CN111656832B

CN111656832B - 用于跨多个实体的准许可无线频谱的分配及协调的方法及设备

Info

Publication number: CN111656832B
Application number: CN201980008433.2A
Authority: CN
Inventors: U·A·卡基纳达; H·哈米美
Original assignee: Franchised Communication Operation Co
Current assignee: Franchised Communication Operation Co
Priority date: 2018-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2023-07-04
Anticipated expiration: 2039-01-15
Also published as: US11778480B2; JP2021510973A; JP7089035B2; US20200059795A1; CN111656832A; EP3741168A1; US20220167177A1; US20240022914A1; EP3741168A4; WO2019140461A1; US20190223025A1; US10405192B2; US11190948B2; CA3087484A1

Abstract

在规定的覆盖范围或工作区域内的两个或更多个实体当中提供准许可频谱分配的方法及设备。在一个实施例中，所述准许可频谱利用在两个或更多个联邦或商业SAS(频谱接入系统)之间分配的3.5GHz CBRS(公民宽带无线电服务)频谱，以供各种服务提供商实体使用，例如包含一或多个无线接入节点(例如，CBSD)的管理内容传送网络。在一个变体中，两个或更多个SAS实体中的每一者关于可用GAA频谱针对其自身及其它参与SAS实体产生所提议分配，并且使用动态迭代过程协调及压缩所述提议之间的差异以收敛于适合所述可用GAA频谱及在所述参与SAS实体之间公正地分发所述频谱的最终分配。

Description

用于跨多个实体的准许可无线频谱的分配及协调的方法及设备

优先权及相关申请案

本申请主张在2018年2月22日申请的具有相同标题的共同拥有、共同待决的序列号为15/902,833的美国专利申请案的优先权，所述申请案主张在2018年1月15日申请的且标题为“用于准许可无线频谱的分配及协调的方法及设备(METHODS AND APPARATUS FORALLOCATION AND RECONCILIATION OF QUASI-LICENSED WIRELESS SPECTRUM)”的序列号为62/617,549的美国临时专利申请案及在2018年1月16日申请的且标题为“用于跨多个实体的准许可无线频谱的分配及协调的方法及设备(METHODS AND APPARATUS FOR ALLOCATIONAND RECONCILIATION OF QUASI-LICENSED WIRELESS SPECTRUM ACROSS MULTIPLEENTITIES)”的序列号为62/617,976的美国临时申请案的优先权，前述申请案中的每一者的全部内容以引用的方式并入本文中。

本申请还涉及在2017年8月15日申请的且标题为“用于动态控制及利用准许可无线频谱的方法及设备(METHODS AND APPARATUS FOR DYNAMIC CONTROL AND UTILIZATIONOF QUASI-LICENSED WIRELESS SPECTRUM)”的共同拥有及共同待决的序列号为15/677,940的美国专利申请案，以及在2017年10月16日申请的且标题为“用于协同利用准许可无线频谱的方法及设备(METHODS AND APPARATUS FOR COORDINATED UTILIZATION OF QUASI-LICENSED WIRELESS SPECTRUM)”的序列号为15/785,283的美国专利申请案，以及在2017年11月15日申请的且标题为“用于利用针对IOT(物联网)服务的准许可无线频谱的方法及设备(METHODS AND APPARATUS FOR UTILIZATION OF QUASI-LICENSED WIRELESS SPECTRUMFOR IOT(INTERNET-OF-THINGS)SERVICES)”的序列号为15/814,133的美国专利申请案，前述申请案中的每一者的全部内容以引用的方式并入本文中。

版权

技术领域

本发明大体上涉及无线网络领域，并且具体来说，在一或多个示范性实施例中，涉及用于动态地控制及优化准许可无线电频率谱的利用的方法及设备，例如(举例来说)经由公民宽带无线电服务(CBRS)技术提供连接性的那些方法及设备。

背景技术

多种无线联网技术，也称为无线电接入技术(“RAT”)，向用户装置提供针对基于无线电的通信网络的基础连接途径。此类RAT通常利用许可无线电频率谱(即，FCC根据《委员会规则》的章节2.106编纂的《频率分配表》分配的频谱)。在美国，无线电频谱的监管责任在美国联邦通信委员会(FCC)及国家电信及信息管理局(NTIA)之间划分。FCC是独立监管机构，管理非联邦使用的频谱(即，州、地方政府、商业、私人内部业务及个人使用)，且NTIA是美国商务部的运营部门，管理联邦使用的频谱(例如，由陆军、FAA及FBI使用)。目前仅分配9kHz与275GHz之间的频段(即，经指定在指定条件下供一或多个地面或太空无线电通信服务或射电天文服务使用)。举例来说，典型蜂窝服务提供商可能将频谱用于所谓的“3G”(第三代)及“4G”(第四代)无线通信，如下文表1中所展示：

表1

替代地，可利用未许可频谱，例如在所谓的ISM频带内的频谱。ISM频带由ITU《无线电法规》(第5条)在《无线电法规》的脚注5.138、5.150及5.280中定义。在美国，ISM频带的使用受联邦通信委员会(FCC)规则的第18部分的管制，而第15部分含有针对未许可通信装置(甚至是共享ISM频率的通信装置)的规则。下文表2展示典型的ISM频率分配：

表2

ISM频带还与(非ISM)免许可证通信应用共享，例如915MHz及2.450GHz频带中的无线传感器网络，以及915MHz、2.450GHz及5.800GHz频带的无线LAN及无绳电话。

另外，5GHz频带已经分配用于由例如WLAN装备使用，如表3中展示：

表3

用户客户端装置(例如，智能电话、平板计算机、平板手机、膝上型计算机、智能手表或其它启用无线功能的装置，移动或其它)通常都支持多个RAT，其使所述装置能够彼此连接或连接到网络(例如因特网、内联网或外联网)，通常包含与许可频谱及未许可频谱两者相关联的RAT。特定来说，通过利用联网硬件(例如无线接入点(“WAP”或“AP”)、小型小区、微型小区或蜂窝塔，其由服务提供商网络(例如，有线电视网络)的后端或回程部分服务)的无线技术使客户端装置对其它网络的无线接入成为可能。用户通常可在“热点”、物理位置处接入网络，在所述物理位置处，用户可通过连接到在无线范围内的调制解调器、路由器、AP等来获得接入。

CBRS-

在2016年，FCC提供3550-3700MHz(3.5GHz)频带中的公民宽带无线电服务(CBRS)频谱，使150MHz的频谱可用于移动宽带及其它商业用户。FCC也可出于这些目的分配额外频谱(例如在3.10到4.2GHz频带内)。CBRS的独特之处在于，其无需昂贵的拍卖就可提供相对大量的频谱(频率带宽)，并且无需与特定运营商或服务提供商联系。

此外，基于包含国防部(DoD)及固定卫星服务的现有“现任”系统，CBRS频谱适合于政府利益与商业利益之间的共享使用。具体来说，关于当前识别的频谱，使用针对3.5GHz的三层接入框架；即，(i)现任接入层102，(ii)优先接入层104及(iii)通用授权接入层106，参见图1。通过一或多个动态联邦频谱接入系统(FSAS)202来协调三个层，如图2及附录I中所展示(包含例如其中的频带48)。

现任接入(现有DOD及卫星)用户102包含当前在图1中所展示的3.5GHz频带中操作的授权的联邦及祖父级固定卫星服务(FSS)用户。这些用户将受到保护而免受优先接入许可(PAL)及通用授权接入(GAA)用户的有害干扰。由环境感测能力(ESC)运营商操作的传感器网络确保利用频谱的现任及其它者免受干扰。

优先接入层104(包含通过拍卖过程获取频谱长达三年)由优先接入许可(PAL)组成，优先接入许可将使用竞争性出价在例如频带的3550到3650MHz部分内指派。每一PAL经定义为不可更新的授权，以在单个普查区中使用10MHz信道三年。在任何给定普查区中可指派多达到七(7)个总PAL，其中多达四个PAL去往任何单个申请人。在首次拍卖期间，申请人可在任何给定许可区域中获取多达两个连续的PAL条款。

通用授权接入层106(用于具有授权3.5GHz装置的任何用户)是按规则许可的，以允许尽可能广泛的潜在用户群组对频带进行开放、灵活接入。通用授权接入用户被允许使用3550-3700MHz频带中未指派到更高层用户的任何部分，并且还可在未使用的优先接入信道上进行机会性操作。参见图2a。

共享图1的架构的FCC的三层频谱利用由PCAST及NTIA识别的“快速通道”频带(3550到3700MHz)，而第2层及第3层则受新的公民宽带无线电服务(CBRS)监管。CBSD(公民宽带无线电服务装置-实际上是无线接入点)206(图2)只能在集中式频谱接入系统(SAS)202的授权下操作。规则针对小型小区使用进行优化，但也可适应点到点及点到多点，特别是在农村地区。

在FCC系统下，标准FSAS 202包含以下要素：(1)CBSD注册；(2)干扰分析；(3)现任保护；(4)PAL许可验证；(5)CBSD信道指派；(6)CBSD电力限制；(7)PAL保护；及(8)FSAS到FSAS协同。如在图2中所展示，这些功能尤其通过经配置以检测由现任的使用的现任检测(即，环境感测)功能207，以及经配置以向现任通知由另一用户的使用何时发生的现任信息功能209。还提供FCC数据库211，例如用于PAL许可验证、CBSD注册及其它功能。

在FCC架构中还提供任选的域代理(DP)208。每一DP 208包含：(1)包含安全性的SAS接口GW；(2)CBSD 206与域命令之间的指令转译；(3)批量CBSD指令处理；及(4)向FSAS报告的干扰贡献。

域经定义为需要经分组以进行管理的CBSD 206的任何集合；例如：大型企业、场所、体育馆、火车站。域在范围上可能更大/更广，例如(举例来说)地面运营商网络。此外，域可使用或可不使用专用寻址。域代理(DP)208可将控制信息流聚合到未展示的商业SAS(CSAS)，并产生性能报告、信道请求、心跳等。

CBSD 206通常可分类为A类或B类。A类CBSD具有30dBm(1瓦特)/10MHz的等效全向辐射电力或EIRP，固定的室内或室外位置(如果在户外，那么天线长度<6m)。B类CBSD具有47dBm EIRP(50瓦特)/10MHz，并且仅具有固定的室外位置。需要专业安装B类CBSD，并且天线长度必须小于6m。所有CBSD的垂直定位准确性要求为+/-3m。终端(即，类似于UE的用户装置)具有23dBm EIRP(0.2瓦特)/10MHz要求，并且允许终端的移动性。

在频谱接入方面，CBRS利用时分双工(TDD)多址架构。

公平且公正频谱分配的未解决的问题-

现存CBRS架构尽管从减少频谱争用的角度来看很有希望，但目前缺乏网络内及网络外的协同及集成，也缺乏用于例如可能为给定区或操作区域的部分的各种SAS当中的公平、公正及有效的GAA频谱分配的任何框架的实施方案(尤其在其中两个或更多个SAS由彼此可能不具有任何其它SAS间通信的不同/全异实体控制的情况下)。FCC当前没有针对CBRSGAA频谱强制要求任何分配机制。

公平且公正频谱分配对于那些利用频谱的人可为至关重要的，特别是出于商业目的。如果不断“挤掉”带宽/频谱分配，特别是如果服务提供商没有任何可用许可频谱(例如，用于蜂窝数据服务，例如LTE/LTE-A)，那么用户对降低的可用性/缓慢数据服务的感知可能会对任何给定服务提供商的服务继续使用及利润产生负面影响。换句话说，由于例如有线或地面MSO的服务提供商几乎没有或没有可用的许可频谱，因此例行地及稳健地接入例如CBRS GAA的未许可频谱的能力变得尤为关键，尤其是在漫游用户或订户的背景下(例如，MSO订户从其正常服务位置漫游，且因此必须接入不同于在其被服务的前提下正常可接入的通信形态(例如DOCSIS有线电视调制解调器、Wi-Fi AP等)的通信形态。

