CN106304091B - 用于未授权频段的频率分配的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

公开了用于未授权频段的频率分配的方法和装置。所述方法包括：由控制器获取覆盖范围近似的多个宏基站的业务负载状态，并且基于业务负载状态来生成未授权频段分配信息，以将未授权频段互斥地分配给多个宏基站，其中该多个宏基站由不同的运营商运营；由宏基站从控制器接收未授权频段分配信息，以确定在未授权频段资源中由宏基站独占的未授权频段，并且宏基站生成独占的未授权频段的指示信息；由小基站从宏基站接收独占的未授权频段的指示信息，并检测由宏基站独占的未授权频段的状态，根据检测结果动态地接入宏基站独占的未授权频段中的特定未授权频段。

Description

用于未授权频段的频率分配的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于分配未授权频段的方法和装置，特别地涉及一种在不同运营商之间分配未授权频段的方法和装置。
背景技术
在未来的第5代移动通信技术中，无线通信网络正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进。随着各种智能终端的普及，数据流量将出现井喷式的增长。未来数据业务将主要分布在室内和热点地区，为了适应不断增长的数据业务需求，将大量地部署小小区。例如，在长期演进(LTE)Release 12中引入了小小区的概念。相比于覆盖范围可达到数公里的宏小区，小小区的覆盖范围小，一般可以覆盖10米的室内范围或2公里的野外范围。小基站可以工作在授权频谱以及未授权频谱上。
此外，在第5代移动通信技术中，辅助授权接入(LAA)作为一种将长期演进(LTE)扩展至未授权频段上的技术，已经成为研究热点。例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)Release13已经提出了LTE直接使用未授权频段的研究立项，即LAA-LTE。LAA技术通过载波聚合将未授权频段资源作为辅载波参与数据传输，从而为授权频段分流负荷。
将LTE扩展至未授权频谱有助于运营商满足容量增长的需求，以及提升其移动宽带服务。在数据业务密集区，LTE系统可以在与无线局域网互补共存的基础上使用未授权频谱来实现更高速的数据通信和更高的容量。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种通信系统中的控制器，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：获取覆盖范围近似的多个宏基站的业务负载状态；基于所述业务负载状态，生成未授权频段分配信息，以将未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站，其中，所述多个宏基站由不同的运营商运营。
根据本发明的另一个方面，提供了一种通信系统中的宏基站侧的装置，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：获取来自所述通信系统中的控制器的未授权频段分配信息，以确定在未授权频段资源中由所述宏基站独占的未授权频段；生成所述宏基站独占的未授权频段的指示信息，以将所述独占的未授权频段通知给所述宏基站覆盖范围内的一个或多个小基站。
根据本发明的另一个方面，提供了一种通信系统中的小基站侧的装置，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：根据来自管理所述小基站的宏基站的由所述宏基站独占的未授权频段的指示信息或可用未授权频段的指示信息，确定所述小基站能接入的未授权频段；检测所述能接入的未授权频段的状态，并根据检测结果动态地接入所述能接入的未授权频段中的特定未授权频段。
根据本发明的另一个方面，提供了一种未授权频段的频率分配方法，包括：由控制器获取覆盖范围近似的多个宏基站的业务负载状态，并且基于所述业务负载状态来生成未授权频段分配信息，以将未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站，其中，所述多个宏基站由不同的运营商运营；由所述宏基站从所述控制器接收所述未授权频段分配信息，以确定在未授权频段资源中由所述宏基站独占的未授权频段，并且所述宏基站生成所述独占的未授权频段的指示信息；由小基站从所述宏基站接收所述独占的未授权频段的指示信息，并检测由所述宏基站独占的未授权频段的状态，根据检测结果动态地接入所述宏基站独占的未授权频段中的特定未授权频段。
针对LTE使用未授权频段的研究立项，即LAA-LTE，本发明提出了用于未授权频段的频率分配使用的方法和通信系统，该方法和系统可以有效、公平地向不同运营商的基站分配未授权频段资源，从而实现了将LTE系统扩展至未授权频段。
附图说明
可以通过参考下文中结合附图所给出的描述来更好地理解本发明，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步说明本发明的优选实施例和解释本发明的原理和优点。在附图中：
图1是示出了根据本发明的通信系统的配置的示意图；
图2是在存在来自WiFi系统的干扰的情况下的处理的信令流程图；
图3示出了存在来自其它小基站以及WiFi系统的干扰的示例场景；
图4A,4B示出了随机退避机制；
图5是根据本发明的控制器的功能模块图；
图6是根据本发明的宏基站的功能模块图；
图7是根据本发明的小基站的功能模块图；以及
图8是示出了计算机硬件的示例配置的框图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的无线通信系统的示意结构。如图1所示，无线通信系统包括控制器100，与控制器100通信的多个宏基站111，112，113，以及位于特定宏基站111覆盖范围内的多个小基站121，122。本文的实施例中，多个宏基站111，112，113可以由不同的运营商运营，并且可以例如安装在不同运营商共建的通信基础设施，例如铁塔上。
