CN103313253A - 用于在rf频段中的资源分配冲突处理的方法、装置和计算机程序产品 - Google Patents

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CN103313253A CN2013100774972A CN201310077497A CN103313253A CN 103313253 A CN103313253 A CN 103313253A CN 2013100774972 A CN2013100774972 A CN 2013100774972A CN 201310077497 A CN201310077497 A CN 201310077497A CN 103313253 A CN103313253 A CN 103313253A
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Abstract

公开了方法、装置，和计算机程序产品的实施例，以使得有效地使用无线频谱，并且更正确地说，以使得解决在RF空白空间中的资源分配冲突。本发明的示例性实施例包含一种方法，其包括由网络控制器计算用于无线网络的资源分配建议；由该网络控制器向一个或多个其它网络控制器发送包含有所计算的资源分配建议的消息；和如果响应于所发送的消息，该网络控制器未从一个或多个其它网络控制器接收到用于该无线网络的其它资源分配建议，则实现该资源分配建议。

Description

用于在RF频段中的资源分配冲突处理的方法、装置和计算机程序产品
技术领域
本发明的领域涉及高效无线频谱使用，更确切地说，涉及在RF空白频段中资源分配冲突的解决。
背景技术
对电磁频谱的无线频段的使用在大多数国家中都由政府通过将特定频段分配给特定类型的用途来控制，诸如用于商业无线电和电视广播、蜂窝电话、移动网络（诸如CDMA200、WCDMA、HSPA、LTE和IMT）、海事电台、公安、消防、以及公共安全无线电、GPS、无线电天文学、用于卫星通信的地面站，和许多其它用途的授权频段。政府也分配免授权频段，例如用于农村的无线区域网(WRAN)宽带接入、无线局域网(WLAN)、以及无线私域网(WPAN)，诸如工业、科学和医学(ISM)频段。
在美国，联邦通讯委员会(FCC)管制对无线电频谱的使用，包括无线和电视广播。频率根据频段规划来分配，在频段规划中在已分配的无线电频段之间分配防护频段以避免相邻信号间的干扰。在频谱中还有未分配的频段，它们或者从来未被使用过，或者因为技术的变化已经成为空闲的。未分配的或未使用的频段也会在频带中地方性地出现，而在其它位置它们可能被分配。未分配的频段和防护频段被称为空白频段。
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。至少有两种类型的TV空白频段：[1]专用TV空白频段是来自之前的模拟播用途的FCC重新分配给免授权使用的一部分频谱；和[2]在地理区域内的授权TV广播方的本地未使用的频谱。
[1]专用TV空白频段：在美国，FCC已经将大约400MHz的空白频段专门用于免授权用途，在联邦命令的从模拟TV广播到数字TV广播的转换后，这些空白频段成为未使用的。然而，FCC已经禁止对空白频段的免授权使用干扰现有的授权使用，这些授权使用包括数字TV站、低功率TV站、有线TV头端器，和其中使用低功率无线麦克风的场所。针对因模拟TV的终止而留下来的空白频段的免授权使用，已经提出了多种建议，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、私人消费者应用、网状网络、安全应用、城市宽带接入、增强的本地覆盖和通信、固定回传，和用于智能电网抄表的传感器集合。
[2]授权TV广播方的本地未使用的频谱：FCC已经采取了规则，以允许免授权无线发射器在频谱没有正在被授权广播方使用的位置处运行在广播电视频谱上。FCC提议了两种机制，以使得免授权发射器能够发现可用的信道：基于地理位置和数据库的方式，以及频谱感应。免授权发射器需要使用这些机制中的一个。FCC提议使用地理定位来建立免授权发射器的位置和由授权广播方的地理覆盖区域组织的授权广播方对TV频段的使用情况的数据库，以使得免授权发射器能够知道本地TV空白频段在何处可能是可用的。FCC提议在免授权发射器中使用频谱传感器，来检测在本地TV频段内现行的主要TV广播方的信号的存在，以使得免授权发射器能够立即停止使用该频段。这种本地TV空白频段中的主要用户可能是被授权在这个频段上运行的现行TV广播方，但在不存在授权的现行TV广播方正在运行的那些地理区域内，其它免授权次要用户可以利用这个频段。在TV频带中还可能有其它现任用户，诸如节目制作和特殊事件（PMSE）系统，次要用户应避免使用它。
除了美国外，其它国家也正在考虑启用TV频带空白频段中免授权、次要操作。在不同国家，需求可能有稍许不同，例如在美国，根据设备类型定义免授权设备的最大发射功率，而在欧洲，位置特定的最大发射功率已经被考虑。在那种情况下，用于免授权设备的最大允许发射功率会依赖于该设备的地理位置，即距离主要用户的距离。设备特性，诸如发射掩模/ACLR（相邻信道泄漏比）会影响最大允许发射功率。
其它RF频谱空白频段可能被定义为在某些地理区域内本地未使用的RF频谱，诸如在远离海洋被陆地包围的区域中来自海事无线电的频率分配。这种海事无线电频段中的主要用户可能是被授权在这个频段上运行的海事电台，但在其中不存在授权的海事电台运行的那些地理区域内，其它免授权次要用户可以利用这个频段。同样，本地未使用的RF频谱空白频段可以出现在特定地理位置内，诸如在远离地面站的区域，来自用于这些地面站向通信卫星发射的2.025GHz到2.110GHz的频率分配。这种卫星地面站无线电频段中的主要用户可能是被授权在这个频段上运行的卫星地面站，但在其中不存在卫星地面站运行的地理区域内，其它免授权次要用户可利用这个频段。
发明内容
公开了方法、装置，和计算机程序产品的实施例，以使得有效地使用无线频谱，并且更确切地说，以使得解决在RF空白频段中的资源分配冲突。
本发明的示例性实施例包含一种方法，其包括：
由网络控制器计算用于无线网络的资源分配建议；
由该网络控制器向一个或多个其它网络控制器发送消息，该消息包含有所计算的资源分配建议；和
如果响应于所发送的消息，该网络控制器未从一个或多个其它网络控制器接收到用于该无线网络的其它资源分配建议，则实现该资源分配建议。
本发明的示例性实施例包含一种方法，其包括：
如果响应所发送的消息，该网络控制器从一个或多个其它网络控制器接收到用于该无线网络的其它资源分配建议，则由该网络控制器对所述其它资源分配建议排序；和
该网络控制器将对所述其它资源分配建议的所述排序的结果发送给为该无线网络提供服务的一个或多个网络控制器。
本发明的示例性实施例包含一种方法，其包括：
由网络控制器从源网络控制器接收消息，该消息包含用于无线网络的资源分配建议；
响应于所接收的消息，完成针对该无线网络的资源分配建议计算；和
由该网络控制器向该源网络控制器以及零个或多个其它网络控制器发送所完成的资源分配建议。
本发明的示例性实施例包含一种方法，其包括：
响应于所发送的消息，由该网络控制器对从源网络控制器接收的资源分配建议和分别从零个或多个其它网络控制器接收的零个或多个其它资源分配建议排序；和
由该网络控制器将对所接收的一个或多个资源分配建议的所述排序的结果发送给为该无线网络提供服务的一个或多个网络控制器。
本发明的示例性实施例包含一种方法，其包括：
由为无线网络提供服务的网络控制器接收对从一个或多个其它网络控制器接收的资源分配建议的排序；
基于所接收的资源分配建议的排序，由该网络控制器确定对于从一个或多个其它网络控制器接收到的每个资源分配建议的分值；
根据所确定的分值，由该网络控制器选择资源分配建议；和
在该无线网络上实现所选择的资源分配建议。
本发明的示例性实施例包含一种方法，其包括：
由该网络控制器从源网络控制器接收消息，该消息包含用于邻接于该无线网络的一个或多个无线网络的资源分配建议；和
响应于该信息，完成对用于邻接于该无线网络的所述一个或多个无线网络的资源分配建议计算。
本发明的示例性实施例包含一种方法，其包括：
其中所选择资源分配建议具有最高的所确定的分值。
本发明的示例性实施例包含一种装置，其包括：
至少一个处理器；
至少一个包含有计算机程序代码的存储器；
至少一个存储器和计算机程序代码被配置为，用至少一个处理器，使该装置至少：
计算用于无线网络的资源分配建议；
向一个或多个其它网络控制器发送消息，该消息包含有所计算的资源分配建议；和
如果响应于所发送的消息，该网络控制器未从一个或多个其它网络控制器接收到用于该无线网络的其它资源分配建议，则实现该资源分配建议。
