CN104685917B - 动态频谱管理系统中的信道质量测量和发射功率分配 - Google Patents

动态频谱管理系统中的信道质量测量和发射功率分配 Download PDF

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Abstract

当分组不在信道上发送时，动态频谱管理(DSM)引擎可确定与DSM引擎相关联的一个或多个信道的信道质量。例如，如果从与非主信道相关联的上一个活动起已经经过了预定的时间段，则DSM引擎可触发非主信道上的信道质量测量。信道质量测量可经由非主信道上的数据发送事件触发，例如在非主信道上发送数据帧。DSM引擎可在多个信道上执行各自的质量测量，并在数据库中存储各自的质量值。信道的时间平均信道质量可基于存储的质量值来计算，以用于计算信道上的发射功率分配。

Description

动态频谱管理系统中的信道质量测量和发射功率分配
相关申请的交叉引用
本申请要求2012年9月24日申请的美国临时申请No.61/704,766和2012年9月28日申请的美国临时申请No.61/706,993的权益，两者在这里引入作为参考。
背景技术
在动态频谱管理(DSM)系统中，一个或多个信道度量可用于估计各自信道的质量。例如，可例如在物理层(PHY)测量与信道相关联的接收信号强度指示符(RSSI)。物理层RSSI(PHY RSSI)测量可用于在DSM系统使用的信道归类(ranking)过程。
与DSM系统相关联的DSM引擎可配置有主信道和一个或多个非主信道(例如，信道聚合的主信道和多达三个非主信道)。
典型地，仅当接收到分组时执行信道的PHY RSSI测量，例如数据分组和/或数据帧中的应答(ACK)，等等。信道聚合的主信道可用于维持DSM引擎(例如，在接入点(AP)中实现的)和DSM系统客户端(例如，站(STA))之间的认证和/或关联。例如，当为了维持AP和STA之间的关联交换分组时，可根据常规间隔为主信道获得PHY RSSI测量。
当非主信道成为信道聚合的一部分时，可能有这样的情形：没有上行链路(UL)数据和/或从STA发送到AP的ACK，从而AP不能在一个或多个非主信道上执行PHY RSSI测量。没有非主信道的足够的信道质量测量，DSM引擎执行的信道归类会导致质量差信道被选择，这会导致较低的吞吐率。
媒体接入控制(MAC)级载波聚合系统可用于在MAC层聚合多个物理层链。因为这些PHY链在不同频谱片段(例如，信道)上运行，所以每个链路上的质量不同，并依赖于对应于每个信道的共信道或邻信道干扰水平、传播损耗、发射功率、接收机噪声基底(floor)、频谱平坦度等等。
发明内容
这里公开了方法、系统和装置，用于执行信道质量测量，为载波聚合选择信道，和为动态频谱管理(DSM)系统中的载波聚合分配发射功率。
DSM客户端可操作一组聚合的活动信道，所述信道组可包括主信道和一个或多个非主信道。DSM客户端和/或与DSM客户端相关联的DSM引擎可基于与非主信道相关联的先前活动确定是否触发非主信道上的信道质量测量。例如，在从上行链路(UL)中非主信道上的最后活动开始经过了预定时间段的情况下，DSM引擎和/或DSM客户端可触发非主信道上的信道质量测量。
例如，在确定触发非主信道上的信道质量测量时，DSM引擎可触发非主信道上的UL数据发送事件，即在非主信道上发送传输控制协议(TCP)下行链路数据给DSM客户端，在非主信道上发送清除信道评估消息给DSM客户端，发送信道质量测量请求，和/或请求要在非主信道上发送的数据帧。UL数据发送事件会导致DSM客户端在非主信道上发送数据帧，例如空(NULL)数据帧，其可以允许关于非主信道的质量测量被执行。
例如，在确定触发非主信道上的信道质量测量时，DSM客户端可触发非主信道上的数据发送事件。例如，DSM客户端可在非信道上向关联的接入点发送数据帧(例如，NULL数据帧)、管理数据帧和/或控制数据帧，可在非主信道上向关联的接入点发送管理帧，和/或在非主信道上向关联的接入点发送控制帧。DSM引擎可经由非主信道接收数据帧，并基于接收的数据帧确定非主信道的信道质量。
DSM引擎可基于根据一个或多个信道质量阈值的信道质量测量为载波聚合选择信道。DSM引擎可比较可用信道的信道质量和低信道质量阈值，并基于所述比较确定是否将信道加入到与DSM客户端相关联的候选列表中。例如，当信道质量低于所述低信道质量阈值时，DSM引擎可以确定信道被排除在候选列表之外。DSM引擎可比较候选信道(例如，候选列表上的信道)的信道质量和范围扩展阈值。例如，如果候选信道的信道质量低于范围扩展阈值，DSM引擎可确定所述候选信道被排除在与DSM客户端相关联的活动集之外。例如，如果候选信道的信道质量和主信道的信道质量之间的差值超出Δ(delta)阈值，则DSM引擎可确定所述候选信道被排除在与DSM客户端相关联的活动集之外。DSM引擎可基于下述确定选择一信道作为在与DSM客户端相关联的活动集中的活动信道：所述信道的信道质量达到或超出低信道质量阈值，所述信道的信道质量和主信道的信道质量之间的差值小于delta阈值，以及所述信道的信道质量达到或超出范围扩展阈值。
DSM引擎可在多个信道上执行各自的质量测量，并在数据库中存储各自的质量值。可基于存储的质量值来计算信道的时间平均信道质量，以用于计算信道间的发射功率分布。例如，DSM引擎可包括信道管理功能(CMF)和至少一个接入点(AP)。CMF可为DSM客户端分配用于载波聚合的发射功率。CMF可接收链路质量报告，所述报告可包括与DSM客户端相关联的所述信道的信道质量信息。CMF可为每个信道计算时间平均信道质量，并基于所述信道的时间平均信道质量计算信道间的发射功率分布。CMF可向DSM客户端发送具有信道间的发射功率分布的发射功率分配消息。
发射功率可基于每个信道的链路质量进行分配。链路质量数据库(LQD)可包括信道质量信息，例如基于来自AP的周期性MCS/SINR更新的每个DSM客户端的、每个QoS和/或每个活动信道的平均MCS或SINR估计，和/或每个信道的MCS和SINR测量可由CMF信道选择来考虑。SINR可基于RSSI和干扰RSSI测量进行计算。LQD可驻留在CMF中。
活动信道Tx功率分配向量可由CMF生成，并为各自的DSM客户端和各自的QoS报告给AP。Tx功率分配向量配置可用信号通知给AP。可选择活动信道，从而可最大化数据吞吐量和范围，和/或最小化聚合信道之间的MCS/SINR间隔。
AP处的活动信道间的发射功率分布可依赖于覆盖和吞吐量之间的权衡。为了拥有扩展的覆盖范围，并因而包括尽可能多的DSM客户端，可最大化Tx功率，而这意味着较少的信道共享总功率。为了提供增强的吞吐量，可聚合更多信道，因而在很多信道上扩展功率，而这可以导致减少单独信道的覆盖区域。
附图说明
图1A示出了执行一个或多个公开的实施方式的示例性通信系统的系统图；
图1B示出了用于图1A中示出的通信系统的示例性无线发射/接收单元(WTRU)的系统图；
图1C示出了用于图1A中示出的通信系统的示例性无线接入网和示例性核心网的系统图；
图1D示出了用于图1A中示出的通信系统的示例性无线电接入网和示例性核心网的系统图；
图1E示出了用于图1A中示出的通信系统的示例性无线电接入网和示例性核心网的系统图；
图1F是通信系统100的实施方式的系统图；
图2示出了示例性的动态频谱管理(DSM)系统；
图3示出了示例性的信道测量查找表；
图4示出了电视空白空间(TVWS)信道上的示例性操作；
图5示出了比较距离上的邻近和非邻近信道信干噪比(SINR)变化的图表；
图6示出了信道质量数据库中的示例表格，所述表格可追踪系统中信道的调制和编码方案(MCS)值；
图7示出了信道质量数据库中的示例表格，所述表格可追踪系统中信道的MCS值；
图8示出了信道管理功能(CMF)和接入点(AP)之间的示例性信令；
图9示出了MAC-CMF接口上的示例性消息；
图10示出了功率放大器(PA)线性补偿；
图11示出了CMF信道选择过程的示例性流程图；
图12示出了信道选择如何受信道质量参数的影响；
图13示出了用于执行信道质量测量的示例性过程；
图14示出了用于执行信道质量测量的示例性过程。
具体实施方式
图1A是执行一个或多个公开的实施方式的示例性通信系统100的示意图。例如，无线网络(例如，无线网络包括通信系统100的一个或多个部件)可如此配置从而扩展到无线网络之外(例如，与无线网络相关联的有墙壁的花园之外)的承载可被分配有QoS特性。
通信系统100可以是多接入系统，向多个无线用户提供内容，例如语音、数据、视频、消息、广播等等。通信系统100可以使多无线用户通过系统资源的共享访问所述内容，所述系统资源包括无线带宽。例如，通信系统100可使用一个或多个信道接入方法，例如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交FDMA(OFDMA)、单载波FDMA(SC-FDMA)等等。
