CN104869573B - Dsm和cr节点中使用的方法及dsm和cr节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种DSM和CR节点中使用的方法及DSM和CR节点，其中在动态频谱管理器(DSM)中使用的用于协调网络中的异步静默周期的方法包括：确定触发异步感测事件的触发时间TTT周期；发送所述TTT周期到所述网络中的多个认知无线电CR节点；接收基于所述TTT周期生成的异步感测事件报告；以及将静默周期控制消息发送到所述网络中的一个或多个CR节点，其中所述消息包括静默周期的开始时间的指示。

Description

DSM和CR节点中使用的方法及DSM和CR节点

本申请是申请号为201080051898.5、申请日为2010年11月15日、名称为“用于动态频谱管理器(DSM)的静默周期协调”的中国发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年11月16日提交的美国临时专利申请No.61/261,688， 2009年12月9日提交的美国临时专利申请No.61/267,914，2010年9月24 日提交的美国临时专利申请No.61/386,224的权益，这些申请的内容全部作为引用结合于此。

背景技术

对于融合网络技术的更高带宽效率的需要以及当今许可带宽未有效利用的实际情况引发了认知无线电(CR)技术的发展。CR使能设备能够通过在特定即时执行频谱感测操作以发现可用频谱并且在不被主用户占用的时间中使用可用频谱而在许可给其他设备的带宽上通信。为了确保CR网络与当前许可技术共存，CR设备需要较高程度的灵活性(快速检测主用户的存在并对主用户的到来作出反应的能力)以便感测波段上的主用户的到来并移动到另一可用波段而不引起对主用户的干扰。

可以使用协作频谱感测来降低对用于CR节点的频谱感测算法的灵敏性需求，所述CR节点可能位于较深衰落环境中。在协作频谱感测的最传统形式中，CR节点的集合可以同时执行频谱感测并且传送独立的结果给中心节点以确定频谱可用性。这需要一种用于协调和交换用户间的频谱感测的方法。

频谱感测算法的最简单形式是能量检测类。这一类算法通过在感兴趣的特定波段上检测到的能量的测量来检测主用户的存在或不存在。这一频谱感测形式的简单性使得其对CR应用有很大吸引力。例如，用于无线区域网络 (WRAN)的IEEE 802.22标准使用TV频谱中的白空间作为可接受的频谱感测技术中的一种来进行能量检测。使用CR设备的能量检测的主要挑战在于在执行频谱感测时区分主用户传输和另一CR设备传输。此外，由于成本原因，CR设备可能仅包括一个接收机，并且可能不能够与常规发射(TX) 接收(RX)操作一起同时执行频谱感测。导致的情况是许多CR设备形成 ad-hoc(点对点)或者CR网络并且可以共存，这些节点的每个节点的频谱感测周期需要及时协调以确保频谱感测在附近没有其他CR节点发射时被执行。这导致所谓的频谱感测的静默周期。

网络中的静默测量周期的使用是针对需要在可允许的信道集上执行测量的无线接入点(AP)来开发的。这一先前工作未能解决CR网络尝试在具有使用不同无线技术的不同主用户的环境中执行频谱感测的需要。例如，AP 请求的静默测量周期(SMP)仅在通信媒介变得可用时被发起，但这不会解决CR设备的灵活性需求。CR设备可以通过以有限的延迟切换到未使用的波段对主用户的到来作出反应，而不引起对主用户的任何干扰。

例如，IEEE 802.22草案标准需要两秒的排空时间。这是在许可的主用户到达波段后次用户离开当前使用的波段所需要的时间。典型地，周期性频谱感测周期已被考虑，这需要CR节点至少每两秒执行频谱感测以能够达到所需要的排空时间。通常，周期性频谱感测可能由于环境(context)切换、在频谱感测时间期间维持缓冲器和实时业务而导致CR节点中的较高开销。由此，从效率角度来看，较短的频谱感测周期是不够理想的。因此，需要一种用于协调CR网络中的频谱感测的静默周期的方法。

发明内容

一种在动态频谱管理器(DSM)中使用的用于协调网络中的异步静默周期的方法，该方法包括：在所述网络中检测主用户；将静默周期开始控制消息传送到所述网络中的一个或多个认知无线电(CR)节点，其中所述消息指示静默周期的开始和持续时间并且发起频谱感测；从所述网络中的一个或多个CR节点接收用于指示频谱感测结果的测量报告控制消息；以及将消息传送到所述一个或多个CR节点，其中所述消息指令所述一个或多个CR节点基于所述频谱感测结果而移动到不同频率。

附图说明

从以下描述中可以更详细地理解本发明，这些描述是以实例方式给出的，并且可以结合附图加以理解，其中：

图1A为可以在其中实现一个或多个所公开的实施方式的示例通信系统的系统图示；

图1B为示例无线发射/接收单元(WTRU)的系统图示，其中所述WTRU 可以在如图1A所示的通信系统中使用；

图1C为示例无线电接入网络和示例核心网络的系统图示，其中所述示例无线电接入网络和示例核心网络可以在如图1A所示的通信系统中使用；

图2为被划分成较小的局部区域的CR节点网络的示例；

图3为基本静止间隔调度协议的示例；

图4为用于每个节点内的协调频谱感测的状态转换图；

图5为SSN作为静止间隔的调度方的增强型协议的示例；

图6显示了静默周期协调的示例场景；

图7显示了在基于802.11的协议栈中的DSM层的示例；

图8显示了在基于蜂窝的协议栈中的DSM层的示例；

图9显示了对于情况1的局部多播静默周期开始消息的示例；

图10显示了对于情况2的局部多播静默周期开始消息的示例；

图11A和图11B描述了异步静默周期的呼叫流的示例；

图12显示了用于静默周期控制消息的MAC管理帧的示例；

图13显示了每个静默周期控制消息中的字段的示例；

图14显示了DSM层中的事件配置和报告的示例；

图15显示了根据CR节点的CQI测量触发异步频谱感测事件的示例；

图16显示了利用周期性频谱感测时间在许可波段上的CR节点活动的示例；

图17显示了在RRC中在DSM和CR之间针对PHY层CQI测量的事件配置和报告的示例；

图18显示了用于异步静默周期协调的RRC消息发送协议的示例；

图19显示了固定静止间隔的示例；以及

图20显示了随机静止间隔的示例。

具体实施方式

图1A是可以在其中实施一个或多个所公开的实施方式的示例通信系统 100的系统框图。通信系统100可以是将诸如语音、数据、视频、消息发送、广播等之类的内容提供给多个无线用户的多接入系统。通信系统100可以通过系统资源(包括无线带宽)的共享使得多个无线用户能够访问这些内容。例如，通信系统100可以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可以包括无线发射/接收单元(WTRU) 102a，102b，102c，102d、无线电接入网络(RAN)104、核心网络106、公共交换电话网(PSTN)108、因特网110和其他网络112，但可以理解的是所公开的实施方式可以涵盖任意数量的WTRU、基站、网络和/或网络元件。 WTRU 102a，102b，102c，102d中的每一个可以是被配置成在无线通信中操作和/或通信的任何类型的装置。作为示例，WTRU 102a，102b，102c， 102d可以被配置成发送和/或接收无线信号，并且可以包括用户设备(UE)、移动站、用户、用户站、高级移动站(AMS)、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、便携式电脑、上网本、个人计算机、无线传感器、消费电子产品等等。

通信系统100还可以包括基站114a和基站114b，基站114a，114b中的每一个可以是被配置成与WTRU 102a，102b，102c，102d中的至少一者无线交互，以便于接入一个或多个通信网络(例如核心网络106、因特网110 和/或网络112)的任何类型的装置。例如，基站114a，114b可以是基站收发信站(BTS)、节点B、e节点B、家用节点B、家用e节点B、站点控制器、接入点(AP)、无线路由器以及类似装置。尽管基站114a，114b每个均被描述为单个元件，但是可以理解的是基站114a，114b可以包括任何数量的互联基站和/或网络元件。

基站114a可以是RAN 104的一部分，该RAN 104还可以包括诸如基站控制器(BSC)、无线电网络控制器(RNC)、中继节点之类的其他基站和/ 或网络元件(未示出)。基站114a和/或基站114b可以被配置成发送和/或接收特定地理区域内的无线信号，该特定地理区域可以被称作小区(未示出)。小区还可以被划分成小区扇区。例如与基站114a相关联的小区可以被划分成三个扇区。由此，在一种实施方式中，基站114a可以包括三个收发信机，即针对所述小区的每个扇区都有一个收发信机。在另一实施方式中，基站 114a可以使用多输入多输出(MIMO)技术，并且由此可以使用针对小区的每个扇区的多个收发信机。

