УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ ДАННЫХ, СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕДАЧЕЙ ДАННЫХ, УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ И СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Российский патент 2015 года по МПК H04W16/14 

Область техники, к которой относится изобретение Настоящее раскрытие относится к устройству управления передачей данных, способу управления передачей данных, устройству передачи данных, способу передачи данных и к системе передачи данных.

Уровень техники

Вторичное использование частоты рассматривается, как способ уменьшения будущего истощения частотных ресурсов. Вторичное использование частоты состоит в том, что часть или все частотные каналы, предпочтительно выделенные системе, вторично используются другой системой. Как правило, система, для которой предпочтительно выделен частотный канал, называется первичной системой, и система, которая вторично использует частотный канал, называется вторичной системой.

В телевидении свободное пространство представляет собой пример частотного канала, вторичное использование которого рассматривается (см. Непатентную литературу 1 и 2). Свободное пространство в телевидении представляет собой канал, который не используется в телевизионной системе широковещательной передачи, в зависимости от области, среди частотных каналов, выделенных для телевизионной системы широковещательной передачи в качестве первичной системы. Свободное пространство в телевидении открыто для вторичной системы, поэтому этот частотный ресурс может быть эффективно использован. Стандарт для физического уровня (PHY) и уровня MAC, который обеспечивает возможность вторичного использования свободного пространства в телевидении, может использовать IEEE802.22, IEEE802.11af и ЕСМА (европейская Ассоциация изготовителей компьютеров)-392 (CogNea, см., Непатентную литературу 3, описанную ниже).

Обычно требуется, чтобы вторичная система работала так, чтобы она не создавала избыточные помехи для первичной системы во время вторичного использования частотной полосы. Важная технология, поэтому представляет собой управление мощностью передачи. Например, в Патентной литературе 1 описаны последние приложения, в которых предлагается способ для расчета потерь в канале передачи от базовой станции, как вторичной системы, до устройства приема, как первичной системы, и ширины дискретной частоты между частотными каналами, и определения максимальной мощности передачи вторичной системы на основе результата расчета.

Список литературы Непатентная литература

Непатентная литература 1: "SECOND REPORT AND ORDER AND MEMORANDUM OPINION AND ORDER", [online], [searched on October 12, 2010], Internet <URL:http://hraunfoss.fcc.gov/edocs_public/attachmatch/FCC-08-260Al.pdf>

Непатентная литература 2: "SE43-Cognitive radio systems-White spaces (470-790 MHz)", [online], [searched on October 12, 2010], Internet <URL:http://www.cept.org/0B322E6B-375D-4B8F-868B-F9E5153CF72.W5Doc?frames=no&>

Непатентная литература 3: " Standard ECMA-392 MAC and PHY for Operation in TV White Space", [online], [searched on October 12, 2010], Internet<URL:http://www.ecma-intemational.org/publications/standards/Ecma-392.htm>

Патентная литература

Патентная Литература 1: JP 2009-100452 А.

Сущность изобретения

Техническая задача

Однако с помощью способа, описанного в Патентной литературе 1, представленной выше, базовая станция во вторичной системе не учитывает возможность присутствия другой вторичной системы, и, таким образом, приемлемая величина взаимных помех для первичной системы может быть превышена, когда присутствует множество вторичных систем.

Поэтому, желательно обеспечить механизм, позволяющий предотвратить избыточные взаимные помехи для первичной системы при вторичном использовании частотного диапазона, даже когда присутствует множество вторичных систем.

Решение задачи

В соответствии с вариантом осуществления, предложено устройство управления передачей данных, включающее в себя модуль передачи данных, выполненный с возможностью обмена данными с одним или больше вторичными узлами передачи данных, которые работают во вторичной системе, используя, по меньшей мере, один частотный канал, выделенный для первичной системы, и частотный канал, расположенный рядом с этим частотным каналом, модуль определения, выполненный с возможностью определения верхнего предельного числа вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, для которых выделяется мощность передачи, и модуль выделения мощности, выполненный с возможностью выделения мощности передачи для каждой вторичной системы или каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе, на основе определенного верхнего числа и приемлемого уровня взаимных помехи первичной системы.

Кроме того, модуль определения может определять верхнее предельное число на основе требований к уровню качества передачи данных каждой вторичной системы.

Кроме того, модуль определения может определять верхнее предельное число путем оценки разности между величиной взаимных помех для первичной системы, которая оценивается по требованиям к уровню качества передачи данных каждой вторичной системы, и приемлемой величиной взаимных помех для первичной системы.

Кроме того, когда множество частотных каналов используются одной или больше вторичными системами, модуль выделения мощности может выделять мощность передачи для каждой вторичной системы или для каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе таким образом, что, сумма величин взаимных помех для первичной системы, связанных с вторичным использованием частотных каналов, не превышает приемлемую величину взаимных помех.

Кроме того, модуль определения может определять первое верхнее предельное число частотных каналов, выделенных для первичной системы, и второе верхнее предельное число других частотных каналов, и модуль выделения мощности использует первое верхнее предельное число и второе верхнее предельное число для выделения мощности передачи каждой вторичной системе или каждому вторичному узлу передачи данных в каждой вторичной системе.

Кроме того, модуль выделения мощности может предварительно распределять мощность передачи для вторичных систем, используя частотный канал для каждого частотного канала, используемого вторичной системой, и затем перераспределять мощность передачи во вторичных системах, используя другой частотный канал, на основе предварительно распределенной мощности передачи.

Модуль выделения мощности может распределять или перераспределять мощность передачи во вторичных системах, и затем корректировать мощность передачи, так, чтобы она была выделена для каждой вторичной системы, на основе сравнения между приемлемой величиной взаимных помех и величиной взаимных помех в точке, где сумма величин взаимных помех является наибольшей в пределах области обслуживания первичной системы.

Кроме того, модуль передачи данных может принимать информацию приоритета для определения приоритета вторичной системы из другого устройства, и модуль выделения мощности выделяет мощность передачи, на основе мощности передачи, предварительно распределенной для вторичной системы, имеющей более высокий приоритет, и затем перераспределять мощность передачи в остальные вторичные системы.

Кроме того, модуль передачи данных может принимать информацию приоритета для определения приоритета вторичной системы из другого устройства, и модуль выделения мощности использует вес, в зависимости от приоритета, для взвешивания мощности передачи, выделяемой каждой вторичной системе или каждому вторичному узлу передачи данных в каждой вторичной системе.

Когда новая вторичная система начинает работать, модуль выделения мощности может запрашивать вторичную систему, имеющую избыточную мощность передачи, среди существующих вторичных систем, с тем, чтобы уменьшить мощность передачи.

Модуль определения может определять положение опорной точки первичной системы при оценке величины взаимных помех для первичной системы, путем использования информации, принятой из сервера данных в первичной системе.

Кроме того, модуль выделения мощности может определять выделение мощности передачи на основе приемлемой величины взаимных помех первичной системы, и потерь в канале передачи, в зависимости от расстояния между первичной системой и каждой вторичной системой, и расстояние между первичной системой и каждой вторичной системой представляет собой минимальное расстояние между положением каждой вторичной системы и внешним контуром области действия первичной системы или узла первичной системы.

Кроме того, модуль выделения мощности может определять выделение мощности передачи на основе приемлемой величины взаимных помех первичной системы и потерь в канале передачи данных, в зависимости от расстояния между первичной системой и каждой вторичной системой, и расстояние между первичной системой и каждой вторичной системой представляет собой расстояние между положением каждой вторичной системы и определенной точкой на внешнем контуре области обслуживания первичной системы или в пределах внешнего контура.

Кроме того, модуль выделения мощности может игнорировать вторичную систему, для которой расстояние от первичной системы или потери в канале, зависящие от расстояния, превышает заданный предел, при расчете выделения мощности передачи.

Кроме того, порог может быть установлен для каждого частотного канала.

Кроме того, модуль выделения мощности может передавать уведомление о результатах выделения мощности во вторичный узел передачи данных, в ответ на запрос из вторичного узла передачи данных, принятого модулем передачи данных.

Кроме того, модуль выделения мощности может передавать уведомление о результате выделения мощности во вторичный узел передачи данных, независимо от запроса из вторичного узла передачи данных.

Кроме того, модуль выделения мощности может использовать запас для уменьшения риска взаимных помех после выделения мощности передачи, и устройство управления передачей данных дополнительно содержит модуль установки запаса, выполненный с возможностью установки запаса на основе количества вторичных систем или работающих вторичных узлов передачи данных, или максимального количества пригодных для работы вторичных систем или вторичных узлов передачи данных на частотный канал.

Кроме того, модуль установки запаса может устанавливать запас на частотный канал таким образом, что этот запас на частотный канал в центре полосы является относительно большим, чем запас частотных каналов на концах.

Кроме того, в соответствии с другим вариантом осуществления, предусмотрен способ управления передачей данных, используя устройство управления передачей данных для обеспечения обмена данными с одним или больше вторичными узлами передачи данных, работающими во вторичной системе, путем использования, по меньшей мере, одного из частотных каналов, выделенных для первичной системы, и частотного канала, расположенного рядом с частотным каналом, включая в себя определение верхнего предельного числа вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, которым должна быть выделена определенная мощность передачи, и выделяя мощность передачи для каждой вторичной системы или каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе, на основе определенного верхнего предельного числа и приемлемой величины взаимных помех первичной системы.

Кроме того, в соответствии с другим вариантом осуществления, предусмотрено устройство передачи данных, управляющее вторичной системой, путем использования, по меньшей мере, одного из частотных каналов, выделенных для первичной системы, или частотного канала, расположенного рядом с частотным каналом, включающее в себя модуль передачи данных, выполненный с возможностью приема результата выделения мощности передачи, из устройства управления передачей данных, выполненного с возможностью выделения мощности передачи для каждой вторичной системы или каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе, на основе верхнего предельного числа вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, которым выделяют мощность передачи, и приемлемой величины взаимных помех для первичной системы, и модуль управления, выполненный с возможностью ограничения мощности передачи для обмена данными с другим вторичным узлом передачи данных, на основе результата выделения мощности передачи, принятого модулем передачи данных.

Кроме того, в соответствии с другим вариантом осуществления, предусмотрен способ передачи данных, выполняемый устройством передачи данных, управляющим вторичной системой, путем использования, по меньшей мере, одного частотного канала, выделенного для первичной системы, и частотного канала, расположенного рядом с этим частотным каналом, включая в себя прием результата выделения мощности передачи из устройства управления передачей данных, выполненного с возможностью выделения мощности передачи для каждой вторичной системы или каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе, на основе верхнего предельного числа вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, для которых должна быть выделена мощность передачи, и приемлемого уровня взаимных помех первичной системы, и ограниченной мощности передачи для обмена данными с другим вторичным узлом передачи данных на основе результата выделения мощности передачи.