如图1A所示，通信系统100包括至少一个无线发射/接收单元(WTRU)，譬如说多个WTRU，例如WTRU 102a、102b、102c和102d，无线电接入网(RAN)104，核心网106，公共交换电话网(PSTN)108，因特网110和其他网络112，不过应该理解的是公开的实施方式考虑到了任何数量的WTRU、基站、网络和/或网络元件。WTRU 102a、102b、102c、102d中每一个可以是配置为在无线环境中进行操作和/或通信的任何类型设备。作为示例，WTRU 102a、102b、102c、102d可以配置为发送和/或接收无线信号，并且可以包括用户设备(UE)、移动台、固定或移动用户单元、寻呼器、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能手机、笔记本、上网本、个人计算机、无线传感器、消费性电子产品等等。
通信系统100还可以包括基站114a和基站114b。基站114a、114b中每一个可以是配置为无线接入WTRU 102a、102b、102c、102d中至少一个的任何类型设备，以促进接入一个或多个通信网络，例如核心网106、因特网110和/或网络112。作为示例，基站114a、114b可以是基站收发信台(BTS)、节点B、e节点B、家庭节点B、家庭e节点B、站点控制器、接入点(AP)、无线路由器等等。虽然基站114a、114b每个被描述为单独的元件，但是应该理解的是基站114a、114b可以包括任何数量互连的基站和/或网络元件。
基站114a可以是RAN 104的一部分，所述RAN还可包括其他基站和/或网络元件(未示出)，例如基站控制器(BSC)、无线电网络控制器(RNC)、中继节点等等。基站114a和/或基站114b可配置用于在特定地理区域内发送和/或接收无线信号，所述特定地理区域可被称作小区(未示出)。所述小区可进一步划分为小区扇区。例如，与基站114a相关联的小区可划分为三个扇区。因而，在一个实施方式中，基站114a可包括三个收发信机，即小区的每个扇区使用一个收发信机。在另一个实施方式中，基站114a可使用多输入多输出(MIMO)技术，并且因此可使用用于小区的每个扇区的多个收发信机。
基站114a、114b可在空中接口116上与WTRU 102a、102b、102c、102d中一个或多个进行通信，所述空中接口可以是任何适当的无线通信链路(例如，射频(RF)，微波，红外线(IR)，紫外线(UV)，可见光等等)。空中接口116可使用任何适当的无线电接入技术(RAT)来建立。
更具体地说，如上所述，通信系统100可以是多接入系统，并且可以使用一个或多个信道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等等。例如，RAN 104中的基站114a和WTRU 102a、102b、102c可以实现无线电技术，例如通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入(UTRA)，其可以使用宽带CDMA(WCDMA)建立空中接口116。WCDMA可以包括通信协议，例如高速分组接入(HSPA)和/或演进的HSPA(HSPA+)。HSPA可以包括高速下行链路分组接入(HSDPA)和/或高速上行链路分组接入(HSUPA)。
在另一个实施方式中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可实现无线电技术，例如演进UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)，其可以使用长期演进(LTE)和/或高级LTE(LTE-A)建立空中接口116。
在其他实施方式中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可实现无线电技术，例如IEEE 802.16(即，全球互通微波存取(WiMAX))，CDMA2000，CDMA2000 1X，CDMA2000EV-DO，临时标准2000(IS-2000)，临时标准95(IS-95)，临时标准856(IS-856)，全球移动通信系统(GSM)，GSM演进的增强型数据速率(EDGE)，GSM EDGE(GERAN)等等。
图1A中的基站114b可以是无线路由器、家庭节点B、家庭e节点B或接入点，例如，并且可以使用任何适当的RAT来促进局部区域中的无线连接，例如商业处所、住宅、车辆、校园等等。在一个实施方式中，基站114b和WTRU 102c、102d可以实现无线电技术，例如IEEE802.11，来建立无线局域网(WLAN)。在另一个实施方式中，基站114b和WTRU 102c、102d可以实现无线电技术，例如IEEE 802.15，来建立无线个域网(WPAN)。仍然在另一个实施方式中，基站114b和WTRU 102c、102d可以使用基于蜂窝的RAT(例如，WCDMA,CDMA2000,GSM,LTE,LTE-A等)来建立微微小区或毫微微小区。如图1A所示，基站114b可以具有到因特网110的直接连接。因此，基站114b可以不必须经由核心网106接入到因特网110。
RAN 104可以与核心网106通信，所述核心网106可以是配置为向WTRU 102a、102b、102c、102d中一个或多个提供语音、数据、应用和/或网际协议语音(VoIP)服务的任何类型网络。例如，核心网106可以提供呼叫控制、计费服务、基于移动位置的服务、预付费呼叫、因特网连接、视频分配等，和/或执行高级安全功能，例如用户认证。虽然图1A中未示出，应该理解的是RAN 104和/或核心网106可以与使用和RAN 104相同的RAT或不同RAT的其他RAN进行直接或间接的通信。例如，除了连接到RAN 104之外，所述RAN 104可能正在使用E-UTRA无线电技术，核心网106还可以与使用GSM无线电技术的另一个RAN(未示出)通信。
核心网106还可以充当WTRU 102a、102b、102c、102d接入到PSTN 108、因特网110和/或其他网络112的网关。PSTN 108可以包括提供普通老式电话服务(POTS)的电路交换电话网络。因特网110可以包括全球互联计算机网络系统和使用公共通信协议的设备，所述协议例如有TCP/IP互联网协议组中的传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)和网际协议(IP)。网络112可以包括被其他服务提供商拥有和/或操作的有线或无线的通信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个RAN中的另一个核心网，所述RAN可以使用和RAN 104相同的RAT或不同的RAT。
通信系统100中的WTRU 102a、102b、102c、102d的某些或所有可以包括多模式功能，即WTRU 102a、102b、102c、102d可以包括在不同无线链路上与不同无线网络进行通信的多个收发信机。例如，图1A中示出的WTRU 102c可配置为与基站114a通信，所述基站114a可以使用基于蜂窝的无线电技术，以及与基站114b通信，所述基站114b可以使用IEEE 802无线电技术。
图1B是示例性的WTRU 102的系统图。如图1B所示，WTRU 102可以包括处理器118、收发信机120、发射/接收元件122、扬声器/麦克风124、键盘126、显示器/触摸板128、不可移动存储器130、可移动存储器132，电源134、全球定位系统(GPS)芯片组136和其他外围设备138。应该理解的是WTRU 102可以在保持与实施方式一致时，包括前述元件的任何子组合。
处理器118可以是通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、一个或多个与DSP核心相关联的微处理器、控制器、微控制器、特定用途集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其他类型的集成电路(IC)、状态机等等。处理器118可执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使WTRU 102能够在无线环境中进行操作的任何其他功能。处理器118可以耦合到收发信机120，所述收发信机120可耦合到发射/接收元件122。虽然图1B示出了处理器118和收发信机120是单独的部件，但是应该理解的是处理器118和收发信机120可以集成在电子封装或芯片中。
发射/接收元件122可以配置为在空中接口116上将信号发送到基站(例如，基站114a)，或从基站(例如，基站114a)中接收信号。例如，在一个实施方式中，发射/接收元件122可以是配置为发送和/或接收RF信号的天线。在另一个实施方式中，发射/接收元件122可以是配置为发送和/或接收例如IR、UV或可见光信号的发射器/检测器。仍然在另一个实施方式中，发射/接收元件122可以配置为发送和接收RF和光信号两者。应该理解的是发射/接收元件122可以配置为发射和/或接收无线信号的任何组合。
此外，虽然发射/接收元件122在图1B中示出为单独的元件，但是WTRU102可以包括任意数量的发射/接收元件122。更具体地说，WTRU 102可以使用MIMO技术。因此，在一个实施方式中，WTRU 102可以包括在空中接口116上发送和接收无线信号的两个或更多个发射/接收元件122(例如，多个天线)。
收发信机120可以配置为调制要由发射/接收元件122发送的信号，和解调由发射/接收元件122接收的信号。如上所述，WTRU 102可以具有多模式能力。因此，收发信机120可以包括使WTRU 102能够经由多个RAT通信的多个收发信机，所述多个RAT例如有UTRA和IEEE802.11。