基站114a，114b可以通过空中接口116与WTRU 102a，102b，102c， 102d中的一者或多者通信，该空中接口116可以是任何合适的无线通信链路 (例如射频(RF)、微波、红外(IR)、紫外(UV)、可见光等)。空中接口 116可以使用任何合适的无线电接入技术(RAT)来建立。

更具体地，如前所述，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 以及类似的方案。例如，在RAN 104中的基站114a和WTRU 102a，102b， 102c可以实施诸如通用移动电信系统(UMTS)陆地无线电接入(UTRA) 之类的无线电技术，其可以使用宽带CDMA(WCDMA)来建立空中接口 116。WCDMA可以包括诸如高速分组接入(HSPA)和/或演进型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)。

在另一实施方式中，基站114a和WTRU 102a，102b，102c可以实施诸如演进型UMTS陆地无线电接入(E-UTRA)之类的无线电技术，其可以使用长期演进(LTE)和/或高级LTE(LTE-A)来建立空中接口116。

在其他实施方式中，基站114a和WTRU 102a，102b，102c可以实施诸如IEEE 802.16(即全球微波互联接入(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)、增强型数据速率GSM 演进(EDGE)、GSM EDGE(GERAN)之类的无线电技术。

举例来讲，图1A中的基站114b可以是无线路由器、家用节点B、家用 e节点B或者接入点，并且可以使用任何合适的RAT，以用于促进在诸如公司、家庭、车辆、校园之类的局部区域的无线连接。在一种实施方式中，基站114b和WTRU 102c，102d可以实施诸如IEEE802.11之类的无线电技术以建立无线局域网(WLAN)。在另一实施方式中，基站114b和WTRU102c，102d可以实施诸如IEEE 802.15之类的无线电技术以建立无线个域网 (WPAN)。在又一实施方式中，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)以建立微微(picocell)小区和毫微微小区(femtocell)。如图1A所示，基站 114b可以具有至因特网110的直接连接。由此，基站114b不必经由核心网络106来接入因特网110。

RAN 104可以与核心网络106通信，该核心网络106可以是被配置成将语音、数据、应用程序和/或网际协议上的语音(VoIP)服务提供到WTRU 102a，102b，102c，102d中的一者或多者的任何类型的网络。例如，核心网络106可以提供呼叫控制、账单服务、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/或执行高级安全性功能，例如用户验证。尽管图1A中未示出，需要理解的是RAN 104和/或核心网络106可以直接或间接地与其他RAN进行通信，这些其他RAN可以使用与RAN 104相同的RAT 或者不同的RAT。例如，除了连接到可以采用E-UTRA无线电技术的RAN 104，核心网络106也可以与使用GSM无线电技术的其他RAN(未显示) 通信。

核心网络106也可以用作WTRU 102a，102b，102c，102d接入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可以包括互联计算机网络的全球系统以及使用公共通信协议的装置，所述公共通信协议例如传输控制协议(TCP)/网际协议(IP)因特网协议套件中的TCP、用户数据报协议 (UDP)和IP。网络112可以包括由其他服务提供方拥有和/或操作的无线或有线通信网络。例如，网络112可以包括连接到一个或多个RAN的另一核心网络，这些RAN可以使用与RAN 104相同的RAT或者不同的RAT。

通信系统100中的WTRU 102a，102b，102c，102d中的一些或者全部可以包括多模式能力，即WTRU 102a，102b，102c，102d可以包括用于通过多个通信链路与不同的无线网络进行通信的多个收发信机。例如，图1A 中显示的WTRU 102c可以被配置成与使用基于蜂窝的无线电技术的基站 114a进行通信，并且与使用IEEE 802无线电技术的基站114b进行通信。

图1B是示例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、显示屏/触摸板128、不可移除存储器130、可移除存储器132、电源 134、全球定位系统芯片组136和其他外围设备138。需要理解的是，在与以上实施方式一致的同时，WTRU 102可以包括上述元件的任何子集。

处理器118可以是通用目的处理器、专用目的处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核心相关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列 (FPGA)电路、其他任何类型的集成电路(IC)、状态机等。处理器118可以执行信号编码、数据处理、功率控制、输入/输出处理和/或使得WTRU 102能够操作在无线环境中的其他任何功能。处理器118可以耦合到收发信机 120，该收发信机120可以耦合到发射/接收元件122。尽管图1B中将处理器 118和收发信机120描述为独立的组件，但是可以理解的是处理器118和收发信机120可以被一起集成到电子封装或者芯片中。

发射/接收元件122可以被配置成通过空中接口116将信号发送到基站 (例如基站114a)，或者从基站(例如基站114a)接收信号。例如，在一种实施方式中，发射/接收元件122可以是被配置成发送和/或接收RF信号的天线。在另一实施方式中，发射/接收元件122可以是被配置成发送和/或接收例如IR、UV或者可见光信号的发射器/检测器。在又一实施方式中，发射/ 接收元件122可以被配置成发送和接收RF信号和光信号两者。需要理解的是发射/接收元件122可以被配置成发送和/或接收无线信号的任意组合。

此外，尽管发射/接收元件122在图1B中被描述为单个元件，但是WTRU 102可以包括任何数量的发射/接收元件122。更特别地，WTRU 102可以使用MIMO技术。由此，在一种实施方式中，WTRU 102可以包括两个或更多个发射/接收元件122(例如多个天线)以用于通过空中接口116发射和接收无线信号。

收发信机120可以被配置成对将由发射/接收元件122发送的信号进行调制，并且被配置成对由发射/接收元件122接收的信号进行解调。如上所述， WTRU 102可以具有多模式能力。由此，收发信机120可以包括多个收发信机以用于使得WTRU 102能够经由多RAT进行通信，例如UTRA和IEEE 802.11。

WTRU 102的处理器118可以被耦合到扬声器/麦克风124、键盘126和 /或显示屏/触摸板128(例如，液晶显示(LCD)单元或者有机发光二极管 (OLED)显示单元)，并且可以从上述装置接收用户输入数据。处理器118 还可以向扬声器/麦克风124、键盘126和/或显示屏/触摸板128输出数据。此外，处理器118可以访问来自任何类型的合适的存储器中的信息，以及向任何类型的合适的存储器中存储数据，所述存储器例如可以是不可移除存储器130和/或可移除存储器132。不可移除存储器130可以包括随机接入存储器(RAM)、可读存储器(ROM)、硬盘或者任何其他类型的存储器存储装置。可移除存储器132可以包括用户标识模块(SIM)卡、记忆棒、安全数字(SD)存储卡等类似装置。在其他实施方式中，处理器118可以访问来自物理上未位于WTRU 102上而位于服务器或者家用计算机(未示出)上的存储器的数据，以及向上述存储器中存储数据。

处理器118可以从电源134接收功率，并且可以被配置成将功率分配给 WTRU 102中的其他组件和/或对至WTRU 102中的其他组件的功率进行控制。电源134可以是任何适用于给WTRU 102加电的装置。例如，电源134 可以包括一个或多个干电池(镍镉(NiCd)、镍锌(NiZn)、镍氢(NiMH)、锂离子(Li-ion)等)、太阳能电池、燃料电池等。

处理器118还可以耦合到GPS芯片组136，该GPS芯片组136可以被配置成提供关于WTRU 102的当前位置的位置信息(例如经度和纬度)。作为来自GPS芯片组136的信息的补充或者替代，WTRU可以通过空中接口 116从基站(例如基站114a，114b)接收位置信息，和/或基于从两个或更多个相邻基站接收到的信号的定时来确定其位置。需要理解的是，在与实施方式一致的同时，WTRU可以通过任何合适的位置确定方法来获取位置信息。

处理器118还可以耦合到其他外围设备138，该外围设备138可以包括提供附加特征、功能性和/或无线或有线连接的一个或多个软件和/或硬件模块。例如，外围设备138可以包括加速度计、电子指南针(e-compass)、卫星收发信机、数码相机(用于照片或者视频)、通用串行总线(USB)端口、震动装置、电视收发信机、免持耳机、模块、调频(FM)无线电单元、数字音乐播放器、媒体播放器、视频游戏播放器模块、因特网浏览器等等。

