CN109156010B

CN109156010B - 电子设备和用于电子设备的方法

Info

Publication number: CN109156010B
Application number: CN201780030544.4A
Authority: CN
Inventors: 赵友平; 王奕腾; 郭欣; 孙晨
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2017-07-07
Publication date: 2023-04-28
Anticipated expiration: 2037-07-07
Also published as: US20210227554A1; TWI747888B; TW201804829A; US11700630B2; WO2018019113A1; EP3493620A1; US20190182844A1; US12082229B2; CN109156010A; CN107666717A; EP3493620A4; US11039450B2; US20230300869A1

Abstract

本公开提供了一种电子设备和用于电子设备的方法，该电子设备包括：处理电路，被配置为：确定处于特定区域中的次系统；以及基于次系统之间的相对干扰和次系统的服务质量需求对次系统进行分簇。

Description

电子设备和用于电子设备的方法

本申请要求于2016年7月29日提交中国专利局、申请号为201610616478.6、发明名称为“电子设备和用于电子设备的方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明的实施例总体上涉及无线通信领域，具体地涉及利用认知无线电技术的无线通信系统中的频谱资源管理，更具体地涉及一种电子设备和用于电子设备的方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，用户对高品质、高速度、新服务的服务需求越来越高。无线通讯运营商和设备商要不断改进系统以满足用户的需求。这需要大量的频谱资源来支持不断出现的新服务和满足高速通信需求，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量化。

目前，有限的频谱资源已经分配给固定的运营商和服务，新的可用频谱是非常稀少的或者是价格昂贵的。而大量的实测结果表明已分配的授权频谱的利用率普遍不高。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分配给某些服务但是却没有被充分利用的频谱资源。

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，提供了一种电子设备，包括：处理电路，被配置为：确定处于特定区域中的次系统；以及基于次系统之间的相对干扰和次系统的服务质量需求对次系统进行分簇。

根据本申请的另一个方面，提供了一种用于电子设备的方法，包括：确定处于特定区域中的次系统；以及基于次系统之间的相对干扰和次系统的服务质量需求对次系统进行分簇。

依据本发明的其它方面，还提供了用于电子设备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这些方法的计算机程序代码的计算机可读存储介质。

根据本申请的实施例的电子设备和方法通过基于次系统之间的相对于服务质量需求的相对干扰对特定区域中的次系统统一进行分簇，可以针对次系统的服务质量需求来实现服务质量保证，并且避免产生严重的同信道干扰。

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是示出了认知无线电系统的场景的一个示意图；

图2是示出了根据本申请的一个实施例的电子设备的功能模块框图；

图3示出了以4个次系统为例所构建的无向加权图的示例；

图4示出了对图3中的次系统1-4进行分簇的过程的示意图；

图5示出了分簇操作的流程图的一个具体示例；

图6是示出了根据本申请的另一个实施例的电子设备的功能模块框图；

图7是示出了根据本申请的另一个实施例的电子设备的功能模块框图；

图8示出了信息流程的一个示例；

图9示出了信息流程的另一个示例；

图10示出了仿真场景的一个示意图；

图11示出了仿真结果的曲线图；

图12示出了仿真结果的另一个曲线图；

图13示出了根据本申请的一个实施例的用于电子设备的方法的流程图；

图14示出了服务器的示意性配置的示例的框图；以及

图15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。

认知无线电系统

认知无线电(Cognitive Radio，CR)技术作为软件无线电技术的一个智能化演进，能够使非授权用户通过一定的规则动态接入授权频谱，极大地提高了实际的频谱利用率。多个具有认知功能的收发机构成认知无线电系统(Cognitive Radio System，CRS)，或称为动态频谱接入(Dynamic Spectrum Access，DSA)系统。可以认为，认知无线电系统包括主系统和次系统，其中，已被授权使用频谱的系统被称为主系统，根据一定的规则动态接入该授权频谱的非授权通信系统被称为次系统。此外，还设置称为频谱协调器(SpectrumCoordinator，SC)的功能模块来管理次系统并为其分配资源。进一步地，还可以设置管理多个频谱协调器的公共频谱协调器(P-SC)。

可替选地，次系统也可以是具有频谱使用权的系统，但是在频谱使用上具有比主系统低的优先级别，例如，运营商在部署新的基站以提供新服务的时候，已有基站以及提供的服务被作为主系统而具有频谱使用优先权。

作为一个应用实例，认知无线电系统包括广播电视系统和wifi通信系统。其中，由于广播电视频谱本身就是分配给广播电视系统使用的，因此广播电视系统是主系统，可以包括主用户基站(例如电视塔)和多个主用户(例如电视机)。wifi通信系统是次系统，分别包括次用户基站(例如wifi接入点)和次用户(例如便携式计算机)。在该认知无线电系统中，可以动态地利用数字广播电视频谱上某些没有播放节目的频道的频谱或者相邻频道的频谱，在不干扰电视信号接收的情况下，进行wifi通信。

具体地，UHF频段是划分给广播电视服务的，因此广播电视系统在该频段具有最高的优先级别，是主系统。此外，UHF中广播电视系统在某一时段、某一区域所不使用的频谱资源可以分配给其他通信系统例如上述的wifi通信系统或者移动通信系统使用。

这种主次系统共存的通讯方式要求次系统的应用对主系统的应用不造成不良影响，或者说次系统的频谱利用所造成的影响能被控制在主系统容许的范围之内。在保证对主系统的干扰在一定范围内、即不超过其干扰门限的情况下，多个次系统可以对可供次系统使用的主系统资源进行分配。

本领域的技术人员应该理解，虽然上述例举了主系统为广播电视系统的情形，但是本申请并不限于此，主系统也可以为其他具有合法频谱使用权的通信系统，例如移动通信系统，而次系统也可以为其他需要利用频谱资源进行通信的系统，比如智能抄表系统。

在本申请的实施例中，次系统为无线通信系统，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协调器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，无线通信系统还可以理解为多个用户设备形成的设备簇。

图1示出了认知无线电系统的场景的一个示意图。为了简洁，在图1中将次系统示出为收发机对。但是应该理解，这仅是示例，次系统可以为上文所述的任何无线通信系统。

图1中示出了两个频谱协调器SC₁和SC₂作为示例，SC₁和SC₂共享同一资源池，SC₁所管理的范围用左侧大圆示出，SC₂所管理的范围用右侧大圆示出，可以看出二者具有交叠的区域。此外，用实线小圆示出了SC₁所管理的次系统的示例，用虚线小圆示出了SC₂所管理的次系统的示例。在上述交叠区域中可能既存在SC₁所管理的次系统也存在SC₂所管理的次系统。如果频谱协调器各自独立地分配频谱资源，则可能出现相邻的次系统使用相同的频谱资源同时进行数据传输的情形，从而产生严重的同信道干扰，难以保证次系统的通信质量。

此外，图1中还示出了公共频谱协调器P-SC来控制两个频谱协调器SC₁和SC₂的操作。但是，这也并不是限制性的，频谱协调器SC₁和SC₂也可以受控于不同的P-SC，或者不设置P-SC。并且，管理范围相互交叠的频谱协调器的个数也不限于二，而是可以有更多。为了便于理解，在下文对本申请的实施例的描述中将以图1所示的场景作为示例，但是这并不是限制性的。

<第一实施例>

图2示出了根据本申请的一个实施例的电子设备100的功能模块框图，电子设备100包括：确定单元101，被配置为确定处于特定区域中的次系统；以及分簇单元102，被配置为基于次系统之间的相对干扰和次系统的服务质量需求对次系统进行分簇。

其中，确定单元101和分簇单元102例如可以由一个或多个处理电路实现，该处理电路例如可以实现为芯片。

这里所述的特定区域可以为任意区域，比如多个频谱协调器的交叠区域、单个频谱协调器的管理区域的一部分或全部等等。特定区域可以由确定单元102根据地理位置信息来确定。

如前所述，当多个频谱协调器的管理区域存在交叠时，处于该交叠区域中的次系统可能会由于同时使用相同的频谱资源进行数据传输而产生严重的同信道干扰。在本实施例中，电子设备100通过使用确定单元101来确定处于交叠区域中的次系统，并且通过使用分簇单元102对这些次系统统一进行分簇，可以有效地避免产生同信道干扰。

例如，确定单元101可以根据地理位置信息来确定交叠区域，进而确定交叠区域中的次系统。地理位置信息例如可以通过参考地理位置数据库来获得。

或者，多个频谱协调器之间可以交互各自的管理范围的信息，从而频谱协调器可以根据该信息确定交叠区域，并且进一步确定交叠区域中的次系统。换言之，确定单元101可以从频谱协调器获取交叠区域的信息并确定交叠区域中的次系统，或者从频谱协调器获取交叠区域中的次系统的信息。

此外，更一般地，交叠区域中的次系统还可以指的是两个频谱协调器所管理的次系统中，当分别使用相同的频谱资源同时执行数据通信时相互干扰超过预定程度的次系统的集合。该集合可以由确定单元101例如根据历史信息确定或通过估算干扰来确定。

在确定单元101确定了交叠区域中的次系统之后，分簇单元102基于次系统之间的相互干扰和次系统的服务质量需求来对这些次系统进行分簇，从而避免产生严重的同信道干扰。在本申请中，分簇指的是对次系统进行分组，以使得同一组中的次系统之间在使用相同的频谱资源同时进行通信时相互干扰较小，例如能够满足各自的服务质量需求，同时，不同的簇使用不同的频谱资源。这样，可以提高频谱资源的利用效率，同时满足各个次系统的服务质量需求。

在一个示例中，分簇单元102被配置为通过基于次系统之间相对于其服务质量需求的相对干扰程度来进行分簇。分簇单元102可以分别计算各个次系统之间的该相对干扰程度，并基于这些相对干扰程度进行分簇。在一个示例中，分簇单元102可以选择服务质量需求最高(或者优先级最高)的次系统作为簇的第一个成员；在添加簇的新成员时在满足添加后簇内各个成员的服务质量需求的条件下，选择与簇内已有成员之间的相对干扰最小的次系统。在添加簇的第一个成员时，如果存在多个服务质量需求同样高的次系统，则优先选择受到其他次系统的干扰最严重的次系统。