Кроме того, в соответствии с другим вариантом осуществления, предусмотрена система передачи данных, включающая в себя один или больше вторичных узлов передачи данных, работающих во вторичной системе, путем использования, по меньшей мере, одного частотного канала, выделенного для первичной системы, и частотного канала, расположенного рядом с частотным каналом, и устройство управления передачей данных выполненное с возможностью управления обменом данными с одним или больше вторичными узлами передачи данных. Устройство управления передачей данных включает в себя модуль передачи данных, выполненный с возможностью обмена данными с одним или больше вторичными узлами передачи данных, модуль определения, выполненный с возможностью определения верхнего предельного числа вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, для которых должна быть выделена мощность передачи, и модуль выделения мощности, выполненный с возможностью выделения мощности передачи для каждой вторичной системы или для каждого вторичного узла передачи данных, в каждой вторичной системе, на основе определенного верхнего предельного числа и приемлемой величины взаимных помех первичной системы. Каждый один или больше вторичных узлов передачи данных включает в себя модуль передачи данных, выполненный с возможностью приема результата выделения мощности передачи из устройства управления передачей данных, и модуль управления, выполненный с возможностью ограничения мощности передачи для обмена данными с другим вторичным узлом передачи данных, на основе принятого результата выделения мощности передачи.

Предпочтительные эффекты изобретения

Как описано выше, с помощью устройства управления передачей данных, способа управления передачей данных, устройства передачи данных, способа передачи данных и системы передачи данных, в соответствии с настоящим раскрытием, возможно предотвратить избыточные взаимные помехи для первичной системы при вторичном использовании частотной полосы, даже когда присутствует множество вторичных систем.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана пояснительная схема для пояснения взаимных помех, возникающих в узлах первичной системы после вторичного использования частоты.

На фиг.2 показана пояснительная схема для пояснения внутриполосной помехи и помехи между полосами.

На фиг.3 показана пояснительная схема для пояснения структуры системы передачи данных в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.4 показана схема последовательности обработки, поясняющая примерный схематичный поток обработки управления помехами, выполняемой в системе передачи данных в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.5 показана блок-схема, поясняющая примерную структуру устройства управления передачей данных в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.6 показана блок-схема последовательности операций, поясняющая в общих чертах поток обработки регулирования мощности устройством управления передачей данных в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.7 показана блок-схема последовательности операций, поясняющая примерный поток обработки для определения верхнего предельного числа, в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.8 показана пояснительная схема для пояснения на примере одновременно используемого числа в ограниченном смысле и одновременно используемого числа в широком смысле.

На фиг.9А показана пояснительная схема для пояснения первого примера исключенных целей для выделения мощности, в зависимости от расстояния от первичной системы.

На фиг.9В показана пояснительная схема для пояснения второго примера исключенных целей для выделения мощности, в зависимости от расстояния от первичной системы.

На фиг.10А показана блок-схема последовательности операций, поясняющая первый пример потока обработки для выделения мощности, в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.10В показана блок-схема последовательности операций, поясняющая второй пример потока обработки для выделения мощности, в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.10С показана блок-схема последовательности операций, поясняющая третий пример потока обработки для выделения мощности, в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.11 показана блок-схема последовательности операций, поясняющая примерный поток обработки для повторного регулирования мощности, в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.12 показана пояснительная схема, поясняющая примерную структуру вторичной таблицы управления системой в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.13А показана блок-схема последовательности операций, поясняющая первый пример потока обработки, когда запуск в работу вторичной системой отклоняют, в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.13В показана блок-схема последовательности операций, поясняющая примерный поток обработки, когда запуск в работу вторичной системой удерживают, в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.13С показана блок-схема последовательности операций, поясняющая второй пример потока обработки, когда запуск в работу вторичной системой отклоняют, в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.14А показана пояснительная схема, поясняющей первый пример определения расстояния между первичной системой и каждой вторичной системой.

На фиг.14В показана пояснительная схема для пояснения второго примера определения расстояния между первичной системой и каждой вторичной системой.

На фиг.14С показана пояснительная схема для пояснения третьего примера определения расстояния между первичной системой и каждой вторичной системой.

На фиг.14D показана пояснительная схема для пояснения четвертого примера определения расстояния между первичной системой и каждой вторичной системой.

На фиг.15 показана блок-схема, поясняющая примерную структуру вторичного узла передачи данных в соответствии с одним вариантом осуществления.

На фиг.16 показана блок-схема, поясняющая примерную структуру устройства управления передачей данных в соответствии с одним вариантом.

На фиг.17 показана пояснительная схема для пояснения установки границ, в зависимости от положения частотного канала в полосе.

Подробное описание изобретения

Ниже будет подробно описано настоящее изобретение со ссылкой на приложенные чертежи. Следует отметить, что, в данном описании и на чертежах, элементы, которые имеют, по существу, одинаковые функции и структуру, обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций, и повторное их пояснение исключено.

Ниже раздел "Подробное описание изобретения" будет описан в следующем порядке.

1. Общее описание системы

2. Основная модель управления взаимными помехами

3. Примерная структура устройства управления передачей данных (менеджер)

4. Примерная структура устройства передачи данных (для вторичного узла передачи данных)

5. Адаптивная установка запасов

6. Заключение

1. Общее описание системы

Задачи и общее описание системы передачи данных, в соответствии с одним вариантом осуществления, будут вначале описаны со ссылкой на фиг.1-4.

1-1. Задачи, связанные с вариантом осуществления

На фиг.1 представлена пояснительная схема, предназначенная для пояснения взаимных помех, возникающих в узлах первичной системы при вторичном использовании частоты. На фиг.1 можно видеть первичную станцию 10 передачи данных, предназначенную для предоставления услуг для первичной системы, и первичную станцию 20 приема, расположенную на границе 12 области обслуживания первичной системы. Первичная станция 10 передачи может представлять собой, например, телевизионную станцию широковещательной передачи или беспроводную базовую станцию, или релейную станцию в сотовой системе передачи данных. Когда первичная станция 10 передачи данных представляет собой станцию телевизионной широковещательной передачи, первичная станция 20 приема представляет собой приемник, имеющий антенну или тюнер для приема телевизионной широковещательной передачи. Когда первичная станция 10 передачи представляет собой беспроводную базовую станцию в системе сотовой передачи данных, первичная станция 20 приема представляет собой беспроводный терминал, работающий в сотовой системе передачи данных. В примере по фиг.1, канал F1 выделен для первичной станции 10 передачи данных. Первичная станция 10 передачи данных может предоставлять услуги телевизионной широковещательной передачи, услуги беспроводной передачи данных или некоторые другие услуги беспроводной передачи данных (которые называются ниже первичной услугой), путем передачи беспроводных сигналов по каналу F1.

На фиг.1 иллюстрируются узлы 200а, 200b, 200с и 200d передачи данных множества вторичных систем (которые будут ниже называться вторичными узлами передачи данных). В каждом вторичном узле передачи данных используется канал F1, выделенный для первичной системы, или ближний канал F2 или F3 для работы вторичной системы. В примере по фиг.1, узел 200а вторичной передачи данных, расположенный за пределами области защиты между границей 12 и границей 14, использует канал F1. Вторичные узлы 200b и 200с передачи данных, расположенные внутри области защиты, используют каналы F2 и F3 рядом с каналом F1, соответственно. Вторичный узел 200d передачи данных, расположенный за пределами области защиты, использует канал F2.

В условиях, показанных на фиг.1, на первичную станцию 20 приема могут воздействовать помехи, вызванные беспроводным сигналом, передаваемым из каждого вторичного узла передачи данных при приеме первичной услуги. На фиг.2 показана пояснительная схема, предназначенная для пояснения взаимной помехи внутри полосы и взаимной помехи между полосами. В примере, показанном на фиг.2, канал F1 используется первичной системой. Когда канал F1 используется вторично вторичным узлом 200а передачи данных по фиг. 1, может возникать взаимная помеха в том же канале. Канал F2 расположен рядом с каналом F1. Канал F3 расположен рядом с каналом F2. Защитная полоса частот предусмотрена между каналом Fin каналом F2 и между каналом F2, и каналом F3, соответственно. В идеале, когда каналы F2 и F3 используются разными системами, не возникает помеха для первичной системы. Однако, как показано на фиг.2, значительная взаимная помеха фактически может возникнуть в ближнем канале (таком как каналы F2, F3 и в других каналах) из-за внеполосного излучения.

В существующем способе каждый вторичный узел передачи данных, показанный на фиг.1, управляет своей мощностью передачи, таким образом, чтобы ограничить взаимные помехи для первичной системы во взаимно-однозначном соответствии с первичной системой. Однако когда множество вторичных систем работают под управлением множества вторичных узлов передачи данных, взаимные помехи, вызванные отдельными вторичными системами, накапливаются, вследствие чего возникает риск того, что первичная система будет подвергнута избыточным взаимным помехам. Существующий способ не позволяет достаточно ограничить такой риск, чтобы, таким образом, обеспечить безопасную работу первичной системы.

1-2. Общее описание системы передачи данных

На фиг.3 показана пояснительная схема, предназначенная для пояснения структуры системы 1 передачи данных, в соответствии с одним вариантом осуществления. Как показано на фиг.3, система 1 передачи данных включает в себя первичную станцию 10 передачи данных, сервер 30 данных, устройство 100 управления передачей данных и вторичные узлы 200а и 200b передачи данных. В примере, представленном на фиг.3, показаны только вторичные узлы 200а и 200b передачи данных, как вторичные узлы передачи данных, но большее количество вторичных узлов передачи данных может фактически присутствовать. В следующем пояснении настоящего описания, когда вторичные узлы 200а и 200b передачи данных (а также другие узлы передачи данных) не требуется, в частности, различать друг от друга, букву алфавита, следующую после номера, исключают, и они совместно называются вторичным узлом 200 передачи данных.

Сервер 30 данных представляет собой устройство сервера, имеющее базу данных, в которой содержатся данные вторичного использования. Сервер 30 данных обеспечивает данные, обозначающие вторичные используемые каналы, и положение данных в станции 10 передачи данных первичной системы во вторичный узел 200 передачи данных, в соответствии с доступом из вторичного узла 200 передачи данных. Вторичный узел 200 передачи данных регистрирует информацию о вторичной системе в сервере 30 данных в начале вторичного использования. Обмен данными между сервером 30 данных и вторичным узлом 200 передачи данных может осуществляться через произвольную сеть, такую как Интернет. В Непатентной литературе 1 описано вторичное использование свободного пространства телевидения для примерного описания сервера данных.

Устройство 100 управления передачей данных используется, как администратор вторичной системы, предназначенный для регулирования мощности передачи, используемой каждым вторичным узлом 200 передачи данных таким образом, чтобы взаимные помехи из-за работы вторичных систем, не оказывали пагубное влияние на первичную систему. Сервер 30 передачи данных может осуществлять доступ к устройству 100 управления передачей данных через сеть, такую как Интернет, и может получать данные, используемые для регулирования мощности передачи из сервера 30 данных.

Устройство 100 управления передачей данных соединено с возможность обмена данными с каждым вторичным узлом 200 передачи данных. Устройство 100 управления передачей данных регулирует мощность передачи вторичных систем, в ответ на запрос из вторичного узла 200 передачи данных или первичной системы, или периодически. Устройство 100 управления передачей данных может быть установлено физически в том же устройстве, что и сервер 30 данных, или в любом вторичном узле 200 передачи данных, не ограничиваясь примером, показанным на фиг.3.

На фиг.4 показана блок-схема последовательности операций, поясняющая примерный схематический поток обработки управления взаимными помехами, выполняемый в системе 1 передачи данных.