本发明的示例性实施例包含一种装置，其包括：
至少一个处理器；
至少一个包含有计算机程序代码的存储器；
至少一个存储器和计算机程序代码被配置为，用至少一个处理器，使该装置至少：
如果响应于所发送的消息，该装置从一个或多个其它网络控制器接收到其它资源分配建议，则对所述其它资源分配建议排序；和
将对所述其它资源分配建议的所述排序的结果发送给为该无线网络提供服务的一个或多个网络控制器。
本发明的示例性实施例包含一种装置，其包括：
至少一个处理器；
至少一个包含有计算机程序代码的存储器；
至少一个存储器和计算机程序代码被配置为，用至少一个处理器，使该装置至少：
从源网络控制器接收消息，所述消息包含用于无线网络的资源分配建议；
响应于所接收的消息，完成针对该无线网络的资源分配建议计算；和
向该源网络控制器以及零个或多个其它网络控制器发送所完成的资源分配建议。
本发明的示例性实施例包含一种装置，其包括：
至少一个处理器；
至少一个包含有计算机程序代码的存储器；
至少一个存储器和计算机程序代码被配置为，用至少一个处理器，使该装置至少：
响应于所发送的消息，对从源网络控制器接收的资源分配建议和分别从零个或多个其它网络控制器接收的零个或多个其它资源分配建议排序；和
将对接收的一个或多个资源分配建议的所述排序的结果发送给为该无线网络提供服务的一个或多个网络控制器。
本发明的示例性实施例包含一种装置，其包括：
至少一个处理器；
至少一个包含有计算机程序代码的存储器；
至少一个存储器和计算机程序代码被配置为，用至少一个处理器，使该装置至少：
接收对从一个或多个其它网络控制器接收的资源分配建议的排序，该装置为无线网络提供服务；
基于所接收的资源分配建议的排序，确定对于从一个或多个其它网络控制器接收的每个资源分配建议的分值；
根据所确定的分值，由该网络控制器选择资源分配建议；和
在该无线网络上实现所选择的资源分配建议。
本发明的示例性实施例包含一种装置，其包括：
存储器和计算机程序代码被配置为，用至少处理器，使该装置至少：
从源网络控制器接收消息，该消息包含用于邻接于该无线网络的一个或多个无线网络的资源分配建议；和
响应于该信息，完成对用于邻接于该无线网络的一个或多个无线网络的资源分配建议计算。
本发明的示例性实施例包含一种装置，其包括：
其中所选择资源分配建议具有最高的所确定的分值。
根据本发明的示例性实施例包含计算机程序产品，该计算机程序产品包含记录在计算机可读非瞬态存储介质上的计算机可执行程序代码，该计算机可执行程序代码包括：
用于计算用于无线网络的资源分配建议的代码；
用于向一个或多个其它网络控制器发送消息的代码，该消息包含有所计算的资源分配建议；和
用于如果响应于所发送的消息，该网络控制器未从一个或多个其它网络控制器接收到用于该无线网络的其它资源分配建议，则实现该资源分配建议的代码。
根据本发明的示例性实施例包含计算机程序产品，还包含：
用于如果响应于所发送的消息，该装置从一个或多个其它网络控制器接收到其它资源分配建议，则对所述其它资源分配建议排序的代码；和
用于将对其它资源分配建议的所述排序的结果发送给为该无线网络提供服务的一个或多个网络控制器的代码。
根据本发明的示例性实施例包含计算机程序产品，该计算机程序产品包含记录在计算机可读非瞬态存储介质上的计算机可执行程序代码，该计算机可执行程序代码包括：
用于从源网络控制器接收消息的代码，该消息包含用于无线网络的资源分配建议；
用于响应所接收到的消息，完成针对该无线网络的资源分配建议计算的代码；和
用于向该源网络控制器以及零个或多个其它网络控制器发送所完成的资源分配建议的代码。
根据本发明的示例性实施例包含计算机程序产品，还包含：
用于响应所发送的消息，对从源网络控制器接收的资源分配建议和分别从零个或多个其它网络控制器接收的零个或多个其它资源分配建议排序的代码；和
用于将对接收的一个或多个资源分配建议的所述排序的结果发送给为该无线网络提供服务的一个或多个网络控制器的代码。
根据本发明的示例性实施例包含优质计算机程序产品，所述计算机程序产品包含记录在计算机可读非瞬态存储介质上的计算机可执行程序代码，该计算机可执行程序代码包括：
用于通过为无线网络提供服务的装置，接收对从一个或多个其它网络控制器接收的资源分配建议的排序的代码；
用于基于所接收的资源分配建议的排序，确定对于从一个或多个其它网络控制器接收的每个资源分配建议的分值的代码；
用于根据所确定的分值选择资源分配建议的代码；和
用于在该无线网络中实现所选择的资源分配建议的代码。
根据本发明的示例性实施例包含计算机程序产品，还包含：
用于从源网络控制器接收消息，该消息包含用于邻接于该无线网络的一个或多个无线网络的资源分配建议的代码；和
用于响应于该信息，完成对用于邻接于该无线网络的一个或多个无线网络的资源分配建议计算的代码。
根据本发明的示例性实施例包含计算机程序产品，还包含：
其中所选择资源分配建议具有最高的所确定的分值。
本发明的示例性实施例提供高效的无线频谱使用以及对在RF空白空间中资源分配冲突的解决。
附图说明
图1A是根据本发明示例性实施例的系统结构图，其示出第一和第二空白空间对象（WSO）和第三空白空间对象（WSO），其中第一和第二空白空间对象中的每一个分别做出对空白空间频谱的资源分配请求，第三空白空间对象是第一和第二WSO二者的邻居，其中第一网络控制器或共存管理器CM_A从它服务的第一WSO接收第一资源分配请求，第一WSO包含空白空间设备（WSD）的网络，而第二网络控制器或共存管理器CM_C从它服务的第二WSO接收第二资源分配请求，第二WSO包含WSD的第二网络，其中在本发明示例性实施例中，在针对被包含在第一和第二共存组中的第三WSO的资源分配方面，在第一和第二网络控制器或共存管理器CM_A和CM_C之间存在资源分配冲突。
图1B是根据本发明示例性实施例的系统结构图，其示出为图1A的第一和第二空白频段对象（WSO）提供服务的图1A的第一和第二网络控制器或共存管理器CM_A和CM_C，图1B还示出第三WSO，其为第一和第二WSO二者的邻居，第一和第三WSO的组合形成对于第一WSO的第一共存组，而第二和第三WSO的组合形成对于第二WSO的第二共存组，其中在本发明示例性实施例中，在针对被包含在第一和第二共存组二者中的第三WSO的资源分配方面，在第一和第二网络控制器或共存管理器CM_A和CM_C之间存在资源分配冲突。
图1C是根据本发明示例性实施例的系统结构图，它是图1A的变形，其示出服务于第三WSO X的另外的网络控制器或共存管理器CM_X，WSO X是第一WSO A2和第二WSO C2的邻居，其中在本发明示例性实施例中，在针对被包含在第一和第二共存组二者中的第三WSO X的资源分配方面，在第一和第二网络控制器或共存管理器CM_A和CM_C之间存在资源分配冲突。
图1D是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出计算第一资源分配建议34A的网络控制器或共存管理器CM_A，在本发明示例性实施例中该网络控制器或共存管理器通过CM网络将第一资源分配建议34A发送到网络控制器或共存管理器CM_X和CM_C。在该例子中，该建议可作为多播传输来发送，或者它可以作为一系列单播传输来发送。
图1E是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出计算第二资源分配建议34C的网络控制器或共存管理器CM_C，在本发明示例性实施例中它通过CM网络将第二资源分配建议34C发送到网络控制器或共存管理器CM_X和CM_A。
图1F是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出计算第三资源分配建议34X的网络控制器或共存管理器CM_X，在本发明示例性实施例中它通过CM网络将第三资源分配建议34X发送到网络控制器或共存管理器CM_C和CM_A。
图1G是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出在本发明示例性实施例中，网络控制器或共存管理器CM_A对它已经接收到的资源分配建议34C和34X排序，并接着通过CM网络将排序消息37A单播给网络控制器或共存管理器CM_X，CM_X服务于作为第一WSO A2和第二WSO C2二者的邻居的第三WSO X。
图1H是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出在本发明示例性实施例中，网络控制器或共存管理器CM_C对它已经接收到的资源分配建议34A和34X排序，并接着通过CM网络将排序消息37C单播给网络控制器或共存管理器CM_X，CM_X服务于作为第一WSO A2和第二WSO C2二者的邻居的第三WSO X。
