CN101299875A - 查询数据库以解决与受保护服务冲突的盲基站操作的问题 - Google Patents

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Abstract

数据库存储与受保护通信服务有关的已更新信息。用于并存并且可能共信道的无保护通信服务的基站对数据库进行查询，从而请求地理上相关的受保护服务的标识以及与那些已标识受保护服务中的每个有关的数据库存储信息。返回的信息由基站处理，以便确定什么信道可供无保护服务使用。可用信道由基站标识为无保护服务的工作信道，以及基站发起采用无保护服务和所选工作信道来建立通信网络的过程。

Description

查询数据库以解决与受保护服务冲突的盲基站操作的问题
技术领域
本发明涉及共信道无线通信系统，具体来说，涉及解决导致这类共信道无线通信系统之间的有害干扰的并存问题。
背景技术
现在参照图1，在其中示意说明并存共信道无线通信系统。第一无线通信系统10通过某个信道K从广播站12提供服务A。服务A是“受保护无线电信服务”。这意味着，在广播站12的预定范围(距离)内为服务A保留通过其中提供服务A的信道K，而没有来自其它服务的争用或干扰。受保护服务、如服务A的一个实例包括电视(TV)广播服务或者FM无线电广播服务。
第二无线通信系统20通过多个信道中的所选一个或多个从广播站(基站)22提供服务B，其中，信道中可选择的一个信道包括由服务A使用的某个信道K。服务B通常不是受保护无线电信服务。服务B相对于服务A必须至少服从以下规则：服务B不能对任何受保护服务、如服务A进行有害侵入。这意味着，仅当这种操作不会导致对服务A的有害干扰时，才允许服务B使用(在其中操作)服务A也正使用的信道K。如果对于受保护服务A发生这样一种有害干扰，则服务B有责任立即离开信道K。确保不违反防止干扰受保护服务A的上述规则是服务B或者提供服务B的人/实体的职责。无保护服务、如服务B的一个实例包括点到多点无线电信网络(例如IEEE P802.22无线区域网(WRAN))。
对于典型的点到多点无线电信网络(例如IEEE 802.22WRAN)，基站(BS)22管理与最近的网络成员通信的已建立无线网络的操作。在这方面，基站22的职责是确定多个信道中的哪一个被选作工作信道，以及如何把通信机会分配给网络的成员。因此，基站22的职责是监测频谱情况，检测对受保护服务A的有害侵入，以及如果发生这种干扰，命令其网络的所有成员离开当前工作信道K，转到另一个工作信道。
基站进行频谱监测的一种已知机制包括在基站22本身内提供干扰检测能力。但是，基站22的干扰检测能力受到限制。因此，对于基站22的使用存在检测问题，因为在某些情况中，基站22可能无法发现对受保护服务A的有害干扰的全部情况。
基站进行频谱监测的另一种已知机制包括网络的成员的使用。在这个解决方案中，网络的成员监测信道K上的干扰，并向基站22回送报告。例如，在工作信道上操作的各网络成员监测当前干扰情况，在发现不可接受的干扰等级的情况下，成员向基站22发送报告以便通知基站关于这种干扰。基站22从其网络成员收集检测报告，并处理这些报告以确定是否违反防止干扰服务A的规则(例如，因为受保护服务A已经被指定使用工作信道K)。因此，在这种机制中，服务B的基站22至少部分依靠其网络成员来检测受保护服务上或者对受保护服务的有害侵入的情况。
结合网络成员机制，大家会注意到，在没有有效网络成员能够监测干扰并产生回送给基站22的报告时，基站22可能不知道它对受保护服务A的有害侵入。这称作“盲基站”问题，因为基站不了解它选择信道K可能干扰服务A使用信道K的事实。通过参照图1，可以更好地理解这个问题是如何发生的。
首先考虑两个服务B网络成员24和26的存在，两个服务B网络成员24和26位于服务B基站22的噪声限制等高线28以内。网络成员24接收服务A覆盖区30(即，其中服务A例如可由服务B的网络成员感测的区域)外部的服务B。因此，网络成员24不会感测到来自服务A的干扰，因而不能够发现干扰并向基站22进行关于信道K的干扰报告。但是，对于网络成员26，它接收服务A覆盖区30内的服务B。在这个位置，网络成员26设置成感测来自服务A的干扰，因而可向基站22进行关于信道K的干扰报告。在这种情况中，基站22不是盲的，因为至少一个网络成员(即网络成员26)位于服务B的噪声限制等高线28之内，使得它可检测来自服务A的干扰，并向基站22进行适当的报告。响应来自网络成员26的干扰报告，基站22可确定或推断它对信道K的共同使用违反了防止干扰服务A的规则，并采取行动使服务B离开共信道K。