具体地，例如，分簇单元102可以建立由次系统构成的无向加权图，其中，无向加权图的边的权重基于上述相对干扰程度。

无向加权图可以表示为G＝(V，E，W)，其中V代表有限的次系统构成的集合，E代表次系统间的边集合，W代表所有边上权重的集合。为了便于理解，图3示出了以4个次系统为例所构建的无向加权图的示例。其中，4个次系统为顶点，分别用序号1、2、3、4来指示，连接两个顶点的为边，边上所标的w_ij为权重，下标分别为边的两个顶点的序号。

其中，权重w_ij考虑了次系统之间的相对干扰和次系统的服务质量需求两者，换言之，权重w_ij基于次系统i和j之间相对于其服务质量需求的相对干扰程度获得。

在一个示例中，服务质量可以用信干噪比(SINR)来表示。服务质量需求例如可以用SINR门限表示。在该示例中，例如权重w_ij可以如下定义：

其中，w_ij代表第i个次系统与第j个次系统间的权重；P_maxi与P_maxj分别代表第i个次系统与第j个次系统中的最大发射功率；d_ii与d_jj分别代表第i个次系统与第j个次系统中发射机与接收机间的距离；α_ii与α_jj分别代表第i个次系统与第j个次系统中发射机与接收机间的路径损耗指数；d_ij代表第j个次系统中发射机与第i个次系统中接收机间的距离；α_ij代表第j个次系统中发射机与第i个次系统中接收机间的路径损耗指数；SINR_thi与SINR_thj分别代表第i个次系统与第j个次系统中接收机的信干噪比门限；d_ji代表第i个次系统中发射机与第j个次系统中接收机间的距离；α_ji代表第i个次系统中发射机与第j个次系统中接收机间的路径损耗指数。

分簇单元102可以分别计算各个边的权重，并基于该权重进行分簇。例如，如上所述，分簇单元102可以选择服务质量需求最高的次系统作为簇的第一个成员；在添加簇的新成员时在满足添加后簇内各个成员的服务质量需求的条件下，选择与簇内已有成员之间的边的权重的和最大的次系统。

在添加簇的第一个成员时，如果存在多个服务质量需求同样高的次系统，则优先选择其所连接的所有边的权重的和最小的次系统。例如，在采用式(1)的权重的情况下，这相当于选择性能相对最差的次系统。而如上添加簇的新成员则意味着能够选择与簇内已有成员的相对干扰最小的次系统。应该理解，上述采用无向加权图的方式仅是分簇单元102的一个示例，分簇单元102还可以采用其他方式来进行分簇，这并不是限制性的。

如果在添加了一个新成员后，簇内的各个次系统无法达到其服务质量需求，则说明不能将该新成员加到该簇中。相应地，分簇单元102还可以被配置为在已有的簇的数目未达到可用信道数的情况下，如果存在无法添加到已有簇的次系统，则创建新的簇。其中，可用信道数表示资源池中能够被同时使用的频谱资源的数量。

为了便于理解，图4示出了对图3中的次系统1-4进行分簇的过程的示意图。其中，在创建一个新簇时，首先比较次系统1-4的SINR门限，假定次系统1的SINR门限最高，则将次系统1作为簇1的第一个成员，随后，计算其余次系统与次系统1之间的边的权重，对于次系统2、3、4而言，分别为权重w₁₂、w₁₃、和w₁₄。假定w₁₃最大，则选择次系统3添加到簇1，并计算此时簇内各个成员的SINR值。假定各个成员的SINR值均高于其SINR门限，表示可以将次系统3加到簇中。否则，在簇的数目不超过可用信道数的情况下，创建新的簇。

接着，按同样的方式，分别计算其余次系统(即次系统2和4)与次系统1和3之间的边的权重的和，分别为w₁₂+w₂₃和w₁₄+w₃₄。假定w₁₂+w₂₃＞w₁₄+w₃₄，因此选择次系统2添加到簇1。并且，计算此时簇内各个成员的SINR值。假定各个成员的SINR值均高于其SINR门限，表示可以将次系统2加到簇中。否则，在簇的数目不超过可用信道数的情况下，创建新的簇。

最后，尝试将次系统4加到簇1中，假定此时簇内有成员的SINR值低于其SINR门限，因此，次系统4不能加到簇1中。将次系统4从簇中移除，并且假设可用信道数大于1，因此创建新的簇来容纳次系统4。