图1I是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出网络控制器或共存管理器CM_X，在本发明示例性实施例中其服务于作为第一WSO A2和第二WSO C2二者的邻居的第三WSO X，根据它已经接收到的排序消息37A和37C，其选择优胜的资源分配建议。
图2A是根据本发明示例性实施例的示例性网络图，其示出图1B的第一和第二网络控制器或共存管理器CM和第一WSO的第一共存组和第二共存组的示例性第一情形，图2A还示出在本发明示例性实施例中，第三网络控制器或共存管理器CM和包含第三WSO的第三共存组，其中第三WSO是第一WSO和第二WSO二者的邻居，其中第一情形示出在本发明示例性实施例中，在被包含在所有三个共存组中的第三WSO的资源分配方面，在所有三个网络控制器或共存管理器CM之间的资源分配冲突。
图2B是根据本发明示例性实施例的图2A的示例性网络图，其示出图2A的第一、第二、和第三网络控制器或共存管理器CM和第一、第二共存组的示例性第二情形，其中第二情形示出在本发明示例性实施例中，在被包含在第一和第二共存组中的第三WSO的资源分配方面，在第一和第二网络控制器或共存管理器CM之间的资源分配冲突。
图2C是根据本发明示例性实施例的图2B的示例性网络图，其示出图2A的第一、第二、和第三网络控制器或共存管理器CM和第一、第二，和第三共存组的示例性第三情形，其中第三情形示出在本发明示例性实施例中，仅第一网络控制器或共存管理器CM正在计算针对被包含在第一共存组中的第三WSO的资源分配的资源分配。
图3是根据本发明的实施例的非限制性示例性的频段图，其示出在TV带宽空白频段中授权TV广播方本地未使用的示例性TDMA共存帧子频段，它表示如图4所示在弗吉尼亚里士满（美国）区域中的广播TV频道，FCC专用TV带宽空白频段中的子频段中的示例性TDMA共存帧，和以及在地面站至卫星的本地未使用的空白频段中的子频段中的示例性TDMA共存帧。
图4是根据本发明的实施例弗吉尼亚的里士满（美国）地理区域的示例性地图和用于广播TV信道的覆盖区域的重叠，其表示存在未被已授权的TV广播方使用的本地可用的TV频段空白频段。
图5A是根据本发明示例性实施例的功能框图，其示出包含有用于无线设备的控制节点或共存启动器（enabler）的主WSD1设备。在本发明示例性实施例中，该设备可以被配置为在这样的TVWS共存频段或其他RF频谱空白空间频谱中运行，在这里没有主要用户无线电运行于邻接的无线网络中。
图5B根据本发明示例性实施例的功能框图，其示出包含有用于无线网络的控制节点或共存启动器的示例性从属WSD设备。在本发明示例性实施例中，该设备可以被配置为在这样的TVWS共存频段或其他RF频谱空白空间频谱中运行，在这里没有主要用户无线电运行于邻接的无线网络。
图5C是根据本发明实施例的示例性网络图，其示出控制节点或共存启动器，在本发明示例性实施例中它通过骨干线路和/或互联网链路与网络控制器或共存管理器进行通信。
图6A是根据本发明实施例的在源网络控制器中操作步骤的示例性流程图，该源网络控制器从无线网络接收资源分配请求。
图6B是根据本发明实施例的在网络控制器中操作步骤的示例性流程图，该网络控制器从源网络控制器接收冲突请求和资源分配建议。
图6C是根据本发明实施例的在网络控制器中操作步骤的示例性流程图，该网络控制器服务于与发起该资源分配请求的无线网络邻接的一个或多个无线网络。
图7是根据本发明示例性实施例的示例性频段图，其示出在移动设备通信频段的上行链路部分中的非成对时域双工频率空白频段中的子频段中的示例性TDMA共存帧。
图8示出本发明的示例性实施例，根据本发明至少一个实施例，其中示出基于磁、电和/或光技术的可移除存储媒体，诸如磁盘、光盘、半导体存储电路设备和微SD存储卡（SD是指安全数字标识），以作为示例性计算机程序产品用于存储数据和/或计算机代码。
具体实施方式
在美国，FCC已经开放300MHz至400MHz的空白空间以用于免授权用途，这些空白空间在联邦命令从模拟TV广播转换到数字TV广播后成为不可用的。然而，FCC已经禁止对空白空间的免授权使用干扰现有授权使用，现有授权使用包括数字TV站、低功率TV站、有线TV头端器、和其中使用低功率无线麦克风的场所。
针对次要空白空间设备（WSD），FCC已经于2010年9月23日在FCC 10-174，第二备忘录意见和规则中定义了空白频段的规则。在欧洲，邮政和电信管理欧洲议会（CEPT）已经于2011年2月在ECC报告159：在频段470-790MHz的“空白空间”中用于认知无线电系统的可能操作的 技术和操作规范中定义了初步规范。
针对因模拟TV的终止而留下来的空白空间的免授权使用，已经提出了多种建议，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、私人消费者应用、网状网络、安全应用、城市宽带接入、增强的本地覆盖和通信，固定回传，和用于智能电网抄表的传感器聚集。
当前正在开发共存标准，以使得使用适用于TV空白空间频段的任何无线电技术的两个或更多个独立运行的无线网络或设备能够在相同位置无相互干扰地接入相同的TV空白空间频段。
IEEE 802.19工作组当前正在定义用于异构次要网络的共存规则。本发明的示例性实施例使得能够实现在异构次要网络之间的共存以及在次要网络和需要得到保护的主要网络之间的共存。主要网络和用户是所选择频段的现行用户，其具有对该频段的一定形式的优先权接入。主要网络包括在FCC授权频段上运行的网络，诸如用于商业无线电和电视广播。仅当有资源未被主要用户使用时，次要网络和用户才被允许使用所选择频段。次要网络包括免授权地运行在TV空白空间（TVWS）中并且使用符合FCC有关TV频段设备（TVBD）的FCC要求的传输设备的任何宽带网络。固定TVBD设备必须包含地理定位功能并且查询数据库来确定被允许的信道。便携式TVBD设备必须能够访问地理定位数据和/或包括用以识别TV和无线麦克风信号的频谱传感能力。
FCC已经采用了规则以允许免授权无线发射器在频谱没有正在被已授权广播方使用的位置处运行在广播电视频谱上。FCC需要使用地理定位来建立免授权发射器的位置和通过已授权广播方的地理覆盖区域组织的由这些已授权广播方使用的TV频段的数据库，以使得免授权发射器能够知道本地TV空白频段在何处是可用的。可替换地，FCC需要在免授权发射器中使用频谱传感器来检测本地TV频段空白空间上现行的主要TV广播方的信号的存在，从而使得免授权发射器能立即放弃使用该频段。这个本地TV频段空白空间上的主要用户可能是已经被授权在这个频段上运行的现行TV广播方，但在不存在已授权现任TV广播方在运行的那些地理区域内，其它免授权的次要用户可以利用这个频段。
其它RF频谱空白空间可能是在特定地理区域内本地未使用的，诸如在远离海洋由陆地包围的区域内来自海事无线电的频率分配。这种海事无线电频段中的主要用户会是被授权在这个频段上运行的海事电台，但在其中不存在已授权海事电台在运行的那些地理区域内，其它免授权次要用户可以利用这个频段。同样，本地未使用的RF频谱空白空间可以出现在特定地理位置中，诸如在远离地面站的区域，来自用于这些地面站向通信卫星发射的2.025GHz到2.110GHz的频率分配。这种卫星地面站无线电频段上的主要用户会是被授权在这个频段上运行的卫星地面站，但在其中不存在卫星地面站在运行的地理区域内，其它免授权次要用户可以利用这个频段。
在使用RF空白频段的次要网络之间的活动共存可能需要新的技术来在不同异构次要网络之间公平地共享可用的带宽，并给予该带宽主要用户所要求的性能。这种新技术可能需要次要网络之间某些形式的通信，以用于公平地使用本地频谱。
网络控制器或共存管理器CM是共存系统的主要决策生成器。它发现和解决运行于同一区域内网络的共存冲突。一个CM服务于一个或多个网络。根据配置，它或者位于TVBD中，或者位于网络实体中。在独立网络中，它位于TVBD中。CM发现干涉网络和它们的CM，并与其他CM共享信息。根据所采集的数据，它不但重新配置它自己网络的操作，而且根据需要，为CM被允许的共存组中的那些WSO执行资源重新分配。
在美国，WSD可运行作为与从属WSD设备相关联的网络的主WSD。例如，主WSD可以是访问节点或基站。主WSD被期望代表它的从属WSD设备访问地理位置数据库（DB），以发现还未被现任用户（例如TV广播方）使用的可用频谱。
后面的讨论应用如下定义的术语：
WSO（空白空间对象）=TVBD网络或设备。
●共存组=邻居
■共存组是一组WSO，或者被称为邻居。
