频谱接入方法以及使用该方法的设备技术

公开了一种频谱接入方法以及使用该方法的设备。一种频谱管理设备包括一个或多个处理器，该一个或多个处理器被配置为：确定一个或多个次设备中的每个次设备的位置信息和天线角度信息；响应于次设备接入主设备的空闲频谱的请求，根据每个次设备的位置信息和天线角度信息，确定允许接入所述空闲频谱的次设备；向允许接入的次设备中的每一个次设备的服务基站提供允许接入的所有次设备的位置信息和天线角度信息，以供所述服务基站进行干扰对齐预编码。

【技术实现步骤摘要】
频谱接入方法以及使用该方法的设备
本专利技术涉及一种控制接入频谱的方法和设备，更具体地，涉及一种基于干扰对齐预编码技术的频谱接入方法以及使用该方法的设备。
技术介绍
随着信息技术和多业务无线网络的飞速发展，人们对宽带无线业务的需求不断增加，频谱这种不可再生的资源正逐渐变得短缺。然而现有的固定频谱分配策略，导致许多已经分配给授权用户的频谱在某些时间段却处于空闲状态，频谱利用率较低，存在较大的频谱浪费现象。认知无线电(CR)技术的出现提高了频谱利用率，缓解了频谱资源不足的问题，因而成为目前无线通信领域的研究热点。采用认知无线电技术的设备(本文中将称为“次设备”)在不对授权用户设备(本文中将称为“主设备”)的正常通信造成影响的前提下，伺机接入授权用户设备的空闲频段，实现动态频谱接入，从而提高了频谱利用率。认知无线电技术的引入虽然可以改善频谱资源紧张的问题，但大量的次设备接入主设备的空闲频段，会导致显著的用户间干扰问题，以及频繁的网络状态变化问题。传统的认知多输入多输出(MIMO)系统中的信息交互往往需要认知系统中的基站和用户设备的联合信息交互，当用户设备数目增大时，信息交互的效率就会大大降低。此外，也需要考虑次设备具有不同优先级(或服务质量QoS等级)的情况。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出了基于干扰对齐预编码技术的控制接入主设备的空闲频段的方法以及使用该方法的设备。根据本专利技术的一个方面，提供了一种频谱管理设备，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：确定一个或多个次设备中的每个次设备的位置信息和天线角度信息；响应于次设备接入主设备的空闲频谱的请求，根据每个次设备的位置信息和天线角度信息，确定允许接入所述空闲频谱的次设备；向允许接入的次设备中的每一个次设备的服务基站提供允许接入的所有次设备的位置信息和天线角度信息，以供所述服务基站进行干扰对齐预编码。根据本专利技术的另一方面，提供了一种通信系统中控制接入频谱的方法，包括：确定一个或多个次设备中的每一个次设备的位置信息和天线角度信息；响应于次设备接入主设备的空闲频谱的请求，根据每个次设备的位置信息和天线角度信息，确定允许接入所述空闲频谱的次设备；以及向允许接入的次设备中的每一个次设备的服务基站提供允许接入的所有次设备的位置信息和天线角度信息，以供所述服务基站进行干扰对齐预编码。根据本专利技术的另一方面，提供了一种通信系统中接入频谱的方法，所述通信系统包括频谱管理设备、一个或多个主设备、以及一个或多个次设备，所述方法包括：响应于次设备接入主设备的空闲频谱的请求，所述频谱管理设备根据每个次设备的位置信息和天线角度信息，确定允许接入所述空闲频谱的次设备；所述频谱管理设备向允许接入的每一个次设备的服务基站通知允许接入的所有次设备的位置信息和天线角度信息；以及所述服务基站使用通知的所述位置信息和所述天线角度信息对实际发送信号进行干扰对齐预编码，以发送至其所服务的允许接入的次设备。附图说明可以通过参考下文中结合附图所给出的描述来更好地理解本专利技术，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步说明本专利技术的优选实施例和解释本专利技术的原理和优点。在附图中：图1A和图1B示意地示出了根据本专利技术的次设备接入空闲频段的过程的流程图；图2是根据第一实施例由频谱协调器确定可接入空闲频段的次设备的处理的流程图；图3是根据第二实施例由频谱协调器确定可接入空闲频段的次设备的处理的流程图；图4示出了根据本专利技术的频谱协调器的功能框图；以及图5是示出了计算机硬件的示例配置的框图。具体实施方式图1A和1B示出了根据本专利技术的接入空闲频段的处理的流程图。如图1A所示，根据本专利技术的认知MIMO系统包括频谱协调器100，服务于主设备的基站PBS，以及服务于多个次设备的多个基站SBS1，SBS2，…SBSs。