图1C为根据一种实施方式的RAN 104和核心网络106的系统图。如上所述，RAN 104可以使用UTRA无线电技术通过空中接口116与WTRU 102a、102b和102c通信。RAN 104还可以与核心网络106通信。

RAN 104可以包括e节点B 140a、140b、140c，但是应该理解的是RAN 104可以包含任意数量的e节点B而仍然与实施方式保持一致。e节点B 140a、 140b、140c每个可以包含一个或多个收发信机，该收发信机通过空中接口 116来与WTRU 102a、102b、102c通信。在实施方式中，e节点B 140a、140b、 140c可以实现MIMO技术。因此，e节点B 140a例如可以使用多天线来传输无线信号到WTRU 102a，并且从WTRU 102a接收无线信号。

E节点B 140a、140b、140c中的每个可以与特定小区(未示出)相关联且可以被配置来处理无线电资源管理决定、切换决定、在上行链路和/或下行链路调度用户等等。如图1C所示，e节点B 140a、140b、140c可以通过X2 接口彼此进行通信。

图1C示出的核心网络106可以包括移动管理网关(MME)142、服务网关144以及分组数据网络(PDN)网关146。尽管上述元素中的每个被描述为核心网络106的一部分，但是应该理解的是这些元素中的任何一个可以被除了核心网络运营商以外的实体拥有和/或运营。

MME 142可以通过S1接口被连接到RAN 104中的e节点B 142a、142b、 142c中的每个并且可以作为控制节点。例如，MME 142可以负责认证WTRU 102a、102b、102c的用户、承载激活/去激活、在WTRU 102a、102b、102c 的初始连接期间选择特定服务网关，等等。MME 142也可以为RAN 104与使用其他无线电技术(例如GSM或WCDMA)的RAN(未示出)之间的交换提供控制平面功能。

服务网关144可以通过S1接口被连接到RAN 104中的e节点B 140a、 140b、140c的每个。服务网关144通常可以路由和转发用户数据分组至 WTRU 102a、102b、102c，或者路由和转发来自WTRU 102a、102b、102c 的用户数据分组。服务网关144也可以执行其他功能，例如在e节点B间切换期间锚定用户平面、当下行链路数据可用于WTRU 102a、102b、102c时触发寻呼、为WTRU 102a、102b、102c管理和存储上下文等等。

服务网关144也可以被连接到PDN网关146，该网关146可以向WTRU 102a、102b、102c提供至分组交换网络(例如因特网110)的接入，从而便于WTRU 102a、102b、102c与IP使能设备之间的通信。

核心网络106可以促进与其他网络之间的通信。例如，核心网络106可以向WTRU102a、102b、102c提供至电路交换网络(例如PSTN 108)的接入，从而便于WTRU 102a、102b、102c与传统陆线通信设备之间的通信。例如，核心网络106可以包括，或可以与下述通信：作为核心网络106和 PSTN 108之间接口的IP网关(例如，IP多媒体子系统(IMS)服务)。另外，核心网络106可以向WTRU 102a、102b、102c提供至网络112的接入，该网络112可以包含被其他服务提供商拥有和/或运营的其他有线或无线网络。

用于协调认知无线电(CR)网络中的频谱感测的静默周期的方法将中央管理实体对频谱利用信息的持续收集考虑在内。该方法还允许由主用户预占的CR设备快速移动到未使用的频段，而不对到达该波段上的主用户造成干扰。该协调方法还可以增强了CR节点的效率从而最小化由于CR节点中的静默周期造成的环境(context)切换和实时业务管理的复杂性。

CR网络包括可以使用无线链路在一个或多个主用户的许可波段上通信的一个或多个CR节点。CR节点可以被配置成在许可波段上周期性地执行频谱感测以检测主用户的存在，并且获得在节点间的直接链路中使用的可用频谱的知识。

为了执行CR节点的静默周期协调，中央控制器可以被用作动态频谱管理器(DSM)。DSM可以被配置成将来自许可波段的带宽动态分配给CR节点以创建直接链路。此外，DSM可以负责在其管理区域中调度每个CR节点的频谱感测静默周期，并且收集感测的信息以便确定可以由CR节点使用的可用带宽。DSM可以为家用增强型节点B(H(e)NB)中的诸如AP之类的专用节点，或者其自身可以为被选作群集或者管理区域头以执行特定DSM 任务的CR节点。CR网络中的DSM和CR节点可以使用许可波段或者未许可波段来交换数据和控制信息。

图2描述了被划分(蜂窝化)成较小的局部(localized)区域或小区201、 202和203的CR节点网络200的示例。每个小区协调其自己的局部测量间隔。然而，未在特定小区201中间的CR节点204a将干扰邻近小区202和 203的测量。图2描述了对于以以下方式本地协调静止间隔的需求：DSM 205 (例如)能够被启动来协调所有CR节点204和其可能干扰的CR节点204a 的静止间隔，而不过度打断CR节点204a 的发射能力。

图3为基本静止间隔调度协议的示例。图3显示了请求方DSM 301和响应方DSM302。请求方DSM 301确定频谱管理需要被调度并且向所有已知的邻居传送静止间隔请求(303)。响应方DSM 302在静止间隔响应中以接受或者拒绝对请求作出响应(304)。如果请求被至少“足够”数量、百分比或类型的响应方DSM 302接受，则请求方DSM 301可以通过传送静止间隔确认消息来调度静止间隔(305)。请求方DSM 301可选地传送接受请求的其他响应方DSM 302的列表。这允许一些响应方DSM 302在其确定其自身的频谱将足够静止的情况下同时调度它们自己的测量。在响应方DSM 302 的接受中的“足够”的问题可以是至关重要的。

可以为每个响应方DSM 302定义状态机以便更能响应于响应方DSM 302的需求。例如，可以使用状态机来确定响应方DSM 302是否需要进行测量，响应方DSM 302是否已经被请求支持特定静止间隔，或者响应方DSM 302进行测量的需求是否已经被满足等。

CR节点可以处于如图4所示的四(4)个状态中的一个，图4显示了状态转换图。在第一状态(NO_REQ)中，CR节点可以不需要进行测量，或者其测量需求已被满足因而未作出针对测量的请求。此外，CR节点可以未接收到针对静止的请求。这等价于这一进程中的“空闲”状态。在第二状态 (REQ_OUT/REQ_IN)中，CR节点可以具有未完成(outstanding)的测量请求，并且其自身可以已经接收到能求。在第三状态 (REQ_OUT/no_REQ_IN)中，CR节点可以具有未完成的测量请求，然而，其自身可以未接收到请求。在第四状态(no_REQ_OUT/REQ_IN)中，CR 节点可以没有未完成的测量请求。CR节点可以不需要测量，或者CR节点自身可以已经接收到请求。

图4提供了图3所述的过程之外需要的附加消息的进一步的细节。从图 4，多个观测可以在每个请求方DSM 301的操作上进行。

当请求方DSM 301接收到针对静止的请求(REQ消息)时，其可以转换到(或者留在)NO_REQ_OUT/REQ_IN 402或者REQ_OUT/REQ_IN状态 401。

传输对于请求的否定响应(RESP_NACK)或者接收对于请求的取消 (REQ_CANCEL)可以导致转换到NO_REQ 403或者 REQ_OUT/NO_REQ_IN状态404。

接受请求(这导致RESP_ACK消息的传送)可以使得节点保持在 NO_REQ_OUT/REQ_IN 402或者REQ_OUT/REQ_IN 401状态。

下面的转换REQ_OUT/NO_REQ_IN 404至NO_REQ 403和 REQ_OUT/REQ_IN 401至NO_REQ_OUT/REQ_IN 402可以指示对由响应方 DSM 302传送的请求的决定。这可以以多种方式中的一种发生。例如，节点可以确定取消请求(传送REQ_CANCEL消息)。这可能由于多种原因而发生，例如接收针对将被拒绝的请求的足够大数量的NACK，使用另一静止间隔的决定(即由另一响应方DSM 302初始调度的静止间隔)，以及请求超时。在另一示例中，节点可以已经接收到足够数量的ACK响应，并且已经传送用于确认测量周期的REQ_CONFIRM消息。