控制器100可以管理覆盖范围存在重叠的宏基站111，112，113对未授权频段的使用，以避免运营商间的干扰，提高频谱效率。如图1所示，宏基站111，112，113的覆盖范围存在相互重叠之处，本公开认为这些覆盖范围近似。需要说明的是，根据本发明的控制器100不仅限于管理覆盖范围重叠的多个宏基站。例如，覆盖范围不重叠但彼此相邻的多个宏基站也属于覆盖范围近似的情况，因此控制器100也可以对该多个宏基站使用未授权频段进行管理。
控制器100可以分布式地设置于各个铁塔上(例如一个铁塔上设置一个控制器100)，并通过特定通信接口与各个运营商的宏基站相连。在此示例中，控制器100可以容易地被设置并且实现对多个运营商基站的管理。此外，在另一些示例中，多个宏基站111，112，113物理上不集中设置于相同的地理位置上，但控制器100仍可以集中式地位于核心网(例如云化的核心网中的服务器)，从而通过例如S1接口与各个运营商的宏基站相连。需要说明的是，图1仅是示意地示出了通信系统的结构，宏基站与小基站的数目以及部署位置并不限于图1所示。
当宏基站111-113中的任何一个或多个的负载增大，导致授权频段资源不能满足通信需求时，宏基站可以向控制器100请求分配未授权频段资源。又例如，在宏基站111-113中的任何一个或多个的传输业务中存在适合于未授权频段资源传输的部分的情况下，宏基站可以向控制器100请求分配未授权频段资源，以便为例如可能产生的重要业务预留授权频段资源。本领域技术人员可以理解，具体的宏基站启动资源请求的条件还可以有其他的，本文中将不一一例举。在本文中，未授权频段资源可以是例如2.4Ghz或5Ghz的WiFi频段资源、广播电视频段资源、尚未由法规规定使用对象的频段资源等等的蜂窝通信系统不具有合法使用权限的无线资源。
当初次接收到对未授权频段资源的请求时，控制器100检测其所管理的未授权频段上的干扰状态，并且根据检测结果对该未授权频段划分优先等级。具体来说，在控制器100初始检测未授权频段时，控制器100根据不同地域规定的未授权频段列表来检测各个未授权频段上的干扰，特别地，异于蜂窝系统(例如LTE系统)信号的信号都可被认为是干扰。由于在初始检测时在未授权频段上通常不存在LTE系统信号，因此控制器100可以通过例如能量检测等方法来检测干扰。控制器100根据检测到的干扰状态，将未授权频段划分优先等级，如以下表1所示：
未授权频段上的干扰状态(IN) 未授权频段优先等级
IN<A 优
A<IN<B 次优
B<IN<C 良
C<IN 不可用
表1
其中，A,B,C为预定阈值，并且A<B<C，本领域技术人员可以根据具体设计要求或实际应用来确定A,B,C的值。此外，表1仅给出了优先等级的一个示例，本发明并不限于表1所示的优先等级，本领域技术人员易于根据设计需求划分更精细或更粗略粒度的优先等级。
控制器100根据所确定的优先等级，将具有特定等级的未授权频段半静态地分配给多个宏基站111-113。
以下将具体描述分配方案。以宏基站111为例，宏基站111从其管理的小基站121，122获得各小基站的负载状态信息。负载状态信息例如可以包含在小基站121，122向宏基站111发送的X2信令中，优选地，例如可以以3GPP LTE标准中的负载信息(Load Information)来实现负载状态信息。由于未授权频段资源通常较不稳定，在一个示例中，负载状态信息包括适于未授权频段资源传输的负载量(例如低服务质量要求的业务负载量)，从而为未授权频段资源的分配提供参考以实现资源的合理分配。在此示例中，本发明提出一种新型的负载信息，其中包含低服务质量负载，也可以进一步包含传统负载，并且可以例如以标识比特(flag)来区分传统负载与低服务质量负载。
根据上述示例，宏基站111根据获得的负载状态信息确定小基站121和小基站122的低服务质量(QoS)要求的业务负载之和以及总负载之和。宏基站112，113也可以执行与宏基站111类似的处理，即，获得其所管理的小基站的低Qos要求的业务负载总和以及总负载总和。然后，宏基站111，112，113分别将其确定的各小基站的低Qos要求的业务负载总和以及总负载总和报告给控制器100。控制器100根据获取的各宏基站的业务负载状态，生成未授权频段分配信息，以将未授权频段互斥地分配给各宏基站。以下表2具体地示出了将具有适当等级的未授权频段互斥地分配给各宏基站的一种示例方案。
Figure BDA0000717809900000051
表2
其中，本领域技术人员可以根据具体设计要求或实际应用来确定阈值d和D的值。从表2中可以看出，总的来说，对于负载较重的宏基站分配较优等级的未授权频段，从而使得保证该宏基站的通信质量。此外，具体在考虑低Qos要求的业务负载以及总负载时，优先给低Qos要求的业务负载较重的宏基站分配较优的未授权频段。需要注意的是，表2仅是示意性地给出了一种分配方法，目的是为了阐明本发明的原理，但并不意图限制本发明的范围。例如，低QoS要求的业务负载也可以不包含在负载状态信息中，在此情况下，控制器100将仅根据总负载的降序排列进行分配。
在本发明的一个示例中，控制器100向相应宏基站所分配的未授权频段资源是对应于特定的使用时效的，在超过使用时效后宏基站需要重新确定其是否符合请求未授权频段的条件，并重新发出请求以获得新的资源。在本发明的又一个示例中，控制器100例如周期性地获取请求资源的宏基站的负载状态信息，或者说请求获得资源的宏基站周期性地发送其负载状态信息。在此情况下，在控制器100分配未授权频段后，若特定宏基站的负载降低，不再需要未授权频段资源，则控制器100可使该特定宏基站失去(disable)对其被分配的未授权频段的使用资格。此后，如果例如又有宏基站请求未授权频段资源，则控制器100需要对当前未被分配的未授权频段进行检测，例如，如上文所述，可以通过例如能量检测等方法检测该未授权频段上的干扰状态。此外，在本发明的一些示例中，控制器100周期性或非周期性地关闭或开启对未授权频段的分配，重新开启时需要进行的检测例如也可认为是初始检测。控制器100周期性或非周期性地关闭或开启对未授权频段的分配例如可以包括以下情况：当预定时间段内没有基站请求未授权频段资源时，控制器100进入休眠状态(可视为关闭未授权频段分配)，在休眠预定时间后开启并重新检测未授权频段以节省能源；或者，可以针对具体的部署环境设置控制器100的工作周期，例如在办公楼密集的场景中，控制器100仅在白天工作来提供未授权频段分配，而在夜晚进入休眠状态。