WTRU 102的处理器118可以耦合到下述设备，并且可以从下述设备中接收用户输入数据，扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示器/触摸板128(例如，液晶显示器(LCD)显示单元或有机发光二极管(OLED)显示单元)。处理器118还可以输出用户数据到扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示/触摸板128。此外，处理器118可以从任何类型的适当的存储器中存取信息，并且可以存储数据到所述存储器中，例如不可移动存储器130和/或可移动存储器132。不可移动存储器130可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或任何其他类型的存储器设备。可移动存储器132可以包括用户标识模块(SIM)卡、记忆棒、安全数码(SD)存储卡等等。在其他的实施方式中，处理器118可以从没有物理地设置于WTRU 102上(例如位于服务器或家用计算机(未示出))的存储器中存取信息，并且可以将数据存储在所述存储器中。
处理器118可以从电源134中接收电能，并且可以配置为分配和/或控制电能到WTRU 102中的其他部件中。电源134可以是给WTRU 102供电的任何适当的设备。例如，电源134可以包括一个或多个干电池(例如，镍镉(NiCd)、镍锌(NiZn)、镍金属氢化物(NiMH)、锂离子(Li-ion)，等等)，太阳能电池，燃料电池等等。
处理器118还可以耦合到GPS芯片组136，所述GPS芯片组136可以配置为提供关于WTRU 102当前位置的位置信息(例如，经度和纬度)。除来自GPS芯片组136的信息或作为替代，WTRU 102可以在空中接口116上从基站(例如，基站114a、114b)中接收位置信息，和/或基于从两个或多个邻近基站接收的信号定时来确定其位置。应该理解的是WTRU 102在保持实施方式的一致性时，可以通过任何适当的位置确定方法获得位置信息。
处理器118可以进一步耦合到其他外围设备138，所述外围设备可以包括一个或多个提供附加特性、功能和/或有线或无线连接的软件和/或硬件模块。例如，外围设备138可以包括加速计、电子罗盘、卫星收发信机、数码相机(用于图像或视频)、通用串行总线(USB)端口、振动设备、电视收发器、免提耳机、模块、调频(FM)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏机模块、因特网浏览器等等。
图1C是包括RAN 104a和核心网106a的通信系统100的实施方式的系统图，所述RAN104a和核心网106a分别包括RAN 104和核心网106的示例性实施。如上所述，RAN 104，例如RAN 104a，可使用E-UTRA无线电技术通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c通信。RAN104a还可以与核心网106a通信。如图1C所示，RAN 104a可包括节点B 140a、140b、140c，所述节点B 140a、140b、140c每个可包括一个或多个收发信机，用于通过空中接口116与WTRU102a、102b、102c通信。节点B 140a、140b、140c可与RAN 104a中的特定小区(未示出)相关联。RAN 104a还可包括RNC 142a、142b。应该理解的是，在保持与实施方式一致的同时，RAN104a可包括任何数量的节点B和RNC。
如图1C所示，节点B 140a、140b可与RNC 142a通信。此外，节点B 140c可与RNC142b通信。节点B 140a、140b、140c可经由Iub接口分别与RNC142a、142b通信。RNC 142a、142b可经由Iur接口彼此通信。每个RNC 142a、142b可配置为控制其连接的各自的节点B140a、140b、140c。另外，每个RNC 142a、142b可配置为执行或支持其它的功能，例如外环功率控制，负载控制，准入控制，分组调度，切换控制，宏分集，安全功能，数据加密等等。
图1C中示出的核心网106a可包括媒体网关(MGW)144，移动交换中心(MSC)146，服务GPRS支持节点(SGSN)148，和/或网关GPRS支持节点(GGSN)150。虽然前述的每个元件都被描述为核心网106a的一部分，但是应该理解的是这些元件中的任何一个都可由除核心网运营商之外的实体拥有和/或操作。
RAN 104a中的RNC 142a可经由IuCS接口连接到核心网106a中的MSC146。MSC 146可连接到MGW 144。MSC 146和MGW 144可向WTRU 102a、102b、102c提供到例如PSTN 108的电路交换网络的接入，以促进WTRU102a、102b、102c和传统陆线通信设备间的通信。
RAN 104a中的RNC 142a还可以经由IuPS接口连接到核心网106a中的SGSN 148。SGSN 148可连接到GGSN 150。SGSN 148和GGSN 150可向WTRU 102a、102b、102c提供到例如因特网110的分组交换网络的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c和IP使能设备间的通信。
如上所述，核心网106a还可连接到网络112，所述网络112可包括由其它服务提供商拥有和/或操作的其它有线或无线网络。
图1D是包括RAN 104b和核心网106b的通信系统100的实施方式的系统图，所述RAN104b和核心网106b分别包括RAN 104和核心网106的示例性实施。如上所述，RAN 104，例如RAN 104b，可使用E-UTRA无线电技术通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c通信。RAN104b还可与核心网106b通信。
RAN 104b可包括e节点B 140d、140e、140f，但是应该理解的是在与实施方式保持一致的同时，RAN 104b可包括任意数量的e节点B。e节点B140d、140e、140f每一个可包括用于通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c通信的一个或多个收发信机。在一个实施方式中，e节点B 140d、140e、140f可实施MIMO技术。因而，e节点B 140d，例如可使用多个天线将无线信号发送到WTRU 102a，以及从WTRU 102a接收无线信号。
每个e节点B 140d、140e、140f都可以与特定小区(未示出)关联，并且可配置为处理无线电资源管理决策、切换决策、上行链路和/或下行链路中的用户调度，等等。如图1D中所示，e节点B 140d、140e、140f可通过X2接口彼此通信。
图1D中示出的核心网106b可包括移动性管理网关(MME)143，服务网关145，和分组数据网(PDN)网关147。虽然前述的每个元件都被描述为核心网106b的一部分，但是应该理解的是这些元件中的任何一个都可由除核心网运营商之外的实体拥有和/或操作。
MME 143可经由S1接口连接到RAN 104b中的每一个e节点B 140d、140e、140f，并且可用作控制节点。例如，MME 143可负责认证WTRU 102a、102b、102c的用户、承载激活/去激活、在WTRU 102a、102b、102c的初始附着期间选择特定服务网关，等等。MME 143还可提供控制平面功能，用于在RAN 104b和使用其它无线电技术(例如GSM或WCDMA)的其它RAN(未示出)之间进行切换。
服务网关145可经由S1接口连接到RAN 104b中的每一个e节点B140d、140e、140f。服务网关145通常路由和转发到/从WTRU 102a、102b、102c的用户数据分组。服务网关145还可以执行其它功能，例如在e节点B间切换期间锚定用户平面，在下行链路数据可用于WTRU102a、102b、102c时触发寻呼，管理和存储WTRU 102a、102b、102c的上下文，等等。
服务网关145还可连接到PDN网关147，所述PDN网关147可向WTRU102a、102b、102c提供到例如因特网110的分组交换网络的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c和IP使能设备间的通信。
核心网106b可促进与其它网络的通信。例如，核心网106b可向WTRU102a、102b、102c提供到例如PSTN 108的电路交换网络的接入，以促进WTRU 102a、102b、102c和传统陆线通信设备间的通信。例如，核心网106b可包括用作核心网106和PSTN 108之间的接口的IP网关(例如，IP多媒体子系统(IMS)服务器)或可与之通信。此外，核心网106b可向WTRU102a、102b、102c提供到网络112的接入，所述网络112可包括由其它服务提供商拥有和/或操作的其它有线或无线网络。
