CN101516098B - 有效使用许可频谱和共享频谱的移动系统和基站系统 - Google Patents

Abstract

提供一种有效使用许可频谱和共享频谱的移动系统和基站系统。所述移动系统包括：初始化单元，使用许可频谱和共享频谱中的至少一个初始化数据的发送和接收；感测单元，通过所述至少一个频谱感测用于发送和接收数据的频谱；以及收发器，经由感测的频谱发送和接收数据。

Description

有效使用许可频谱和共享频谱的移动系统和基站系统

本申请要求于2008年2月18日在韩国知识产权局提交的第2008-14615号韩国专利申请的优先权，该申请全部公开于此以资参考。

技术领域

本发明的各方面涉及一种有效使用许可频谱和共享频谱的移动系统和基站系统。

背景技术

当前通信服务通常以基于语音的服务为基础。因此，在使用无线数据服务的情况下，在与使用语言服务相比较时，可能很难进行重要的商业实现。此外，用户关注当前的数据服务费用系统。在移动的同时，用户通常不使用数据服务。在需要相对高数据率的服务的情况下，可能需要宽带方案。

在未来的通信环境中，明显高于当前服务的高传输速度服务将是可行的。对于需要高数据率的服务，宽带频率应该被保护。然而，当考虑当前频率分布状态时，宽带频率的保护可能很难。因此，需要一种有效使用当前频带的技术。

发明内容

本发明的一方面提供一种能够根据移动系统的功能分配许可频谱和共享频谱从而有效使用共享频谱的移动系统和基站系统。

本发明的其它方面还提供这样一种移动系统和基站系统：使得移动系统在安排的时间周期性地操作与基站系统通信的通信模块从而监控来自基站系统的控制消息，并且能够将移动系统从休眠模式转换到唤醒模式以实现共享频谱的转换，从而能够提高移动系统的功率效率。

本发明的其它方面还提供这样一种移动系统和基站系统：能够经由分配的频谱从基站系统接收与虚拟基站系统相关的控制消息，并且基于所述控制消息选择用于与虚拟基站系统通信的频谱，从而有效使用由虚拟基站系统使用的共享频谱。

根据本发明的一方面，提供一种移动系统。所述移动系统包括：初始化单元，使用许可频谱和共享频谱中的至少一个初始化数据的发送和接收；感测单元，通过所述至少一个频谱感测用于发送和接收数据的频谱；以及收发器，经由感测的频谱发送和接收数据。

感测单元可包括：感测信息报告单元，经由至少一个频谱将感测信息报告给基站系统；以及共享频谱改变单元，基于根据感测信息从基站系统接收的控制消息改变共享频谱。

许可频谱可包括用于提供语音服务和具有小于或等于阈值的数据率的数据服务中的至少一个的带宽。共享频谱可包括除了包括在许可频谱中的带宽之外的剩余带宽。

根据本发明的另一方面，提供一种基站系统。所述基站系统包括：移动系统分类单元，根据许可频谱和共享频谱之间的可用频谱对移动系统进行分类；以及频谱分配单元，根据移动系统的分类来分配许可频谱和共享频谱中的至少一个。

移动系统可包括：监控单元，在休眠模式下时，按每个预定周期经由许可频谱监控来自基站系统的控制消息；以及模式转换器，基于控制消息将休眠模式转换为唤醒模式。

根据本发明的另一方面，提供一种移动系统。所述移动系统包括：控制消息接收器，经由分配的频谱从基站系统接收与虚拟基站系统相关的控制消息；频谱选择器，基于控制消息选择将用于与虚拟基站系统通信的频谱；以及数据收发器，经由选择的频谱发送和接收数据。

根据本发明的另一方面，提供一种基站系统。所述基站系统包括：控制消息发送器，将控制信息发送到移动系统，其中，控制信息包括相关虚拟基站系统的频谱信息；以及通信中继器，基于频谱信息中继移动系统和虚拟基站系统之间的通信。

将在接下来的描述中部分阐述本发明另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明的实施而得知。

附图说明

通过下面结合附图对本发明的实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它方面和优点将会变得明显且更加容易理解，其中：