如上文所述，控制器100将具有适当等级的未授权频段动态或半静态地分配给多个宏基站111-113，然后各宏基站所管理的小基站将会接入由相应宏基站所占用的未授权频段中的特定未授权频段，并且使用该特定未授权频段与用户设备进行通信。在本发明的一个优选示例中，考虑到控制器100对于干扰情况的检测可能与蜂窝系统实际工作中的干扰情况并不一致，此外，即使将未授权频段资源互斥地分配给多个运营商，也可能存在邻近频段间的频谱泄露从而带来干扰，因此控制器100可以采取中期检测机制以提高分配的精确度。此时，由于未授权频段已被分配并且使用，在此情况下，控制器100可以根据未授权频段上实际的信号与干扰和噪声比(SINR)来确定(例如修正、调整)未授权频段的等级。
具体来说，例如小基站121从与其通信的用户设备获得该用户设备所使用的特定未授权频段上的SINR，并且将所有用户设备反馈的SINR进行平均后发送给其所属的宏基站111。然后，宏基站111对其所管理的各小基站121，122报告的SINR平均值再次进行平均，并报告给控制器100。宏基站112，113也可以执行类似的处理。由此，控制器100可以得知分配给各个宏基站111-113的未授权频段上的干扰状态(由SINR表示)，并且基于SINR，例如一段时间内统计的SINR来对未授权频段再次划分优先等级，具体如以下表3所示：
未授权频段干扰状态(SINR) 未授权频段优先等级
SINR>a 优
a>SINR>b 次优
b>SINR>c 良
SINR<c 不可用
表3
其中，a,b,c是预定阈值，并且a>b>c。本领域技术人员可以根据具体设计要求或实际应用来确定a,b,c的值。与表1类似地，表3仅给出了优先等级的一个示例，本发明并不限于表3所示的优先等级。
然后，控制器100根据再次划分的优先等级以及表2所示的分配机制，在例如各宏基站重新进行相应请求时，将具有适当等级的未授权频段再次分配给各宏基站111-113。
如上所述的半静态频率分配机制可以基于不同运营商的宏基站所获得的干扰状态(例如SINR)以及各宏基站的负载状态，给各宏基站分配不同等级的未授权频段，从而保证了不同运营商的宏基站共同使用未授权频段的公平性。
替选地，控制器还可以以时分的方式对不同运营商的宏基站分配未授权频段。也就是说，控制器在某一时间将未授权频谱上的所有频段分配给某一运营商的宏基站，当经过一定时间后再将所有频段分配给另一运营商的宏基站使用。这样，不同运营商的宏基站可以以时分的方式占用所有未授权频段，从而减少对彼此的干扰，并且也保证了公平性。
根据本发明的一个示例，控制器100通过S1接口与宏基站111-113通信，以向其分配未授权频段。具体来说，以宏基站111为例，首先，控制器100向宏基站111发送演进的无线接入承载(E-RAB)建立请求，然后宏基站111向控制器100回复E-RAB建立响应。在宏基站111所发送的E-RAB建立响应中额外地包含两比特信息位，该两比特信息位用于向控制器100通知宏基站111的负载状态。例如，第一个信息位可以指示适于LAA传输的低QoS要求的业务负载，第二个信息位可以指示总负载，每个信息位取“0”值表示负载超过预定阈值，取“1”值表示负载未超过预定阈值。本领域技术人员可以理解，可以根据对负载程度的划分粒度设置不同个数的信息位。这样，控制器100可以根据宏基站111所发送的响应信号获知宏基站111的负载状态，然后例如控制器100可以将待分配的频段列表包含在S1信令中，并通过S1信令向宏基站111发送频段列表，从而将具有适当等级的未授权频段分配给宏基站111。在此情况下，上述表2可以被修改为以下表4：
Figure BDA0000717809900000081
表4
以上描述了控制器100向宏基站111-113分配未授权频段的处理。以下将描述在宏基站获得了独占的未授权频段后，该宏基站所管理的小基站接入该独占的未授权频段的过程。
小基站使用特定未授权频段与用户设备通信时可能会受到来自同一运营商的其它小基站(除该用户的服务小基站之外的其它小基站)的干扰以及其他系统(例如WiFi系统和雷达系统)的干扰(虽然控制器进行了初步的检测和划分，但是未授权频段仍可能被其他系统随机的占用)。因此，在小基站接入宏基站的独占未授权频段时需要考虑避免与其它系统之间的干扰。例如，针对WiFi系统，本发明提出通过未授权频段状态信息(UBSI)和随机避退机制来减少与WiFi系统之间的干扰。针对雷达系统，本发明提出一种增强的动态频率选择(DFS)机制来规避与雷达系统之间的干扰。需要说明的是，针对WiFi或雷达系统的干扰规避可以是择一的。例如宏基站可以通过判断被分配到的独占未授权频段是否是雷达系统可能工作的频段，来确定是否采取对雷达系统的干扰规避方案。
首先参考图2和图3来描述在存在WiFi系统干扰的情况下的处理。图2示出了处理的信令流程，图3示意地示出了来自其它小基站以及WiFi系统的干扰的场景。
以宏基站111为例，宏基站111根据来自控制器100的未授权频段分配信息来确定在未授权频段资源中由自身独占的未授权频段，然后生成包含独占未授权频段的指示信息的X2信令，并通过X2接口将自身独占的未授权频段通知给其覆盖范围内的小基站121，122。
小基站121，122根据由宏基站111发送的独占未授权频段的指示信息来确定自身能够接入的未授权频段，并且检测所述能够接入的未授权频段的状态，根据检测结果动态地接入其中的特定未授权频段。以下将具体描述小基站121，122的这一接入过程。
在图2中的步骤S1，小基站121或122中的每一个(为简明起见，以下将以小基站121为例进行描述)检测该独占的未授权频段中所有信道上的信号能量，若检测到信号能量低于预定阈值的一个或多个信道，则小基站121在这些信道中选择能量最低的一个信道，准备接入此信道以便与用户设备进行通信。若小基站121检测到所有信道上的能量都高于预定阈值，小基站121将继续检测各信道上是否存在LTE信号。一方面，在各信道上都存在LTE信号的情况下(意味着各信道已被其它小基站使用)，小基站121选择SINR值最高的一个信道准备接入，也就是说，小基站121将与先前已接入该信道的其它小基站共同使用此信道。另一方面，如果有不存在LTE信号的信道，由于之前已确定信道上的能量高于预定阈值，因此通常这些信道上存在着除LTE信号之外的信号，例如WiFi信号、雷达信号等。在这种情况下，小基站121将放弃这些信道，重新检测另外的信道。