■每个共存管理器（CM）确定和维护它所服务的每个WSO的共存组。WSO的共存组包含其他WSO，该其他WSO可能干扰该WSO或者该WSO干扰该其他WSO。
●共存组单元=邻居TVBD网络或设备
■属于共存组的WSO
●共存组扩展=有限网络（邻居的邻居）
■每个CM都具有针对它拥有的每个共存组（CM所服务的每个WSO一个）的共存组扩展。该扩展包括这样的WSO，该这样的WSO属于在一个WSO自己的共存组中的WSO的共存组，但不属于该一个WSO自己的共存组。
网络控制器或共存管理器可以利用分布式决策制定，来确定用于它所服务的WSO和用于所服务的WSO的共存组中所有的WSO的资源。这可导致这样的情形，其中两个或多个CM同时或并发地确定影响相同WSO的新资源分配。根据本发明实施例，共存管理系统的网络控制器或共存管理器利用冲突处理过程来处理其中至少两个网络控制器或共存管理器正在计算影响相同WSO的资源的情形。
示例性的冲突处理过程可概括如下：
根据本发明实施例，网络控制器或共存管理器（CM）从生成请求的无线网络或空白空间对象（WSO）接收资源分配请求，或资源分配因对于这个WSO的其他原因而被触发。这个网络控制器或共存管理器（CM）被称为请求CM。生成该请求的WSO是请求WSO。
响应于从请求WSO接收到资源分配请求，请求CM计算资源分配建议。由于请求WSO可能使用包含有这样的邻接WSO的共存组，该邻接WSO可能干扰请求WSO或请求WSO可能干扰该邻接WSO，该资源分配建议可能影响该共存组中的该邻接WSO所使用的资源。
请求CM需要确定该共存系统中是否有其它CM正在同时或并发地为该请求WSO的共存组中任何WSO或该请求WSO计算资源分配建议。根据本发明的实施例，请求CM向一个或多个其它网络控制器发送冲突请求和资源分配建议，以确定它们是否正在为生成该请求的无线网络或为邻接于生成该请求的无线网络的一个或多个无线网络的计算其它资源分配建议。
接收该冲突请求的其它CM准备响应消息，该信息指示它们是否正在进行为该请求WSO的共存组中的任何WSO计算资源。每个其它CMI都向请求CM发送响应消息。若响应是“是”，则响应的CM变成冲突处理CM。
一旦请求CM已经向被授权为请求WSO的共存组中的任何WSO计算资源的每个其他CM发送了请求，和请求CM已经从所有其他CM接收到响应，请求CM就知道其它CM中的哪个是冲突处理CM。
若响应于冲突请求，请求CM未接收到来自一个或多个其它网络控制器的其他资源分配建议，则请求CM实现该资源分配建议。
可替换地，请求CM等待来自所有冲突处理CM的响应冲突检查请求。若响应于初始冲突请求，请求CM从一个或多个其他网络控制器接收到其他资源分配建议，则请求CM对来自一个或多个其它网络控制器的其它资源分配建议排序。
类似于其他CM，请求CM用“是”响应来应答来自其他CM的每个响应请求，该其他CM先前指示它们正在为请求WSO的共存组中的任何WSO计算资源。
在建议排序中，通过将最高分给“最佳”建议（例如在5个建议情况下的5分），第二高分给第二佳建议（在5个建议情况下的4分），以此类推，请求CM对来自其他响应冲突处理CM的建议进行排序。在排序中，请求CM不考虑它自己的建议，而是仅给来自其他CM的建议打分。
请求CM向服务于请求WSO的共存组中的WSO的这样的CM发送带有排序结果（针对所有建议的分数）的消息，其中所述这样的CM的资源分配建议已经被排序。在排序结果消息中，请求CM还指示响应冲突处理CM的数量，以确保服务CM知道要期望和等待多少排序消息。
若共存组中的WSO的服务网络控制器不同于请求CM，则请求CM将排序结果发送给共存组中的WSO的服务网络控制器。
一旦服务CM接收到所有排序结果消息，它确定哪个分配建议接收到最高总分。示例性选择过程是按每个建议把所有分数相加并用其作为建议的总分。在计算该和以及总分之前，服务CM还可以根据某个标准给所接收的排序结果分配权重。服务CM选择具有最高总分的建议作为优胜建议。若有多个建议具有最高分，则服务CM从它们中挑出一个作为优胜建议。
一旦优胜建议被确定，则服务CM以它在没有冲突的情况下可以进行的方式，将所选择的分配方案通知给相关CM和它服务的WSO。
图1A是根据本发明示例性实施例的系统结构图，其示出第一空白空间对象（WSO）A2和第二空白空间对象（WSO）C2以及第三空白空间对象X，其中第一和第二空白空间对象中的每一个分别做出对空白空间频谱的资源分配请求32A和32C，第三空白空间对象邻接于第一WSO A2和第二WSO C2。第一网络控制器或共存管理器CM_A从它服务的第一WSO A2接收第一资源分配请求32A。第一WSO A2包含空白空间设备（WSD）WSD5和WSD8的网络，而第二网络控制器或共存管理器CM_C从它服务的第二WSO C2接收第二资源分配请求32C。第二WSO C2包含WSD WSD1和WSD2的第二网络。在针对被包含在第一和第二共存组A和C中的第三WSO X的资源分配方面，在第一和第二网络控制器或共存管理器CM_A和CM_C之间存在资源分配冲突。
在WSD设备运行区域中的示例性空白空间频谱包括专用TV空白空间频谱30，本地未使用TV频段31，本地未使用海事频段33，本地未使用卫星频段35，和本地非成对（TDD）移动设备频率。
图1A还示出它们各自频谱空白空间的已授权主要用户本地未使用的三个非限定性示例性空白空间频谱，其可由作为未授权用户运行的主WSD1或从属WSD2使用。TV频段空白空间31本地未被授权TV广播方使用。海事无线频段33本地未被授权海事频段无线电使用。地面站-卫星无线频段35本地未被授权地面站无线电使用。本地未被授权TV广播方使用的TV频段空白空间31的非限定性例子是174-204MHz频段，其表示本地缺少广播VHF TV频道7，8，9，10和11。若在VHF TV频道7，8，9，10和11上，在TV频段空白空间31中本地缺少授权广播方，则主WSD1和从属WSD2它们可以作为免授权次要用户运行并利用TV频段空白空间31，否则该授权广播方将与主WSD1和从属WSD2冲突。根据本发明示例性实施例，若在频段31中，主WSD1或从属WSD2检测到从邻接TV广播方发射的信号，它们将必须放弃利用TV频段空白空间31并作出资源请求。在电磁频谱的许多部分中，可得到空白空间频谱的非限定性例子。例如，在频谱的UHF部分，空白频段频谱对于个人/便携式设备是可用的。
海事电台在许多已授权频率分配中运行，并且是海事无线电频段33中的主要用户。若没有会干扰主WSD1或从属WSD2的已授权海事电台在运行，那么它们可作为免授权次要用户来运行并利用海事无线电频段33。根据本发明的示例性实施例，若主WSD1或从属WSD2检测到从邻近海事电台发送的信号，那么它们必须放弃它们对海事频段33的使用并作出资源请求。
卫星地面站在从2.025 GHz到2.110 GHz的已授权频率分配中向卫星发射，并且是地面至卫星频段35中的主要用户。若没有会干主WSD1或从属WSD2的已授权地面站电台在运行，那么主WSD1或从属WSD2会作为免授权次要用户来运行并利用地面至卫星无线电频段35。根据本发明的示例性实施例，若主WSD1或从属WSD2检测到从邻近地面站电台发送的信号，那么它们必须放弃它们对地面至卫星频段35的使用并作出资源请求。
还在图1A中被示出的是第二主WSD设备WSD5和在第二主WSD5运行区域内它的关联从属WSD8。主WSD5使用蜂窝第三代伙伴计划（3GPP）标准用于蜂窝链路上它的正常通信，诸如第三代（3G）、宽带码分多路复用（W-CDMA）、高速分组接入（HSPA）、长期演进（LTE）、高级LTE（LTE-A）、或高级国际移动通信（IMT-A），但它能够在TVWS链路6、7、和8的空白空间频谱中进行通信。来自地理位置数据库的返回信息使得主WSD5和位于主WSD5运行区域内的关联从属WSD8能够在空白空间频谱中运行。图7示出在移动设备通信频带的上行链路部分中的非成对时域双工频率空白空间36中的子频段14’中的示例性TDMA共存帧24’，其可用于在图1A中基于蜂窝的主设备WSD5和蜂窝从属设备WSD8。
类似例子包括本地区域技术，其例如实现小蜂窝运行的蜂窝技术，诸如热点、微微蜂窝，毫微微蜂窝，诸如家庭节点B（HNB），家庭e节点B（HeNB）和类似的家庭节点。另外，次要网络的集成本地节点可包含结合有IEEE技术的3GPP技术，例如带有Wi-Fi的LTE家庭e节点B（LTEHeNB）。
图1B是根据本发明示例性实施例的系统结构图，其示出为图1A的第一和第二空白空间对象（WSO）A2和C2提供服务的图1A的第一和第二网络控制器或共存管理器CM_A和CM_C。图1B还示出第三WSO X，其为第一WSO A2和第二WSO C2二者的邻居。第一和第三WSO A2和X的组合形成第一WSO A2的第一共存组。而第二和第三WSO C2和X的组合形成第二WSO C2的第二共存组 C。在本发明示例性实施例中，在针对被包含在第一和第二共存组A和C二者中的第三WSO X的资源分配方面，在第一和第二网络控制器或共存管理器CM_A和CM_C之间，存在资源分配冲突。