发明内容

本发明尤其通过提供用于提供跨服务于不同CBSD的多个SAS(包含跨数个不同网络、网络运营商及其相关联基础设施)的无线频谱分配及协调的方法及设备来解决前述需求。

一方面，揭示一种用于提供无线频谱分配的方法。在一个实施例中，被分配的无线频谱包括具有GAA部分的CBRS频带频谱，并且所述方法包含在与公共区或区域相关联的多个SAS实体之间传达数据。

在一个变体中，数据的通信包含传达在SAS实体之间的所提议GAA频谱分配，以及根据共同同意的协议来调和分配。

另一方面，揭示一种用于提供可用未许可或准许可无线频谱到多个无线网络基础设施的分配的方法。在一个实施例中，所述方法包含：(i)在第一参与实体处获得与所述多个无线网络基础设施中的一者相关的数据；(ii)经由所述第一参与实体产生(a)指示针对所述一个无线网络基础设施的所提议分配的数据；及(b)指示针对与第二参与实体相关联的无线网络基础设施的所提议分配的数据；(iii)向所述第二参与实体提供指示针对所述一个无线网络基础设施的所述所提议分配的所述数据，及指示针对与第二参与实体相关联的无线网络基础设施的所述所提议分配的所述数据；(iv)从所述第二参与实体接收：(c)由所述第二参与实体产生的指示针对所述一个无线网络基础设施的所提议分配的数据；及(d)由所述第二参与实体产生的指示针对与所述第二参与实体相关联的无线网络基础设施的所提议分配的数据；(v)至少基于(a)指示针对所述一个无线网络基础设施的所述所提议分配的所述数据，(b)指示针对与第二参与实体相关联的无线网络基础设施的所述所提议分配的所述数据，(c)由所述第二参与实体产生的指示针对所述一个无线网络基础设施的所提议分配的所述数据，及(d)由所述第二参与实体产生的指示针对与所述第二参与实体相关联的无线网络基础设施的所提议分配的所述数据，计算至少一个更新度量；(vi)关于所述至少一个更新度量更新动态分配算法；及(vii)执行所述步骤(ii)到(vi)的后续迭代，直到所述动态分配算法收敛于最终分配为止，所述最终分配包括小于或等于所述可用无线频谱的无线频谱的分配。

在一个变体中，被分配的无线频谱包含3.550到3.700GHz频带(例如，频带48)内的GAA CBRS频谱，并且所述第一参与实体包含服务于所述一个无线网络基础设施的SAS实体。

在一个实施方案中，所述一个无线网络基础设施包含多个CBSD，并且与所述多个无线网络基础设施中的一者相关的所获得数据包含与所述CBSD相关的数据。

在另一变体中，所述未许可或准许可频谱的所述分配包含：将数据传输到域代理(DP)，所述DP经配置以将所述数据的至少一部分传达到频谱接入系统(SAS)以获得到公民宽带无线电服务(CBRS)频带的接入；从所述DP接收指示CBRS频带分配的数据；以及分配所述CBRS频带分配的至少一部分以由与RAN的接入点通信的至少一个移动客户端装置使用。

在本发明的另一方面，揭示一种方法，借此一或多个SAS实体可基于每SAS来协调频谱分配，包含在一个实施方案中，每一SAS都无法看到另一SAS的特定内部(被服务)基础设施或其元件。

在本发明的另一方面，揭示一种方法，借此一或多个SAS实体可基于CBSD来协调频谱分配，而无论是独立地还是结合上文的基于每SAS的分配。

在本发明的另一方面，揭示用于在第一网络内使用的网络设备。在一个实施例中，所述网络设备经配置以产生在准许可频段内的频谱的所提议分配以支持区范围的频谱分配，并且包含：数字处理器设备；网络接口设备，其与所述数字处理器设备进行数据通信，并且经配置以与所述第二网络的一或多个计算机化实体进行数据交流；及存储设备，其与所述数字处理器设备进行数据通信，并且包括至少一个计算机程序。

在本发明的额外方面，描述计算机可读设备。在一实施例中，所述设备包含经配置以存储一或多个计算机程序的存储媒体。在一个实施例中，所述设备包含在例如MSO控制器、DP或SAS实体的计算机化控制器装置上的程序存储器或HDD或SDD。在另一个实施例中，所述设备包含计算机化接入节点(例如，CBSD)上的程序存储器、HDD或SSD。

在另一方面，揭示一种用于在多个运营商当中分配未许可或准许可频谱的系统架构。

在另一方面，揭示一种算法引擎。在一个实施例中，所述引擎包括多个计算机可执行指令，所述指令经配置以在执行时实施公平且公正分配例程(FEAR)以支持跨操作区(包含跨多个网络运营商及SAS实体)的频谱分配。

在另一方面，揭示配置用于无线频谱分配的计算机化设备。在一个实施例中，所述计算机化设备包含：数字处理器设备；至少一个数据接口，其与所述数字处理器设备进行数据通信；及计算机化逻辑，其与所述数字处理器设备进行数据通信，所述计算机化逻辑经配置以在执行时致使根据所述计算机化逻辑的收敛算法，经由迭代将可用无线频谱分配到多个无线网络基础设施，所述收敛算法经配置以利用由所述多个无线网络基础设施中的相应者产生的多个所提议分配。

当依据本文提供的揭示内容考虑时，这些及其它方面将变得显而易见。

附图说明

图1是现有技术CBRS(公民宽带无线电服务)用户及其与在3.550到3.700GHz频带中的分配频率谱的关系的图形说明。

图2是说明现有技术的CBRS系统的一般架构的框图。

图2a是在图2的频段内针对PAL对GAA用户的分配的图形表示。

图3a是说明可与本发明的各个方面配合使用的示范性混合光纤网络配置的功能框图。

图3b是结合本文描述的各种原理使用的示范性分组内容网络架构的功能框图。

图4a是可用于本发明的各个方面的准许可无线网络基础设施的第一示范性实施例的功能框图。

图4b是根据本发明的一个实施例的跨多个SAS实体及在规定服务区内的NO的GAA频谱分配的图形表示。

图4b-1是可与本发明的各个方面配合使用的准许可无线网络架构的第一示范性实施例的功能框图，其包含运营商域及SAS供应商域。

图4b-2是可与本发明的各个方面配合使用的准许可无线网络架构的第二示范性实施例的功能框图，其包含运营商域及SAS供应商域。

图4c是重叠CBSD服务覆盖场景的图形表示，其中可选择性地应用频率重新使用。

图5是根据本发明的用于向多个实体提供准许可频带频谱(例如，CBRS GAA)分配的示范性通用方法的逻辑流程图。

图5a是根据本发明的用于公平且公正分配例程(FEAR)处理的方法的示范性实施方案的逻辑流程图；例如，在图5的方法内。

图5a-1是用于在图5a的方法的公平且公正分配例程(FEAR)处理下协调处理的方法的一种示范性实施方案的逻辑流程图。

图5a-2是用于在图5a的方法的公平且公正分配例程(FEAR)处理下协调处理的方法的另一示范性实施方案的逻辑流程图。

图6是说明根据本发明的方法的用于建立准许可频带频谱分配的通信流的示范性实施例的梯形图。

图6a以图形方式说明根据本发明的一个实施方案的通过与服务区域相关联的每一参与SAS实体及其组成网络运营商或NO对其自身及其它参与SAS实体(及其NO)的频谱分配的计算。

图7a是说明可与本发明的各个实施例配合使用的MSO CBRS控制器设备及内部(MSO域)FEAR引擎的第一示范性实施例的功能框图。

图7b是说明可与本发明的各个实施例配合使用的与外部FEAR引擎进行通信的MSOCBRS控制器设备的第二示范性实施例的功能框图。

图7c是说明MSO CBRS控制器设备的第三示范性实施例的功能框图，其中NO(例如，MSO)的CBSD直接与外部FEAR引擎进行通信。

所有数字

具体实施方案

现在参考图式，其中相似数字始终指代相似部分。

如本文所使用，术语“接入节点”大体上且不限于指代使得能够在用户或客户端装置与网络内的另一实体(例如(举例来说)，CBRS CBSD、Wi-Fi AP或启用Wi-Fi-Direct的客户端或充当群组所有者(GO)的其它装置)之间进行通信的网络节点。

如本文所使用，术语“应用程序”(或“app”)大体上且不限于指代实施某一功能性或主题的可执行软件单元。应用程序的主题跨任何数目个学科及功能(例如按需内容管理、电子商务交易、经纪交易、家庭娱乐、计算器等)变化广泛，并且一个应用程序可能具有一个以上主题。可执行软件单元通常在预定的环境中运行；举例来说，所述单元可包含在JavaTV^TM环境内运行的可下载Java Xlet^TM。

如本文所使用，术语“客户端装置”或“用户装置”或“UE”包含(但不限于)机顶盒(例如，DSTB)、网关、调制解调器、个人计算机(PC)及小型计算机，无论是桌上型计算机、膝上型计算机还是其它，以及移动装置，例如手持计算机、PDA、个人媒体装置(PMD)、平板计算机、“平板手机”、智能电话及交通工具信息娱乐系统或其部分。

如本文所使用，术语“编解码器”指代视频、音频或其它数据编码及/或解码算法、过程或设备，其包含(但不限于)MPEG(例如，MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4/H.264、H.265等)、Real(RealVideo等)、AC-3(音频)、DiVX、XViD/ViDX、Windows Media Video(例如，WMV 7、8、9、10或11)、ATI视频编解码器或VC-1(SMPTE标准421M)系列。

如本文所使用，术语“计算机程序”或“软件”意在包含执行功能的任何序列或人或机器可辨识步骤。此程序实际上可以任何编程语言或环境来呈现，其包含例如C/C++、Fortran、COBOL、PASCAL、汇编语言、标记语言(例如，HTML、SGML、XML、VoXML)及类似者，以及面向对象的环境，例如公共对象请求代理架构(CORBA)、Java^TM(包含J2ME、Java Beans等)及类似者。

如本文所使用，术语“DOCSIS”指代通过有线服务数据接口规范的任何现有或规划变体，其包含例如DOCSIS版本1.0、1.1、2.0、3.0及3.1。

如本文所使用，术语“头端”或“后端”通常指代由运营商(例如，MSO)控制的联网系统，所述运营商使用客户端装置向MSO客户群分发编程。此编程实际上可包含任何信息源/接收器，尤其包含免费接收电视频道、付费电视频道、交互式电视、空中服务、流式服务及因特网。

如本文所使用，术语“因特网(Internet)”及“因特网(internet)”可互换地用于指代包含(但不限于)因特网的互联网络。其它常见实例包含(但不限于)：外部服务器网络、“云”实体(例如不是装置本地的存储器或存储装置，通常可经由网络连接随时接入的存储装置及类似者)、服务节点、接入点、控制器装置、客户端装置等。

如本文所使用，术语“LTE”在不受限制且适用的情况下指代长期演进无线通信标准的任何变体或版本，其包含LTE-U(未许可频谱中的长期演进)、LTE-LAA(长期演进、许可辅助接入)、LTE-A(高级LTE)、4G LTE、WiMAX，以及其它无线数据标准，其包含GSM、UMTS、CDMA2000等(如适用)。

如本文所使用，术语“存储器”包含适于存储数字数据的任何类型的集成电路或其它存储装置，其包含(但不限于)ROM、PROM、EEPROM、DRAM、SDRAM、DDR/2SDRAM、EDO/FPMS、RLDRAM、SRAM、“快闪”存储器(例如NAND/NOR)、3D存储器及PSRAM。