在步骤S2，小基站121在选择了特定信道之后，在例如授权频段上的物理下行链路控制信道(PDCCH)的下行链路控制信息(DCI)中包含该信道的信息，或者在物理下行链路共享信道(PDSCH)上的RRC信令中包含该信道的信息，又或者在广播控制信道(BCCH)上的广播信息中包含该信道的信息，从而将有关该信道的信息发送给相应的用户设备。并且在本发明的一个优选示例中，还包括步骤S3，在步骤S3，小基站121在所选择信道上发送发现参考信号(DRS)，这样既可以防止WiFi系统占用此信道，又可以使用户设备在此信道上进行粗同步。需注意的是，DRS通常是用于休眠小小区的发现，因此通常由休眠小小区进行发送。本发明利用了DRS的传输特点，例如发射周期短、包括同步信号。在本发明中由活动的小基站发送DRS，以阻却WiFi系统的快速占用可能，同时也供用户设备进行粗同步。在从小基站121接收到有关所选择信道的信息后，用户设备在相应信道上检测是否存在干扰，在步骤S4通过授权频段上的例如物理上行链路控制信道(PUCCH)上的上行链路控制信息(UCI)，或者物理上行链路共享信道(PUSCH)上的RRC信令来反馈未授权频段状态信息(UBSI)。特别地，在确定不存在有害干扰的情况下，反馈为“0”的UBSI，将在下文详细描述UBSI。然后在步骤S5，用户设备与小基站121在相应未授权频段承载的信道上收发数据。
如图3所示，在小基站121与用户设备(UE)进行通信的过程中，有可能受到与其协同使用信道的其它小基站122的干扰，此外还有可能受到来自WiFi接入点130的干扰(图2中的步骤S6)。因此，用户设备在通信过程中持续检测所使用信道上的SINR值(图2中的步骤S7)。一方面，如果该信道上的SINR值低于预定阈值，则用户设备确定周围出现干扰源(例如WiFi接入点130)。此时，在步骤S8，用户设备在例如授权频段上的物理上行链路控制信道(PUCCH)上将值为“1”的UBSI发送给小基站121。小基站121接收到为“1”的UBSI后，将会重新选择接入另一个信道以便与用户设备进行通信(图2中的步骤S9)，具体的重新接入过程将在下文详细描述。另一方面，如果该信道上的SINR值高于预定阈值，这意味着通信信道的状态好，可以继续使用，因此用户设备将向小基站121反馈为“0”的UBSI。以下表5示出了UBSI的取值和含义。
Figure BDA0000717809900000111
表5
以下将详细描述小基站121重新选择接入另一信道的过程。在由于出现干扰(例如来自WiFi接入点130的干扰)而需要接入另一信道的过程中，为了减小再次与WiFi系统冲突的可能性，当小基站121检测到另一可用信道(如上文所述，信号能量最低的信道，或SINR值最高的信道)时，小基站121采取随机避退机制。具体来说，小基站121在对该可用信道监视一定时间(信道监视时间)后，再等待一随机的退避时间(图2中的步骤S10)，该退避时间可以是取值在一定范围内(例如32us)的随机值。如果在退避时间内没有其它设备接入该信道，则小基站121关闭原通信信道(图2中的步骤S11)，在该重新选择的信道上与用户设备进行通信(图2中的步骤S12)。
图4A,4B详细地示出了随机退避机制。如图4A所示，如果在退避时间内有WiFi系统接入该信道，小基站221将不接入该信道，而是继续检测其它可用信道。
否则，如图4B所示，如果在退避时间内没有WiFi系统接入该信道，小基站221将在退避时间之后在该信道上发送DRS，同时在授权频段上向用户设备发送关于该信道的信息。然后，小基站121可以在该信道上与用户设备进行通信。
通过设置随机避退机制，LTE系统和WiFi系统占用未授权频段的效率性和公平性都可以得到保证。
以上描述了在存在WiFi系统干扰的情况下的处理，以下将描述针对雷达系统的干扰规避处理。在此方面，本发明提出了一种增强的动态频率选择(DFS)机制。
DFS机制允许设备与雷达系统共享频谱。根据DFS机制，设备在占用信道之前应在一段时间内监视该信道上是否存在雷达信号，监视时间通常不小于60s。在此情况下，如果小基站在接入信道之前监视雷达信号，那么监视时间将长达至少60s，这将极大地影响接入效率。因此，根据本发明的另一实施方式，宏基站111在向其覆盖范围内的小基站121或122通知其独占的未授权频段之前，先对该独占未授权频段进行信道评估，即，由宏基站111检测该独占未授权频段上是否存在雷达信号，然后宏基站111根据检测结果生成包含不存在雷达信号的可用信道的“白名单”列表。宏基站111通过回程链路或者X2接口将该“白名单”列表发送给小基站121或122。这样，当小基站121或122试图接入列表上的某一信道时，它仅仅需要监视该信道相对较短的时间(例如20us)，而无需花费较长时间来监视雷达信号的存在，从而提高了接入效率。
在小基站121或122接入某一信道并且与用户设备在该信道上进行通信的过程中，小基站121或122定期检测该信道上的雷达干扰状态。当小基站121或122在通信的信道上检测到来自雷达系统的干扰时，或者如上文所描述的，当用户设备反馈了为“1”的UBSI(意味着该信道上的SINR低)时，小基站121或122需要重新选择接入另一信道以进行通信。
此外，小基站121或122定期检测雷达干扰状态，并且向宏基站111反馈雷达信号指示信息(RSII)，RSII的取值和含义如以下表6所示：
Figure BDA0000717809900000121
表6
假设小基站121在通信的信道上检测到来自雷达系统的干扰，小基站121将关于该信道的信息以及为“1”的RSII反馈给宏基站111。之后，宏基站111将会从“白名单”列表中移除这个信道，并通过回程链路/X2接口向小基站121和122发送更新的“白名单”列表。