在本发明示例性实施例中，分布式共存管理器CM_A和CM_C的网络可通过互联网105彼此进行通信。根据本发明示例性实施例，主WSD1中的控制节点或共存启动器111可通过互联网105与TVWS共存管理器CM_C进行通信。根据替换示例性实施例，主WSD1中的控制节点或共存启动器111还可以于TVWS共存管理器CM_C并置在一起。主WSD5中的共存启动器115可通过互联网105于TVWS共存管理器CM_A进行通信。在本发明示例性实施例中，分布式共存管理器CM_A和CM_C可通过互联网进行通信。主WSD1可通过控制节点或共存启动器111注册到网络控制器或共存管理器CM_C。主WSD5可通过控制节点或共存启动器115注册到网络控制器或共存管理器CM_A。
共存启动器111可从业务网络或代表它的设备获取共存需要的信息。这可包含对测量的配置和控制。另外，共存启动器111可以向主WSD1提供重新配置命令和控制信息，其对应于从共存管理器CM_C接收到的共存决定。共存管理器CM_A例如负责发现管理邻接无线网络的共存管理器（CM）CM_C，并可以与它们交换共存相关信息。共存管理器CM_A或CM_C可具有做出在管理邻接无线网络的共存管理器（CM）之间的资源共享的决定所需要的信息。
共存管理器CM_C处理来自主WSD1中共存启动器111的资源请求。共存管理器CM_A处理来自主WSD5中共存启动器115的资源请求。主WSD1包含IEEE 802.11 MAC和PHY以在它的网络上进行通信。主WSD5蜂窝系统包含3GPP标准MAC和PHY以在它的网络上进行通信。主WSD1和主WSD5中的共存启动器111和115向各自的共存管理器CM_C和CM_A发送资源请求。
图1B的示例性系统结构示出共存管理器CM_C从主WSD1的共存启动器111接收资源请求。共存管理器CM_C已经从主WSD1的共存启动器111接收到频谱感应结果和网络参数。网络参数可包括特定用户需求（用户负载、QoS，优先级等），总频谱效率，规矩（先来先服务等），和用户或网络策略。共存管理器CM_C访问图1A中的地理位置数据库200，以获得在TV频段空白空间中可用的次要频道。共存管理器CM_C访问图1A中的共存网络单元共存发现和信息服务器（CDIS），以获得潜在的邻居网络地址。在频谱映射、运行参数，和时基同步的协同下，共存管理器CM_C处理这些数据，以确定用于主WSD1中的共存启动器111的资源重新分配。接着，共存管理器CM_C向主WSD1中的共存启动器111发送资源重新分配，其包括运行参数、静态周期参数，频谱感应策略，和/或时基同步。接着，主WSD1中的共存启动器111控制媒体访问控制（MAC）、物理层（PHY）、无线资源控制（RRC）和无线资源管理（RRM）中的至少一个，以在共存管理器CM_C重新分配的TV空白空间频段中的信道中进行通信，而不会受到共享相同空白空间频道的其它网络的干扰。在主WSD5的共存启动器115的协同下，共存管理器CM_A也可以实现类似的操作。分布式共存管理器CM_C和CM_A的网络可通过互联网105彼此进行通信。
图1C是根据本发明示例性实施例的系统结构图，它是图1A的变形，其示出服务于第三WSO X的另外的网络控制器或共存管理器CM_X，第三WSO X是第一WSO A2和第二WSO C2二者的邻居。在本发明示例性实施例中，在针对被包含在第一和第二共存组二者中的第三WSO X的资源分配方面，在第一和第二网络控制器或共存管理器CM_A和CM_C之间存在资源分配冲突。
图1D是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出计算第一资源分配建议34A的网络控制器或共存管理器CM_A。该网络控制器可向一个或多个其他网络控制器发送消息，以确定它们是否正在计算用于该无线网络或用于邻接于该无线网络的一个或多个无线网络的资源分配建议。在本发明示例性实施例中，网络控制器可通过CM网络106向网络控制器或共存管理器CM_X和CM_C发送该消息。在该例子中，该消息或建议可作为多播传输来发送，或者它可以作为一系列单播传输来发送。响应于该消息，若网络控制器未从一个或多个其他网络控制器接收到其它资源分配建议，则这该资源分配建议可以被实现。
图1E是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出计算第二资源分配建议34C的网络控制器或共存管理器CM_C。网络控制器从源网络控制器接收消息，该消息指示该源网络控制器已经计算了用于无线网络和用于邻接于该无线网络的一个或多个无线网络的资源分配建议。响应于该消息，该网络控制器完成对于该无线网络和邻接于该无线网络的一个或多个无线网络的响应资源分配建议。在本发明示例性实施例中，网络控制器通过CM网络106向网络控制器或共存管理器CM_X和CM_A发送所完成的资源分配建议。网络控制器向源网络控制器发送所完成的资源分配建议。
图1F是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出计算第三资源分配建议34X的网络控制器或共存管理器CM_X，在本发明示例性实施例中它通过CM网络106向网络控制器或共存管理器CM_C和CM_A发送第三资源分配建议34X。
图1G是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出网络控制器或共存管理器CM_A对已经接收到的资源分配建议34C和34X排序。若响应于该消息网络控制器从一个或多个其他网络控制器接收到其他资源分配建议，则网络控制器对来自一个或多个其它网络控制器的其他资源分配建议进行排序。排序可对于每个网络独立地进行，优胜分配可来自不同资源分配计算。网络控制器可将对其他资源分配建议的排序结果发送给服务于邻接于该无线网络的一个或多个无线网络的服务网络控制器。在本发明示例性实施例中，网络控制器可通过CM网络106向服务于作为第一WSO A2和第二WSO C2二者的邻居的第三WSO X的网络控制器或共存管理器单播该排序消息37A。
图1H是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出网络控制器或共存管理器CM_C对它已经接收到的34A和34X排序。响应于该消息，网络控制器可以对从源网络控制器接收到的资源分配建议和从一个或多个其他网络控制器接收到的其他资源分配建议排序。网络控制器将对所接收资源分配建议的排序结果发送给服务于该无线网络以及邻接于该无线网络的一个或多个无线网络的服务网络控制器。在本发明示例性实施例中，网络控制器可通过CM网络106向服务于第三WSO X的网络控制器或共存管理器单播该排序消息37C，第三WSO X是第一WSO A2和第二WSO C2二者的邻居。
图1I是根据本发明示例性实施例的图1C的系统结构，其示出在本发明示例性实施例中，网络控制器或共存管理器CM_X服务于作为第一WSOA2和第二WSO C2二者的邻居的第三WSO X，根据它已经接收到的排序消息37A和37C选择优胜的资源分配建议。服务于邻接该无线网络的一个或多个无线网络的服务网络控制器接收对从源网络控制器接收到的资源分配建议的排序和对从一个或多个网络控制器接收到的其他资源分配建议的排序。网络控制器从源网络控制器接收到的资源分配建议的排序和从一个或多个网络控制器接收到的其它资源分配建议的排序中选择具有最高排序的资源分配建议。排序可针对每个网络独立地进行，优胜排序可来自不同的资源分配计算。接着，根据需求，网络控制器或共存管理器CM_X将选择的优胜资源分配建议通知给网络控制器或共存管理器CM_A和CM_C，并在第三WSO X中实现该优胜资源分配建议。网络控制器在邻接该无线网络的一个或多个无线网络中实现所选择的资源分配建议。
网络控制器或共存管理器CM_X接收对从一个或多个其它网络控制器CM_C和CM_A接收到的资源分配建议34A和34C的排序37A和37C。网络控制器或共存管理器CM_X服务于无线网络WSO X。
根据所接收到的资源分配建议的排序，网络控制器或共存管理器CM_X确定对于从一个或多个其它网络控制器CM_C和CM_A接收到每个资源分配建议的分值。
网络控制器或共存管理器CM_X选择具有最高分值的资源分配建议。
在无线网络WSO X中，网络控制器或共存管理器CM_X实现所选择的资源分配建议。
