CN105409267B - 用于将频谱的子载波分配给运营商的方法和控制装置及对应基站 - Google Patents

Abstract

一种用于在无线多载波通信系统中将频谱(1)的子载波分配给运营商的方法，无线多载波通信系统包括中央控制装置(3)以及用于在所述无线多载波通信系统中与终端(6，7，8)进行无线通信的至少两个基站(4，4’，5)，所述至少两个基站(4，4’，5)由至少两个运营商来操作，所述方法包括以下步骤：通过所述中央控制装置(3)确定子载波指配，所述子载波指配是指将所述频谱(1)的区段分配给所述至少两个运营商，其中，一个区段包括至少一个子载波并且仅被分配给所述至少两个运营商中之一，而不被分配给所述至少两个运营商中另之一；通过所述中央控制装置(3)将所述子载波指配转发给所述至少两个基站；以及通过所述中央控制装置，取决于分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步来将辐射掩模转发给所述至少两个基站(4，4’，5)，辐射掩模包括使得基站(4，4’，5)能够减少分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰的信息。

Description

用于将频谱的子载波分配给运营商的方法和控制装置及对应 基站

技术领域

本发明涉及用于将频谱的子载波分配给无线多载波通信系统中的运营商的方法和控制装置及对应基站。

频谱包括多个子载波。无线通信系统包括中央控制装置和至少两个基站，所述至少两个基站基于形成通信系统的多个载波的子载波来与无线通信系统中的终端进行无线通信。无线通信系统的所述至少两个基站由至少两个运营商来操作。子载波被分配给这至少两个运营商，并且对所述至少两个基站进行操作的这两个运营商则将子载波分配给已经注册或作为相应运营商的一部分的终端。本发明提出了如何将频谱的子载波分配给所述至少两个运营商并且解决由运营商之间的频谱共享导致的各种问题的具体方法。

背景技术

传统上，频谱分配以及对运营商的移动宽带(MBB)许可都按照独占方式来完成，即每个运营商获得并且被许可获得对频谱的某个固定部分的独占使用。这样的独占性频谱许可和分配的优点在于：服务品质(QoS)有一定的保证；具有良好的干扰管理；以及被认为是产生适当投入和创新激励所必须的高的市场确定度。然而，随着对移动数据流量的需求呈指数方式增长，出现了“频谱短缺”的问题，即，将没有足够的频带或子载波特别是处于6Ghz之下的范围内的频带或子载波来以独占的方式分配并且许可给不同运营商。换言之，需要更多的可用频谱或者需要更好地使用当前可用的频谱。即使假定独占性分配的可用频谱中仍有足量的可用谱带，移动运营商仍会面临高额的频谱成本压力。这样的用于许可和运营的高成本将变得越来越不可接受。此外，频谱带的独占性分配的缺点在于低灵活性和低可扩展性，即其经常导致在某些位置/区域和/或不确定时间段中未充分利用可用资源。换言之，可用频谱的使用效率很低。因此，频谱共享成为满足未来频谱需求的必要且重要的工具。一方面，移动运营商将必须与其他通信或非通信系统共享可用频谱。另一方面，移动运营商将必须彼此共享即便不是全部也是至少某些量的可用频谱。实际上，两种共享情况可以同时地发生，例如，几个运营商可以以主要/次要方式与雷达业务共享频带，而它们彼此平等地共享可用频带。

在现有技术中，针对一些通信网络提出了运营商之间的频谱共享。但是这样的共享通常结合无线电接入网络RAN共享来提出，从而限制了这样的谱共享解决方案的普遍应用。此外，还提出了在无RAN共享的情况下运营商之间的频谱共享解决方案。然而，应当注意，这样的解决方案仅在不同运营商之间的理想的频率同步的情况下运转良好，不同运营商之间的理想的频率同步在无RAN共享的情况下一般难以实现。理想的频率同步例如能够被定义为有足够的频率同步准确性以使得能够在分配给不同运营商的相邻频谱部分中在无额外防护频带的情况下进行基于多载波的频谱共享。

在将来的无线通信系统中，对可用频谱的分配的相当大的一部分将需要以动态方式针对共享方/运营商来完成。这例如能够在许可共享接入LSA框架下完成，其中，在位用户例如雷达业务的频带被临时许可给某个位置中的多个运营商某时间段。另一示例会是：在分配给不同运营商的谱带之间无固定边界的情况下监管机构将频谱带许可给多个运营商，使得运营商能够根据相互协定和/或具体或变化的共享规则来协调它们的频谱使用。在运营商之间共享频谱的情形下，关键问题是将共享使用的某个可用频谱带分配给多个即至少两个运营商。在先前提出的频谱共享技术中，使用正交频分复用(OFDM)波形，并且以正交方式将频谱的区段及频谱的频率子载波分配给运营商。正交在此表示特定子载波或特定子载波组仅被分配给特定运营商，而并非同时被分配给不同运营商。在给定时间点处，每个子载波因此被分配给特定运营商，而并非同时被分配给两个运营商。组成分配给不同运营商的子载波的相邻频谱区段之间的相互干扰因而能够通过对资源块即子载波区段的这样的正交分配来避免。然而，应当注意，仅当不同运营商具有理想的频率同步时才可以避免这样的相互干扰。在此情况下，一个运营商的子载波处于其他运营商的信号频谱的零点处。在图1a中示出了针对第一运营商1和第二运营商2的示例。第一运营商1的信号频谱用实线示出，并且第二运营商2的信号频谱用虚线示出。由于理想的频率同步，运营商1的子载波处于运营商2的信号频谱的零点处，运营商2的子载波处于运营商1的信号频谱的零点处。然而，如果运营商1与运营商2之间存在频率同步误差Δf，则将存在产生低信号干扰比SIR的运营商的相互干扰和低频谱效率。图1b示出了运营商2与运营商1之间具有频率同步误差Δf从而导致信号频谱中的相当大的干扰的示例。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种用于在上述类型的无线多载波通信系统中将频谱的子载波分配给运营商的方法和控制装置，其中，减少或甚至避免了不同运营商之间的相互干扰，而仍然实现了可用频谱的高效使用并且仍然向运营商提供了单独且灵活地调节它们的信号特征例如信号结构以及所分配的传输资源的灵活性。