需要注意的是，当没有检测到雷达信号时，小基站定期地反馈值为“0”的RSII。但是，一旦小基站检测到雷达信号，就立刻将值为“1”的RSII反馈给宏基站。
还需要注意的是，宏基站111在将信道从“白名单”列表上移除后，需要经过一定时间(例如30分钟)之后，才再次在此信道上监视雷达信号。如果在监视时间(例如60s)内没有检测到雷达信号，宏基站111重新将此信道添加到“白名单”列表上。
图5，图6和图7分别是根据本发明的控制器、宏基站以及小基站的功能模块图。如图5所示，根据本发明的控制器500可以包括负载状态获取单元510、检测单元520、划分单元530、分配信息生成单元540、分配单元550以及收发单元560。
负载状态获取单元510用于获取控制器500所管理的各个宏基站的业务负载状态，例如，各宏基站所报告的低Qos要求的业务负载总和以及总负载总和，如上文所述。
检测单元520检测控制器500所管理的未授权频段上的干扰状态。如上文所述，在初始检测中例如可以使用能量检测方法，在中期检测中可以检测SINR值。然后，划分单元530根据检测结果将未授权频段划分等级，如表1和表3所示。
分配信息生成单元540根据所获取的各宏基站的业务负载状态，生成未授权频段分配信息，该未授权频段分配信息用于指示将具有适当等级的未授权频段分配给具有适当负载量的宏基站，如表2所示。然后，分配单元550根据该未授权频段分配信息将未授权频段互斥地分配给各个宏基站。
控制器500经由收发单元560与宏基站进行通信，特别地，收发单元560通过S1接口与宏基站进行通信。
如图6所示，根据本发明的宏基站600可以包括确定单元610、雷达信号检测单元620、更新单元630、通知单元640以及收发单元650。
在一个实施方式中，确定单元610根据来自控制器的未授权频段分配信息，确定由宏基站600独占的未授权频段。然后经由通知单元640将该独占的未授权频段通知给宏基站600所管理的各小基站。
在另一个实施方式中，雷达信号检测单元620针对由确定单元610确定的独占未授权频段检测雷达信号，并且根据检测结果生成包含不存在雷达信号的可用信道的“白名单”列表。然后经由通知单元640将该“白名单”列表通知给宏基站600所管理的各小基站。
此外，各小基站还向宏基站600反馈有关通信信道上是否存在雷达干扰的信息。当小基站反馈的信息表明特定信道上存在雷达干扰时，宏基站600的更新单元630将会从“白名单”列表中移除这个信道，更新后的“白名单”列表将经由通知单元640再次通知给各小基站。
宏基站600经由收发单元650与控制器和小基站进行通信，特别地，宏基站600经由回程链路向小基站通知其独占的未授权频段或“白名单”列表。
如图7所示，根据本发明的小基站700可以包括确定单元710、接入单元720、检测单元730、反馈单元740以及收发单元750。
确定单元710根据来自宏基站的指示信息来确定小基站700可接入的未授权频段。接入单元720检测该未授权频段上的各个信道，并选择某一信道准备接入。当选择了特定信道后，接入单元720在授权频段上的PDCCH上将有关该信道的信息发送给用户设备，并且在该特定信道上发送DRS，从而接入该信道。
当小基站700已接入特定信道并且在该信道上与用户设备通信时，检测单元730定期地检测该信道上的雷达干扰状态，并且由反馈单元740向宏基站反馈检测到的雷达干扰状态。
当检测单元730检测到在该信道上出现雷达干扰信号时，接入单元720将选择另一信道以便接入。或者，当从用户设备反馈的SINR值指示该信道上的通信质量下降时，接入单元720可以选择另一信道以便接入。
小基站700经由收发单元750与宏基站进行通信，特别地，收发单元750通过X2接口与宏基站进行通信。
需要说明的是，本文中所描述的各个设备或模块可以仅是逻辑意义上的，并不一定严格对应于物理设备或组件。例如，本文所描述的每个模块的功能可能由多个物理实体来实现，或者，本文所描述的多个模块的功能可能由单个物理实体来实现。
在上述实施例中由每个设备或模块执行的一系列处理可以由软件、硬件或者软件和硬件的组合来实现。包括在软件中的程序可以事先存储在例如每个设备或组件的内部或外部所设置的存储介质中。作为一个示例，在执行期间，这些程序被写入随机存取存储器(RAM)并且由处理器(例如CPU)来执行。
图8是根据程序执行本发明的处理的计算机硬件的示例配置框图。
在计算机中，中央处理单元(CPU)801、只读存储器(ROM)802以及随机存取存储器(RAM)803通过总线804彼此连接。
输入/输出接口805进一步与总线804连接。输入/输出接口805连接有以下组件：以键盘、鼠标、麦克风等形成的输入单元806；以显示器、扬声器等形成的输出单元807；以硬盘、非易失性存储器等形成的存储单元808；以网络接口卡(诸如局域网(LAN)卡、调制解调器等)形成的通信单元809；以及驱动移动介质811的驱动器810，该移动介质811诸如是磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器。
在具有上述结构的计算机中，CPU 801将存储在存储单元808中的程序经由输入/输出接口805和总线804加载到RAM 803中，并且执行该程序，以便执行上述系列处理。
要由计算机(CPU 801)执行的程序可以被记录在作为封装介质的移动介质811上，该封装介质以例如磁盘(包括软盘)、光盘(包括压缩光盘-只读存储器(CD-ROM))、数字多功能光盘(DVD)等)、磁光盘、或半导体存储器来形成。此外，要由计算机(CPU 801)执行的程序也可以经由诸如局域网、因特网、或数字卫星广播的有线或无线传输介质来提供。
当移动介质811安装在驱动器810中时，可以将程序经由输入/输出接口805安装在存储单元808中。另外，可以经由有线或无线传输介质由通信单元809来接收程序，并且将程序安装在存储单元808中。可替选地，可以将程序预先安装在ROM 802或存储单元808中。
要由计算机执行的程序可以是根据本说明书中描述的顺序来执行处理的程序，或者可以是并行地执行处理或当需要时(诸如，当调用时)执行处理的程序。
<应用示例>