基于每个系统的特定需求和配置，以上描述的基本协议可以以多种方式修改。例如，如果网络中的节点数量很大，以上描述的协议可能导致较大的开销和延迟。这可以通过增加调度服务节点(SSN)来解决。SSN节点可以方便网络中的请求方DSM和一个或多个响应方DSM之间的通信。特别地，图3的基本协议被保存。然而，静止间隔请求消息可以首先被传送到SSN， SSN随后转发静止间隔请求消息到响应方DSM。响应方DSM也可以响应于 SSN，该SSN转发所有响应到请求方DSM，并且随后将确认消息转发回响应方DSM。

然而，SSN可以在进程中起到更加多产的角色。取代于仅作为邻近数据库和消息延迟，其可以起到静止间隔调度方的角色。结果实施方式在图5中示出。

图5显示了SSN作为静止间隔的调度方的增强型协议的示例。在这一实施方式中，请求方DSM 501传送调度请求到SSN 502(504)。SSN 502可以传送定时请求到所有请求方DSM邻居(响应方DSM 503)(505)。这种响应方DSM 503可以接受或者拒绝这种来自SSN 502的请求(506)。基于接受/拒绝响应，SSN 502可以尝试另一定时——导致SSN 502和多个响应方 503之间的多轮静止间隔定时请求/响应交换(506)。假设最终找到了成功静止时间，SSN 502可以向请求方DSM 501发布调度响应(507)。同时，SSN 502可以向也可能从这一静止间隔受益的某响应方DSM 503通知测量时机将也对它们可用(508)。

这一过程提供了优于没有SSN的基准过程的大量益处。例如，较低回程/侧面信道通信负荷，如调度握手现在仅在SSN和响应方DSM之间而不在请求方DSM和响应方DSM之间。另一益处是终端上的较低处理/存储器负荷，终端不再需要知道网络拓扑、它们的邻居等。这在存在移动性的网络中尤其重要。另一益处是SSN协调静止间隔调度的能力由此多余一个请求方 DSM被授权相同的间隔，从而减少静止间隔的整体数量并提高网络的效率。

SSN也可以承担静止间隔控制方的角色，其中其可以自动(例如没有请求)周期性地尝试调度静止间隔，从而有益于一组终端，这组终端随后被提供测量时机。在这种情况中，使用图5中描述的SSN-响应方DSM交换，但是不再需要请求方DSM和SSN之间的消息传送。

在消息中需要呈现几种信息元素。下面的消息已经被事先定义：REQ(消息的静止间隔的请求)，RESP_ACK(对请求作出应答的请求的响应，例如同意请求)，RESP_NACK(拒绝请求的请求的响应)，REQ_CANCEL(取消请求)，以及REQ_CONFIRM(确认请求被“锁定”)。这些消息中的每一个可以包括被用于标识、同步和作出决定的以下消息元素，例如请求方DSM/响应方DSM ID，请求ID(以区分不同的请求)，请求/响应网络时间，请求方DSM/响应方DSM地理位置，以及响应方DSM最大发射功率。

对于静止的请求需要对请求方DSM的足够数量的肯定应答(ACK)响应以调度静止间隔。中心议题是多少ACK响应是足够的。静止的目标是使得来自主用户的发射减少到足够低于所需感测阈值的水平，从而感测可以被执行。在非主用户的数量和位置完全已知的网络中，用于确定足够性的第一途径可以通过对响应的数量进行计数来完成。对响应的数量进行计数可以由 SSN最为有效地执行。

一不同的途径可以是忽略来自其位置和发射功率使得它们的发射低于感测阈值的响应方DSM的所有NACK响应。因此，响应方DSM的最大发射功率和地理位置可以使这一途径成为可能。相反，请求方DSM的地理位置允许设备拒绝请求而不引起中断，这是因为该设备知道其发射功率太低而不能影响测量。最后，这可以支持部分静止，其中已经接受请求(对请求 ACK)的设备使得他们的发射功率减少为低于其影响请求方DSM的测量的水平，而同时维持一些连接。

图6说明了特定小区中的静默周期协调的示例场景。系统可以包括想要建立彼此之间的直接链路的一组CR节点601。该组CR节点601可以使用中央DSM 602分配的带宽，中央DSM 602也负责协调在直接链路活动使用的波段上的频谱感测所需的静默周期。

在图6显示的示例中，尽管显示了DSM和CR节点之间的链路以及CR 节点之间的直接链路利用基于802.11的MAC/PHY，这里描述的方法与用于这一连接的MAC/PHY无关。因此，这一连接可以潜在地使用诸如用于蜂窝系统的不同的MAC/PHY。

一些CR节点或者所有CR节点可以首先在周期性发生的静默周期期间同时执行频谱感测。DSM可以负责配置周期性静默周期的长度和频率，以及每个CR节点在每个静默周期期间可以执行频谱感测的波段。周期性静默周期可以在CR节点的最大服务质量被维持的频率处被调度。使用周期性静默周期还可以允许DSM维持当前使用或者在特定时间段免费的许可带宽的动态映射。由此，CR网络可以维持关于可用波段和主用户到达可能被CR 节点占用的波段的一定程度的灵活性的最小水平的知识。

除了周期性静默周期，DSM可以调度异步静默周期来执行即时频谱感测，由此提高网络的灵活性。静默周期可以通过DSM自身基于来自其他网络的关于主用户的可用信息来触发，或者通过当前正在使用许可波段的CR 节点中的任何一个触发的事件来触发。使用异步静默周期可以给予CR网络使得CR节点在比周期性静默周期短的时间量中空出许可波段的灵活性。此外，异步静默周期可以允许CR网络以更加及时的方式利用关于主用户的信息。关于主用户的信息可以是以环境变化或者关于主用户的先验(priori)信息的形式。环境变化可以由任一CR节点检测到。DSM可以具有来自主用户网络自身的可用先验信息。

在主用户到达特定波段可以通过环境变化被感测的情况中，CR节点中的一个或多个可以活动地使用所讨论的波段并且能够通过与活动链路相关联的当前密钥参数的局部变化来感测环境变化。所述参数可以为，但不限于，信道质量、链路吞吐量、重传数量等。

尽管任何参数的变化可以指示主用户的到来，但是用于频谱感测的异步静默周期可以被触发以便立即确定主用户是否出现，并且具有准确的关于这一环境变化之后的可用波段的最新的信息。异步静默周期还可以在从频谱感测获得的单个静默周期不足以确定主用户的出现和不足以建议将主用户移动到被CR节点预占的替换波段的决定的可靠性的情况中通过DSM延长。

环境变化可以包括使用干扰消除或者任何其他方式用于实际发射的信号以检测环境变化。环境变化的传感器可以是作出传输的相同节点的部分。传感器还可以是独立实体、协议层或者与频谱感测实体通信的算法。

调度静默周期可以通过使用窄DSM协议层来启用。这一协议层可以是与网络使用的RAT或PHY无关的L2.5或者L3实体。使用窄DSM协议层允许具有不同RAT的设备的网络上的DSM协议层。图7和图8说明了在基于802.11的网络(图7)和基于蜂窝的网络(图8)中的这一DSM层的布置。

图7显示了在基于802.11的协议栈中的DSM层的示例。在图7中，DSM 层701被显示为邻近802.11协议栈中的MAC子层702。图8显示了在基于蜂窝的协议中的DSM层的示例。在图8中，DSM层801的功能性也可以被结合到基于蜂窝的协议栈中的现有管理层。可以结合这一功能性的现有管理层的示例是802.11或者802.16管理帧、Zigbee(用于管理802.15.4MAC/PHY设备)或者RRC(用于蜂窝网络)。DSM层的主功能可以为创建和解释静默周期和感测控制消息以便协调用于对在由DSM管理的网络使用的许可波段上的潜在主用户的测量和检测的静默周期，从而确定触发静默周期的合适时间以及配置PHY的合适的频谱感测操作并在频谱感测发生时通知PHY。

窄DSM协议层定义了可以被用于启动静默周期处理的一组控制消息。有四种控制消息：静默周期开始控制消息、静默周期触发控制消息、测量报告控制消息和感测配置控制消息。

静默周期开始控制消息可以由DSM节点传送到网络中的一个或多个 CR节点。这一消息可以基于这些节点的位置而被定址到DSM管理下的节点的子集。这一位置信息可以由DSM实体通过合适的MAC层过程来维持。