图1示出根据本发明的实施例的移动系统和基站系统；

图2是示出根据本发明的实施例的移动系统的内部配置的框图；

图3是示出根据本发明的实施例的基站系统的内部配置的框图；

图4示出根据本发明的实施例的基站系统的基本操作的示例；

图5是示出根据本发明的实施例的初始化数据的发送和接收以及发送和接收数据的方法的流程图；

图6是示出根据本发明的另一实施例的初始化数据的发送和接收以及发送和接收数据的方法的流程图；

图7是示出根据本发明的另一实施例的初始化数据的发送和接收以及发送和接收数据的方法的流程图；

图8示出根据本发明的实施例的管理共享频谱的示例；

图9示出根据本发明的实施例的休眠模式操作的示例；

图10是示出根据本发明的实施例的移动系统、基站系统和虚拟基站系统的框图；

图11是示出根据本发明的实施例的移动系统的内部配置的框图；

图12是示出根据本发明的实施例的基站系统的内部配置的框图；以及

图13是示出根据本发明的实施例的移动系统的初始访问处理的流程图。

具体实施方式

现将详细参照本发明的实施例，其示例在附图中表示，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下通过参考附图描述示例性实施例以解释本发明。

图1示出根据本发明的实施例的基站系统101和移动系统106。

在图1中，根据移动系统106的功能可使频谱的使用二元化。为了使频谱的使用二元化，基站系统101可包括用于发送和接收许可频谱的设备102以及用于发送和接收共享频谱的设备103。现有移动系统104可仅包括用于发送和接收许可频谱的设备105。移动系统106可包括用于发送和接收许可频谱的设备107以及用于发送和接收共享频谱的设备108两者。现有移动系统104可被构建为仅使用许可频谱，所述许可频谱通常可被设置为一般在现有移动系统中使用的带宽为1.25MHz至10MHz的带宽。具有动态访问功能的移动系统106可被构建为使用许可频谱和共享频谱两者。

现有移动系统104可仅使用许可频谱接收具有低数据率或中数据率的服务和语音。移动系统106可使用许可频谱接收具有低数据率或中数据率的服务和语音，并且还可使用共享频谱接收具有高数据率的服务。由于共享频谱可接入动态频谱，因此共享频谱可使用比许可频谱更宽的带宽。通过使用共享频谱，可以更加有效地提供具有高数据率的服务。

图2是示出根据本发明的实施例的移动系统200的内部配置的框图。移动系统200可包括初始化单元210、感测单元220和收发器230，如图2所示。

初始化单元210可使用许可频谱和共享频谱中的至少一个来初始化数据的发送和接收。许可频谱可包括用于提供语音服务和具有小于或等于阈值的数据率的数据服务中的至少一个的带宽。共享频谱可包括除了包括在许可频谱中的带宽之外的剩余带宽。当在移动系统200中保护共享频谱时，初始化单元210可选择许可频谱和共享频谱中的任意一个，从而初始化数据的发送和接收。相反，当没有保护共享频谱时，初始化单元210可使用许可频谱初始化数据的发送和接收。

感测单元220可经由至少一个频谱感测用于发送和接收数据的频谱。为了在移动系统200中使用共享频谱，需要感测共享频谱和保护共享频谱的操作。为了感测共享频谱，需要周期地或根据需要感测带内和带外频谱，并且报告感测信息。当报告感测信息时，可使用许可频谱或共享频谱。可通过初始的许可频谱来控制对于共享频谱的资源分配，并且还可通过许可频谱并通过相同的共享频谱或其它保护的共享频谱来控制对于共享频谱的资源分配。具体地，使用稳定的频谱(诸如许可频谱)的共享频谱的资源分配和管理可使得频谱在整个系统中更加容易地被管理。

对于上述操作，感测单元220可包括感测信息报告单元221和共享频谱改变单元222。感测信息报告单元221可经由至少一个频谱将感测信息报告给基站。共享频谱改变单元222可基于根据感测信息从基站系统接收的控制消息改变共享频谱。