本公开内容的技术能够应用于各种产品。例如，控制器100可以被实现为任何类型的服务器，诸如塔式服务器、机架式服务器以及刀片式服务器。此外，控制器100也可以是安装在服务器上的控制模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块，以及插入到刀片式服务器的槽中的卡或刀片(blade))。
例如，基站(包括以上描述的宏基站和小基站)可以被实现为任何类型的演进型节点B(eNB)，诸如宏eNB和小eNB。小eNB可以是覆盖比宏小区小的小区的eNB，诸如微微eNB、微eNB和家庭(毫微微)eNB。代替地，基站可以被实现为任何其他类型的基站，诸如NodeB和基站收发台(BTS)。基站可以包括：被配置为控制无线通信的主体(也称为基站设备)；以及设置在与主体不同的地方的一个或多个远程无线头端(RRH)。另外，下面将描述的各种类型的用户设备均可以通过暂时地或半持久性地执行基站功能而作为基站工作。
例如，用户设备可以被实现为移动终端(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、笔记本式PC、便携式游戏终端、便携式/加密狗型移动路由器和数字摄像装置)或者车载终端(诸如汽车导航设备)。用户设备还可以被实现为执行机器对机器(M2M)通信的终端，也称为机器类型通信(MTC)终端。此外，用户设备也可以是安装在上述每个终端中的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。
以上已经结合附图详细描述了本发明的实施例以及技术效果，但是本发明的范围不限于此。本领域普通技术人员应该理解的是，取决于设计要求和其他因素，在不偏离本发明的原理和精神的状态下，可以对本文中所讨论的实施方式进行各种修改或变化。本发明的范围由所附权利要求或其等同方案来限定。
此外，本发明也可以被配置如下。
一种通信系统中的控制器，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：获取覆盖范围近似的多个宏基站的业务负载状态；基于所述业务负载状态，生成未授权频段分配信息，以将未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站，其中，所述多个宏基站由不同的运营商运营。
所述一个或多个处理器进一步被配置为：检测未授权频段的状态，根据检测结果对所述未授权频段划分等级，并且进一步基于所述等级将所述未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站。
所述未授权频段的状态包括所述未授权频段上的干扰状态或信号与干扰和噪声比SINR。
所述一个或多个处理器进一步被配置为：获取所述多个宏基站的低服务质量QoS要求的业务负载状态，并且根据所述低QoS要求的业务负载状态来分配所述未授权频段，其中，低QoS要求的业务负载较重的宏基站被分配到等级较高的未授权频段。
所述控制器还包括收发单元，所述收发单元被配置为通过S1接口从所述多个宏基站获取所述低QoS要求的业务负载状态以及向相应宏基站分配所述未授权频段。
一种通信系统中的宏基站侧的装置，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：获取来自所述通信系统中的控制器的未授权频段分配信息，以确定在未授权频段资源中由所述宏基站独占的未授权频段；生成所述宏基站独占的未授权频段的指示信息，以将所述独占的未授权频段通知给所述宏基站覆盖范围内的一个或多个小基站。
所述一个或多个处理器进一步被配置为：针对所述独占的未授权频段检测雷达信号，并将所述独占的未授权频段中不存在雷达信号的可用未授权频段的指示信息通知给所述小基站。
所述一个或多个处理器进一步被配置为：根据来自所述小基站的反馈信息，更新所述可用未授权频段。
所述宏基站侧的装置操作为所述宏基站，并且还包括收发单元，所述收发单元被配置为通过X2接口将所述宏基站独占的未授权频段的指示信息或所述可用未授权频段的指示信息发送至所述小基站。
一种通信系统中的小基站侧的装置，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：根据来自管理所述小基站的宏基站的由所述宏基站独占的未授权频段的指示信息或可用未授权频段的指示信息，确定所述小基站能接入的未授权频段；以及检测所述能接入的未授权频段的状态，并根据检测结果动态地接入所述能接入的未授权频段中的特定未授权频段。
所述一个或多个处理器进一步被配置为在检测到所述特定未授权频段空闲的情况下，生成发现参考信号，并将所述发现参考信号映射至所述特定未授权频段上进行发送。
所述一个或多个处理器进一步被配置为在检测到所述特定未授权频段空闲的情况下，生成包含所述特定未授权频段的指示信息的下行控制信息，并将所述下行控制信息映射至授权频段上并发送给由所述小基站管理的用户设备。
所述一个或多个处理器进一步被配置为：根据来自所述用户设备的未授权频段状态信息确定是否接入与已接入的所述特定未授权频段不同的另一未授权频段。
所述一个或多个处理器进一步被配置为：定期检测已接入的所述特定未授权频段上的信道状态，并将检测的信道状态反馈给所述宏基站；以及根据所述信道状态来确定是否接入与已接入的所述特定未授权频段不同的另一未授权频段。
所述信道状态指示已接入的所述特定未授权频段上的雷达干扰。
所述小基站侧的装置操作为所述小基站，并且还包括收发单元，所述收发单元被配置为通过X2接口从所述宏基站接收由所述宏基站独占的未授权频段的指示信息或所述可用未授权频段的指示信息。
一种未授权频段的频率分配方法，包括：由控制器获取覆盖范围近似的多个宏基站的业务负载状态，并且基于所述业务负载状态来生成未授权频段分配信息，以将未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站，其中，所述多个宏基站由不同的运营商运营；由所述宏基站从所述控制器接收所述未授权频段分配信息，以确定在未授权频段资源中由所述宏基站独占的未授权频段，并且所述宏基站生成所述独占的未授权频段的指示信息；以及由小基站从所述宏基站接收所述独占的未授权频段的指示信息，并检测由所述宏基站独占的未授权频段的状态，根据检测结果动态地接入所述宏基站独占的未授权频段中的特定未授权频段。