静默周期触发控制消息可以由正在与DSM通信的网络中的任何CR节点来传送。这一消息可以被定址到特定CR节点注册到的DSM。

测量报告控制消息可以由已经被指令在静默周期期间执行频谱感测的 CR来传送。这一消息可以被传送到基于测量结果作出关于另一网络或者主用户存在或者不存在的决定的DSM。

感测配置控制消息可以由DSM传送以将频谱感测配置成由每个CR节点执行。

这些消息可以由基础的MAC层来运载，具有比常规数据更高的优先级。这些消息还可以使用MAC层管理帧来传送。DSM可以周期性地传送静默周期协调消息到所有CR节点以触发系统宽度的静默周期，在该静止周期期间可以执行频谱感测。在稳定状态操作中，静默周期可以周期性或者间断地发生。此外，静默周期可以与CR节点执行常规TX(发射)和RX(接收)操作的周期间隔开。静默周期的持续时间和频率可以由DSM控制并且传送到使用静默周期开始控制消息的所有CR节点。由此，依据在系统中对所利用的信道的当前使用情况，DSM可以确定与静默周期开始控制消息相关联的频率。

静默周期控制消息还可以被传送到位于特定位置或者使用特定带宽的 CR节点的子集，如图9和图10所示。图9显示了对于第一种情况的局部多播静默周期开始消息的示例。在图9中，CR节点902和903在CR节点904 和905的范围之外。DSM 901可以传送仅定址到节点904和905的静默周期开始控制消息907。当节点904和905接收到这一消息时，节点904和905立即停止传送并通知它们的PHY层执行对节点904和905当前正在使用的带宽的频谱感测。与频谱感测发生在相同频率上的从节点902和903的传输 906不影响频谱感测结果，这是因为这些节点在节点904和905的范围之外。

图10显示了对于第二种情况的局部多播静默周期开始消息的示例。在图10中，节点1002和1003正在不同于节点1004和1005所在的频率的频率上传送1008。在时刻t1，DSM1001传送静默周期开始控制消息1006到节点1004和1005以在两个节点当前使用的频率上开始频谱感测。在时刻t2， DSM 1001传送静默周期开始控制消息1007到节点1002和1003。这些静默周期以DSM 1001确定的周期被周期性地重复。

异步静默周期可以以两种方式触发从而启动对环境变化的更好响应。在第一种情况中，外部网络可以通知DSM主用户的出现，或者诸如历史的其他信息，这些信息可以由DSM使用来预测主用户在特定波段上的可能出现。在这种情况中，DSM自身可以调度异步静默周期，而不用任何CR节点的输入。

异步静默周期还可以由活跃地使用一个许可波段上的链路的任何CR节点中创建的事件来触发。这一事件可以由该链路上的环境变化导致。由外部网络或者DSM自身触发的异步静默周期可以以与由CR节点事件触发的那些相同的方式对待。

CR节点触发异步静默周期的过程可以包括网络中的CR节点检测环境变化。这一变化可以在CR节点处由PHY或者MAC层检测到，或者可以是特定于DSM层自身的事件(例如检测到加入网络的新节点)。在这发生之后， CR节点可以传送静默周期触发消息到DSM。静默周期触发消息可以包括事件触发的理由或原因。

DSM可以基于从中接收静默周期触发消息的CR节点和与这一消息相关联的信息来确定触发立即的异步静默周期的必要性根据。DSM随后可以确定哪个CR节点在静默周期期间被静默。这一决定可以基于执行频谱感测所在的频段，以及紧密接近生成静默周期触发消息的CR节点的节点。DSM 可以利用其存储在本地位置数据库中的位置信息，以便确定每个CR节点的干扰范围，并且据此确定可以接收静默周期开始控制消息的节点。

生成静默周期触发消息的CR节点可以继续常规TX/RX操作直到它接收到静默周期开始控制消息。静默周期开始控制消息可以指示静默周期的开始时间和持续时间。在静默周期期间，已经被静默周期开始控制消息定址的所有节点可以中断正在进行的任何传输。此外被调度用于传输的消息可以由这些CR节点缓存直到静默周期结束。

在静默周期期间，频谱感测可以由对于特定频谱感测实体被关联作为频谱感测节点的节点来执行。频谱感测实体可以使用感测配置控制消息来创建和修改。控制消息可以被传送到被要求在特定频率上执行频谱感测的CR节点，并且可以向CR节点通知其关联的频谱感测实体标识符。CR节点可以与多个频谱感测实体相关联，在这种情况下，其可以作为例如在多个频率上执行频谱感测的节点被访问。此外多个CR节点可以与相同的频谱感测实体标识符关联，这能够使得相同DSM从多个节点收集频谱感测结果来启动传感器融合。

DSM可以在设备的初始关联期间变得获知每个设备的频谱感测能力。在任何时间，例如节点关联之后或者两个CR节点之间的高带宽链路开始之后，DSM可以创建频谱感测实体，并且将一组感应节点连接到该实体。包含频谱感测实体的唯一标识符的单独的频谱感测配置消息可以被传送到连接到频谱感测实体的每个节点。感测配置消息还可以包括特定于考虑中的 CR节点的关于频谱感测的特定配置。当静默周期开始控制消息被传送时，该静默周期开始控制消息可以包括在到来的静默周期中激活的频谱感测配置实体的唯一标识符。接收静默周期开始控制消息的CR节点，已经被要求执行与包含在静默周期开始控制消息中的频谱感测实体标识符相关联的频谱感测，该CR节点可以负责执行频谱感测并且在静默周期的末尾传送结果到DSM。

图11A和图11B描述了以上描述的过程(异步静默周期的呼叫流)以及在触发异步静默周期中涉及的每个动作的示例。

在这一示例中，静默周期可以由于干扰、范围或者频率使用而在CR节点1102和CR节点1103之间本地触发。节点1102(节点A)和1103(节点 B)之间和节点1104(节点C)和1105(节点D)的直接链路先前已经被建立(1106)。DSM 1101根据位置数据库或者频率使用来确定创建节点1102 和1103以及节点1104和1105的局部静默周期(1107)。感测配置控制消息可以从DSM 1101传送到节点1102(具有标识i)(1108)。感测配置控制消息可以从DSM 1101传送到节点1104(具有标识j)(1109)。静默周期触发控制消息可以从节点1103传送到DSM1101(1110)。DSM 1101检查理由和位置，并且确定开始异步静默周期(1111)。静默周期开始控制消息可以从 DSM 1101传送到节点1102，并从节点1102传送到节点1103(具有标识i 和持续时间t)(1112)。节点1102可以仅被配置用于在标识1的实体上的频谱感测(1113)，可以在频率范围1上执行频谱感测(1114)，并且可以在频率范围N上执行频谱感测(1115)；所有这些均发生在静默周期持续时间t。节点1102可以传送测量报告控制消息到DSM 1101(1116)。DSM 1101可以指令节点1102和1103根据频谱感测结果重新配置不同频率上的链路(1117)。DSM 1101可以开始针对节点1102和1103的下一计划的周期性静默周期(1118)。静默周期开始控制消息可以从DSM 1101传送到节点1102 并从节点1102传送到节点1103(1119)。

异步静默周期的发生可以移动常规周期性静默周期的定时。例如，如果异步静默周期消除了对于被调度的或者立即到来的周期性静默周期的需要， DSM可以选择取消即将到来的静默周期或者据此重新调度周期性静默周期的定时。

在另一实施方式中，DSM静默周期控制消息使用802.11管理帧，其中 DSM层可以位于图7的协议栈中的MAC子层之上。图12显示了802.11管理帧的格式。帧主体1201可以包括该类型帧(静默周期开始控制消息、静默周期触发控制消息、测量报告控制消息或感测配置控制消息)的标识符 1202以及每个消息所需要的信息。