Сначала вторичный узел 200 передачи данных регистрирует информацию о вторичной системе в сервере 30 данных, в начале вторичного использования (этап S10). Информация, регистрируемая здесь, включает в себя, например, ID, класс и данные положения устройства, начинающего вторичное использование. Сервер 30 данных уведомляет вторичный узел 200, передавая в него информацию для конфигурирования вторичной системы, такую как список номеров канала вторично используемых частотных каналов, приемлемую максимальную мощность передачи и спектральную маску, в соответствии с регистрацией информации во вторичной системе. Цикл доступов к серверу 30 данных вторичным узлом 200 передачи данных может быть определен на основе закона, регулирующего использование частоты. Например, в FCC (Федеральная комиссия связи) обсуждаются требования, что при изменении положения вторичного узла передачи данных, положение данных должно обновляться каждые, по меньшей мере, 60 секунд. Кроме того, дополнительно рекомендуется, чтобы список номеров используемых каналов подтверждался вторичным узлом передачи данных каждые, по меньшей мере, 30 секунд. Однако при увеличении доступа к серверу 30 данных происходит увеличение передаваемых служебных данных. Таким образом, цикл доступа к серверу 30 данных может быть установлен более длительным (например, равным целочисленному кратному определенного цикла). Цикл доступа может быть установлен динамически, в зависимости от количества активных узлов (цикл может быть установлен более длительным, из-за низкого риска взаимных помех, например, при малом количестве узлов). Цикл доступа может быть передан, как инструкция, во вторичный узел 200 передачи данных в сервер 30 после исходной регистрации информации о вторичной системе, например.

Устройство 100 управления передачей данных, например, периодически принимает информацию о первичной системе из сервера 30 данных и обновляет информацию, сохраненную в нем, используя принятую информацию (этап S11). Принятая информация может включать в себя одно или больше из данных положения станции 10 передачи данных, в качестве первичной системы, высоты антенны, ширины защитной области, списка номеров каналов для частотных каналов, приемлемой величины взаимных помех первичной системы, данных о положении по опорной точке для описанного ниже расчета взаимных помех, списка ID зарегистрированных вторичных узлов 200 передачи данных, и других параметров (таких как коэффициент утечки соседнего канала (ACLR), запас по затуханию, запас по экранированию, отношение защиты и выбор соседнего канала (ACS)). Устройство 100 управления передачей данных может принимать всю или часть информации о первичной системе (такой как список номеров каналов) опосредованно из вторичного узла 200 передачи данных. Как описано ниже, когда запас по распределению адаптивно устанавливают для распределения мощности передачи, устройство 100 управления передачей данных может принимать параметры, предназначенные для использования, для установки запасов по распределению, из сервера 30 данных. Параметры, предназначенные для использования, для установки запасов по распределению, могут включать в себя количество активных вторичных систем или количество вторичных узлов передачи данных на канал, или представляющее их значение (такое как максимальное значение при обработке между полосами).

Затем вторичный узел 200 передачи данных конфигурирует вторичную систему на основе информации, переданной, как уведомление, из сервера 30 данных (этап S12). Например, вторичный узел 200 передачи данных выбирает один или множество каналов среди вторичных используемых каналов частоты, и передает сигнал маяка в окружающую среду на выбранных каналах. Затем вторичный узел 200 передачи данных устанавливает связь с устройством, соответствующим этому сигналу маяка.

После этого, запрос на управление взаимными помехами передают из вторичного узла 200 передачи данных в устройство 100 управления передачей данных или из устройства 100 управления передачей данных во вторичный узел 200 передачи данных (этап S13). Запрос на управление взаимными помехами может быть передан из вторичного узла 200 передачи данных в ответ на детектируемый беспроводный сигнал из другой вторичной системы, например, из вторичной системы, управление которой выполняет вторичный узел 200 передачи данных. Вместо этого, запрос на управление взаимными помехами может быть активно передан, например, из устройства 100 управления передачей данных в каждый из вторичных узлов 200 передачи данных. Запрос на управление взаимными помехами может быть передан перед выполнением конфигурации вторичной системы на этапе S12.

Когда ответ возвращается в запросе на управление взаимными помехами, выполняется обмен взаимной аутентификацией и информацией уровня приложения между устройством 100 управления передачей данных и вторичным узлом 200 передачи данных (этап S14). Информацию о вторичной системе передают из вторичного узла 200 передачи данных в устройство 100 управления передачей данных (этап S15). Информация, переданная здесь, может включать в себя ID, данные класса и положения вторичного узла 200 передачи данных, номер канала для частотного канала (используемого канала), выбранного вторичным узлом 200 передачи данных, информацию о требованиях к уровню качества обмена данными (качество обслуживания (QoS)), информацию приоритета и предысторию обмена данными.

Затем устройство 100 управления передачей данных выполняет обработку регулирования мощности, на основе информации, полученной из сервера 30 данных и вторичного узла 200 передачи данных (этап S16). Обработка регулирования мощности, выполняемая устройством 100 управления передачей данных, будет подробно описана ниже. Затем устройство 100 управления передачей данных уведомляет о результате выделения мощности во вторичный узел 200 передачи данных и запрашивает изменение конфигурации вторичной системы (этап S17).

Затем вторичный узел 200 передачи данных реконфигурирует вторичную систему на основе результата выделения мощности, полученного, как уведомление, из устройства 100 управления передачей данных (этап S18). Затем при окончании реконфигурирования вторичной системы, вторичный узел 200 передачи данных отчитывается, передавая результат реконфигурирования в устройство 100 управления передачей данных (этап S19). Затем устройство 100 управления передачей данных обновляет информацию о вторичной системе, сохраненную в ней, в ответ на отчет из вторичного узла 200 передачи данных (этап S20).

2. Основная модель управления взаимными помехами

Обработка регулирования мощности, выполняемая устройством 100 управления передачей данных на этапе S16, в представленной выше последовательности, может представлять собой, например, обработку, основанную на описанной ниже модели управления взаимными помехами. Математические формулы для модели управления взаимными помехами будут описаны здесь на основе использования выражения истинного значения, но модель управления взаимными помехами может работать с выражением, представляющим значения в децибелах, выраженным путем преобразования математических формул.

Вначале принимают, что точка i представляет собой опорную точку для расчета взаимных помех, предполагается, что частотный канал, выделенный для первичной системы, принят как f_j, и допустимое количество взаимных помех первичной системы принято равным I_acceptable(i, f_j). Одиночная вторичная система к, в которой вторично используется канал f_j, как предполагается, должна быть расположена на внешней кромке области защиты. Затем устанавливают следующую относительную формулу для максимальной мощности передачи P_max (f_j, k) вторичной системы, потерь L (i, f_j, k) в канале для минимального дискретного расстояния (ширины защиты области), и для приемлемой величины взаимных помехи I_acceptable(i, f_j).

Математическая формула 1

$I_{acceptable}(i,f_j)=P_{\max }(f_j,k)\cdot L(i,f_j,k)\text{ (1)}$

Положение опорной точки может быть определено на основе информации, принятой из сервера 30 данных устройством 100 управления передачей данных на этапе S11 на фиг. 4. Когда опорная точка заранее определена, данные положения, обозначающие положение опорной точки (такие как широта и долгота), могут быть приняты из сервера 30 данных. Устройство 100 управления передачей данных может динамически определять положение опорной точки, используя данные положения узлов, область обслуживания или защитную область первичной системы, принятые из сервера 30 данных, и данные положения, принятые из каждого вторичного узла 200 передачи данных.

Когда присутствует множество вторичных систем, требуется, что выделение мощности передачи в каждой вторичной системе удовлетворяло следующей относительной формуле, полученной путем расширения формулы (1).

Математическая формула 2

$I_{acceptable}(i,f_j)\ge \begin{array}{c}{\displaystyle \sum _{k=1}^{M_j}P(f_j,k)\cdot L(i,f_j,k)\cdot G(f_j,k)}\\ +{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{\displaystyle \sum _{kk=1}^{N_{jj}}\{P(f_{jj},kk)\cdot L(i,f_{jj},kk)\cdot G(f_{jj},kk)/H(f_j,f_{jj},kk)\}}}\end{array}\text{ (2)}$

Здесь первый член в правой части формулы (2) обозначает сумму величин взаимных помех, вызванных вторичными системами, вторично использующими тот же канал, что и канал f_j, выделенный для первичной системы M_j, представляет собой количество вторичных систем, вторично использующих тот же канал, Р (f_j, k) представляет собой мощность, выделенную для к-й вторичной системы (или мастер-узла передачи данных для администрирования вторичными системами, или все вторичные узлы передачи данных, включая в себя мастер-узел и подчиненные узлы), L (i, fj, к) представляет собой потерю в канале передачи данных между k-й вторичной системой и опорной точкой i первичной системы, и G (fj, к) представляет собой компонент усиления. Второй член обозначает сумму величин взаимных помех, связанных со вторичными системами, вторично использующими близкий канал, отличающийся от канала fj. Qj представляет собой количество расположенных рядом каналов, jj представляет собой индекс ближнего канала, Njj представляет собой количество вторичных систем, вторично использующих ближний канал, kk представляет собой индекс вторичной системы, вторично использующей ближний канал, и Н (fj, fjj, kk) представляет собой компонент потерь для вторичной системы kk из ближнего канала fjj для канала fj. Mj и Njj могут представлять собой количество активных вторичных систем (или вторичных узлов передачи данных).

Компонент G усиления в формуле (2) может быть, в основном, определен на основе коэффициентов, обозначенных в таблице 1.

Таблица 1 Таблица 1. Коэффициенты компонента усиления между системами Символ Коэффициент PR(f_ii-f_i) Коэффициент защиты между каналами с частотой, разделенной f_ii-f_i µσ Запас по экранированию 2 (Среднеквадратичное отклонение) экранирования Ddir(i, f_{j (или jj)}) Степень идентификации сигнала по направленности антенны первичной станции приема в канале f_j(f_jj) в опорной точке i Dpol(i, f_{j (или jj)}) Степень идентификации сигнала по поляризованной волне первичной станции приема в канале f_j(f_jj) и опорной точки I Gant(i, f_{j (или jj)}) Коэффициент усиления антенны первичной станции приема в канале f_j(f_jj) и в опорной точке i Lf(i, f_{j (или jj)}) Потери фидера первичной станции приема в fj(fjj) и в опорной точке i

Например, для отношения PR защиты в таблице 1, может быть применена следующая концепция. Таким образом, приемлемая величина взаимных помех из вторичной системы, которая вторично использует канал f_CR в первичной системе, используя канал f_BC, принимается, как I_acceptable. Кроме того, требуемая мощность приема первичной системы принята равной P_req (f_BS). Следующая формула установлена между параметрами.

Математическая формула 3

$I_{acceptable}=P_{req}(f_{BS})/PR(f_{CR}-f_{BS})\text{ (3)}$

Когда отношение защиты выражено в децибелах, может использоваться следующая формула вместо формулы (3).