如本文所使用，术语“微处理器”及“处理器”或“数字处理器”通常意在包含所有类型的数字处理装置，其包含(但不限于)数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)、通用(CISC)处理器、微处理器、门阵列(例如FPGA)、PLD、可重配置计算机结构(RCF)、阵列处理器、安全微处理器及专用集成电路(ASIC)。此类数字处理器可包含在单个整体式IC裸片上，或者跨多个组件分布。

如本文所使用，术语“MSO”或“多个系统运营商”指代有线、卫星或地面网络提供商，其具有通过所述媒体传送包含编程及数据的服务所需的基础设施。

如本文所使用，术语“MNO”或“移动网络运营商”指代蜂窝、卫星电话、WMAN(例如，802.16)或具有通过所述媒体传送包含(但不限于)语音及数据的服务所需的基础设施的其它网络服务。如本文所使用的术语“MNO”进一步希望包含MVNO、MNVA及MVNE。

如本文所使用，术语“网络”及“承载网络”通常指代任何类型的电信或数据网络，其包含(但不限于)混合光纤同轴(HFC)网络、卫星网络、电信网络及数据网络(包含MAN、WAN、LAN、WLAN、因特网及内联网)。此类网络或其部分可利用任何一或多种不同的拓扑(例如，环形、总线、星形、环状等)、传输媒体(例如，有线/RF缆线、RF无线，毫米波、光学等)及/或通信或联网协议(例如，SONET、DOCSIS、IEEE Std、802.3、ATM、X.25、帧中继、3GPP、3GPP2、LTE/LTE-A/LTE-U/LTE-LAA、WAP、SIP、UDP、FTP、RTP/RTCP、H.323等)。

如本文所使用，术语“网络接口”指代与组件或网络的任何信号或数据接口，其包含(但不限于)火线(例如，FW400、FW800等)、USB(例如，USB 2.0、3.0、OTG)、以太网(例如，10/100、10/100/1000(千兆以太网)、10-Gig-E等)、MoCA、Coaxsys(例如TVnet^TM)、射频调谐器(例如，带内或OOB、有线电视调制解调器等)，LTE/LTE-A/LTE-U/LTE-LAA、Wi-Fi(802.11)、WiMAX(802.16)、Z波、PAN(例如802.15)或电力线载波(PLC)系列。

如本文中所使用，术语“QAM”指代用于通过例如有线电视或其它网络发送信号的调制方案。取决于网络的细节，此调制方案可能使用任何星座等级(例如，QPSK、16-QAM、64-QAM、256-QAM等)。QAM还可指代根据方案调制的物理信道。

如本文所使用，术语“服务器”指代任何计算机化组件、系统或实体，无论其形式如何，其适于向计算机网络上的一或多个其它装置或实体提供数据、文件、应用程序、内容或其它服务。

如本文所使用，术语“存储装置”指代但不限于计算机硬盘驱动器、DVR装置、存储器、RAID装置或阵列、光学媒体(例如，CD-ROM、激光视盘、蓝光等)或能够存储内容或其它信息的任何其它装置或媒体。

如本文所使用，术语“Wi-Fi”在不受限制且适用的情况下指代IEEE Std 802.11的任何变体或包含802.11a/b/g/n/s/v/ac或802.11-2012/2013、802.11-2016的相关标准，以及Wi-Fi Direct(尤其包含“Wi-Fi对等(P2P)规范”，其全部内容以引用的方式并入本文中)。

如本文所使用，术语“无线”意指任何无线信号、数据、通信或其它接口，其包含(但不限于)Wi-Fi、蓝牙/BLE、3G(3GPP/3GPP2)、HSDPA/HSUPA、TDMA、CDMA(例如，IS-95A、WCDMA等)、FHSS、DSSS、GSM、PAN/802.15、WiMAX(802.16)、802.20、

Z-波、窄带/FDMA、OFDM、PCS/DCS、LTE/LTE-A/LTE-U/LTE-LAA、模拟蜂窝、CDPD、卫星系统、毫米波或微波系统、声学及红外(即，IrDA)。

综述

在一个示范性方面中，本发明提供用于分配无线频谱(例如“准许可”频谱)的改进方法及设备，例如由最近的CBRS技术倡议(例如，GAA或通用授权接入)频谱所提供的频谱，如本文在图1中所展示。

在示范性实施例中，提供一种网络架构，所述网络架构允许两个或更多个SAS实体(例如，两个FSAS、FSAS及CSAS等)以根据规定的分配协议来交换数据及度量，借此尤其确保跨给定区或操作区域内的多个用户(例如，服务提供商/网络运营商)的公平且公正的可用CBRS GAA频谱分配。

在本发明的一种示范性方法中，一或多个参与SAS实体基于例如与其自己的网络内的CBSD相关的数据(例如CBSD的数目、与其相关的物理参数、预测或实际带宽需求)来产生所提议初始分配。参与SAS实体接着交换所提议初始分配，并基于(i)其自身的初始分配及(ii)所接收的针对其它SAS实体的所提议分配，进一步计算针对其它参与SAS实体的所提议分配。再次交换有关这些所提议分配的数据，并根据需要应用“协调”算法，以协调给定SAS实体的原有所提议分配与由一或多个其它参与SAS实体产生的分配之间的差异，以便于实现例如GAA可用频谱的公正分发。

在前述的一个实施方案中，协调算法被迭代地应用；例如，以一或多个参数的步进增量变化，使得实现先前提及的公正解决方案。以此方式，没有特定SAS实体会相对于其它实体受到不成比例的影响(或不成比例地受益)。

在另一实施方案中，基于一或多个规定的标准来重复前述过程，例如，(i)从认知实体(例如，FSAS)传送来的GAA分配的改变，(ii)规定的时间周期到期，(iii)在运营商域内添加/去除一或多个CBSD，及/或(iv)添加或去除新运营商/域。

示范性实施例的详细描述

现在详细描述本发明的设备及方法的示范性实施例。尽管在与例如管理网络(例如，混合光纤同轴(HFC)缆线架构，其具有多个系统运营商(MSO)、数字联网能力、IP传送能力及多个客户端装置)相关联的先前提及的无线接入点(例如，CBSD)的上下文中描述这些示范性实施例，本发明的一般原理及优点可扩展到经配置以传送数字数据(例如，文本、图像、游戏、软件应用程序、视频及/或音频)的其它类型的无线电接入技术(“RAT”)、网络及架构。此类其它网络或架构可为宽带、窄带或其它，因此以下内容本质上仅是示范性的。

还应了解，尽管一般在向客户或消费者或最终用户或订户(即，在规定的场所或其它类型的房屋内)提供服务的网络的上下文中描述本发明，但本发明可容易地适于其它类型的环境，例如，户外、商业/零售或企业域(例如，业务)或甚至政府用途，例如规定的“现任”用户之外的环境，例如美国DoD及类似者。但其它应用是可能的。

此外，尽管主要在众所周知的因特网协议的上下文中描述(尤其在以下协议中描述：因特网协议DARPA因特网程序协议规范，IETF RCF 791(1981年9月)及迪林(Deering)等人的因特网协议，版本6(IPv6)规范，IETF RFC 2460(1998年12月)，所述规范中的每一者的全部内容以引用的方式并入本文中)某些方面，但应了解，本发明可利用其它类型的协议(并且实际上利用承载网络来包含其它因特网及内联网)来实施所描述功能性。

此外，尽管当前SAS框架经配置以分配3.5GHz频带(具体来说为3,550到3,700MHz)中的频谱，但是当提供本发明时，所属领域的一般技术人员应了解，本文所描述的方法及设备可经配置以利用其它“准许可”或其它频谱，包含(但不限于)4.0GHz以上(例如，高达4.2GHz的当前所提议分配)以及低至例如3.1GHz。

另外，尽管主要根据GAA 106频谱分配(参见图1)进行描述，但本文描述的方法及设备也可适于CBRS的其它“层”或其它未许可频谱的分配(无论是与GAA频谱相关还是独立地)，包含(但不限于)所谓的优先权接入许可(PAL)频谱104。

此外，尽管在未许可频谱的上下文中描述，但是鉴于本发明，所属领域的一般技术人员应了解，本文描述的各种方法及设备可应用于在许可频谱上下文内在两个或更多个实体之间分配频谱或带宽；例如，针对蜂窝语音或数据带宽/频谱分配，例如在给定服务提供商接近或满足其对可用频谱的容量限制的情况下。

所属领域的一般技术人员参照附图及如下文给出的示范性实施例的详细描述，将立即认识到本发明的其它特征及优点。

服务提供商网络–

图3a说明可与本文所描述的公平且公正分配系统以及基于CBRS的无线网络的特征配合使用的典型服务提供商网络配置。应了解，尽管关于此类网络配置进行描述，但是本文描述的频谱分配方法及设备可容易地与其它网络类型及拓扑配合使用，无论是有线的还是无线的，管理的还是非管理的。

在本发明的一个实施例中，示范性服务提供商网络300用以提供来自服务提供商的无线接入节点(例如，由服务提供商或其客户/订户操作或维护的CBSD、Wi-Fi AP或基站314)，与无线接入节点进行数据通信的一或多个独立或嵌入式有线电视调制解调器(CM)312、313，或甚至是服务提供商可经由例如插入网络(例如因特网311)接入的第三方接入点(例如，在接入节点所有者/运营商/用户许可的情况下)的骨干网及因特网接入。

如随后在本文中关于图4a更详细描述，一或多个控制器310尤其至少部分由MSO用于控制无线网络接入节点314。与非管理网络相反，图3a的管理服务提供商网络300尤其有利地允许控制及管理经由无线接入节点314的给定用户接入(此用户可为网络订户，或者仅仅是服务的偶然/机会用户)，包含强加及/或重新配置各种接入“规则”或应用于无线接入节点的其它配置。举例来说，服务提供商网络300允许在所关注场所(例如，CBSD、Wi-Fi AP及例如路由器、交换机等的任何支持基础设施)处的组件由网络MSO远程重新配置，基于例如网络中的主导操作条件、场所处的用户人口及/或用户构成的改变、业务模型(例如，最大化盈利能力或提供其它益处，例如下文所描述的增强的用户体验)、频谱信道改变或撤回，或甚至只是为在另一RAT(例如，WLAN由于任何原因而为次优)时使用一种RAT(例如CBRS)来增强用户体验。其也允许出于公平且公正分配频谱的目的从CBSD向后朝向控制器传达数据，包含与个别CBSD相关的配置及需求数据，如随后在本文中关于图4a-1等描述。

在某些实施例中，服务提供商网络300还有利地允许聚合及/或分析订户或帐户特定数据(尤其包含与此订户或帐户相关联的特定移动装置)，作为在本文所描述的示范性传送模型下向用户提供服务的部分。作为一个实例，装置特定ID(例如，MAC地址或类似者)可与例如在网络头端307处维护的MSO订户数据交叉关联，以便于尤其允许或至少促进(i)用户认证；(ii)事件或场所的方面与特定订户人口统计的关联，例如用于定向广告的传递；(iii)确定订阅级别，且因此确定订户特权及对内容/特征的存取。此外，由MSO可维护特定用户装置的装置配置文件，使得MSO(或其自动代理过程)可针对无线能力对用户装置进行建模。

可经由例如有线电视调制解调器终端系统(CMTS)及相关联本地DOCSIS有线电视调制解调器(CM)312、313、无线承载媒体(例如，802.16WiMAX或毫米波系统-未展示)、例如FiOS或类似物的基于光纤的系统、管理网络运营商可接入(其可包含任何上述内容)的第三方媒体或其它方式将安置在服务位置(例如，所关注区域或场所)处的无线接入节点314耦合到承载管理网络300(图3a)。