图2A、2B和2C示出三种不同的示例性情形。在所有情形中，示出三个CM（CM_A，CM_B和CM_C），它们每个服务于两个WSO（CM_A服务于A1和A2，CM_B服务于B1和B2，CM_服务于X和C2）。如果WSO可能相互干涉，则这些WSO用虚线彼此连接（即两个WSO之间的虚线指示这些WSO是“邻居”）。示例性情形围绕着WSO X来建立，其由CM_C管理但是其它两个CM同样可以为其确定资源。这可以推广到对其计算资源分配的所有WSO。
图2A是根据本发明示例性实施例的示例性网络图，其示出图1B的第一和第二网络控制器或共存管理器CM_A和CM_C以及第一WSO A2的第一共存组A和第二共存组C的示例性第一情形，图2A还示出第三网络控制器或共存管理器CM_C和包含有第三WSO X的第三共存组，该第三WSO X是第一WSO A2和第二WSO C2二者的邻居。第一情形示出根据本发明示例性实施例，在针对被包含在所有三个共存组中的第三WSO的资源分配方面，在所有三个网络控制器或共存管理器CM_A，CM_B和CM_C之间的资源分配冲突。
●情形1表示其中至少两个CM正在计算对于WSO（X）的资源，而它们中的一个是服务于WSO（X）的CM。
○在该例子中，CM_A正在计算对于A2和它的共存组（由标有“共存组A”的长方形表示）的资源，CM_B正在计算对于B1和它的共存组（由标有“共存组B”的长方形表示）的资源，CM_C正在计算对于C2和它的共存组（由标有“共存组C”的长方形表示）的资源。
图2B是根据本发明示例性实施例的图2A的示例性网络图，其示出图2A的第一、第二、和第三网络控制器或共存管理器CM_A、CM_B和CM_C和第一、第二共存组A和B的示例性第二情形，其中第二情形示出在本发明示例性实施例中，在针对被包含在第一和第二共存组A和B中的第三WSO X的资源分配方面，在第一和第二网络控制器或共存管理器CM_A、CM_B间的资源分配冲突。
●情形2表示其中至少两个CM正在计算对于WSO（X）的资源，但服务于该WSO（X）的CM不是它们中的任一个。
○在该例子中，CM_A正在对于计算A2和它的共存组（由长方形表示）的资源，CM_B正在计算对于B1和它的共存组（由长方形表示）的资源。
图2C是根据本发明示例性实施例的图2B的示例性网络图，其示出图2A的第一、第二、和第三网络控制器或共存管理器CM_A、CM_B和CM_C和第一共存组A的示例性第三情形，其中第三情形示出在本发明示例性实施例中的这种资源分配，其中仅第一网络控制器或共存管理器CM_A正在计算针对被包含在第一共存组A中的第三WSO X的资源分配。
●情形3表示仅有CM_A正在计算对于WSO（X）的资源。
○在该例子中，CM_A正在计算对于A2和它的共存组（由长方形表示）的资源。
假定在资源分配过程中，CM_A已经进行到它具有对于A1，A2和X的资源分配建议。该过程例如因为来自CM_A所服务的A2的请求而开始。CM_A注意到WSO中的一个，例如X，是其他CM已经也为它计算资源的WSO。CM_A向CM_B和CM_C发送冲突检测请求消息以及它的针对X的资源分配建议。
注意：在这种情形中，CM_A没必要具有到CM_B的直接连接，因为A2的共存组没有被CM_B服务的WSO。然而，因为由CM_B服务的B1，故CM_B可以确定用于X的资源。B1的共存组包含X，从而B1属于A2共存组的共存组扩展。可能是仅在共存组的约束条件内，CM彼此直接连接。若是这种情形，CM可能需要用作在冲突处理时在CM之间的通信的中间节点。在这种情形中，例如，CM_A和CM_B之间的通信可能需要通过CM_C来发生。协议本身应当没有不同于无中间节点的情形，转发应当是通用操作。
当从CM_A接收到带有分配建议的冲突检测请求时，CM_B/CM_C用这样的消息进行应答，该消息指示它们的有关X资源分配的状况。在情形1中，两个CM都指示“是”。在情形2中，CM_B指示“是”，而CM_C指示“否”。在情形3中，两个CM都指示“否”。
一旦CM_A从CM_B和CM_C接收到响应，它知道是否存在与X的冲突情形，和哪个CM是冲突处理器。在情形1和情形2中存在冲突情形，而在情形3中不存在冲突情形。在情形1中冲突处理器是CM_A，CM_B和CM_C，而在情形2中CM_A和CM_B是冲突处理器。
在情形1中，CM_A等待来自CM_B和CM_C二者的冲突检查请求。在情形2中，CM_A等待来自CM_B的冲突检查请求。一旦CM_A接收到带有针对X的资源分配建议的所有所需冲突请求检测，它对它已经从其他冲突处理器那里接收到的建议进行排序。一旦排序准备好，CM_A将该排序通知给服务于X的CM，CM_C。在情形1中相同的步骤由CM_B和CM_C进行，并且在情形2中除了CM_A外这些步骤还由CM_B进行。一旦CM_C接收到所有需要的建议排序消息，它计算总分，选择优胜的分配建议，根据需要将其通知给CM_A/CM_B，并在X中实现优胜的分配建议。
图3是非限定性示例性频段图，其示出根据本发明的实施例在174-204MHz中授权TV广播方本地未使用的TV频段空白空间中的非限定的示例性TDMA共存帧子频段，它表示如图4所示弗吉尼亚里士满（美国）区域中的广播TV频道7、8、9、10和11。作为对于请求附加资源的共存网络的次要使用对这些频段的免授权访问，可包含在地理位置、发射功率，范围，和请求网络的发射带宽方面的限制。
作为非限定性例子，802.11 WLAN标准规定在2.400-2.500GHz ISM频段，5GHz ISM频段，和IEEE 802.11ad高吞吐60GHz频段中运行所用的频率。802.11 WLAN标准规定具有20MHz带宽的频道间隔的基于OFDM的物理层。在距离该频道中心11 MHz处，能量低于最大信号水平大约20dB。距离中心频率越远，能量下降越多，导致对邻接频道干扰最小。在54-88MHz和470-806MHz处的TV频段空白空间是对于802.11 WLAN无线LAN频道的共存的很好的候选。在2.025GHz-2.110GHz处的地面站-卫星空白空间频谱是对于802.11 WLAN无线LAN频道的共存的很好的候选。例如在174-204MHz频段，如在弗吉尼亚（美国）里士满的情况下表示本地缺少广播TV频道7，8，9，10和11，已授权TV广播方本地未使用的 TV频段空白空间是对于802.11 WLAN无线LAN频道的共存的很好的候选。
图3示出RF频谱中空白空间的位置以及该空白空间频谱中示例性TDMA共存帧的非限定性例子，示出在任何网络已经被分配时隙前自由可用的时隙。空白空间包括FCC专用TV空白空间54-58MHz频段，FCC专用TV空白空间470-806MHz频段，和2.025GHz-2.110GHz中本地未使用的地面站-卫星空白空间频谱。
在本发明示例性实施例中，有许多TVWS共存技术可能使得两个或更多个独立运行的无线网络或设备能够使用适用于TV空白空间频段的不同无线电技术，以在相同位置接入相同TV空白空间频段而没有相互的干扰。共存技术的某些例子包括动态频率选择，传输功率控制，先听后说行为，时分复用的不同IEEE 802技术，基于消息的按需频谱竞争，和通过中央网络控制器或共存管理器的控制。
图4是弗吉尼亚的里士满(美国)地理区域的示例性地图和广播TV频道7、8、9、10和11的覆盖区域的重叠，其示出如图3所示，在174-204MHz上存在未被已授权TV广播方使用的本地可用TV频段空白空间。在下列表中示出了在弗吉尼亚的里士满城市周围直径大约160千米的圆形区域内有使用TV频道7、8、9、10和11的TV广播方的城市。图4的地图示出在174-204MHz频段上没有被已授权广播方覆盖，从而它是本地可用的TV频段空白空间。
华盛顿特区 TV频道7 174-180 MHz
诺福克，弗吉尼亚 TV频道7 174-180 MHz
哈里森堡，弗吉尼亚 TV频道8 180-186 MHz
华盛顿特区 TV频道9 186-192 MHz
诺福克，弗吉尼亚 TV频道9 186-192 MHz
温切斯特，弗吉尼亚 TV频道10 192-198 MHz
罗利，北卡罗来纳 TV频道11 198-204 MHz
斯丹顿，弗吉尼亚 TV频道11 198-204 MHz
图5A是根据本发明示例性实施例的功能框图，其示出包含有用于无线网络的控制节点或共存启动器111的示例性主WSD1设备。在本发明实施例中，该设备可以被配置为在这样的TVWS共存频段或其他RF频谱频段中运行，在这里没有主要用户无线电运行于邻接的无线网络中。
