CN106535198B - 频谱管理装置及方法、基站侧和用户设备侧的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了频谱管理装置和方法，用于无线通信的基站侧和用户设备侧的装置和方法。频谱管理装置包括：获取单元，被配置为获取预定区域内至少一个无线通信系统在预定频段上的频谱利用信息；确定单元，被配置为根据频谱利用信息确定相应无线通信系统在预定区域内的频谱利用效率；以及调整单元，被配置为根据频谱利用效率来调整在预定频段上相应无线通信系统在预定区域内的频谱感知参数。

Description

频谱管理装置及方法、基站侧和用户设备侧的装置及方法
技术领域
本发明的实施例总体上涉及无线通信领域，具体地涉及无线通信中的多系统共存管理，更具体地涉及一种频谱管理装置和方法、用于无线通信的基站侧的装置和方法、以及用于无线通信的用户设备侧的装置和方法。
背景技术
随着无线网络的发展演进，其承载的服务越来越多，因此需要额外的频谱资源来支持大量的数据传输，频谱资源例如可以用时间、频率、带宽、可容许最大发射功率等参数来表示。有限的频谱资源已经分配给了固定的运营商和服务，新的可用频谱非常稀少或者价格昂贵。在这种情况下，提出了动态频谱利用的概念，即动态地利用那些已经被分配给某些系统或服务但是却没有被充分利用的频谱资源，这些频谱资源对于对其进行动态利用的系统而言属于非授权频段。无线通信系统使用非授权频段的时候首先要判断该频段是否可用。由于不同运营商的通信系统以及不同通信协议下的通信系统具有平等使用非授权频段的权利，因此如何公平有效地使用同一个非授权频段已经是工业界亟待解决的问题。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
根据本申请的一个方面，提供了一种频谱管理装置，包括：获取单元，被配置为获取预定区域内至少一个无线通信系统在预定频段上的频谱利用信息；确定单元，被配置为根据频谱利用信息确定相应无线通信系统在预定区域内的频谱利用效率；以及调整单元，被配置为根据频谱利用效率来调整在预定频段上相应无线通信系统在预定区域内的频谱感知参数。
根据本申请的另一个方面，提供了一种用于无线通信系统的基站侧的装置，包括：发送单元，被配置为向频谱管理装置发送该基站所服务的小区在预定频段上的频谱利用信息；以及接收单元，被配置为接收来自频谱管理装置的频谱感知参数的改变。
根据本申请的一个方面，提供了一种用于无线通信系统的用户设备侧的装置，包括：接收单元，被配置为从基站接收进行频谱感知的指令以及相应的频谱感知参数；感知单元，被配置为响应于该指令根据频谱感知参数进行频谱感知；以及发送单元，被配置为将频谱感知的结果发送给基站。
根据本申请的另一个方面，提供了一种频谱管理方法，包括：获取预定区域内至少一个无线通信系统在预定频段上的频谱利用信息；根据频谱利用信息确定相应无线通信系统在预定区域内的频谱利用效率；以及根据频谱利用效率来调整在预定频段上相应无线通信系统在预定区域内的频谱感知参数。
根据本申请的另一个方面，提供了一种用于无线通信系统的基站侧的方法，包括：向频谱管理装置发送该基站所服务的小区在预定频段上的频谱利用信息；以及接收来自频谱管理装置的频谱感知参数的改变。
根据本申请的另一个方面，提供了一种用于无线通信系统的用户设备侧的方法，包括：从基站接收进行频谱感知的指令以及相应的频谱感知参数；响应于该指令根据频谱感知参数进行频谱感知；以及将频谱感知的结果发送给基站。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种无线通信系统，包括基站和用户设备，其中，基站包括上述无线通信系统中的基站侧的装置，用户设备包括上述无线通信系统中的用户设备侧的装置。
依据本发明的其它方面，还提供了用于实现上述频谱管理方法和用于无线通信系统的基站侧和用户设备侧的方法的计算机程序代码和计算机程序产品以及其上记录有该用于实现上述频谱管理方法和用于无线通信系统的基站侧和用户设备侧的方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。
在本申请的实施例中，通过根据频谱利用效率来调整无线通信系统的频谱感知参数，可以有效地保证无线通信系统对于预定频段的频谱资源的使用以及/或者使得不同通信系统能够合理有效地利用频谱资源。
通过以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的上述以及其他优点将更加明显。
附图说明
为了进一步阐述本发明的以上和其它优点和特征，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。所述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。具有相同的功能和结构的元件用相同的参考标号表示。应当理解，这些附图仅描述本发明的典型示例，而不应看作是对本发明的范围的限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的一个实施例的频谱管理装置的示意性结构框图；
图2示出了LTE通信系统场景下的系统分布的一个示例；
图3示出了在图2的场景中调整一个通信系统的频谱感知参数的情况下通信系统的激活概率的仿真结果；
图4示出了根据本申请的另一个实施例的频谱管理装置的示意性结构框图；
图5示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信系统的基站侧的装置的示意性结构框图；
图6示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信系统的用户设备侧的装置的示意性结构框图；
图7示出了根据本申请的一个实施例的频谱管理方法的流程图；
图8示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信系统的基站侧的方法的流程图；
图9示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信系统的用户设备侧的方法的流程图；
图10示出了频谱管理装置和无线通信系统之间的信息流程的一个示例；
图11示出了频谱管理装置和无线通信系统之间的信息流程的另一个示例；
图12是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第一示例的框图；
图13是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图；
图14是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话的示意性配置的示例的框图；
图15是示出可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备的示意性配置的示例的框图；以及
图16是其中可以实现根据本发明的实施例的方法和/或装置和/或系统的通用个人计算机的示例性结构的框图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
<第一实施例>
图1示出了根据本申请的一个实施例的频谱管理装置100的示意性结构框图，如图1所示，频谱管理装置100包括：获取单元101，被配置为获取预定区域内至少一个无线通信系统在预定频段上的频谱利用信息；确定单元102，被配置为根据频谱利用信息确定相应无线通信系统在预定区域内的频谱利用效率；以及调整单元103，被配置为根据频谱利用效率来调整在预定频段上相应无线通信系统在预定区域内的频谱感知参数。
其中，预定频段是上述无线通信系统(下文中也简称为通信系统或系统)将要或正在共同动态使用的频段。在一个示例中，预定频段是非授权频段，比如2.4G、5G的工业科研医疗频段、或者根据各国法规确定的可以以未授权的方式来使用的频段例如电视频段、美国的3.5GHz等。应该理解，预定频段可以是能够由多个无线通信系统共同使用的任何频段。每一个无线通信系统或其中的子系统在要使用该预定频段时，应该首先通过频谱感知来判断该频段是否可用，比如是否被其他系统或子系统占用，以保证对该频段使用的有效性和公平性。