所述方法进一步包括：所述控制器检测未授权频段的状态，根据检测结果对所述未授权频段划分等级，并且进一步基于所述等级将所述未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站。
所述方法进一步包括：由所述宏基站针对所述独占的未授权频段检测雷达信号，并将所述独占的未授权频段中不存在雷达信号的可用未授权频段的指示信息通知给所述小基站。
所述方法进一步包括：所述小基站根据从用户设备反馈的未授权频段状态信息来确定是否接入与已接入的所述特定未授权频段不同的另一未授权频段，以及所述小基站定期检测已接入的所述特定未授权频段上的雷达干扰状态，并根据所述雷达干扰状态确定是否接入与已接入的所述特定未授权频段不同的另一未授权频段。
一种通信系统中的控制器，包括：负载状态获取单元，其用于获取覆盖范围近似的多个宏基站的业务负载状态；分配信息生成单元，其用于基于所述业务负载状态，生成未授权频段分配信息；以及分配单元，其用于根据所述未授权频段分配信息将未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站，其中，所述多个宏基站由不同的运营商运营。
所述控制器还包括：检测单元，其用于检测所述未授权频段的状态；以及划分单元，其用于根据检测结果对所述未授权频段划分等级，其中，所述分配单元基于所述等级将所述未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站。
一种通信系统中的宏基站侧的装置，包括：确定单元，其用于根据来自所述通信系统中的控制器的未授权频段分配信息，确定在未授权频段资源中由所述宏基站独占的未授权频段；以及通知单元，其用于将所述宏基站独占的未授权频段的指示信息通知给所述宏基站覆盖范围内的一个或多个小基站。
所述宏基站侧的装置还包括：雷达信号检测单元，其用于针对所述独占的未授权频段检测雷达信号，并且生成不存在雷达信号的可用未授权频段的指示信息，其中，所述通知单元将所述可用未授权频段的指示信息通知给所述小基站。
所述宏基站侧的装置还包括：更新单元，其用于根据来自所述小基站的反馈信息，更新所述可用未授权频段。
一种通信系统中的小基站侧的装置，包括：确定单元，其用于根据来自宏基站的由所述宏基站独占的未授权频段的指示信息或可用未授权频段的指示信息，确定所述小基站能接入的未授权频段；以及接入单元，其用于检测所述能接入的未授权频段的状态，并根据检测结果动态地接入所述能接入的未授权频段中的特定未授权频段。
所述接入单元进一步用于：在检测到所述特定未授权频段空闲的情况下，生成发现参考信号以在所述特定未授权频段上发送，并且生成包含所述特定未授权频段的指示信息的下行控制信息以在授权频段上发送给由所述小基站管理的用户设备。
所述小基站侧的装置还包括：检测单元，其用于定期检测已接入的所述特定未授权频段上的信道状态；以及反馈单元，其用于将检测的信道状态反馈给所述宏基站。

Claims (24)

1.一种通信系统中的控制器，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：
获取覆盖范围近似的多个宏基站的业务负载状态；
检测未授权频段的状态，并且根据检测结果对所述未授权频段划分等级；以及
基于所述业务负载状态和所述等级，生成未授权频段分配信息，以将所述未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站，
其中，所述多个宏基站由不同的运营商运营，
其中，所述一个或多个处理器进一步被配置为：获取所述多个宏基站的低服务质量QoS要求的业务负载状态，并且根据所述低服务质量QoS要求的业务负载状态和所述等级来分配所述未授权频段，其中，低服务质量QoS要求的业务负载较重的宏基站被分配到等级较高的未授权频段。
2.根据权利要求1所述的控制器，其中所述未授权频段的状态包括所述未授权频段上的干扰状态或信号与干扰和噪声比SINR。
3.根据权利要求1或2所述的控制器，还包括收发单元，所述收发单元被配置为通过S1接口从所述多个宏基站获取所述低服务质量QoS要求的业务负载状态以及向相应宏基站分配所述未授权频段。
4.一种通信系统中的宏基站侧的装置，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：
获取来自根据权利要求1所述的控制器的未授权频段分配信息，以确定在未授权频段资源中由所述宏基站独占的未授权频段；以及
生成所述宏基站独占的未授权频段的指示信息，以将所述独占的未授权频段通知给所述宏基站覆盖范围内的一个或多个小基站。
5.根据权利要求4所述的宏基站侧的装置，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为：针对所述独占的未授权频段检测雷达信号，并将所述独占的未授权频段中不存在雷达信号的可用未授权频段的指示信息通知给所述小基站。
6.根据权利要求5所述的宏基站侧的装置，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为：根据来自所述小基站的反馈信息，更新所述可用未授权频段。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的宏基站侧的装置，其中，所述宏基站侧的装置操作为所述宏基站，并且还包括收发单元，所述收发单元被配置为通过X2接口将所述宏基站独占的未授权频段的指示信息或所述可用未授权频段的指示信息发送至所述小基站。
8.一种通信系统中的小基站侧的装置，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：
根据由宏基站独占的未授权频段的指示信息或可用未授权频段的指示信息，确定所述小基站能接入的未授权频段，其中，所述由宏基站独占的未授权频段的指示信息或所述可用未授权频段的指示信息来自于根据权利要求4所述的宏基站侧的装置，并且所述宏基站管理所述小基站；以及
检测所述能接入的未授权频段的状态，并根据检测结果动态地接入所述能接入的未授权频段中的特定未授权频段。