该多个基站SBS1-s例如可以是微蜂窝小区(microcell)、微微蜂窝小区(picocell)中的基站端。首先，由基站SBS1-s分别采集其所服务的各个次设备的位置信息以及天线方向角信息，并在步骤S110将获取的每个次设备的位置信息和天线方向角信息发送至频谱协调器100。可选地，基站SBS1-s在步骤S110还将各个次设备是否具有支持干扰对齐预编码的能力报告给频谱协调器100。基站PBS在步骤S115将主设备的通信性能指标(例如干扰噪声比，INR)和天线信息(例如，天线数目、天线角度等)报告给频谱协调器100。可选地，基站PBS在步骤S115还可将主设备的位置信息和天线方向角信息报告给频谱协调器100。然后，基站PBS在步骤S120向频谱协调器100报告可供次设备接入使用的空闲频谱的指示信息。假设多个基站SBS1-s中的基站SBS1，SBS2和SBSs所服务的次设备具有接入主设备的空闲频谱以进行通信的需求，因此基站SBS1，SBS2和SBSs在步骤S130分别向频谱协调器100发送了请求接入空闲频谱的请求消息。需要说明的是，上述步骤S110-S130只是示意性地说明处理的流程，本专利技术并不限于以上描述的执行顺序。事实上，可以以不同于图1A所示的顺序来执行上述步骤S110-S130。接着，频谱协调器100在步骤S140根据接收到的有关次设备和主设备的信息，来确定是否允许发送请求消息的基站SBS1，SBS2和SBSs的次设备接入该空闲频谱。将在下文参照图2和图3来详细描述步骤S140的处理。在确定了允许接入空闲频谱的次设备之后，请继续参见图1B所示的流程图。图1B中假设频谱协调器100仅允许基站SBS1和SBS2的次设备接入频谱，因此频谱协调器100在步骤S150分别向基站SBS1和SBS2通知允许接入的所有次设备的位置信息和天线角度信息，以及受到该基站所服务的允许接入次设备干扰的其它设备的位置信息和天线角度信息。基站SBS1和SBS2在接收到频谱协调器100所通知的相关信息之后，利用该相关信息针对其所服务的允许接入次设备来计算传输信道矩阵和干扰信道矩阵，如步骤S160所示。然后在步骤S170，基站SBS1和SBS2分别对用于各自的允许接入次设备的发送信号进行干扰对齐预编码，并将预编码的信号发送至各自的允许接入次设备。以下将结合图2来详细描述根据第一实施例由频谱协调器100确定允许接入空闲频段的次设备的处理(图1A的步骤S140)。在图2中，作为初始状态，如步骤S211所示，频谱协调器100根据由基站PBS在步骤S115中报告的主设备的干扰噪声比(INR)以及天线数目信息，来设置允许接入空闲频谱的次设备的最大数目Nth，此外频谱协调器100将用于表示当前接入主设备空闲频谱的次设备数目的计数器的值Nsu设置为0。特别地，基站PBS在步骤S115中的报告可以周期性地执行。因此，在主设备的天线数目或INR发生变化的情况下，频谱协调器100能够得知这一变化，并据此重新设置允许接入的最大数目Nth。这样，参数Nth能够根据主设备的通信特性的改变而动态地设置。例如，当主设备的INR＝0dB时，表示主设备允许受到的干扰与噪声相等。相比于此，当主设备的INR降低时，意味着允许受到的干扰减小，在这种情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种频谱管理设备，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：确定一个或多个次设备中的每个次设备的位置信息和天线角度信息；响应于次设备接入主设备的空闲频谱的请求，根据每个次设备的位置信息和天线角度信息，确定允许接入所述空闲频谱的次设备；以及向允许接入的次设备中的每一个次设备的服务基站提供允许接入的所有次设备的位置信息和天线角度信息，以供所述服务基站进行干扰对齐预编码。

【技术特征摘要】
1.一种频谱管理设备，包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被配置为：确定一个或多个次设备中的每个次设备的位置信息和天线角度信息；响应于次设备接入主设备的空闲频谱的请求，根据每个次设备的位置信息和天线角度信息，确定允许接入所述空闲频谱的次设备；以及向允许接入的次设备中的每一个次设备的服务基站提供允许接入的所有次设备的位置信息和天线角度信息，以供所述服务基站进行干扰对齐预编码。2.