图1E是包括RAN 104c和核心网106c的通信系统100的实施方式的系统图，所述RAN104c和核心网106c分别包括RAN 104和核心网106的示例性实施。RAN 104，例如RAN 104c，可以是使用IEEE 802.16无线电技术通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c通信的接入服务网(ASN)。如这里所述，WTRU 102a、102b、102c、RAN 104c和核心网106c的不同功能实体之间的通信链路可以被定义为参考点。
如图1E所示，RAN 104c可以包括WTRU 102a、102b、102c和ASN网关141，但是应该理解的是RAN 104c在保持实施方式的一致性时，可以包括任意数量的基站和ASN网关。WTRU102a、102b、102c每个可以与RAN104c中的特定小区(未示出)相关联，并且每个可以包括一个或多个收发信机，用于通过空中接口116与WTRU 102a、102b、102c通信。在一个实施方式中，基站140g、140h、140i可以实现MIMO技术。因而，基站140g，例如可以使用多个天线将无线信号发送到WTRU 102a，以及从WTRU 102a接收无线信号。基站140g、140h、140i还可以提供移动性管理功能，例如切换触发、隧道建立、无线电资源管理、业务分类、业务质量(QoS)策略执行等等。ASN网关141可以充当业务聚合点，并且可以负责寻呼、缓存用户配置文件(profile)、路由到核心网106c等等。
WTRU 102a、102b、102c和RAN 104c之间的空中接口116可以被定义为实现IEEE802.16规范的R1参考点。此外，WTRU 102a、102b、102c中每一个可以与核心网106c建立逻辑接口(未示出)。WTRU 102a、102b、102c和核心网106c之间的逻辑接口可以被定义为R2参考点，该参考点可以用于认证、授权、IP主机配置管理和/或移动性管理。
基站140g、140h、140i每一个之间的通信链路可以被定义为包括促进WTRU切换和基站间数据传输的协议的R8参考点。基站140g、140h、140i和ASN网关141之间的通信链路可以被定义为R6参考点。R6参考点可以包括基于与WTRU 102a、102b、102c中每一个相关联的移动性事件促进移动性管理的协议。
如图1E所示，RAN 104c可连接到核心网106c。RAN 104c和核心网106c之间的通信链路可以被定义为包括促进例如数据传输和移动性管理能力的协议的R3参考点。核心网106c可以包括移动IP本地代理(MIP-HA)144、认证、授权、记账(AAA)服务器156和网关158。虽然上述每个元件被描述为核心网106c的一部分，应该理解的是这些元件中的任何一个都可以由核心网运营商之外的实体拥有和/或操作。
MIP-HA可以负责IP地址管理，并且使WTRU 102a、102b、102c能够在不同ASN和/或不同核心网之间漫游。MIP-HA 154可以向WTRU 102a、102b、102c提供对分组交换网络(例如，因特网110)的接入，以促进WTRU102a、102b、102c和IP使能设备之间的通信。AAA服务器156可负责用户认证以及用于支持用户服务。网关158可促进与其他网络的互联。例如，网关158可以向WTRU 102a、102b、102c提供对电路交换网络(例如，PSTN108)的接入，以促进WTRU102a、102b、102c和传统陆线通信设备之间的通信。此外，网关158可以向WTRU 102a、102b、102c提供对网络112的接入，所述网络112可以包括由其他服务提供商拥有和/或操作的其他有线或无线网络。
虽然在图1E中未示出，但是应该理解的是，RAN 104c可以连接到其他ASN，核心网106c可以连接到其他核心网。RAN 104c和其他ASN之间的通信链路可以被定义为R4参考点，其包括在RAN 104c和其他ASN之间协调WTRU 102a、102b、102c移动性的协议。核心网106c和其他核心网之间的通信链路可以被定义为R5参考点，其可以包括促进本地核心网和受访核心网之间的互联的协议。
图1F是通信系统100的实施方式的系统图。基础设施基本服务集(IBSS)模式中的WLAN可以具有用于基本服务集(BSS)的接入点(AP)180和与该AP相关联的一个或多个站(STA)190，如图1F中示例性示出。AP 180有接入到分配系统(DS)或可以携带业务量(traffic)进或出BSS的另一种类型有线/无线网络的接入或接口。到STA的业务量可从BSS之外发起，通过AP，并传送到STA中。从STA发起到BSS之外的目的地的业务量可被发送给AP，以传送到各自的目的地。BSS内STA之间的业务量可通过AP发送，其中源STA可发送业务量给AP，AP可将所述业务量传送给目的地STA。BSS内STA之间的业务量可以是端对端业务量。这种端对端业务量可以在源和目的地STA之间直接发送，例如利用使用IEEE 802.11e DLS或IEEE 802.11z隧道DLS(TDLS)的直接链路建立(DLS)。使用独立BSS(IBSS)模式的WLAN没有AP，STA 190可彼此直接通信。该通信模式可以是点对点(ad-hoc)模式。
使用IEEE 802.11基础设施操作模式，AP 180可在固定信道上传送信标，通常是在主信道到传送。该信道可以为20MHz宽，并且可以是BSS的操作信道。该信道还可由STA用于与AP 180建立连接。IEEE 802.11系统中的信道接入可以是冲突避免载波侦听多址访问(CSMA/CA)。在该操作模式中，STA 190，包括AP 180，可感测主信道。如果检测到该信道忙，STA 190可退避。一个STA 190可以在给定BSS中在任何给定时间进行传送。
在IEEE 802.11n中，高吞吐量(HT)STA可为通信使用40MHz宽的信道。这可以通过，例如结合主20MHz信道和邻近20MHz信道形成40MHz宽的连续信道来实现。
在IEEE 802.11ac中，极高吞吐量(VHT)STA可支持，例如20MHz、40MHz、80MHz和/或160MHz宽的带宽。所述40MHz和80MHz信道可例如通过结合连续20MHz信道形成。160MHz信道可例如通过结合八个连续20MHz信道形成，或通过结合两个不连续80MHz信道形成(例如，称作80+80配置)。对于80+80配置，数据在信道编码之后可通过分段解析器来传递，所述分段解析器可将数据分为两个流。可对每个流单独进行快速傅里叶逆变换(IFFT)和时域处理。所述流可映射到两个信道上，以及所述数据可被传送。在接收机处，该机制反向进行，并且结合的数据可发送到MAC。
IEEE 802.11af和IEEE 802.11ah可支持子1GHz操作模式。对于这些规范，信道操作带宽可相对于IEEE 802.11n和IEEE 802.11ac中使用的那些带宽被减少。IEEE 802.11af可支持TV白空间(TVWS)频谱中的5MHz、10MHz和/或20MHz带宽，IEEE 802.11ah例如使用非TVWS频谱可支持1MHz、2MHz、4MHz、8MHz和/或16MHz带宽。IEEE 802.11ah可支持宏覆盖区域中的仪表类型控制(MTC)设备。MTC设备可具有的能力包括，例如，支持受限带宽，和对很长电池寿命的要求。
在可以支持多信道和信道宽的WLAN系统中，例如IEEE 802.11n、IEEE802.11ac、IEEE 802.11af和/或IEEE 802.11ah可包括指定作为主信道的信道。所述主信道有等于BSS中STA所支持的最大公共操作带宽的带宽。主信道的带宽受多个STA中的STA 190的限制，例如BSS中运行的STA 190A、190B、190C，其支持最小带宽操作模式。例如，在IEEE 802.11ah中，如果有支持1MHz模式的STA 190(例如，MTC类型设备)，主信道可以是1MHz宽，即使AP180和BSS中的其他STA 190可支持2MHz、4MHz、8MHz、16MHz或者其他信道带宽操作模式。载波感测和NAV设置可依赖于主信道的状态。如果主信道忙，例如，由于STA 190支持向AP 180传送的1MHz操作模式，则可考虑可用频带，即使其大部分保持空闲和可用。
在美国，例如，IEEE 802.11ah可以使用的可用频带从902MHz到928MHz。在韩国，例如，可用频带从917.5MHz到923.5MHz。在日本，例如，可用频带从916.5MHz到927.5MHz。可用于IEEE 802.11ah的总带宽可以为6MHz到26MHz，这可依赖于国家码。
图2示出了示例性动态频谱管理(DSM)系统。DSM系统可以包括DSM引擎200和一个或多个DSM客户端，例如DSM客户端270A和270B。DSM引擎200可连接到网络。网络可以是DSM系统的延伸。网络可包括或连接到一个或多个通信网络，例如上述参考图1A-1E描述的核心网106、因特网110和/或网络112。
DSM客户端，例如与DSM引擎200相关联的DSM客户端270A和270B，可包括或称作站(STA)。示例性的STA可包括WTRU、UE、移动设备(MD)、端用户设备等等。DSM引擎可包括或可部分或全部地实现与无线网络AP(例如，WiFi AP、WiMAX AP等等)，可被实施成与AP分开和相关联实现或其任何组合。DSM引擎200可分别向DSM客户端270A和270B分配一个或多个信道，例如聚合信道220A和220B。例如，一组聚合信道可包括主信道和一个或多个聚合的非主信道。AP和DSM客户端之间的聚合信道可称作与DSM客户端相关联的活动集中的活动(active)信道。例如，用于DSM客户端270A的活动集可包括聚合信道220A。
