多种方法和参数是作为示例而不是限制其范围。参照该公开，本领域技术人员可将本教导用于确定自身的技术和用来使这些技术生效的所需设备，同时仍不脱离所附权利要求的范围。

Claims (16)

1.一种在具有动态频谱接入的无线通信网络中的无线通信的方法，包括：
传输测量请求(401)到网络(100)中的一个或多个无线站点STA(102)；
按照测量请求执行测量(402)；和
报告测量结果，其中所述报告步骤包括：
为每个STA分配时间以执行所述报告，其中所述分配包括在一个或多个超帧中建立至少一个规则报告间隔(203)和至少一个紧急报告间隔(204)，
在规则报告间隔期间，提供在收到请求时所执行的测量的结果，以及
在紧急报告间隔期间，报告在所述站点检测到紧急事件时所执行的测量的结果。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述测量请求的传输进一步包括：
从接入点AP(101)向STA(102)传输请求，其中网络(100)是集中式网络。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述测量请求的传输进一步包括：
从网络(100)中的一个或多个STA(102)向网络中的其他STA(102)传输请求，其中网络是分布式无线网络。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述执行测量进一步包括在报告之前重复测量。
5.如权利要求1所述的方法，其中在紧急报告间隔(204)期间一个或多个STA提供报告，并基于所述报告，零个或多个STA从一个通信频道切换到另一个通信频道。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述测量请求的传输进一步包括：传输至少一个容积测量请求BLM-REQ，其中一个容积测量请求包括以下的组中的至少一个指令，所述组包括：要执行的测量类型、执行所述测量的时间、测量持续时间、测量重复的次数、每次测量的置信区间、测量门限以及频道的重复顺序。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述容积测量请求进一步包括一个或多个单独测量请求。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述测量请求的传输进一步包括：传输至少一个特定于信号的测量请求。
9.如权利要求6所述的方法，进一步包括，在传输BLM-REQ之后，传输至少一个对应的容积测量响应BLM-RSP。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述报告进一步包括传输容积测量报告BLM-REP，其进一步包括单独测量报告。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述报告进一步包括提供下列报告中的一个或多个：特定于信号的测量报告；信标测量报告；CPE统计测量报告；位置配置测量报告。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述报告进一步包括：传输快速傅立叶变换数据的多个分块，其中每个分块包括来自频率范围的一部分的数据。
13.一种具有动态频谱接入的无线通信网络(100)，包括：
适用于将测量请求传输到网络中的一个或多个无线站点STA的接入点AP(101)，其中STA(102)适用于：
-按照测量请求执行测量，并在一个或者多个超帧中所确定的规则报告间隔期间报告这些测量的结果，以及
-在STA自身检测到紧急事件时执行测量，以及在一个或者多个超帧中所确定的紧急报告间隔期间报告这些测量的结果。
14.如权利要求13所述的无线通信网络，其中所述测量请求包括容积测量请求BLM-REQ，其中一个容积测量请求包括以下的组中的至少一个指令，所述组包括：要执行的测量类型、执行所述测量的时间、测量持续时间、测量重复的次数、每次测量的置信区间、测量门限以及频道的重复顺序。
15.如权利要求13所述的无线通信网络，其中所述测量请求包括单独测量请求。
16.如权利要求13所述的无线通信网络，其中所述报告结果是下列报告中的一个或多个：特定于信号的测量报告；信标测量报告；CPE统计测量报告；位置配置测量报告。
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