以上目的通过在所附独立权利要求中提供的解决方案来实现。在各个从属权利要求中限定了有利实现。

本发明的第一方面提供了一种用于在无线多载波通信系统中将频谱的子载波分配给运营商的方法，无线多载波通信系统包括中央控制装置以及用于在无线多载波通信系统中与终端进行无线通信的至少两个基站，所述至少两个基站由至少两个运营商来操作。根据本发明的第一方面的方法包括以下步骤：通过中央控制装置确定子载波指配，所述子载波指配是指将所述频谱的区段分配给所述至少两个运营商，其中，一个区段包括至少一个子载波并且仅被分配给所述至少两个运营商中之一，而不被分配给所述至少两个运营商中另之一；通过中央控制装置将所述子载波指配转发给所述至少两个基站；以及通过中央控制装置，取决于分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步，来将辐射掩模转发给所述至少两个基站，辐射掩模包括使得基站能够减少分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰的信息。

根据本发明的用于在无线多载波通信系统中将频谱的子载波分配给运营商的方法能够提供以下优点：减少或甚至避免不同运营商之前的相互干扰，而仍然实现对可用频谱的高效使用并且仍然向运营商提供单独且灵活地调节它们的信号特征例如信号结构以及所分配的传输资源的灵活性。下面结合本发明的第一方面的实现形式以及本发明的第二方面和第三方面以及它们相应的实现形式来描述另外的优点。

在根据第一方面的方法的第一实现形式中，所述辐射掩模中的所述信息包括与分配区段外的功率密度有关的参数。有利地，此与分配区段外的功率密度有关的参数可以例如是区段外的最大可允许谱功率密度。可替选地，与分配区段外的功率密度有关的参数可以有利地是相对于区段内的平均功率密度而言的区段外的相对功率密度。

在根据第一方面本身或根据第一方面的第一实现形式的方法的第二实现形式中，所述辐射掩模被预定并且被存储在所述中央控制装置中。

在根据第一方面本身或根据第一方面的任一先前实现形式的方法的第三实现形式中，所述辐射掩模由所述中央控制装置基于从所述至少两个运营商接收的信息来确定。

在根据第一方面本身或根据第一方面的任一先前实现形式的方法的第四实现形式中，所述至少两个基站中的每一个当接收到所述辐射掩模时，结合与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节与分配区段有关的信号特征。

在根据第一方面本身或根据第一方面的任一先前实现形式的方法的第五实现形式中，所述至少两个基站中的每一个当接收到所述辐射掩模时，结合与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节分配区段中的子载波间隔。

在根据第一方面本身或根据第一方面的任一先前实现形式的方法的第六实现形式中，所述至少两个基站中的每一个当接收到所述辐射掩模时，结合与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节从分配区段产生的信号的功率谱。

在根据第一方面本身或根据第一方面的任一先前实现形式的方法的第七实现形式中，所述至少两个基站中的每一个当接收到所述辐射掩模时，结合与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节从分配区段产生的信号的信号帧。

在根据第一方面本身或根据第一方面的任一先前实现形式的方法的第八实现形式中，所述至少两个基站中的每一个当接收到所述辐射掩模时，结合与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来确定分配区段的边缘处的防护频带。

在根据第一方面本身或根据第一方面的任一先前实现形式的方法的第九实现形式中，所述辐射掩模是基于与分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步有关的信息来确定。在此情况下，例如当分配有相邻区段的不同运营商共享共用的无线电接入网络或任何其他种类的确保不同运营商之间的非常高的或者可能甚至理想的频率同步的接入网络时，可以不构建辐射掩模。

在根据第一方面的第九实现形式的方法的第十实现形式中，如果确定反映分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步的品质的值大于阈值，则不构建辐射掩模。在此情况下，有利地，如果确定反映分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步的品质的值小于阈值，则构建辐射掩模。

本发明的第二方面提供了一种用于在无线多载波通信系统中将频谱的子载波分配给运营商的控制装置，所述控制装置适用于对用于在所述无线多载波通信系统中与终端进行无线通信的至少两个基站进行控制，所述至少两个基站由至少两个运营商来操作，所述控制装置包括：确定装置，适用于确定子载波指配，所述子载波指配是指将所述频谱的区段分配给所述至少两个运营商，其中，一个区段包括至少一个子载波并且仅被分配给所述至少两个运营商中之一，而不被分配给所述至少两个运营商中另之一；以及转发装置，适用于取决于分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步来将所述子载波指配和辐射掩模转发给所述至少两个基站，辐射掩模包括使得基站能够减少分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰的信息。应当注意，本发明的第二方面的控制装置与在本发明的第一方面以及本发明的第一方面的上述实现形式中限定的中央控制装置对应并且具有相同的功能。

在根据本发明的第二方面的控制装置的第一实现形式中，所述辐射掩模中的所述信息包括与分配区段外的功率谱有关的参数。其中，与分配区段外的功率密度有关的参数可以有利地是区段外的最大可允许谱功率密度。可替选地，与分配区段外的功率密度有关的参数可以有益地是相对于区段内的平均功率密度而言的区段外的相对功率密度。