现在假定没有同时位于服务B的噪声限制等高线28和服务A覆盖区30(参见阴影区域32)之内的网络成员(例如前面实例中的网络成员26)。或者，假定这类网络成员存在于区域32中，但是至少就检测干扰的功能性而言没有正确工作。服务B具有覆盖区34(即，其中服务B例如可由服务A的网络成员感测的区域)，它与服务A覆盖区30交迭，并且更重要的是，还与服务A广播站12的噪声限制等高线36交迭(参见阴影区域38)。现在考虑位于阴影区域38之内的服务A接收器40。这个接收器40的服务A接收受到服务B通信的干扰(由于交迭服务B覆盖区34)。但是，由于服务B没有处于阴影区域32之内的网络成员(或者成员没有正确工作以检测干扰)，所以基站22不会接收任何网络成员的干扰报告，因而不了解它正对阴影区域38中的受保护服务A引起的可能或实际干扰。
一般来说，当同时满足下列四个条件的每个时，存在盲基站问题：1.服务B和服务A同时在相同信道(例如信道K)上工作；2.服务B的覆盖区34与服务A的噪声限制等高线36交迭(即，服务B的覆盖区的半径加上服务A的噪声限制等高线的半径超过两个广播站/基站之间的距离)；3.服务B的基站处于服务A的覆盖区30之外(即，两个广播站/基站之间的距离大于服务A的覆盖区的半径)；以及4.在服务B的噪声限制等高线28与服务A的覆盖区30之间的交迭区(区域32)中没有服务B的网络成员(或者这种成员没有正确工作)。
因此，本领域需要解决可能发生的与共信道无线电信系统所提供的并存服务有关的盲基站问题。
发明内容
在一个实施例中，系统包括：数据库，存储与至少一个受保护无线电信服务的存在和操作有关的信息；至少一个基站，提供无保护无线电信服务；以及通信链路，至少一个基站通过所述通信链路与数据库通信。在建立无保护无线电信服务之前，基站访问数据库以检索与受保护无线电信服务有关的已存储信息，并且评估已检索信息以便以不会干扰至少一个受保护无线电信服务的方式来建立无保护无线电信服务。
在另一个实施例中，一种方法包括：由基站开始建立提供无保护无线电信服务的服务网络的过程；由基站对受保护服务数据库进行查询以检索与至少一个受保护无线电信服务的存在和操作有关的已存储信息；以及评估已检索信息，以便以不会干扰至少一个受保护无线电信服务的方式建立无保护无线电信服务。
在又一个实施例中，系统包括：数据库，存储与至少一个受保护无线电信服务的存在和操作有关的信息；至少一个基站，用于提供无保护无线电信服务；以及通信链路，至少一个基站通过所述通信链路与数据库通信。在建立无保护无线电信服务之前，基站查询数据库以识别可能受到基站建立无保护无线电信服务的不利影响的任何受保护无线电信服务。基站评估所接收的对查询的数据库响应，并确定不会干扰至少一个受保护无线电信服务的无保护无线电信服务的至少一个可用工作信道。
在另一个实施例中，一种方法包括：由基站开始建立提供无保护无线电信服务的服务网络的过程；由基站对受保护服务数据库进行查询以识别可能受到基站建立无保护无线电信服务的不利影响的任何受保护无线电信服务；以及评估已检索信息，以便确定不会干扰至少一个受保护无线电信服务的无保护无线电信服务的至少一个可用工作信道。
附图说明
通过参照附图，可以更全面地理解本发明，附图中：
图1示意说明并存共信道无线通信系统以及盲基站问题发生的方式；
图2是对盲基站问题的一种系统解决方案的框图；以及
图3是基站操作的流程图。
具体实施方式
现在参照图2，其中说明对盲基站问题的一种系统解决方案的框图。建立数据库100以保存与受保护服务(例如受保护服务A)的存在和操作有关的已更新信息。提供和更新数据库100中存储的信息的职责优选地归于受保护服务A的提供商，但是，服务B的提供商也可承担这个职责或者可承包给第三方。与每个受保护服务相关的已存储信息一般包括与属性、工作信道、工作安排、广播站的地理位置以及服务的覆盖半径(即覆盖区30)有关的信息。更详细的信息包括每个受保护服务的下列信息：服务类型，工作信道，覆盖数据，广播站的地理位置，工作安排，以及服务射频传送的传播参数。
在受保护服务A是电视广播服务的情况中，数据库100会存储与每个电视信道相关的广播信息。这个信息至少包括用于广播传送的信道、广播站(发射天线)的位置、广播传送的覆盖半径、操作安排以及广播传播信息。
数据库100通过服务B的传统主干通信网络102连接到服务B的基站22，传统主干通信网络102把基站22彼此互连以及连接到任何必要的集中通信基础设施(例如路由器、交换机、接口、计费系统等)。
每当服务B的基站22希望建立其网络时，它首先查询数据库(经由有线主干通信网络102)。这种查询要求数据库100返回与可能受到将由基站22建立的预期网络影响的任何受保护服务相关的已存储信息。因此，大家会注意到，受保护服务A的已存储信息的初始过滤由数据库100响应基站22的查询而执行。数据库100已知的、不可能受到预期服务B的建立影响(例如由于地理问题、工作信道问题、工作安排问题等)的那些受保护服务A被滤出，以及与那些服务有关的信息没有返回给查询基站22。