收发器230可经由感测的频谱发送和接收数据。通过使用感测单元220，可使用初始许可频谱将共享频谱分配给移动系统200，接着使用许可频谱或共享频谱将相同的共享频谱或另一共享频谱分配给移动系统200。通过这种方式，移动系统200可经由分配的共享频谱将数据发送到基站和从基站接收数据。

移动系统200可包括监控单元(未示出)和模式转换器(未示出)。监控单元可在休眠模式下在每个预定周期经由许可频谱监控来自基站系统的控制消息。模式转换器可基于控制消息将休眠模式转换为唤醒模式。休眠模式和唤醒模式可用于有效使用移动系统200的能量，稍后将对其进行详细描述。

图3是示出根据本发明的实施例的基站系统300的内部配置的框图。基站系统300可包括移动系统分类单元301、频谱分配单元302、改变消息发送器303和控制消息发送器304。

移动系统分类单元301可根据许可频谱和共享频谱之间的可用频谱对移动系统进行分类。移动系统分类单元301可将移动系统分类为仅能够使用许可频谱的移动系统以及能够使用许可频谱和共享频谱两者的移动系统。可通过可包括在基站系统300中或连接到基站系统300的移动系统功能数据库(未示出)来执行分类。例如，移动系统功能数据库可包括根据许可频谱和共享频谱之间的移动系统中使用的频带分类的每个移动系统的信息细节。在移动系统期望被分配共享频谱的情况下，移动系统分类单元301可通过搜索移动系统功能数据库对移动系统进行分类。

频谱分配单元302可根据移动系统的分类分配许可频谱和共享频谱的至少一个。具体地说，仅能够使用许可频谱的移动系统可被实现为经由许可频谱发送和接收数据。能够许可频谱和共享频谱两者的移动系统可被实现为使用许可频谱和共享频谱的至少一部分。

改变消息发送器303可经由至少一个频谱基于从移动系统接收的感测信息将与共享频谱的改变相关的改变消息发送到移动系统。改变消息发送器303可基于从移动系统接收的感测信息确定是否有必要改变移动系统的共享频谱。改变消息发送器303可将用于控制共享频谱改变的改变消息发送到移动系统。在这种情况下，移动系统可响应于改变消息将响应消息发送到基站系统300。移动系统可改变共享频谱，接着经由改变的共享频谱发送和接收数据。

控制消息发送器304可在安排的时间经由许可频谱发送控制消息，以将移动系统从休眠模式转换为唤醒模式。由于处于休眠模式的移动终端不能与基站系统300进行通信，因此移动系统不能检验共享频谱是否被改变。因此，处于休眠模式的移动终端可在安排的时间周期地操作通信模块，监控控制消息，并且根据控制消息将移动系统从休眠模式转换为唤醒模式。通过这种方式，移动系统可检验共享频谱的改变。

图4是示出根据本发明的实施例的基站系统的基本操作的示例。基站系统应该将相应频谱分配给分类的移动系统。为此，基站系统可使用包括在基站系统中的调度器401。调度器401可与图3的移动系统分类单元301相应。基于移动系统功能数据库402，调度器401可从收发器组403选择与期望被分配频谱的移动系统404的每一个相应的收发器，向移动系统404的每一个分配相应频谱，并且经由选择的收发器发送和接收各种类型的控制消息或数据。收发器组403可包括许可频谱收发器和共享频谱收发器。

图5是示出根据本发明的实施例的初始化数据的发送和接收以及发送和接收数据的方法的流程图。

图6是示出根据本发明的另一实施例的初始化数据的发送和接收以及发送和接收数据的方法的流程图。

图7是示出根据本发明的另一实施例的初始化数据的发送和接收以及发送和接收数据的方法的流程图。

图5是经由许可频谱在移动系统中发送和接收数据的方法的示例。在操作S501，移动系统可确定是否存在将被发送的数据。当存在数据时，在操作S502，移动系统可经由共享频谱初始化数据的发送和接收。在操作S503，移动系统可确定许可频谱是否可用。当许可频谱可用时，在操作S504，移动系统可经由许可频谱发送和接收数据。