在本发明示例性实施例中，主WSD1包含协议栈，其包括无线电128和IEEE 802.11 MAC142，它们例如可以基于IEEE 802.11 WLAN标准。MAC 142包含集成TV空白空间特征。协议栈还可包含网络层140，传输层138，和应用程序136。示例性主WSD1可包含具有双核或多核中央处理单元CPU_1和CPU_2的处理器134，RAM存储器，ROM存储器，和用于键盘、显示器、和其他输入/输出设备接口。诸如GPS的位置传感器可以被包含进来以创建主WSD1的地理位置，并且主WSD1的位置可以报告给网络控制器和共存管理器CM_C。共存启动器111可向共存管理器CM_C发送资源请求。MAC 142包含集成TV空白空间特征，其使用无线电128在由共存管理器CM_C重新分配的TV空白空间频段中的频道中进行通信，而不会相互干扰。频谱传感器130感应主WSD1的电磁环境并将它报告给共存管理器CM_C。
在本发明示例性实施例中，图5C中的地理位置数据库200可通过互联网105将所允许的发射水平通知给共存管理器CM_C，由共存管理器CM_C通过互联网105将所允许的发射水平转发给主WSD1的共存启动器。
在本发明示例性实施例中，主WSD1包含频谱解码逻辑133。当输入数据未被适当地关联时，矩形脉冲OFDM信号在相位上是不连续的，从而随着频率展示较大的功率频谱旁瓣渐近延迟。这种较大旁瓣对邻接频道造成强大干扰，并且在发射前需要被压制。频谱预编码能够有效地压制旁瓣功率，而无需放弃系统差错性能或实现复杂性。通过频谱预编码，通过在频谱域中预编码数据符号获得了显著的旁瓣压制，而不用诉诸于特定数据值。这个概念将通过固定预编码器矩阵在频谱预编码矩形脉冲OFDM信号展示非常小的功率频谱旁瓣渐近延迟的方式下，引入在数据符号中的相关性，从而具有高频谱效率。频谱预编码是全可逆的，从而在接收器上能够实现解码，同时提供好的系统差错性能。示例性频谱解码器在Char-DirChung的“Spectral Precoding for Constant Envelope OFDM” 公开（ 2010年2月，IEEE Transactions on Communications，第58卷第2篇第555-567页）中被描述。
在本发明示例性实施例中，图5A中的接口电路可与一个和多个无线收发器、电池和其它电源，键盘，触摸屏，显示器，麦克风，扬声器，耳机，照相机和其它成像设备等进行交互。RAM和ROM可以是可移除存储器设备，诸如智能卡、用户身份模块（SIM）、无线标识模块（WIM），诸如如图9所示的RAM、ROM、PROMS、闪存等的半导体存储器。处理器协议栈层，和/和应用程序可体现为程序逻辑，它们以编程指令序列的方式存储于RAM和/和ROM中，当在CPU中执行时，实现示例性实施例的功能。程序逻辑可以从以诸如内置存储器设备、智能卡和其它可移除存储设备形式的计算机程序产品和制造品，传递到控制节点或共存启动器和共存管理器的可写入RAM、PROMS、闪存存储设备等。可替换的，它们可以体现为以编程逻辑阵列或定制专用集成电路（ASIC）的形式的集成电路。设备中一个和多个无线电可以是分离的收发器电路，或可替换地，一个和多个无线电可以是单个RF模块，其能够响应于处理器以高速、时间复用和频率复用的方式处理一个和多个频道。
图5A的主WSD1包含处理器134，它可访问随机访问存储器RAM和/或只读存储器，以获取所保存程序代码和数据用于在处理过程中使用。RAM和ROM通常可以包含可移除或嵌入式存储器，其以静态和动态模式运行。另外，RAM和ROM可包含可重写入存储器，诸如闪存、EPROM，EEPOM等。在126和图8中示出了基于磁、电和/或光技术的可移除存储媒体的例子，诸如磁盘、光盘、半导体存储器电路设备和微SD存储卡（SD是指安全数字标准），其例如可用作数据输入/输出装置。代码可包含任何解释的或编译的计算机程序语言，包括计算机可读指令。代码和/或数据可以被用于创建软件模块，诸如操作系统、通信工具、用户接口、更专用的程序模块等。
图5B根据本发明示例性实施例的功能框图，其示出从属WSD2设备。在本发明示例性实施例中，该设备可以被配置为在这样的TVWS共存频段或其他RF频谱频段中运行，在这里没有主要用户无线电运行于邻接的无线网络中。
在本发明示例性实施例中，从属WSD2包含协议栈，其包括无线电128和IEEE 802.11 MAC 142，它们例如可以基于IEEE 802.11 WLAN标准。MAC 142包含集成TV空白空间特征。协议栈还可包含网络层140，传输层138，和应用程序136。示例性从属WSD2可包含具有双核或多核中央处理单元CPU_1和CPU_2的处理器134，RAM存储器，ROM存储器，和用于键盘、显示器、和其他输入/输出设备的接口。诸如GPS的位置传感器可以被包含进来以创建从属WSD2的地理位置，从属WSD2的位置可以报告给网络控制器或共存管理器CM_C。MAC 142包含集成TV空白空间特征，其使用无线电128在由共存管理器CM_C重新分配的TV空白空间频段中的频道中进行通信，而不会相互干扰。频谱传感器130感应从属WSD2的电磁环境并将它报告给共存管理器CM_C，主WSD2可以将报告提供给共存管理器以用于进一步的处理和向共存管理器CM_C的传递。
在本发明示例性实施例中，地理位置数据库200可通过互联网105将所允许的发射水平通知给共存管理器CM_C，由共存管理器CM_C将所允许的发射水平通过主WSD1中的共存启动器111转发给从属WSD2和主WSD1本身。
在本发明示例性实施例中，图5B中的接口电路可与一个和多个无线收发器、电池和其它电源、键盘、触摸屏、显示器、麦克风、扬声器、耳机、照相机和其它成像设备等进行接口。RAM和ROM可以是可移除存储器设备，诸如智能卡、用户身份模块（SIM）、无线标识模块（WIM），诸如如图9所示的RAM、ROM、PROMS、闪存等的半导体存储器。处理器协议栈层和/或应用程序可体现为程序逻辑，它们以编程指令序列的方式存储于RAM和/和ROM中，当在CPU中执行时，实现示例性实施例的功能。程序逻辑可以从以诸如内置存储器设备、智能卡和其它可移除存储设备形式的计算机程序产品和制造品，传递到控制节点或共存启动器和共存管理器的可写入RAM、PROMS、闪存存储设备等。可替换的，它们可以体现为以编程逻辑阵列和定制专用集成电路（ASIC）的形式的集成电路。设备中一个和多个无线电可以是分离的收发器电路，或和可替换地，一个和多个无线电可以是单个RF模块，其能够响应于处理器以高速、时间复用和频率复用的方式处理一个和多个频道。
图5B的从WSD2包含处理器134，它可访问随机访问存储器RAM和/或只读存储器，以获取所保存的程序代码和数据，用于在处理过程中使用。RAM和ROM通常可以包含可移除或嵌入式存储器，其以静态和动态模式运行。另外，RAM或ROM可包含可重写入存储器，诸如闪存、EPROM，EEPOM等。在126和图8中示出了基于磁、电和/和光技术的可移除存储媒体的例子，诸如磁盘、光盘、半导体存储器电路设备和微SD存储卡，并且其例如可用作数据输入/输出装置。代码可包含任何解释的和编译的计算机程序语言，包括计算机可读指令。代码和/和数据可以被用于创建软件模块，诸如操作系统、通信工具、用户接口、更专用的程序模块等。
图5C是根据本发明实施例的示例性网络图，其示出控制节点或共存启动器111，在本发明示例性实施例中它通过骨干线路和/或互联网链路与网络控制器或共存管理器CM_C进行通信。在本发明示例性实施例中，共存管理器CM_C可通过互联网105与地理位置数据库200和共存网络单元共存发现和消息服务器（CDIS）107进行通信。
主WSD，诸如WSD1，向地理位置数据库200发送对于可用频谱的请求。数据库200可包含例如以诸如处理器、存储器、软件/硬件模块等功能模块的形式的内部结构，以用于实现这里所述的操作。这些模块例如可以发送和接收信息，诸如频谱信息、发射特征、和/或可允许运行参数。主WSD1使用IEEE 802.11无线LAN（WLAN）协议来在它的IEEE 802.11链路上进行正常通信，但它能够在TV WS链路2、3和4上的空白空间频谱中进行通信。来自地理位置数据库200的返回信息使得能够进行主WSD1和处于主WSD1的运行范围内的它的关联从属WSD2在空白空间频谱中的运行。还有其它原因来使用TVWS，诸如更好的传播。一般通信媒体通常可用于WLAN（例如2.4或5GHz），但由于主要用户，TVWS可能并非在任何地方都是可用的。
图6A是根据本发明实施例的在源网络控制器CM_A中的操作步骤的示例性流程图，该源网络控制器接收来自无线网络A2的资源分配请求。图6A中流程图600的步骤可表示存储于主空白空间设备的RAM和/或ROM中的计算机代码指令，当由中央处理器（CPU）执行时，实现本发明示例性实施例的功能。步骤可以按照不同于示出顺序的另一种顺序来执行，而各个步骤可被合并起来或分成组件步骤。
步骤602：由网络控制器计算用于无线网络的资源分配建议；
步骤604：由网络控制器向一个或多个其它网络控制器发送消息，该消息包含所计算的资源分配建议；和
