專利名稱：用于在空白電視頻段中進(jìn)行基于選擇性可擴(kuò)展信道的站啟用和禁用的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及無(wú)線通信，更具體地講，涉及在空白電視頻段中的無(wú)線通信。
背景技術(shù)：
釋放未使用的電視(TV)頻段并在空白電視(TVWS)頻段中啟用未授權(quán)的認(rèn)知操作是目前的主要趨勢(shì)。IEEE 802. 11規(guī)定無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)標(biāo)準(zhǔn)，其中，所述無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)標(biāo)準(zhǔn)提供可互操作的WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)裝置針對(duì)非TVWS頻段的物理(PHY)層和媒體訪問(wèn)控制(MAC)層的規(guī)范。

發(fā)明內(nèi)容
解決方案本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于在空白電視頻段(TVWS)中進(jìn)行基于選擇性動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展信道的站啟用和禁用的方法和系統(tǒng)。有益效果本發(fā)明提供一種處理，其中，所述處理基本上符合客戶端裝置受控于主裝置的FCC規(guī)定。提供了一種靈活的主裝置實(shí)施方式，其中，頻譜管理可以是分布式或集中式的。本發(fā)明還提供在單一地理區(qū)域中不安裝多個(gè)主裝置的情況下對(duì)TVWS頻段頻譜的高效利用?；诳蓴U(kuò)展信道的管理允許信道捆綁/聚合/分割的簡(jiǎn)單配置。


圖I示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無(wú)線TV空白電子裝置(站)的網(wǎng)絡(luò)，其中，所述網(wǎng)絡(luò)實(shí)施基于選擇性可擴(kuò)展信道的站啟用和禁用。圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于圖I的網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的另一示圖，其中，所述圖I的網(wǎng)絡(luò)實(shí)施基于選擇性可擴(kuò)展信道的站啟用和禁用。圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性動(dòng)態(tài)站啟用(DSE)幀格式，其中，所述DSE幀格式包括可用信道列表信息元素(IE)以用于基于選擇性可擴(kuò)展信道的站啟用和禁用。圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性DSE幀格式，其中，所述DSE幀格式包括可用信道列表IE和活動(dòng)信道列表IE以用于基于選擇性可擴(kuò)展信道的站啟用和禁用。圖5示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性DSE幀格式，其中，所述DSE幀格式還包括備用信道IE以用于基于選擇性可擴(kuò)展信道的站啟用和禁用。圖6示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在無(wú)線TV空白電子裝置的網(wǎng)絡(luò)中，由無(wú)線從屬(客戶端)空白裝置實(shí)施的處理的流程圖。圖7示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在無(wú)線TV空白電子裝置的網(wǎng)絡(luò)中，由無(wú)線啟用(主)空白裝置實(shí)施的啟用處理的流程圖。圖8示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在無(wú)線TV空白電子裝置的網(wǎng)絡(luò)中的示例性裝置架、構(gòu)，其中，所述網(wǎng)絡(luò)實(shí)施基于選擇性可擴(kuò)展信道的站啟用和禁用。技術(shù)方案本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于在空白頻譜中進(jìn)行無(wú)線通信的方法和系統(tǒng)。無(wú)線主裝置追蹤空白頻譜中的可用無(wú)線通信信道。主裝置執(zhí)行啟用處理，以使對(duì)應(yīng)的客戶端裝置能夠在無(wú)線信道上進(jìn)行發(fā)送。在啟用處理期間，主裝置允許客戶端裝置從特定操作無(wú)線信道、可用無(wú)線信道中的子集和所有可用無(wú)線信道中選擇用于通信的無(wú)線信道。參考以下的描述、權(quán)利要求和附圖，將理解本發(fā)明的這些和其他特點(diǎn)、方面和優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種在空白電視頻段(TVWS)中進(jìn)行基于選擇性動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展信道的站啟用和禁用的方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，站包括無(wú)線空白裝置(wirelesswhite space device)。在一個(gè)示例中，空白裝置是認(rèn)證的無(wú)線裝置,其中，在特定頻率(例如，700MHz)以下的RF頻譜中，所述認(rèn)證的無(wú)線裝置可在沒(méi)有專有廣播許可的情況下進(jìn)行 操作?？瞻籽b置可使用無(wú)線電頻率頻譜的未充分利用的部分(稱為空白(white space))，以無(wú)線寬帶速度訪問(wèn)因特網(wǎng)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供由無(wú)線TVWS主裝置(主站)采用的對(duì)無(wú)線TVWS客戶端裝置(客戶端站)進(jìn)行的基于動(dòng)態(tài)信道的選擇性可擴(kuò)展啟用/禁用，以用于在TVWS中進(jìn)行操作。