图6是经由许可频谱和共享频谱两者在移动系统中发送和接收数据的示例。在操作S601，移动系统可确定是否存在将被发送的数据。当存在数据时，在操作S602，移动系统可经由许可频谱初始化数据的发送和接收。在操作S603，移动系统可确定共享频谱是否可用。当共享频谱可用时，在操作S604，移动系统可经由共享频谱发送和接收数据。当共享频谱没有被分配给移动系统时或者移动系统期望使用稳定的许可频谱被分配共享频谱的资源时，可执行操作S604。相反，当在操作S603共享频谱不可用时，在操作S605，移动系统可确定是否可以仅经由许可频谱发送和接收数据。当可以仅经由许可频谱发送和接收数据时，在操作S606，移动系统可经由许可频谱发送和接收数据。

图7是经由许可频谱和共享频谱两者在移动系统中发送和接收数据的另一示例。在操作S701，移动系统可确定是否存在将被发送的数据。当存在数据时，在操作S702，移动系统可经由共享频谱初始化数据的发送和接收。在操作S703，移动系统可确定共享频谱是否可用。当共享频谱可用时，在操作S704，移动系统可经由共享频谱发送和接收数据。当向共享频谱分配资源以用于发送和接收数据时，可以选择性地使用分配的共享频谱和许可频谱中的任何一个。相反，当在操作S703共享频谱不可用时，在操作S705，移动系统可确定是否可以仅经由许可频谱发送和接收数据。当可以仅经由许可频谱发送和接收数据时，在操作706，移动系统可经由许可频谱发送和接收数据。

图8示出根据本发明的实施例的管理共享频谱的示例。

在操作S801，可经由共享频谱在基站和使用共享频谱的移动系统之间发送和接收数据。在操作S802，移动系统可周期性地或根据需要将感测信息报告给基站。在操作S803，基站可基于感测信息确定是否有必要改变移动系统的共享频谱。在操作S804，当有必要改变移动系统的共享频谱时，基站可将预定改变消息发送到移动系统。在操作S805，移动系统可接收改变消息并且响应于改变消息将响应消息发送到基站。在操作S806，移动系统可基于改变消息改变共享频谱。当共享频谱被改变时，在操作S807，基站和移动系统可执行对于改变的共享频谱的同步。在同步之后，在操作S808，可经由改变的共享频谱在基站和移动系统之间发送和接收数据。

可经由共享频谱发送感测信息、改变消息、响应消息等，而许可频谱可用于更加稳定的管理。例如，当共享频谱的干扰量严重时，可使用许可频谱。当发送用于同步的控制消息时，可使用具有相对高数据率的共享频谱。

如上所述，根据本发明的一方面的移动系统和基站系统可有效地管理具有高数据率的共享频谱。

图9示出根据本发明的实施例的休眠模式操作的示例。

在操作S901，可经由共享频谱在基站和使用共享频谱的移动系统之间发送和接收数据。在操作S902，为了功率效率，移动系统可转换到休眠模式。休眠模式可切断与基站通信的通信模块的电源，从而提高移动系统的功率效率。在休眠模式下，移动系统完全不能与基站进行通信。因此，移动系统可在安排的时间在每个周期(诸如侦听间隔)操作与基站通信的通信模块，以转换到唤醒模式。

在操作S902转换到休眠模式之后，在操作S903，移动系统可在处于休眠模式的同时在每个预定周期经由许可频谱从基站系统接收控制消息。在操作S904，基站可将控制消息发送到移动系统。具体地，由于在操作S906之前接收到控制消息，因此控制消息可以不包括关于共享频谱改变的信息。因此，在操作S905，移动系统可保持休眠模式。当在操作S906改变共享频谱时，基站可将包括与共享频谱改变相关的信息的控制消息发送到移动系统。在操作S908，接收控制消息的移动系统可转换到唤醒模式。