预定区域可以为频谱管理装置100所管理的全部或部分区域，针对该预定区域，频谱管理装置100例如进行预定频段的频谱使用效率的优化。换言之，预定区域可以是根据应用或服务的优化而确定的区域。作为非限制性示例，预定区域可以为行政区划、大楼或商场的区域，也可以为因为某种目的而临时选定的地理范围。例如，预定区域可以为矩形区域、圆形区域、椭圆形区域或其他任何形状的区域。该预定区域可以由频谱管理装置100预先确定，也可以由更高层的设备或应用来设置。作为示例，当预定区域为矩形区域时，其可以通过矩形的顶点来确定，当预定区域为一栋大楼的区域时，其可以通过大楼的边界来确定，等等。
此外，在本申请的实施例中，无线通信系统可以理解为具有发送和接收功能的多个设备的组合。例如，无线通信系统可以为同一移动运营商的所有基站和用户设备的集合，或者同一移动运营商使用相同通信制式的所有基站和用户设备的集合。无线通信系统也可以是上述集合的子集，例如可以限定于频谱管理装置的管理区域中的基站和用户设备。此外，无线通信系统还可以为使用相同通信制式的不同移动运营商的基站和用户设备的集合或者其类似于前文所述的子集。另一方面，无线通信系统还可以为属于同一服务提供商的基站和用户设备的集合或者其类似于前文所述的子集。作为示例，在LTE通信系统的情况下，无线通信系统可以是LTE通信系统的子集，例如小区级别的子系统的集合，其中，小区级别的子系统例如包括一个基站(宏基站或小基站)和一个或多个用户设备。当然，无线通信系统并不限于LTE通信系统或者其子集，还可以是其他类型的通信系统或者其子集，比如WiFi通信系统或者其子集等。此外，在一些示例中，例如在设备到设备通信场景中，无线通信系统可以理解为多个用户设备形成的设备簇。
相应地，预定区域中可以包括多个无线通信系统，这些无线通信系统可以是相同类型的比如均为LTE通信系统，也可以是不同类型的比如包括LTE通信系统和WiFi通信系统，其中LTE通信系统可以由不同的运营商运营，可以采用不同的通信制式，WiFi通信系统可以包括多个接入点(每个接入点所覆盖的区域相当于LTE中的小小区)。作为一个具体示例，预定区域可以为一个或多个LTE通信系统覆盖的一个宏小区的范围，并且在该范围中分布有若干个WiFi接入点。
为了便于描述，下文中的实施例中以LTE通信系统的子集作为应用示例，但是应该理解这并不是限制性的。
如前所述，在预定区域内可以布置有一个或更多个无线通信系统，频谱管理装置100对其使用预定频段的行为进行管理，为了便于理解，图2示出了LTE通信系统场景下的系统分布的一个示例。其中，三角形代表宏基站，左侧椭圆中的五角星代表属于第一运营商的小小区基站，右侧椭圆中的圆形代表属于第二运营商的小小区基站。其中，可以将左侧椭圆中的设备作为一个无线通信系统，将右侧椭圆中的设备作为另一个无线通信系统。注意，图2中虽然将两个运营商的小小区基站分别包括在不同的椭圆中，但是这些小小区基站是分布在相同的地理区域、即上述预定区域中的。换言之，在该示例中，预定区域为宏小区覆盖范围的一部分，并且同时由两个无线通信系统覆盖。当然，这两个通信系统可以由同一个频谱管理装置管理，也可以分别由不同的频谱管理装置管理，这将在后文中进行详细描述。
如上所述，在频谱管理装置100中，获取单元101获取预定区域内每一个无线通信系统对于预定频段的利用情况，从而确定单元102确定各自的频谱利用效率，随后调整单元103根据该频谱利用效率来调整相应通信系统的频谱感知参数。其中，频谱感知参数是预定区域内的无线通信系统在对预定频段进行频谱感知时所采用的配置的信息。通过改变频谱感知参数，可以使得无线通信系统(或者其中的各个子系统，比如LTE小区)对于当前频谱是否可用作出不同的判断，从而改变无线通信系统获取频谱资源的概率以及对现有通信系统的保护概率，即改变了无线通信系统的频谱利用效率。可以理解，当预定区域不同时，获取单元101获取的频谱利用信息不同，从而确定的频谱利用效率不同。相应地，调整单元103可能不同地调整频谱感知参数。
作为一个示例，频谱感知参数包括以下中的一个或更多个：用于频谱感知的能量检测阈值，频谱感知时间长度，在分布式频谱感知的情况下参与感知的节点的数量以及频谱感知判定标准。
在本申请的实施例中，可以采用任何适当的频谱感知技术来进行频谱感知，相应地，频谱感知参数可以为其中任何影响频谱感知结果的参数。例如，对于通过能量检测进行频谱感知的系统，如果设定的能量检测阈值为-70dBm,那么当该系统进行能量检测发现频谱中的信号能量小于-70dBm时则认为没有正在使用该频段的系统，从而判定频谱资源可用。此时，有可能存在其他通信系统，但是由于传输距离远，信号到达进行频谱感知的系统后能量已经衰减到-70dBm以下、比如-80dBm，因此不会被检测到。而如果将能量检测阈值降低至-85dBm，则进行频谱感知的系统就会检测到该已存在系统，从而判定该频段不可用。同时，也可以理解，设定不同的能量检测阈值对现有系统的保护也是不同的。较高的能量检测阈值增加了频谱使用的机会但是也增加了对现有系统的干扰概率。反之降低能量检测阈值则降低了频谱使用的机会但是却增加了对现有系统的保护。
此外，还可以调整频谱感知时间长度、即进行频谱感知的时间窗口的大小。可以理解，该时间长度越长，则检测到现有通信系统的概率越大，从而降低了频谱使用的机会，增强了对现有系统的保护，反之则会提高频谱使用的机会，降低对现有系统的保护。
作为另一种方式，还可以采用分布式频谱感知(即协作感知)。在这种情况下，通过多个独立的通信设备比如多个基站在不同位置对频谱进行感知比如上述能量检测，然后将结果汇聚到一个中央判断装置来进行频谱是否可用的判断。该中央判断装置例如可以位于某一个基站上或位于频谱管理装置上。在另一个示例中，进行频谱感知的通信设备还可以包括用户设备。用户设备和基站可以被统称为节点。
由于在中央判断装置中根据多个节点的频谱感知结果进行最终判断，因此参与感知的节点的数量和频谱感知判定标准等因素将会影响频谱获取成功概率。频谱感知判定标准例如可以包括AND原则、OR原则、比例原则等。其中，AND原则为所有的节点都确认预定频段可用才最终确定该频段可用，OR原则为如果有一个节点确定预定频段可用则最终确定该频段可用，比例原则为如果进行频谱感知的节点中达到预定比例的节点确定预定频段可用则最终确定该频段可用。可以理解，节点数目相同的情况下，在OR原则下通信系统获得频谱资源的机会较大，而AND原则将使得通信系统非常保守地获取频谱资源，从而实现对现有系统的较好的保护。
调整单元103可以调整上述几个频谱感知参数之一，也可以同时调整其中的两个或更多个。并且，频谱感知参数并不限于上述示例，根据频谱感知技术的不同还可以包括其他参数。
例如，调整单元103可以在频谱利用效率偏离期望值的情况下调整相应无线通信系统的频谱感知参数，以使其频谱利用效率达到该期望值。其中，期望值是相应通信系统的频谱利用效率的目标值，可以由频谱管理装置100预先设定，也可以在工作工程中进行自动或手动调整。
而通信系统的实际的频谱利用效率由确定单元102根据获取单元101获取的频谱利用信息来确定。作为示例，频谱利用信息包括以下中的至少一个：预定区域内无线通信系统内各个小区的进行频谱感知之后的实际激活状态信息，预定区域内无线通信系统的吞吐量，预定区域内无线通信系统的信噪比。例如，在频谱利用信息为各个小区的实际激活状态信息时，频谱利用效率可以表示为激活的小区的数量或比例。
例如，在频谱感知参数为能量检测阈值的情况下，调整单元103被配置为在频谱利用效率高于期望值的情况下降低相应无线通信系统的能量检测阈值，并且/或者在频谱利用效率低于期望值的情况下提高相应无线通信系统的能量检测阈值。这是因为当能量检测阈值降低时，无线通信系统获取频谱资源的概率降低，相应地频谱资源利用率会降低。
应该注意，以上虽然描述了针对无线通信系统来调整频谱感知参数，即对无线通信系统整体进行调整，但是也可以仅针对其子系统进行调整或者针对不同的子系统进行不同的调整。例如，可以为不同的LTE小区设置不同的频谱感知参数或者进行不同的参数调整。
调整单元103可以基于预设的系统模型来进行上述调整。在该预设的系统模型中，反映了频谱感知参数与频谱利用效率的关系。例如，预设的系统模型可以包括以下中的至少一个：信道模型，业务模型，预定区域内的系统频谱激活概率模型，地理位置模型。
以系统频谱激活概率模型为例，根据实际业务模型可以计算出激活小区的个数服从泊松分布，或者假定每一个小区根据其业务需求设定一个激活概率，由激活的小区进行频谱感知，并且判断预定频段是否可用，最终可以统计出系统的频谱利用效率，通过改变频谱感知参数比如能量检测阈值，可以获得期望的频谱利用效率。
在一个示例中，还可以为具有不同的频谱使用优先级的无线通信系统设定不同的频谱利用效率的期望值。例如，为优先级高的系统设置较高的期望值。当然，还可以根据业务类型、付费情况等设置相应通信系统的频谱利用效率的期望值。
此外，获取单元101还可以被配置为获取指示预定区域内无线通信系统的各个小区的标识的信息，并且确定单元102被配置为根据指示无线通信系统的各个小区的标识的信息来确定处于激活状态的小区与激活失败的小区是否属于同类系统，其中，调整单元103可以被配置为在确定单元102确定处于激活状态的小区与激活失败的小区属于同类系统的情况下进行调整。
这里，同类系统指的是如下中的一种情形：使用相同的频谱接入策略的系统，比如同为LTE小区或者同为WiFi小区；或者属于同一移动运营商或服务提供商。并且，小区的标识的信息可以指小区的ID或者小区的参考信号。频谱管理装置100预先知道不同无线通信系统的小区的ID分配以及参考信号分配的信息，因此确定单元102可以根据所获取的标识的信息来确定两个小区是否是同类系统。调整单元103可以仅在同类系统的情况下进行调整。
对于LTE通信系统，频谱管理装置100可以位于基站侧，例如由宏基站或小基站实现，也可以位于核心网中，例如由LTE协议下的演进的数据包核心(Evolved Packet Core，EPC)实现。此外，在现有的遵循IEEE802.19.1标准的系统中，频谱管理装置100可以在共存管理器(CM)中实现。
在一个示例中，获取单元101可以通过有线方式获取上述频谱利用信息(以及小区的标识的信息等)，例如，可以通过基站到位于核心网中的频谱管理装置100的回程连接来进行信息的传输。
在另一个示例中，预定频段为非授权频段，获取单元101通过授权频段的无线通信获取频谱利用信息。例如，在频谱管理装置100位于基站中时，可以通过该方式来进行信息的传输。
在该实施例中，频谱管理装置100管理的无线通信系统的个数可以为两个或更多个，在这种情况下，作为示例，调整单元103可以被配置为针对频谱利用效率没有达到期望值的无线通信系统，在不影响其他无线通信系统的频谱利用效率的情况下，调整该无线通信系统的频谱感知参数。例如，可以由确定单元102根据系统仿真模型来确定其他通信系统的频谱利用效率。这里所述的系统仿真模型例如前述的信道模型、业务模型、系统频谱概率激活模型、地理位置模型等。例如，如果确定单元102确定其他通信系统的频谱利用效率受到影响，则不进行上述调整。
在该示例中，不同的无线通信系统可以属于不同的移动运营商或服务提供商。
以图2所示的场景为例，图3示出了调整单元103对左侧的通信系统(称为第一通信系统，属于第一运营商)的频谱感知参数进行调整的情况下，右侧的通信系统(第二通信系统，属于第二运营商)和第一通信系统的激活概率的仿真结果。在仿真中，采用前述的系统频谱激活概率模型，每一个通信系统中分别共包括10个小区，假定每一个小区的激活概率均为50％，图3中的直方图示出了在改变第一通信系统的能量检测阈值的情况下进行10000次仿真后，激活小区数量的统计分布图，横轴代表激活小区个数，纵轴代表激活相应个数的小区事件在10000次试验中所占的次数。其中，图3的左侧的(a)、(c)和(e)代表第一通信系统的仿真结果，右侧的(b)、(d)和(f)代表第二通信系统的仿真结果。相对于(a)而言，图3的(c)是在能量检测阈值降低的情况下获得的，可以看出多数小区被激活的概率降低，即小区获得频谱资源的概率降低，系统的频谱利用效率较低；图3的(e)是在能量检测阈值进一步降低的情况下获得的，而此时系统的频谱利用效率进一步降低。在改变第一通信系统的能量检测阈值的情况下，第二通信系统的能量检测阈值保持不变，并且从图3的(b)、(d)和(f)可以看出，第二通信系统的小区获得频谱资源的概率基本保持不变，这是因为主要干扰来自于其自身的小区间的共存干扰，所以第一通信系统的能量检测阈值调整对其影响不大。
可以看出，在该示例中，频谱管理装置100工作为集中式的管理装置，对多个无线通信系统进行管理，从而能够使多个系统合理地利用频谱资源。例如，频谱管理装置可以为地理位置数据库。
在本实施例中，通过根据频谱利用效率来调整所管理的无线通信系统的频谱感知参数，可以有效地保证无线通信系统对于预定频段的频谱资源的使用以及/或者使得不同通信系统能够合理有效地利用频谱资源。
<第二实施例>
图4示出了根据本申请的另一个实施例的频谱管理装置200的结构框图，除了包括图1中所示的各个单元之外，频谱管理装置200还包括：交互单元201，被配置为与其他频谱管理装置进行交互以使得调整单元103在考虑对其他无线通信系统的影响的情况下进行调整。在该实施例中，频谱管理装置所管理的无线通信系统的个数为一个。
仍然以图2作为示例，此时将分别为第一通信系统和第二通信系统设置各自的频谱管理装置。因此，该实施例实现了一种分布式的管理。
在一个示例中，交互单元201被配置为在调整单元103进行了调整的情况下向其他频谱管理装置发送参数改变请求，并接收来自其他频谱管理装置的反馈，调整单元103根据该反馈进一步调整频谱感知参数。交互单元201的该操作可以避免对其他无线通信系统的影响。
其中，反馈可以指示其他频谱管理装置管理的无线通信系统的频谱利用效率是否受到影响，并且调整单元103被配置为在该反馈指示其他频谱管理装置管理的无线通信系统的频谱利用效率受到影响的情况下重新调整频谱感知参数，例如，调整为在原来的值与调整后的值之间的值，或者调整回原来的值，等等。换言之，如果该反馈指示其他频谱管理装置管理的无线通信系统的频谱利用效率没有受到影响，则保持调整后的频谱感知参数。反馈是其他频谱管理装置例如根据其管理的无线通信系统的频谱利用效率作出的。
另外，在交互单元201接收到其他频谱管理装置的参数改变请求时，获取单元101获取无线通信系统的频谱利用信息，确定单元102确定无线通信系统的频谱利用效率并且确定频谱利用效率是否受到影响，并且交互单元201将指示频谱利用效率是否受到影响的反馈提供给其他频谱管理装置。因此，频谱管理装置200在接收到参数改变请求时，对自己管理的无线通信系统的频谱利用效率进行测量并作出反馈。
可以看出，本实施例的频谱管理装置之间仅需要交互简单的命令，即可实现不同通信系统之间的协作，以合理地共同利用预定频段的频谱资源。
<第三实施例>
图5示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信系统的装置300的结构框图，装置300例如可以位于基站侧，该装置300包括：发送单元301，被配置为向频谱管理装置发送该基站所服务的小区在预定频段上的频谱利用信息；以及接收单元302，被配置为接收来自频谱管理装置的频谱感知参数的改变。
如前所述，频谱管理装置可以位于基站侧，例如由宏基站或小基站实现，也可以位于核心网中，例如由LTE协议下的EPC实现。此外，在现有的遵循IEEE 802.19.1标准的系统中，频谱管理装置可以在共存管理器(CM)中实现。作为示例，频谱管理装置可以为前述频谱管理装置100或200，但是并不限于此。此外，关于预定频段和无线通信系统的说明与第一实施例中类似，在此不再重复。
其中，基站所服务的小区要利用预定频段时，首先进行频谱感知，其中，频谱感知可以由基站单独执行，也可以由其用户设备辅助执行，还可以由其他基站和/或其他基站的用户设备协作完成，当频谱感知的结果表明预定频段可用时，该小区对预定频段进行使用。基站向频谱管理装置报告其服务的小区对预定频段的利用信息，以供频谱管理装置获得相应无线通信系统的频谱利用效率。
在一个示例中，频谱利用信息包括以下中的至少一个：小区的进行频谱感知之后的实际激活状态信息，基站的吞吐量，基站的信噪比。在每一个基站上报这些频谱利用信息之后，频谱管理装置可以获取整个通信系统的频谱利用效率，从而决定是否调整频谱感知参数。