为了更全面地描述分簇单元102的操作，图5示出了分簇操作的流程图的一个具体示例。应该理解，图5仅是说明性的，而不是限制性的，分簇单元102的操作并不限于此。

例如，在步骤A11中构建无向加权图，在步骤A12中计算无向加权图中所有的边的权重，并且为了方便还可以将权重降序排列，在步骤A13中将所有次系统放入未分簇集合中。从步骤A14开始按照参照图4所述的方法进行分簇。在步骤A14中，将簇的序号m的初始值设置为1；在步骤A15中将簇A(m)初始化为空集，并且从未分簇集合中选择SINR门限最高的次系统加到簇A(m)中，随后在步骤A16中将被加入到簇中的该次系统从未分簇集合中移除。在步骤A17中判断未分簇集合是否为空，如果为空，说明分簇结束，则进行到步骤A24，输出分簇结果。否则进行到步骤A18，从未分簇集合中选择与簇内已有成员之间的边的权重的和最大的次系统加入到簇A(m)中。在步骤A19中判断对于簇中的每个成员，是否满足其SINR要求，即SINR是否高于其门限值。如果高于门限值，说明步骤A18中加入的次系统能够被加入该簇中，处理返回到步骤A16，以继续加入簇成员的操作。否则，如果簇内有次系统的SINR值低于其门限值，说明步骤A18中加入的次系统不能被加入该簇中，则处理进行至步骤A20，从该簇中移除刚刚加入的次系统。此时由于需要创建新的簇，因此在步骤A21中将簇的序号m加1，并且在步骤A22中判断簇的数目是否等于可用信道数。如果在A22中判断为是，则说明这将是最后一个簇，因此在步骤A23中将所有未分簇的次系统加到该新簇中，并进行至步骤A24。否则，如果在A22中判断为否，则处理返回至步骤A15继续进行分簇。

注意，在步骤A19的判断中，也可以判断SINR值与SINR门限值的差是否大于某一预设值而不是0，该预设值可以根据交叠区域中次系统的数量和可用资源数量来设定。

可以看出，在以上对交叠区域中的次系统的分簇过程中，考虑了次系统间的相对干扰和次系统的服务质量需求两方面，从而在满足次系统服务质量需求的同时避免了次系统之间的严重的同信道干扰，提高频谱利用效率。

此外，应该理解，虽然以上针对交叠区域中的次系统的分簇进行了描述，但是，上述分簇方式同样可以应用于单个频谱协调器管理的次系统的分簇，这并不是限制性的。

在一个示例中，确定单元101和分簇单元102的上述操作可以响应于指示如下事件中的一个或多个的事件指示信息来执行：特定中网络拓扑发生变化，特定区域中次系统的服务质量下降。但是，事件指示信息的类型并不限于此，而是可以包括任何指示可能需要进行分簇的情形的发生的信息。或者，确定单元101和分簇单元102的上述操作也可以周期性地执行。示例性地，这些事件的发生可以由次系统检测到，并例如经由所属的频谱协调器提供给电子设备100。

<第二实施例>

图6示出了根据本申请的另一个实施例的电子设备200的功能模块框图，除了图2中所示的各个单元之外，电子设备200还包括设置单元201，被配置为针对每个簇设置服务质量裕量门限，以使得各个次系统根据服务质量裕量门限来调整其发射功率。其中，服务质量例如可以用SINR表示。

服务质量裕量门限限定了次系统的服务质量能够超出其服务质量需求的最大值。这是因为，如果次系统相对于其自身的服务质量需求具有过高的服务质量，则说明存在不必要的功率浪费，因此可以通过设置服务质量裕量门限来限制这种功率浪费，从而进一步降低次系统间的同信道干扰。

在服务质量用SINR表示的情况下，设置单元201可以根据下式来计算各个次系统的SINR，从而针对每个簇设置想要的SINR门限。

其中，SINR_i代表第i个次系统中接收机的SINR(也称为该次系统的SINR)；A代表与第i个次系统属于同一簇的其他次系统的集合；P_maxi与P_maxj分别代表第i个次系统与第j个次系统中发射机的最大发射功率；d_ii代表第i个次系统中发射机与接收机间的距离；α_ii代表第i个次系统中发射机与接收机间的路径损耗指数；d_ij代表第j个次系统中发射机与第i个次系统中接收机间的距离；α_ij代表第j个次系统中发射机与第i个次系统中接收机间的路径损耗指数；N_o代表噪声功率。可以看出，SINR裕量门限的取值主要取决于各簇的成员信息比如位置信息、最大发射功率以及SINR需求等。

同一簇可以设置相同的服务质量裕量门限，不同的簇可能设置不同的服务质量裕量门限。例如，服务质量裕量门限取值的范围为大于等于零。服务质量裕量门限的取值可有多种方式。例如，某簇的服务质量裕量门限可从该簇中各成员的大于零的服务质量裕量中，选取最小的服务质量裕量作为该簇的服务质量裕量门限。或者，为节省能量资源，也可以将各簇的服务质量裕量门限直接设为0(在SINR裕量门限的情况下，为0dB)，即不设置任何裕量。

簇中的次系统可以根据针对其所在簇设置的服务质量裕量门限来调整次系统的发射功率。功率调整的目标是使得次系统的服务质量裕量不超过所在簇的服务质量裕量门限。例如，如果某次系统的服务质量裕量大于服务质量裕量门限，则降低发射功率直到服务质量裕量等于服务质量裕量门限；反之，则维持发射功率不变。次系统在完成功率调整之后还可以将当前发射功率报告给频谱协调器。

根据该实施例的电子设备200能够通过针对各个簇设置服务质量裕量门限，进一步降低次系统间的同信道干扰。

<第三实施例>

图7示出了根据本申请的实施例的电子设备300的功能模块框图。在一个示例中，特定区域为多个频谱协调器的交叠区域。除了图2中所示的各个单元之外，电子设备300还包括收发单元301，被配置为从多个频谱协调器接收其管理的次系统的关于如下中的至少之一的信息：地理位置信息、服务质量需求、最大发射功率。如前所述，这些信息可以用于分簇、服务质量裕量门限设置等。应该理解，虽然图中未示出，但是电子设备300还可以包括第二实施例中所述的设置单元201。