图13说明了以上描述的每个感测配置消息管理帧。每个消息以唯一的控制码字段来标识。如在图13中，帧主体1301可以包括该类型帧的标识符。静默周期开始控制消息1303可以包含静默周期的持续时间(多个信标周期) 字段1304以及将在静默周期期间执行的每个频谱感测操作的频谱感测实体 ID 1305。当节点先前被配置成执行针对与在这一消息中接收到的ID相关联的频谱感测实体的频谱感测时，节点可以在这一静默周期期间执行频谱感测。由于多个频谱感测操作可以在特定静默周期上执行，例如在不同频率范围上执行，静默周期开始控制消息1303可以激活多个频谱感测实体ID 1305。静默周期触发控制消息1306可以包含触发静默周期的原因字段1307。这一字段可以标识引发消息被考虑中的CR节点传送的协议层或机制。下面描述由于PHY/MAC测量结果超过特定值而传送静默周期触发控制消息的情况的示例。最后，测量报告控制消息1308和感测配置控制消息1309可以均与特定感测实体标识符1310相关联，并且包含这一标识符作为管理帧中的字段。每个频谱感测实体可以与将被感测的一个或多个连续或不连续频谱范围相关联。在每个频率范围上执行的频谱感测的类型以及这一频谱感测的参数 1312可以使用感测配置控制消息1309中的相应字段来传送。每个频率范围的频谱感测结果1311的格式可以在测量报告控制消息1308中的单独字段中规定。

异步静默周期也可以由CR节点基于其在特定频率上的业务利用来触发。如果直接链路中涉及的节点在特定的时间量处于睡眠或者休眠模式，或者直接链路在固定的时间段没有待传送的数据，则CR节点可以使用具有被设置为“睡眠”的触发原因的静默周期触发控制消息来通知DSM。DSM可以观察每个CR节点接收到的消息，并且确定执行频谱感测的时机是否存在。这一相同过程可以在节点检测到在谈及的直接链路上在固定时间量内发生低于常规的业务量时使用。在任一情况中，结果可以为在关键时刻调度静默测量周期以最大化效率。这些异步静默周期的出现随后可以允许DSM减少周期性静默周期的频率。

图14为基于MAC层信道质量指示(CQI)出现的示例事件触发。MAC 层CQI可以被定义为在特定信道上观察到的分组重传或MAC层错误的次数。事件配置和事件报告在MAC层提供与事件相关联的测量的帮助下而由 DSM的DSM层和CR节点分别处理。DSM节点1401的DSM层可以传送事件配置消息1403到每个CR节点1402以便配置在与另一CR节点1402的活动链路期间由CR节点1402监控的事件。这一事件配置消息可以封装在以上描述的感测配置控制消息中。事件也可以根据与事件相关联的测量类型而由在链路连接中不活跃的CR节点1402监控。感测配置控制消息可以通过独特控制信道传送到在事件监控中涉及的每个CR节点1402。CR节点的 MAC层随后被指令监控以上定义的信道1404的CQI。在活动链路连接中已经接收到事件配置消息的所有CR节点的MAC层，可以周期性地传送信道质量测量1405到其DSM层，该DSM层可以进一步基于事件配置来处理或者过滤信道质量测量1405。

过滤可以被执行以避免频繁的事件触发和不必要的频谱感测周期。这可以通过引入触发时间(TTT)来实现，其中信道质量在最小时间量(TTT) 中低于特定量以便事件由DSM层滤波逻辑触发。一旦事件被触发，CR节点 1402的DSM层可以经由静默周期触发控制消息传送事件报告1406以向 DSM 1401通知事件的发生并且向节点1402通知事件在哪儿发生。

图14说明了在与MAC、LLC和DSM层的通用协议栈的情况下配置和报告DSM相关事件所需要的DSM层信令和DSM-MAC层交互。这一相同消息流可以应用到基于802的系统，其中DSM层可以被结合到基于802的管理帧中，并且还可以被应用到蜂窝协议栈，其中所述消息可以在RRC层传送。不失一般性，事件A在两个CR节点之间的链路的所测量的信道质量降低相对于其长期平均的特定量时被触发，并且从MAC传送到DSM实体的测量可以为信道质量指示符(CQI)测量。

主用户到达当前正在由CR节点使用的许可波段上可能导致对这一波段的大量干扰，这可以由CR节点根据MAC层错误或者重传次数的变化来立即检测到。此外，如果主用户开始使用邻近波段，特定干扰量在提及的由 CR节点当前使用的波段中是可通过CQI的下降而检测的。在任一情中，DSM 可以知晓主用户的出现以便更新其可用频率的数据库并且将占用感兴趣的许可波段的CR用户重新分配到不同波段。

图15显示了对从MAC层接收到的CQI测量的DSM过滤。CR节点可以向DSM通知检测到的环境变化。每个CR节点可以维持在最近过去的时间宽度W上在特定链路上测量的平均CQI(CQI_AVG)，以及在上一时间宽度 M上使用参考信号测量到的瞬时CQI(CQI_INST)。如果CQI的下降 (CQI_AVG-CQI_INST)在特定触发时间(TTT)保持大于某阈值D，则CR节点可以产生事件A。

D、M、TTT和W的值可以由DSM通过事件A配置(RRC)消息来完全指定。这一消息可以在链路建立之前和链路建立期间在独特控制信道上以单播方式传送，并且可以运载这些参数并允许DSM动态改变这些参数以便优化频谱利用。特别地，DSM可以基于下面的概率需求来改变这些值，这些需求很容易使用过去的统计结果来监控。

第一概率需求是在主用户到达CR节点当前使用的波段时触发事件A的概率，并且应当大于x％。第二需求是在主用户到达邻近CR节点使用的波段的波段时触发事件A的概率，并且应当大于y％。第三是在没有主用户到达发生时触发事件A的错误警报概率，并且应当低于z％。

x的值应当被选择为尽可能接近100％，而z的值尽可能接近0％。Y的值取决于DSM使用的周期性频谱感测周期的频率。例如，较低的频率周期性频谱感测周期可能需要y相对较大，从而在DSM管理区域下由CR节点当前使用的那些波段以外的波段中的可用频谱机会可以由DSM使用异步静默周期来跟踪。管理区域中CR节点的数量也可以是确定y值的因素。

所触发的事件A可以经由事件报告通过独特控制信道传送到DSM。一旦DSM从其管理区域中的CR节点接收到事件A，则该DSM在独特控制信道上发出静默周期开始控制消息以调度异步静默周期。

为了提高系统的鲁棒性并且减少静默周期的信令延迟，控制消息可以在来自在DSM和CR节点之间传送的常规数据的独特频率上的控制信道上传送。控制信道包括在CR网络使用的专用频率上的无线信道。这一频率可以为CR网络保留或者与其他主用户共享。在后一情况中，多个可能的频率可以可以针对控制信道和底层途径被定义，其中控制信道信息以低功率传送，可以在所有可能的频率被占用的情况下被使用。

作为示例，DSM功能性可以位于具有多频率信道功能性的802.11AP中。独特控制信道可以继续使用基于802.11的MAC/PHY，但用于仅传输管理帧和静默周期控制消息所需要的数据以及其他频谱感测相关信息。在MAC子层顶部引入的上层MAC层可以被引入以便将静默周期控制消息路由到基于 802.11的控制信道上，而来自上层的任意其他消息可以通过数据信道路由。

对于独特控制信道的其他选择可以为所描述的控制消息由PHY层控制信道代替的情况。这假设了将所有CR节点同步到公共时间基础的同步信道的存在。下行链路信道被用于从DSM传送控制信息到CR节点。上行链路信道被用于从CR节点向DSM传送频谱感测结果和事件。

在稳定状态操作中，静默周期周期性和间隔性地发生，并且与CR节点执行常规TX和RX操作的周期间隔开。静默周期出现的持续时间和频率可以由DSM控制并且使用下行链路控制信道周期性频谱感测控制消息 (PSCM)中的特定字段传送到所有CR节点。所有CR节点知道何时读取下行链路控制信道以接收PSCM，这是由于针对所有CR节点的下行链路控制信道上的消息的定时通过同步信道建立。以下量可以从如图16所示的 PSCM中读取：T_P，T_S，T_O，T_D1和T_D2。T_P是静默周期模式(pattern)的帧中的重复周期。T_S是静默周期模式的第一静默周期的开始帧，相对于模N 帧编号方案中的帧0。T_O是静默周期模式中的第一和第二静默周期之间的偏移。T_D1和T_D2是模式中的静默周期1601的持续时间。剩余时间1602中CR 节点可以执行常规TX/RX操作。