在根据第二方面本身或根据第二方面的第一实现形式的控制装置的第二实现形式中，所述辐射掩模被预定并且被存储在所述控制装置中。

在根据第二方面本身或根据第二方面的任一先前实现形式的控制装置的第三实现形式中，所述辐射掩模由所述控制装置基于从所述至少两个运营商接收的信息来确定。

在根据第二方面本身或根据第二方面的任一先前实现形式的控制装置的第四实现形式中，所述辐射掩模是基于与分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步有关的信息来确定。

在根据第二方面本身或根据第二方面的任一先前实现形式的控制装置的第五实现形式中，如果确定反映分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步的品质的值(即，同步越好，则该值越高)大于阈值，则不构建辐射掩模。在此情况下，有利地，如果确定反映分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步的品质的值小于阈值，则构建辐射掩模。

在根据第二方面本身或者根据第二方面的任一先前实现形式的控制装置的第六实现形式中，所述控制装置是与所述至少两个基站在物理上分离的控制单元。换言之，控制装置在此情况下是无线多载波通信系统的中央控制单元，中央控制单元是与所述至少两个基站在物理上分离的实体。其中，控制单元可以是无线多载波通信系统中的单个控制单元，或者控制单元可以包括一起形成与所述至少两个基站在物理上分离的中央控制单元的几个分布式物理控制实体。

在根据第二方面本身或根据第二方面的第一至第五实现形式中任之一的控制装置的第七实现形式中，控制装置包括分别作为所述至少两个基站的一部分的分布式功能控制元件。换言之，控制装置并非是无线多载波通信系统中的在物理上独立的中央控制单元，而是包括作为无线多载波通信系统的基站中的一个或更多个基站的一部分的分布式功能控制元件。

在第三方面中，本发明提供了一种用于在无线多载波通信系统中与终端进行无线通信的基站，无线多载波通信系统包括中央控制装置以及用于在所述无线多载波通信系统中与终端进行无线通信的至少两个基站，所述至少两个基站由至少两个运营商来操作，所述基站包括接收装置，所述接收装置适用于从所述中央控制装置接收子载波指配和辐射掩模，所述子载波指配是指将所述频谱的区段分配给所述至少两个运营商，其中，一个区段包括至少一个子载波并且仅被分配给所述至少两个运营商中之一，而不被分配给所述至少两个运营商中另之一，辐射掩模包括使得基站能够减少分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰的信息。应当注意，根据本发明的第三方面的基站是其中实现了本发明的无线多载波通信系统的至少两个基站之一，并且根据本发明的第三方面的基站包括如上面在本发明的第一方面的各种实现形式中限定的基站的功能。

在根据第三方面的基站的第一实现形式中，基站被配置成：当从所述中央控制装置接收到所述辐射掩模时，结合与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节与分配区段有关的信号特征。

在根据第三方面本身或根据第三方面的第一实现形式的基站的第二实现形式中，基站被配置成：当从所述中央控制装置接收到所述辐射掩模时，结合与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节分配区段中的子载波间隔。

在根据第三方面本身或根据第三方面的任一先前实现形式的基站的第三实现形式中，基站被配置成：当从所述中央控制装置接收到所述辐射掩模时，结合与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节从分配区段产生的信号的功率谱。

在根据第三方面本身或根据第三方面的任一先前实现形式的基站的第四实现形式中，基站被配置成：当从所述中央控制装置接收到所述辐射掩模时，结合与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节从分配区段产生的信号的信号帧。

在根据第三方面本身或根据第三方面的任一先前实现形式的基站的第五实现形式中，基站被配置成：当从所述中央控制装置接收到所述辐射掩模时，结合与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来确定分配区段的边缘处的防护频带。

本发明的上述第一方面、第二方面和第三方面以有利的方式来解决上述目的。另外有利但可选的实现按照上述各种实现形式来限定。本发明特别地提供了以下技术框架和技术解决方案，其使得至少两个运营商能够共享无线多载波通信系统中的可用频谱，同时使得运营商能够管控它们的相互干扰，以及同时仍实现了对频谱的高效使用并且仍向运营商提供单独地调节它们与其分配终端的通信的灵活性。即使不同运营商不具有良好的频率同步，本发明也提供了特别有利的解决方案。另外，本发明支持在所有可能的共享情形下运营商之间的频谱共享，包括但不限于相互租借、谱点市场、同优先级共享、许可共享访问(LSA)、次级水平共享、未许可共享等。本发明支持具有RAN共享的情况和不具有RAN共享的情况以及二者的混合的情况，即，通信系统中的一部分运营商具有RAN共享而另一部分运营商不具有RAN共享的情况。此外，即使不同运营商不具有理想的频率同步，本发明也提供以简单而有效的方式运转的解决方案。

应当注意，其中本发明运转且被实现的无线多载波通信系统可以基于包括横跨某个频谱带的多个频率子载波的任何种类的当前或未来的多载波系统。频率子载波可以具有恒定宽度和间隔，或者可以具有灵活且自适应的宽度和间隔。可能但非限制性实现可以以基于滤波器组的多载波(FBMC)，广义频分复用(GFDM)波形等为基础。关于多载波的其他可能但非限制性需求可以是区段外的低辐射，并且因此可以是低的运营商间干扰和/或低防护频带开销和/或高谱使用效率。此外，本发明的多载波系统可以但不一定与现有多载波系统例如正交频分复用OFDM系统后向兼容。

