JP5615983B2

JP5615983B2 - コグニティブ無線システムの動作モードを変換する方法及び装置

Info

Publication number: JP5615983B2
Application number: JP2013542350A
Authority: JP
Inventors: リウ，シン; ツァオ，ナン; リー，フェン; リー，ヤン
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2014-10-29
Anticipated expiration: 2031-11-15
Also published as: US20130260780A1; BR112013014237A2; US9125063B2; EP2637430A1; CN102547717B; EP2637430A4; BR112013014237B8; EP2637430B1; WO2012075877A1; CN102547717A; JP2013545416A; BR112013014237B1

Description

本発明は、無線通信及びコグニティブ無線（ＣＲ：Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏ）技術分野に関し、特にコグニティブ無線システムに従属するセル又は基地局の動作モードを変換する方法及び装置に関する。

無線技術が進化し続けるにつれ、様々な無線サービスが大量に現れているが、無線サービスが依存するスペクトル資源は、限られているので、帯域幅に対する需要の高まりに直面して、極めて緊迫した状況を示した。一方、従来の固定スペクトル割り当てモードでは、スペクトル資源の利用率は高くない。スペクトル資源の利用率を向上することは、高まる需要と限られている資源との矛盾を解決する主要な手段となり、コグニティブ無線技術の核となる思想である。

スペクトル利用率の向上は、他のバンドにおけるライセンスされたサービスによって用いられていないスペクトル資源（例えば、テレビバンドの空白スペクトル資源、ＴＶＷＳ：ＴＶＷｈｉｔｅＳｐａｃｅｓ）を機会を待って占有することで実現できる。他のシステムによって一時的に用いられないスペクトル資源を借用して、スペクトルが不足しているセルの一部の無線通信サービスを分担することは、間違いなく当該セルの無線通信サービスのスペクトルが不足している状況を緩和できるが、サブシステムへの借用を制限しない場合、スペクトルが悪意的に占有される可能性が大きい。複数のシステムは、ある一部のライセンスされたサービスに一時的に用いられないスペクトル資源を共有して占有する場合、各システムは、できるだけ多く借用されたスペクトル資源を取得させることが望まれるため、悪意的な占有申請を送信する。単一のシステムの内部での異なる関心領域において、単一のスペクトル借用ルールのみとしない場合、借用されたスペクトル資源を占有するように悪意的に申請する可能性がある。そら故に、一部のシステム又はセルは、それ自体のスペクトル資源が不足ではない場合でも比較的多くの借用されたスペクトル資源を占有してしまい、スペクトルが不足しているシステム又はセルが、借用されたスペクトル資源として、少ない取得しかできない可能性が大きくなる。

これに鑑みて、本発明の主な目的は、ＣＲ技術を用いるシステムにおいて、サブシステムが他のシステムによって一時的に使用されていないスペクトル資源を悪意的に占有する技術的問題を解決するために、コグニティブ無線システムの動作モードを変換する方法及び装置を提供することにある。

前記目的を実現するために、本発明の技術的スキームは、以下のように実現される。
コグニティブ無線システムの動作モードを変換する方法は、
ネットワーク側が、借用されたスペクトル資源への配下の各セルの需要程度を測定するステップと、
ネットワーク側が、借用されたスペクトル資源への配下の各セル需要程度が動作モードの変換条件に達したかどうかを判断し、そして判断結果に応じて各セルの動作モードの変換を行うかどうかを決定するステップと、
ネットワーク側が、基地局が対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行するように通知するステップとを含む。

借用されたスペクトル資源への前記需要程度は、配下のセルのサービス量又は通信品質で示され、前記動作モードは、正常動作モードとコグニティブ無線（ＣＲ）動作モードを含み、前記ＣＲ動作モードとは、システムのライセンスされたスペクトル及び借用されたスペクトルで同時に動作する動作モードであり、前記正常動作モードとは、システムのライセンされたススペクトルで動作する動作モードである。

さらに、借用されたスペクトル資源への前記需要程度がセルのサービス量で示される場合、残容量閾値区間を設定し、前記動作モードの変換条件は、次のとおりとなってよい。システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が、対応する予め設定された残容量閾値区間の上限より大きい場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換し、システムの残容量の絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が、対応する予め設定された残容量閾値区間の下限より小さい場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換する。

さらに、借用されたスペクトル資源への前記需要程度が通信品質で示される場合、通信品質閾値区間を設定し、前記動作モードの変換条件は、次の通りとなってよい。通信品質が前記通信品質閾値区間の下限より低い場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換し、通信品質が前記通信品質閾値区間の上限より高い場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換する。