Математическая формула 4

$$I_{acceptable}=P_{req}(f_{BS})/{10}^{PR(f_{CR}-f_{BS})/10}\text{ (4)}$$

Компонент Н потерь в формуле (2) зависит, например, от избирательности и отношения утечки ближнего канала. Подробно компоненты усиления и компоненты потерь описаны в "Technical and operational requirements for the possible operation of cognitive ratio systems in the "white spaces" of the frequency band 470-790 MHz" (ECC Report 159, 2010)

3. Примерная структура устройства управления передачей данных (администратор) Примерная структура устройства 100 управления передачей данных, для регулирования мощности передачи между вторичными системами в соответствии с моделью управления взаимными помехами будет описана ниже.

3-1. Полная структура

На фиг.5 показана блок-схема, иллюстрирующая примерную структуру устройства 100 управления передачей данных, в соответствии с настоящим вариантом осуществления. Как показано на фиг.5, устройство 100 управления передачей данных содержит модуль 110 передачи данных, модуль 120 получения данных, модуль 130 сохранения, модуль 140 определения верхнего предельного числа и модуль 150 выделения мощности.

Модуль 110 передачи данных выполняет операции в качестве интерфейса передачи данных для обеспечения обмена данными между устройством 100 управления передачей данных и сервером 30 данных и вторичным узлом 200 передачи данных. Обмен данными между устройством 100 управления передачей данных и сервером 30 данных, и вторичным узлом 200 передачи данных может быть реализован с помощью передачи данных по проводам, беспроводной передачи данных или используя их комбинацию, соответственно.

Модуль 120 получения данных получает различные элементы данных, используемые устройством 100 управления передачей данных для регулирования мощности передачи между вторичными системами из сервера данных 30 и вторичным узлом 200 передачи данных. Например, модуль 120 получения данных получает информацию о первичной системе из сервера 30 данных. Например, модуль 120 получения данных может получать информацию о вторичной системе из вторичного узла 200 передачи данных. Затем модуль 120 получения данных сохраняет полученные данные в модуле 130 сохранения.

Модуль 130 сохранения сохраняет программы и данные, предназначенные для использования, для регулирования мощности передачи данных, используя носитель сохранения информации, такой как жесткий диск или полупроводниковое запоминающее устройство. Например, модуль 130 сохранения содержит в себе информацию, ранее определенную по протоколу или инструкции, а также информацию, полученную модулем 120 получения данных. Данные, сохраненные в модуле 130 сохранения, выводят в каждый модуль после обработка модулем 140 определения верхнего предельного числа и модулем 150 выделения мощности. Модуль 130 сохранения содержит результат выделения мощности, выполняемой модулем 150 выделения мощности.

Модуль 140 определения верхнего предельного числа определяет верхнее предельное число целей выделения мощности передачи. Количество целей выделения мощности передачи может быть подсчитано, как число вторичных систем, или может быть подсчитано, как число вторичных узлов передачи данных, участвующих во вторичных системах. Например, когда передача данных мультиплексирована с разделением по времени во вторичной системе, один вторичный узел передачи данных передает беспроводный сигнал во вторичной системе в определенный момент времени. Таким образом, в этом случае, количество вторичных систем и количество вторичных узлов передачи данных не требуется различать. Верхнее предельное число, определенное модулем определения 140 верхнего предельного числа, может использоваться, как числа M_j и N_jj вторичных систем в правой части формулы (2), описанной выше, соответствующим модулем 150 выделения мощности, описанным ниже.

В настоящем варианте осуществления модуль 140 определения верхнего предельного числа определяет верхнее предельное число целей выделения мощности передачи, например, на основе требований к уровню качества обмена данными каждой вторичной системы. Более конкретно, например, модуль 140 определения верхнего предельного числа выполняет оценку величины взаимных помех для первичной системы, когда мощность передачи, отвечающая требованиям к уровню качества обмена данными каждой вторичной системы, выделена для вторичной системы. Затем модуль 140 определения верхнего предельного числа выполняет оценку разности между оценкой величины взаимных помех и приемлемой величиной взаимных помех первичной системы. Затем модуль 140 определения верхнего предельного числа определяет максимальное количество вторичных систем, которое не превышает приемлемую величину взаимных помех первичной системы, в качестве верхнего предельного числа целей выделения мощности передачи. Примерная обработка, выполняемая модулем 140 определения верхнего предельного числа, будет описана ниже более конкретно.

Модуль 150 выделения мощности выделяет мощность передачи для каждой вторичной системы или каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе, на основе верхнего предельного числа, определенного модулем 140 определения верхнего предельного числа, и по приемлемой величине взаимных помех первичной системы. В это время, когда множество частотных каналов используются одной или больше вторичными системами, (например, в ситуации на фиг.1), модуль 150 выделения мощности распределяет мощность передачи между вторичными системами таким образом, чтобы сумма величин взаимных помех в первичной системе, вызванная использованием частотных каналов, не превышала приемлемую величину взаимных помех первичной системы (I_acceptable (i, f_j) в формуле (1)). Примерная обработка модуля 150 выделения мощности будет описана ниже более конкретно.

3-2. Подробная обработка

На фиг.6 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая общую обработку регулирования мощности, выполняемую на этапе S16 на фиг.4. Со ссылкой на фиг.6, общая обработка регулирования мощности в устройстве 100 управления передачей данных может быть разделена на три этапа. Первый этап представляет собой обработку определения верхнего предельного числа с помощью модуля 140 определения верхнего предельного числа (этап S110). Второй этап состоит в выборе вторичной системы в качестве цели выделения мощности (этап S130). Третий этап представляет собой обработку выделения мощности модулем 150 выделения мощности (этап S140). Каждый из трех этапов будет подробно описан ниже.

(1) Обработка определения верхнего предельного числа

На фиг.7 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая примерный поток обработки при определении верхнего предельного числа модулем 140 определения верхнего предельного числа.

Как показано на фиг.7, модуль 140 определения верхнего предельного числа получает информацию о первичной системе, предоставляемую из сервера 30 данных, из модуля 130 сохранения (этап S111). Информация, полученная здесь, включает в себя данные о приемлемой величины взаимных помех первичной системы, и о положениях границ области обслуживания и защитной области первичной системы. Модуль 140 определения верхнего предельного числа получает информацию о вторичной системе, собранную из вторичных узлов 200 передачи данных, из модуля 130 сохранения (этап S112). Информация, полученная здесь, включает в себя информацию о требованиях к уровню качества обмена данными для вторичной системы и данные положения для вторичных узлов 200 передачи данных. Информация о требованиях к уровню качества обмена данными может включать в себя, например, минимальное требуемое отношение сигнал-шум (SNR), отношение сигнал к помехе и к уровню помехи и шумам (SINR), или требуемую мощность передачи.

Затем модуль 140 определения верхнего предельного числа определяет предполагаемую мощность передачи, соответствующую требуемому качеству обмена данными для каждой вторичной системы (этап S113). Предполагаемая мощность передачи, соответствующая требуемому качеству обмена данными, может представлять собой, например, минимальную мощность передачи, требуемую для удовлетворения требуемого минимального значения SIR. Вместо этого, предполагаемая мощность передачи, соответствующая требуемому качеству обмена данными, может представлять собой запрашиваемую мощность передачи. Например, в правиле FCC, определена максимальная мощность передачи, фиксированная для каждого класса аутентификации устройства. Модуль 140 определения верхнего предельного числа может определять максимальную мощность передачи, определенную для класса аутентификации вторичного узла 200 передачи данных, как предварительную мощность передачи, вместо определения предполагаемой мощности передачи в соответствии с требуемым качеством обмена данными, как в примере по фиг.7.

Затем модуль 140 определения верхнего предельного числа определяет потерю в канале, в зависимости от положения вторичного узла 200 передачи данных для каждой вторичной системы (этап S114). Способ для расчета потерь в канале может представлять способ использования кривой распространения, описанной, например, в следующей литературе 1 или в литературе 2.

Литература 1: "BPR 10: Application Procedures and Rules for Digital Television (DTV) Undertakings" (Industry Canada, BPR-10, Issue 1, August 2010).

Литература 2: "Method for point-to-area predictions for terrestrial services in the frequency range 30 MHz to 3000 MHz" (Recommendation ITU-R R1546-4, October 2009).

Когда используется кривая распространения, ссылочную таблицу, обозначающую кривую распространения, предварительно сохраняют в модуле 130 сохранения. Затем модуль 140 определения верхнего предельного числа определяет потери в канале передачи, соответствующие расстоянию между вторичным узлом 200 передачи данных и опорной точкой первичной системы со ссылкой на кривую распространения. Модуль 140 определения верхнего предельного числа может определять потери в канале передачи, в зависимости от расстояния между положением ближайшего узла к опорной точке между подчиненными узлами вторичной системы, управляемыми вторичными узлами 200 передачи данных и опорной точкой, не зависимо от положения вторичного узла 200 передачи данных. Для расчетов могут рассматриваться только подчиненные узлы, которые оцениваются, как имеющие более высокий уровень помех, чем во вторичном узле 200 передачи данных, на основе параметров, таких как высота антенны или коэффициент усиления антенны каждого узла.

Затем модуль 140 определения верхнего предельного числа рассчитывает оценку величины взаимных помех, предоставляемую первичной системе, путем определения произведения предполагаемой мощности передачи и потерь в канале передачи данных для каждой вторичной системы (этап S115).

Затем модуль 140 определения верхнего предельного числа инициализирует переменную t для сохранения количества вторичных систем равным 1 (этап S116). Затем модуль 140 определения верхнего предельного числа выбирает t вторичных систем (этап S117). Выбор вторичных систем может быть выполнен в соответствии с произвольным стандартом, таким, как порядок по времени, когда вторичная система начинает работу, порядок по приоритету, или в соответствии со случайной системой. Затем модуль 140 определения верхнего предельного числа рассчитывает сумму оценок величин взаимных помех для t выбранных вторичных систем (этап S118).

Затем модуль 140 определения верхнего предельного числа определяет, является ли рассчитанная сумма оценок величин взаимных помех большей, чем приемлемая величина взаимных помех первичной системы (этап S119). Когда сумма оценок величин взаимных помех не больше, чем приемлемая величина взаимных помех первичной системы, t+1 подставляют вместо t на этапе S120 (то есть, выполняют последовательное увеличение t), и обработка возвращается на этап S117. С другой стороны, когда сумма оценок величин взаимных помех больше, чем приемлемая величина взаимных помех первичной системы, обработка переходит на этап S121.

На этапе S121, модуль 140 определения верхнего предельного числа определяет верхнее предельное число целей выделения мощности для каждого канала частоты на основе каналов, используемых t-1 вторичными системами (этап S121). Например, когда каналы, используемые t₁ вторичными системами среди t-1 вторичных систем, равны частотным каналам, выделенным для первичной системы, модуль 140 определения верхнего предельного числа определяет верхнее предельное число для того же канала, как t₁. Аналогично, модуль 140 определения верхнего предельного числа также определяет верхнее предельное число других частотных каналов.

Модуль 140 определения верхнего предельного числа может выбирать множество комбинаций из t вторичных систем для выбора вторичных систем на этапе S117. В этом случае, когда сумма оценок величин взаимных помех больше, чем приемлемая величина взаимных помех первичной системы, также для любой выбранной комбинации, обработка на этапе S119 может перейти на этап S121.