在操作S909，模式转换的移动系统和基站可执行对于改变的共享频谱的同步。在操作S910，可经由同步的共享频谱在基站和移动系统之间发送和接收数据。

如上所述，即使共享频谱被改变，根据本发明的一方面的移动系统也可保持恒定的服务。

图10是示出根据本发明的实施例的移动系统1004、基站系统1001和虚拟基站系统1002的框图。

虚拟基站系统1002可使用基站系统1001的基础结构。虚拟基站系统1002可经由共享频谱代替在基站系统1001中使用的频谱来提供无线语音服务和数据服务。由于共享频谱可根据时间和位置被改变，因此与共享频谱相关的信息可被包括在控制消息(诸如基站系统1001的广播信息)中。因此，当现有移动系统1003和移动系统1004执行初始访问时，现有移动系统1003和移动系统1004可从广播的控制消息获得关于虚拟基站系统1002的信息，并且经由与所述信息相应的共享频谱被连接到虚拟基站系统1002。

可通过基站系统1001来广播对于虚拟基站系统1002的移动虚拟网络运营商(MVNO)的主要广播控制消息。主要广播控制消息可包括最小基本广播控制信息(诸如虚拟基站系统1002的标识符)和频谱信息(诸如能够在虚拟基站系统1002中使用的共享频谱或开放类型频谱)。在虚拟基站系统1002中使用的共享频谱可实现用于操作虚拟基站系统1002的基本控制信息、控制信息(诸如用于数据的发送和接收的一般控制消息)、频谱管理的感测信息等以及数据等的发送和接收。

基站系统1001基本可包括能够处理基站系统1001的频谱(通常为许可频谱)的设备。基站系统1001可按有线方式与中央控制设备连接。虚拟基站系统1002可使用基站系统1001的中央控制设备来管理订户。由于经由共享频谱实现虚拟基站系统1002的数据服务，因此基站系统1001应该包括能够支持经由共享频谱发送和接收数据的设备。共享频谱处理设备可被安装在基站系统1001中。虚拟基站系统1002的运营商可向基站系统1001收取适当的租赁费。运营商可直接在基站系统1001中安装共享频谱处理设备。可通过实际感测来保护共享频谱，还可经由频谱代理1005来保护共享频谱。频谱代理1005运行以管理中心处的共享频谱。

现有移动系统1003可包括仅能够处理基站系统1001的频谱的设备，而移动系统1004可处理基站系统1001的频谱和虚拟基站系统1002的频谱。

图11是示出根据本发明的实施例的移动系统1100的内部配置的框图。移动系统1100可包括控制消息接收器1110、频谱选择器1120、数据收发器1130和报告单元1140，如图11所示。

控制消息接收器1110可经由分配的频谱从基站接收与虚拟基站系统相关的控制消息。控制消息可包括虚拟基站系统的标识符和频谱信息中的至少一个。控制消息接收器1110可基于控制消息检索虚拟基站系统并被分配频谱。

频谱选择器1120可基于控制消息选择将用于与虚拟基站系统通信的频谱。选择的频谱可包括经由频谱代理在虚拟基站系统中被保护的共享频谱的至少一部分。

数据收发器1130可经由选择的频谱发送和接收数据。为了发送和接收数据，数据收发器1130可包括：同步单元1131，执行与虚拟基站系统的前向帧同步；初始化单元1132，从虚拟基站系统接收广播控制消息，以执行移动系统与虚拟基站系统之间的初始化；以及附加控制消息接收器1133，经由选择的频谱接收附加控制消息。附加控制消息可包括用于操作虚拟基站系统的控制信息、用于数据的发送和接收的控制信息和用于频谱管理的感测信息中的至少一个。

报告单元1140可将感测信息报告给虚拟基站系统。感测信息可用于保护虚拟基站系统中的共享频谱。

图12是示出根据本发明的实施例的基站系统1200的内部配置的框图。基站系统1200可包括控制消息发送器1210和通信中继器1220，如图12所示。

控制消息发送器1210可将控制信息发送移动系统。控制信息可包括相关虚拟基站系统的频谱信息。控制信息还可包括虚拟基站系统的标识符。移动系统可基于频谱信息和与标识符相应的虚拟基站系统进行通信。

通信中继器1220可基于频谱信息中继移动系统和虚拟基站系统之间的通信。通信中继器1220可包括数据收发器1221，经由共享频谱发送和接收用于虚拟基站系统的数据。具体地说，通信中继器1220可在虚拟基站系统和能够处理虚拟基站系统的频谱的移动系统之间中继数据的发送和接收。