主裝置被配置為用于管理客戶端裝置的啟用和禁用，其中，所述客戶端裝置駐留在操作信道(即，無(wú)線信道)的多個(gè)唯一的配置中，其中，所述操作信道的多個(gè)唯一的配置適于在TVffS中的多個(gè)TV信道。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，無(wú)線通信主裝置追蹤由TVWS地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)指示的可用信道的列表和/或通過(guò)感測(cè)來(lái)追蹤可用信道的列表。在啟用處理期間，主裝置允許對(duì)應(yīng)的客戶端裝置使用(I)特定操作信道、(2)可用信道的子集或(3)所有可用信道?？蛻舳搜b置的初始啟用是暫時(shí)性的并取決于客戶端裝置按照規(guī)定的期限將選擇的信道配置報(bào)告給主裝置。一旦完成初始啟用，則在主裝置和客戶端裝置之間發(fā)生啟用的定期更新(隨著信道狀態(tài)更新)。當(dāng)信道可用性/條件改變時(shí)，主裝置禁用客戶端裝置的任意子集或向客戶端裝置的任意子集聲明信道切換。
具體實(shí)施例方式在IEEE 802. Ily標(biāo)準(zhǔn)中，動(dòng)態(tài)站啟用(DSE)允許高功率Wi-Fi裝置在3650MHz到3700MHz頻段中基于同主級(jí)(co-primary)來(lái)操作。啟用無(wú)線站(Enabling wirelessstation) STA (即，啟用STA或主裝置)可啟用/禁用其從屬無(wú)線站STA (即，從屬STA或客戶端裝置)。圖I示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性無(wú)線網(wǎng)絡(luò)10，其中，所述示例性無(wú)線網(wǎng)絡(luò)10包括啟用STA 22，其中，啟用STA 22選擇特定TV信道(中心頻率和帶寬)，其中，從屬STA 21不需要使用與啟用STA相同的TV信道配置。例如，橫跨500MHf700MHz頻段有多個(gè)TV信道可用，因此，從屬STA 21不需要使用與它們的啟用STA相同的信道。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于信道的可擴(kuò)展啟用/禁用處理。本發(fā)明的實(shí)施例還提供對(duì)基于可擴(kuò)展信道的啟用/禁用的動(dòng)態(tài)控制。在TVWS中，從屬STA必須由啟用STA來(lái)啟用，以便能夠進(jìn)行發(fā)送。從屬STA是包括模式-I便攜式/個(gè)人裝置的客戶端裝置。啟用STA是包括模式-II裝置或固定裝置的主裝置。個(gè)人/便攜式空白裝置可處于模式-I下，受控于采用地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)和頻譜感測(cè)的固定裝置或個(gè)人/便攜式裝置，個(gè)人/便攜式空白裝置也可處于模式-II下，其中，個(gè)人/便攜式裝置是采用地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)和本身進(jìn)行頻 譜感測(cè)的主裝置。在任何一種模式下操作的個(gè)人/便攜式空白裝置感測(cè)信號(hào)(諸如，TV信號(hào)、無(wú)線麥克風(fēng)信號(hào)和在TV頻段中操作的其他服務(wù)的信號(hào)，其中，所述其他服務(wù)包括在低至_ 114dBm等級(jí)下基于斷續(xù)方式來(lái)操作的服務(wù))。個(gè)人/便攜式裝置不需要向地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)注冊(cè)。為了在不違反規(guī)則的情況下在TVWS中操作，客戶端裝置被啟用并受控于主裝置，其中，主裝置可以是模式-II便攜式/個(gè)人裝置或固定裝置。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種基于選擇性可擴(kuò)展信道的動(dòng)態(tài)站啟用/禁用，其中，啟用和保留過(guò)程指導(dǎo)客戶端裝置以動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展的方式配置其信道化(channelization)。此外，具有動(dòng)態(tài)信道配置的推動(dòng)啟用的信道切換在客戶端與主裝置之間進(jìn)行更新。參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性無(wú)線網(wǎng)絡(luò)20包括從屬STA 21和啟用STA22，其中，從屬STA 21包括客戶端裝置，啟用STA 22包括主裝置。網(wǎng)絡(luò)20實(shí)施在TVWS中由啟用STA 22管理的基于可擴(kuò)展信道的動(dòng)態(tài)站啟用(DSE)服務(wù)區(qū)域23。在IEEE 802. Ily標(biāo)準(zhǔn)中，DSE允許高功率Wi-Fi裝置在3650MHz到3700MHz頻段中基于同主級(jí)來(lái)操作。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，啟用STA 22通電并通過(guò)選擇導(dǎo)頻信道以無(wú)線發(fā)送啟用信標(biāo)來(lái)創(chuàng)建DSE服務(wù)區(qū)域。當(dāng)需要啟用的從屬STA 21通電時(shí)，它執(zhí)行針對(duì)啟用STA 22的被動(dòng)掃描。一旦從屬STA 21從啟用STA 22接收到啟用信標(biāo)，則從屬STA 21作為DSE請(qǐng)求者STA可將DSE請(qǐng)求幀發(fā)送到啟用STA 22。在TVWS中，啟用和管理過(guò)程需要支持具有多個(gè)唯一的中心頻率和可擴(kuò)展信道寬度配置的多個(gè)TVWS信道。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，網(wǎng)絡(luò)10是無(wú)線裝置STA 21和STA 22的TVWS網(wǎng)絡(luò)，其中，啟用STA 22啟用所有其他STA 21，其中，所述其他STA 21是啟用STA 22的從屬STA。區(qū)域24示出由從屬STA 21創(chuàng)建的非重疊(或重疊)信道的基本服務(wù)集(BSS)，包括由接入點(diǎn)AP I創(chuàng)建的BSS、一個(gè)由接入點(diǎn)AP 2創(chuàng)建的BSS和一個(gè)獨(dú)立基本服務(wù)集(IBSS)。啟用STA22保留它管理的所有啟用的從屬STA的信道配置信息，并選擇性地保留在那些信道中提供的服務(wù)。固定裝置和模式-II便攜式/個(gè)人裝置能夠成為啟用STA，但并不必須這樣做。個(gè)人/便攜式裝置可通過(guò)采用地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)和本身進(jìn)行頻譜感測(cè)而在模式-II下(作為主裝置)操作。如果啟用STA 22接受DSE請(qǐng)求，則啟用STA將響應(yīng)幀發(fā)送到從屬STA，其中的理由碼被設(shè)置為成功，并且，DSE請(qǐng)求者STA (從屬STA)被啟用并成為啟用STA的從屬STA。所述DSE請(qǐng)求者STA (現(xiàn)在是從屬STA)將遵循與啟用STA相同的信道配置。一旦被啟用，則從屬STA需要與啟用STA參與啟用的定期更新。當(dāng)適宜時(shí)，啟用STA可禁用從屬STA，并可發(fā)送信道切換聲明以命令信道切換。一旦啟用STA 22響應(yīng)于請(qǐng)求者STA 21而接受DSE請(qǐng)求，則啟用STA 22趕緊發(fā)送信道列表，其中，啟用STA 22允許請(qǐng)求者STA 21在所述信道列表的信道操作。針對(duì)不同的請(qǐng)求者STA 21，信道列表可以相同、不重疊或部分重疊。在根據(jù)本發(fā)明的一示例中，信道列表包含在由無(wú)線TVWS地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)裝置25(圖1-2)指示的這個(gè)地理區(qū)域中的所有可用信道，并且請(qǐng)求者STA21可選擇信道列表的子集，其中，所述請(qǐng)求者STA 21將在所述信道列表的子集操作。在另一示例中，信道列表包含部分、單一、捆綁、聚合信道，其中，啟用STA 22指定請(qǐng)求者STA 21在所述信道操作。在另一示例中，信道列表包含由TVWS地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)指示可用的信道的子集，其中，請(qǐng)求者STA 21可在由啟用STA 21指定的子集中進(jìn)行選擇。除了在所述DSE響應(yīng)幀中由啟用STA 22提供的允許的信道列表之外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，啟用STA 22可幫助請(qǐng)求者STA 21更快速地發(fā)現(xiàn)可用服務(wù)和活動(dòng)(activities)。在一個(gè)示例中，啟用STA 22通過(guò)將可用服務(wù)和信道號(hào)碼之間的映射的表格連同允許的信道列表發(fā)送到請(qǐng)求者STA 21來(lái)提供這樣的幫助。啟用STA 22可列出當(dāng)前活動(dòng)的信道。啟用STA 22還可列出針對(duì)每個(gè)信道可用的服務(wù)。在請(qǐng)求者STA 21從啟用STA 22接收到理由碼被設(shè)置為成功的DSE響應(yīng)幀時(shí)，請(qǐng)求者STA 21還沒(méi)有完全被啟用。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在這個(gè)階段，請(qǐng)求者STA 21掃描允許的信道列表，但還沒(méi)有被啟用發(fā)送實(shí)際數(shù)據(jù)幀的全部能力。為了完全被啟用，請(qǐng)求者STA21需要在規(guī)定的期限之內(nèi)通知啟用STA22 (或與啟用STA 22確認(rèn))其選擇的操作信道配置或請(qǐng)求者STA 21是否接受來(lái)自啟用STA 22的信道分配。否則，請(qǐng)求者STA 21被禁用并且必須重啟處理。在一個(gè)示例中，請(qǐng)求者STA 21可與啟用STA 22針對(duì)期望的允許的信道進(jìn)行協(xié)商。一旦完全被啟用，則請(qǐng)求者STA 21成為從屬STA 21，并且，在啟用STA22和從屬STA 21之間發(fā)生啟用的定期更新。通過(guò)定期啟用更新處理，由啟用STA 22傳達(dá)允許的信道列表和活動(dòng)/服務(wù)信息的更新。當(dāng)信道變得不再可用時(shí)，啟用STA 22可發(fā)送基于信道的禁用幀以禁用其從屬STA 21的子集。啟用STA 22可在適宜時(shí)發(fā)送基于信道的信道切換聲明(CSA)以命令其從屬STA 21的子集執(zhí)行信道切換。進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，啟用STA 22 一直追蹤它的所有從屬STA 21的信道選擇。從屬STA 21—直追蹤導(dǎo)頻信道(S卩，啟用STA 22的操作信道)。當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)10中的站(啟用STA 22或從屬STA 21)試圖執(zhí)行信道切換時(shí)，所述站在這樣做之前通知它的對(duì)方站(除非規(guī)則規(guī)定禁止進(jìn)行通知)。從屬STA可在由啟用STA 22在允許的信道列表中指示的信道中執(zhí)行動(dòng)態(tài)頻率選擇(DFS)。當(dāng)從屬STA 21將其執(zhí)行DFS的意圖通知啟用STA 22時(shí)，啟用STA22可利用理由碼和/或更新的允許的列表來(lái)進(jìn)行確認(rèn)或拒絕。在IEEE 802. 11無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)的環(huán)境中，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，為了在TVWS中啟用基于選擇性可擴(kuò)展信道的啟用，啟用STA 22可將附加信息添加到發(fā)送到請(qǐng)求者STA21的DSE響應(yīng)巾貞(當(dāng)啟用STA準(zhǔn)予請(qǐng)求時(shí))。所述附加信息包括作為新信息元素(IE)的允許的信道列表或可用信道列表。圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性DSE啟用幀格式30，其中，所述示例性DSE啟用幀格式30包括可用信道列表IE 31。除了在所述DSE響應(yīng)幀中由啟用STA 22提供的允許的信道列表之外，如根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所述，啟用STA 22可幫助請(qǐng)求者STA 21更快速地發(fā)現(xiàn)可用服務(wù)和活動(dòng)。啟用STA 22可將可用服務(wù)和信道號(hào)碼之間的映射的表格連同允許的信道列表發(fā)送到請(qǐng)求者STA 21。在一個(gè)實(shí)施方式中，為了幫助暫時(shí)啟用的請(qǐng)求者STA 21執(zhí)行加速服務(wù)發(fā)現(xiàn)/掃描，啟用STA 22將服務(wù)信道映射信息提供給請(qǐng)求者STA 21。圖4示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性DSE啟用巾貞格式40,其中，所述示例性DSE啟用巾貞格式40包括作為活動(dòng)(active)信道列表IE 41和可用信道列表IE 31的服務(wù)信道映射信息。在一個(gè)實(shí)施方式中,可用信道列表IE包括空白映射，其中，所述空白映射中的每個(gè)比特對(duì)應(yīng)于特定信道并且通過(guò)將其值設(shè)置為0或I來(lái)指示信道可用性。在另一實(shí)施方式中，可用列表IE列舉可用信道。類似的映射方案可被應(yīng)用到活動(dòng)信道列表IE。在啟用的定期更新發(fā)生時(shí)，當(dāng)可用信道列表IE 31和活動(dòng)信道列表IE 41自從最后的更新已發(fā)生改變時(shí)，啟用STA 22還包括更新的可用信道列表IE 31和活動(dòng)信道列表IE41。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，一旦可用信道列表IE 31和活動(dòng)信道列表IE 41已改變，則啟用STA 22可發(fā)送IE 31和IE 41的更新，而不需要等到下一次更新。當(dāng)啟用STA 22的操作信道(即，導(dǎo)頻信道)變得不可用時(shí)，啟用STA 22會(huì)需要在通知其從屬STA的時(shí)機(jī)之前停止發(fā)送/切換信道。從屬STA —下子失去與啟用STA的連接的 情況是不合需要的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在失去連接的情況下，啟用STA 22可使用備用信道IE來(lái)指定會(huì)議信道(meeting channel)。備用信道IE可包括單一或多個(gè)備用信道,其中，信道的順序指定備用會(huì)議信道的特定優(yōu)先級(jí)/次序。圖5示出根據(jù)本發(fā)明的還包括備用信道IE51的示例性DSE啟用幀格式50。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的針對(duì)從屬STA 21的處理60的流程圖。處理60包括以下處理塊塊61:未啟用。塊62 :針對(duì)啟用STA進(jìn)行掃描。塊63:發(fā)送請(qǐng)求。塊64 :當(dāng)接收到啟用響應(yīng)幀時(shí)，進(jìn)行到塊67。塊65 :當(dāng)未能接收到啟用響應(yīng)幀時(shí)，進(jìn)行到塊74。塊66 :當(dāng)接收到禁用幀時(shí)，進(jìn)行到塊61。塊67:暫時(shí)被啟用。塊68 :當(dāng)在期限t之內(nèi)將信道選擇通知啟用STA/與啟用STA確認(rèn)信道選擇時(shí)，進(jìn)行到塊71。
塊69 :當(dāng)未能在期限t之內(nèi)通知/確認(rèn)信道選擇時(shí)，進(jìn)行到塊74。塊70 :當(dāng)接收禁用幀時(shí)，進(jìn)行到塊61。塊71:被啟用。當(dāng)在更新時(shí)間之內(nèi)更新DSE時(shí)，重復(fù)塊71。塊72 :當(dāng)接收到禁用幀時(shí)，進(jìn)行到塊61。塊73 :當(dāng)更新失敗時(shí)，進(jìn)行到塊61。塊74 :啟用嘗試失敗。塊75 等待X時(shí)間量。進(jìn)行到塊61。圖I示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于啟用STA 22的示例性啟用處理80的流程圖。處理80包括以下處理塊塊81 :確定是否從請(qǐng)求者STA接收到新DSE請(qǐng)求。如果從請(qǐng)求者STA接收到新DSE請(qǐng)求，則進(jìn)行到塊82，否則停留在塊81中以進(jìn)行檢查。塊82 :如果DSE請(qǐng)求被接受，則進(jìn)行到塊83，否則進(jìn)行到88。
塊83 :將啟用響應(yīng)幀發(fā)送到請(qǐng)求者STA。