例如，如图2所示，DSM引擎200可包括信道管理功能(CMF)240，一个或多个AP，例如AP 260，和/或数据库，例如信道质量数据库250。信道质量数据库250可包括指示与DSM引擎200相关联或可用于DSM引擎200的信道的各自信道质量信息的信息。
CMF 240可包括用于与其他设备传递信道和认知信息的协议逻辑实体。CMF 240可管理和/或分配AP 260处的一个或多个信道。所述分配基于，例如关于由DSM引擎200接收的一个或多个信道的各自信道度量。CMF 240可管理、归类(rank)、分配和/或监视一个或多个信道，例如以确保DSM系统使用具有可用信道间的最高质量的信道来可靠和/或有效运行。基于在AP处执行的一个或多个各自物理层接收信号强度指示符(PHY RSSI)测量，质量信息(例如，从感测工具包(STB)中接收的)和/或适用的策略规则，CMF 240可选择给DSM系统使用的一个或多个信道。
如图2所示，DSM引擎200可包括一个或多个AP，例如AP 260。在一个实施方式中，AP可由eNB、HeNB、基站和/或WTRU代替。DSM引擎200可提供用于接入到蜂窝系统的机会频带的服务。AP、eNB、HeNB或基站可管理不同的无线电接入技术(RAT)，例如，802.11n、802.11g、LTE、LTE-A、WCDMA。当在TVWS频带中操作时，AP、eNB、HeNB或基站可管理相同的RAT。操作可发生在其他频带中，例如工业、科学和医药(ISM)和许可频带。
如果DSM系统在传输控制协议(TCP)中运行下行链路(DL)数据传输，由STA发送回AP的一个或多个应答(ACK)可用于执行非主信道(例如，信道聚合的一个或多个信道)的各自PHY RSSI测量。例如，当DL数据传输的数据类型是用户数据报协议(UDP)时，ACK可能不被发送回AP，从而不可以基于ACK对一个或多个非主信道执行各自的PHY RSSI测量。在一个实施方式中，AP 260可对主信道执行PHY RSSI测量，并基于关于主信道的PHY RSSI测量确定非主信道的信道质量，以用于信道归类和/或选择。例如，AP 260可为非主信道使用关于主信道的PHY RSSI测量，直到在各自的非主信道上接收到UL帧。
例如，如果信道上的PHY RSSI测量基本相似，则使用在主信道上执行的一个或多个PHY RSSI测量作为一个或多个非主信道的估计是合适的。当多个信道(例如，CH22到CH51)上的PHY RSSI测量可变化时(例如，主信道和非主信道之间变化多达15dBm)。若干因素可影响空中(OTA)PHYRSSI测量中的变化，例如外在干扰、噪声、天线分离、天线类型和/或多径衰减。在观察到信道间PHY RSSI测量的变化的情况中，关联的信道归类(例如，由CMF执行)是有缺陷的。例如，差质量信道被归类为好质量信道和/或好质量信道被归类为差质量信道。
一个或多个替换信道可被选择加入与DSM客户端相关联的活动集。替换信道可以是不活动的，并在这里被称作不活动信道或候选信道。术语在这里是可互换使用的。例如，DSM客户端的候选列表可包括一个或多个替换/候选信道，所述信道可看做是与DSM客户端相关联的活动集。
信道选择可基于信道归类的结果执行。例如，可用信道，包括活动信道和替换信道，可基于其各自的信道质量进行归类。所述信道质量可由信道质量度量表示。在一个实施方式中，质量最好的信道可被选中到活动集中。
如果一个或多个信道的各自PHY RSSI的不充分的估计代替各自真实的PHY RSSI测量而被使用，一个或多个质量差的信道可能被归类为较高等级。不应该得到较高等级的一个或多个信道可被选中用于信道聚合，这导致聚合信道的较低吞吐率。质量好的信道被认为是不可用的，这不必要地限制了可用信道的选择。
例如，当非主信道被提升为主信道时(例如，每当非主信道被提升为主信道时)，一个或多个信道之间的各自PHY RSSI值中的变化会导致CMF重新对信道进行归类。
当非主信道被提升为主信道时，可测量和/或更新非主信道的PHY RSSI。一个或多个信道(例如，与提升的非主信道聚合的非主信道)各自的PHYRSSI可更新为，例如提升的非主信道的PHY RSSI。这种更新，例如与一个或多个信道的RSSI测量一起，会导致一个或多个信道被重新归类。重新归类会伴随着信道切换。信道切换可降低数据速率(例如，瞬间地)。
主信道上的干扰检测和/或主信道上的错误干扰检测会导致非主信道被提升为主信道。这种提升会造成例如通过使用提升的非主信道的PHY RSSI，对一个或多个信道(例如，与提升的非主信道聚合的非主信道)重新归类。使用提升的非主信道的PHY RSSI重新归类一个或多个信道会造成候选信道上PHY RSS的变化，例如这是由于这使用要提升为主信道的一个或多个信道的各自PHY RSSI进行(例如，连续地)更新。这种PHY RSSI变化会导致额外的信道切换。
DSM系统可包括高级信道聚合(ACA)方案，例如具有可提升好的信道聚合的智能数据打包的ACA。ACA方案可包括聚合MAC协议数据单元(A-MPDU)聚合，例如根据高吞吐量MAC层组播(HIMAC)执行的聚合。用于ACA方案中的聚合的信道，例如，用于聚合的信道，可具有相互类似(例如，好的速率)的各自的信道条件，从而最大化数据吞吐量和/或范围。ACA方案可使用用于各自非主信道的PHY RSSI值来实施。例如使用一个或多个各自非主聚合信道的基本精确的PHY RSSI值，ACA方案可被实施以最小化聚合信道之间的信干噪功率比(SINR)差距。
如果DSM引擎配置用于在自动速率模式中运行，聚合信道可具有基本相似的各自的质量等级(rating)，从而一个或多个聚合信道(例如，所有的聚合信道)上各自的发射速率是相似的。如果一个或多个聚合信道质量差，例如从而丢掉的分组超过各自允许的阈值，则自动速率模式被调用，从而降低一个或多个质量差的信道的各自的发射速率，例如这会导致较低的总吞吐量。
DSM系统可支持多DSM客户端。对关于支持多个DSM客户端的DSM系统的各自的影响可被确定(例如，考虑多个STA)。
如果与DSM系统相关联的一个或多个DSM客户端是移动的(例如，在运动，最近在运动，等等)，则与一个或多个移动DSM客户端相关联的各自的PHY RSSI值可以是和/或变为陈旧(例如，不再精确)。例如，如果(例如，根据快速和/或有效的PHY RSSI测量方案)及时执行和/或为信道精确地确定信道质量测量，则可维持一个或多个移动DSM客户端的各自的数据传输(例如，进行中的传输)。
图13示出了用于执行信道质量测量的示例性过程。所述过程可由DSM系统中一个或多个部件执行。例如，如图2中所示的AP(例如AP 260)、DSM客户端(例如，DSM客户端270A)和/或CMF(例如CMF 240)可执行该过程。例如，所述过程可由图2中所示的DSM引擎200和一个或多个DMS客户端270执行。
如上所述，DSM系统可使用信道质量来给可用信道归类并选择用于聚合的信道。例如，DSM引擎200可执行信道质量测量，例如PHY RSSI测量。过程可在DSM系统中实施，所述系统允许DSM引擎更新信道质量信息，例如信道的PHY RSSI值。非主信道的信道质量测量可由一个或多个事件触发。例如，根据一个或多个预标识事件的发生可以触发信道质量测量。所述事件和/或事件触发可在一个或多个DSM引擎200处(例如，在AP 260中)或与DSM引擎200相关联的一个或多个DSM客户端270处实现。
如图13所示，在1310，确定是否触发非主信道的信道质量测量。例如，当在一个或多个非主信道上几乎不传送UL数据分组和/或应答分组时，可以触发信道质量测量。例如，当在非主信道上没有传送UL数据分组和/或应答分组时，可确定要触发该非主信道的信道质量测量。触发事件可响应于确定基于非主信道上出现的数据业务量不能执行质量测量。
例如，所述确定可基于与非主信道相关联的先前活动，例如所述非主信道上最后传输的时间。可确定的是，在从与非主信道相关联的先前活动发生其流过了预定的时间段的情况下，非主信道上的信道质量测量被触发。例如，基于定时器的事件触发和/或基于分组计数的事件触发，和/或其他合适的事件触发可用于确定质量测量是否应该在非主信道上执行。基于定时器的事件触发可包括活动超时功能(例如，活动定时器)，所述功能可例如在认证和/或关联完成之后被开启。该定时器可例如在数据发送事件发生之后被重置或重新启动。例如当DSM客户端在非主信道上发送UL数据帧时，定时器可被重置或重新启动。活动定时器可例如由用户配置。
一个或多个检查(check)可在触发数据发送事件之前实现，例如活动计数，其可以例如指示任何传送(TX)和/或接收(RX)活动的发生(例如，在先前活动间隔内)和/或用于挂起传输的一个或多个HW队列的检查。当定时器到期时，可以触发一个或多个数据发送事件。
基于分组计数的事件触发可基于例如用户可配置的分组失败计数，从而当分组失败计数超出可配置阈值时，可以触发一个或多个数据发送事件。
如果一个或多个非主信道的各自的PHY RSSI值例如由DSM引擎确定是陈旧(stale)的，则可更新PHY RSSI测量，并且可使用基于定时器的事件触发。如果DSM系统经历低于阈值的吞吐率，则可更新对应于一个或多个信道的PHY RSSI值。基于分组计数的事件触发可用于例如验证PHY RSSI测量。