图13是示出根据本发明的实施例的移动系统的初始访问处理的流程图。在此使用的术语“移动网络运营商(MNO)”可以是根据本发明的一方面的基站系统或服务。在此使用的术语“MNO”可以是根据本发明的一方面的虚拟基站系统或服务。

在操作S1301，当在MVNO中注册的移动系统执行初始访问时，移动系统可首先检索MNO频谱并同步MNO前向帧。在操作S1302，移动系统可接收MVNO主要广播控制消息以获得MVNO频谱信息，所述MVNO主要广播控制消息是包括在MNO前向帧中的MVNO共享频谱信息。在操作S1303，移动系统可选择MVNO频谱。在操作S1304，移动系统可检索选择的MVNO频谱并同步MVNO前向帧。在操作S1305，移动系统可接收在MVNO频谱中广播的次级广播控制消息。在操作S1306，移动系统执行移动系统和作为MVNO基站的虚拟基站系统之间的同步。MVNO基站可以是支持MVNO并在MVNO共享频谱中操作的MNO基站。如果在初始化完成之后有必要，则在操作S1307，移动系统可将数据和控制消息发送到MVNO基站或从MVNO基站接收数据和控制消息。

如上所述，根据本发明的一方面的移动系统和基站系统可经由分配的频谱从基站接收与虚拟基站系统相关的控制消息，并且基于控制消息选择将被用于与虚拟基站系统进行通信的频谱，从而可有效地使用由虚拟基站系统使用的共享频谱。

对于本发明的操作，MVNO可使用频谱代理来保护共享频谱，并且还基于报告的终端的感测信息等保护共享频谱。可使用开放类型的频谱。当有必要改变MVNO频谱时，可使用MVNO频谱报告改变信息。另外，可使用MVNO频谱的MVNO广播控制信息报告改变信息。MVNO的MNO频谱的使用可基于MVNO终端的休眠模式的寻呼和控制。

尽管已经显示并描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行各种改变，本发明的范围由权利要求及其等同物来限定。

Claims (4)

1.一种支持许可频谱的通信服务和共享频谱的通信服务的移动系统，包括：

初始化单元，使用许可频谱和共享频谱中的至少一个初始化数据的发送和接收，以与基站系统通信；

感测单元，通过所述至少一个频谱感测用于将数据发送到基站系统和从基站系统接收数据的频谱；以及

收发器，经由感测的频谱将数据发送到基站系统和从基站系统接收数据，其中，感测单元包括：

感测信息报告单元，经由所述至少一个频谱将感测信息报告给基站系统；以及

共享频谱改变单元，基于根据感测信息从基站系统接收的控制消息改变共享频谱，

其中，许可频谱包括用于提供语音服务和具有小于或等于阈值的数据率的数据服务中的至少一个的带宽，共享频谱包括除了包括在许可频谱中的带宽之外的剩余带宽。

2.如权利要求1所述的移动系统，还包括：

监控单元，在休眠模式下时，按每个预定周期经由许可频谱监控来自基站系统的控制消息；以及

模式转换器，基于控制消息将休眠模式转换为唤醒模式。

3.一种基站系统，包括：

移动系统分类单元，根据许可频谱和共享频谱之间的可用频谱对移动系统进行分类；

频谱分配单元，根据移动系统的分类分配许可频谱和共享频谱中的至少一个；以及

改变消息发送器，经由至少一个频谱基于从移动系统接收的感测信息将与共享频谱的改变相关的消息发送到移动系统，

其中，许可频谱包括用于提供语音服务和具有小于或等于阈值的数据率的数据服务中的至少一个的带宽，共享频谱包括除了包括在许可频谱中的带宽之外的剩余带宽，

其中，移动系统被分类为仅能够使用许可频谱的移动系统以及能够使用许可频谱和共享频谱两者的移动系统。

4.如权利要求3所述的基站系统，还包括：

改变消息发送器，在安排的时间经由许可频谱发送控制消息，以将移动系统从休眠模式转换为唤醒模式。