当频谱管理装置判断需要改变频谱感知参数时，将需要作出的改变通知给基站，以使得基站使用改变的频谱感知参数进行频谱感知。
例如，频谱感知参数包括以下中的至少一个：用于频谱感知的能量检测阈值，频谱感知时间长度，在分布式频谱感知的情况下参与感知的节点的数量以及频谱感知判定标准。当接收单元302接收到频谱感知参数的改变之后，基站在进行频谱感知时使用改变了的频谱感知参数。在用户设备辅助基站进行频谱感知的情况下，基站还将该频谱感知参数的改变通知给用户设备。关于频谱感知参数的具体描述在第一实施例中给出，在此不再重复。如前所述，由于频谱感知参数的改变会影响获取频谱资源的概率，从而改变系统的频谱利用效率。
如图5中的虚线框所示，装置300还可以包括：判断单元303，被配置为基于基站的频谱感知结果来判断预定频段是否可用。
在一个示例中，接收单元302还被配置为接收其他节点的频谱感知结果，判断单元303还被配置为基于其他节点的频谱感知结果来进行判断。这里所述的其他节点包括用户设备和/或其他基站。判断单元303基于来自多个节点(包括本基站)的频谱感知结果来判断预定频段是否可用。可以理解，在该示例中，装置300工作为分布式频谱感知的中央判断装置。
判断单元303将使用来自频谱感知参数中所设定的数量的节点的频谱感知结果，根据频谱感知参数中所设定的频谱感知判定标准来进行最终的判断。具体的判定标准的描述在第一实施例中给出，在此不再重复。其中，这些节点在进行频谱感知时，采用了频谱感知参数中所设定的能量检测阈值和频谱感知时间长度。
此外，当判断单元303判断预定频段不可用时，判断单元303还可以判断本小区与已占用预定频段的小区是否属于同类系统，并且发送单元301将判断的结果提供给频谱管理装置。其中，如前所述，同类系统指的是如下中的一种情形：使用相同的频谱接入策略的系统，比如同为LTE小区或者同为WiFi小区；或者属于同一移动运营商或服务提供商，比如在图2的示例中位于同一侧的椭圆中的小区为同类系统。
在这种情况下，频谱管理装置例如可以在接收到判断为同类系统时进行频谱感知参数的调整，否则不进行调整。
其中，判断单元303可以根据如下中的至少一个来进行是否属于同类系统的判断：小区的标识信息，参考信号检测。参考信号检测比如WiFi的前导检测、或者LTE的同步信号检测等。这些信息可以从对频谱感知过程中获得的信号提取获得。由于不同的无线通信系统的小区具有不同的标识信息和参考信号的格式和/或内容，因此，可以通过这些信息来判断是否是同类系统。
在该实施例中，装置300可以向频谱管理装置上报频谱利用状况，并且根据频谱管理装置的指令来改变频谱感知参数，从而可以实现频谱资源的合理利用。
此外，应该理解，装置300例如还可以位于WiFi的接入点上，其中，发送单元301向频谱管理装置发送该接入点在预定频段上的频谱利用信息，接收单元302接收来自频谱管理装置的频谱感知参数的改变。
<第四实施例>
图6示出了根据本申请的一个实施例的用于无线通信系统的用户设备侧的装置400的结构框图，该装置400包括：一种用于无线通信系统的用户设备侧的装置，包括：接收单元401，被配置为从基站接收进行频谱感知的指令以及相应的频谱感知参数；感知单元402，被配置为响应于该指令根据频谱感知参数进行频谱感知；以及发送单元403，被配置为将频谱感知的结果发送给基站。
如前所述，频谱感知参数包括以下中的至少一个：用于频谱感知的能量检测阈值，频谱感知时间长度，在分布式频谱感知的情况下参与感知的节点的数量以及频谱感知判定标准。
在该实施例中，用户设备辅助基站进行频谱感知。具体地，当基站需要进行频谱感知时，通知用户设备，而用户设备在完成感知后将结果通知基站，以使得基站进行预定频段是否可用的判断。而当基站接收到频谱管理装置通知的频谱感知参数的改变时，也会相应地通知用户设备，以使其按照改变的频谱感知参数进行频谱感知。如前所述，由于频谱感知参数的改变会影响获取频谱资源的概率，从而改变系统的频谱利用效率。
在该实施例中，用户设备可以接收频谱感知参数的设置，并根据该设置来进行频谱感知，以合理地利用频谱资源。类似地，应该理解，用户设备还可以为WiFi用户设备。
<第五实施例>
在上文的实施方式中描述频谱管理装置以及无线通信系统中的基站侧和用户设备侧的装置的过程中，显然还公开了一些处理或方法。下文中，在不重复上文中已经讨论的一些细节的情况下给出这些方法的概要，但是应当注意，虽然这些方法在描述频谱管理装置以及无线通信系统中的基站侧和用户设备侧的装置的过程中公开，但是这些方法不一定采用所描述的那些部件或不一定由那些部件执行。例如，频谱管理装置以及无线通信系统中的基站侧和用户设备侧的装置的实施方式可以部分地或完全地使用硬件和/或固件来实现，而下面讨论的方法可以完全由计算机可执行的程序来实现，尽管这些方法也可以采用频谱管理装置以及无线通信系统中的基站侧和用户设备侧的装置的硬件和/或固件。
图7示出了根据本申请的一个实施例的频谱管理方法的流程图，该方法包括：获取预定区域内至少一个无线通信系统在预定频段上的频谱利用信息(S11)；根据频谱利用信息确定相应无线通信系统在预定区域内的频谱利用效率(S12)；以及根据频谱利用效率来调整在预定频段上相应无线通信系统在预定区域内的频谱感知参数(S14)。
其中，频谱利用信息可以包括以下中的至少一个：预定区域内无线通信系统内各个小区的进行频谱感知之后的实际激活状态信息，预定区域内无线通信系统的吞吐量，预定区域内无线通信系统的信噪比。
频谱感知参数可以包括以下中的至少一个：用于频谱感知的能量检测阈值，频谱感知时间长度，在分布式频谱感知的情况下参与感知的节点的数量以及频谱感知判定标准。
在一个示例中，在步骤S14中在频谱利用效率偏离期望值的情况下调整相应无线通信系统的频谱感知参数，以使其频谱利用效率达到所述期望值。例如，在步骤S14中可以基于预设的系统模型来进行所述调整。预设的系统模型例如包括以下中的至少一个：信道模型，业务模型，预定区域内系统频谱激活概率模型，地理位置模型。此外，还可以为具有不同的频谱使用优先级的无线通信系统设定不同的频谱利用效率的期望值。
例如，在频谱感知参数为能量检测阈值的情况下，在步骤S14中在频谱利用效率高于期望值的情况下降低相应无线通信系统的能量检测阈值，并且/或者在频谱利用效率低于所述期望值的情况下提高相应无线通信系统的能量检测阈值。
在步骤S11中可以通过有线方式获取频谱利用信息。在一个示例中，预定频段为非授权频段，在步骤S11中通过授权频段的无线通信获取频谱利用信息。
在步骤S11中还可以获取指示所述预定区域内无线通信系统的各个小区的标识的信息，如图7中的虚线框所示，上述方法还可以包括在步骤S14之前的步骤S13，其中，根据指示所述无线通信系统的各个小区的标识的信息来确定处于激活状态的小区与激活失败的小区是否属于同类系统，例如通过检测频谱感知过程中的信号从中提取小区ID信息并进行判定，如果是WiFi信号还可以通过检测其前置信息preamble来判定，并且在确定处于激活状态的小区与激活失败的小区属于同类系统的情况下执行步骤S14的调整。
在一个示例中，所管理的无线通信系统的个数为两个或更多个，在步骤S14中，针对频谱利用效率没有达到期望值的无线通信系统，在不影响其他无线通信系统的频谱利用效率的情况下，调整该无线通信系统的频谱感知参数。其中，可以在步骤S12中根据系统仿真模型来确定其他无线通信系统的频谱利用效率。系统仿真模型的示例如前所述，在此不再重复。
在该示例中，不同的无线通信系统属于不同的移动运营商或者服务提供商。上述方法例如可以在地理位置数据库中实现。
此外，在另一个示例中，所管理的无线通信系统的个数为一个，在步骤S14中，与其他无线通信系统的频谱管理装置进行交互以使得在考虑对其他无线通信系统的影响的情况下进行调整。
例如，上述方法还包括如下步骤：在步骤S14中进行了调整的情况下向其他无线通信系统的频谱管理装置发送参数改变请求(S15)，接收来自所述频谱管理装置的反馈(S16)，以及根据该反馈进一步调整频谱感知参数(S17)。
其中，反馈指示其他无线通信系统的频谱利用效率是否受到影响，并且在步骤S17中可以在反馈指示其他无线通信系统的频谱利用效率受到影响的情况下重新调整频谱感知参数，例如调整回原来的值或者在原来的值与调整后的值之间的值，等等。
此外，虽然图中未示出，但是上述方法还可以包括如下步骤：接收来自其他无线通信系统的频谱管理装置的参数改变请求；获取无线通信系统的频谱利用信息；确定无线通信系统的频谱利用效率并且确定频谱利用效率是否受到影响；将指示频谱利用效率是否受到影响的反馈提供给上述频谱管理装置。
图8示出了根据本申请的另一个实施例的用于无线通信系统的基站侧的方法的流程图，该方法包括：向频谱管理装置发送该基站所服务的小区在预定频段上的频谱利用信息(S22)；以及接收来自频谱管理装置的频谱感知参数的改变(S23)。
其中，频谱利用信息可以包括以下中的至少一个：该小区的进行频谱感知之后的实际激活状态信息，基站的吞吐量，基站的信噪比。
频谱感知参数可以包括以下中的至少一个：用于频谱感知的能量检测阈值，频谱感知时间长度，在分布式频谱感知的情况下参与感知的节点的数量以及频谱感知判定标准。
此外，如图8中的虚线框所示，上述方法还可以包括步骤S21：基于频谱感知结果来判断预定频段是否可用。这里所述的频谱感知结果可以指基站本身的频谱感知结果，还可以包括从其他节点(包括基站和用户设备)接收的频谱感知结果，即采用分布式感知方式。
此外，在步骤S21中判断预定频段不可用时，还判断本小区与已占用预定频段的小区是否属于同类系统，并且在步骤S22中将判断的结果提供给频谱管理装置。例如可以根据如下中的至少一个来进行是否属于同类系统的判断：小区的标识信息，参考信号检测。
图9示出了根据本申请的另一个实施例的用于无线通信系统的用户设备侧的方法，包括：从基站接收进行频谱感知的指令以及相应的频谱感知参数；响应于该指令根据频谱感知参数进行频谱感知；以及将频谱感知的结果发送给基站。
其中，频谱感知参数可以包括以下中的至少一个：用于频谱感知的能量检测阈值，频谱感知时间长度，在分布式频谱感知的情况下参与感知的节点的数量以及频谱感知判定标准。
注意，上述各个方法可以结合或单独使用，其细节在第一至第四实施例中已经进行了详细描述，在此不再重复。
此外，在以上的描述中，还公开了一种通信系统，包括基站和用户设备，其中基站包括装置300，用户设备包括装置400。
为了便于理解，图10和图11示出了频谱管理装置和无线通信系统之间的信息流程的示例，应该理解，这并不是限制性的。在图10中，第一无线通信系统和第二无线通信系统位于频谱管理装置管理的预定区域内，这两个无线通信系统向频谱管理装置报告其频谱利用信息比如各个小区的激活状态信息，频谱管理装置基于该信息确定两个无线通信系统的频谱利用效率，例如假定第一无线通信系统的频谱利用高效率低于期望值，而第二无线通信系统的频谱利用效率基本等于期望值，则根据系统仿真模型的计算，在不影响第二通信系统的频谱利用效率的情况下计算第一通信系统的更新的频谱感知参数并向第一通信系统发送频谱感知参数更新命令。
在图11中，示出了一个频谱管理装置管理一个无线通信系统并且频谱管理装置之间进行交互的示例。第一频谱管理装置基于获取的频谱利用信息确定频谱利用效率，在发现频谱利用效率偏离期望值的情况下，对频谱感知参数进行调整，即向第一通信系统发送频谱感知参数变化指令，并且向第二频谱管理装置发出参数改变请求。第二频谱管理装置在接收到该请求之后，从所管理的第二通信系统获取频谱利用信息，并且判断频谱利用效率是否受到了第一通信系统的频谱感知参数的变化的影响，基于该判断向第一频谱管理装置给出反馈。当该反馈指示第二通信系统没有受到影响时，第一频谱管理装置指示第一通信系统使用调整过的频谱感知参数工作或者不再对第一通信系统给出额外的指示。否则，第一频谱管理装置指示第一通信系统使用原来的频谱感知参数工作。
示例性地，上述频谱管理装置可以用于一栋大楼内的无线通信系统的共存管理，该大楼由多个LTE通信系统以及WiFi系统的服务覆盖。
<应用示例>
本公开内容的技术能够应用于各种产品。例如，频谱管理装置100和200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。频谱管理装置100和200可以为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))。
此外，以上提到的基站300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可以为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400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400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400可以为安装在上述终端中的每个终端上的无线通信模块(诸如包括单个晶片的集成电路模块)。
[关于基站的应用示例]
(第一应用示例)
图12是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第一示例的框图。eNB 800包括一个或多个天线810以及基站设备820。基站设备820和每个天线810可以经由RF线缆彼此连接。
天线810中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在多输入多输出(MIMO)天线中的多个天线元件)，并且用于基站设备820发送和接收无线信号。如图12所示，eNB 800可以包括多个天线810。例如，多个天线810可以与eNB 800使用的多个频带兼容。虽然图12示出其中eNB 800包括多个天线810的示例，但是eNB 800也可以包括单个天线810。
基站设备820包括控制器821、存储器822、网络接口823以及无线通信接口825。
控制器821可以为例如CPU或DSP，并且操作基站设备820的较高层的各种功能。例如，控制器821根据由无线通信接口825处理的信号中的数据来生成数据分组，并经由网络接口823来传递所生成的分组。控制器821可以对来自多个基带处理器的数据进行捆绑以生成捆绑分组，并传递所生成的捆绑分组。控制器821可以具有执行如下控制的逻辑功能：该控制诸如为无线资源控制、无线承载控制、移动性管理、接纳控制和调度。该控制可以结合附近的eNB或核心网节点来执行。存储器822包括RAM和ROM，并且存储由控制器821执行的程序和各种类型的控制数据(诸如终端列表、传输功率数据以及调度数据)。
网络接口823为用于将基站设备820连接至核心网824的通信接口。控制器821可以经由网络接口823而与核心网节点或另外的eNB进行通信。在此情况下，eNB 800与核心网节点或其他eNB可以通过逻辑接口(诸如S1接口和X2接口)而彼此连接。网络接口823还可以为有线通信接口或用于无线回程线路的无线通信接口。如果网络接口823为无线通信接口，则与由无线通信接口825使用的频带相比，网络接口823可以使用较高频带用于无线通信。
无线通信接口825支持任何蜂窝通信方案(诸如长期演进(LTE)和LTE-先进)，并且经由天线810来提供到位于eNB 800的小区中的终端的无线连接。无线通信接口825通常可以包括例如基带(BB)处理器826和RF电路827。BB处理器826可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行层(例如L1、介质访问控制(MAC)、无线链路控制(RLC)和分组数据汇聚协议(PDCP))的各种类型的信号处理。代替控制器821，BB处理器826可以具有上述逻辑功能的一部分或全部。BB处理器826可以为存储通信控制程序的存储器，或者为包括被配置为执行程序的处理器和相关电路的模块。更新程序可以使BB处理器826的功能改变。该模块可以为插入到基站设备820的槽中的卡或刀片。可替代地，该模块也可以为安装在卡或刀片上的芯片。同时，RF电路827可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线810来传送和接收无线信号。
如图12所示，无线通信接口825可以包括多个BB处理器826。例如，多个BB处理器826可以与eNB 800使用的多个频带兼容。如图12所示，无线通信接口825可以包括多个RF电路827。例如，多个RF电路827可以与多个天线元件兼容。虽然图12示出其中无线通信接口825包括多个BB处理器826和多个RF电路827的示例，但是无线通信接口825也可以包括单个BB处理器826或单个RF电路827。
在图12所示的eNB 800中，图5所描述的发送单元301和接收单元302可以由无线通信接口825实现。功能的至少一部分也可以由控制器821实现。例如，控制器821可以通过执行判断单元303的功能来执行预定频段是否可用的判断。
(第二应用示例)
图13是示出可以应用本公开内容的技术的eNB的示意性配置的第二示例的框图。eNB 830包括一个或多个天线840、基站设备850和RRH860。RRH 860和每个天线840可以经由RF线缆而彼此连接。基站设备850和RRH 860可以经由诸如光纤线缆的高速线路而彼此连接。
天线840中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)并且用于RRH 860发送和接收无线信号。如图13所示，eNB 830可以包括多个天线840。例如，多个天线840可以与eNB 830使用的多个频带兼容。虽然图13示出其中eNB 830包括多个天线840的示例，但是eNB 830也可以包括单个天线840。
基站设备850包括控制器851、存储器852、网络接口853、无线通信接口855以及连接接口857。控制器851、存储器852和网络接口853与参照图12描述的控制器821、存储器822和网络接口823相同。
无线通信接口855支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且经由RRH860和天线840来提供到位于与RRH 860对应的扇区中的终端的无线通信。无线通信接口855通常可以包括例如BB处理器856。除了BB处理器856经由连接接口857连接到RRH 860的RF电路864之外，BB处理器856与参照图12描述的BB处理器826相同。如图13所示，无线通信接口855可以包括多个BB处理器856。例如，多个BB处理器856可以与eNB 830使用的多个频带兼容。虽然图13示出其中无线通信接口855包括多个BB处理器856的示例，但是无线通信接口855也可以包括单个BB处理器856。
连接接口857为用于将基站设备850(无线通信接口855)连接至RRH 860的接口。连接接口857还可以为用于将基站设备850(无线通信接口855)连接至RRH 860的上述高速线路中的通信的通信模块。
RRH 860包括连接接口861和无线通信接口863。
连接接口861为用于将RRH 860(无线通信接口863)连接至基站设备850的接口。连接接口861还可以为用于上述高速线路中的通信的通信模块。
无线通信接口863经由天线840来传送和接收无线信号。无线通信接口863通常可以包括例如RF电路864。RF电路864可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线840来传送和接收无线信号。如图13所示，无线通信接口863可以包括多个RF电路864。例如，多个RF电路864可以支持多个天线元件。虽然图13示出其中无线通信接口863包括多个RF电路864的示例，但是无线通信接口863也可以包括单个RF电路864。
在图13所示的eNB 830中，图5所描述的发送单元301和接收单元302可以由无线通信接口855和/或无线通信接口863实现。功能的至少一部分也可以控制器851实现。例如，控制器851可以通过执行判断单元303的功能来执行预定频段是否可用的判断。
[关于用户设备的应用示例]
(第一应用示例)
图14是示出可以应用本公开内容的技术的智能电话900的示意性配置的示例的框图。智能电话900包括处理器901、存储器902、存储装置903、外部连接接口904、摄像装置906、传感器907、麦克风908、输入装置909、显示装置910、扬声器911、无线通信接口912、一个或多个天线开关915、一个或多个天线916、总线917、电池918以及辅助控制器919。
处理器901可以为例如CPU或片上系统(SoC)，并且控制智能电话900的应用层和另外层的功能。存储器902包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器901执行的程序。存储装置903可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。外部连接接口904为用于将外部装置(诸如存储卡和通用串行总线(USB)装置)连接至智能电话900的接口。
摄像装置906包括图像传感器(诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS))，并且生成捕获图像。传感器907可以包括一组传感器，诸如测量传感器、陀螺仪传感器、地磁传感器和加速度传感器。麦克风908将输入到智能电话900的声音转换为音频信号。输入装置909包括例如被配置为检测显示装置910的屏幕上的触摸的触摸传感器、小键盘、键盘、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置910包括屏幕(诸如液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器)，并且显示智能电话900的输出图像。扬声器911将从智能电话900输出的音频信号转换为声音。
无线通信接口912支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口912通常可以包括例如BB处理器913和RF电路914。BB处理器913可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路914可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线916来传送和接收无线信号。无线通信接口912可以为其上集成有BB处理器913和RF电路914的一个芯片模块。如图14所示，无线通信接口912可以包括多个BB处理器913和多个RF电路914。虽然图14示出其中无线通信接口912包括多个BB处理器913和多个RF电路914的示例，但是无线通信接口912也可以包括单个BB处理器913或单个RF电路914。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口912可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线局域网(LAN)方案。在此情况下，无线通信接口912可以包括针对每种无线通信方案的BB处理器913和RF电路914。
天线开关915中的每一个在包括在无线通信接口912中的多个电路(例如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线916的连接目的地。
天线916中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口912传送和接收无线信号。如图14所示，智能电话900可以包括多个天线916。虽然图14示出其中智能电话900包括多个天线916的示例，但是智能电话900也可以包括单个天线916。
此外，智能电话900可以包括针对每种无线通信方案的天线916。在此情况下，天线开关915可以从智能电话900的配置中省略。
总线917将处理器901、存储器902、存储装置903、外部连接接口904、摄像装置906、传感器907、麦克风908、输入装置909、显示装置910、扬声器911、无线通信接口912以及辅助控制器919彼此连接。电池918经由馈线向图14所示的智能电话900的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。辅助控制器919例如在睡眠模式下操作智能电话900的最小必需功能。
在图14所示的智能电话900中，通过使用图6所描述的接收单元401和发送单元403可以由无线通信接口912实现。功能的至少一部分也可以由处理器901或辅助控制器919实现。例如，处理器901或辅助控制器919可以通过执行感知单元402的功能来执行频谱感知。
(第二应用示例)
图15是示出可以应用本公开内容的技术的汽车导航设备920的示意性配置的示例的框图。汽车导航设备920包括处理器921、存储器922、全球定位系统(GPS)模块924、传感器925、数据接口926、内容播放器927、存储介质接口928、输入装置929、显示装置930、扬声器931、无线通信接口933、一个或多个天线开关936、一个或多个天线937以及电池938。
处理器921可以为例如CPU或SoC，并且控制汽车导航设备920的导航功能和另外的功能。存储器922包括RAM和ROM，并且存储数据和由处理器921执行的程序。
GPS模块924使用从GPS卫星接收的GPS信号来测量汽车导航设备920的位置(诸如纬度、经度和高度)。传感器925可以包括一组传感器，诸如陀螺仪传感器、地磁传感器和空气压力传感器。数据接口926经由未示出的终端而连接到例如车载网络941，并且获取由车辆生成的数据(诸如车速数据)。
内容播放器927再现存储在存储介质(诸如CD和DVD)中的内容，该存储介质被插入到存储介质接口928中。输入装置929包括例如被配置为检测显示装置930的屏幕上的触摸的触摸传感器、按钮或开关，并且接收从用户输入的操作或信息。显示装置930包括诸如LCD或OLED显示器的屏幕，并且显示导航功能的图像或再现的内容。扬声器931输出导航功能的声音或再现的内容。
无线通信接口933支持任何蜂窝通信方案(诸如LTE和LTE-先进)，并且执行无线通信。无线通信接口933通常可以包括例如BB处理器934和RF电路935。BB处理器934可以执行例如编码/解码、调制/解调以及复用/解复用，并且执行用于无线通信的各种类型的信号处理。同时，RF电路935可以包括例如混频器、滤波器和放大器，并且经由天线937来传送和接收无线信号。无线通信接口933还可以为其上集成有BB处理器934和RF电路935的一个芯片模块。如图15所示，无线通信接口933可以包括多个BB处理器934和多个RF电路935。虽然图15示出其中无线通信接口933包括多个BB处理器934和多个RF电路935的示例，但是无线通信接口933也可以包括单个BB处理器934或单个RF电路935。
此外，除了蜂窝通信方案之外，无线通信接口933可以支持另外类型的无线通信方案，诸如短距离无线通信方案、近场通信方案和无线LAN方案。在此情况下，针对每种无线通信方案，无线通信接口933可以包括BB处理器934和RF电路935。
天线开关936中的每一个在包括在无线通信接口933中的多个电路(诸如用于不同的无线通信方案的电路)之间切换天线937的连接目的地。
天线937中的每一个均包括单个或多个天线元件(诸如包括在MIMO天线中的多个天线元件)，并且用于无线通信接口933传送和接收无线信号。如图15所示，汽车导航设备920可以包括多个天线937。虽然图15示出其中汽车导航设备920包括多个天线937的示例，但是汽车导航设备920也可以包括单个天线937。
此外，汽车导航设备920可以包括针对每种无线通信方案的天线937。在此情况下，天线开关936可以从汽车导航设备920的配置中省略。
电池938经由馈线向图15所示的汽车导航设备920的各个块提供电力，馈线在图中被部分地示为虚线。电池938累积从车辆提供的电力。
在图15示出的汽车导航设备920中，通过使用图6所描述的接收单元401和发送单元403可以由无线通信接口933实现。功能的至少一部分也可以由处理器921实现。例如，处理器921可以通过执行感知单元402的功能来执行频谱感知。
本公开内容的技术也可以被实现为包括汽车导航设备920、车载网络941以及车辆模块942中的一个或多个块的车载系统(或车辆)940。车辆模块942生成车辆数据(诸如车速、发动机速度和故障信息)，并且将所生成的数据输出至车载网络941。
以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，对本领域的技术人员而言，能够理解本发明的方法和装置的全部或者任何步骤或部件，可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中，以硬件、固件、软件或者其组合的形式实现，这是本领域的技术人员在阅读了本发明的描述的情况下利用其基本电路设计知识或者基本编程技能就能实现的。
本领域的技术人员可以理解，上文所述的装置中的例如确定单元、调整单元、划分单元、感知单元、判断单元等，可以由一个或更多个处理器来实现，而例如获取单元、交互单元、发送单元、接收单元等，可以由天线、滤波器、调制解调器及编解码器等电路元器件实现。
因此，本发明还提出了一种电子设备(1)，包括：一种电路，被配置为：获取至少一个无线通信系统在预定频段上的频谱利用信息；根据频谱利用信息确定相应无线通信系统的频谱利用效率；以及根据频谱利用效率来调整在预定频段上相应无线通信系统的频谱感知参数。
本发明还提出了一种电子设备(2)，包括：一种电路，被配置为：向频谱管理装置发送基站所服务的小区在预定频段上的频谱利用信息；以及接收来自频谱管理装置的频谱感知参数的改变。
本发明还提出了一种电子设备(3)，包括：一种电路，被配置为：从基站接收进行频谱感知的指令以及相应的频谱感知参数；响应于该指令根据频谱感知参数进行频谱感知；以及将频谱感知的结果发送给基站。
而且，本发明还提出了一种存储有机器可读取的指令代码的程序产品。所述指令代码由机器读取并执行时，可执行上述根据本发明实施例的方法。
相应地，用于承载上述存储有机器可读取的指令代码的程序产品的存储介质也包括在本发明的公开中。所述存储介质包括但不限于软盘、光盘、磁光盘、存储卡、存储棒等等。
在通过软件或固件实现本发明的情况下，从存储介质或网络向具有专用硬件结构的计算机(例如图16所示的通用计算机1600)安装构成该软件的程序，该计算机在安装有各种程序时，能够执行各种功能等。
在图16中，中央处理单元(CPU)1601根据只读存储器(ROM)1602中存储的程序或从存储部分1608加载到随机存取存储器(RAM)1603的程序执行各种处理。在RAM 1603中，也根据需要存储当CPU 1601执行各种处理等等时所需的数据。CPU 1601、ROM 1602和RAM 1603经由总线1604彼此连接。输入/输出接口1605也连接到总线1604。
下述部件连接到输入/输出接口1605：输入部分1606(包括键盘、鼠标等等)、输出部分1607(包括显示器，比如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等，和扬声器等)、存储部分1608(包括硬盘等)、通信部分1609(包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等)。通信部分1609经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器1610也可连接到输入/输出接口1605。可移除介质1611比如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等根据需要被安装在驱动器1610上，使得从中读出的计算机程序根据需要被安装到存储部分1608中。
在通过软件实现上述系列处理的情况下，从网络比如因特网或存储介质比如可移除介质1611安装构成软件的程序。
本领域的技术人员应当理解，这种存储介质不局限于图16所示的其中存储有程序、与设备相分离地分发以向用户提供程序的可移除介质1611。可移除介质1611的例子包含磁盘(包含软盘(注册商标))、光盘(包含光盘只读存储器(CD-ROM)和数字通用盘(DVD))、磁光盘(包含迷你盘(MD)(注册商标))和半导体存储器。或者，存储介质可以是ROM 1602、存储部分1608中包含的硬盘等等，其中存有程序，并且与包含它们的设备一起被分发给用户。