在一个优选实现中，由数据库100响应查询而执行的过滤的等级将滤出在地理上不与基站22以及服务B网络的所建议建立相关的那些受保护服务A。因此，其广播站12设置在远离基站22的位置的数据库100中存储的受保护服务A将被滤出，仅留下其广播站12与基站22相邻的那些服务A(例如，具有与服务B的覆盖区34和/或服务B的噪声限制等高线28的一个或多个交迭的服务覆盖区30的那些服务)。
因此，返回给查询基站22的是在地理上相关的服务A的标识以及与那些已标识服务的每个相关的数据库存储信息。基站22则评估与相关服务A有关的返回信息。这种评估的信息包括相关服务A的已更新属性和参数。如上所述，与服务A中的每个相关的返回信息包括服务类型、工作信道、覆盖数据、广播站的地理位置、工作安排以及服务射频传送的传播参数。从这个信息的评估中，基站22可确定对于可能与将由基站22建立的预期服务B网络结合使用，什么工作信道是可用的(以及这些信道的每个的可用工作周期是什么)。因此，基站22可按照对于服务A避免“盲基站”问题的方式构造将建立的预期服务B网络。
重要的是要注意，通过数据库100中存储的信息的使用和评估，在建立服务B时基站22可避免盲基站问题，而无需网络成员(例如成员24和26)监测干扰。大家会理解，用于网络成员监测干扰的传统的先有技术过程也可在建立服务B网络之后使用，以便确认不存在对于受保护服务的干扰问题。
现在参照图3，其中说明基站操作的流程图。在步骤200，基站开始建立其服务B网络的过程。在步骤202，基站向数据库100进行查询。如上所述，数据库通过向基站返回在地理上相关的受保护服务A的标识以及与那些已标识受保护服务中的每个相关的数据库存储信息，对查询进行响应。在步骤204，基站处理返回的信息，并确定什么信道可供服务B使用。这种确定至少考虑响应步骤202的查询而标识的在地理上相关的受保护服务A的地理和定时安排信息。在步骤204标识了可用信道时，基站随后在步骤206确定用于服务B的工作信道，并采用已确定工作信道开始建立用于服务B的网络的过程。最后，在步骤208，基站开始服务B的正常操作。
通过具体实例的分析，可以更好地理解本发明。大家知道，空中广播电视信道通过未使用频率分隔。电视广播频谱中的这种“白空间”的大小和配置随着给定地理位置中存在的信道数量改变。白空间的存在为其它应用创造利用这种原本未使用频谱的机会。
在2004年10月，联邦通信委员会(FCC)发布了建议规则制订通知来开放无需许可地使用的电视频谱的54-698MHz部分。作为把地理位置内任何未使用电视信道(白空间)投入实际使用的步骤，考虑实现无线区域网(WRAN)的部署的标准，它以不会干扰这时在电视频谱中工作的许可服务(即受保护服务)的方式利用未使用电视信道。还可能存在共信道的使用是可能的情况。
通过使用图2的数据库100和图3的过程，提供固定的点到多点无线区域网的基站可在电视信道中所选的一个上以不会引起对电视广播频段中的现有许可服务的有害干扰的方式来建立服务。数据库100存储许可电视台的每个的相关广播信息。这种信息可按照地理区域(例如城市、州、都市区域等)存储或安排在数据库中。将在电视频谱的54-698MHz部分中提供WRAN的基站首先查询数据库以标识与基站的位置在地理上相关的电视服务。然后，评估那些已标识服务的每个的广播信息，以标识用于WRAN的可用信道。那些信道之一则被选取，并且WRAN由基站在那个信道上建立。重要的是，根据从数据库100检索的受保护服务信息的基站分析，可允许基站共信道使用电视信道，只要如上所述的分析表明不存在盲基站问题。
虽然已经在附图中说明以及在以上详细描述中描述了本发明的方法及设备的优选实施例，但是大家会理解，本发明不限于所公开的实施例，而是能够有许多重新配置、修改和替换，而没有背离以下权利要求提出和定义的本发明的精神。

Claims (19)

1.一种系统，包括：
数据库，存储与至少一个受保护无线电信服务的存在和操作有关的信息；
至少一个基站，用于提供无保护无线电信服务；以及
通信链路，所述至少一个基站通过所述通信链路与所述数据库通信；
其中，在建立所述无保护无线电信服务之前，所述基站访问所述数据库以检索与所述受保护无线电信服务有关的已存储信息，并且评估所检索信息，以便以不会干扰所述至少一个受保护无线电信服务的方式来建立所述无保护无线电信服务。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述已存储信息包括所述至少一个受保护无线电信服务的工作信道标识、广播站位置和受保护服务覆盖区，所述基站根据所检索的所述至少一个受保护无线电信服务的工作信道标识、广播站位置和受保护服务覆盖区信息为无保护无线电信服务进行工作信道选择。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述已存储信息还包括与所述至少一个受保护无线电信服务相关的覆盖数据和射频传播参数。