网络300的示范性实施例的各种组件一般包含(i)一或多个数据及应用程序源302；(ii)一或多个内容源303，(iii)一或多个应用程序分发服务器304；(iv)一或多个视频点播(VOD)服务器305，(v)客户端装置306，(vi)一或多个路由器308，(vii)一或多个无线接入节点控制器310(可如所展示那样更本地地放置或放置在网络的头端或“核心”部分中)，(viii)一或多个有线电视调制解调器312、313，及/或(ix)一或多个接入节点314。应用程序服务器304、VOD服务器305及客户端装置306经由承载(例如，HFC)网络301连接。图3说明包含某些组件302、303、304、305、308、310中的每一组件的简单架构。为简化起见，在图3a中展示包括某些组价302、303、304、305、308、310中的每一者中的一者的简单架构，但将认识到可与本发明一致地利用具有多个起始源、分发服务器、VOD服务器、控制器及/或客户端装置(以及不同的网络拓扑)的可比较架构。

还应注意，有线电视网络架构通常是“树及分支”结构，且因此多个分层接入节点314(及其它组件)可彼此链接或经由此结构级联。

图3b说明可与本发明的各个方面配合使用的用于传送分组内容(例如，在分组或帧结构或协议内载送的编码数字内容)的示范性高级MSO网络架构。除点播及广播内容(例如，实况视频节目)之外，图3b的系统可经由因特网协议(IP)及TCP向最终用户(包含接入节点314的用户)传送因特网数据及OTT(互联网电视)服务，但可替代数字通信技术中的众所周知的类型的其它协议及输送机制。

图3b的网络架构320大体上包含：经由光学环337与至少一个集线器317进行通信的一或多个头端307。分发集线器317能够经由插入网络基础设施345向各种用户/客户端装置306及网关装置360(如果适用)提供内容。

如下文更详细描述，各种内容源303、303a用以向内容服务器304、305及原始服务器321提供内容。举例来说，可从本地、区域或网络内容库接收内容，如在标题为“用于通过带宽有效网络的分组内容传送的设备及方法(APPARATUS AND METHODS FOR PACKETIZEDCONTENT DELIVERY OVER A BANDWIDTH-EFFICIENT NETWORK)”的共同拥有的第8,997,136号美国专利中论述，所述专利的全部内容特此以引用的方式并入本文中。替代地，可从线性模拟或数字馈送以及第三方内容源接收内容。因特网内容源303a(例如网络服务器)将因特网内容提供到分组内容原始服务器321。其它IP内容也可在原始服务器321处接收，例如IP语音(VoIP)及/或IPTV内容。还可从订户及非订户装置(例如，PC或智能电话发起的用户制作视频)接收内容。

位于头端307中的集中式媒体服务器321、304也可在一种替代配置中由集线器媒体服务器(未展示)替换或与其串联使用(例如，作为备份)。通过将服务器分发到集线器站317，有利地减小与从中央头端媒体服务器传送VOD服务相关联的光纤输送网络的大小。多个路径及信道可用于向每一用户分发内容及数据，从而确保高系统可靠性及增强的资产可用性。大量的成本效益来自对大型内容分发网络的需求减少以及对集线器服务器的存储容量要求降低(由于集线器服务器必须存储及分发更少内容)。

还将认识到，可与本发明一致地利用异构或混合服务器方法。举例来说，一个服务器配置或架构可用于服务于有线电视、卫星等，基于订户CPE的会话请求(例如，来自用户的DSTB或类似者)，而不同配置或架构可用于服务于移动客户端请求。类似地，内容服务器321、304可为单一用途/专用的(例如，其中给定服务器仅专用于服务于某些类型的请求)，或替代地为多用途(例如，其中给定服务器能够服务于来自不同源的请求)。

图3b的网络架构320可进一步包含传统的多路复用器/加密器/调制器(MEM；未展示)。在当前上下文中，内容服务器304及分组内容服务器321可经由LAN耦合到例如802.3z千兆以太网(或“10G”)装置的前端交换装置322。为经由MSO基础设施(即，QAM)进行下游传送，视频及音频内容在前端307处进行多路复用，并经由光学环337传输到边缘交换机装置338(其还可能包括802.3z千兆以太网装置)。

在一个示范性内容传送范例中，基于MPEG的视频内容(例如，MPEG-2、H.264/AVC)可通过相关的物理输送(例如，DOCSIS信道)被传送到基于用户IP的客户端装置。即MPEG-over-IP-over-MPEG。具体来说，可使用IP网络层协议来封装更高层MPEG或其它编码内容，所述协议接着利用所属领域中众所周知的类型的MPEG分组/容器格式来通过RF信道或其它输送来传送，例如经由多路复用输送流(MPTS)。以此方式，存在与正常广播传送并行的传送模式；例如，在有限电视范例中，视频内容既可通过传统下游QAM传送到用户的DSTB或其它接收器装置的调谐器以便在电视上观看，也可作为分组IP数据通过DOCSIS QAM经由用户的有线电视调制解调器312传送到用户的PC或其它IP启用的装置(包含到接入节点314的最终用户)。在此类分组模式中的传送可为单播、多播或广播。

IP封装的数据的传送也可通过非DOCSIS QAM发生，例如经由IPTV或应用QoS的类似模型。

例如有线电视调制解调器312的个别客户端装置及图3b的实施方案的相关联最终用户装置306a、306b可经配置以监测用于打算用于其服务的订户房屋/地址的IP分组的特定指派RF信道(例如经由端口或套接字ID/地址，或其它此机制)。与因特网服务相关联的IP分组由边缘交换机接收，并被转发到有线电视调制解调器终端系统(CMTS)339。CMTS检查分组，并将打算用于本地网络的分组转发到边缘交换机。在一个变体中，其它分组被丢弃或路由到另一组件。

边缘交换机将从CMTS接收的分组转发到QAM调制器，其在一或多个物理(QAM调制的RF)信道上将分组传输到客户端装置。IP分组通常在与用于广播视频及音频节目的“带内”RF信道不同的RF信道上传输，尽管这不是必需的。如上所述，房屋装置(例如有线电视调制解调器312)各自经配置以监测用于打算用于其服务的订户房屋/地址的IP分组的特定指派RF信道(例如经由端口或套接字ID/地址，或其它此机制)。

在一个实施例中，IP数据内容及IP分组音频/视频内容两者都经由一或多个通用边缘QAM装置340传送到用户。根据此实施例，所有内容都在DOCSIS信道上传送，其由房屋网关360或有线电视调制解调器312接收，并分发到与其通信的一或多个相应客户端装置/UE306a、306b、306c。

在一个实施方案中，图3b中所展示的CM 312服务于可包含场所的区域，例如会议中心或接待结构(例如，旅馆)，其包含用于CBRS频带(3.5GHz)接入的CBRS节点314a及用于WLAN接入(例如，在2.4GHz ISM频带内)的WLAN(例如，Wi-Fi)节点314b。值得注意的是，与接入节点314a、314b通信的客户端装置306c(如随后在本文中更详细描述)可利用RAT(CBRS或WLAN)，这尤其取决于经由一个接入节点314或其它节点从MSO控制器310(图3a)接收的指令，或甚至使其能够选择性地接入一个RAT或其它RAT的客户端装置306c上的原有逻辑。可行地，两个RAT可串联操作，这是因为其利用不同的频率、调制技术、干扰缓解技术、Tx电力等。

与前述传送机制并行(或代替前述传送机制)，MSO骨干网331及其它网络组件可用以经由非MSO网络将分组内容传送到用户的移动客户端装置306c。举例来说，可摄取所谓的“OTT”内容(无论是紧密耦合还是其它方式)，存储在MSO的网络基础设施中，并经由插入ISP(因特网服务提供商)网络及公共因特网311传送到用户的移动装置(例如，在当地咖啡店，经由经由调制解调器连接到咖啡店的ISP的Wi-Fi AP，其中用户的启用IP的最终用户装置306c利用因特网浏览器或MSO/第三方应用程序以根据基于HTTP的方法流式传输内容。

无线服务架构—

图4a说明可用于实施本发明的未许可频谱分配及基于CBRS的无线RAT接入方法的网络架构400的示范性实施例。如在本上下文中所使用，术语“用户”可包含(但不限于)最终用户(例如，个人，无论是MSO网络、MNO网络的订户还是其它)、场所运营商，第三方服务提供商，或甚至MSO自身内的实体(例如，特定部门、系统或处理实体)。

如所展示，架构通常包含MSO维护的CBRS控制器310(其可如所展示那样在MSO域内远程地安置在系统的后端或头端处，或安置在服务场所处，或安置在中间地点处)，CBRS核心/中性主机/专用网络控制器413，与CBRS控制器310进行数据通信的公平且公正分配例程(FEAR)引擎413，MSO维护的订户及CBRS数据库404，与CBRS控制器310进行数据通信的一或多个CBSD接入节点314(例如，经由包含任何有线或无线连接的现有网络架构)，以及任何数目个客户端装置306c(智能电话、膝上型计算机、平板计算机、手表、交通工具等)。在所说明实施例中，CBSD 314包含嵌入式有线电视调制解调器312，其用于经由缆线电力及回程基础设施406(包含到MSO的骨干网331的高数据带宽连接)以及用于CBSD的电力与MSO的(例如，缆线)工厂300内的对应CMTS 339(图3b)进行通信。MNO(移动网络运营商)网络411还可经由回程406与MSO网络通信，例如用于有关普通用户/订户的运营商间通信。

如在图4a中所展示，在操作中，域代理(DP)408与安置在场所处的CBSD(直接地，如所展示，或经由MSO后端网络基础设施)及MSO CBRS控制器310进行逻辑通信。DP 408提供尤其是用于CBSD的FSAS接口，包含CBSD 314与FSAS命令之间的指令转译，批量CBSD指令处理以及向FSAS的干扰贡献报告(即，以帮助SAS调谐或更新其预测传播模型并且一旦部署CBSD，就检测实际干扰问题，CBSD可提供信号强度及干扰水平测量)。

在所说明实施例中的MSO控制器310经由MSO CBRS接入网络410与DP 208通信，MSOCBRS接入网络410可为公共互联网络(例如，因特网)、专用网络或其它，这取决于由MSO及/或SAS托管的任何安全性及可靠性要求。

如本文中所使用，CBRS“域”经定义为逻辑上或通过其它方案被分组或需要被分组以进行管理的CBSD 314的任何集合；例如：根据网络运营商(NO)，根据服务SAS供应商，及/或通过物理部署(例如，在大型企业、场所、某些地理区域等内)。在图4a的实施例中，DP 408聚合控制到FSAS1 402及/或任何参与的商业SAS(CSAS)403的信息流，并产生性能报告、信道请求、心跳及其它类型的数据，包含随后在本文中更详细描述的频谱分配算法的操作所需的数据，随后在本文中更详细描述。在所说明实施例中，DP 408由第三方服务提供商操作，但应了解，MSO可操作及维护DP 408，及或操作/维护其自己的内部DP，例如用于信道请求处理、聚合、报告及针对MSO的内部CBRS域的其它上文列出的功能，用于与外部DP 408介接。

图4b提供示范性服务区(区A 470)的图形说明，其中多个服务提供商(例如，NO)在其相应域444内提供CBRS频带服务。在传递时应注意，所述服务区域/覆盖范围(即，其中给定NO的用户可经由其客户端装置或UE获得CBRS频带服务)不一定与给定NO的服务域共同扩展。举例来说，由给定NO操作的域可具有五(5)个CBSD 314，但是归因于其中的两者或更多者的重叠或复制覆盖范围，实际供给用户的服务区域可能不同。因此，本文所使用的术语“域”通常指代但不限于实体(例如，硬件或软件)或在给定供应商或NO的控制下的其它过程，而“服务区域”或“服务区”通常指代但不限于服务提供商(例如，供应商或NO)的地理范围或覆盖范围；例如，圣地亚哥大都市(the greater San Diego metropolitan)区域或类似者。此外，所谓的“SAS供应商”可具有或可不具有其自己的覆盖范围区域(例如，其自己的CBSD 314及相关基础设施)；其也可能是其所服务的NO所持有的覆盖范围区域的“代理”(例如，其可能不具有CBSD或其自己的基础设施，而仅经由SAS(及任选的DP)操作提供支持)。