在一个示例中，电子设备300可以位于对多个频谱协调器进行控制的公共频谱协调器中，或连接到该公共频谱协调器。

在该示例中，收发单元301还被配置为从频谱协调器接收指示如下事件中的一个或多个的事件指示信息：交叠区域中网络拓扑发生变化，交叠区域中次系统的服务质量下降。如前所述，这些事件的发生意味着可能发生严重的同信道干扰，因此需要对交叠区域中的次系统统一进行分簇。其中，频谱协调器从其所管理的次系统接收这些事件发生的指示，并触发向电子设备300发送事件指示信息。此外，频谱协调器还可以将事件指示信息发送给交叠区域所涉及的其他频谱协调器。

收发单元301还可以被配置为向多个频谱协调器发送分簇的结果。该分簇的结果例如包括相应频谱协调器管理的次系统的标识信息或位置信息以及所属的簇的簇标识的信息。其中，可以将簇标识与要分配给该簇标识对应的簇的频谱资源一一对应，从而使得频谱协调器可以根据簇标识来为该簇分配频谱资源。换言之，在获得簇标识后，即可获知该簇要使用的频谱资源。

在该示例中，频谱协调器之间不需要交互敏感的用户(即，次系统)信息，而仅需要将这些用户信息告知公共频谱协调器，有利于系统的私密性与安全性。相应地，公共频谱协调器也仅向频谱协调器通知该频谱协调器管理的次系统的分簇结果。

进一步地，收发单元301还被配置为分别向各个频谱协调器发送为各个簇设置的服务质量裕量门限。这样，各个频谱协调器可以向其管理的次系统发送与该次系统对应的服务质量裕量门限，以使得次系统根据该服务质量裕量门限适当地调整其发射功率。

为了便于理解，图8示出了公共频谱协调器与频谱协调器和次系统间进行信息交互的信息流程的一个示例。应该理解，该信息流程仅是为了说明的用途，而不是限制性的。其中，公共频谱协调器(P-SC)可以包括前文所述的电子设备100至300中的任意一个或者能够实现其至少一部分功能。应该理解，图8中分别示出了SC1和SC2作为P-SC所管理的频谱协调器的示例，但是这并不是限制性的，P-SC所管理的频谱协调器的数量可以有更多。

首先，假设SC1所管理的某个次系统检测到比如网络拓扑变化或服务质量下降等事件，则该次系统将向SC1发送相应的事件指示信息。SC1接收到该信息后进行事件触发并生成对应的事件指示信息，将该事件指示信息提供给P-SC和交叠区域内的其他频谱协调器。相关的频谱协调器将管理的交叠区域中的次系统的位置信息、服务质量需求、最大发射功率等告知P-SC，其中，交叠区域可以由P-SC根据全局地理位置信息确定后告知各个频谱协调器，也可以由频谱协调器通过相互交互各自的管理区域来自行确定。P-SC根据频谱协调器上报的信息进行分簇，随后将分簇的结果比如次系统的标识或位置信息和所属的簇的标识通知相关的频谱协调器。各个频谱协调器基于获得的簇信息进行频谱分配，并将分配的频谱告知次系统。

此外，可选地，P-SC还可以确定各个簇的服务质量裕量门限(比如SINR裕量门限)，并将各簇对应的服务质量裕量门限提供给频谱协调器。频谱协调器根据分簇信息和各簇对应的服务质量裕量门限信息告知各个次系统其对应的服务质量裕量门限，以使得次系统根据该服务质量裕量门限来调整其发射功率，从而使得服务质量裕量不超过服务质量裕量门限。

以上虽然描述了电子设备300位于公共频谱协调器或连接到公共频谱协调器的情形，但是在不存在公共频谱协调器的情况下，电子设备300也可以位于频谱协调器中，例如，在图8中由SC1来执行P-SC的操作，此时，在SC1和SC2之间直接交互所涉及的信息。具体地，收发单元301接收来自其他频谱协调器的关于其管理的次系统的如下中的至少之一的信息：地理位置信息、服务质量需求、最大发射功率。确定单元101基于所接收的信息以及本频谱协调器管理的次系统的相应信息来对确定处于交叠区域中的次系统，并且分簇单元102基于次系统之间的相对干扰和次系统的服务质量需求来进行分簇。在分簇完成后，收发单元301将分簇的结果发送给相应的频谱协调器。此外，还可以类似地由设置单元201执行设置各簇的服务质量裕量门限的操作。相关的细节在前文中已经详细描述，在此不再重复。

此外，在实际网络中，多个频谱协调器还可能由不同的公共频谱协调器管理，并且各个公共频谱协调器在管辖区内部各自进行分簇，而不统一分簇。为避免该情况下交叠区域中次系统间的同信道干扰，需公共频谱协调器间交互处于其交叠区域中次系统的相关信息。这里所述的交叠区域为两个公共频谱协调器的管理范围的交叠区域，该交叠区域可以由公共频谱协调器通过交互管理范围的信息，来根据地理位置信息确定，其中，公共频谱协调器例如可以通过广播的方式彼此告知自己的管理范围。