さらに、対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行する前記ステップは、具体的にはつぎの事を含む。
ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換した場合、基地局が、領域に借用されたスペクトルにアクセスしたモバイル端末が本システムのライセンされたスペクトルに変換し、前記配下のセルに新規加入したモバイル端末が本システムのライセンスされたスペクトルにアクセスするように命令し、
正常動作モードからＣＲ動作モードに変換した場合、ＣＲ動作モードが有効になった後、前記配下のセルに新規加入したモバイル端末が優先的に、借用されたスペクトルにアクセスする。

上記方法に基づき、本発明は、コグニティブ無線システムの動作モードを変換するための装置を提供し、該装置は、
借用されたスペクトル資源への配下の各セルの需要程度を取得して測定することに用いられる測定モジュールと、
借用されたスペクトル資源への配下の各セルの需要程度が動作モードの変換条件に達したかどうかを判断し、そして判断結果に応じて各セルの動作モードの変換を行うかどうかを決定することに用いられる判断モジュールと、
判断モジュールの決定結果に応じて、対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行することに用いられる実行モジュールとを含む。

前記測定モジュールにより取得された、借用されたスペクトル資源への配下のセルの需要程度は、セルのサービス量または通信品質で示され、前記動作モードは、正常動作モードとコグニティブ無線（ＣＲ）動作モードを含み、前記ＣＲ動作モードとは、システムのライセンスされたスペクトル及び借用されたスペクトルで同時に動作する動作モードであり、前記正常動作モードとは、システムのライセンスされたスペクトルで動作する動作モードである。

さらに、借用されたスペクトル資源への需要程度がセルのサービス量で示される場合、残容量閾値区間を設定し、前記判断モジュールが依拠する前記動作モードの変換条件は、次のようになってよい。システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が対応する、予め設定された残容量閾値区間の上限より大きい場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が対応する、予め設定された残容量閾値区間の下限より小さい場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換する。

さらに、借用されたスペクトル資源への需要程度が通信品質で示される場合、通信品質閾値区間を設定し、前記判断モジュールが依拠する動作モードの変換条件は、通信品質が前記通信品質閾値区間の下限より小さい場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換し、通信品質が前記通信品質閾値区間の上限より大きい場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換する。

さらに、前記実行モジュールが対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行することは、具体的には、
ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換した場合、基地局は、領域に借用されたスペクトルにアクセスしたモバイル端末が本システムのライセンスされたスペクトルに変換し、前記配下のセルに新規加入したモバイル端末が本システムのライセンスされたスペクトルにアクセスするように命令し、
正常動作モードからＣＲ動作モードに変換した場合、ＣＲ動作モードが有効化された後、前記配下のセルに新規加入したモバイル端末が優先的に、借用されたスペクトルにアクセスする。

本発明において、ネットワーク側は、借用されたスペクトルへの各セル需要程度を測定し、ＣＲ動作モードの有効化及び無効化条件を設定することで、セルの動作モードの変換を実行するかどうかを判断し、そして相応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを制定して、それによってスペクトル資源の割り当てを調整する。その利点は、以下の通りである。
１．借用されたスペクトル資源の割り当てを調整して、借用されたスペクトル資源の乱用を避けるようにする。
２．ネットワーク側が低い需要を持つセルのＣＲ動作モードを無効にし、それによって借用されたスペクトル資源を解放することで、高い需要を持つ他のセルがより多くの借用可能なスペクトル資源を持つようになり、システムの全体的な性能を向上させる。

本発明に係る基地局での動作モード変換及びモバイル端末へのネットワーク割り当ての手順である。本発明に係る応用場面を示す図である。本発明に係るコグニティブ無線システムの動作モードを変換するフローチャートである。本発明に係るＣＲ動作モード有効化シグナリングのフローである。本発明に係るＣＲ動作モード無効化シグナリングのフローである。本発明に係るコグニティブ無線システムの動作モードを変換するシステムの構成を示す図である。

本発明の基本的な思想は、ＣＲ技術を用いて他のシステムによって一時的に用いられないスペクトル資源を占有する場合、システムが、借用されたスペクトルへのその配下のセルの需要程度を評価し、基地局のＣＲ動作モードの有効化及び無効化条件を設定することで、コグニティブ無線システム配下のセルの動作モードの変換を行うかどうかを判断し、そして対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを制定して、それによってスペクトル資源の割り当てを調整する。本発明は、ＣＲシステム配下のセルのＣＲ動作モードの有効化及び無効化条件への制限に注力するものであり、ネットワークの全体の様相から考えて、システムがサービス量の低いセルのＣＲ動作モードを無効にし、それによってその借用されたスペクトル資源を解放することで、サービス量の高い他のセルがより多くの借用可能なスペクトル資源を取得することになり、スペクトル資源の全体的な利用率を向上させることもできるものである。