如在图4b中所暗示，各个相应NO域444还可包含共享或共用基础设施(例如，其中给定CBSD 314在两个或更多个NO当中共享；例如，在其中仅一个CBSD可物理地位于给定覆盖范围区域中的情况下，或出于经济或效率考虑)。

图4b-1及4b-2说明可与本文描述的频谱分配方法及设备的各个实施例配合使用的FSAS 402、CSAS 403及DP 408的示范性替代配置。应了解，这些配置仅希望说明本发明的先前提及的分配方法及设备的操作，并且绝不应被认为是限制性的。当提供本发明时，所属领域的一般技术人员可实现本文描述的方法及装置针对其它类型的配置的调适。

如图4b-1中所展示，多个运营商域444由相应的CBSD 314服务。三个运营商域中的两个域444-1由第一SAS供应商域454-1内的相应DP 408服务。两个DP 408由共用CSAS 403服务，共用CSAS 403与域454-1外部的FSAF 402介接，如所说明。第三运营商域444-2由CSAS(CSAS1 403)直接服务，不具有DP(例如，此域444-2可例如包含其自己的内部DP，或者以其它方式消除其功能)。经由FSAS-SAS接口的数据通信使得能够实施随后在本文中描述的频谱分配技术的各个方面。第一供应商域的CSAS1 403还可与其它CSAS实体(例如，第二供应商域454-2内的CSAS 2)进行数据通信，以支持随后在本文中描述的频谱分配算法及程序，如FSAS 402可进行的那样。

现在参考图4b-2，多个运营商域444同样由相应CBSD 314服务。两个运营商域444-1中的一者由相应SAS供应商域454-1及454-2内的相应DP 408服务。两个DP 408由不同SAS服务；例如，针对第一域454-1的FSAS 402，其与现任检测设备207及FCC数据库211(以及通知现任)介接，如所说明。第二运营商域444-2及其DP 408由供应商域454-2内的CSAS 403服务。如与图4a-1的配置一样，经由SAS-SAS接口的数据通信使得能够实施随后在本文中描述的频谱分配技术的各个方面。第二供应商域的CSAS 403还可与其它CSAS实体(未展示)进行数据通信，以支持随后在本文中描述的频谱分配算法及程序，如FSAS 402可进行的那样。

应了解，本文描述的各种方法及设备可选择性地利用频率/频谱重用算法以例如，将用户在空间上更密集地装入给定所关注区中，及/或避免可以其它方式有效地使用的频谱的“滞留(stranding)”。作为前述内容的一个实例，考虑图4c中反映的布置450。此处，两个域420、422在不同域(CBSD_A 3及CBSD_B 1)的两个相应CBSD 314的覆盖范围区域420-3、422-1之间具有区域重叠430。否则，两个域的覆盖范围区域不重叠。因此，出于频率重用的目的，经分配的GAA频谱可在域的所有其它区域内重用，这是因为基于地理分离，不会有来自共同使用相同频段的干扰。重用的此潜力是显著的，这是因为在无此重用的情况下，表面上为区内的GAA用户分配最大150MHz(其中最小为80MHz)可能会给服务于区内的额外用户带来显著约束。

再次返回图4a，MSO订户及CBRS数据库404包含在系统400的操作中有用的若干类型的数据。作为其部分，MSO数据库404包含尤其与以下各者相关的数据：(i)CBSD识别(例如，MAC)，(ii)CBSD位置，(iii)与父或子节点或网络(如果存在)的关联，及(iv)CBRS配置及能力数据。CBRS数据库404还可包含关于频谱使用及历史模式、信道撤回的MSO维护的数据，及其它数据，其使MSO能够在CBSD 314在其中操作的所关注场所内主动地“规划”信道使用及分配。

在一个变体中，MSO CBRS控制器310尤其包含考虑网络状态及拓扑的优化功能(例如，用于跨越多个接入频带及技术的接入网络，缆线回程及核心网络，例如其中2.4GHz Wi-Fi接入网络以及2.5GHZ及3.5Ghz LTE网络，缆线回程及MSO(缆线)核心一起可依据所请求GAA频谱分配进行优化)，加载，及用户要求，并经由DP408产生到FSAS 402或CSAS 403服务的标准化请求或所提议分配(参见下文对图5到6a及7a到7c的论述)。控制器310还在将来自FSAS/CSAS的响应发送到CBSD 314之前“调谐”所述响应。具体来说，在一个特定实施方案中，通过控制器310通过考虑FSAS/CSAS分配、信道改变、撤回、电力改变及其它自优化网络(SON)功能来执行移动性管理及优化，如随后在本文中更详细描述。首先由控制器逻辑分析FSAS/CSAS响应，以了解受影响的下游装置的数目(例如，有多少小型小区或其它CBSD受影响)，以及分阶段/群组或根据一些其它方案将指令发送到个别CBSD，以便于减轻对UE的影响(但与FSAS/CSAS及CBRS系统要求一致)。以此方式，个别UE可在可能的程度上“来回移动”到其它CBSD及/或频段，并且可保留用户体验(即，感知到很少服务中断或感知不到服务中断)。

在某些实施例中，每一CBSD 314位于一或多个场所(例如，用于商业、公司、学术目的的建筑物、房间或广场及/或适合于无线接入的任何其它空间)内的一或多个区域内及/或服务于所述区域。每一CBSD 314经配置以在其覆盖范围或连接性范围内提供无线网络覆盖范围。举例来说，场所可具有安装在其入口内的无线调制解调器，以供潜在顾客尤其经由其启用LTE的交通工具或其运营商的个人装置来连接，包含停车场中的那些无线调制解调器。值得注意的是，可利用不同类别的CBSD 314(例如，eNB)。例如，A类eNB最多可传输30dbm(1瓦)，而B类eNB最多可传输50dbm，因此平均面积可相差很大。实际上，A类装置可具有数百英尺的数量级上的工作范围，而B类装置可在达数千英尺或更多的工作范围内操作，传播及工作范围由数个因素决定，其包含：RF或其它干扰者的存在、场所/区域的物理拓扑、能量检测或接收器的灵敏度等。

在示范性实施例中，一或多个CBSD 314可由CBRS控制器310间接控制(即，经由MSO网络的基础设施)，或者由安置在场所(未展示)处的本地或“客户端”CBRS控制器直接控制。前述直接及间接控制的各种组合可根据需要在图4a的架构400内实施。在此情况下，控制器310经实施为维护在MSO域内(例如，在MSO头端或集线器地点处)的大体上统一的逻辑及物理设备，并且经由MSO核心功能412与MNO核心411进行通信。在图4a的实施例中，控制器310经配置以至少：(i)引起提议GAA分配的产生，包含与FEAR引擎413进行通信及使用由FEAR引擎413执行的计算；(ii)经由使用CBSD 314a动态地代管管理环境中的RF条件及性能信息；及(iii)基于(ii)的数据发布干扰报告以输到DP 408(并转发到FSAS/CSAS)。

控制器310还任选地包含算法，以优化由MSO维护的“本地”CBRS网络的操作，例如在目标场所或区域内。这些优化可包含例如：(a)利用上文(i)的环境干扰数据来特性化场所/区域的CBRS频带；(b)使用(a)的特性化来结构化对在CBRS频带内到DP/SAS的频谱分配的请求(例如，这将减轻所述频带中场所/区域内的干扰或争用)；(c)使用上文(i)的干扰数据以及其它相关数据(例如，出勤率、时间、随CBSD位置的变化的干扰/信号等)来建立随各种变量变化的频谱使用的历史简况，包含特定于场所/区域自身的简况，如在2017年6月2日申请的标题为“用于在场所中提供无线服务的设备及方法(APPARATUS AND METHODS FORPROVIDING WIRELESS SERVICE IN A VENUE)”的共同待决的序列号为第15/612,630的美国专利申请案(代理人案卷号TWAR.226A/CHTR 2017-08)中描述，其全部内容以引用的方式并入本文中；(d)利用有关频谱可用性撤回的数据(例如，其中DoD资产需要使用先前分配的频带)及其它事件来产生关于随时间变化的CBRS频带利用的预测及推测模型，包含支持在FEAR模型下的所提议分配。

除前述内容之外，控制器310可经配置以有源或无源地协调MSO用户/订户RAT及CBSD(使用大约3.5GHz的CBRS分配频谱)及例如ISM的2.4或5GHz频带的Wi-Fi使用之间的频带分配，以便于优化用户体验，如下文关于图4c更详细描述。参见例如先前并入本文的共同待决及共同拥有的序列号为15/677,940的美国专利申请案中描述的示范性方法及设备。

在示范性实施例中，MSO控制器310内的优化功能考虑(i)网络状态(MSO及MNO网络两者)，(ii)MSO小型小区网络拓扑，(iii)当前MSO小型小区网络负载及(iv)用户特定要求，并基于其向SAS服务产生标准化请求(“标准化”指代用于联系SAS的协议/请求机制)。控制器310的优化功能还在将来自SAS实体的响应发送到CBSD 314及MNO核心412之前，“调谐”所述响应(参见图4a)。例如，SAS可在某些时间段内分配某些资源，此可通过控制器310针对MSO CBRS RAN的详情来进一步优化(例如，从分配删除已知的有问题的频段等)。在一个实施方案中，先前提及的调谐包含在遵循(SAS)托管的最大限制的同时，在CBRS网络中调整每一个别小型小区的传输功率，同时考虑到(i)承载的业务量及(ii))在CBRS网络中每一个别小区服务的用户数。基于此信息，可接受来自MNO伙伴的用户，在CBRS网络内的给定小型小区处拒绝用户，及/或将用户迁移到其它小区。

此外，此调谐可包含将应用于个别服务的QoS策略或要求(例如，上行链路/下行链路吞吐量)与订户简况相关联，使得订户接收与其订阅计划及/或其它要求相称的服务。还可采用基于先前提及的用户简况的MSO/MNO网络内的其它资源的分配，例如(举例来说)其中实施分组路由算法以便最小化网络的(至少)MSO部分内的延时。

方法—

现在关于图5到6a描述根据本发明的用于提供准许可(例如，CBRS GAA)频谱分配的各种方法及其实施例。

现在参考图5，展示并描述根据本发明的频谱分配的通用方法的一个实施例。

如图5中所说明，方法500包含首先按照步骤502使一或多个CBSD 314向主机SAS402、403注册。如上文关于图4b-1所论述，CBSD可直接或经由例如计算机化域代理(DP)实体408的一或多个插入实体与主机SAS介接。出于说明的目的，将假设注册CBSD中的每一者与共用网络运营商(NO)域444相关联，但这不是实践方法500的要求。

接下来，按照步骤504，将与CBSD相关的相关数据提供到主机SAS。CBSD数据可包含例如与每一CBSD的空间位置(例如，位置(纬度/经度)、海平面以上的高度)、天线配置及所使用模式(例如，MIMO、SISO、主瓣方位角及标高)相关的数据，以及其它参数，例如MCS(可用的调制及编码方案)、CBSD回程能力以及其它数据。

接下来，按照步骤506，主机SAS获得与区组件及其操作方面相关的数据，包含例如：(i)给定区内的任何已知现任或PAL用户的存在/带宽。据推测，SAS已经维护有关其当时当前所关注地理区的数据；然而，如果不是，可从例如父或同级SAS或其它实体获得此数据，例如经由对其进行数据查询。