如图13所示，在1320，可以触发非主信道上的数据发送事件。数据发送事件可导致一个或多个数据帧在活动集中的非主信道上发送，从而信道测量可在该信道上执行。例如，数据发送事件可导致UL路径上充足数量的数据业务量，从而能够执行该UL路径上的PHYRSSI测量。UL路径可以包括一个或多个聚合的非主信道。例如，数据发送事件可导致非主信道上充足数量的数据业务量，从而使得AP 260能够在该非主信道上执行PHY RSSI测量。数据发送事件可包括AP触发的事件和/或客户端触发的事件(例如，STA触发的事件)。
DSM引擎200中的一个或多个部件可为信道质量测量触发数据发送事件。例如，AP(例如AP 260)可触发数据发送事件。例如，CMF(例如CMF240)可触发数据发送事件。例如，AP260可触发发送TCP DL数据给DSM客户端(例如DSM客户端270A)的事件。AP 260可触发发送信道质量测量(CQM)请求消息给DSM客户端(例如DSM客户端270A)的事件。所述CQM请求消息可包括空闲信道评估(clear channel assessment，CCA)消息。例如，CMF 240可发送CQM请求消息和/或一个或多个信息元素(IE)给DSM客户端270A。一接收到CQM请求消息，DSM客户端270A可例如经由活动信道进行回复。例如，AP 260可向DSM客户端(例如DSM客户端270A)指示数据帧要在特定非主信道上发送。例如，一确定触发非主信道的信道质量测量，AP 260可向DSM客户端(例如，DSM客户端270A)指示在该信道上发送数据帧。
DSM客户端可为信道质量测量触发(一个或多个)数据发送事件。例如，DSM客户端可在非主信道上发送一个或多个数据帧给关联的AP，从而AP可在非主信道上执行信道质量测量。为了举例说明，DSM客户端270A可触发将一个或多个NULL数据帧从DSM客户端270A发送到AP 260的事件。NULL帧可包括NULL数据帧。NULL数据帧可以包括意味着不包含数据的帧。NULL数据帧可以包括标准报头，其可以指示该帧不携带任何数据(例如，实质数据)。
例如，DSM客户端(例如DSM客户端270A)可触发可以发送管理帧给AP(例如AP 260)的事件。将管理帧从DSM客户端发送到AP可例如使用定向探测(Probe)和/或响应管理帧。DSM客户端270A可触发可以将一个或多个控制帧从DSM客户端270A发送到AP 260的事件。DSM客户端270A可触发可以得到MAC层较低部分(LOMAC)处的PHY RSSI值的事件。关联的DSM客户端可周期性地在一个或多个活动信道(例如，所有活动信道)上发送一个或多个定向探测和/或请求管理帧(例如，指向特定服务集标识符(SSID))，这允许AP更新PHY RSSI。
图14示出了用于执行信道质量测量的示例性过程。如图所示，在1410，可以确定是否触发非主信道的信道质量测量。例如，AP(例如AP 260)可如这里参考图13中示出的1310所述的作出该确定。如图14所示，在1420，可以触发非主信道上的数据发送事件。例如，AP260可触发非主信道上的数据发送事件，该触发可以基于如这里参考图13中示出的1320所述的，确定触发非主信道的信道质量测量。响应于所述触发，数据发送事件可以发生。例如，DSM客户端270A可向AP 260发送一个或多个数据帧。所述数据帧可以包括一个或多个NULL数据帧。
在1430，数据帧可在非主信道上被接收。数据帧可由为了测量非主信道的信道质量的目的的数据发送事件触发。例如，AP 260可响应于1420处触发的数据发送事件，接收DSM客户端270A发送的NULL数据帧。在1440，基于接收的数据帧可以确定非主信道的信道质量。例如，AP 260可以基于包括在数据帧中的指示符确定接收到的数据帧是NULL数据帧。AP260可基于NULL数据帧来测量非主信道的质量。例如，可以测量RSSI。基于测量的RSSI，CMF240可更新信道归类。
这样，当非主信道没有被调度用于传送任何UL数据时，可测量非主信道的信道质量，例如RSSI。信道质量测量可例如基于基于数据类型、基于数据计数和/或基于时间的事件而被触发。
在一个实施方式中，信道质量测量可在与信道聚合相关联的活动信道上被执行。例如，至少一个帧可在与信道聚合相关联的每个活动信道上被发送，所述信道聚合包括非主信道。可使用一个或多个CCA阈值消息上下文中交换的信息元素。帧可包括IP数据帧，并可由AP(例如AP 260)接收。CCA消息中交换的信息元素的使用可以导致精确的信道SINR和/或导致选择更好质量的信道。
DSM引擎200可以允许CMF 240改变CCA阈值，从而导致CCA消息。CMF 240可例如在AP 260处和/或在一个或多个关联的DSM客户端270处动态地改变CCA阈值。CCA阈值消息可用作双目的消息。
CCA消息中交换的信息元素(IE)可以包括下述一个或多个：一个或多个信道的发射功率设置，RX敏感性，和/或信道各自的PHY RSSI测量。如果可用的话，可包括信道各自的PHY RSSI测量。
信道重配置可被触发。例如，可以执行信道切换通告(CSA)过程。AP260可例如经由各自的活动信道发送一个或多个CCA IE给一个或多个关联的DSM客户端270。一个或多个CCA IE可例如作为测量报告的部分被发送。(一个或多个)DSM客户端270可经由活动信道用CCA IE回复。AP 260和/或(一个或多个)关联的DSM客户端270可在相应的活动信道上执行PHY RSSI测量，从而用于CCA阈值调整的信息易于得到。
非主信道的信道质量可被估计。例如，当很少或没有UL数据分组和/或应答分组在非主信道或候选信道上被传送时，可以估计关于所述信道的(一个或多个)PHY RSSI值。在一种实施方式中，基于主信道功率可以估计非主信道的信道质量。非主信道包括活动集中的活动非主信道，或可以包括不是活动集的部分的候选信道。
在一种实施方式中，基于信道上的(一个或多个)先前测量可以估计非主信道的信道质量。例如，数据库(例如图2中所示的信道质量数据库250)可存储一个或多个信道的最近的质量指示符，所述信道包括主信道、活动非主信道和/或候选信道。所述数据库可以包括用于查找信道的(一个或多个)质量指示符的值的查找表。质量指示符可以包括PHY RSSI值。
图3示出了示例性的信道测量查找表。例如，所述表可以包括DSM系统中信道的历史上或先前测量的质量指示符。如图所示，八个有代表性的信道，包括主信道(信道22)和七个非主信道(信道23-34)，一个或多个所述信道是活动集中的聚合信道。所述表可以包括所述信道的各自的质量指示符。表中的RSSI值可以代表PHY RSSI测量，所述测量最近已经在相应的信道上被执行。
例如，信道的RSSI值可基于信道上UL中TCP传输和/或相应的ACK/NACK传输来确定。在一时间段之后，建立的TCP会话可停止，UDP会话可开始，从而UL分组不被传送。当评估信道时，可使用数据库查找表中各自最后得知的PHY RSSI测量。例如，来自查找表的值的使用可全部或部分的代替关于主信道的PHY RSSI测量，作为非主信道的PHY RSSI测量。
查找表中的(一个或多个)PHY RSSI值可例如在时间间隔之后认为是陈旧的。陈旧值可从查找表中去除掉和/或用更近测量的值代替。例如，定时器可用于确定查找表中的信道质量指示符是否是足够最新以用于信道归类和/或信道选择。例如，定时器可对应于信道。所述定时器可在更新信道的信道质量指示符的值时进行设置或重置。所述定时器是可配置的，并在预定时间段之后到期。当定时器到期时，作出更新信道的信道质量指示符值的请求。例如，定时器可对应于查找表，或查找表中特定信道。当更新表中信道质量指示符的一个或多个值时，设置或重置定时器。所述定时器是可配置的，并在预定时间段之后到期。当定时器到期时，作出更新关于数据库和/或查找表的信道的各自PHY RSSI值的请求。
数据库和/或查找表可位于(例如，存储)AP中(例如AP 260)、与AP相关联的一个或多个DSM客户端中(例如，DSM客户端270A和270B)、CMF(例如，CMF 240)、适当的网络元件、第三方设备或上述任意组合。
在一种实施方式中，可基于校准偏移估计非主信道的信道质量。信道的校准偏移可根据硬件特性来确定。信道的校准偏移可例如通过实验室测量被推导出来，基于工厂设置被静态设定和/或基于温度、年限和DSM引擎和/或其环境的任何其他影响特性半静态配置。偏移值在信道和信道之间可不同。所述偏移值包括常数值。
例如，基于主信道的RSSI值和与非主信道相关联的校准偏移来近似非主信道的RSSI值。非主信道的RSSI值可对应于主信道的RSSI值减去校准偏移。
例如，可以基于活动集中参考活动信道的信道质量和与不活动信道相关联的校准偏移来估计不活动信道的信道质量。校准偏移可与不活动信道和参考活动信道相关联。参考活动信道可包括主信道，或活动非主信道。例如，不活动信道的RSSI值可基于参考活动信道的RSSI值和与不活动信道相关联的校准偏移而被近似。因而，可确定不活动信道的RSSI值，而不将不活动信道切换到活动集。
基于媒体接入控制(MAC)级载波聚合系统中每个信道的链路质量知晓(awareness)，无线电资源管理(RRM)可以实现动态吞吐量和范围扩展。这些RRM可提供智能信道选择方案，所述方案可基于特定无线电频率(RF)测量和无线电总发射功率的智能使用而提高操作范围和有效吞吐量。