塊84 :將計(jì)時(shí)器設(shè)置到期限時(shí)間t。塊85 :確定是否接收到信道通知？如果接收到信道通知，則進(jìn)行到塊86，否則進(jìn)行到87。塊86 :啟用請(qǐng)求者STA。結(jié)束。塊87 :確定期限時(shí)間t是否已過(guò)去？如果期限時(shí)間t已過(guò)去，則進(jìn)行到塊81，否則進(jìn)行到塊85。塊88 :將響應(yīng)幀發(fā)送到請(qǐng)求者STA以拒絕DSE請(qǐng)求。進(jìn)行到塊81。圖8示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的作為圖2中的網(wǎng)絡(luò)23的各方面的示例性實(shí)施方式的無(wú)線通信系統(tǒng)200的框圖。系統(tǒng)100包括無(wú)線空白裝置(WSD)(諸如，客戶端裝置21、無(wú)線主裝置22和地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)25)。裝置21可進(jìn)一步包括用于與地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)25通信 的地理位置模塊90。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)客戶端(從屬)裝置21包括物理(PHY)層206、媒體訪問(wèn)控制(MAC)層208、實(shí)施功能(諸如，圖6中的處理)的通信邏輯89?？蛻舳搜b置21還包括存儲(chǔ)器91、處理器93和用于按需要進(jìn)行頻譜感測(cè)的傳感器模塊92。在另一實(shí)施例中，通信邏輯89還可以是MAC層208的組件。物理層206包括射頻(RF)通信模塊207，其中，所述射頻通信模塊207在基帶處理模塊230的控制下，以無(wú)線方式發(fā)送/接收信號(hào)?；鶐K230允許傳輸控制信息和數(shù)據(jù)。MAC層可進(jìn)一步包括用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打包的應(yīng)用層、其中，數(shù)據(jù)包隨后被轉(zhuǎn)換為MAC包。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，主(啟用)裝置22被配置為管理無(wú)線通信客戶端裝置21的啟用和禁用，所述主裝置22包括類似于客戶端裝置21的硬件。在一個(gè)實(shí)施例中，主裝置具有地理定位能力，而客戶端裝置不具有地理定位能力。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，每個(gè)主裝置22包括PHY層106、MAC層108、實(shí)施功能(諸如，在圖7中的處理80)的通信邏輯94。主裝置22可進(jìn)一步包括用于按需要與地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)25通信的地理位置模塊95、存儲(chǔ)器96、處理器98和用于按需要進(jìn)行頻譜感測(cè)的傳感器模塊97。在另一實(shí)施例中，通信邏輯94還可以是MAC層108的組件。PHY層106包括射頻(RF)通信模塊107，其中，所述射頻通信模塊107在基帶處理模塊130的控制下，以無(wú)線方式發(fā)送/接收信號(hào)?；鶐K130允許傳輸控制信息和數(shù)據(jù)。MAC層還進(jìn)一步包括用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打包的應(yīng)用層，其中，數(shù)據(jù)包隨后被轉(zhuǎn)換為MAC包。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在此，主裝置/客戶端裝置是指TVWS啟用裝置/從屬裝置(不要與IEEE 802. 11主裝置/客戶端裝置混淆)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，主(啟用)裝置可采用無(wú)線或有線鏈接與地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)通信。類似地，模式-II客戶端裝置可采用無(wú)線或有線鏈接與地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)通信。地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)包括采用無(wú)線和/或有線鏈接進(jìn)行通信的裝置(諸如，保留地理位置數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng))。通常，地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)提供對(duì)象(諸如無(wú)線站/裝置或因特網(wǎng)連接站/裝置)的真實(shí)世界的地理位置的標(biāo)識(shí)。美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)提供了對(duì)具有主裝置資格的裝置給出具體定義的規(guī)則，其中，不具有資格的裝置可操作為需要由主裝置啟用/管理的客戶端裝置。因此，在一個(gè)示例中，主裝置和客戶端裝置可具有由FCC定義的硬件配置(例如，F(xiàn)CC文件是FCC-08-260,發(fā)布于在 2008 年 11 月 14 號(hào)并在附錄 B 中規(guī)定，http://hraunfoss. fee. gov/edocs_public/attachmatch/FCC-08-260Al. pdf)。本發(fā)明向所述主裝置和客戶端裝置提供新穎的配置和增強(qiáng)以實(shí)現(xiàn)根據(jù)在此描述的本發(fā)明的實(shí)施例的功能。所述規(guī)則可由FCC改變。本發(fā)明還可用于針對(duì)TVWS或相似頻段的其他規(guī)則，和/或其他國(guó)家或相應(yīng)于FCC的機(jī)構(gòu)的規(guī)則。