動(dòng)態(tài)頻譜管理系統(tǒng)中的信道質(zhì)量測量和發(fā)射功率分配的制作方法
【專利說明】動(dòng)態(tài)頻譜管理系統(tǒng)中的信道質(zhì)量測量和發(fā)射功率分配
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年9月24日申請的美國臨時(shí)申請No.61/704,766和2012年9 月28日申請的美國臨時(shí)申請No.61/706,993的權(quán)益，兩者在這里引入作為參考。
【背景技術(shù)】
[0003] 在動(dòng)態(tài)頻譜管理（DSM)系統(tǒng)中，一個(gè)或多個(gè)信道度量可用于估計(jì)各自信道的質(zhì) 量。例如，可例如在物理層（PHY)測量與信道相關(guān)聯(lián)的接收信號強(qiáng)度指示符（RSSI)。物理 層RSSI(PHYRSSI)測量可用于在DSM系統(tǒng)使用的信道歸類（ranking)過程。
[0004] 與DSM系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的DSM引擎可配置有主信道和一個(gè)或多個(gè)非主信道（例如，信 道聚合的主信道和多達(dá)三個(gè)非主信道）。
[0005] 典型地，僅當(dāng)接收到分組時(shí)執(zhí)行信道的PHY RSSI測量，例如數(shù)據(jù)分組和/或數(shù)據(jù) 幀中的應(yīng)答（ACK)，等等。信道聚合的主信道可用于維持DSM引擎（例如，在接入點(diǎn)（AP)中 實(shí)現(xiàn)的）和DSM系統(tǒng)客戶端（例如，站（STA))之間的認(rèn)證和/或關(guān)聯(lián)。例如，當(dāng)為了維持 AP和STA之間的關(guān)聯(lián)交換分組時(shí)，可根據(jù)常規(guī)間隔為主信道獲得PHY RSSI測量。
[0006] 當(dāng)非主信道成為信道聚合的一部分時(shí)，可能有這樣的情形：沒有上行鏈路（UL)數(shù) 據(jù)和/或從STA發(fā)送到AP的ACK，從而AP不能在一個(gè)或多個(gè)非主信道上執(zhí)行PHY RSSI測 量。沒有非主信道的足夠的信道質(zhì)量測量，DSM引擎執(zhí)行的信道歸類會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量差信道被 選擇，這會(huì)導(dǎo)致較低的吞吐率。
[0007] 媒體接入控制（MAC)級載波聚合系統(tǒng)可用于在MAC層聚合多個(gè)物理層鏈。因?yàn)檫@ 些PHY鏈在不同頻譜片段（例如，信道）上運(yùn)行，所以每個(gè)鏈路上的質(zhì)量不同，并依賴于對 應(yīng)于每個(gè)信道的共信道或鄰信道干擾水平、傳播損耗、發(fā)射功率、接收機(jī)噪聲基底（floor)、 頻譜平坦度等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 這里公開了方法、系統(tǒng)和裝置，用于執(zhí)行信道質(zhì)量測量，為載波聚合選擇信道，和 為動(dòng)態(tài)頻譜管理（DSM)系統(tǒng)中的載波聚合分配發(fā)射功率。
[0009] DSM客戶端可操作一組聚合的活動(dòng)信道，所述信道組可包括主信道和一個(gè)或多個(gè) 非主信道。DSM客戶端和/或與DSM客戶端相關(guān)聯(lián)的DSM引擎可基于與非主信道相關(guān)聯(lián)的 先前活動(dòng)確定是否觸發(fā)非主信道上的信道質(zhì)量測量。例如，在從上行鏈路（UL)中非主信道 上的最后活動(dòng)開始經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間段的情況下，DSM引擎和/或DSM客戶端可觸發(fā)非主信 道上的信道質(zhì)量測量。
[0010] 例如，在確定觸發(fā)非主信道上的信道質(zhì)量測量時(shí)，DSM引擎可觸發(fā)非主信道上的 UL數(shù)據(jù)發(fā)送事件，即在非主信道上發(fā)送傳輸控制協(xié)議（TCP)下行鏈路數(shù)據(jù)給DSM客戶端，在 非主信道上發(fā)送清除信道評估消息給DSM客戶端，發(fā)送信道質(zhì)量測量請求，和/或請求要在 非主信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)幀。UL數(shù)據(jù)發(fā)送事件會(huì)導(dǎo)致DSM客戶端在非主信道上發(fā)送數(shù)據(jù)幀， 例如空（NULL)數(shù)據(jù)幀，其可以允許關(guān)于非主信道的質(zhì)量測量被執(zhí)行。
[0011] 例如，在確定觸發(fā)非主信道上的信道質(zhì)量測量時(shí)，DSM客戶端可觸發(fā)非主信道上的 數(shù)據(jù)發(fā)送事件。例如，DSM客戶端可在非信道上向關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀（例如，NULL數(shù) 據(jù)幀）、管理數(shù)據(jù)幀和/或控制數(shù)據(jù)幀，可在非主信道上向關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)發(fā)送管理幀，和/或 在非主信道上向關(guān)聯(lián)的接入點(diǎn)發(fā)送控制幀。DSM引擎可經(jīng)由非主信道接收數(shù)據(jù)幀，并基于接 收的數(shù)據(jù)幀確定非主信道的信道質(zhì)量。
[0012] DSM引擎可基于根據(jù)一個(gè)或多個(gè)信道質(zhì)量閾值的信道質(zhì)量測量為載波聚合選擇信 道。DSM引擎可比較可用信道的信道質(zhì)量和低信道質(zhì)量閾值，并基于所述比較確定是否將 信道加入到與DSM客戶端相關(guān)聯(lián)的候選列表中。例如，當(dāng)信道質(zhì)量低于所述低信道質(zhì)量閾 值時(shí)，DSM引擎可以確定信道被排除在候選列表之外。DSM引擎可比較候選信道（例如，候 選列表上的信道）的信道質(zhì)量和范圍擴(kuò)展閾值。例如，如果候選信道的信道質(zhì)量低于范圍 擴(kuò)展閾值，DSM引擎可確定所述候選信道被排除在與DSM客戶端相關(guān)聯(lián)的活動(dòng)集之外。例 如，如果候選信道的信道質(zhì)量和主信道的信道質(zhì)量之間的差值超出A (delta)閾值，則DSM 引擎可確定所述候選信道被排除在與DSM客戶端相關(guān)聯(lián)的活動(dòng)集之外。DSM引擎可基于下 述確定選擇一信道作為在與DSM客戶端相關(guān)聯(lián)的活動(dòng)集中的活動(dòng)信道：所述信道的信道質(zhì) 量達(dá)到或超出低信道質(zhì)量閾值，所述信道的信道質(zhì)量和主信道的信道質(zhì)量之間的差值小于 delta閾值，以及所述信道的信道質(zhì)量達(dá)到或超出范圍擴(kuò)展閾值。
[0013] DSM引擎可在多個(gè)信道上執(zhí)行各自的質(zhì)量測量，并在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)各自的質(zhì)量值。 可基于存儲(chǔ)的質(zhì)量值來計(jì)算信道的時(shí)間平均信道質(zhì)量，以用于計(jì)算信道間的發(fā)射功率分 布。例如，DSM引擎可包括信道管理功能（CMF)和至少一個(gè)接入點(diǎn)（AP)。CMF可為DSM客 戶端分配用于載波聚合的發(fā)射功率。CMF可接收鏈路質(zhì)量報(bào)告，所述報(bào)告可包括與DSM客戶 端相關(guān)聯(lián)的所述信道的信道質(zhì)量信息。CMF可為每個(gè)信道計(jì)算時(shí)間平均信道質(zhì)量，并基于所 述信道的時(shí)間平均信道質(zhì)量計(jì)算信道間的發(fā)射功率分布。CMF可向DSM客戶端發(fā)送具有信 道間的發(fā)射功率分布的發(fā)射功率分配消息。
[0014] 發(fā)射功率可基于每個(gè)信道的鏈路質(zhì)量進(jìn)行分配。鏈路質(zhì)量數(shù)據(jù)庫（LQD)可包括信 道質(zhì)量信息，例如基于來自AP的周期性MCS/SINR更新的每個(gè)DSM客戶端的、每個(gè)QoS和/ 或每個(gè)活動(dòng)信道的平均MCS或SINR估計(jì)，和/或每個(gè)信道的MCS和SINR測量可由CMF信 道選擇來考慮。SINR可基于RSSI和干擾RSSI測量進(jìn)行計(jì)算。LQD可駐留在CMF中。
[0015] 活動(dòng)信道Tx功率分配向量可由CMF生成，并為各自的DSM客戶端和各自的QoS報(bào) 告給AP。Tx功率分配向量配置可用信號通知給AP?？蛇x擇活動(dòng)信道，從而可最大化數(shù)據(jù)吞 吐量和范圍，和/或最小化聚合信道之間的MCS/SINR間隔。
[0016] AP處的活動(dòng)信道間的發(fā)射功率分布可依賴于覆蓋和吞吐量之間的權(quán)衡。為了擁有 擴(kuò)展的覆蓋范圍，并因而包括盡可能多的DSM客戶端，可最大化Tx功率，而這意味著較少的 信道共享總功率。為了提供增強(qiáng)的吞吐量，可聚合更多信道，因而在很多信道上擴(kuò)展功率， 而這可以導(dǎo)致減少單獨(dú)信道的覆蓋區(qū)域。
【附圖說明】
[0017] 圖1A示出了執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)公開的實(shí)施方式的示例性通信系統(tǒng)的系統(tǒng)圖；
[0018] 圖1B示出了用于圖1A中示出的通信系統(tǒng)的示例性無線發(fā)射/接收單元（WTRU) 的系統(tǒng)圖；
[0019] 圖1C示出了用于圖1A中示出的通信系統(tǒng)的示例性無線接入網(wǎng)和示例性核心網(wǎng)的 系統(tǒng)圖；
[0020] 圖1D示出了用于圖1A中示出的通信系統(tǒng)的示例性無線電接入網(wǎng)和示例性核心網(wǎng) 的系統(tǒng)圖；
[0021] 圖1E示出了用于圖1A中示出的通信系統(tǒng)的示例性無線電接入網(wǎng)和示例性核心網(wǎng) 的系統(tǒng)圖；
[0022] 圖1F是通信系統(tǒng)100的實(shí)施方式的系統(tǒng)圖；
[0023] 圖2示出了示例性的動(dòng)態(tài)頻譜管理（DSM)系統(tǒng)；
[0024] 圖3示出了示例性的信道測量查找表；
[0025] 圖4示出了電視空白空間（TVWS)信道上的示例性操作；
[0026] 圖5示出了比較距離上的鄰近和非鄰近信道信干噪比（SINR)變化的圖表；
[0027] 圖6示出了信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫中的示例表格，所述表格可追蹤系統(tǒng)中信道的調(diào)制和 編碼方案（MCS)值；
[0028]圖7示出了信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫中的示例表格，所述表格可追蹤系統(tǒng)中信道的MCS 值；
[0029] 圖8示出了信道管理功能（CMF)和接入點(diǎn)（AP)之間的示例性信令；
[0030] 圖9示出了 MAC-CMF接口上的示例性消息；
[0031] 圖10示出了功率放大器（PA)線性補(bǔ)償；
[0032] 圖11示出了 CMF信道選擇過程的示例性流程圖；
[0033] 圖12示出了信道選擇如何受信道質(zhì)量參數(shù)的影響；
[0034] 圖13示出了用于執(zhí)行信道質(zhì)量測量的示例性過程；
[0035] 圖14示出了用于執(zhí)行信道質(zhì)量測量的示例性過程。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1A是執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)公開的實(shí)施方式的示例性通信系統(tǒng)100的示意圖。例如， 無線網(wǎng)絡(luò)（例如，無線網(wǎng)絡(luò)包括通信系統(tǒng)100的一個(gè)或多個(gè)部件）可如此配置從而擴(kuò)展到 無線網(wǎng)絡(luò)之外（例如，與無線網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的有墻壁的花園之外）的承載可被分配有QoS特 性。
[0037] 通信系統(tǒng)100可以是多接入系統(tǒng)，向多個(gè)無線用戶提供內(nèi)容，例如語音、數(shù)據(jù)、 視頻、消息、廣播等等。通信系統(tǒng)100可以使多無線用戶通過系統(tǒng)資源的共享訪問所述 內(nèi)容，所述系統(tǒng)資源包括無線帶寬。例如，通信系統(tǒng)100可使用一個(gè)或多個(gè)信道接入方 法，例如碼分多址（CDMA)、時(shí)分多址（TDMA)、頻分多址（FDMA)、正交FDMA (0FDMA)、單載波 FDMA(SC-FDMA)等等。
[0038]如圖1A所示，通信系統(tǒng)100包括至少一個(gè)無線發(fā)射/接收單元（WTRU)，譬如說多 個(gè)WTRU，例如WTRU 102a、102b、102c和102d，無線電接入網(wǎng)（RAN) 104,核心網(wǎng)106,公共交 換電話網(wǎng)（PSTN) 108,因特網(wǎng)110和其他網(wǎng)絡(luò)112,不過應(yīng)該理解的是公開的實(shí)施方式考慮 到了任何數(shù)量的WTRU、基站、網(wǎng)絡(luò)和/或網(wǎng)絡(luò)元件。WTRU 102a、102b、102c、102d中每一個(gè) 可以是配置為在無線環(huán)境中進(jìn)行操作和/或通信的任何類型設(shè)備。作為示例，WTRU 102a、 102b、102c、102d可以配置為發(fā)送和/或接收無線信號，并且可以包括用戶設(shè)備（UE)、移動(dòng) 臺、固定或移動(dòng)用戶單元、尋呼器、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、智能手機(jī)、筆記本、上網(wǎng) 本、個(gè)人計(jì)算機(jī)、無線傳感器、消費(fèi)性電子產(chǎn)品等等。
[0039] 通信系統(tǒng)100還可以包括基站114a和基站114b?；?14a、114b中每一個(gè)可以 是配置為無線接入WTRU 102a、102b、102c、102d中至少一個(gè)的任何類型設(shè)備，以促進(jìn)接入 一個(gè)或多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，例如核心網(wǎng)106、因特網(wǎng)110和/或網(wǎng)絡(luò)112。作為示例，基站114a、 114b可以是基站收發(fā)信臺（BTS)、節(jié)點(diǎn)B、e節(jié)點(diǎn)B、家庭節(jié)點(diǎn)B、家庭e節(jié)點(diǎn)B、站點(diǎn)控制器、 接入點(diǎn)（AP)、無線路由器等等。雖然基站114a、114b每個(gè)被描述為單獨(dú)的元件，但是應(yīng)該理 解的是基站114a、114b可以包括任何數(shù)量互連的基站和/或網(wǎng)絡(luò)元件。
[0040] 基站114a可以是RAN 104的一部分，所述RAN還可包括其他基站和/或網(wǎng)絡(luò)元件 (未示出），例如基站控制器（BSC)、無線電網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC)、中繼節(jié)點(diǎn)等等?；?14a和 /或基站114b可配置用于在特定地理區(qū)域內(nèi)發(fā)送和/或接收無線信號，所述特定地理區(qū)域 可被稱作小區(qū)（未示出）。所述小區(qū)可進(jìn)一步劃分為小區(qū)扇區(qū)。例如，與基站114a相關(guān)聯(lián) 的小區(qū)可劃分為三個(gè)扇區(qū)。因而，在一個(gè)實(shí)施方式中，基站114a可包括三個(gè)收發(fā)信機(jī)，即小 區(qū)的每個(gè)扇區(qū)使用一個(gè)收發(fā)信機(jī)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，基站114a可使用多輸入多輸出 (MMO)技術(shù)，并且因此可使用用于小區(qū)的每個(gè)扇區(qū)的多個(gè)收發(fā)信機(jī)。
[0041]基站 114a、114b 可在空中接口 116 上與 WTRU 102a、102b、102c、102d 中一個(gè)或 多個(gè)進(jìn)行通信，所述空中接口可以是任何適當(dāng)?shù)臒o線通信鏈路（例如，射頻（RF)，微波，紅 外線（IR)，紫外線（UV)，可見光等等）?？罩薪涌?116可使用任何適當(dāng)?shù)臒o線電接入技術(shù) (RAT)來建立。
[0042] 更具體地說，如上所述，通信系統(tǒng)100可以是多接入系統(tǒng)，并且可以使用一個(gè)或多 個(gè)信道接入方案，例如CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA等等。例如，RAN 104中的基站 114a和WTRU 102a、102b、102c可以實(shí)現(xiàn)無線電技術(shù)，例如通用移動(dòng)電信系統(tǒng)（UMTS)陸地?zé)o 線電接入（UTRA)，其可以使用寬帶CDMA(WCDMA)建立空中接口 116。WCDMA可以包括通信協(xié) 議，例如高速分組接入（HSPA)和/或演進(jìn)的HSPA(HSPA+)。HSPA可以包括高速下行鏈路分 組接入（HSDPA)和/或高速上行鏈路分組接入（HSUPA)。
[0043] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可實(shí)現(xiàn)無線電技術(shù)，例 如演進(jìn)UMTS陸地?zé)o線電接入（E-UTRA)，其可以使用長期演進(jìn)（LTE)和/或高級LTE (LTE-A) 建立空中接口 116。
[0044] 在其他實(shí)施方式中，基站114a和WTRU 102a、102b、102c可實(shí)現(xiàn)無線電技術(shù)，例如 IEEE 802. 16(即，全球互通微波存取（WiMAX))，CDMA2000, CDMA2000 IX，CDMA2000EV-D0， 臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)2000 (IS-2000)，臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)95 (IS-95)，臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)856 (IS-856)，全球移動(dòng)通信系統(tǒng) (GSM)，GSM演進(jìn)的增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率（EDGE)，GSM EDGE(GERAN)等等。
[0045] 圖1A中的基站114b可以是