如这里所述，基于各自的信道质量度量，信道可被选择加入活动集。在一种实施方式中，可执行信道选择，而不考虑活动信道之间的delta(Δ)信干比(SINR)，并且不在信道质量度量上强加下限。信道选择决定可不包括根据聚合信道数量的对发射功率使用的影响。
在多个TVWS信道的MAC级载波聚合情况中，TVWS信道上的干扰可源自邻近信道上的强TV信道干扰，或源自来自无线TV频带设备(TVBD)的干扰。非常嘈杂的TVWS信道包括固定的强TV干扰和/或来自对等TVBD的动态干扰。固定的强TV干扰可以是来自TV发射机的强大传输，例如200kW。固定的强TV干扰可包括邻近和非邻近信道之间的多达30dB的干扰变化。例如，固定的强TV干扰在欧洲可等于或大于邻近DTV的50％可用信道，或在美国可等于或大于邻近DTV的30％可用信道。来自对等TVBD的动态干扰可包括共存辅助网络之间的不协调的TVWS信道使用。这种干扰会体验不同信道上的波动干扰级别。所述干扰级别在TVWS信道之间可相差15dB之多。
图4示出了TVWS信道上的示例性操作。如图所示，数字电视(DTV)410可在信道N420上操作。TVBD 450和TVBD 460可经由与一个或多个信道(例如信道N+4440和信道N+x470)聚合的信道N+1430通信。DTV针对信道N+1430的带外发射可以是-86dBm。没有对于信道N+4440的DTV渗漏。热噪声功率频谱密度(PSD)可以是-174dBm/Hz，而噪声系数为7dB。假设天线高度为10m，TVBD 450和460每个为了简便具有发射(Tx)天线和接收(Rx)天线。分组错误率(PER)可以是10％，可以执行调制和编码方案(MCS)选择，并且可使用600MHz频率处的视线路径损耗模式。便携TVBD 450的总Tx功率等于20dBm，其中20dBm可通过将聚合的信道N+1430的发射功率和信道N+4440的加起来(例如，TxPowN+1(16dBm)+TxPowN+4(17.5dBm))来计算。
图5示出了具有四个示例性信道的比较示例性邻近和不邻近信道SINR随距离变化的图表。如图所示，SINR水平可在聚合的TVWS信道上发生显著的变化。由于不同的固定和动态干扰环境，接收的功率水平在不同TVWS频带/信道上不同。最佳性能可由每个信道不同的MCS选择实现。
可评估最大范围(例如，最大覆盖区域)。例如，可周期性地评估与AP相关联的DSM客户端的数量。可在主动扫描期间使用最大功率信标(MPB)方法和/或在被动扫描期间使用最大功率探测(MPP)方法来评估最大范围。
周期性的MPB方法可在主动扫描期间使用。例如，AP(例如AP 260)可在活动信道上每个目标信标传输时间(TBTT)发送信标。通过最大化该时间期间主信道上的信标的Tx功率和/或最小化该时间期间其他信道上的Tx功率，可评估和/或调整最大范围。为了举例说明，在该时间期间，AP可使用90％的Tx功率在主信道上传送信标，并在其他信道上使用剩余的10％功率。要在信标上使用的Tx功率量可基于AP可以支持的最大可能范围来分配。AP可以支持的最大可能范围可基于链路预算分析来确定。
远离AP的DSM客户端可监听主信道上的信标，并以该DSM客户端允许的最大功率发送关联请求。DSM客户端允许的最大功率可依赖于设备分类/模式。度量或类似度量的RSSI可用于测量来自DSM客户端的接收信号强度。DSM客户端可映射到AP与该DSM客户端通信所需要的Tx功率。
被动扫描期间的MPP请求/响应方法可用于评估AP的最大范围。DSM客户端可以以该DSM客户端允许的最大功率在主信道上发送探测请求信号。响应于所述请求，度量或类似度量的RSSI可以用于测量来自DSM客户端的信号强度。DSM客户端可映射到AP与该DSM客户端通信所需要的Tx功率。所述映射可使用RSSI到Tx功率的预定义映射来执行。AP可发送该度量给CMF。CMF可评估其无线电资源管理状态。例如，CMF可评估当前支持的DSM客户端和可用的媒体资源的数量。CMF可基于所述评估向DSM客户端发送关联响应。
数据库(例如，信道质量数据库250)可存储与DSM客户端相关联的信道的链路质量。可使用这里描述的最大范围评估方法来选择DSM客户端。例如，可追踪和在数据库250中保存每个关联DSM客户端每个信道的信道质量(例如，链路质量)。信道质量可包括时间平均SINR和/或时间平均MCS。时间平均值可包括指数加权移动平均值。信道质量数据库250可由CMF和/或AP更新。AP可为活动信道计算DSM客户端上的平均SINR或平均MCS。信道质量数据库250可包括一个或多个表格，用于存储DSM系统中信道的链路质量信息。
图6示出了信道质量数据库250中的示例性表格，所述表格可追踪系统中信道的MCS值。如图所示，每个关联DSM客户端每个信道的平均MCS值可保存在数据库中。基于MCS值、总功率约束和/或每个信道的功率约束，CMF可为DSM客户端预计算信道上的Tx功率分配。用于DSM客户端的Tx功率分配向量可用信号通知给关联的AP。AP可基于正在与之通信的DSM客户端动态调整Tx功率分配。
图7示出了信道质量数据库250中的示例性表格，所述表格可追踪系统中信道的MCS值。如图所示，可为一个或多个DSM客户端(例如STA‘K’)追踪每个QoS等级每个DSM客户端的MCS和/或SINR信息。基于信道质量信息、总功率约束和/或每个信道的功率约束，CMF可为与DSM客户端相关联的QoS预计算信道上的Tx功率分配。例如，可计算每个DSM客户端对于每个QoS的信道上的Tx功率分配。用于DSM客户端的QoS的Tx功率分配向量可用信号通知给关联的AP。所述AP可基于正在与之通信的DSM客户端动态调整Tx功率分配。
图8示出了CMF和AP之间的示例性信令。例如，CMF 820可与AP 810处的一个或多个MAC部件/实体交换信令。CMF 820可发送信令给AP 810处的其他层或实体，或从AP 810处的其他层或实体接收信令。在830中，AP 810可用链路质量信息更新CMF 820。可周期性地提供所述更新。例如，AP 810可发送链路质量度量报告850给CMF 820。CMF 820可接收链路质量度量报告840。链路质量度量报告840可包括用于与一个或多个DSM客户端相关联的一个或多个信道的信道质量信息。在850中，CMF 820可基于在链路质量度量报告840中接收的链路质量信息，更新信道质量数据库250。CMF 820可计算或重新计算平均MCS和/或SINR值，并相应地调整Tx功率分配。CMF 820可向关联的AP 810发送调整的或更新的Tx功率分配向量。例如，Tx功率分配消息860可被发送给AP 810。
图9示出了图8中所示的CMF和AP之间的示例性信令定义。如图所示，发射功率分配消息可从CMF发送到在AP处的MAC。所述发射功率分配消息可以包括DSM客户端的标识符，例如与DSM客户端相关联的STA地址。所述发射功率分配消息可包括QoS的标识符，例如QoSID。所述发射功率分配消息可包括指示针对与DSM客户端相关联的QoS的信道上的发射功率分配的信息。
如图9所示，链路质量度量报告消息可从AP处的MAC发送到CMF。所述链路质量度量报告消息可包括DSM客户端的标识符，例如与DSM客户端相关联的STA地址。所述链路质量度量报告消息可包括QoS的标识符，例如QoS ID。所述链路质量度量报告消息可包括MCS标识符，例如MCS索引。所述链路质量度量报告消息可包括与使用MCS的具有QoS的DSM客户端相关联的链路质量信息。例如，所述链路质量信息可包括指示链路SINR的值。
Tx功率分配可考虑功率放大器(PA)能力。这可减轻PA中造成调制间失真的饱和度。图10示出了功率放大器(PA)线性考虑。例如，AP可充当在天线端口具有1瓦特总Tx功率(＝30dBm)的固定模式设备，具有限制为42dBm的PA峰值包络功率(PEP)。这可以是PA输出端的功率。如果PA在线性操作区域有30dB增益，则PA中的输出功率等于0dBm。如果单个信道上的波形有12dB的峰均值比(PAR)，则波形的峰值功率在PA的输入端为12dBm，以避免饱和。在多信道聚合系统的情况中，每个信道的功率可由后退ΔP1，从而PA输入端处所有信道的总功率仍然等于0dBm，以及后退ΔP2，从而PA输入端处的聚合信号的PEP仍然为12dBm。在多信道聚合系统的情况中，每个信道的输入功率可以等于因而CMF可以知道发射机处的PA能力。
基于一个或多个信道质量阈值可以选择用于载波聚合的一个或多个信道。例如，CMF可执行信道选择。例如，CMF可使用主信道SINR作为参考SINR。主信道可以是在关心频谱中观察到的最佳可用信道。例如，CMF可排除具有被认为在范围外或无用的SINR的信道。CMF可考虑具有低于范围外或无用的阈值的SINR的信道。所述阈值可包括可编程值，例如针对Wi-Fi系统的6dB，并可为其他RAT被设置为不同值。CMF可在关于参考SINR的预定义SINR范围内保留活动信道的SINR。这可降低分组重排序延迟。CMF可排除具有低于预定义SINR阈值的SINR的信道，从而主或其他非主信道都能从增长的TX功率中获益。这可提高较高可靠性的覆盖。
可基于一个或多个参数来选择信道。所述参数可以是静态的、半静态的或动态可配置的。所述参数可包括主信道的SINR、主信道的MCS、delta SINR、delta MCS、范围扩展阈值、低信道质量阈值和/或与这里描述的要求相关联的其他参数。主信道的SINR(或MCS)可用作参考SINR或最佳SINR。可基于信道质量选择主信道。delta SINR可指示主信道和其他非主活动信道之间的SINR值的差。delta MCS可指示主信道和其他非主活动信道之间的MCS值的差。可选择活动信道，从而其信道质量在主信道SINR(或MCS)的delta SINR(或MCS)之内。范围扩展阈值参数可指示SINR或MCS值，低于该值的话，非主信道不能加入到聚合中。活动信道可从发射功率的增长中获益。低信道质量阈值参数可指示SINR(或MCS)值，低于该值的话，信道将从候选信道列表中排除，或被认为是不合适的信道。
DSM MAC可包括TX功率配置设置，该设置基于聚合信道的数量指定应用的信道功率。图11示出了CMF信道选择过程的示例性流程图。在1110，可用信道的SINR值可与低信道质量阈值相比较。如果信道的SINR值比低信道质量阈值低，在1120，CMF可进入扫描模式，以搜索另一个可用的信道。如果信道的SINR值高于低信道质量阈值，在1130，信道的SINR值与范围扩展阈值相比较。如果信道的SINR值比范围扩展阈值低，在1140，确定系统应该运行单个信道，并且发射功率索引可以为0。如果信道的SINR值高于或等于范围扩展阈值，在1150，该信道可被选为活动信道。在1160，可生成一候选信道列表。在1170，候选信道列表中的候选信道可基于信道质量度量被分类。
在1180，可从候选信道列表中选择信道加入到活动集。选择信道加入到活动集的示例性逻辑可包括，但不限制为以下：
其中，SINR参考(SINRref)可以表示主信道SINR；SINR范围(SINRrange)可以表示SINR范围扩展阈值，默认值为6dB；SINR低(SINRlow)可以表示对应于低信道质量阈值(或无用信道)的SINR，默认值针对SINR为3dB，针对MCS为2；delta SINR阈值可以表示主信道SINR和其他非主活动信道之间的SINR差的阈值，默认值针对SINR为12dB，针对MCS为6；索引为0的TX功率可以表示运行一个信道，索引1可以表示运行2个信道，索引2可以表示运行3个信道…索引n可以表示运行n+1个信道。SINR可被MCS替代。所述候选信道列表可以包括基于具有最佳信道的信道质量归类的信道，从候选信道列表中的第一个信道开始。
如示例性逻辑中所示，候选信道是否可被选择加入DSM客户端的活动集的确定可以基于与一个或多个阈值比较的候选信道的信道质量。如果信道质量低于低信道质量阈值(例如，SINR低信道质量阈值和/或MCS低信道质量阈值)，则所述候选信道可以从活动集中排除。如果候选信道的信道质量和主信道的信道质量之间的差超出delta阈值(例如，deltaSINR阈值和/或delta MCS阈值)，则候选信道可以从活动集中排除。如果信道质量小于范围扩展阈值(例如，SINR范围扩展阈值和/或MCS范围扩展阈值)，则候选信道可以从活动集中排除。阈值可以是预配置的、半静态的或动态可配置的。
基于候选信道的信道质量达到或超出低信道质量阈值的确定，候选信道的信道质量和主信道的信道质量之间的差小于delta阈值的确定，以及候选信道的信道质量达到或超出范围扩展阈值的确定，所述候选信道可被选为活动集中的活动信道。
图12示出了信道选择如何受信道质量参数的影响。图12示出了来自主信道的Delta SINR内的四个活动信道，以及CMF信道选择参数如何与信道质量度量相关。SINR相关参数可被MCS相关参数代替。
虽然上面以特定的组合描述了特征和元件，但是本领域普通技术人员可以理解，每个特征或元件可以单独的使用或与其他的特征和元件进行组合使用。此外，这里描述的方法可以用计算机程序、软件或固件实现，其可包含到由通用计算机或处理器执行的计算机可读介质中。计算机可读介质的示例包括电子信号(在有线或无线连接上发送)和计算机可读存储介质。计算机可读存储介质的示例包括，但不限制为，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储器设备、磁性介质，例如内部硬盘和可移动磁盘，磁光介质和光介质，例如CD-ROM盘，和数字通用盘(DVD)。与软件关联的处理器用于实现射频收发信机，用于WTRU、UE、终端、基站、RNC或任何主计算机。当有很少在一个或多个非主信道上(例如，与主信道聚合的一个或多个非主信道)发送的UL数据分组和/或应答分组时(例如，没有UL数据分组和/或应答分组)，可执行这里描述的任何PHY RSSI测量和/或估计技术。根据一个或多个示例性实施方式在这里描述的特征和/或元素可用于结合根据一个或多个其他示例性实施方式在这里描述的特征和/或元素。例如，用于选择信道聚合的各自非主信道的PHY RSSI值可以以任意组合根据导出的数据分组被测量、从查找表中被检索和/或被近似。

Claims (12)

1.一种用于在动态频谱管理(DSM)系统中执行信道质量测量的方法，该方法包括：
当非主信道上的最后传输发生时，开启定时器，其中所述非主信道是聚合活动信道集的一部分，所述聚合活动信道集包括主信道和至少一个非主信道；以及
一旦所述定时器期满，确定将触发所述非主信道上的信道质量测量；
基于所述确定，触发在所述非主信道上的数据发送事件；
经由所述非主信道接收数据帧，其中响应于所述数据发送事件发送所述数据帧；以及
基于接收的数据帧，确定所述非主信道的信道质量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据发送事件包括以下中的至少一项：
在所述非主信道上发送传输控制协议(TCP)下行链路数据给DSM客户端；
在所述非主信道上发送信道质量测量请求消息给所述DSM客户端；
请求将在所述非主信道上发送的数据帧；
在所述非主信道上发送NULL帧给关联的接入点；
在所述非主信道上发送管理帧给关联的接入点；和
在所述非主信道上发送控制帧给关联的接入点。
3.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：
存储与所述聚合活动信道集中的参考活动信道相关联的信道质量信息；以及
基于与所述参考活动信道相关联的所述信道质量信息和与候选信道相关联的校准偏移，确定与该候选信道相关联的信道质量，其中所述候选信道是所述DSM系统的信道，该信道不是所述聚合活动信道集的一部分。
4.一种用于支持信道质量测量的动态频谱管理(DSM)客户端，所述DSM客户端包括：
处理器，被配置成：
当非主信道上的最后传输发生时，开启定时器，其中所述非主信道是聚合活动信道集的一部分，所述聚合活动信道集包括主信道和至少一个非主信道；
一旦所述定时器期满，确定将触发所述非主信道上的信道质量测量；
基于所述确定，触发在所述非主信道上的数据发送事件；以及
在所述非主信道上发送数据帧，其中所述数据帧的发送允许执行关于所述非主信道的信道质量测量。
5.根据权利要求4所述的DSM客户端，其中在所述DSM客户端在所述非主信道上发送所述数据帧时，重置定时器。
6.根据权利要求4所述的DSM客户端，其中所述数据帧包括NULL数据帧、管理数据帧、和控制数据帧中至少一者。
7.一种用于支持信道质量测量的方法，该方法包括：
当非主信道上的最后传输发生时，开启定时器，其中所述非主信道是聚合活动信道集的一部分，所述聚合活动信道集包括主信道和至少一个非主信道；
一旦所述定时器期满，确定将触发所述非主信道上的信道质量测量；
基于所述确定，在所述非主信道上发送数据帧，其中所述数据帧的发送允许执行关于所述非主信道的信道质量测量。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在所述非主信道上发送所述数据帧时，重置定时器。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述数据帧包括NULL数据帧、管理数据帧、和控制数据帧中至少一者。
10.一种用于执行信道质量测量的动态频谱管理(DSM)引擎，该DSM引擎包括：
处理器，被配置成：
当非主信道上的最后传输发生时，开启定时器，其中所述非主信道是聚合活动信道集的一部分，所述聚合活动信道集包括主信道和至少一个非主信道；以及
一旦所述定时器期满，确定将触发所述非主信道上的信道质量测量；
基于所述确定，触发在所述非主信道上的数据发送事件；
经由所述非主信道接收数据帧，其中响应于所述数据发送事件发送所述数据帧；以及
基于接收的数据帧，确定所述非主信道的信道质量。
11.根据权利要求10所述的DSM引擎，其中所述数据发送事件包括以下中的至少一项：
在所述非主信道上发送传输控制协议(TCP)下行链路数据给DSM客户端；
在所述非主信道上发送信道质量测量请求消息给所述DSM客户端；
请求将在所述非主信道上发送的数据帧；
在所述非主信道上发送NULL帧给关联的接入点；
在所述非主信道上发送管理帧给关联的接入点；和
在所述非主信道上发送控制帧给关联的接入点。
12.根据权利要求10所述的DSM引擎，其中所述处理器进一步包括：
存储与所述聚合活动信道集中的参考活动信道相关联的信道质量信息；以及
基于与所述参考活动信道相关联的所述信道质量信息和与候选信道相关联的校准偏移，确定与该候选信道相关联的信道质量，其中所述候选信道是与DSM引擎关联的信道，该信道不是所述聚合活动信道集的一部分。
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