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述基站通过根据所检索的与至少一个受保护无线电信服务的存在和操作有关的信息为所述无保护无线电信服务确定至少一个可用工作信道来评估。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，在进行所述确定时评估的所检索信息包括用于所述至少一个受保护无线电信服务的地理和定时信息。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述基站还在所确定的至少一个可用工作信道上建立提供所述无保护无线电信服务的服务网络。
7.一种方法，包括：
由基站开始建立提供无保护无线电信服务的服务网络的过程；
由所述基站对受保护服务数据库进行查询，以便检索与至少一个受保护无线电信服务的存在和操作有关的已存储信息；以及
评估所检索信息，以便以不会干扰所述至少一个受保护无线电信服务的方式建立所述无保护无线电信服务。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述已存储信息包括所述至少一个受保护无线电信服务的工作信道标识、广播站位置和受保护服务覆盖区，以及评估包括根据所检索的所述至少一个受保护无线电信服务的工作信道标识、广播站位置和受保护服务覆盖区信息为所述无保护无线电信服务进行工作信道选择。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述已存储信息还包括与所述至少一个受保护无线电信服务相关的覆盖数据和射频传播参数。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，评估包括根据与至少一个受保护无线电信服务的存在和操作有关的所检索信息为所述无保护无线电信服务确定至少一个可用工作信道。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在进行所述确定时评估的所检索信息包括用于所述至少一个受保护无线电信服务的地理和定时信息。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括在所确定的至少一个可用工作信道上建立提供所述无保护无线电信服务的服务网络。
13.一种系统，包括：
数据库，存储与至少一个受保护无线电信服务的存在和操作有关的信息；
至少一个基站，用于提供无保护无线电信服务；以及
通信链路，所述至少一个基站通过所述通信链路与所述数据库通信；
其中，在建立所述无保护无线电信服务之前，所述基站查询所述数据库以识别可能受到基站建立所述无保护无线电信服务的不利影响的任何受保护无线电信服务，所述基站评估所接收的对所述查询的数据库响应，并确定不会干扰所述至少一个受保护无线电信服务的所述无保护无线电信服务的至少一个可用工作信道。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述数据库通过识别与用于所述无保护无线电信服务的基站在地理上相关的任何受保护无线电信服务对所述查询进行响应。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述无保护无线电信服务是无线区域网服务。
16.一种方法，包括：
由基站开始建立提供无保护无线电信服务的服务网络的过程；
由所述基站向受保护服务数据库进行查询以识别可能受到基站建立所述无保护无线电信服务的不利影响的任何受保护无线电信服务；以及
评估所检索信息，以便确定不会干扰所述至少一个受保护无线电信服务的所述无保护无线电信服务的至少一个可用工作信道。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述数据库通过识别与用于所述无保护无线电信服务的基站在地理上相关的任何受保护无线电信服务对所述查询进行响应。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述无保护无线电信服务是无线区域网服务。
19.一种系统，包括：
数据库，存储与受保护通信服务有关的已更新信息；以及
基站，用于并存并且可能共信道的无保护通信服务，所述基站用于对所述数据库进行查询，从而请求在地理上相关的受保护服务的标识以及与那些已标识受保护服务中的每个有关的所述数据库存储信息，所述基站处理返回的信息以确定什么信道可供所述无保护服务使用，所述可用信道中所选的一个由所述基站标识为用于所述无保护服务的工作信道，以及所述基站采用所述无保护服务和所述所选工作信道来建立通信网络。
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