本発明の目的、技術的スキーム及び利点がより明らかになるように、以下、実施例を挙げて付図を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
図１は、本発明に係る方法の手順のフローチャートであり、当該方法は、具体的に、以下のようなステップを含む。
ステップ１０１：ネットワーク側は、借用されたスペクトルへのその配下のセルの需要程度を測定する。
需要程度の測定が依拠するものは、各セルのサービス量、通信品質（通話切断率、ビット誤り率（ＢＥＲ）、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）パラメータを含むがこれらに限定されるものではない）、及び借用されたスペクトルへの通信セルの需要程度を示すことができるパラメータであってよい。
ステップ１０２：ネットワーク側は、各セルの現在の需要程度が対応する動作モードの変換条件に達したかどうかを判断し、そして判断結果に応じて各セルの動作モードの変換を行うかどうかを決定する。

前記動作モードは、正常動作モードとＣＲ動作モードを含む。ＣＲ動作モードとは、システムが本システムのライセンスされたスペクトル及び借用されたスペクトルで同時に動作する動作モードであり、正常動作モードとは、システムが本システムのライセンスされたスペクトルだけで動作する動作モードである。

ＣＲ動作モードの有効化条件とは、正常動作モードにおけるセルまたは基地局がＣＲ動作モードに変換するために、需要程度が達する必要がある条件である。ＣＲ動作モードに入った後、需要程度がＣＲ動作モードの無効化条件に達した場合には、基地局は、正常動作モードに変換する。
ＣＲ動作モードの有効化及び無効化条件は、需要程度パラメータと直接関連する。

ネットワーク側が、サービス量で借用されたスペクトルへのセルの需要程度を評価する場合、頻繁な変換を抑える一つの残容量閾値区間を設定し、システムの残容量が少ないほど現在の負荷が大きく、需要程度が高いことを示す。借用されたスペクトル資源への配下のセルの需要程度を評価するとは、一定時間で前記配下のセルのサービス量を集計し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値を取得することであり、ネットワーク側が、借用されたスペクトル資源への配下のセルの需要程度が動作モードの変換条件に達するかどうかを判断するために、システムの残容量閾値区間（システムの残容量上限と下限）を設定し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が、対応する予め設定された残容量閾値区間の上限より大きい場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が、対応する予め設定された残容量閾値区間の下限より小さい場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換するように設定されることができる。

前記システムの残容量は、システム容量と現在のサービス量の差であり、前記システムの残容量のシステム容量に対する相対値は、システムの残容量のシステム容量に対する比である。
ネットワーク側が通信品質を需要程度の評価パラメータとする場合、同様に、頻繁な変換を抑える１つの通信品質閾値区間を設定し、通信品質が悪いほど需要程度が大きく、借用されたスペクトル資源への配下のセルの需要程度を評価するとは、一定時間で前記セルの通信品質のパラメータを集計し、ネットワーク側が、借用されたスペクトル資源への配下のセルの需要程度が動作モードの変換条件に達するかどうかを通信品質閾値区間（通信品質上限と下限）を設定して判断することであり、集計した通信品質パラメータが前記通信品質閾値区間の下限（即ち第３の閾値）より小さい場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換し、通信品質が前記通信品質閾値区間の上限（即ち第４の閾値）より大きい場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換するように設定されることができる。

ステップ１０３：ネットワーク側は、基地局が対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行するように通知する。
図２は、本発明に係るＴＶバンドアイドルスペクトル（ＴＶＷＳ：ＴＶＷｈｉｔｅＳｐａｃｅｓ）をシステムによって借用されたスペクトル資源とすることを例にする応用場面を示す図であり、当該応用場面が主にテレビサービスデータベース、中央制御ノード、基地局、モバイルユーザー端末というエンティティに関し、その中、中央制御ノードが若干の基地局を管轄し、各基地局が複数のモバイルユーザー端末を管轄する。以下、場面に関するエンティティを説明する。

テレビサービスデータベース（ＴＶＤＢ：ＴＶｄａｔａｂａｓｅ）：ＴＶ事業者または第三者により提供されることができ、ＴＶデータベースの内容は、ローカルまたはローカルを含む若干の地区のテレビスペクトル（チャネル）へのテレビ事業者の使用状況であり、即ち、
１．使用中のスペクトル（チャネル）状態であって、チャネル番号、帯域幅、可能な持続時間、Ｄ／Ｕ要求（がテレビ受信機の所望の有効信号と干渉信号のパワー比である）、スペクトルマスク、カバレッジとバッファゾーン等の情報を含むがこれらに限定されない。
２．未使用のスペクトル（チャネル）状態であって、チャネル番号、動作帯域幅、カバレッジ、可能な持続時間、最大許容送信パワー率等の情報を含むがこれらに限定されない。
３．使用不可のチャネル（管理領域に制限されるチャネルまたは事業者が取っておいたリザーブチャネルであることができる）情報であって、チャネル番号、動作帯域幅等の情報を含むがこれらに限定されない。