Верхнее предельное число целей выделения мощности, определенное модулем 140 определения верхнего предельного числа, может представлять собой верхнее предельное число вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, для которых разрешено одновременное вторичное использование. "Одновременный" здесь не является "одновременным" в ограниченном смысле, строго обозначающем ту же точку во времени на временной оси, но может представлять собой "одновременный" в широком смысле, содержащий определенное смещение по временной шкале. На фиг.8 иллюстрируется одновременно используемое число в ограниченном смысле и одновременно используемое число в широком смысле. В примере, показанном фиг.8, одновременно используемое число в ограниченном смысле не превышает 3 в любой момент времени. С другой стороны, одновременно используемое число в широком смысле равно 4 в первый период Т1, 5 во второй период Т2, 2 в третий период Т3 и 4 в четвертый период Т4. Одновременно используемое число в широком смысле обрабатывают таким образом, что разрешение по времени при управлении взаимными помехами снижается, в то время как нагрузка на обработку управления может быть ограничена.

(2) Выбор вторичных систем, в качестве цели выделения мощности На втором этапе по фиг.6, модуль 150 выделения мощности выбирает вторичные системы, как цели выделения мощности передачи среди вторичных систем, работающих под управлением вторичных узлов 200 передачи данных, зарегистрированных в сервере 30 данных (этап S130). Вторичные системы, как цели выделения мощности передачи, относятся к такому количеству вторичных систем, которые не превышают верхнее предельное число, определенное на первом этапе среди вторичных систем, которые могут задать существенный уровень взаимных помех для первичной системы.

Например, для вторичного узла 200 передачи данных, для которого расстояние между вторичным узлом 200 передачи данных и первичной системой превышает определенное пороговое значение, модуль 150 выделения мощности определяет, что взаимные помехи, вызванные вторичной системой, работающей под управлением вторичного узла 200 передачи данных, можно игнорировать. Вторичную систему, для которой определяют, что взаимные помехи можно игнорировать, исключают из целей выделения мощности передачи. Вторичные системы могут работать в соответствии со своей собственной запрашиваемой мощностью передачи, без соответствия выделению мощности устройством 100 управления передачей данных.

Пороговое значение для определения, возможно ли игнорировать взаимные помехи, может представлять собой порог для всех частотных каналов или может представлять собой другой порог для каждого частотного канала. Пороговое значение для потерь в канале передачи, в зависимости от расстояния, можно использовать вместо порогового значения для расстояния.

Например, на фиг.9А иллюстрируется порог D1, общий для всех частотных каналов, для расстояния от границы 12 области обслуживания первичной системы. Положения пяти вторичных узлов 200 передачи данных также схематично иллюстрируются. В примере на фиг.9А, первый, третий и четвертый вторичные узлы 200 передачи данных среди пяти вторичных узлов 200 передачи данных не находятся далеко от границы 12 области обслуживания первичной системы, снаружи, за пределами порога D1. Таким образом, первый, третий и четвертый вторичные узлы 200 передачи данных могут представлять собой цели выделения мощности передачи на модуль 150 выделения мощности. Для четвертого вторичного узла 200 передачи данных, который расположен в пределах области обслуживания первичной системы, расстояние, которое сравнивают с порогом D1, можно принять равным нулю. С другой стороны, расстояния от второго и пятого вторичных узлов 200 передачи данных до границы 12 превышают пороговое значение D1, соответственно. Таким образом, беспроводный сигнал, передаваемый из второго и пятого вторичных узлов 200 передачи данных, имеет уровень помехи, создаваемой для первичной системы, который можно игнорировать, и второй и пятый вторичные узлы 200 передачи данных исключают из целей выделения мощности передачи модулем 150 выделения мощности.

На фиг.9В иллюстрируются два порога D2 и D3 для расстояний от границы 12. Порог D2 представляет собой порог, применяемый для вторичной системы, которая вторично использует тот же канал (канал F1 в примере по фиг.9В), что и частотный канал, выделенный для первичной системы. Третий порог D3 представляет собой порог, применяемый для вторичной системы, в которой вторично используется другой частотный канал, кроме канала F1. В примере на фиг.9В, второй и пятый вторичные узлы 200 передачи данных среди пяти вторичных узлов 200 передачи данных вторично используют канал F1. Второй вторичный узел 200 передачи данных не находится за пределами границы 12 снаружи за пределами порога D2. С другой стороны, расстояние между пятым вторичным узлом 200 передачи данных и границей 12 превышает порог D2. Таким образом, пятый вторичный узел 200 передачи данных исключен из целей выделения мощности передачи модулем 150 выделения мощности. Первый, третий и четвертый вторичные узлы 200 передачи данных вторично используют канал F2. Первый и четвертый вторичные узлы 200 передачи данных не находятся за пределами границы 12 снаружи за пределами порогового значения D3. С другой стороны, расстояние между третьим вторичным узлом 200 передачи данных и границей 12 превышает порог D3. Таким образом, третий вторичный узел 200 передачи данных исключают из целей выделения мощности передачи с помощью модуля 150 выделения мощности. При условии той же мощности передачи и потерь в канале распространения, взаимные помехи от того же канала обычно являются более пагубными, чем взаимные помехи от ближнего канала, и, таким образом, пороговое значение D2 можно установить большим, чем пороговое значение D3.

Таким образом, вторичные системы, взаимные помехи которых можно игнорировать, исключают из целей выделения мощности передачи, и, таким образом, объемы расчетов для обработки выделения мощности, описанной ниже, могут быть уменьшены. Используют разный порог на частотный канал, таким образом, более точно выполняя оценку влияния взаимных помех.

Затем модуль 150 выделения мощности сравнивает количество остающихся вторичных систем, не исключенных с верхним предельным числом, определенным модулем 140 определения верхнего предельного числа. Затем, когда количество вторичных систем превышает верхнее предельное число, модуль 150 выделения мощности определяет, что следует отклонить выделение мощности передачи для такого количества вторичных систем, которое соответствует дифференциалу. Например, модуль 150 выделения мощности может определить вторичные системы, для которых выделение мощности передачи отклоняют на основе приоритета вторичной системы, предыстории передачи данных или требований к уровню качества передачи данных. Вторичный узел 200 передачи данных во вторичной системе, для которой выделение мощности передачи отклоняют, может ожидать выделение мощности передачи. Модуль 150 выделения мощности выполняет обработку выделения мощности, описанную ниже, для такого количества вторичных систем, которое равно или меньше, чем верхнее предельное число, определенное модулем 140 определения верхнего предельного числа.

(3) Обработка выделения мощности (3-1) Первый пример

На фиг.10А показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая первый пример потока обработки выделения мощности, выполняемой модулем 150 выделения мощности. В первом примере модуль 150 выделения мощности предварительно распределяет мощность передачи для вторичных систем, вторично используя частотный канал на каждый частотный канал, и затем перераспределяет предварительно распределенную мощность передачи с учетом влияния между разными частотными каналами. Затем модуль 150 выделения мощности корректирует распределенную или перераспределенную мощность передачи так, чтобы удовлетворялась формула (2) в модели управления взаимными помехами.

Как показано на фиг.10А, модуль 150 выделения мощности вначале получает информацию о первичной системе, предоставляемую из сервера 30 данных, из модуля 130 сохранения (этап S141). Модуль 150 выделения мощности получает информацию о вторичной системе, собранную из вторичных узлов 200 передачи данных, из модуля 130 сохранения (этап S142). Затем модуль 150 выделения мощности повторяет обработку на этапе S143 для частотного канала, используемого вторичной системой.

На этапе S143, модуль 150 выделения мощности предварительно распределяет мощность передачи между вторичными системами, используя канал, представляющий интерес (этап S143). Предварительное распределение мощности передачи может быть выполнено в соответствии с любой из трех систем, включая в себя, например, систему фиксированного запаса, равную систему и неравную систему, описанные ниже.

(Система с фиксированным запасом)

Первая система представляет собой систему с фиксированным запасом. В системе с фиксированным запасом используется фиксировано заданный запас MI распределения (и запас SM безопасности) таким образом, что легко рассчитывается мощность передачи, которая распределяется для каждой из вторичных систем. В этом случае, стоимость расчетов, для распределения мощности передачи, уменьшается. Мощность передачи Р (f_j, k), предварительно распределяемую в k-ю вторичную систему, использующую частотный канал f_j, выводят из следующей формулы.

Математическая формула 5

$P(f_j,k)=I_{acceptable}(i,f_j)/L(i,f_j,k)\cdot G(f_j,k)\cdot MI\cdot SM\text{ (5)}$

(Равная система)

Вторая система представляет собой равную систему. В равной системе значения мощности передачи, распределяемые в соответствующих вторичных системах, равны друг другу. Таким образом, мощность передачи равномерно распределяется по множеству вторичных систем. Мощность Р (f_j, к) передачи предварительно распределяемую в k-ю вторичную систему, использующую частотный канал f_j, выводят из следующей формулы.

Математическая формула 6

$P(f_j,k)=I_{acceptable}(i,f_j)/{\displaystyle \sum _{kk=1}^{Mj}\{L(i,f_j,kk)\cdot G(f_j,kk)\}}\text{ (6)}$

(Неравная система)

Третья система представляет собой неравную систему. В неравной системе большую мощность передачи распределяют во вторичную систему, имеющую большее расстояние от первичной системы. Таким образом, шанс вторичного использования может быть полностью улучшен. Мощность Р (f_j, k) передачи предварительно распределяемую в k-ю вторичную систему, используя частотный канал f_j, выводят из следующей формулы.

Математическая формула 7

$P(f_j,k)=I_{acceptable}(i,f_j)/\{L(i,f_j,k)\cdot G(f_j,k)\cdot M_j\}\text{ (7)}$

Равная система и неравная система могут быть скомбинированы с применяемой системой уменьшения запасов взаимных помех, описанной ниже.

(Применяемая система уменьшения запасов взаимных помех)

Применяемая система уменьшения запасов взаимных помех направлена на использование запаса SM безопасности, для уменьшения риска взаимных помех, и может использоваться в комбинации с равной системной или неравной системой. Мощность Р (f_j, k) передачи выводят из следующей формулы (8), в комбинации с равной системой и из следующей формулы (9), в комбинации с неравной системой. SM обозначает запас безопасности, заранее заданный или передаваемый в виде уведомления из вторичного узла 200 передачи данных.

Математическая формула 8

$P(f_j,k)=I_{acceptable}(i,f_j)/{\displaystyle \sum _{kk=1}^{M_j}\{L(i,f_j,kk)\cdot G(f_j,kk)\cdot SM\}}\text{ (8)}$

$P(f_j,k)=I_{acceptable}(i,f_j)/\{L(i,f_j,k)\cdot G(f_j,k)\cdot M_j\cdot SM\}\text{ (9)}$

Каждая система, описанная выше, может быть скомбинирована со взвешивающей системой распределения, описанной ниже.

(Взвешивающая система распределения)

Взвешивающая система распределения направлена на взвешивающее распределение мощности передачи, в зависимости от приоритета для каждой вторичной системы. Мощность Р (f_j, k) передачи выводят из следующей формулы (10), в комбинации с равной системой, и из следующей формулы (11), в комбинации с неравной системой. Мощность Р (f_j, k) передачи выводят из следующей формулы (10'), в комбинации равной системы и системы уменьшения запаса прикладываемых взаимных помех и из следующей формулы (11'), в комбинации с неравной системой и системой уменьшения запаса прикладываемых взаимных помех. Wk обозначает вес, в зависимости от приоритета. Вес w_j для каждого частотного канала можно использовать вместо веса w_k во вторичной системе.

Математическая формула 9

$P(f_j,k)=\left(w_k/{\displaystyle \sum _{kk=1}^{M_j}{w}_{kk}}\right)I_{acceptable}(i,f_j)/{\displaystyle \sum _{kk=1}^{M_j}\{L(i,f_j,kk)\cdot G(f_j,kk)\}}\text{ (10)}$

$$P(f_j,k)=\left(w_k/{\displaystyle \sum _{kk=1}^{M_j}{w}_{kk}}\right)I_{acceptable}(i,f_j)/\{L(i,f_j,kk)\cdot G(f_j,k)\cdot G(f_j,k)\cdot M_j\}\text{ (11)}$$

$P(f_j,k)=\left(w_k/{\displaystyle \sum _{kk=1}^{M_j}{w}_{kk}}\right)I_{acceptable}(i,f_j)/{\displaystyle \sum _{kk=1}^{M_j}\{L(i,f_j,kk)\cdot G(f_j,kk)\cdot SM\}}\text{ (10')}$

$$P(f_j,k)=\left(w_k/{\displaystyle \sum _{kk=1}^{M_j}{w}_{kk}}\right)I_{acceptable}(i,f_j)/\{L(i,f_j,k)\cdot G(f_j,k)\cdot G(f_j,k)\cdot M_j\cdot SM\}\text{ (11')}$$

Когда обработка на этапе S143 заканчивается для всех частотных каналов, используемых вторичными системами, модуль 150 выделения мощности дополнительно использует взаимные помехи внутри полосы и перераспределяет мощность передачи во вторичных системах (этап S144). Например, мощность передачи перераспределяют в равной системе, например, в соответствии с формулой (12) (формула (12'), в комбинации с системой уменьшения запаса прикладываемых взаимных помех).

Математическая формула 10

$P\text{'}=(f_j,k)=\frac{I_{acceptable}(i,f_j)-{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{\displaystyle \sum _{kk=1}^{N_{jj}}\{P(f_{jj},kk)\cdot L(i,f_{jj},kk)\cdot G(f_{jj},kk)/H(f_j,f_{jj},kk)\}}}}{{\displaystyle \sum _{kk=1}^{M_j}\{L(i,f_j,kk)\cdot G(f_j,kk)\}}}\text{ (12)}$

$P\text{'}=(f_j,k)=\frac{I_{acceptable}(i,f_j)-{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{\displaystyle \sum _{kk=1}^{N_{jj}}\{P(f_{jj},kk)\cdot L(i,f_{jj},kk)\cdot G(f_{jj},kk)/H(f_j,f_{jj},kk)\}}}}{{\displaystyle \sum _{kk=1}^{M_j}\{L(i,f_j,kk)\cdot G(f_j,kk)\cdot SM\}}}\text{ (12')}$

В формуле (12) обозначено, что приемлемую величину взаимных помех, полученную путем вычитания величины взаимных помех, вызванных с использованием ближнего канала из приемлемой величины взаимных помех первичной системы, перераспределяют между остающимися вторичными системами. Аналогично, мощность передачи может быть перераспределена в неравной системе, в соответствии со следующей формулой (13) (формула (13'), в комбинации с приложенной системой уменьшения запаса приложенной взаимной помехи).

Математическая формула 11

$P\text{'}=(f_j,k)=\frac{I_{acceptable}(i,f_j)-{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{\displaystyle \sum _{kk=1}^{N_{jj}}\{P(f_{jj},kk)\cdot L(i,f_{jj},kk)\cdot G(f_{jj},kk)/H(f_j,f_{jj},kk)\}}}}{L(i,f_j,k)\cdot G(f_j,k)\cdot M_j}\text{ (13)}$

$P\text{'}=(f_j,k)=\frac{I_{acceptable}(i,f_j)-{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{\displaystyle \sum _{kk=1}^{N_{jj}}\{P(f_{jj},kk)\cdot L(i,f_{jj},kk)\cdot G(f_{jj},kk)/H(f_j,f_{jj},kk)\}}}}{L(i,f_j,k)\cdot G(f_j,k)\cdot M_j\cdot SM}\text{ (13')}$

Конечно, вес во взвешивающей системе распределения может быть дополнительно применен к каждой математической формуле, описанной выше, для перераспределения.

Затем модуль 150 выделения мощности выполняет поиск точки, где величина взаимных помех, которая была выполнена на основе перераспределенной мощности передачи, является самой строгой в пределах области обслуживания первичной системы (этап S145). Например, выполняют поиск точки i', где величина взаимных помех является самой строгой, как в следующей формуле (14) или формуле (14').

Математическая формула 12

$i\text{'}=\underset{i}{\arg \min }\left(\begin{array}{c}{I}_{acceptable}(i,f_j)-{\displaystyle \sum _{k=1}^{M_j}P\text{'}(f_j,k)\cdot L(i,f_j,k)\cdot G(f_j,k)}\\ -{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{\displaystyle \sum _{kk=1}^{N_{jj}}\{P\text{'}(i,f_{jj},kk)\cdot L(i,f_{jj},kk)\cdot G(f_{jj},kk)/H(f_j,f_{jj},kk)\}}}\end{array}\right)\text{ (14)}$

$i\text{'}=\underset{i}{\arg \min }\left(\begin{array}{c}{I}_{acceptable}(i,f_j)-{\displaystyle \sum _{k=1}^{M_j}P\text{'}(f_j,k)\cdot L(i,f_j,k)\cdot G(f_j,k)\cdot SM}\\ -{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{\displaystyle \sum _{kk=1}^{N_{jj}}\{P\text{'}(i,f_{jj},kk)\cdot L(i,f_{jj},kk)\cdot G(f_{jj},kk)\cdot SM/H(f_j,f_{jj},kk)\}}}\end{array}\right)\text{ (14)}$

Затем модуль 150 выделения мощности рассчитывает коэффициент Д коррекции для распределения мощности, как в следующей формуле, на основе общей величины взаимных помех и приемлемой величины взаимных помех I_acceptable (i, f_j) в точке i' (этап S146).

Математическая формула 13

$$\Delta =\frac{I_{acceptable}(i\text{'},f_j)}{\begin{array}{c}{\displaystyle \sum _{k=1}^{M_j}P\text{'}(f_j,k)\cdot L(i\text{'},f_j,k)\cdot G(f_j,k)}\\ +{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{\displaystyle \sum _{kk=1}^{N_{jj}}\{P\text{'}(f_{jj},k)\cdot L(i\text{'},f_{jj},kk)\cdot G(f_{jj},kk)/H(f_j,f_{jj},kk)\}}}\end{array}}\text{ (15)}$$

$$\Delta =\frac{I_{acceptable}(i\text{'},f_j)}{\begin{array}{c}{\displaystyle \sum _{k=1}^{M_j}P\text{'}(f_j,k)\cdot L(i\text{'},f_j,k)\cdot G(f_j,k)\cdot SM}\\ +{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{\displaystyle \sum _{kk=1}^{N_{jj}}\{P\text{'}(f_{jj},k)\cdot L(i\text{'},f_{jj},kk)\cdot G(f_{jj},kk)\cdot SM/H(f_j,f_{jj},kk)\}}}\end{array}}\text{ (15')}$$

Формулу (15') можно использовать, когда применяется система уменьшения запаса приложенных взаимных помех для распределения мощности.

Затем модуль 150 выделения мощности использует рассчитанный коэффициент Δ коррекции для коррекции мощности передачи, выделяемой для вторичной системы, в соответствии со следующей формулой (этап S147).

Математическая формула 14

$P\text{'}\text{'}=(f_j,k)=P\text{'}(f_j,k)\cdot \Delta \text{ (16)}$

(3-2) Второй пример

На фиг 10В показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая второй пример потока обработки выделения мощности в модуле 150 выделения мощности. Во втором примере модуль 150 выделения мощности предварительно распределяет мощность передачи по вторичным системам, которые вторично используют частотный канал для каждого частотного канала, как в первом примере, и затем перераспределяет предварительно распределенную мощность передачи с учетом влияния на разных частотных каналах. Во втором примере модуль 150 выделения мощности пошагово определяет предварительно распределенную мощность передачи, например, в зависимости от приоритета для каждой вторичной системы или частотного канала.

В примере по фиг.10В, вначале модуль 150 выделения мощности предварительно распределяет мощность передачи на канал для всех частотных каналов, используемых вторичными системами, как в первом примере (этап S141 - этап S143). Затем модуль 150 выделения мощности определяет, удовлетворяет или нет предварительно распределенная мощность передачи формуле (2) в модели управления взаимными помехами (этап S149). Когда формула (2) не удовлетворяется, обработка переходит на этап S150.

На этапе S150 модуль 150 выделения мощности определяет распределение мощности во вторичной системе с более высоким приоритетом среди вторичных систем, для которых распределение мощности не определено (этап S150). Например, модуль 150 выделения мощности может определять мощность передачи, предварительно распределенную во вторичной системе, с более высоким приоритетом, как мощность передачи, которая должна быть выделена во вторичной системе. Вместо этого, модуль 150 выделения мощности может определять значение, полученное путем умножения предварительно распределенной мощности передачи на вес, в зависимости от приоритета, как мощность передачи, которая должна быть выделена для вторичной системы.

Затем модуль 150 выделения мощности использует взаимные помехи между полосами, и перераспределяет мощность передачи среди оставшихся вторичных систем, для которых распределение мощности не было определено (этап S151). Формулы расчета перераспределения могут быть теми же, что и в представленных выше формулах (12) или (13).

После того, когда формула (2) удовлетворяется на этапе S149, модуль 150 выделения мощности определяет предварительно распределенную мощность передачи или перераспределенную мощность передачи, как мощность передачи, которая должна быть выделена для вторичной системы, для всех вторичных систем (этап S152).

(3-3) Третий пример

В третьем примере обработки выделения мощности модуль 150 выделения мощности определяет выделение мощности передачи, без предварительного распределения мощности передачи на частотный канал, в отличие от первого примера и второго примера.

Если разницу между левой частью и правой частью в формуле (2) принять как D_j, формула (2) может быть выражена следующим образом. Математическая формула 15

$I_{acceptable}(i,f_j)=\begin{array}{c}{\displaystyle \sum _{k=1}^{M_j}P(f_j,k)\cdot L(i,f_j,k)\cdot G(f_j,k)}\\ +{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{\displaystyle \sum _{kk=1}^{N_{jj}}\{P\text{'}(f_{jj},k)\cdot L(i,f_{jj},kk)\cdot G(f_{jj},kk)/H(f_j,f_{jj},kk)+D_j\}}}\end{array}\text{ (17)}$

Здесь предполагается, что задана приемлемая величина взаимных помех I_acceptable (i, f_j) (j=1, …, O_j) для каждого частотного канала. Мощность передачи, которая должна быть выделена каждой из M_j+N_jj вторичных систем, принята равной P_s (s=1, …, M_j+N_jj). Формулу (17) расширяют так, что следующую относительную формулу устанавливают между O_j-мерным вектором приемлемой величины взаимных помех и M_j+M_jj-мерным вектором мощности передачи.

Математическая формула 16

$\left[\begin{array}{c}{I}_{acceptable}(i,f_1)\\ I_{acceptable}(i,f_2)\\ \begin{array}{l}⋮\\ I_{acceptable}(i,f_{Oj})\end{array}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{a}_{\mathrm{1,1}}& \dots & a_{Mj+Njj\mathrm{,1}}\\ ⋮& \ddots & ⋮\\ a_{\mathrm{1,}Oj}& \dots & a_{Mj+Njj,Oj}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{P}_1\\ \begin{array}{l}{P}_2\\ ⋮\end{array}\\ D_{Oj}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}{D}_1\\ D_2\\ ⋮\\ D_{Oj}\end{array}\right]\text{ (18)}$

Коэффициент a_s,j для мощности Ps передачи для s-й вторичной системы в j-м частотном канале, который появляется в формуле (18), может быть рассчитан на основе потери L в канале передачи компонента G усиления и компонента Н потерь в модели управления взаимными помехами. Таким образом, модуль 150 выделения мощности может рассчитывать вектор (Р¹, …, P_Mj+Njj) мощности передачи путем расчета матрицы коэффициентов по формуле (18), с последующим выводом решения формулы (18).

Предполагается, что вектор приемлемой величины взаимных помех представляет собой I_acceptable, вектор мощности передачи представляет собой P_tx, и матрица коэффициентов представляет собой А. Формула (18) будет выражена следующим образом. Элемент вектора D, соответствующий запасу, может представлять собой фиксированное значение или ноль.

Математическая формула 17

$I_{acceptable}=A\cdot P_{tx}+D\text{ (19)}$

Например, когда количество вторичных систем M_j+N_jj равно количеству частотных каналов O_j, модуль 150 выделения мощности может рассчитывать вектор (P₁, …, P_Mj+Njj) мощности передачи следующим образом, используя обратную матрицу для матрицы коэффициентов, как квадратную матрицу.

Математическая формула 18

$P_{tx}=A^{-1}(I_{acceptable}-D)\text{ (20)}$

Когда количество вторичных систем M_j+N_jj не равно количеству частотных каналов O_j, модуль 150 выделения мощности может определять один вектор мощности передачи, выбранный из решений вектора мощности передачи, как решение мощности передачи, которая должна быть выделена для каждой вторичной системы. Решение формулы (18) может представлять собой примерное решение. Число, получаемое в результате умножения количества вторичных систем, учитываемых на канал, как в следующей формуле, вместо количества вторичных систем M_j+N_jj может обрабатываться, как число размерности вектора мощности передачи.

Математическая формула 19

$M_j+{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}{N}_{jj}}\text{ (21)}$

На фиг.10С показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая третий пример потока обработки выделения мощности модулем 150 выделения мощности.

Со ссылкой на фиг.10С, вначале, модуль 150 выделения мощности получает информацию о первичной системе, предоставляемой из сервера 30 данных, из модуля 130 сохранения (этап S141). Информация, получаемая здесь, включает в себя, вектор величины приемлемых взаимных помех I_acceptable в формуле (18). Модуль 150 выделения мощности получает информацию о вторичной системе, собранную из вторичных узлов 200 передачи данных из модуля 130 сохранения (этап S142).

Затем модуль 150 выделения мощности рассчитывает матрицу А коэффициента в относительной формуле между вектором P_tx мощности передачи и вектором приемлемой величины взаимных помех I_acceptable, в соответствии с модулем управления взаимными помехами (этап S154). Таким образом, относительную формулу между вектором мощности передачи и вектором I_acceptable приемлемой величины взаимных помех, формируют как в формуле (18). Затем модуль 150 выделения мощности определяет распределение мощности передачи, путем решения сформированной относительной формулы (этап S155).

(4) Повторное регулирование мощности передачи

При определении выделения мощности передачи для вторичных систем, в соответствии с описанным выше способом, устройство 100 управления передачей данных передает в виде уведомления значение выделенной мощности передачи в запросе на изменение конфигурации во вторичный узел 200 передачи данных. После этого, новый вторичный узел 200 передачи данных может начать операции вторичной системы. В этом случае устройство 100 управления передачей данных может выполнять обработку регулирования мощности, представленную на фиг. 6 снова, и может перераспределять мощность передачи в существующей вторичной системе и в новой вторичной системе. Вместо этого, устройство 100 управления передачей данных может повторно регулировать мощность передачи, ранее выделенную существующей вторичной системе, и дополнительно выделять мощность передачи новой вторичной системе, как описано ниже.

На фиг 11 показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая примерный поток обработки повторного регулирования мощности устройством 100 управления передачей данных. Со ссылкой на фиг.11, вначале, модуль 150 выделения мощности ожидает выполнения операций в новой вторичной системе (этап S161). Например, модуль ПО передачи данных принимает запрос на управление взаимными помехами из вторичного узла 200 передачи данных таким образом, чтобы модуль 150 выделения мощности распознает начало операций новой вторичной системы. Обработка затем переходит на этап S162.

На этапе S162 модуль 150 выделения мощности рассчитывает излишнее качество передачи данных для требуемого качества передачи данных, в зависимости от выделенной мощности передачи для каждой из существующих вторичных систем (этап S162). Например, расстояние передачи данных между вторичными узлами передачи данных в пределах k-й вторичной системы на частотном канале f_j принято равным R, и требуемое качество передачи данных принято равным SINR_req (f_j, k, R). Качество передачи данных в зависимости от выделенной мощности передачи принято равным SINR_est (f_j, k, R). Затем отношение избыточности к мощности передачи для вторичной системы выводят следующим образом.

Математическая формула 20

${\alpha }_{fj,k}=SIN{R}_{est}(f_j,k,R)/SIN{R}_{req}(f_j,k,R)\text{ (22)}$

Затем модуль 150 выделения мощности определяет, присутствует ли избыточная мощность передачи для каждой вторичной системы (этап S163). Например, когда отношение α_fj,k избыточности, рассчитанное по формуле (22), больше чем 1,0, модуль 150 выделения мощности может определять, что присутствует избыточная мощность передачи для вторичной системы. Затем модуль 150 выделения мощности повторно рассчитывает мощность передачи для вторичной системы, для которой присутствует избыточная мощность передачи, в соответствии со следующей формулой (этап S164).

Математическая формула 21

$P_{opt}(f_j,k)=P(f_j,k)\cdot {\alpha }_{fj},k\text{ (23)}$

В формуле (23) Р (f_j, к) обозначает выделенную мощность передачи, и P_opt (f_j, k) обозначает повторно рассчитанную мощность передачи.

После окончания повторных расчетов мощности передачи для существующей вторичной системы, таким образом, модуль 150 выделения мощности определяет, может ли мощность передачи быть распределена на новую вторичную систему (этап S165). Например, когда существующая вторичная система, в которой присутствует избыточная мощность передачи, уменьшает мощность передачи, таким образом, чтобы принять новую вторичную систему, модуль 150 выделения мощности определяет, что мощность передачи может быть распределена на новую вторичную систему. Когда определяют, что мощность передачи не может быть распределена на новую вторичную систему, мощность передачи не будет распределена на новую вторичную систему, и обработка повторного регулирования мощности передачи по фиг 11 прекращается. С другой стороны, когда определяют, что мощность передачи может быть распределена на новую вторичную систему, обработка продолжается на этапе S166.

На этапе S166, модуль 150 выделения мощности передает запрос на изменение конфигурации, по меньшей мере, в один вторичный узел передачи 200 данных в существующей вторичной системе, запрашивая, таким образом, уменьшение мощности передачи (этап S166). Когда генерируют пространство для приема новой вторичной системы, модуль 150 выделения мощности выделяет мощность передачи в новую вторичную систему, и передает, как уведомление, значение мощности передачи во вторичный узел 200 передачи данных во вторичной системе (этап S167).

При обработке повторного регулирования мощности передачи новая вторичная система может начать выполнять операции при более низких затратах на расчеты, чем при выполнении обработки регулирования мощности передачи снова для всех вторичных систем.

Модуль 130 сохранения в устройстве 100 управления передачей данных может содержать таблицу администрирования вторичной системой, как показано на фиг.12, и может содержать информацию о требуемом качестве каждой вторичной системы, результат расчета отношения избыточности и выделении мощности передачи. В примере по фиг 12, ID (идентификатор) вторичной системы удерживают для каждого номера канала, и требуемое качество для каждой вторичной системы, отношение избыточности и самое последнее выделение мощности передачи сохраняют в таблице администрирования вторичной системой.

(5) Для отказа или удержания начала операции

В приведенном выше примере, когда новый вторичный узел 200 передачи данных начинает операции во вторичной системе, устройство 100 управления передачей данных изменяет регулировку мощности передачи, ранее выделенной для существующей вторичной системы. И, наоборот, устройство 100 управления передачей данных может отказать или может удерживать начало выполнения операций новой вторичной системой в зависимости от заданного максимального количества вторичных систем или вторичных узлов передачи данных.

На фиг.13А показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая первый пример потока обработки, когда начало операций вторичной системы отклоняют. Со ссылкой на фиг.13А, вначале, модуль 150 выделения мощности ожидает начало операций новой вторичной системы (этап S161). Например, модуль 110 передачи данных принимает запрос на управление взаимными помехами из вторичного узла 200 передачи данных таким образом, что модуль 150 выделения мощности распознает начало операций новой вторичной системы. Обработка затем переходит на этап S170.

На этапе S170, новая вторичная система начинает операции так, что модуль 150 выделения мощности определяет, превышает ли количество вторичных систем или вторичных узлов передачи данных регистрируемое максимальное число, определенное ранее (этап S170). Здесь, когда определяют, что регистрируемое максимальное число не превышено, выполняют обработку по выделению мощности, выполняемую модулем 150 выделения мощности (или обработку изменения регулировки мощности, представленную на фиг.11), (этап S171). С другой стороны, когда определяют, что регистрируемое максимальное число превышено, модуль 150 выделения мощности передает уведомление во вторичный узел 200 передачи данных во вторичной системе о том, что регистрация новой вторичной системы определена (этап S172).

На фиг.13В показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая примерный поток обработки, когда начало операций вторичной системой удерживают. Как показано на фиг.13В, вначале, модуль 150 выделения мощности ожидает начало операций новой вторичной системы (этап S161). Например, модуль ПО передачи данных принимает запрос на управление взаимными помехами из вторичного узла 200 передачи данных таким образом, что модуль 150 выделения мощности распознает начало операций новой вторичной системой. Обработка затем переходит на этап S170.

На этапе S170, новая вторичная система начинает операции таким образом, чтобы модуль 150 выделения мощности определяет, превысило ли количество вторичных систем или вторичных узлов передачи данных регистрируемое максимальное число, определенное ранее (этап S170). Здесь, когда определяют, что регистрируемое максимальное число не было превышено, выполняют обработку по выделению мощности модуля 150 выделения мощности (или обработку изменения регулировки мощности, представленную на фиг.11), (этап S171). С другой стороны, когда определяют, что регистрируемое максимальное число было превышено, модуль 150 выделения мощности регистрирует только данные о вторичной системе (или временно регистрирует вторичную систему), без выделения мощности передачи в новую вторичную систему (этап S173). Затем модуль 150 выделения мощности уведомляет вторичный узел 200 передачи данных во вторичной системе о то, что мощность не выделена, и регистрация удерживается (этап S174). После этого, когда, например, прекращается работа существующей вторичной системы, мощность передачи предпочтительно выделяют во вторичную систему, регистрация которой удерживается.