按照步骤508，主机SAS还获得与表面上可应用于所关注区的可用未许可频谱相关的数据。例如，在一个变体中，主机SAS在所述时间点从父FSAS或其它实体接收关于可用的例如GAA频谱的数据。此GAA数据可包含与可用频谱的开始/到期相关的数据；例如，可用GAA频谱随时间变化的时频“图”。如所属领域的一般技术人员将理解，本文描述的各种方法及设备可容易地适于相对于此时频资源图进行操作，例如，使得频谱的“公平且公正”分配可随时间而变化。从以下角度来看，此属性特别重要：GAA环境可能由于以下原因而具有高度动态性：例如，可用GAA频谱的改变，操作实体或网络的添加/去除，DoD或可随时间改变的其它现任活动，或甚至电磁传播(快速衰落的环境)及/或干扰源的改变。

按照步骤510，主机SAS确定在所关注指定区内其它SAS是否可操作。如关于图4-4a-2所指出，给定SAS可能无法控制其它SAS实体或管辖所关注区的部分内的操作。举例来说，两个SAS实体可为主机或管辖单独NO域。就这些NO域在用户及RF信号传播方面可能具有任何潜在的重要性重叠来说，一个域可干扰另一个域，因此需要频谱分配(至少关于每一域中可能冲突的那些CBSD)。就一或多个SAS实体在同一区内操作(至少在当时的计划寿命期间)来说，此类SAS实体将需要参与由系统实施的公平且有效分配例程(FEAR)(步骤512)，如下文更详细描述。如果主机SAS未识别此类其它SAS实体，那么由主机SAS可利用非FEAR方法(即，所述主机SAS在将可用GAA频谱分配到其自己的NO及其相应CBSD时无需考虑其它SAS及其CBSD)。

应了解，图5的前述逻辑500可由主机SAS(与其它SAS实体合作，如下文所描述)及/或一或多个监督或控制过程利用。具体来说，在一个变体中，先前提及的控制器实体用以从FEAR中涉及的相应SAS实体获取输入，并相应地执行针对实体的计算。例如，更高级别的FSAS可装备有FEAR算法，借此其可在GAA频谱分配时向每一参与SAS查询其相应CBSD/NO数据(参见步骤504)，并执行至少一部分FEAR以产生输出。例如，在一个模型中，可通过控制器/管理过程产生相应SAS的初始所提议分配，此后，个别SAS可彼此直接通信，以使用FEAR进行进一步迭代以收敛于其自身之间的最终分配。因而，监督实体/控制者实际上可通过为其相应初始所提议分配设置边界来“校准”两个或更多个参与SAS，使得收敛过程不会过度拖延，不正确地偏向一个SAS或另一个SAS。由监督/控制器过程可基于例如首要现任或优先用户分配或由监督过程(及参与SAS实体)服务的各种NO的业务或操作考虑事项来维护某些规则。

替代地，个别参与SAS实体经配置以代表自己在FEAR过程内“协商”，使得其各自产生其自己的初始所提议分配。此方法有利地消除对监督过程(以及监督过程与SAS实体之间的数据通信)的需要，并且仅需要SAS间数据链路来进行操作。

还应了解，两个或更多个参与SAS可并行利用图5的方法；即，其各自获得关于其相应NO/CBSD配置的数据，确定总的可用GAA频谱，并确定其它SAS的存在(并因此需要执行FEAR)。例如，在一个此模型中，每一SAS经配置以维持关于其服务的NO/CBSD配置及操作两者的当前数据以及可用GAA总频谱，以及在发生规定事件(例如，GAA频谱的可用150MHz的一部分的损失及初期损失)时，与受影响地理区内的类似定位的SAS实体并行实行图5的方法。以此方式，避免序列化或“链式”方法，借此经由FEAR实现最终频谱分配上的更快收敛。

应注意，在给定所关注区内，(i)可能部署多个服务提供商的CBSD(例如，针对每一SAS有一或多个NO)；(ii)每一此NO可能希望最大化其GAA频谱份额(例如，避免不得不“节制”或以其它方式限制对其用户/订户的服务)；(iii)在所关注区内，不同运营商(例如，NO)可能与一或多个不同的SAS供应商合作，使得一个SAS供应商服务多个NO，或者相反，一个NO由两个或更多个不同SAS供应商服务)。

因此，为确保分配的公平性，本发明的示范性配置要求每一SAS供应商，除了解其自己服务的CBSD之外，还必须保持对由其它SAS供应商服务的CBSD的了解(即，SAS间通信)。与上文参考的个别NO一样，每一此类SAS供应商可类似地尝试偏向自身服务的CBSD/NO(而不是同一区的竞争SAS供应商)；例如，经由将可用GAA频谱过度分配到自身。

现在参考图5a，描述根据本发明的实施公平且公正分配例程(FEAR)的方法的一个实施例(即，用于实施图5的方法500的步骤512的一种方法)。

为清楚说明起见，就假定与不同SAS供应商相关联的两(2)个参与SAS实体(SAS-1及SAS-2)进行图5a的下文论述。然而，鉴于本发明，所属领域的一般技术人员应了解：(i)更多数目的SAS实体可参与FEAR；及/或(ii)FEAR的至少一些部分/子例程可用比参与FEAR的总数目数目更少的SAS实体来执行(例如，例程的某些部分可在例如三个总参与实体中的仅两者之间执行)，例如基于“轮询”或其它。

在两个以上实体的情况下，下面描述的等式及算法的数学扩展可用以确保所有SAS实体之间的“公平性”。举例来说，如果三(3)个SAS实体正在参与分配过程，那么每一SAS(或其处理代理，如下文描述)可产生其自己的(内部)所提议分配，以及针对两个其它SAS实体的所提议分配，并且可在SAS实体中的每一者之间交换计算出的数据，使得其各自具有其它两个参与实体的数据。

如图5a中所展示，按照步骤522，第一SAS(SAS-1)或其指定的处理代理将频谱(FS₁-OP₁)分配到其订阅网络运营商OP-1。同样地，按照步骤524，第二参与SAS/代理(SAS-2)将频谱(FS₂-OP₂)分配到其订阅网络运营商OP-2。

按照步骤526，SAS-1还具有对待分配到OP-2的频谱的“公平观点”，并为此产生提议(即，FS₁-OP₂)。简短地说，应注意在给定区中操作的SAS中的每一者可利用不同的数学或其它模型，例如用于计算不同的RF特性(例如，传播模型)。每一SAS可使用相同CBSD特性(例如天线图案、天线倾斜度、RF Tx电力等)，但由于模型准确性的差异以及在每一SAA内使用例如地形数据等的不同假设，也可能会得出完全不同的结果，例如计算出的覆盖范围区域。因此，每一SAS可从其角度将其对给定CBSD的观点及评估视为准确及公平的；然而，结果跨不同SAS可能显著不同，由一个SAS对给定的CBSD进行的可能看似公平或准确的评估，当从另一个SAS的角度考虑时实际上可能是不准确或“不公平”的。在进行计算的SAS不是进行服务的SAS的情况下尤其如此(例如，在SAS-1计算其针对OP-2的“公平观点”提议的情况下，如上述情况)，这是因为与参与但未进行服务SAS比较，进行服务SAS通常将具有有关其自己的(服务)CBSD及基础设施的更好数据。

同样地，按照步骤528，SAS-2具有对待分配到OP-1的频谱的公平观点，并产生其针对此的提议(FS₂-OP₁)。

此后(或同时)，按照步骤530及按照步骤532，SAS-1及SAS-2交换其关于针对OP-1及OP-2的公平分配的相应观点(提议)的度量，FEAR(公平且公正分配例程)431经执行以收敛于跨所有参与SAS实体的协调或调和分配上，如下文关于示范性实施方案或图5a-1及5a-2更详细地描述。

现在参考图5a-1，展示及描述图5的示范性FEAR过程532的一个实施方案。按照步骤533，首先计算FS_TOT与(FS₁-OP₁+FS₂-OP₂)之间的差。

按照步骤535，例程确定是否满足以下条件：

等式(1) (FS_TOT–(FS₁-OP₁+FS₂-OP₂))>0？

如果是，那么所提议分配在可用的GAA频谱内全部“合适(fit)”，且因此不需要进一步协调或调和；SAS或OP(提议)的分配将不会被拒绝，因为有足够的频谱来覆盖全部。此假设每一SAS至少会积极地计算自己所需的频谱(即，用于其服务NO/CBSD)，使得其将不会“使自身遭受”频谱不足。因此，不需要每一SAS为其它参与SAS计算“公平观点”提议，因为其各自实际上将会自己注意。

然而，应注意在前述条件下，所提议分配中可能存在显著不平等或不平衡(由于本文其它地方所描述的原因)，因此，如果需要，可任选地实施FEAR或其它平衡例程，以更均匀地平衡此类有偏向的所提议分配。

按照步骤537，计算FS₁-OP₁与FS₂-OP₁之间的差。按照步骤539，例程确定是否满足以下条件：

等式(2) |FS₁-OP₁-FS₂-OP₁|>d₁？

换句话说，差的绝对值是否超过规定的阈值d₁(其中d₁可能大于或等于零-指示“主”SAS及“观察”SAS之间的所提议分配有显著分歧)？如果是，那么需要对OP-1进行协调(步骤541)，这将在协调算法的后续执行中解决(图5a-2)。如果否，那么按照步骤543计算FS₂-OP₂与FS₁-OP₂之间的差。

按照步骤539，例程确定是否满足以下条件：

等式(3) |FS₂-OP₂-FS₁-OP₂|>d₂？

与上文类似，差的绝对值是否超过规定的阈值d₂(指示“主”SAS及“观察”SAS之间的所提议分配显著分歧)？如果是，那么需要对OP-2进行协调(步骤547)，这将在协调算法的后续执行中解决(在下文讨论)。

如果否，那么按照步骤549使可变因子或可变因子集合的值递增(Δ(D))。如下文更详细描述，D的值可包括例如任何数目的不同分配权重(例如，每一SAS相对于参与协调过程的其它SAS的个别权重)，其可在协调处理的每一迭代中递增地变化，以便针对每一SAS(以及由其服务的每一个别CBSD)实现分配收敛，其等于或小于分配到被评估的服务区470的总可用GAA频谱。D也可或替代地包含在给定本发明的情况下所属领域的一般技术人员将认识到的其它因素。

出于说明的目的，现在描述根据本发明的协调方法的一个特定实施方案。

在高级别处，在协调算法下，给定场景中的所有SAS实体/处理代理将向由给定SAS实体/代理服务的CBSD 314分配一定量的频谱(FS_i-CBSD_j)，其中i是SAS的索引，且j是在处于分析之中的CBSD的索引。应注意，在一个实施例中，此类协调通常在每一CBSD级别上发生。

另外，在协调模型下，每一SAS实体/代理将在调谐过程内计算到由其它参与SAS实体服务的CBSD的一定量的频谱(例如，较早两个SAS实例中的SAS-1及SAS-2)。

针对每一此SAS，分配到其自己的服务CBSD的频谱及由其它SAS服务的CBSD的计算频谱的总和必须(最终)等于总可用GAA频谱。

在参与SAS当中，针对其中计算频谱与分配频谱相等的CBSD(即，其中针对给定CBSD，在上文实例中，FCBSD_iSAS1＝FCBSD_iSAS2)，无需进一步协调。

相反，针对其中在SAS当中分配的频谱量存在差异(即FCBSD_iSAS1≠FCBSD_iSAS2)的给定CBSD，需要进行协调。在一个实施方案中，协调过程包括基于每SAS当中的预先确定的相互协议，将预指派权重指派给每一SAS的计算模型；这些权重用以获得跨所有参与SAS的共同频谱分配。举例来说，在一个变体中，变量α及β分别是SAS1及SA2的相互同意的权重。在示范性实施例中，α及β的值是基于：(i)模型准确性，(ii)射频信号传播模型，及(iii)由SAS使用的参数。