中央制御ノード（ＣＣＰ：Ｃｅｎｔｒａｌｃｏｎｔｒｏｌｐｏｉｎｔ）：ＴＶＤＢと固定して接続し、その機能は、以下を含むがこれらに限定されない。
１．各セルのサービス量を取得する。
２．予め設定された条件に応じてその配下のセルがＣＲ動作モードの有効化条件に達したかどうかを判定する。
３．その配下のセルまたは基地局がＣＲ動作モードを有効又は無効にするように制御する。
４.ＴＶＤＢにアクセスして、ＴＶＷＳ情報を取得する。５.利用可能なＴＶＷＳスペクトル資源をＣＲ動作モードにおけるセルのアクセスリンクに割り当てる。６.ＴＶＷＳのシステムによる使用情報を記憶する。

基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅｓｔａｔｉｏｎ）：ＣＣＰと固定して接続し、その機能は、以下を含むがこれらに限定されない。
１．ＣＣＰへセルのサービス量を報告する。
２．ＣＲ動作モードに入った後、その配下のアクセスリンクのためにＴＶＷＳ資源を申請する。
３．取得されたＴＶＷＳスペクトル資源をその配下のモバイル端末のアクセスリンクに割り当て、そしてＴＶＷＳ情報の更新に応じて、アクセスリンクに用いられたスペクトル資源を調整する。
４．対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行する。
５．ライセンスされたバンドとＴＶバンドで同時に動作する。

モバイルユーザー端末（ＭＵＥ：Ｍｏｂｉｌｅｕｓｅｒｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）：ＭＵＥは、ＢＳと通信し（アクセスリンクを構成する）、その機能は、以下を含むがこれらに限定されない。
１．元のライセンスされたバンド及びＴＶバンドでの動作をサポートする。
２．動作周波数とバンドを調整する。

図３は、本発明に係る図２に示す場面を例とする基地局の動作モードの変換及びモバイル端末へのネットワーク割り当てのフローチャートであり、基地局は、デフォルトの場合、正常動作モードで動作し、正常動作モードでは、新規加入のＭＵＥは、ライセンスされたスペクトルで動作し、ＣＣＰは、周期的に借用されたスペクトルへの各ＢＳの需要程度を取得し、例えば、サービス量または通信品質を需要程度の評価パラメータとして、需要程度が予め設定された閾値に達した又はそれを超えた場合、ＣＣＰは、ＢＳがＣＲ動作モードを有効にするように命令し、そうでなければ、依然として元のライセンスされたスペクトルに新規加入のＭＵＥがアクセスする。ＣＲ動作モードで、ＣＣＰは、ＴＶＤＢからＴＶＷＳ情報を取得し、利用可能なＴＶＷＳスペクトル資源をＣＲ動作モードにおけるセルのアクセスリンクに割り当て、新規加入のＭＵＥがある場合、ＢＳは、優先的に新規加入のＭＵＥにＴＶＷＳスペクトルを割り当てる。ＣＲ動作モードで、ＣＣＰは、周期的に借用されたスペクトルへのＢＳの需要程度を評価し、需要程度が予め設定された閾値より小さい場合、ＣＣＰは、ＢＳがＣＲ動作モードを無効にするように命令し、この時にもＴＶＷＳスペクトルを占有するＭＵＥが存在すると、ＴＶＷＳスペクトルにアクセスした元のＭＵＥをライセンスされたスペクトルに切り替える。

方法の実施例１：
図４に示すように、本実施例におけるコグニティブ無線システムがＣＲ動作モードを有効にする方法は、具体的に以下のように説明される。
ステップ４０１：正常動作モードで、ＣＣＰは、ＴＶＷＳ情報を取得して保守する。
ＣＣＰがＴＶＷＳ情報を取得して保守する方式は、周期的または需要に応じてＴＶＤＢにアクセスする、またはＴＶＷＳ情報が変化する場合にＴＶＤＢによってＣＣＰに知らされ、また、ＣＣＰが同時にＴＶＷＳへの本システムの使用状況情報を記憶することであってよい。このような操作は、ＣＣＰが正常動作する期間で、常に行われて、配下のＢＳがＣＲ動作モードに入った後、ＣＣＰがＢＳに現在確実に利用可能なＴＶＷＳスペクトル資源を割り当てることを保証するようにする。