通常，包括中央控制装置以及如所限定的至少两个基站的本发明的无线多载波通信系统可以针对例如在作为在传统蜂窝无线通信系统的单元、较大区域或者甚至国家中的任何地理尺寸来限定。

如贯穿本申请所使用和限定的术语基站是适用于与被分配给基站的终端无线地交换信令和内容数据的在物理上独立的实体。运营商是负责操作一个或更多个基站的合法实体。在本申请的框架中，两个或更多个运营商可以被分配给一个基站以经由该基站与它们的用户的各个终端进行通信。而且，可替选地且另外地，基站可以被分配给仅单个运营商。应当注意，贯穿本申请，对一个或更多个运营商的功能、特征、特性的描述参考其中实现了这些功能、特征、特性等的各个实体。例如，分配有相邻区段的不同运营商之前的干扰可以参考分别被分配给不同运营商的第一基站与第二基站之间产生的干扰。在另一示例中，当讨论分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步时，分别由不同运营商操作的不同基站之间的频率同步可以是要考虑的相关值。在此情况下，其中实现了运营商功能或运营商功能被分配给其的相关实体是通信系统的基站。附加或替选运营商功能可以实现在核心网络的其他物理或功能实体中或被分配至核心网络的其他物理或功能实体。术语终端指代由被分配给各个运营商并且与各个运营商具有协议的用户使用的终端装置。这样的终端可以包括但不限于手机、无线电话、个人数字助理、平板计算机、任何种类的相片计算机等。

本发明的一个有利特征在于：在给定时间点处，包括至少一个载波的一个区段仅被分配给无线多载波通信系统的一个运营商，而不被分配给无线多载波通信系统的另一运营商。换言之，在任何给定时间点处，被分配至一个运营商的区段不与被分配给不同运营商的另一区段交叠。然而，由于根据本发明的将区段分配给运营商是灵活的并且能够在时间上变化，所以在一个时间点处被分配给一个运营商的一个区段或区段的一部分在另一时间处能够被分配给不同运营商。

另外，应当注意，由多个子载波构成的频谱可以是连续或不连续频谱。这表示至少一个相应子载波的形式的区段被分配给各个运营商的频谱能够由分别彼此相邻的多个子载波构成并且能够由并非紧邻而是彼此远离的不同部分的频谱构成，其中，其他部分可以被分配给其他业务例如公共业务等。而且，在本发明的帧中，频谱的一个或更多个区段可以被分配给单个运营商，其中，这些分配区段不一定彼此紧邻，而可以在频谱内间隔开一部分。关于由中央控制装置转发给根据本发明的基站的辐射掩模，应当注意，在其中频谱的一个区段被分配给一个运营商并且相邻谱被分配给不同运营商的情况下，例如在中央控制装置确定两个运营商之间的频率同步不足的情况下，辐射掩模可以被分配给运营商中的任一运营商或者两个运营商。在两个运营商的频率同步非常良好或甚至理想的情况下，辐射掩模不会被分配给每个运营商。

还应当注意，由中央控制装置确定的子载波指配可以如下来灵活地确定：在时间上有规律地确定或者根据某些条件和情况的发生来不规律地确定。这使得能够非常灵活且高效地使用可用频谱。在第二步骤——即将子载波指配给运营商之后的步骤——中，每个运营商然后将被分配给该运营商的频谱的区段中的子载波分配给被分配至该特定运营商的终端。将资源从运营商分配至终端的该第二分配步骤可以例如在与由中央控制装置对子载波指配的确定和构建步骤相比而言较短的时间段内以更灵活的方式来完成。该两阶段频谱分配使得能够极其灵活地使用系统资源并且将系统资源分配给运营商和终端。

应当注意，在本申请中描述的所有设备、元件、单元和装置可以由软件或硬件元件或其任何种类的组合来实现。由在本申请中描述的各种实体执行的所有步骤以及要由各种实体执行的所描述功能意在指各个实体适用于或被配置成执行各个步骤和功能。即使在对具体实施方式的以下描述中，要由一般实体执行的具体功能或步骤不反映在对执行该具体步骤或功能的实体的特定详细元件的描述中，技术人员应当清楚的是，这些方法和功能能够实现在各个软件或硬件元件或其任何种类的组合中。

附图说明

在下面结合附图对具体实施方式的描述中，将对本发明的上述方面和实现形式进行说明，在附图中：

图1a和图1b示出了在无干扰以及有干扰的情况下两个运营商的OFDM信号波形的相应的示意性视图；

图2a和图2b示出了本发明的第一实施方式和第二实施方式的相应的示意性概览；

图3a和图3b分别示出了在连续频谱以及在不连续频谱上的示意性概览；

图4示出了频带中的子载波及其相应的子载波间隔/子载波宽度的视图；

图5示出了相对于区段的功率密度的示意性示例；

图6示出了图2a所示的第一实施方式的更具体的实现示例；以及

图7示出了图2b所示的实施方式的更具体实现示例。

具体实施方式

图2a和图2b分别示出了本发明的第一实施方式和第二实施方式的总体概览。

图2a示出了由划分在或分配给分别相邻的区段9a、9b、9c、10a、10b和10c的多个子载波构成的频谱1。频谱1连续。如图2所示，上述区段的子集或部分即区段9a、9b和9c被分配给第一运营商，并且上述区段的其他子集或部分即区段10a、10b和10c被分配给第二运营商2。每个区段中的子载波的数目是灵活的并且能够适用于各个环境，其中，每个区段包括至少一个频率子载波。

在图2a所示的实施方式中，第一运营商操作第一基站4并且第二运营商2操作第二基站5。然而，如在本发明的以上概述中相对于本发明所总体说明的，在系统中可以有更多个基站和/或操作这些基站的更多个运营商。第一运营商1向订户或用户分配了相应终端6。在此，第一基站4适用于基于并且使用被分配给操作第一基站4的第一运营商的区段9a、9b和9c的子载波来与终端6通信。类似地，第二运营商2向用户或订户分配了终端7。在此，由第二运营商2操作的第二基站5适用于基于并且使用被分配给第二运营商2的区段10a、10b和10c的子载波来与这些终端7通信。在此，如下面将进一步说明的，每个运营商即所示出的第一运营商1和第二运营商2的这两个示例，能够灵活地调节即用于与相应终端6，7通信的其分配区段的信号特征例如信号结构及其资源的子集或一部分。

总体频谱指配，即给第一运营商1和第二运营商2的频谱1的子载波指配由连接至基站4，5或作为基站4，5中的一部分的中央控制装置3来确定。中央控制装置3确定子载波指配，其是指将频谱1的区段分配给第一运营商1和第二运营商2。每个区段9a、9b、9c、10a、10b、10c包括至少一个载波，并且仅被分配给第一运营商和第二运营商中之一，而不被分配给第一运营商和第二运营商中另之一。换言之，被分配给第一运营商1的子载波和区段9a、9b、9c中的一个区段不能被同时分配给第二运营商2。

图2b示出了本发明的第二实施方式，其实际上是在图2a所示并且关于图2a所描述的第一实施方式的变型。通常，关于图2a所示的实施方式而做出的所有叙述和描述同样适用于图2b所示的实施方式，其中，相同的元件用相同的附图标记来描述并且与图2a所描述的功能相同。图2a的实施方式与图2b的实施方式之间的差异在于：在图2b的第二实施方式中，第一基站4由第一运营商1和第三运营商3操作和共享，第一运营商1和第三运营商3甚至可以共享相同的无线电接入网络RAN。在此，借助于第一基站4，第一运营商1使得他的订户或用户能够经由其终端6在被分配给第一运营商1的频谱1的区段9a、9d、9e、9f和9g中通信。第三运营商3使得其用户或订户能够在无线多载波通信系统中经由其终端8在被分配给第三运营商3的频谱1的区段11a和11b中通信。因此，在图2b的实施方式中，中央控制装置3以使得各个运营商各自分配有频谱的区段的方式来确定给第一运营商1、第二运营商2和第三运营商3的频谱1的频谱指配或频谱1的子载波的子载波指配。第一运营商1具有分配区段9a、9d、9e、9f和9g。第二运营商2具有分配区段10a、10b和10c。第三运营商3具有分配区段11a和11b。上述区段之一中的被分配给运营商之一的一个子载波不同时被分配给另一运营商。

如上所述，第一运营商1和第三运营商3可以共享相同的无线电接入网络RAN。当共享RAN时，第一运营商1和第三运营商3的基站功能共享站以及在图2b中示出为共享第一基站4的基站硬件。基站硬件能够被部分地共享，例如仅天线和/或某些处理单元被共享，或者基站硬件能够被完全地共享，例如在虚拟移动运营商的情况下。共享RAN暗示第一运营商1和第三运营商3的基站功能能够实现彼此的理想的频率同步。完美的频率同步表示不同运营商能够以无任何相互防护频带的方式在频域上精确地对准它们的信号波形，它们在与各个终端的通信中不具有相互干扰或具有非常低的相互干扰。

在图2a和图2b所示的实施方式中，频谱1的频率资源连续，即具有其所有子载波的整个频谱1可用于被指配和分配给运营商。该情况在图3a中示出，在图3a中，频谱1’的所有子载波2被分配给运营商并且由运营商共享。在图3b中的替选实现中，频谱1”的仅某些部分被共享。换言之，要共享的频谱1”不连续。在此情况下，例如仅某些与它们的相应的子载波2不相邻的部分1”a、1”b、1”c和1”d可用于将其分配给运营商。频谱1”的其他不可用部分可以预留给例如其他通信系统、公共服务、紧急情况。

如上所述，每个运营商仅被允许在被分配给它的区段上的子载波上发送信号。在此，如图4所示的子载波之间的间隔ΔFp可以是自适应的，即可以由每个运营商来灵活地设置。在此，由每个运营商使用的子载波间隔必须是频谱1中的子载波2的最小基本子载波间隔ΔFp的整数倍。因此，由每个运营商灵活地使用和设置的子载波间隔是ΔFo，其中，ΔFo＝mΔFp，其中，m是整数。被分配给运营商的最终区段大小则会是nΔFo＝nmΔFp，其中，n也是整数。

根据本发明，中央控制装置3将辐射掩模转发至如图2a和图2b所示的第一基站4和第二基站5，辐射掩模包括使得第一基站4和第二基站5能够减少分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰的信息。该由中央控制装置3对辐射掩模的转发根据分配有相邻区段的不同运营商之间的频谱同步的品质来执行。该辐射掩模能够例如被预定并且被存储在中央控制装置3中，或者能够由中央控制装置3基于从一个或更多个运营商接收的信息来确定。在此，辐射掩模中的信息可以包括与分配区段外的功率密度有关的参数。在此，参数可以限定例如在图5中所示的运营商的每个分配区段外的最大可允许谱功率密度，即在分配区段外的每个频率处的最大可允许发送功率密度。在此情况下，参数可以以值对来给出，其中，第一值限定了至区段的边缘的频率距离，并且第二值限定了最大可允许功率密度。可替选地，参数可以限定相对于区段内的平均功率密度而言的区段外的相对功率密度。例如，如果在分配区段内，平均发送谱功率密度是P0[dBm/Hz]，则对于至区段的边缘的某个频率距离而言，功率密度不应当大于P0-X[dBm/Hz]。该X可以是参数的值。

由中央控制装置3对辐射掩模的确定和转发取决于分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步的品质。在中央控制装置3确定或获得具有相邻区段的两个不同运营商被理想地同步的信息的情况下，例如，如果它们共享共用的RAN，则不必将辐射掩模转发给这些运营商。另一方面，如果反映分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步的品质的值小于或低于某个阈值，则构建辐射掩模并且将该辐射掩模转发给这些运营商的基站。即使具有相邻区段的不同运营商不具有理想的同步，但是如果反映分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步的品质的值高于或大于该阈值，则也可以不构建和转发该辐射。

在有利但为可选的实现中，在中期或长期持续时间中，频率资源即频谱1的子载波被分配给运营商。在此，每个运营商可以根据相互协定或标准化共享框架来将例如流量要求、频谱中的偏好子载波或信道品质信息和期望最小区段大小的必要信息发送至中央控制装置3。在收集这样的信息之后，中央控制装置3将共享频谱1划分成如上所述的多个区段并且将这些区段分配给运营商。对区段的划分和分配根据共享频谱1的大小和形状、运营商的需求以及协定和/或标准化的共享规则来执行。应当注意，中央控制装置3可以是真实的在物理上独立的中央单元或虚拟单元，即由在各个基站中实现的分布式功能控制元件组成。从运营商来收集信息在此情况下可以通过在被分配给这些运营商的基站之间交换信息来实现。频谱分段和区段分配例如以中期例如可以是500ms或以长期例如大于1ms来定期地完成。但是如果运营商之间的回程容量或运营商与中央控制装置3的连接之间的容量高，则这样的分段和分配能够在甚至更短的时段例如10ms内完成。在频谱划分和区段分配之后，中央控制装置3例如以每个区段的开始子载波索引和结束子载波索引的形式向每个运营商发送与分配区段有关的信息。可替选地，中央控制装置3能够例如以每个区段的开始子载波索引和结束子载波索引加上分配有区段的相应运营商的形式向所有运营商广播整个频率指配即频谱区段分配图。在当将子载波指配发送给基站的同时或者在不同时间点处，中央控制装置3将辐射掩模发送给基站。

在该两阶段分配过程中的第二阶段中，在短期持续时间内，由每个运营商向运营商的各自分配的终端6、7、8分配运营商资源。根据所分配的频谱区段，每个运营商以在其分配区段中的子载波2的形式用某个数目的子载波2将频率资源分配给其用户。则针对这样的资源分配有两个选项。第一选项是非协作选项，其中，不同运营商的资源分配被独立地完成。第二选项是协作选项，其中，运营商以一定的协作度来执行资源分配，例如弱用户信息的交换和分配以进一步减少运营商之间的干扰。

如所述的，中央控制装置3根据预定的规则和/或当前参数如每个运营商的流量需求等来确定要对每个运营商分配的频谱的总量。这样的预定规则的示例可以是在公平约束下每个运营商的分配频谱量与每个流量需求成比例。之后，中央控制装置3将共享频谱划分成区段并且对这些区段进行分配。每个区段在一个时间点处将仅被分配给一个运营商，而不被分配给不同的运营商。在该分配过程中，每个运营商的区段大小和区段指配两者能够被自适应地调节，将在下文中对此进行更详细的说明。通常，区段越大，运营商之间的相互干扰就越少，即区段之间所需的防护频带就越少。相比之下，区段越小，则运营商的区段就能够越均匀地分布在频谱上，并且因此频率多样性就越高。此外，区段越小，对不连续共享频谱的利用就越高效，并且能够有越多的运营商共享甚至小的分段频谱。因而，在第一阶段中，每个运营商可以要求最小区段大小(该信息被发送至中央控制装置3)，使得运营商之间的干扰在某个水平之下并且使得所需的防护频带能够在某个大小之下。之后，中央控制装置3调整区段的实际大小以在一方面尽可能良好地满足最小区段大小需求，并且在另一方面利用频率多样性、不连续频谱以及频谱的小的可用部分(例如，由于较大的运营商数目)。中央控制装置3还例如根据关于期望或偏好的子载波2的信息或由运营商提供的信道品质信息以及一些公平约束来调整每个运营商的频谱区段的指配。这样的调整能够实现在频率多样性、多用户多样性、干扰减少、不连续频带利用、复杂度等之间的权衡。

每个运营商能够调整其在分配频谱区段的边缘处的防护频带。在此，每个基站4，4’，5在接收到所提及的辐射掩模时相对于与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的信息来确定在分配区段的边缘处的防护频带。这一方面用于保护其他运营商，另一方面用于保护被分配给该运营商的各个用户和订户。防护频带调节(或防护频带调整)能够在两个阶段中完成。在第一阶段中，在完成上述中期或长期的运营商之间的频谱分配之后，每个运营商调节每个区段的边缘处的防护频带以满足从中央控制装置3接收的辐射掩模的需求。在第二阶段中，在针对用户的短时间的每运营商的资源分配期间，如有必要，则每个运营商还可以停用频谱区段的边缘处的子载波2以增大防护频带。示例是在一些情况下，通过增大防护频带，能够实现对具有弱接收信号的用户的更优保护。

如之前所述，一些运营商即被分配给这些运营商的终端以及相关基站功能可以具有RAN共享。而且，即使不共享RAN，一些运营商彼此仍可以具有理想的频率同步。在两种情况下，能够使用以下实现。共享RAN的不同运营商(例如，图2a和图2b中的第一运营商1和第三运营商3)和/或彼此具有理想的频率同步的不同运营商独立地加入频谱共享过程。每个运营商利用以下附加操作来执行如上所述的频谱共享过程。运营商或分配给运营商的基站的相应功能单元向中央控制装置3发送关于共享相同RAN和/或具有理想同步的运营商的身份的信息。在频谱分段和分配之后，中央控制装置3检查是否有紧邻的区段被分配给共享一个RAN和/或具有理想的频率同步的不同运营商。如果相邻的区段被分配给共享一个RAN和/或具有理想的频率同步的不同运营商，则无需在这样的区段之间保留防护频带，并且因此无需构建掩蔽。这在以下情况下完成：中央控制装置3将具有区段分配信息的子载波指配1发送给运营商。可替选地，如果中央控制装置3例如用广播将整个子载波指配1发送给所有运营商，每个运营商能够检查紧邻的区段是否由共享相同RAN和/或具有理想的频率同步的另一运营商来使用，然后相应地判决是否保留防护频带。

对于共享RAN的运营商，存在替选选项。在该选项中，由至少两个运营商共享的基站从共享一个共用RAN的所有运营商收集信息，累积这样的信息并且然后将其发送至中央控制装置3。在中央控制装置3将频率指配1发送给该基站4，4’，5之后，基站4，4’，5将分配区段的资源分配给共享RAN的不同运营商。此后，这些运营商调整它们的信号结构、波形和防护频带并且将它们的资源分配给它们的用户。此过程由运营商单独地或联合地完成。

由中央控制装置3转发至基站4，4’，5的辐射掩码能够被发送给分配有相邻区段的运营商的每个基站4，4’，5，或者仅被发送给一个基站4，4’，5，而不被发送给另一个基站。在此情况下，基站4，4’，5中的仅一者采取必要措施以避免与其他基站4，4’，5即运营商的干扰。通常，在从中央控制装置3接收辐射掩模之后，每个运营商关于并且根据与分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的信息来调节在分配区段中被发送至其终端的信号的信号特征例如信号结构。上面较详细地说明了关于包含在辐射掩模中的参数的信息。例如，每个运营商可以将如上所述的分配区段中的子载波间隔调节为频谱1中的最小子载波间隔的整数倍。可替选地或另外地，每个运营商可以对在相应地分配的区段中被发送的信号的功率谱进行调节。对功率谱的调节可以用子载波间隔来联合地优化。用于对功率谱的调节的示例是对特定脉冲形状的调节。再可替选地或另外地，每个运营商可以例如通过调节信号帧的尺寸和定时来调节要在相应地分配的区段中发送的信号帧，这是因为不同运营商的信号帧结构无需在时间上对准。这向运营商提供了高的自由度以独立于其他运营商来调节其自身的信号帧。

图6示出了中央控制装置3以及第一基站4和第二基站5的功能的更具体实现的示例，该示例结合图2a和图2b以及其他图来示出和说明。在图6所示的示例中，中央控制装置3被示出为与第一基站4和第二基站5在物理上分离的中央单元。在此，中央控制装置3包括确定装置17，确定装置17适用于确定子载波指配，即，将可用频谱1的区段分配给第一运营商1和第二运营商2。在此，确定装置17的功能包括以上结合对子载波指配的确定而说明的潜在功能中的一些或所有潜在功能。中央控制装置3还包括与确定装置17连接的转发装置18。转发装置18适用于将由确定装置17确定的子载波指配1以及所讨论的辐射掩模转发至第一基站4和第二基站5。如以上进一步较详细地说明的，由转发装置18对辐射掩模的转发根据分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步来执行。在此，中央控制装置3可以可选地包括附加判决装置或单元，该附加判决装置或单元适用于依据以上进一步详细说明的条件和需求来判决是否应当转发辐射掩模。如图6的示例所示，第一基站4包括第一功能单元12、第二功能单元13和第三功能单元14。第一功能单元12适用于将所需信息从第一基站4发送至中央控制装置3。这样的信息可以包括流量需求、偏好子载波、最小区段大小和/或其他所需或可能信息。中央控制装置3更具体地为确定装置17然后可以将这样的区段分配信息用于构建子载波指配。第二功能单元13被配置成当从中央控制装置3接收到辐射掩码时，调节子载波间隔、激活/停用子载波、调节作为对象的防护频带的波形和/或其他潜在调节，以满足预设需求或从中央控制装置3接收的辐射掩模的需求。第三功能单元14适用于执行针对被分配给第一基站4的用户的资源调度和/或执行在分配区段中的进一步的防护频带调节以及所需的其他功能。第一基站还包括单元16，单元16适用于基于从第二功能单元13和第三功能单元14接收的相应信息和调节来构建物理层波形以及针对相应用户或终端6来合并用户内容15。

第二基站5包括如结合第一基站4所说明的相同功能元件和单元，即：第一功能单元12’，其功能与第一基站的第一功能单元12的功能对应；第二功能单元13’，其功能与第二功能单元13的功能对应；以及第三功能单元14’，其功能与第三功能单元14的功能对应。第二基站5还包括单元16’，单元16’适用于基于相应内容15’以与第一基站4的单元16相同的方式来构造物理层信号。第一基站4和第二基站5还包括相应必要装置用于以通常的方式将物理层信号分别发送至终端6和终端7以及相应功能元件以接收和处理分别从终端6和终端7接收的信号。

图7示出了如结合图2b和其他图所说明的中央控制装置3和由第一运营商1和第三运营商3操作的第一基站4’的进一步的更具体的实现示例。在此情况下，中央控制装置3包括与结合图6中的中央控制装置3而示出和说明的相同的功能单元，即确定装置17和转发装置18。另外，基站4’包括与结合图6中的第一基站4而示出和说明的相同的功能单元，即第一功能单元12、第二功能单元13、第三功能单元14以及用于基于用户数据15来构造物理层信号的功能单元16。另外，基站4’可以包括第四功能单元19，第四功能单元19适用于在第一运营商1和第三运营商3共享相同RAN的情况下在第一运营商1与第三运营商3之间的资源分配。在此，第四功能单元19将第一运营商1与第三运营商3之间的相应视觉分配信息转发给第三功能单元14，第三功能单元14针对第一运营商1和第三运营商3的各个终端6和8来相应地调度资源。

结合作为示例以及实现的各种实施方式描述了本发明。然而，根据对附图、公开内容和独立权利要求的研究，本领域技术人员能够在实现所要求保护的本发明的过程中理解和实施其他变型。在权利要求以及说明书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“a”或“an”不排除复数。单个元件或其他单元可以执行权利要求所述的几个实体或项的功能。某些措施在相互不同的从属权利要求中的被陈述的单纯事实并不表明这些措施的组合不能用在有益的实现中。

Claims (15)

1.一种用于在无线多载波通信系统中将频谱的子载波(1)分配给运营商的方法，所述无线多载波通信系统包括中央控制装置(3)以及用于在所述无线多载波通信系统中与终端(6，7，8)进行无线通信的至少两个基站(4，4’，5)，所述至少两个基站(4，4’，5)由至少两个运营商来操作，所述方法包括以下步骤：

通过所述中央控制装置(3)确定子载波指配，所述子载波指配是指将所述频谱(1)的区段分配给所述至少两个运营商，其中，一个区段包括至少一个子载波，并且仅被分配给所述至少两个运营商中之一，而不被分配给所述至少两个运营商中另之一，

通过所述中央控制装置(3)将所述子载波指配转发给所述至少两个基站，以及

通过所述中央控制装置(3)，取决于分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步，来确定辐射掩模和将所述辐射掩模转发给所述至少两个基站(4，4’，5)，所述辐射掩模包括使得所述基站(4，4’，5)能够减少所述分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，所述辐射掩模中的所述信息包括与分配区段外的功率密度有关的参数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述辐射掩模被预定并且被存储在所述中央控制装置(3)中。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述辐射掩模由所述中央控制装置(3)基于从所述至少两个运营商接收的信息来确定。

5.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述至少两个基站(4，4’，5)中的每一个当接收到所述辐射掩模时，结合与所述分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节与所述分配区段有关的信号特征。

6.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述至少两个基站(4，4’，5)中的每一个当接收到所述辐射掩模时，结合与所述分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节所述分配区段中的子载波间隔。

7.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述至少两个基站(4，4’，5)中的每一个当接收到所述辐射掩模时，结合与所述分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节从所述分配区段产生的信号的功率谱。

8.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述至少两个基站(4，4’，5)中的每一个当接收到所述辐射掩模时，结合与所述分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来调节从所述分配区段产生的信号的信号帧。

9.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述至少两个基站(4，4’，5)中的每一个当接收到所述辐射掩模时，结合与所述分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰减少有关的所述信息来确定分配区段的边缘处的防护频带。

10.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述辐射掩模基于与所述分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步有关的信息来确定。

11.根据权利要求10所述的方法，

其中，如果确定反映所述分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步的品质的值大于阈值，则不构建辐射掩模。

12.一种用于在无线多载波通信系统中将频谱的子载波分配给运营商的控制装置(3)，所述控制装置(3)适用于对用于在所述无线多载波通信系统中与终端(6，7，8)进行无线通信的至少两个基站(4，4’，5)进行控制，所述至少两个基站(4，4’，5)由至少两个运营商来操作，所述控制装置(3)包括：

确定装置(17)，适用于确定子载波指配，所述子载波指配是指将所述频谱的区段分配给所述至少两个运营商，其中，一个区段包括至少一个子载波，并且仅被分配给所述至少两个运营商中之一，而不被分配给所述至少两个运营商中另之一，取决于分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步来确定辐射掩模，以及

转发装置(18)，适用于取决于分配有相邻区段的不同运营商之间的频率同步来将所述子载波指配和所述辐射掩模转发给所述至少两个基站(4，4’，5)，所述辐射掩模包括使得基站(4，4’，5)能够减少所述分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰的信息。

13.根据权利要求12所述的控制装置(3)，

其中，所述控制装置(3)是与所述至少两个基站(4，4’，5)在物理上分离开的控制单元。

14.根据权利要求12所述的控制装置(3)，

其中，所述控制装置(3)包括分别作为所述至少两个基站(4，4’，5)的一部分的分布式功能控制元件。

15.一种用于在无线多载波通信系统中与终端进行无线通信的基站(4，4’，5)，所述无线多载波通信系统包括中央控制装置(3)以及用于在所述无线多载波通信系统中与终端(6，7，8)进行无线通信的至少两个基站(4，4’，5)，所述至少两个基站(4，4’，5)由至少两个运营商来操作，所述基站(4，4’，5)包括：

接收装置(13)，所述接收装置(13)适用于从所述中央控制装置(3)接收子载波指配和辐射掩模，所述子载波指配是指将频谱的区段分配给所述至少两个运营商，其中，一个区段包括至少一个子载波并且仅被分配给所述至少两个运营商中之一，而不被分配给所述至少两个运营商中另之一，所述辐射掩模包括使得所述基站(4，4’，5)能够减少分配有相邻区段的不同运营商之间的干扰的信息。