按照等式(4)，所有权重(此处为两个-α及β)的值的总和必须等于1.0：

等式(4) α+β＝1

按照等式(5)，针对上文两个SAS实例中的给定CBSD(即，CBSD_i)，将权重分别应用于频谱的“本地”及“公平观点”计算，以产生“共用”值(G)：

等式(5) (α*FS₁-CBSD_i)+(β*FS₂-CBSD_i)＝(G_common-CBSD_i)

可针对需要分配频谱协调的所有CBSD(即，CBSDi，其中i＝1)重复此过程，直到已处理针对所有参与SAS实体的所有CBSD(参见图5a-2的示范性流程)。举例来说，域内的一些CBSD由于例如如图4c中的频率重用的可用性而可能不需要协调，且因此可从正进行协调的CBSD的“池”消除(即，其可重新使用分配到其它运营商的其它CBSD的频谱，这是因为在地理上不存在冲突/干扰的可能性)。

此外，如果需要，可执行前述方法的第二迭代，其中选择参数(D)的变化如图5a中，例如，其将较低的权重指派到具有较不准确数据/提议模型的那些参与SAS实体，而将较高权重指派到较准确的SAS实体。

如上所述，一般来说，前述加权过程可按照等式6扩展到两个以上SAS：

等式(6) α+β+γ+....+ζ＝1

如上所述，在一个实施方案中，α及β的值基于：(i)模型准确性，(ii)射频信号传播模型，及(iii)SAS使用的参数。具体来说，关于(i)，不同SAS实体关于到FEAR的输入可能具有不同的能力或准确性级别，例如对于CBSD总体的某些子集可能不知道特定CBSD属性的可见性(例如，归因于数据不能容易地可用于NO，及因此进行服务的SAS)。在此类情况下，SAS或处理代理可能必须对一或多个CBSD的某些属性做出“有根据的猜测”，借此降低其计算的可靠性(至少关于CBSD或所讨论的网络部分)。因此，此SAS的提议可能相对于其它SAS不再被强调。

同样地，按照(ii)，由SAS使用的有关所服务的服务区或区域内的RF信号传播的模型(或到所述模型的输入)可能会受到限制，或者根本无法具有很高的准确性(例如，例如在具有许多建筑元素及地形考量的情况下，例如在城市内使用CBSD及在附近有丘陵及山脉的情况下使用CBSD，借此创建可能难以模型化的非常复杂的快速衰落/多径环境)。一些CBSD可能还能够提供实际信号强度或其它相关测量(例如RSSI、RSRQ等)来评估实际传播特性，例如在先前在同一频段中对所述CBSD进行GAA分配期间，而其它CBSD可能无法这样做。

类似地，按照(iii)，SAS在其需求或其它因素的网络/CBSD特性化中使用的参数可能会影响加权。例如，给定SAS可使用具有高度可变性或在某些情况下不准确的模型来模型化网络GAA频谱需求。

在另一实施例中，SAS实体(及/或控制器过程，如果使用)也可经配置以推测地产生(i)针对其自身或其它SAS的所提议GAA频谱分配；及/或(ii)基于各种推测的参数，例如网络带宽需求(例如，随时间或其它条件变化)的后续所提议分配(即，在FEAR执行方案中进一步降低)。由于对频谱的需求可能随时间变化很大，并且频谱的计算及分配可能有略微延时(例如，由于提议循环、处理、及协调的延迟，从而允许现任或PAL用户介入等)，所以可与本发明一致地利用预测，包含具有在MSO系统(或每一SAS/SAS供应商)内产生及存储的“预扫描”模型或模板，可使分配及后续NO操作在某些情况下遵循所述模型或模板。

例如，在一个变体中，模板是基于以下各者来计算的(i)规定的初始GAA分配(假定在80及150MHz之间)，例如以10MHz为增量，及(ii)已知数目的NO(及其假定的CBSD，基于由NO向SAS供应商供应的最新数据)。前述模板也可经配置以考虑时间变化(例如，基于GAA可用频谱及/或对频谱的NO需求随一天中的时间、一周中的日期的已知变化)。

图6是说明用于图5及以下等的方法的示范性通信流程的梯形图。

图6a以图形方式说明由与服务区域470相关联的每一参与SAS实体及针对其自身的频谱分配的其组成NO及其它参与SAS实体(及其NO)的计算。

CBRS控制器及FEAR引擎服务器设备–

图7a到7c说明用于根据本发明的操作的控制器设备(例如，图4a的CBRS控制器310以及FEAR引擎413)的示范性硬件及软件架构的各种示范性配置。

在如图7a中所展示的一个示范性实施例中，控制器310尤其包含处理器设备或子系统702、程序存储器模块704、CBRS控制器及管理器模块706a(此处实施为可操作以在处理器702上执行的软件或固件)、用于内部MSO通信及控制与相关CBSD 314及FEAR引擎服务器413的数据通信的后端(面向内)网络接口710，以及用于经由MSO维护的防火墙或其它安全架构与DP 408(且最终经由例如安全接口网络与FSAS/CSAS 402/403)进行通信的前端或面向外网络接口708。由于可将CBRS控制器可行地用于秘密活动，因此每一控制器都应免受尤其源自公共因特网/ISP网络311(图3a)或其它源的侵入性攻击或其它此类事件的影响。

因此，在一个示范性实施例中，控制器310各自经配置以利用MSO网络的CBRS“DMZ”内的非公共IP地址。简短地说，网络内的所谓DMZ(隔离区)是将内部LAN、WAN、PAN或其它此网络与其它不受信任的网络(通常是因特网)分离的物理或逻辑子网络。面向外部的服务器、资源及服务安置于DMZ内，因此可从因特网进行接入(且因此，例如，DP 408响应于MSO发起的CBRS频谱分配请求或数据交换)，但是其余的内部MSO基础设施仍然无法到达或分区。这为内部基础设施提供额外安全层，因为其限制了秘密实体或过程经由不受信任的网络(例如经由DP“欺骗”或MITM攻击)直接存取内部MSO服务器及数据的能力。

另外，示范性实施方案的控制器310经配置以仅响应于一组受限制的协议功能；即来自有效DP 408或SAS 402、403的认证质询(即，由MSO维护的“白名单”上的DP 408或SAS402、403)，来自DP或SAS的对干扰监测数据的请求，资源分配ACK等。

尽管可如本发明内所描述那样使用示范性控制器310，但是鉴于本发明，相关领域的一般技术人员将容易了解，可在其它网络或服务域实体内虚拟化及/或分布控制器设备，且因此前述装置310仅是说明性的。

更特定来说，示范性控制器设备310可物理地位于集中式运营商网络(例如，MSO网络)附近或内部；在CBSD内或与CBSD共置；在中间实体内，例如在数据中心内，例如WLAN AP控制器；及/或在“云”实体或基础设施的其它部分内，无线网络的其余部分(如上所论述)是所述基础设施的一部分，无论是由MSO拥有/操作还是以其它方式。在一些实施例中，CBRS控制器310可为若干控制器中的一者，其各自在例如层级内具有等效有效性或不同使用级别(例如，控制器310可在管理多个从属或下属控制器的“父”控制器之下，其中“从属”中的每一者例如经指定以控制其自己的相应场所内的功能)。

在一实施例中，处理器装置702可包含数字信号处理器、微处理器、现场可编程门阵列或安装在一或多个衬底上的多个处理组件中的一或多者。处理器设备702还可包括内部高速缓冲存储器。处理子系统与程序存储器模块或子系统704通信，其中后者可包含存储器，所述存储器可包括例如SRAM、闪存及/或SDRAM组件。存储器模块704可实施直接存储器接入(DMA)类型的硬件中的一或多者，以便于如所属领域中众所周知的那样促进数据存取。示范性实施例的存储模块含有可由处理器设备702执行的一或多个计算机可执行指令。还如所展示那样提供大容量存储装置(例如，HDD或SSD，或者甚至是NAND闪存或类似者)。

处理器设备702经配置以执行存储在存储器704中的至少一个计算机程序(例如，以实施本文中关于CBRS频谱分配等描述的各种控制器功能的软件或固件的形式的CBRS控制器的逻辑)。其它实施例可在专用硬件、逻辑及/或专用协处理器(未展示)内实施此功能性。

在一个实施例中，CBRS控制器/管理器706a进一步经配置以注册已知下游装置(例如，包含CBSD及WLAN AP的接入节点)、其它后端装置，并集中控制更广泛的无线网络(以及任何组成的对等子网络)，以及(ii)获得CBSD及其它基础设施配置数据；及(ii)将所获得配置数据报告给FEAR引擎413(或实施图5到6a的分配方法的认知处理实体)。

此外，如在先前并入本文中的标题为“用于协同利用准许可无线频谱的方法及设备(METHODS AND APPARATUS FOR COORDINATED UTILIZATION OF QUASI-LICENSEDWIRELESS SPECTRUM)”的共同待决的序列号为15/785,283的美国专利申请案中所描述，可使用控制器逻辑706a来实施MSO及MNO网络及用户策略。在一个实施方案中，一或多个主要因素被用作结构化优化以最大化或优化主要因素的基础。举例来说，如果在给定例子处的目标是例如在下行链路方向(DL)上推送大量数据(即，吞吐量)，那么优化逻辑可选择具有更好信令的UE或设备来以有效的方式(实际上“最小阻力路径”逻辑)交流更多数据。例如，这也可应用于较高订户服务层而不是较低订户层，在将带宽分配到较低层之前，可为较高层分配可用带宽(至少到规定的程度或值)，以便于确保较高层的用户体验充足。替代地，目标可为在不同用户、接入网络、合作伙伴及/或不同类型的服务(例如，语音对数据、QoS对非QoS等)当中更公正地分发资源(即，无线电/回程/核心资源)，可采用跨不同用户平衡资源的逻辑。参见例如授予戈姆利(Gormley)等人的在2017年8月8日发布的且标题为“用于自组织网络的方法及设备(Method and apparatus for self organizing networks)”的第9,730,143号美国专利，授予塔皮亚(Tapia)的在2017年3月7日发布的标题为“蜂窝接入点当中的自组织无线回程(Self-organizing wireless backhaul among cellular accesspoints)”的第9,591,491号美国专利，以及授予拉赫曼(Rahman)的在2017年8月8日发布的标题为“用于移动装置群组的无线电接入网络资源配置(Radio access network resourceconfiguration for groups of mobile devices)”的第9,730,135号美国专利，前述专利中的每一者的全部内容以引用的方式并入本文中，用于可与本发明的各个方面配合使用的示范性SON实施方案。

在一个实施例中，控制器及管理器过程706a存取大容量存储装置705(或CBRS DB404)，以检索与例如CBSD配置及能力相关的所存储数据。数据或信息可与如上所述的报告或配置文件相关。此类报告或文件可由控制器/管理器706a及/或处理器702以及其它网络实体(例如无线节点，例如CBSD 314)存取。

在其它实施例中，与其它专有软件一起安装或者在控制器设备310上本地可用的(例如，作为上述计算机程序的部分或只在控制器/管理器706a内部)的API应用程序接口(API)(例如包含在MSO提供的应用程序中的应用程序接口)也可驻留在内部高速缓存或其它存储器704中。此类API可包含共用网络协议或编程语言，其经配置以使得能够与其它网络实体进行通信以及接收及发射接收装置(例如，CBSD、WLAN AP、客户端装置)可解译的信号。

返回到如图7a中所展示的示范性实施例，在所说明的实施例中利用一或多个网络“前端”或面向外接口708来经由例如以太网或其它有线及/或无线数据网络协议与外部(非MSO)网络实体(例如，DP 408)进行通信。