9.根据权利要求8所述的小基站侧的装置，其中，所述一个或多个处理器进一步被配置为在检测到所述特定未授权频段空闲的情况下，生成发现参考信号，并将所述发现参考信号映射至所述特定未授权频段上进行发送。
10.根据权利要求8所述的小基站侧的装置，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为在检测到所述特定未授权频段空闲的情况下，生成包含所述特定未授权频段的指示信息的下行控制信息，并且将所述下行控制信息映射至授权频段上并发送给由所述小基站管理的用户设备。
11.根据权利要求10所述的小基站侧的装置，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为：根据来自所述用户设备的未授权频段状态信息确定是否接入与已接入的所述特定未授权频段不同的另一未授权频段。
12.根据权利要求8所述的小基站侧的装置，其中所述一个或多个处理器进一步被配置为：
定期检测已接入的所述特定未授权频段上的信道状态，并将检测的信道状态反馈给所述宏基站；以及
根据所述信道状态来确定是否接入与已接入的所述特定未授权频段不同的另一未授权频段。
13.根据权利要求12所述的小基站侧的装置，其中所述信道状态指示已接入的所述特定未授权频段上的雷达干扰。
14.根据权利要求8-13中任一项所述的小基站侧的装置，其中，所述小基站侧的装置操作为所述小基站，并且还包括收发单元，所述收发单元被配置为通过X2接口从所述宏基站接收由所述宏基站独占的未授权频段的指示信息或所述可用未授权频段的指示信息。
15.一种未授权频段的频率分配方法，包括：
由控制器获取覆盖范围近似的多个宏基站的业务负载状态，检测未授权频段的状态，根据检测结果对所述未授权频段划分等级，并且基于所述业务负载状态和所述等级来生成未授权频段分配信息，以将所述未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站，其中，所述多个宏基站由不同的运营商运营；
由所述宏基站从所述控制器接收所述未授权频段分配信息，以确定在未授权频段资源中由所述宏基站独占的未授权频段，并且所述宏基站生成所述独占的未授权频段的指示信息；以及
由小基站从所述宏基站接收所述独占的未授权频段的指示信息，并检测由所述宏基站独占的未授权频段的状态，根据检测结果动态地接入所述宏基站独占的未授权频段中的特定未授权频段，
其中，所述控制器获取所述多个宏基站的低服务质量QoS要求的业务负载状态，并且根据所述低服务质量QoS要求的业务负载状态和所述等级来分配所述未授权频段，其中，低服务质量QoS要求的业务负载较重的宏基站被分配到等级较高的未授权频段。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
由所述宏基站针对所述独占的未授权频段检测雷达信号，并将所述独占的未授权频段中不存在雷达信号的可用未授权频段的指示信息通知给所述小基站。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
所述小基站根据从用户设备反馈的未授权频段状态信息来确定是否接入与已接入的所述特定未授权频段不同的另一未授权频段，以及
所述小基站定期检测已接入的所述特定未授权频段上的雷达干扰状态，并根据所述雷达干扰状态确定是否接入与已接入的所述特定未授权频段不同的另一未授权频段。
18.一种通信系统中的控制器，包括：
负载状态获取单元，其用于获取覆盖范围近似的多个宏基站的业务负载状态；
检测单元，其用于检测未授权频段的状态；
划分单元，其用于根据检测结果对所述未授权频段划分等级；
分配信息生成单元，其用于基于所述业务负载状态和所述等级，生成未授权频段分配信息；以及
分配单元，其用于根据所述未授权频段分配信息将所述未授权频段互斥地分配给所述多个宏基站，
其中，所述多个宏基站由不同的运营商运营，
其中，所述负载状态获取单元获取所述多个宏基站的低服务质量QoS要求的业务负载状态，所述分配信息生成单元基于所述低服务质量QoS要求的业务负载状态和所述等级来生成所述未授权频段分配信息，所述分配单元根据所述未授权频段分配信息向低服务质量QoS要求的业务负载较重的宏基站分配等级较高的未授权频段。
19.一种通信系统中的宏基站侧的装置，包括：
确定单元，其用于根据来自根据权利要求18所述的控制器的未授权频段分配信息，确定在未授权频段资源中由所述宏基站独占的未授权频段；以及
通知单元，其用于将所述宏基站独占的未授权频段的指示信息通知给所述宏基站覆盖范围内的一个或多个小基站。
20.根据权利要求19所述的宏基站侧的装置，还包括：
雷达信号检测单元，其用于针对所述独占的未授权频段检测雷达信号，并且生成不存在雷达信号的可用未授权频段的指示信息，
其中，所述通知单元将所述可用未授权频段的指示信息通知给所述小基站。
21.根据权利要求20所述的宏基站侧的装置，还包括：
更新单元，其用于根据来自所述小基站的反馈信息，更新所述可用未授权频段。
22.一种通信系统中的小基站侧的装置，包括：
确定单元，其用于根据由宏基站独占的未授权频段的指示信息或可用未授权频段的指示信息，确定所述小基站能接入的未授权频段，其中，所述由宏基站独占的未授权频段的指示信息或所述可用未授权频段的指示信息来自于根据权利要求19所述的宏基站侧的装置；以及
接入单元，其用于检测所述能接入的未授权频段的状态，并根据检测结果动态地接入所述能接入的未授权频段中的特定未授权频段。
23.根据权利要求22所述的小基站侧的装置，其中，所述接入单元进一步用于：在检测到所述特定未授权频段空闲的情况下，生成发现参考信号以在所述特定未授权频段上发送，并且生成包含所述特定未授权频段的指示信息的下行控制信息以在授权频段上发送给由所述小基站管理的用户设备。
24.根据权利要求22所述的小基站侧的装置，还包括：
检测单元，其用于定期检测已接入的所述特定未授权频段上的信道状态；以及
反馈单元，其用于将检测的信道状态反馈给所述宏基站。
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