相应地，收发单元301还被配置为从多个频谱协调器接收其管理的处于与其他公共频谱协调器的交叠区域中的次系统的发射功率，并且与其他公共频谱协调器交互分簇的结果和发射功率，以避免同信道干扰。

例如，公共频谱协调器1完成分簇，并将分簇的结果和相关的发射功率提供给公共频谱协调器2，公共频谱协调器2在进行分簇后基于公共频谱协调器1提供的上述信息进行频谱分配，以避免严重的同信道干扰。例如，若公共频谱协调器2中某簇与公共频谱协调器1中某簇的簇间干扰导致不能满足次系统的服务质量需求，则公共频谱协调器2中该簇需采用与公共频谱协调器1中的对应簇不同的频谱。然后，公共频谱协调器2将这些信息提供给相应的频谱协调器，并且还可以将管理区域内处于交叠区域的用户的分簇结果信息(比如，包括次系统的标识信息或位置信息、所属簇的标识)和发射功率等告知公共频谱协调器1。

为了便于理解，图9示出了公共频谱协调器间进行协作的信息流程的一个示例。应该理解，这些信息流程仅是为了说明的用途，而不是限制性的。其中，公共频谱协调器(P-SC)可以包括前文所述的电子设备100至300中的任意一个或者能够实现其至少一部分功能。应该理解，图9中分别示出了SC1和SC2作为P-SC 1和P-SC 2所管理的频谱协调器的示例，但是实际上P-SC 1和P-SC 2所管理的频谱协调器可能有多个。并且，相互协作的公共频谱协调器的数目也不限于图中所示的两个。

如图9所示，SC1向其对应的公共频谱协调器P-SC 1提供关于其管理的次系统的地理位置信息、服务质量需求(比如SINR门限)和最大发射功率等的信息，P-SC 1基于这些信息对处于多个频谱协调器的交叠区域中的次系统进行分簇。在完成分簇后，P-SC 1将处于P-SC 1和P-SC2的交叠区域中的次系统的相关分簇信息和发射功率提供给P-SC 2。P-SC 2在基于所接收的其管理的次系统的地理位置信息、服务质量需求(比如SINR门限)和最大发射功率等的信息进行分簇时，还需要将P-SC 1提供的上述信息考虑在内，以避免二者的交叠区域中的次系统之间产生严重的同信道干扰。最后，P-SC2将分簇的结果提供给其管理的次系统，同时将处于交叠区域中的次系统的相关分簇信息和发射功率提供给P-SC 1。注意，这里P-SC 1和P-SC 2之间所交互的次系统的发射功率可以默认为最大发射功率，也可以为根据SINR裕量门限进行功率调整之后的发射功率。在后一种情况下，如前所述，需要由次系统向所属的频谱协调器上报调整后的发射功率的信息，并且由频谱协调器上报给对应的公共频谱协调器。

在另一个示例中，电子设备300可以位于频谱协调器中，或连接到该频谱协调器。

在该示例中，特定区域为一个频谱协调器的至少部分管理区域，收发单元301可以被配置为接收所述频谱协调器管理的次系统的关于如下中的至少之一的信息：地理位置信息、服务质量需求、最大发射功率。相应地，在第一实施例和第二实施例中所述的用于分簇的技术和功率调整的技术仍然适用，在此不再重复。

例如，电子设备300还可以被配置为基于分簇的结果以簇为单位进行频谱资源分配。如前所述，在簇标识与频谱资源一一对应的情况下，可以按照簇的序号来进行频谱资源分配。

此外，收发单元301还可以被配置为向次系统发送服务质量裕量门限，以使得各个次系统根据服务质量裕量门限来调整其发射功率。

下面通过一个仿真示例来示出本申请的分簇技术和功率调整技术所带来的系统性能的提升。图10示出了仿真场景的示意图。其中，多个次系统共享同一频谱池，在交叠区域中的次系统受控于不同的频谱协调器。在给定的时间间隔内，每个次系统里仅有一对用户在通信。发射机处于次系统的中心，接收机处于次系统边缘，不同发射机随机均匀分布在100米×100米区域内。每个次系统的服务半径为20米，仅考虑大尺度路径损耗。

仿真参数设置如下：次系统数量N_p为12，可用信道数为N_c为3，接收机处的噪声系数(NF)为5dB，12个次系统的SINR门限(SINR_th)以1dB为间隔依次为9dB至20dB，前6个次系统的最大发射功率(P_max1)为3dBm，后六个次系统的最大发射功率(P_max2)为0dBm，各个次系统内的发射机与接收机间的路径损耗指数为2.5，第j个次系统的发射机与第i个次系统的接收机间的路径损耗指数为3.5，各个簇的SINR裕量门限(ΔC_i)均为0dB。

在仿真中，改变12个次系统的位置，进行了10000次循环仿真。比较了如下四种方法的性能：1)传统的顺序染色法；2)按照第一实施例中所述的方式，但是在基于无向加权图分簇时，所计算的边的权重不考虑SINR门限，即权重为