步骤606：若响应于所发送的消息，该网络控制器未从一个或多个其它网络控制器接收到其它资源分配建议，则实现该资源分配建议。
图6B是根据本发明实施例的在网络控制器CM_C中的操作步骤的示例性流程图，该网络控制器CM_C接收来自源网络控制器的CM_A冲突请求和资源分配建议。
图6B中流程图650的步骤可表示存储于从属空白空间设备的RAM和/或ROM中的计算机代码指令，当由中央处理器（CPU）执行时，实现本发明示例性实施例的功能。步骤可以不同于示出顺序的另一种顺序来执行，而各个步骤可被合并起来或分成组件步骤。
步骤652：由网络控制器接收来自源网络控制器的消息，该消息包含用于无线网络的资源分配建议。
步骤654：响应于所接收消息，完成用于该无线网络的资源分配建议的计算；和
步骤656：由该网络控制器向源网络控制器以及零个或多个其它网络控制器发送所完成的资源分配建议。
图6C是根据本发明实施例的在网络控制器CM_C中的操作步骤的示例性流程图，该网络控制器CM_C服务于与发起资源分配请求的无线网络A2邻接的一个或多个无线网络X。
图6C中流程图680的步骤可表示存储于从空白空间设备的RAM和/或ROM中的计算机代码指令，当由中央处理器（CPU）执行时，实现本发明示例性实施例的功能。步骤可以不同于所示顺序的另一种顺序来执行，而各个步骤可被合并起来或分成组件步骤。
步骤682：由服务于无线网络的网络控制器接收对从一个或多个其它网络控制器接收到的资源分配建议的排序；
步骤684：基于所接收到的资源分配建议的排序，由该网络控制器确定对于从一个或多个其它网络控制器接收到的每个资源分配建议的分值；
步骤686：根据所确定的分值，由该网络控制器选择资源分配建议；和
步骤688：在该无线网络中实现所选择的资源分配建议。
图7是根据本发明示例性实施例的示例性频带图，其示出移动设备通信频段的上行链路部分中的900-905 MHz的非成对时域双工频率空白空间中的子频段14’中的示例性TDMA共存帧24’。图7表示用于示例性移动设备频段的示例性频率规划，类似于用于GSM的一部分频率规划，上行链路部分在890-915 MHz，而下行链路部分在935-960 MHz。在图7示出的示例性频率规划中，在下行链路部分中945和950MHz之间的5MHz频段被保留用于其它用户，例如作为紧急服务频段。由于移动设备系统的时域双工操作需要与分配的下行链路频率相匹配的上行链路频率，故在上行链路部分的900和905 MHz中有非成对频段。根据本发明示例性实施例，900和905 MHz中的非成对频段被用作共存频段。图7示出在移动设备通信频段的上行链路部分中的非成对时域双工频率空白空间36子频段14’中的示例性TDMA共存帧24’，其可用于图1A中基于蜂窝的主设备WSD5和基于蜂窝的从属设备WSD6、WSD7和WSD8。
图8示出本发明的示例性实施例，根据本发明至少一个实施例，其中示出作为示例性计算机程序产品用于存储数据和/或计算机代码的可移除存储媒体126，其基于磁、电和/或光技术，诸如磁盘、光盘，半导体存储电路设备和微SD存储卡（SD是指安全数字标识）。
使用这里所提供的说明书，通过使用标准编程和/或工程技术来生成编程软件、固件、硬件或它们的任意组合，实施例可被实现为机器、过程、或产品。
具有计算机可读程序代码的任何结果程序可被具体化在一个或多个计算机可用媒体上，从而制造根据实施例的计算机程序或产品，其中所述计算机可用媒体诸如常驻存储器设备、智能卡或其他可移动存储器设备、或传输设备。这样，在此所使用的术语“产品”和“计算机程序”意欲涵盖永久地或暂时地存在于任何计算机可用介质上的计算机程序。
如上所述，存储器/存储设备包括但不局限于盘，光盘，诸如智能卡、SIM、WIM的可移动存储器设备，诸如RAM、ROM、PROM的半导体存储器，等等。传输介质包括但不局限于通过无线通信网络、互联网、内联网、基于电话/调制解调器的网络通信、硬连接线/线缆通信网络、卫星通信，和其他静态或移动网络系统/通信链路。
尽管具体示例性实施例已经被公开，但本领域熟练技术人员理解在不脱离本发明精神和保护范围的情况下可对具体示例性实施例作出改变。

Claims (13)

1.一种方法，包括：
由网络控制器计算用于无线网络的资源分配建议；
由所述网络控制器向一个或多个其它网络控制器发送消息，所述消息包含有所计算的资源分配建议；以及
如果响应于所发送的消息，所述网络控制器未从所述一个或多个其它网络控制器接收到用于所述无线网络的其它资源分配建议，则实现所述资源分配建议。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
如果响应于所发送的消息，所述网络控制器从所述一个或多个其它网络控制器接收到用于所述无线网络的其它资源分配建议，则由所述网络控制器对所述其它资源分配建议排序；以及
由所述网络控制器将对所述其它资源分配建议的所述排序的结果发送给为所述无线网络提供服务的一个或多个网络控制器。
3.一种方法，包括：
由网络控制器从源网络控制器接收消息，所述消息包含用于无线网络的资源分配建议；
响应于所接收的消息，完成针对所述无线网络的资源分配建议计算；以及
由所述网络控制器向所述源网络控制器以及零个或多个其它网络控制器发送所完成的资源分配建议。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：
响应于所发送的消息，由所述网络控制器对从所述源网络控制器接收的资源分配建议和分别从零个或多个其它网络控制器接收的零个或多个其它资源分配建议排序；以及
由所述网络控制器将对所接收的一个或多个资源分配建议的所述排序的结果发送给为所述无线网络提供服务的一个或多个网络控制器。
5.一种方法，包括：
由为无线网络提供服务的网络控制器接收对从一个或多个其它网络控制器接收的资源分配建议的排序；
基于所接收的资源分配建议的排序，由所述网络控制器确定对于从所述一个或多个其它网络控制器接收的每个资源分配建议的分值；
根据所确定的分值，由所述网络控制器选择资源分配建议；以及
在所述无线网络中实现所选择的资源分配建议。
6.如权利要求5所述的方法，其中所选择的资源分配建议具有最高的所确定的分值。
7.一种装置，包括：
用于计算用于无线网络的资源分配建议的部件；
用于向一个或多个其它网络控制器发送消息的部件，所述消息包含有所计算的资源分配建议；以及
用于如果响应于所发送的消息，未从所述一个或多个其它网络控制器接收到用于所述无线网络的其它资源分配建议，则实现所述资源分配建议的部件。
8.如权利要求7所述的装置，还包括：
用于如果响应于所发送的消息，从所述一个或多个其它网络控制器接收到用于所述无线网络的其它资源分配建议，则对所述其它资源分配建议排序的部件；和
用于将对所述其它资源分配建议的所述排序的结果发送给为所述无线网络提供服务的一个或多个网络控制器。
9.一种装置，包括：
用于从源网络控制器接收消息的部件，所述消息包含用于无线网络的资源分配建议；
用于响应于所接收到的消息，完成针对所述无线网络的资源分配建议计算的部件；和
用于向所述源网络控制器以及零个或多个其它网络控制器发送所完成的资源分配建议的部件。
10.如权利要求9所述的装置，还包括：
用于响应于所发送的消息，对从所述源网络控制器接收的资源分配建议和分别从零个或多个其它网络控制器接收的零个或多个其它资源分配建议排序的部件；和
用于将对接收的一个或多个资源分配建议的所述排序的结果发送给为所述无线网络提供服务的一个或多个网络控制器的部件。
11.一种装置，包括：
用于接收对从一个或多个其它网络控制器接收的资源分配建议的排序的部件，所述装置服务于无线网络；
用于基于所接收的资源分配建议的排序，确定对于从所述一个或多个其它网络控制器接收的每个资源分配建议的分值的部件；
用于根据所确定的分值选择资源分配建议的部件；和
用于在所述无线网络中实现所选择的资源分配建议的部件。
12.如权利要求11所述的装置，其中所选择的资源分配建议具有最高的所确定的分值。
13.一种系统，包括：
多个网络控制器，其具有彼此进行通信的部件，所述多个网络控制器中的每一个服务于至少一个无线网络；
其中所述多个网络控制器中的至少一个从所述多个网络控制器中的两个或多个接收用于无线网络的至少两个资源分配建议，以及对所述至少两个资源分配建议中的每一个的排序，所述至少一个网络控制器对所述至少两个资源分配建议中的每一个排序；以及
如果所述至少一个网络控制器正在为所述无线网络提供服务，则基于自己的和所接收的排序，从所述至少两个资源分配建议中选择最高排序的资源分配建议。
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