在示范性实施例中，一或多个后端接口710经配置以与其它MSO联网装置(特别是例如目标服务场所或区域内的MSO操作的CBSD 314的后端设备)交流一或多个网络地址分组。例如MSO CMTS、第3层交换机、网络监测中心、AAA服务器等的其它MSO实体也可根据网络协议与控制器310通信。网络路由协议的常见实例包含例如：因特网协议(IP)、因特网分组交换(IPX)及基于开放系统互连(OSI)的网络技术(例如，异步转移模式(ATM)、同步光学联网(SONET)、同步数字层体系(SDH)、帧中继)。在一个实施例中，后端网络接口710操作以与的内容传送网络(CDN)的骨干网(例如图3到4a的骨干网)进行信号通信。这些接口可能包括例如GbE(千兆以太网)或具有合适带宽能力的其它接口。

还将理解，例如在其中控制器功能在另一组件(例如执行所述功能的MSO网络服务器)内被虚拟化的情况下，两个接口708、710可被聚合在一起及/或与其它现存数据接口共享。

值得注意的是，在图7a的配置中，FEAR引擎413经配置以在MSO域内的服务器上操作，并与外部实体(例如一或多个参与SAS实体402、403)通信，例如以提供通过执行FEAR产生的计算或数据以支持GAA频谱分配。举例来说，在一个实施例中，FEAR引擎413从相关服务域内的一或多个CBSD 314获得数据，并基于其进行FS₁-OP₁及FS₁-OP₂(参见图5)的计算，以及进一步提供此数据(经由插入MSO域组件)到外部SAS 402、403(经由DP 408，如果使用)。

同样地，就FEAR引擎413要求MSO域外部的第三方数据执行其GAA频谱分配计算的程度来说，其可从外部SAS/DP(例如，在如所展示的SAS供应商域内，其与如图4b-1及4b-2中所展示的其它SAS进行过程间数据通信)或具有此类数据的另一实体接收数据。举例来说，在交换来自一或多个其它参与SAS的度量/数据时，来自其它SAS的数据可被转发到MSO域内的FEAR引擎413，以用于计算例如所提议分配中的差异、度量/增量值等。

在图7b的配置中，FEAR引擎413安置于SAS供应商域内(如与图7a中的MSO域相对)。有关服务MSO域的数据的逻辑通信(例如，来自其基础设施，包含MSO服务域内的CBSD)由MSO控制器/管理器过程706a收集，并经由插入MSO域及外部组件转发到FEAR引擎413。

本发明还预期利用“委托”方法的两个或更多个参与SAS实体402、403，例如其中将参与SAS“群组”内的一或多个SAS指定为“处理SAS”，并且因此原始或部分预处理数据经转发到指定SAS以执行支持FEAR分配产生所需的计算。例如，可能的情况是每一参与SAS都不具有完整FEAR引擎套件或处理能力，处于脱机状态或部分受阻，或者使使用指定SAS(又称为“FEAR代理”)是合意的其它情况。因而，每一参与SAS实体可在FEAR代理SAS的委托或指定后，致使来自其自己的服务基础设施中的数据转发FEAR代理SAS，以使得计算及算法迭代的性能能够收敛，如上文描述(参见图7c)。

将认识到，尽管依据方法的特定步骤序列来描述本发明的某些方面，但是这些描述仅是本发明的更广泛方法的说明，并且可根据特定应用的要求进行修改。在某些情况下，可使某些步骤是不必要或任选的。另外，某些步骤或功能性可被添加到所揭示实施例，或者可重新排列两个或更多个步骤的执行顺序。所有此类变型被认为涵盖在本文揭示及主张的揭示内容内。

还应了解，尽管本文描述的有关两个或更多个实体之间的频谱分配的许多方面发生在当前的3.55到3.70GHz频带内，但是这些方面可容易地适于与上文列出的频带同时用于其它频带中。举例来说，在一个变体中，上文描述的频谱分配方法可为跨频带的，使得给定SAS/CBSD或在两个频带(例如3.55GHz到3.700，例如4.0GHz到4.2GHz)内操作的一组SAS/CBSD可在前述FEAR方法下关于两个频带进行评估。这可包含例如为每一不同实体产生内部及“公平观点”所提议分配(i)单独地考虑每一不同频带(例如，针对3.55到3.70GHz的内部及公平观点所提议分配，以及针对4.0到4.2GHz的第二组提议内部及公平观点分配，及/或(ii)考虑整体上不同的频带(例如，针对在实际上被认为一个聚合频带的3.55到3.70GHz及4.0到4.2GHz的一组内部及公平观点所提议分配，无论频率是否连续)。

尽管上文详细描述已展示、描述并指出应用于各个实施例的本发明的新颖特征，但是将理解，在不脱离本发明的情况下可由所属领域的技术人员对所说明的装置及过程在形式及细节上进行各种省略、替代及改变。此描述绝不意味着是限制性的，而应被认为是对本发明的一般原理的说明。本发明的范围应参考权利要求书确定。

将进一步了解，尽管本文所描述的各种方法及设备的某些步骤及方面可由人类来执行，但是所揭示方面以及个别方法及设备通常是计算机化/计算机实施的。出于多种原因，计算机设备及方法对于完全实施这些方面是必要的，所述原因包含(但不限于)商业可行性、实用性及甚至可能性(即，某些步骤/过程根本无法以任何可行的方式由人类执行)。

Claims

1.一种经配置用于无线频谱分配的计算机化设备，所述计算机化设备包括：

数字处理器设备；

至少一个数据接口，其与所述数字处理器设备进行数据通信；及

计算机化逻辑，其与所述数字处理器设备进行数据通信，所述计算机化逻辑经配置以在执行时致使根据所述计算机化逻辑的收敛算法，经由迭代将可用无线频谱分配到多个无线网络基础设施，所述收敛算法经配置以利用由所述多个无线网络基础设施中的相应者产生的多个所提议分配；

其中所述迭代包括：

在第一参与实体处获得与所述多个无线网络基础设施中的一者相关的数据；

经由所述第一参与实体产生指示针对以下的所提议分配的第一数据：(i)所述多个无线网络基础设施中的所述一者以及(ii)与第二参与实体相关联的无线网络基础设施；

向所述第二参与实体提供所产生第一数据的至少一部分；

从所述第二参与实体接收由所述第二参与实体产生并指示针对以下的所提议分配的第二数据：(i)所述多个无线网络基础设施中的所述一者以及(ii)与所述第二参与实体相关联的无线网络基础设施；

至少基于所述第一及第二数据，引起对至少一个更新度量的计算；及

向所述收敛算法提供所述更新度量，以实现朝向所述可用无线频谱的最终分配的进一步收敛。

2.根据权利要求1所述的计算机化设备，其中对所述更新度量的所述计算包括将所述第一数据的至少一部分与所述第二数据的至少一部分进行比较以识别它们之间的差异。

3.根据权利要求2所述的计算机化设备，其中将所述第一数据的至少所述部分与所述第二数据的至少所述部分进行所述比较以识别它们之间的差异包括：将指示针对所述多个无线网络基础设施中的所述一者的所述所提议分配的所述第一数据的所述部分与指示针对所述多个无线网络基础设施中的所述一者的所述所提议分配的所述第二数据的所述部分进行比较。

4.根据前述任一权利要求所述的计算机化设备，其中所述无线频谱包括3.0到4GHz频带内的频谱，所述计算机化设备包括经管理内容传送网络的控制器实体，所述经管理内容传送网络还包括所述多个无线网络基础设施中的一者的至少一部分。

5.根据权利要求4所述的计算机化设备，其中所述控制器实体包括经配置以将频谱分配给多个请求用户装置和基站的频谱接入实体。

6.根据权利要求4所述的计算机化设备，其中所述控制器实体包括共享频谱无线电服务系统的计算机化代理实体。

7.根据权利要求1所述的计算机化设备，其中由所述多个无线网络基础设施中的相应者产生的所述多个所提议分配包括基于每接入节点计算的所提议分配。

8.根据权利要求7所述的计算机化设备，其中根据所述计算机化逻辑的收敛算法的所述迭代包括：

将多个权重应用于由所述多个无线网络基础设施中的所述相应者产生的所述所提议分配中的相应者以创建多个加权预测分配；及

至少部分地基于所述多个加权预测分配来产生复合值。

9.一种用于提供可用无线频谱到多个无线网络基础设施的分配的计算机化方法，所述计算机化方法包括：

(i)在第一参与实体处获得与所述多个无线网络基础设施中的一者相关的数据；

(ii)经由所述第一参与实体产生(a)指示针对所述多个无线网络基础设施中的所述一者的所提议分配的数据；及(b)指示针对与第二参与实体相关联的无线网络基础设施的所提议分配的数据；

(iii)向所述第二参与实体提供指示针对所述多个无线网络基础设施中的所述一者的所述所提议分配的所述数据，及指示针对与所述第二参与实体相关联的所述无线网络基础设施的所述所提议分配的所述数据；

(iv)从所述第二参与实体接收：(c)指示针对由所述第二参与实体产生的所述多个无线网络基础设施中的所述一者的所提议分配的数据；及(d)指示针对与由所述第二参与实体产生的所述第二参与实体相关联的所述无线网络基础设施的所提议分配的数据；

(v)至少基于(a)指示针对所述多个无线网络基础设施中的所述一者的所述所提议分配的所述数据，(b)指示针对与第二参与实体相关联的所述无线网络基础设施的所述所提议分配的所述数据，(c)指示针对由所述第二参与实体产生的所述多个无线网络基础设施中的所述一者的所提议分配的所述数据，及(d)指示针对由所述第二参与实体产生的与所述第二参与实体相关联的所述无线网络基础设施的所提议分配的所述数据，计算至少一个更新度量；

(vi)关于所述至少一个更新度量更新动态分配算法；及

(vii)执行步骤(ii)到(vi)的后续迭代，直到所述动态分配算法收敛于最终分配为止，所述最终分配包括小于或等于所述可用无线频谱的无线频谱的分配。

10.根据权利要求9所述的计算机化方法，其中被分配的所述无线频谱包括在高于3GHz频带的频带内的共享的通用或非授权频谱，并且所述第一参与实体包括服务于所述多个无线网络基础设施中的所述一者的计算机化频谱分配实体。

11.根据权利要求9或10所述的计算机化方法，其中所述多个无线网络基础设施中的所述一者包括多个基站，并且与所述多个无线网络基础设施中的所述一者相关的所获得数据包括与所述多个基站相关的数据。

12.根据权利要求9所述的计算机化方法，其中所分配的所述无线频谱包括3.10到4.20GHz频带内的频谱，并且所述第一参与实体包括服务于所述多个无线网络基础设施中的所述一者的计算机化频谱分配实体。

13.一种计算机可读设备，其包括：

非暂时性存储媒体，所述非暂时性存储媒体包括具有多个指令的至少一个计算机程序，所述多个指令经配置以当在数字处理设备上执行时进行无线频谱分配，所述无线频谱分配包括：

识别可用于分配的两个或更多个频段；及

根据所述至少一个计算机程序的收敛算法将可用无线频谱分配到多个无线网络基础设施，所述收敛算法经配置以利用由所述多个无线网络基础设施中的相应者产生的并与所述两个或更多个频段相关的多个所提议分配；

其中所述利用由所述多个无线网络基础设施中的所述相应者产生的并与所述两个或更多个频段相关的所述多个所提议分配包括利用：(i)仅与所述两个或更多个频段中的第一者相关且与所述两个或更多个频段中的任何其它者无关的第一多个所提议分配，及(ii)仅与所述两个或更多个频段中的第二者相关且与所述两个或更多个频段中的任何其它者无关的第二多个所提议分配。

14.根据权利要求13所述的计算机可读设备，其中所述利用由所述多个无线网络基础设施中的所述相应者产生的并与所述两个或更多个频段相关的所述多个所提议分配包括利用与所述两个或更多个频段中的第一者及所述两个或更多个频段中的至少第二者两者相关的多个所提议分配作为聚合频段。

15.根据权利要求14所述的计算机可读设备，其中所述两个或更多个频段中的所述第一者及所述两个或更多个频段中的所述至少第二者在频率谱上是不连续的。