根据权利要求1所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器还被配置为：确定主设备的天线信息和通信性能信息，并根据确定的所述天线信息和所述通信性能信息来设置允许接入所述空闲频谱的次设备的最大数目；根据每个次设备的位置信息和天线角度信息，针对请求接入所述空闲频谱的次设备确定传输信道矩阵和干扰信道矩阵；根据所述传输信道矩阵和所述干扰信道矩阵确定所述请求接入的次设备的接收性能；以及根据所述接收性能以及允许接入所述空闲频谱的次设备的最大数目，确定是否允许所述请求接入的次设备接入所述空闲频谱。3.根据权利要求2所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：确定所述主设备的位置信息和天线角度信息，并且基于所述主设备的位置信息和天线角度信息来确定针对所述请求接入的次设备的所述干扰信道矩阵。4.根据权利要求2所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：生成评估信号；使用确定的所述干扰信道矩阵来确定针对所述请求接入的次设备的干扰对齐预编码矩阵；以及在使用所述干扰对齐预编码矩阵对所述评估信号进行干扰对齐预编码的情况下，确定所述请求接入的次设备对所述评估信号的接收性能。5.根据权利要求4所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：确定所述请求接入的次设备对所述评估信号的接收信号，并从所述接收信号来恢复所述评估信号；以及根据恢复的信号和所述评估信号来评估所述接收性能。6.根据权利要求5所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：确定所述恢复的信号的错误率，并且在所述错误率小于第一阈值的情况下，允许所述请求接入的次设备接入所述空闲频谱。7.根据权利要求2所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：针对所述请求接入的次设备，使用确定的所述传输信道矩阵来确定信噪比；以及在所述信噪比大于第二阈值的情况下，确定所述请求接入的次设备的接收性能。8.根据权利要求2所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：根据所述主设备的所述天线信息和所述通信性能信息的变化，动态地设置允许接入所述空闲频谱的次设备的最大数目。9.根据权利要求2所述的频谱管理设备，其中，所述次设备具有相互不同的优先级，以及所述一个或多个处理器进一步被配置为：对所述请求接入的次设备的优先级和已经接入所述空闲频谱的次设备的优先级中的最低优先级进行比较；以及根据比较结果来确定是否允许所述请求接入的次设备接入所述空闲频谱。10.根据权利要求9所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：当所述请求接入的次设备的优先级大于所述最低优先级时，允许所述请求接入的次设备接入所述空闲频谱。11.根据权利要求10所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：当允许所述请求接入的次设备接入所述空闲频谱时，如果当前允许接入所述空闲频谱的次设备的数目大于所述最大数目，则禁止具有所述最低优先级的次设备使用所述空闲频谱。12.根据权利要求9所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：当所述请求接入的次设备的优先级小于或等于所述最低优先级时，根据已经接入所述空闲频谱的次设备的数目来确定是否允许所述请求接入的次设备接入所述空闲频谱。13.根据权利要求12所述的频谱管理设备，所述一个或多个处理器进一步被配置为：当已经接入所述空闲频谱的次设备的数目达到所述最大数目时，禁止所述请求接入的次设备接入所述空闲频谱；以及当已经接入所述空闲频谱的次设备的数目未达到所述最大数目时，确定所述请求接入的次设备的接收性能。14.一种通信系统中控制接入频谱的方法，包括：确定一个或多个次设备中的每一个次设备的位置信息和天线角度信息；响应于次设备接入主设备的空闲频谱的请求，根据每个次设备的位置信息和天线角度信息，确定允许接入所述空闲频谱的次设备；以及向允许接入的次设备中的每一个次设备的服务基站提供允许接入的所有次设备的位置信息和天线角度信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵友平，邰其心，郭欣，孙晨，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP