[发明专利]动态频谱接入无线系统中的频谱管理

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及到同时提交且共同转让的、具有序列号(代理人案号US 002805、US 002803和US 002806)的美国专利申请。本申请还涉及到2005 年9月16日提交的美国临时专利申请序列号60/718,127。

无线通信技术已经取得了很大的进步，使得无线媒介成为有线解决方 案的可行的替代。这样，在数据和话音通信中无线连接性的使用不断增加。 这些设备包括移动电话、在无线网中的便携式计算机(例如，无线局域网 (WLAN)、在无线网中的固定计算机、便携式手持机等等)。

随着无线应用不断地发展，竞争通信频谱的设备、网络和系统的数目 也不断地增长。正如已知的，通信频谱有专用的或需执照的(licensed) 部分以及免执照的(unlicensed)部分。因为频谱的免执照频段(例如， 工业、科学、和医学(ISM)射频频段)是可以自由接入的，所以这些频段 往往被用户大量地聚居(populate)。相反，最新的研究表明，仅仅小部 分执照频段正被使用。因此，许多免执照频段过分拥挤，而执照频段的相 当大的部分仍旧未使用。这导致管理机构(例如，美国的联邦通信委员会 (FCC))对当前的通信频段分配及其使用进行评估。

用于重新分配通信频段的一个选项牵涉到使用适合于动态接入通信 频谱的无线网。例如，动态频谱接入(DSA)无线网可以在通信频谱的专 用的(需执照的)部分中实施。举例说明性地，DSA无线网可以运行在正 常地专用于电视传输和接收的频谱中。由此，通信频段的某些部分可以更 充分地被利用。

对于重新分配某些通信频段供免执照(次要的(secondary))用户使 用，频谱管理需要保证给具有对该频段的优先权接入的已发给执照的(主 要(primary)或现任的(incumbent))用户以无拘无束的方式提供这种接 入。例如，管理机构(比如，FCC)可能要求次要用户在现任用户开始占 用信道后的相对较短的一段时间内腾出该信道。所以，媒体接入控制(MAC) 层和物理(PHY)层技术规范必须包括针对这个需要的频谱管理的规定。

通常，可用来供次要无线站使用的信道是不毗连的。而且，DSA系统 中的信道可用性是随时间改变的。因此，不仅是子频谱中的信道不毗连， 而且可用的那些信道和现任设备占用的那些信道也是随时间改变的。

信道的动态和非毗连性质给已知的DSA无线系统的基础结构带来很大 的问题。为此，因为信道不是毗连的，所以当前非常大的挑战是提供一种 可以支持多个非毗连信道的可行的PHY层。例如，因为是在某些信道上， 而不是在其它的、相邻的或附近的信道上需要传输，所以需要完善的滤波。 然而，这种类型的选择性滤波是成问题的，并且由于信道可用性的动态性 质而激化。

除了提供一种可以支持多个动态的非毗连信道的PHY层的困难以外， 已知的MAC层对支持DSA无线系统也是装备不良的。例如，在已知的现有 无线系统中，BS将在许多信道上发送前同步。然而，次要设备在单个信道 上进行带内测量，且当此跨越多个信道时可能不能接收来自BS的前同步。 因此，STA可能在事实上BS正占用它的信道以及其它信道时，确定BS未 在它的信道上发送。正如可以看到的，这会降低无线系统的效率以及降低 无线设备的QoS。

所以，所需要的是一种至少克服所提到的缺点的无线通信的设备和方 法。

按照示例性实施例，无线通信网包括：基站，具有多个媒体接入控制 (MAC)和物理(PHY)层堆栈；以及频谱管理器，适合于把每个堆栈指配给在 至少一个不可用的受限频道间的、相应的一个可用的受限频道或相应的毗 连的可用受限频道组。

按照另一个示例性实施例，在无线通信系统中的一种无线通信的方法 包括：提供具有多个媒体接入控制(MAC)和物理(PHY)层堆栈的基站；以及 把每个堆栈指配给在至少一个不可用的受限频道间的、相应的一个可用的 受限频道或相应的毗连可用的受限频道组。

在无线通信系统中的一种无线通信的方法包括：把前同步字段和超帧 初始化头标(SIH)字段并行地发送到由基站占用的多个受限信道中的每一 个；以及当在STA处接收到该前同步和SIH后，同步次要无线站(STA)。