ステップ４０２：ＣＣＰは、借用されたスペクトルへのＢＳの需要程度を測定する。
ＣＣＰがＢＳの需要程度を測定するパラメータは、前記ＢＳが存在するセルのサービス量、通信品質、及び借用されたスペクトルへの通信セルの需要程度を示すことができる他のパラメータであってよい。
ステップ４０３：ＣＣＰは、需要程度の測定結果に応じて、システムの予め設定されたＣＲ動作モードの有効化条件と比較し、ＣＲ動作モードを有効にするかどうかを判断する。

ＣＣＰがサービス量で、借用されたスペクトルへのセルの需要程度を評価する場合、ＣＲ動作モードの有効化条件は、残容量閾値区間の下限となり、システムの残容量絶対値（例えば、残りの帯域幅が１００ｋＨｚである）またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値（例えばシステムの残容量がシステム容量の１０％を占める）、または他の類似物に設定されることができる。現在のシステムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が前記予め設定された残容量閾値区間の下限より小さい場合、基地局は、ＣＲ動作モードを有効にする。この条件で、サービス量がセルの現在の負荷状態を評価することに用いられ、負荷が重いほど需要程度が大きく、最終的に、借用されたスペクトルへのセルの需要程度を確定する。

ＣＣＰが通信品質を需要程度の評価パラメータとする場合、ＣＲ動作モードの有効化条件は、通信品質閾値区間の上限となり、通話切断率、ＢＥＲ、ＢＬＥＲ及びセルの通信品質を測定する他のパラメータ（例えば、通話切断率を０．１に設定する）に設定されることができ、セルの現在の通話切断率が設定された条件より高い場合、基地局は、ＣＲ動作モードを有効にする。この条件で、通信品質が悪いほど需要程度が大きく、通信品質で現在ＣＲ動作モードを有効にするかどうかを評価し、他のシステムのスペクトルを借用して通信する。

ステップ４０４：ＣＣＰは、判断結果をＢＳにフィードバックし、その中にＢＳが現在の動作モードを維持する命令または動作モードを変換する命令を含む。
ステップ４０５：ＢＳは、ＣＣＰの命令に従って、動作モードを確定し、そして対応する動作モードにおけるＭＵＥへのネットワークアクセスポリシーを実行する。
４０５ａ：ＢＳがＣＣＰからの現在の動作モードの維持命令を受信した場合、ＢＳは、正常動作モードを維持し、新規加入のＭＵＥは、本システムのライセンスされたスペクトルにアクセスする。
４０５ｂ：ＢＳがＣＣＰからの動作モードの変換命令を受信した場合、ＢＳは、動作モードの変換（現在の動作モードが正常動作モードであり、モードを変換し、即ち、ＣＲ動作モードを有効にすることである）を行い、ＣＲ動作モードが有効になった後、新規加入のＭＵＥは、優先的にＴＶＷＳバンドにアクセスする。具体的には、ＭＵＥは、ＢＳのカバレッジにアクセスし、元のライセンスされたスペクトルで能力情報を報告し、ＢＳは、ＣＣＰにＴＶＷＳスペクトル資源を申請し、取得されたＴＶＷＳスペクトル資源を新規加入のＭＵＥとの間のアクセスリンクに割り当て、配置が成功した後、ＢＳは、ＴＶＷＳの使用情報をＣＣＰに送信し、ＣＣＰは、確認情報を返し、そして記憶されたＴＶＷＳの使用情報を更新する。

方法の実施例２：
図５に示すように、本実施例におけるコグニティブ無線システムがＣＲ動作モードを無効にする方法は、具体的に以下のように説明される。
ステップ５０１：ＣＲ動作モードで、ＣＣＰは、ＴＶＷＳ情報を取得して保守する。

ＣＣＰがＴＶＷＳ情報を取得して保守する方式は、周期的または需要に応じてＴＶＤＢにアクセスする、またはＴＶＷＳ情報が変化する場合にＴＶＤＢによってＣＣＰに知らせられ、また、ＣＣＰが同時にＴＶＷＳへの本システムの使用状況情報を記憶することであってよい。このような操作は、ＣＣＰが正常動作する期間で、常に行われて、配下のＢＳがＣＲ動作モードにある場合、ＣＣＰがＢＳに現在確実に利用可能なＴＶＷＳスペクトル資源を割り当てることを保証するようにする。

ステップ５０２：ＣＣＰは、借用されたスペクトルへのＢＳの需要程度を測定する。
ＣＣＰがＢＳの需要程度を測定するパラメータは、前記ＢＳが存在するセルのサービス量、通信品質、及び借用されたスペクトルへの通信セルの需要程度を示すことができる他のパラメータであってよい。
ステップ５０３：ＣＣＰは、需要程度の測定結果に応じて、システムの予め設定されたＣＲ動作モードの無効化条件と比較し、ＣＲ動作モードを無効にするかどうかを判断する。

ＣＣＰがサービス量で、借用されたスペクトルへのセルの需要程度を評価する場合、ＣＲ動作モードの無効化条件は、残容量閾値区間の上限となり、システムの残容量絶対値（例えば、残り帯域幅が２００ｋＨｚである）またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値（例えばシステムの残容量がシステム容量の２０％を占める）、または他の類似物に設定されることができる。現在のシステムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が前記予め設定された残容量閾値区間の上限より大きい場合、基地局がＣＲ動作モードを無効にする。この条件で、サービス量がセルの現在の負荷状態を測定することに用いられ、負荷が重いほど需要程度が大きく、最終的に、借用されたスペクトルへのセルの需要程度を確定する。

ＣＣＰが通信品質を需要程度の測定パラメータとする場合、ＣＲ動作モードの無効化条件は、通信品質閾値区間の下限となり、通話切断率、ＢＥＲ、ＢＬＥＲ及びセルの通信品質の他の測定パラメータ（例えば、通話切断率を０．０５に設定する）に設定されることができ、セルの現在の通話切断率が設定された条件より低い場合、基地局は、ＣＲ動作モードを無効にする。この条件で、通信品質が悪いほど需要程度が大きく、通信品質で、現在ＣＲ動作モードを無効にするかどうかを評価する。

ステップ５０４：ＣＣＰは、判断結果をＢＳにフィードバックし、その中にＢＳが現在の動作モードを維持する命令または動作モードを変換する命令を含む。
ステップ５０５：ＢＳは、ＣＣＰの命令に従って、動作モードを確定し、そして対応する動作モードにおけるＭＵＥへのネットワークアクセスポリシーを実行する。

５０５ａ：ＢＳがＣＣＰからの現在の動作モードの維持命令を受信した場合、ＢＳは、ＣＲ動作モードを維持し、新規加入のＭＵＥは、方法の実施例１における５ｂのポリシーに従って操作する。
５０５ｂ：ＢＳがＣＣＰからの動作モードの変換命令を受信した場合、ＢＳは、動作モードの変換（現在の動作モードがＣＲ動作モードであり、モードを変換し、即ち、ＣＲ動作モードを無効にし、正常動作モードを復元する）を行い、ＢＳは、領域にＴＶＷＳスペクトルがアクセスされたＭＵＥにスペクトル切替命令（それが本システムのライセンスされたスペクトルに切り替えるように命令する）を送信し、その中、同時にターゲットスペクトル及び関連送信パラメータを含むがそれらに限定されない。ＭＵＥは、スペクトル切替命令を受信した後、指定されたバンドにアクセスするように切り替える。全てのＭＵＥが切り替えを完了し、ＴＶＷＳスペクトルから退出した後、ＢＳは、ＣＲ動作モードを終了し、正常動作モードを復元し、新規加入のＭＵＥは、方法の実施例１における４０５ａのポリシーに従って操作する。

上述した方法の実施例を実現するために、本発明の他の実施例ではコグニティブ無線システムの動作モードを変換するシステムを提供する。また、下記の実施例が上記の方法を実現する実施例であるため、当該コグニティブ無線システムの動作モードを変換するシステムにおけるモジュールは、全て、上記の方法の各ステップを実現するために設定されるが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではなく、上記の方法を実現できる如何なるシステムとモジュールも全て本発明の保護範囲に含まれる。さらに、以下の説明では、上記の方法と同じ内容は、ここでスペースを節約するために省略されている。

図６は、本発明に係るコグニティブ無線システムの動作モードを変換するシステムの構成を示す図であり、当該システムは、測定モジュール６０１、判断モジュール６０２、実行モジュール６０３を含む。
前記測定モジュール６０１は、ネットワーク側に位置し、借用されたスペクトル資源への配下の各セルの需要程度を取得して測定することに用いられる。前記測定モジュールにより取得された、借用されたスペクトル資源への配下の各セルの需要程度は、セルのサービス量または通信品質で示される。

前記判断モジュール６０２は、ネットワーク側に位置し、借用されたスペクトル資源への配下の各セルの需要程度が動作モードの変換条件に達したかどうかを判断し、そして判断結果に応じて、各セルが動作モードの変換を行うかどうかを決定することに用いられる。前記動作モードは、正常動作モードとコグニティブ無線（ＣＲ）動作モードを含み、前記ＣＲ動作モードとは、システムのライセンスされたスペクトル及び借用されたスペクトルで同時に動作する動作モードである。前記正常動作モードとは、システムのライセンスされたスペクトルで動作する動作モードである。

前記実行モジュール６０３は、基地局に位置し、判断モジュールの決定結果に応じて対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行することに用いられる。
借用されたスペクトル資源への前記需要程度がセルのサービス量で示される場合、頻繁な変換を抑える１つの残容量閾値区間を設定し、前記判断モジュール６０２が依拠する動作モードの変換条件は、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が、対応する予め設定された残容量閾値区間の上限より大きい場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が、対応する予め設定された残容量閾値区間の下限より小さい場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換する。

借用スペクトル資源への前記需要程度が通信品質で示される場合、通信品質閾値区間を設定し、前記判断モジュール６０２が依拠する動作モードの変換条件は、通信品質が前記通信品質閾値区間の下限より小さい場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換し、通信品質が前記通信品質閾値区間の上限より大きい場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換する。

前記実行モジュール６０３が対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行することは、具体的には、
ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換した場合、基地局は、領域に借用されたスペクトルにアクセスしたモバイル端末が本システムのライセンスされたスペクトルに切り替えるように、また、前記配下のセルに新規加入したモバイル端末が本システムのライセンスされたスペクトルにアクセスするように命令し、
正常動作モードからＣＲ動作モードに変換した場合、ＣＲ動作モードが有効になった後、前記配下のセルに新規加入したモバイル端末が優先的に借用されたスペクトルにアクセスする。

以上は、本発明の好ましい実施例にすぎず、本発明を制限するものではなく、本分野の技術者にとって、本発明には様々な変更と変化があってもよい。本発明の精神と原則の中において行われた如何なる改修、同等切換え、改善なども、全て本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

産業上の利用可能性
本発明は、借用されたスペクトル資源の割り当てを調整して、借用されたスペクトル資源の乱用を避けることができ、ネットワーク側が、需要程度の低いセルのＣＲ動作モードを無効にすることで、需要程度が高い他のセルがより多くの借用可能なスペクトル資源を持つようになり、それによってシステムの全体的な性能を向上させる。

Claims

コグニティブ無線システムの動作モードを変換する方法であって、
ネットワーク側が、配下のセルのサービス量または通信品質のパラメータを取得し、借用されたスペクトル資源への当該配下のセルの需要程度を測定するステップと、
借用されたスペクトル資源への配下のセルの需要程度が動作モードの変換条件に達した場合、ネットワーク側は前記配下のセルの動作モードの変換を行うことを決定するステップと、
ネットワーク側は、基地局が対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行するように通知するステップとを含むことを特徴とするコグニティブ無線システムの動作モードを変換する方法。
借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が、配下のセルのサービス量又は通信品質で示され、前記サービス量がセルの現在の負荷状態を評価することに用いられ、負荷が重いほど借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が大きく、
前記通信品質のパラメータとしては、通話切断率、ビット誤り率（ＢＥＲ）及びブロック誤り率（ＢＬＥＲ）を設定することができ、通信品質が悪いほど借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記動作モードは、正常動作モードとコグニティブ無線（ＣＲ）動作モードを含み、前記ＣＲ動作モードとは、システムのライセンスされたスペクトル及び借用されたスペクトルで同時に動作する動作モードであり、前記正常動作モードとは、システムのライセンススペクトルで動作する動作モードであり、前記動作モードの変換は、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換し、またはＣＲ動作モードから正常動作モードに変換することを含む
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記動作モードの変換条件とは、
正常動作モードにおける前記配下のセルまたは前記基地局がＣＲ動作モードに変換するための借用されたスペクトル資源への需要程度が達する条件であり、または
ＣＲ動作モードにおける前記配下のセルまたは前記基地局が正常動作モードに変換するための借用されたスペクトル資源への需要程度が達する条件である
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が配下のセルのサービス量で示される場合、借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度を評価するとは、一定時間で前記配下のセルのサービス量を集計し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値を取得することであり、ネットワーク側が、借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が動作モードの変換条件に達するかどうかを判断することは、システムの残容量閾値区間を設定し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が対応する、予め設定されたシステムの残容量閾値区間の上限より大きい場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が対応する、予め設定されたシステムの残容量閾値区間の下限より小さい場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換するというものである
ことを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が、通信品質で示される場合、
借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度を評価するとは、一定時間で前記セルの通信品質のパラメータを集計し、ネットワーク側が、借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が動作モードの変換条件に達するかどうかを判断することは、通信品質閾値区間を設定し、通信品質が前記通信品質閾値区間の下限より低い場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換し、通信品質が前記通信品質閾値区間の上限より高い場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換するというものである
ことを特徴とする請求項３または４に記載の方法。
対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行する前記ステップは、具体的には、
ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換した場合、基地局が、領域に借用されたスペクトルにアクセスしたモバイル端末が本システムのライセンスされたスペクトルに変換し、前記配下のセルに新規加入したモバイル端末が本システムのライセンスされたスペクトルにアクセスするように命令し、
正常動作モードからＣＲ動作モードに変換した場合、ＣＲ動作モードが有効になった後、前記配下のセルに新規加入したモバイル端末が優先的に、借用されたスペクトルにアクセスするというものである
ことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の方法。
コグニティブ無線システムの動作モードを変換するシステムであって、
配下のセルのサービス量または通信品質のパラメータを取得し、及び借用されたスペクトル資源への配下の当該セルの需要程度を測定することに用いられる測定モジュールと、
借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が動作モードの変換条件に達した場合、前記配下のセルの動作モードの変換を行うことを決定することに用いられる判断モジュールと、
対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行することに用いられる実行モジュールとを含むことを特徴とするコグニティブ無線システムの動作モードを変換するシステム。
前記測定モジュールにより取得された、借用されたスペクトル資源への配下のセルの需要程度は、セルのサービス量または通信品質で示され、前記サービス量がセルの現在の負荷状態を評価することに用いられ、負荷が重いほど借用されたスペクトル資源へのセルの需要程度が大きく、前記通信品質のパラメータとしては、通話切断率、ビット誤り率（ＢＥＲ）及びブロック誤り率（ＢＬＥＲ）を設定することができ、通信品質が悪いほど借用されたスペクトル資源へのセルの需要程度が大きい
ことを特徴とする請求項８に記載のシステム。
前記判断モジュールは、前記配下のセルが動作モードの変換条件に達するかどうかを判断し、前記動作モードは、正常動作モードとコグニティブ無線（ＣＲ）動作モードを含み、前記ＣＲ動作モードとは、システムのライセンスされたスペクトル及び借用されたスペクトルで同時に動作する動作モードであり、前記正常動作モードとは、システムのライセンスされたスペクトルで動作する動作モードであり、前記動作モードの変換は、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換し、即ち、ＣＲ動作モードを有効化し、またはＣＲ動作モードから正常動作モードに変換し、即ち、ＣＲ動作モードを無効にすることを含む
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
前記動作モードの変換条件とは、
正常動作モードにおける前記配下のセルまたは前記基地局がＣＲ動作モードに変換するための借用されたスペクトル資源への需要程度が達する条件であり、または
ＣＲ動作モードにおける前記配下のセルまたは前記基地局が正常動作モードに変換するための借用されたスペクトル資源への需要程度が達する条件である
ことを特徴とする請求項10に記載のシステム。
借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が配下のセルのサービス量で示される場合、前記測定モジュールが借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度を評価するとは、一定時間で前記配下のセルのサービス量を集計し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値を取得することであり、前記判断モジュールが、借用されたスペクトル資源への配下のセルの需要程度が動作モードの変換条件に達するかどうかを判断することは、システムの残容量閾値区間を設定し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量のシステム容量に対する相対値が対応する、予め設定された残容量閾値区間の上限より大きい場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換し、システムの残容量絶対値またはシステムの残容量システム容量に対する相対値が対応する、予め設定された残容量閾値区間の下限より小さい場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換するというものであることを特徴とする請求項１０または１１に記載のシステム。
借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が通信品質で示される場合、前記測定モジュールが借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度を評価するとは、一定時間で前記セルの通信品質のパラメータを集計することであり、前記判断モジュールが、借用されたスペクトル資源への前記配下のセルの需要程度が動作モードの変換条件に達するかどうかを判断することは、通信品質閾値区間を設定し、通信品質が前記通信品質閾値区間の下限より小さい場合、正常動作モードからＣＲ動作モードに変換し、通信品質が前記通信品質閾値区間の上限より大きい場合、ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換するというものであることを特徴とする請求項１０または１１に記載のシステム。
前記実行モジュールが対応する動作モードにおけるモバイル端末へのネットワーク割り当てポリシーを実行することは、具体的には、
ＣＲ動作モードから正常動作モードに変換した場合、基地局は、領域に借用されたスペクトルにアクセスしたモバイル端末が本システムのライセンスされたスペクトルに切り替え、前記配下のセルに新規加入したモバイル端末が本システムのライセンスされたスペクトルにアクセスするように命令し、
正常動作モードからＣＲ動作モードに変換した場合、ＣＲ動作モードが有効化した後、前記配下のセルに新規加入したモバイル端末が優先的に借用されたスペクトルにアクセスする
ことを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１項に記載のシステム。