本發(fā)明提供基本符合客戶端裝置受控于主裝置的FCC規(guī)定的處理。提供了一種靈活的主裝置實(shí)施方式，其中，頻譜管理可以是分布式或集中式的。本發(fā)明還提供在單一地理區(qū)域中不安裝多個(gè)主裝置的情況下對(duì)TVWS頻段頻譜的有效利用?；诳蓴U(kuò)展信道的管理允許信道捆綁/聚合/分割的簡(jiǎn)單配置。如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的那樣，根據(jù)本發(fā)明，可通過(guò)很多方式(諸如，由處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序、軟件模塊、微代碼、在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、邏輯電路、專用集成電路、固件、消費(fèi)電子裝置等)在無(wú)線裝置、無(wú)線發(fā)送機(jī)/接收機(jī)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等中實(shí)施前述的示例性架構(gòu)。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可采取完全硬件實(shí)施、完全軟件實(shí)施或包含硬件 和軟件元件兩者的實(shí)施的形式。術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)程序介質(zhì)”、“計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)”、“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”和“計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品”通常用來(lái)指介質(zhì)(諸如，主存儲(chǔ)器、從存儲(chǔ)器、可拆卸存儲(chǔ)器驅(qū)動(dòng)器、安裝在硬盤驅(qū)動(dòng)器中的硬盤、信號(hào))。這些計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品是用于將軟件提供給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的裝置。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)讀取數(shù)據(jù)、指令、消息或消息包和其他計(jì)算機(jī)可讀信息。作為示例，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括非易失性存儲(chǔ)器(諸如，軟盤、ROM、閃存、盤驅(qū)動(dòng)器存儲(chǔ)器、CD-ROM和其他永久存儲(chǔ)器)。作為示例，上述方式有益于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間傳輸信息(諸如，數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)指令)。另外，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可包括瞬時(shí)態(tài)媒介(諸如，包括允許計(jì)算機(jī)讀取這樣的計(jì)算機(jī)可讀信息的有線網(wǎng)絡(luò)和/或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)鏈接和/或網(wǎng)絡(luò)接口)中的計(jì)算機(jī)可讀信息。計(jì)算機(jī)程序(也可稱為計(jì)算機(jī)控制邏輯)被存儲(chǔ)在主存儲(chǔ)器和/或從存儲(chǔ)器中。還可經(jīng)由通信接口來(lái)接收計(jì)算機(jī)程序。這樣的計(jì)算機(jī)程序在被執(zhí)行時(shí)使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠執(zhí)行在此討論的本發(fā)明的特征。尤其是，計(jì)算機(jī)程序在被執(zhí)行時(shí)使多核處理器能夠執(zhí)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特征。因此，這樣的計(jì)算機(jī)程序代表計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制器。雖然已參照本發(fā)明的特定版本描述了本發(fā)明；然而，其它版本也是可行的。因此，權(quán)利要求的精神和范圍不應(yīng)該限于對(duì)在此包含的優(yōu)選版本的描述。
權(quán)利要求
1.一種用于在空白頻譜中進(jìn)行無(wú)線通信的方法，所述方法包括 主裝置追蹤空白頻譜中的可用無(wú)線通信信道； 主裝置執(zhí)行啟用處理，以使對(duì)應(yīng)的客戶端裝置能夠在無(wú)線信道上進(jìn)行發(fā)送；以及在啟用處理期間，主裝置允許客戶端裝置從特定操作無(wú)線信道、可用無(wú)線信道的子集和所有可用無(wú)線信道中選擇用于通信的無(wú)線信道。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中 客戶端裝置進(jìn)行發(fā)送的初始啟用取決于客戶端裝置按照規(guī)定的期限將選擇的信道配置報(bào)告給主裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括 客戶端裝置從主裝置所允許的信道中選擇信道，并按照規(guī)定的期限將選擇的信道配置報(bào)告給主裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括 當(dāng)啟用處理完成時(shí)，隨著信道狀態(tài)更新，在主裝置和客戶端裝置之間執(zhí)行啟用的定期更新。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，還包括 當(dāng)選擇的信道的可用性和/或條件改變時(shí)，主裝置禁用客戶端裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，還包括 當(dāng)選擇的信道的信道可用性和/或條件改變時(shí)，主裝置向客戶端裝置聲明信道切換。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中 空白頻譜包括空白電視頻段(TVffS)無(wú)線頻譜； 主裝置包括能夠自啟用的TVWS無(wú)線裝置； 每個(gè)客戶端裝置包括不能夠自啟用的TVWS無(wú)線裝置；以及 主裝置通過(guò)感測(cè)頻譜和/或按照TVWS地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)的指示，追蹤可用無(wú)線信道。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括 主裝置管理多個(gè)客戶端裝置的啟用和禁用，其中，所述多個(gè)客戶端裝置駐留在無(wú)線信道的多個(gè)唯一的配置中，其中，所述無(wú)線信道的多個(gè)唯一的配置適于在TVWS無(wú)線頻譜中的多個(gè)TV信道。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括 主裝置啟用請(qǐng)求啟用的多個(gè)客戶端裝置； 主裝置保留由主裝置管理的所有啟用的客戶端裝置所選擇的信道配置信息以及在所選擇的信道中提供的服務(wù)；以及 針對(duì)不同的客戶端裝置，所允許的信道可相同、不重疊或部分重疊。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括 主裝置使用基于可擴(kuò)展信道的動(dòng)態(tài)站啟用(DSE)，執(zhí)行客戶端裝置的啟用；以及 客戶端裝置在所允許的信道中執(zhí)行信道選擇并通知主裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包括 主裝置將包括以下項(xiàng)中的ー個(gè)或多個(gè)的DSE啟用幀提供給客戶端裝置指示可用信道的信息元素、指示活動(dòng)信道的信息元素和指示備用信道的信息元素。
12.一種用于在空白頻譜中進(jìn)行無(wú)線通信的無(wú)線通信系統(tǒng)，所述無(wú)線通信系統(tǒng)包括空白主裝置 無(wú)線空白客戶端裝置； 主裝置包括通信模塊，其中，所述通信模塊被配置為用于追蹤空白頻譜中的可用無(wú)線通信信道，并執(zhí)行啟用處理，以使客戶端裝置能夠在無(wú)線信道上進(jìn)行發(fā)送，其中，在啟用處理期間，主裝置允許客戶端裝置從特定操作無(wú)線信道、可用無(wú)線信道的子集和所有可用無(wú)線信道中選擇用于通信的無(wú)線信道。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中 客戶端裝置進(jìn)行發(fā)送的初始啟用取決于客戶端裝置按照規(guī)定的期限將選擇的信道配置報(bào)告給主裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中 客戶端裝置被配置為用于從所述主裝置所允許的信道中選擇信道，并按照規(guī)定的期限將選擇的信道配置報(bào)告給主裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中 主裝置和客戶端裝置被配置為用于當(dāng)啟用處理完成時(shí)，隨著信道狀態(tài)更新，在主裝置和客戶端裝置之間執(zhí)行啟用的定期更新。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中 主裝置的通信模塊被配置為用于當(dāng)選擇的信道的可用性和/或條件改變時(shí)，禁用客戶端裝置。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中 主裝置的通信模塊還被配置為用于當(dāng)選擇的信道的信道可用性和/或條件改變吋，向客戶端裝置聲明信道切換。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中 空白頻譜包括空白電視頻段(TVWS)無(wú)線頻譜； 主裝置包括能夠自啟用的TVWS無(wú)線裝置； 每個(gè)客戶端裝置包括不能自啟用的TVWS無(wú)線裝置；以及 主裝置的通信模塊還可配置為用于通過(guò)感測(cè)頻譜和/或按照TVWS地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)的指示，追蹤可用無(wú)線信道。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中 主裝置的通信模塊被配置為用于管理多個(gè)客戶端裝置的啟用和禁用，其中，所述多個(gè)客戶端裝置駐留在無(wú)線信道的多個(gè)唯一的配置中，其中，所述無(wú)線信道的多個(gè)唯一的配置適于在TVWS無(wú)線頻譜中的多個(gè)TV信道。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中 主裝置的通信模塊被配置為用于啟用請(qǐng)求啟用的多個(gè)客戶端裝置； 主裝置的通信模塊被配置為用于保留由主裝置管理的所有啟用的客戶端裝置所選擇的信道配置信息以及在所選擇的信道中提供的服務(wù)； 針對(duì)不同的客戶端裝置，所允許的信道可相同、不重疊或部分重疊。
21.如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中 主裝置的通信模塊被配置為用于使用基于可擴(kuò)展信道的動(dòng)態(tài)站啟用(DSE)，執(zhí)行客戶端裝置的啟用；客戶端裝置被配置為用于在所允許的信道中執(zhí)行信道選擇并通知主裝置。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中 主裝置的通信模塊被配置為用于將包括以下項(xiàng)中的ー個(gè)或多個(gè)的DSE啟用幀提供給客戶端裝置指示可用信道的信息元素、指示活動(dòng)信道的信息元素和指示備用信道的信息元素。
23.一種用于在空白頻譜中進(jìn)行無(wú)線通信的無(wú)線主裝置，所述無(wú)線主裝置包括 通信模塊，被配置為用于追蹤空白頻譜中的可用無(wú)線通信信道，并執(zhí)行啟用處理，以使客戶端裝置能夠在無(wú)線信道上進(jìn)行發(fā)送，其中，在啟用處理期間，主裝置允許客戶端裝置從特定操作無(wú)線信道、可用無(wú)線信道的子集和所有可用無(wú)線信道中選擇用于通信的無(wú)線信道。
24.如權(quán)利要求23所述的無(wú)線主裝置，其中 客戶端裝置進(jìn)行發(fā)送的初始啟用取決于客戶端裝置按照規(guī)定的期限將選擇的信道配置報(bào)告給主裝置。
25.如權(quán)利要求24所述的無(wú)線主裝置，其中 通信模塊被配置為用于當(dāng)啟用處理完成時(shí)，隨著信道狀態(tài)更新，在主裝置和客戶端裝置之間執(zhí)行啟用的定期更新。
26.如權(quán)利要求25所述的無(wú)線主裝置，其中 通信模塊被配置為用于當(dāng)選擇的信道的可用性和/或條件改變時(shí)，禁用客戶端裝置。
27.如權(quán)利要求26所述的無(wú)線主裝置，其中 通信模塊還被配置為用于當(dāng)選擇的信道的信道可用性和/或條件改變吋，向客戶端裝置聲明信道切換。
28.如權(quán)利要求27所述的無(wú)線主裝置，其中 空白頻譜包括空白電視頻段(TVWS)無(wú)線頻譜； 主裝置包括能夠自啟用的TVWS無(wú)線裝置； 每個(gè)客戶端裝置包括不能自啟用的TVWS無(wú)線裝置；以及 主裝置的通信模塊還可配置為用于通過(guò)感測(cè)頻譜和/或按照TVWS地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)的指示，追蹤可用無(wú)線信道。
29.如權(quán)利要求28所述的無(wú)線主裝置，其中 主裝置的通信模塊被配置為用于管理多個(gè)客戶端裝置的啟用和禁用，其中，所述多個(gè)客戶端裝置駐留在無(wú)線信道的多個(gè)唯一的配置中，其中，所述無(wú)線信道的多個(gè)唯一的配置適于在TVWS無(wú)線頻譜中的多個(gè)TV信道。
30.如權(quán)利要求29所述的無(wú)線主裝置，其中 通信模塊被配置為用于啟用請(qǐng)求啟用的多個(gè)客戶端裝置，并保留由主裝置管理的所有啟用的客戶端裝置所選擇的信道配置信息以及在所選擇的信道中提供的服務(wù)；以及 針對(duì)不同的客戶端裝置，所允許的信道可相同、不重疊或部分重疊。
31.如權(quán)利要求30所述的無(wú)線主裝置，其中 通信模塊被配置為用于使用基于可擴(kuò)展信道的動(dòng)態(tài)站啟用(DSE)，執(zhí)行客戶端裝置的啟用。
32.如權(quán)利要求31所述的無(wú)線主裝置，其中通信模塊被配置為用于將包括以下項(xiàng)中的ー個(gè)或多個(gè)的DSE啟用幀提供給客戶端裝置指示可用信道的信息元素、指示活動(dòng)信道的信息元素和指示備用信道的信息元素。
33.一種用于在空白頻譜中進(jìn)行無(wú)線通信的無(wú)線客戶端裝置，所述無(wú)線客戶端裝置包括 通信模塊，被配置為用于從主裝置所允許的無(wú)線通信信道中選擇空白頻譜中的無(wú)線通信信道，并按照規(guī)定的期限將選擇的信道配置報(bào)告給主裝置； 其中，主裝置被配置為用于追蹤空白頻譜中的可用無(wú)線通信信道，并執(zhí)行啟用處理，以使客戶端裝置能夠在無(wú)線信道上進(jìn)行發(fā)送，其中，在啟用處理期間，主裝置允許客戶端裝置從特定操作無(wú)線信道、可用無(wú)線信道的子集和所有可用無(wú)線信道中選擇用于通信的無(wú)線信道。
34.如權(quán)利要求33所述的無(wú)線客戶端裝置，其中 客戶端裝置進(jìn)行發(fā)送的初始啟用取決于客戶端裝置按照規(guī)定的期限將選擇的信道配置報(bào)告給主裝置。
35.如權(quán)利要求34所述的無(wú)線客戶端裝置，其中 主裝置被配置為用于使用基于可擴(kuò)展信道的動(dòng)態(tài)站啟用(DSE)，執(zhí)行客戶端裝置的啟用； 客戶端裝置還被配置為用于在所允許的信道中執(zhí)行信道選擇并通知主裝置。
36.如權(quán)利要求35所述的無(wú)線客戶端裝置，其中 通信模塊被配置為用于當(dāng)啟用處理完成時(shí)，隨著信道狀態(tài)更新，在主裝置和客戶端裝置之間執(zhí)行啟用的定期更新。
37.如權(quán)利要求36所述的無(wú)線客戶端裝置，其中 空白頻譜包括空白電視頻段(TVWS)無(wú)線頻譜； 主裝置包括能夠自啟用的TVWS無(wú)線裝置； 客戶端裝置包括不能自啟用的TVWS無(wú)線裝置；以及 主裝置還被配置為用于通過(guò)感測(cè)頻譜和/或按照TVWS地理位置數(shù)據(jù)庫(kù)的指示，追蹤可用無(wú)線信道。
全文摘要
提供一種用于在空白TV頻段頻譜中進(jìn)行無(wú)線通信的方法和系統(tǒng)。無(wú)線主裝置追蹤空白頻譜中的可用無(wú)線通信信道。主裝置執(zhí)行啟用處理，以使對(duì)應(yīng)的客戶端裝置能夠在無(wú)線信道上進(jìn)行發(fā)送。在啟用處理期間，主裝置允許客戶端裝置從特定操作無(wú)線信道、可用無(wú)線信道的子集和所有可用無(wú)線信道中選擇用于通信的無(wú)線信道。
文檔編號(hào)H04W72/02GK102668661SQ201080052136
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月17日
發(fā)明者哈基拉特·辛格, 徐如蘭, 敖超永, 楊蘇強(qiáng) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社