还需要指出的是，在本发明的装置、方法和系统中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应该视为本发明的等效方案。并且，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上虽然结合附图详细描述了本发明的实施例，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本发明，而并不构成对本发明的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本发明的实质和范围。因此，本发明的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。

Claims (26)

1.一种频谱管理装置，包括：
获取单元，被配置为获取预定区域内至少一个无线通信系统在预定频段上的频谱利用信息；
确定单元，被配置为根据所述频谱利用信息确定相应无线通信系统在所述预定区域内的频谱利用效率；以及
调整单元，被配置为根据所述频谱利用效率来调整在所述预定频段上所述相应无线通信系统在所述预定区域内的频谱感知参数，
其中，所述获取单元还被配置为获取指示所述预定区域内所述无线通信系统的各个小区的标识的信息，并且所述确定单元还被配置为根据指示所述无线通信系统的各个小区的标识的信息来确定处于激活状态的小区与激活失败的小区是否属于同类系统，
其中，所述调整单元还被配置为在所述确定单元确定处于激活状态的小区与激活失败的小区属于同类系统的情况下进行调整。
2.根据权利要求1所述的频谱管理装置，其中，所述频谱利用信息包括以下中的至少一个：所述预定区域内所述无线通信系统的各个小区的进行频谱感知之后的实际激活状态信息，所述预定区域内所述无线通信系统的吞吐量，所述预定区域内所述无线通信系统的信噪比。
3.根据权利要求1所述的频谱管理装置，其中，所述频谱感知参数包括以下中的至少一个：用于频谱感知的能量检测阈值，频谱感知时间长度，在分布式频谱感知的情况下参与感知的节点的数量以及频谱感知判定标准。
4.根据权利要求1所述的频谱管理装置，其中，所述调整单元被配置为在所述频谱利用效率偏离期望值的情况下调整相应无线通信系统在所述预定区域内的频谱感知参数，以使其在所述预定区域内的频谱利用效率达到所述期望值。
5.根据权利要求4所述的频谱管理装置，其中，所述调整单元被配置为基于预设的系统模型来进行所述调整。
6.根据权利要求5所述的频谱管理装置，其中，所述预设的系统模型包括以下中的至少一个：信道模型，业务模型，在所述预定区域内的系统频谱激活概率模型，地理位置模型。
7.根据权利要求4所述的频谱管理装置，其中，为具有不同的频谱使用优先级的无线通信系统设定不同的频谱利用效率的期望值。
8.根据权利要求4所述的频谱管理装置，其中，所述频谱感知参数为能量检测阈值，所述调整单元被配置为在所述频谱利用效率高于所述期望值的情况下降低相应无线通信系统的能量检测阈值，并且/或者在所述频谱利用效率低于所述期望值的情况下提高相应无线通信系统的能量检测阈值。
9.根据权利要求1所述的频谱管理装置，其中，所述频谱管理装置所管理的无线通信系统的个数为两个或更多个，所述调整单元被配置为针对频谱利用效率没有达到期望值的无线通信系统，在不影响其他无线通信系统的频谱利用效率的情况下，调整该无线通信系统的频谱感知参数。
10.根据权利要求9所述的频谱管理装置，所述确定单元被配置为根据系统仿真模型来确定所述其他无线通信系统的频谱利用效率。
11.根据权利要求9所述的频谱管理装置，其中，不同的无线通信系统属于不同的移动运营商或者服务提供商。
12.根据权利要求1所述的频谱管理装置，其中，所述频谱管理装置所管理的无线通信系统的个数为一个，所述频谱管理装置还包括：
交互单元，被配置为与其他频谱管理装置进行交互以使得所述调整单元在考虑对其他无线通信系统的影响的情况下进行所述调整。
13.根据权利要求12所述的频谱管理装置，其中，所述交互单元被配置为在所述调整单元进行了调整的情况下向其他频谱管理装置发送参数改变请求，并接收来自所述其他频谱管理装置的反馈，所述调整单元根据该反馈进一步调整所述频谱感知参数。
14.根据权利要求13所述的频谱管理装置，其中，所述反馈指示所述其他频谱管理装置管理的无线通信系统的频谱利用效率是否受到影响，并且所述调整单元被配置为在所述反馈指示所述其他频谱管理装置管理的无线通信系统的频谱利用效率受到影响的情况下重新调整所述频谱感知参数。
15.根据权利要求13所述的频谱管理装置，在所述交互单元接收到其他频谱管理装置的参数改变请求时，所述获取单元获取所述无线通信系统的频谱利用信息，所述确定单元确定所述无线通信系统的频谱利用效率并且确定频谱利用效率是否受到影响，并且所述交互单元将指示频谱利用效率是否受到影响的反馈提供给所述其他频谱管理装置。
16.根据权利要求1所述的频谱管理装置，其中，所述获取单元被配置为通过有线方式获取所述频谱利用信息。
17.根据权利要求1所述的频谱管理装置，其中，所述预定频段为非授权频段，所述获取单元被配置为通过授权频段的无线通信获取所述频谱利用信息。
18.根据权利要求9所述的频谱管理装置为地理位置数据库。
19.一种用于无线通信系统的基站侧的装置，包括：
发送单元，被配置为向频谱管理装置发送该基站所服务的小区在预定频段上的频谱利用信息；
接收单元，被配置为接收来自频谱管理装置的频谱感知参数的改变；以及
判断单元，被配置为基于所述基站的频谱感知结果来判断所述预定频段是否可用，
其中，所述判断单元还被配置为在所述预定频段不可用的情况下判断本小区与已占用所述预定频段的小区是否属于同类系统，并且所述发送单元将判断的结果提供给所述频谱管理装置。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述频谱利用信息包括以下中的至少一个：所述小区的进行频谱感知之后的实际激活状态信息，所述基站的吞吐量，所述基站的信噪比。
21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述频谱感知参数包括以下中的至少一个：用于频谱感知的能量检测阈值，频谱感知时间长度，在分布式频谱感知的情况下参与感知的节点的数量以及频谱感知判定标准。
22.根据权利要求19所述的装置，其中，所述接收单元还被配置为接收其他节点的频谱感知结果，所述判断单元还被配置为基于所述其他节点的频谱感知结果来进行所述判断。
23.根据权利要求19所述的装置，其中，所述判断单元被配置为根据如下中的至少一个来进行是否属于同类系统的判断：小区的标识信息，参考信号检测。
24.一种频谱管理方法，包括：
获取预定区域内至少一个无线通信系统在预定频段上的频谱利用信息；
根据所述频谱利用信息确定相应无线通信系统在所述预定区域内的频谱利用效率；
根据所述频谱利用效率来调整在所述预定频段上所述相应无线通信系统在所述预定区域内的频谱感知参数；
获取指示所述预定区域内所述无线通信系统的各个小区的标识的信息；
根据指示所述无线通信系统的各个小区的标识的信息来确定处于激活状态的小区与激活失败的小区是否属于同类系统；以及
在确定处于激活状态的小区与激活失败的小区属于同类系统的情况下调整所述频谱感知参数。
25.一种用于无线通信系统的基站侧的方法，包括：
向频谱管理装置发送该基站所服务的小区在预定频段上的频谱利用信息；
接收来自频谱管理装置的频谱感知参数的改变；
基于所述基站的频谱感知结果来判断所述预定频段是否可用；以及
在所述预定频段不可用的情况下判断本小区与已占用所述预定频段的小区是否属于同类系统，并且将判断的结果提供给所述频谱管理装置。
26.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行程序，当所述计算机可执行程序被处理器执行时，使得所述处理器执行根据权利要求24所述的频谱管理方法或者根据权利要求25所述的方法。
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