对于蜂窝类型系统(以及类似的基于WiFi的系统)，事件配置和事件报告可以在PHY层提供与事件相关联的测量的帮助下分别由DSM 1701和CR 节点1702执行，如图17所示。RRC-DSM 1701可以传送事件配置消息1703 至每个RRC-CR 1702以配置在其与另一CR节点1702的活动链路期间由CR 节点1702监控的事件。事件也可以根据与事件相关联的测量的类型而由在链路连接中不活跃的CR节点1702监控。事件配置消息可以通过下行链路控制信道被传送到在事件监控中涉及的每个CR节点1702。CR节点1702的 PHY层随后将被指令使用测量消息在CR节点1702上的RRC和PHY之间监控与所配置的事件相关的PHY层数量1704。事件配置消息请求监控与链路相关联的信道质量。活动链路连接中的已经接收到事件配置消息的所有 CR节点1702的PHY层可以周期性地传送信道质量测量1705到其RRC-CR，该RRC-CR可以进一步基于事件配置处理或者过滤信道质量测量1705。过滤被执行以避免频繁的事件触发和不必要的频谱感测周期。这可以通过引入触发时间(TTT)来实现，其中信道质量在最小时间量(TTT)低于特定量以便事件由RRC过滤逻辑触发。一旦事件被触发，RRC-CR 1702传送事件报告1706至RRC-DSM 1701以便向DSM 1701通知事件的发生和向CR节点1702通知事件在哪儿发生。这在图17中显示，其中这种情况中的测量是 PHY层CQI测量。

图17说明了在针对信道质量作出PHY层测量的情况下配置和报告 DSM相关事件所需要的RRC信令和RRC-PHY层交互。不失一般性，事件 A在两个CR节点之间的链路的所测量的信道质量相对于其长期平均值降低了特定量时被触发，并且从PHY传送到RRC实体的测量可以为PHY层信道质量指示符(CQI)测量。

考虑到两个通信CR节点之间的直接链路或信道，为了CQI测量目的，每个发射CR节点在数据信道中内嵌已知固定功率参考信号。接收CR节点可以使用这些已知参考信号来确定由发射CR节点使用的数据链路的CQI。这一相同集合的参考信号可以由具有与另一节点的活动链路的每个CR节点传送，从而作为整体给予CR节点网络关于由CR节点活跃使用的所有许可波段的信道质量的知识。不同的参考信号对于其他PHY是可能的，例如 CDMA(码分多址)等。

在图18中，被触发的事件A经由事件报告通过上行链路控制信道被传送到DSM1801(1803)。一旦DSM 1801在其管理区域中从CR节点1802 接收到事件A，其可以在下行链路控制信道上向外发出静默周期消息以便在特定时间和特定持续时间(在消息自身中规定)调度异步静默周期(1804)。静默周期的开始在以下任意延迟之后发生：t1，t2，t3。在DSM的管理区域中向最远节点的传播延迟(t1)可以通过下行链路和上行链路控制信道上的消息传送来确定。CR节点变为静止所需要的延迟(t2)包括清空PHY缓存所需要的延迟。对于数据传输的静止周期(t3)可以由CR节点仅在接收到静默周期消息之前传送。

静默时间的开始可以被调度在传送静默周期消息之后的至少t1+t2+t3 (1805)。除了这一信息，静默周期消息可以包括指示CR节点在其传送其频谱感测结果之后会采取的行为的字段。CR节点1802可以在所需要的静默时间上执行频谱感测(1807)。CR节点1802可以通过上行链路控制信道传送频谱感测结果到DSM 1801(1808)。DSM 1801可以估计频谱感测结果的可靠性(1809)。DSM 1801可以在下行链路控制信道上传送PHY重配置或者静默周期消息(1810)。两种可能的行为可以被期望(1811)。首先，CR 节点1802被要求继续频谱感测以便进一步精炼传送到DSM 1801的结果，在这种情况下，静默周期可以被隐性地延长直到下一消息由DSM 1801接收。第二，CR节点1802可以被要求继续先前被中断的TX/RX操作直到DSM 1801命令另一静默周期或者基于频谱感测结果将任何CR节点1802重新配置到不同频率。

所考虑的系统可以在具有多个中央控制器的中心网络中广泛分布CR节点的集合。每个CR节点可以与一个中央控制器关联。在这种网络中，采取专用同步信道是合理的，这可以确保所有节点与中央控制器是时隙同步的，与任何时隙Aloha系统相似。可以采用所有节点是时隙同步的，但是不必要是帧同步。此外，可以采用彼此活跃地通信的任何节点对(称作活动对)必要地可以是帧同步。

此外，所有活动对具有同步的静止周期，也就是说活动对的两个节点可以精确使用帧中的相同时隙以便保持静止和感测频谱。但是如果存在N个这种活动对，所有对的静止时隙在时间上交叠，这是因为这些对不是帧同步的。每一帧中的随机静止周期可以被用来解决使得所有活动节点对同时保持静止的需要。DSM可能具有关于在系统中每个活动对的静止周期调度的知识。因此，同步静止周期可以在整个网络上以概率P_quiet建立。

对于操作的方法，使得M表示每一帧中的时隙数量，K表示每一帧中的静默时隙数量，其中这K个时隙可以被用于感测频谱。假定M个时隙中的K个以方式中的1种在每一帧中被随机选择。然而，每个活动节点对可以选择相同的K个静止时隙并且以同步方式在每一帧跳频到不同模式。K 个静止时隙在任两个不同活动对之间可以是不同的。

现在在帧中的至少一个时隙里将同时静止的所有活动节点存在有限概率P_quiet。这可以在任何帧中随机发生。例如，如果P_quiet＝0.3，则意味着所有活动节点平均在10个子帧的3个中的至少一个时隙里同时保持静止。因此，对于在任何时间即时的给定N个活动对，参数M和K可以被选择成使得节点在预定义P_quiet>x％的时间保持静止。

参考图19和图20，网络中的所有节点共同获知边界，在该边界处点垂直线指示时隙边界。双头箭头指示帧持续时间和帧号。方波的峰指示静止周期，而方波的谷指示发射/接收活动。在示例中，K＝1，M＝6且N＝3。在图 19中，每个活动节点对可以在每个帧的相同的时隙号处周期性地保持静止。也就是说，活动对A在每个帧的第三个时隙中保持静止，而活动对B在每个帧的第二个时隙中保持静止。由于活动对彼此可能不是帧同步的，因此所有活动对的静止周期不会同时交叠。

在图20显示的示例中，每个活动对同步地将静止时隙改变到每一帧中的不同位置。也就是说，活动对A在帧#N的时隙#3处、在帧#N+1的时隙 #2处、在帧#N的时隙#1处有静止时隙。活动对B在帧#N的时隙#2处、在帧#N+1的时隙#4处、在帧#N的时隙#2处有静止时隙。活动对C在帧#N的时隙#5处、在帧#N+1的时隙#1处、在帧#N的时隙#3处有静止时隙。由于静止周期从一个帧到另一帧的随机跳跃，在时隙中将静止的所有活动节点存在有限概率。

尽管示例中使用K＝1用于随机静止间隔，一个静止时隙可以在每个帧中使用。在帧中增加静止时隙的数量可以增大使得所有节点同时在时间宽度上静止的概率。但是增加K可以减少通信的时间。因此，可以适当地选取参数以确保频谱感测持续时间和通信时间之间的优化折中。