各个符号的定义与式(1)中相同；3)按照第一实施例中所述的方式；以及4)按照第二实施例中所述的方式，即还进行功率调整。

采用上述四种方式所获得的满足全部次系统服务质量需求的概率分别为82％、84％、95％和96％。可以看出，本申请的技术能够更好地保障次系统的服务质量，且增大满足服务质量需求的次系统数目及满足全部用户服务质量需求的概率。

图11示出了作为示例的次系统1的SINR的累积分布函数的示意图，其中，方式1)和2)不能满足次系统服务质量需求的概率均为6％，而方式3)和4)不能满足次系统服务质量需求的概率为0％。因此，可以看出，本申请的权重计算方式能够更好地满足不同次系统的不同SINR需求。

图12示出了交叠区域的和干扰的累积分布图，其中，和干扰表示所有簇的簇内次系统间干扰的加和，数学表达式如下：

其中，C_m代表第m个簇；Nc代表簇的总数(等于可用信道数)；P_j代表第j个次系统中发射机的发射功率；d_ij代表第j个次系统中发射机与第i个次系统中接收机间的距离；α_ij代表第j个次系统中发射机与第i个次系统中接收机间的路径损耗指数。由图12可知，本申请的权重计算方式能够减少系统和干扰，同时在进行功率调整后能够进一步减少系统和干扰。

<第四实施例>

在上文的实施方式中描述电子设备的过程中，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用于电子设备的过程中公开，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，电子设备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电子设备的硬件和/或固件。

图13示出了根据本申请的一个实施例的用于电子设备的方法的流程图，该方法包括：确定处于特定区域中的次系统(S11)；以及基于次系统之间的相对干扰和次系统的服务质量需求对次系统进行分簇(S12)。

此外，在一个示例中，特定区域为多个频谱协调器的交叠区域，如图中的虚线框所示，上述方法还可以包括：接收频谱协调器所管理的次系统的关于如下中的至少之一的信息：地理位置信息、服务质量需求、最大发射功率(S10)；以及向频谱协调器发送分簇的结果(S13)。

其中，服务质量可以用信干噪比来表示。分簇的结果可以包括相应频谱协调器管理的次系统的标识信息以及所属的簇的簇标识的信息。

在步骤S10中接收上述信息之前，还可以接收指示如下事件中的一个或多个的事件指示信息：交叠区域中网络拓扑发生变化，交叠区域中次系统的服务质量下降。并且，步骤S11和S12中的处理是响应于该事件指示信息来执行的。

在一个示例中，在步骤S11中可以根据地理位置信息来确定特定区域。在步骤S12中，可以基于次系统之间相对于其服务质量需求的相对干扰程度来进行分簇。具体地，例如可以建立由次系统构成的无向加权图，其中，无向加权图的边的权重基于上述相对干扰程度。

例如，可以如下进行分簇：选择服务质量需求最高的次系统作为簇的第一个成员；在添加簇的新成员时在满足添加后簇内各个成员的服务质量需求的条件下，选择与簇内已有成员之间相对干扰最小的次系统。在已有的簇的数目未达到可用信道数的情况下，如果存在无法添加到已有簇的次系统，则创建新的簇。

此外，如图中的虚线框所示，上述方法还可以包括步骤S14：针对每个簇设置服务质量裕量门限，以使得各个次系统根据服务质量裕量门限来调整其发射功率。并且，在步骤S15中，可以分别向各个频谱协调器发送为各个簇设置的服务质量裕量门限。

图中虽然未示出，在多个频谱协调器由多个公共频谱协调器控制的情况下，上述方法还包括：从多个频谱协调器接收其管理的处于与其他公共频谱协调器的交叠区域中的次系统的发射功率，并且与其他公共频谱协调器交互分簇的结果和所述发射功率，以避免同信道干扰。

此外，在上述方法中，特定区域也可以是一个频谱协调器的至少部分管理区域，在步骤S10中也可以接收该频谱协调器管理的次系统的关于如下中的至少之一的信息：地理位置信息、服务质量需求、最大发射功率。并且在分簇之后基于分簇的结果以簇为单位进行频谱资源分配，例如，按照簇的序号进行频谱资源分配。在步骤S15中，可以向次系统发送服务质量裕量门限，以使得各个次系统根据服务质量裕量门限来调整其发射功率。

注意，上述各个方法可以结合或单独使用，其细节在第一至第三实施例中已经进行了详细描述，在此不再重复。

综上所述，根据本申请的电子设备和方法能够实现如下效果中的一个或多个：显著增加交叠区域中满足服务质量需求的次系统的数目；基于不同次系统的不同服务质量需求保障不同的服务质量；有效降低交叠区域中的次系统间的同信道干扰；避免在频谱协调器间交互敏感信息，提升系统的隐私性、保密性和安全性；减少信令交互开销。

<应用示例>

本公开内容的技术能够应用于各种产品。例如，电子设备100至300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。电子设备100至300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，以上提到的次系统中的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，次系统中的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)。

[关于电子设备的应用示例]

图14是示出可以应用本公开内容的技术的服务器700的示意性配置的示例的框图。服务器700包括处理器701、存储器702、存储装置703、网络接口704以及总线706。

处理器701可以为例如中央处理单元(CPU)或数字信号处理器(DSP)，并且控制服务器700的功能。存储器702包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)，并且存储数据和由处理器701执行的程序。存储装置703可以包括存储介质，诸如半导体存储器和硬盘。

网络接口704为用于将服务器700连接到有线通信网络705的有线通信接口。有线通信网络705可以为诸如演进分组核心网(EPC)的核心网或者诸如因特网的分组数据网络(PDN)。

总线706将处理器701、存储器702、存储装置703和网络接口704彼此连接。总线706可以包括各自具有不同速度的两个或更多个总线(诸如高速总线和低速总线)。

在图14所示的服务器700中，参照图2、图6和图7描述的确定单元101、分簇单元102和设置单元201等可以由处理器701实现。例如，处理器701可以通过执行确定单元101、分簇单元102和设置单元201的操作而执行本申请的分簇操作和服务质量裕量门限设置操作。

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。

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15所示的通用计算机1500)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15中，中央处理单元(CPU)1501根据只读存储器(ROM)1502中存储的程序或从存储部分1508加载到随机存取存储器(RAM)1503的程序执行各种处理。在RAM 1503中，也根据需要存储当CPU 1501执行各种处理等等时所需的数据。CPU 1501、ROM 1502和RAM 1503经由总线1504彼此连接。输入/输出接口1505也连接到总线1504。

下述部件连接到输入/输出接口1505：输入部分1506(包括键盘、鼠标等等)、输出部分1507(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1508(包括硬盘等)、通信部分1509(包括网络接口卡比如LAN卡、调制解调器等)。通信部分1509经由网络比如因特网执行通信处理。根据需要，驱动器1510也可连接到输入/输出接口1505。可移除介质1511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1510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1508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1511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15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1511。可移除介质1511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 1502、存储部分1508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

1.一种电子设备，包括：

处理电路，被配置为：

确定处于特定区域中的次系统，所述次系统为动态接入主系统的授权频谱的非授权通信系统，或者所述次系统为频谱使用优先级低于所述主系统的授权通信系统；以及

基于所述次系统之间的相对干扰和所述次系统的服务质量需求对所述次系统进行分簇，

其中，所述处理电路被配置为基于次系统之间相对于其服务质量需求的相对干扰程度来进行分簇，以及

其中，所述处理电路被配置为如下进行分簇：选择服务质量需求最高的次系统作为簇的第一个成员；在添加簇的新成员时在满足添加后簇内各个成员的服务质量需求的条件下，选择与簇内已有成员之间的相对干扰最小的次系统。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路被配置为建立由所述次系统构成的无向加权图，其中，所述无向加权图的边的权重基于所述相对干扰程度。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为在已有的簇的数目未达到可用信道数的情况下，如果存在无法添加到已有簇的次系统，则创建新的簇。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为针对每个簇设置服务质量裕量门限，以使得各个次系统根据所述服务质量裕量门限来调整其发射功率。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述服务质量用信干噪比表示。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路被配置为响应于指示如下事件中的一个或多个的事件指示信息来执行处理：所述特定区域中网络拓扑发生变化，所述特定区域中次系统的服务质量下降。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为根据地理位置信息来确定所述特定区域。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述特定区域为多个频谱协调器的交叠区域，所述电子设备还包括：

收发单元，被配置为从所述多个频谱协调器接收其管理的所述次系统的关于如下中的至少之一的信息：地理位置信息、服务质量需求、最大发射功率。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述收发单元还被配置为向所述多个频谱协调器发送分簇的结果。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述分簇的结果包括相应频谱协调器管理的次系统的标识信息以及所属的簇的簇标识的信息。

11.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述收发单元还被配置为分别向各个频谱协调器发送为各个簇设置的服务质量裕量门限。

12.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述收发单元还被配置为从频谱协调器接收指示如下事件中的一个或多个的事件指示信息：交叠区域中网络拓扑发生变化，交叠区域中次系统的服务质量下降。

13.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述收发单元还被配置为从所述多个频谱协调器接收其管理的处于与其他公共频谱协调器的交叠区域中的次系统的发射功率，并且与其他公共频谱协调器交互分簇的结果和所述发射功率，以避免同信道干扰。

14.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述特定区域为一个频谱协调器的至少部分管理区域，所述电子设备还包括：

收发单元，被配置为接收所述一个频谱协调器管理的所述次系统的关于如下中的至少之一的信息：地理位置信息、服务质量需求、最大发射功率。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为基于所述分簇的结果以簇为单位进行频谱资源分配。

16.根据权利要求15所述的电子设备，其中，所述处理电路还被配置为按照簇的序号来进行频谱资源分配。

17.根据权利要求14所述的电子设备，其中，所述收发单元还被配置为向所述次系统发送服务质量裕量门限，以使得各个次系统根据所述服务质量裕量门限来调整其发射功率。

18.一种用于电子设备的方法，包括：

其中，基于次系统之间相对于其服务质量需求的相对干扰程度来进行分簇，以及

所述分簇包括：选择服务质量需求最高的次系统作为簇的第一个成员；在添加簇的新成员时在满足添加后簇内各个成员的服务质量需求的条件下，选择与簇内已有成员之间的相对干扰最小的次系统。

19.一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18所述的方法。