实施例

1、一种在动态频谱管理器(DSM)中使用的用于协调网络中的周期性静默周期的方法，该方法包括：

在预定的时间周期期间监控带宽使用。

2、根据实施例1所述的方法，该方法还包括：

配置周期性静默周期的长度和频率；以及

以所配置的频率调度所述周期性静默周期，其中所述周期性静默周期维持所述网络中的认知无线电(CR)节点的最大服务质量(QoS)。

3、根据实施例1-2中任一实施例所述的方法，其中所述DSM在接入点 (AP)中被发现。

4、根据实施例1-2中任一实施例所述的方法，其中所述DSM在家用增强型节点B(H(e)NB)中被发现。

5、一种在动态频谱管理器(DSM)中使用的用于协调网络中的异步静默周期的方法，该方法包括：

在所述网络中检测主用户。

6、根据实施例5所述的方法，该方法还包括：

将静默周期开始控制消息传送到所述网络中的一个或多个认知无线电 (CR)节点，其中所述消息指示静默周期的开始和持续时间并且发起频谱感测。

7、根据实施例6所述的方法，该方法还包括：

从所述网络中的一个或多个CR节点接收用于指示频谱感测结果的测量报告控制消息；以及

将消息传送到所述一个或多个CR节点，其中所述消息指令所述一个或多个CR节点基于所述频谱感测结果而移动到不同频率。

8、根据实施例5-7中任一实施例所述的方法，其中所述DSM在接入点 (AP)中被发现。

9、根据实施例5-7中任一实施例所述的方法，其中所述DSM在家用增强型节点B(H(e)NB)中被发现。

10、根据实施例8-9中任一实施例所述的方法，其中在所述网络中检测主用户是基于信道质量指示符(CQI)测量。

11、根据实施例10所述的方法，其中所述CQI测量是两个CR节点间的链路的所测量的信道质量。

12、一种在一个或多个认知无线电(CR)节点中使用的用于协调异步静默周期的方法，该方法包括：

传送静默周期触发控制消息。

13、根据实施例12所述的方法，该方法还包括：

接收静默周期开始控制消息，其中所述消息指示静默周期的开始和持续时间并且发起频谱感测。

14、根据实施例13所述的方法，该方法还包括：

传送用于指示频谱感测结果的测量报告控制消息；以及

从所述DSM接收消息，其中所述消息指令所述一个或多个CR节点基于所述频谱感测结果而移动到不同频率。

15、根据实施例12-14中任一实施例所述的方法，其中传送所述静默周期触发控制消息是基于由所述CR节点检测到的环境变化的。

16、根据实施例15所述的方法，其中所述环境变化是由所述CR节点通过与活动链路相关联的关键参数的局部变化而检测的。

17、根据实施例16所述的方法，其中所述关键参数包括信道质量、链路吞吐量和重传的次数。

18、根据实施例13-17中任一实施例所述的方法，其中在所述频谱感测结果未能检测到所述主用户的情况下，所述频谱感测被延长一段时间。

19、一种在动态频谱管理器(DSM)中使用的用于认知无线电(CR) 节点网络中的基本静止间隔调度的方法，该方法包括：

将静止间隔请求传送到所述CR节点网络中的一个或多个DSM。

20、根据实施例19所述的方法，该方法还包括：

从所述CR节点网络中的一个或多个DSM接收静止间隔响应，其中所述静止间隔请求被所述一个或多个DSM中的多个所接受；

将静止间隔确认消息传送到所述CR节点网络中的一个或多个DSM。

虽然本发明的特征和元素以特定的结合在以上进行了描述，但本领域普通技术人员可以理解的是，每个特征或元素可以在没有其它特征和元素的情况下单独使用，或在与本发明的其它特征和元素结合的各种情况下使用。此外，本发明提供的方法可以在由计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件被包含在计算机可读存储介质中。计算机可读介质的实例包括电子信号(通过有线或者无线连接而传送) 和计算机可读存储介质。关于计算机可读存储介质的实例包括但不局限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、诸如内部硬盘和可移动磁盘之类的磁介质、磁光介质以及 CD-ROM碟片和数字多功能光盘(DVD)之类的光介质。与软件有关的处理器可以被用于实施在WTRU、UE、终端、基站、RNC或者任何主计算机中使用的无线电频率收发信机。

Claims (20)

1.一种在动态频谱管理器DSM中使用的用于协调网络中的异步静默周期的方法，该方法包括：

确定触发异步感测事件的触发时间TTT周期；

发送所述TTT周期到所述网络中的多个认知无线电CR节点；

接收基于所述TTT周期生成的异步感测事件报告，其中所述异步感测事件报告基于信道质量在所述TTT周期中低于特定量或信道质量指示符CQI的下降在所述TTT周期保持大于阈值而被生成；以及

将静默周期控制消息发送到所述网络中的一个或多个CR节点，其中所述消息包括静默周期的开始时间的指示。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述TTT周期作为异步感测事件配置消息的一部分被发送，所述异步感测事件配置消息向所述CR节点指示以测量和监控信道质量。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述异步感测事件配置消息指示所述CR节点在所述信道质量降低持续的时间周期长于所述TTT周期的情况下发送所述异步感测事件报告。

4.根据权利要求2所述的方法，其中所述信道质量包括信道质量指示符CQI。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述TTT周期基于检测主用户的概率需求而确定。

6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

确定触发异步感测事件的参数，所述参数包括以下中的至少一者：

信道质量降低阈值，

测量平均信道质量的时间宽度，或

测量即时信道质量的时间宽度；以及

发送所述参数至所述网络中的所述多个CR节点。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述TTT周期和所述参数作为异步感测事件配置消息的一部分被发送，所述异步感测事件配置消息向所述CR节点指示以测量和监控信道质量，并且所述异步感测事件配置消息指示所述CR节点在所述平均信道质量和所述即时信道质量之间的降低保持大于所述信道质量降低阈值的时间周期长于所述TTT周期的情况下，发送所述异步感测事件报告。

8.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

基于以下中的至少一者确定所述静默周期的所述开始时间：

在所述DSM的管理区域中向最远节点的传播延迟；

与CR节点变为静默相关联的延迟周期；或

来自CR节点的数据传输的静止周期。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述静默周期控制消息包括对所述CR节点在发送感测结果之后会采取的行为的指示。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述行为包括以下中的至少一者：

继续感测以进一步精炼所述感测结果；

继续传送操作；

继续接收操作；或

基于所述感测结果在不同频率上操作。

11.一种用于协调网络中的异步静默周期的动态频谱管理器DSM设备，该设备包括：

处理器，被配置成：

确定触发异步感测事件的触发时间TTT周期；

发送所述TTT周期到所述网络中的多个认知无线电CR节点；

接收基于所述TTT周期生成的异步感测事件报告，其中所述异步感测事件报告基于信道质量在所述TTT周期中低于特定量或信道质量指示符CQI的下降在所述TTT周期保持大于阈值而被生成；以及

响应所述异步感测事件报告，将静默周期控制消息发送到所述网络中的一个或多个CR节点，其中所述消息包括静默周期的开始时间的指示。

12.一种在一个或多个认知无线电CR节点中使用的用于协调异步静默周期的方法，该方法包括：

接收作为异步感测事件配置消息的一部分的TTT周期，所述异步感测事件配置消息向所述CR节点指示以测量和监控信道质量；

确定信道质量降低持续的时间周期是否长于触发时间TTT周期；

在所述降低持续的时间周期长于所述TTT周期的情况下，发送异步感测事件报告；

接收静默周期控制消息，所述静默周期控制消息指示静默周期的开始时间；以及

根据所接收的所述静默周期的开始时间执行频谱感测。

13.根据权利要求12所述的方法，其中在所述频谱感测结果未能检测到主用户的情况下，所述频谱感测被延长一段时间。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述异步感测事件配置消息指示所述CR节点在所述信道质量降低持续的时间周期长于所述TTT周期的情况下发送所述异步感测事件报告。

15.根据权利要求12所述的方法，所述异步感测事件配置消息包括与触发异步感测事件相关联的参数，所述参数包括以下中的至少一者：

信道质量降低阈值，

测量平均信道质量的时间宽度，或

测量即时信道质量的时间宽度。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述异步感测事件配置消息指示所述CR节点在所述平均信道质量和所述即时信道质量之间的降低保持大于所述信道质量降低阈值的时间周期长于所述TTT周期的情况下，发送所述异步感测事件报告。

17.根据权利要求15所述的方法，其中确定包括：

确定所述平均信道质量和所述即时信道质量之间的降低保持大于所述信道质量降低阈值的时间周期是否长于所述TTT周期，并且在所述平均信道质量和所述即时信道质量之间的降低保持大于所述信道质量降低阈值的时间周期长于所述TTT周期的情况下，发送所述异步感测事件报告。

18.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括：

接收对发送感测结果之后会采取的动作的指示；以及

根据所述指示采取所述动作。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述动作包括以下中的至少一者：

继续感测以进一步精炼所述感测结果；

继续传送操作；

继续接收操作；或

基于所述感测结果在不同频率上操作。

20.一种用于协调异步静默周期的认知无线电CR节点，该CR节点包括：

处理器，被配置成：

接收作为异步感测事件配置消息的一部分的TTT周期，所述异步感测事件配置消息向所述CR节点指示以测量和监控信道质量；

确定信道质量降低持续的时间周期是否长于触发时间TTT周期；

在所述降低持续的时间周期长于所述TTT周期的情况下，

发送异步感测事件报告；

接收静默周期控制消息，所述静默周期控制消息指示静默周期的开始时间；以及

根据所接收的所述静默周期的开始时间执行频谱感测。