На фиг 13С показана блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая второй пример потока обработки, когда начало операций вторичной системой отклонено. В третьем примере предполагается, что максимальное количество вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, регистрируемое в сервере 30 данных или в устройстве 100 управления передачей данных, заранее определено для каждого частотного канала.

Со ссылкой на фиг.13С, вначале, модуль 150 выделения мощности ожидает выполнения операций новой вторичной системы, (этап S161). Например, модуль ПО передачи данных принимает запрос на управление взаимными помехами из вторичного узла 200 передачи данных таким образом, что модуль 150 выделения мощности распознает начало операций новой вторичной системой. Обработка затем переходит на этап S170.

На этапе S170, новая вторичная система начинает операцию так, что модуль 150 выделения мощности определяет, не превышает ли количество вторичных систем или вторичных узлов передачи данных регистрируемое максимальное количество для целевого канала (этап S170). Здесь, когда определяют, что регистрируемое максимальное количество не превышено, выполняется обработка по выделению мощности, выполняемая модулем 150 выделения мощности (или обработка повторного регулирования мощности по фиг.11), (этап S171).

С другой стороны, на этапе S170, когда определяют, что регистрируемое максимальное количество превышено, модуль 150 выделения мощности определяет, является ли свободным другой канал (этап S175). Здесь, когда другой канал является свободным, модуль 150 выделения мощности рекомендует, чтобы вторичный узел 200 передачи данных в новой вторичной системе использовал свободный канал (этап S176). С другой стороны, когда другой канал не свободен, модуль 150 выделения мощности передает уведомление во вторичный узел 200 передачи данных во вторичной системе о том, что регистрация новой вторичной системы отклонена (этап S177).

(6) Расстояние между первичной системной и вторичной системой При обработке определения верхнего предельного числа и обработке выделения мощности, представленной на фиг.6, расстояние между первичной системой и каждой вторичной системой должно быть определено для вывода потерь в канале передачи данных для каждой вторичной системы. Расстояние между первичной системой и каждой вторичной системой может быть определено в соответствии с любым примером, описанным ниже, например.

(6-1) Первый пример

В первом примере, расстояние между первичной системой и каждой вторичной системой является минимальным расстоянием от положения каждой вторичной системы до внешнего контура области обслуживания первичной системы.

Например, на фиг.14А иллюстрируется граница 12, соответствующая внешнему контуру области обслуживания первичной системы, и четырех вторичных систем (вторичные узлы 200 передачи данных). Первая, вторая и третья вторичные системы расположены за пределами области обслуживания первичной системы. Минимальные расстояния от первой, второй и третьей вторичных систем до внешнего контура области обслуживания первичной системы составляют d01, d02 и d03, соответственно. С другой стороны, четвертая вторичная система расположена внутри области обслуживания первичной системы. Расстояния между первичной системой и вторичными системами могут быть приняты равными нулю, когда потери в канале выводят для четвертой вторичной системы. В этом случае, потери в канале являются максимальными. Вместо этого, минимальные расстояния между четвертой вторичной системой и границей 12 могут рассматриваться, как расстояние между первичной системой и четвертой вторичной системой.

(6-2) Второй пример

Во втором примере, расстояние между первичной системой и каждой вторичной системой представляет собой расстояние от места положения каждой вторичной системы до определенной точки на внешнем контуре области обслуживания первичной системы или в пределах внешнего контура. Эта определенная точка может представлять собой точку на внешнем контуре области обслуживания первичной системы, расположенной ближе всего ко вторичной системе. Определенная точка может представлять собой точку, где сумма расстояний от вторичных систем является минимальной. Такая точка может рассматриваться, как точка, где установлена виртуальная станция приема первичной системы, на которую воздействуют взаимные помехи со вторичной системы.

Например, на фиг.14В иллюстрируется граница 12 и снова четыре вторичных системы. Первая, вторая и третья вторичные системы расположены за пределами области обслуживания первичной системы. Точка на границе 12 расположенная ближе всего к первой вторичной системе, принимается как Р1. Расстояния между первой, второй и третьей вторичными системами и первичной системой соответствуют расстояниям d11, d12 и d13 между первой, второй и третьей вторичными системами и точкой Р1, соответственно. С другой стороны, четвертая вторичная система расположена внутри области обслуживания первичной системы. Как и в первом примере, расстояния между первичной системой и вторичными системами могут быть приняты равными нулю, когда регулируют потери в канале передачи четвертой вторичной системы. Вместо этого, расстояние между четвертой вторичной системой и точкой Р1 может обрабатываться, как расстояние между первичной системой и четвертой вторичной системой.

На фиг.14В точка Р2 на границе 12 находится в месте, где сумма расстояний от первой, второй и третьей вторичных систем является минимальной. Точка Р2 может использоваться вместо точки Р1. Например, когда большая часть вторичных систем находится за пределами области защиты первичной системы, когда первичная станция приема присутствует только в узкой географической области, или когда приемлемая величина взаимных помех является исключительно строго в определенной точке, заданная определенная точка может использоваться в качестве опорной точки для расчета расстояния. Когда приемлемые величины взаимных помех определены, как отличающиеся для системы модуляции, опорная точка может быть выбрана с учетом не только расстояния, но также и системы модуляции или приемлемых величин взаимных помех.

При сравнении между первым примером и вторым примером, в первом примере расстояние может быть рассчитано более просто, в то время как значение потерь в канале может быть чрезмерно недооценено. Например, когда две вторичные системы расположены противоположно друг другу, и первичная система размешена между ними, может возникнуть описанная выше ситуация. В этом случае, мощность передачи, которая должна быть выделена для вторичных систем, имеет меньшее значение. Таким образом, первый пример может представлять собой меньшую стоимость расчета и более безопасное определение, с точки зрения предотвращения взаимных помех. С другой стороны, во втором примере, значение потерь в канале передачи, менее вероятно, будет чрезмерно недооценено, и, таким образом, может быть дополнительно улучшен шанс вторичного использования.

(6-3) Третий пример

В третьем примере расстояние между первичной системой и каждой вторичной системой представляет собой расстояние между положением каждой вторичной системы и первичной станцией приема, расположенной ближе всего к ней. Например, на фиг. 14С иллюстрируются три вторичные системы и три первичные станции приема. Первая первичная станция приема расположена так, что она находится ближе всего к первой вторичной системе. Расстояние между первой вторичной системой и первой первичной станцией приема составляет d21. Вторая первичная станция приема расположена так, что она находится ближе всего ко второй вторичной системе. Расстояние между второй вторичной системой и второй первичной станцией приема составляет d22. Третья первичная станция приема расположена так, что она находится ближе всего к третьей вторичной системе. Расстояние между третьей вторичной системой и третьей первичной станцией приема составляет d23. Таким образом, d21, d22 и d23 можно использовать, как расстояние между первой вторичной системой и первичной системой, расстояние между второй вторичной системой и первичной системой и расстояние между третьей вторичной системой и первичной системой, соответственно.

(6-4) Четвертый пример

В четвертом примере расстояние между первичной системой и каждой вторичной системой представляет собой расстояние до первичной станции приема, где сумма расстояний от мест положений всех вторичных систем является минимальной. Например, на фиг.14D снова иллюстрируются три вторичные системы и три первичные станции приема. Первичная станция приема, где сумма расстояний от положений трех вторичных систем минимальна, представляет собой вторую первичную станцию приема. Расстояние между первой вторичной системой и второй первичной станцией приема составляет d31. Расстояние между второй вторичной системой и второй первичной станцией приема составляет d32. Расстояние между третьей вторичной системой и второй первичной станцией приема составляет d33. Таким образом, d31, d32 и d33 можно использовать, как расстояние между первой вторичной системой и первичной системой, расстояние между второй вторичной системой и первичной системой и расстояние между третьей вторичной системой и первичной системой, соответственно.

В третьем и четвертом примерах фактическое положение первичной станции приема представляет собой опорную точку для расчета расстояния, и, таким образом, величины взаимных помех должны быть оценены с более практичным подходом.

(6-5) Опорная точка на стороне вторичной системы

В примерах по фиг.14А-14D, в основном, было описано, как устанавливают опорную точку на стороне первичной системы, для расчета расстояния между первичной системой и вторичными системами. И, наоборот, различные способы установки можно рассмотреть для опорной точки на стороне вторичной системы. Например, положение опорной точки на стороне вторичной системы может находиться просто в положении главного вторичного узла 200 передачи данных вторичной системы. Вместо этого, положение опорной точки на стороне вторичной системы может находиться в положении узла, ближайшего к области защиты первичной системы или любой первичной станции приема среди этих узлов (главный узел и подчиненные узлы) во вторичных системах. Хотя расчет является сложным, множество расстояний может быть рассчитано относительно положений узлов во вторичных системах, и общие потери в канале передачи могут быть рассчитаны, в зависимости от расстояний. Способ для установки опорной точки на стороне вторичной системы может быть скомбинирован со способом установки опорной точки на стороне первичной системы, показанной на фиг.14А-14D.

Например, опорная точка на стороне вторичной системы может быть установлена пошагово следующим образом. Вначале, предварительно устанавливают опорную точку на стороне вторичной системы в главном вторичном узле 200 передачи данных вторичной системы. Затем точку на внешнем контуре области обслуживания первичной системы, расположенную ближе всего к вторичному узлу 200 передачи данных, или точку первичной станции приема, расположенную ближе всего к нему, устанавливают, как опорную точку на стороне первичной системы. Затем взаимные помехи, образующиеся в опорной точке на стороне первичной системы, оценивают для каждого из узлов (главного узла и подчиненных узлов) вторичных систем. Положение узла на стороне вторичной системы, приводящее к максимальным взаимным помехам в опорной точке на стороне первичной системы, устанавливают, как конечную опорную точку на стороне вторичной системы. Для оценки взаимных помех для каждого узла во вторичной системе, можно рассмотреть разные значения мощности, в зависимости от типа узла (главный узел или подчиненный узел).

4. Примерная структура устройства передачи данных (вторичный узел передачи данных)

На фиг.15 показана блок-схема, иллюстрирующая примерную структуру вторичного узла 200 передачи данных, работающего во вторичной системе, в результате использования мощности передачи, выделяемой устройством 100 управления передачей данных. Как показано на фиг.15, вторичный узел 200 передачи данных содержит модуль 210 передачи данных, модуль 220 управления, модуль 230 сохранения и модуль 240 беспроводной передачи данных.

Модуль 210 передачи данных работает, как интерфейс передачи данных для обмена данными между вторичным узлом 200 передачи данных и сервером 30 данных, и устройством 100 управления передачей данных. Модуль 210 передачи данных передает информацию о вторичной системе в сервер 30 данных, например, под управлением модуля 220 управления вначале вторичного использования. Модуль 210 передачи данных принимает информацию, переданную, как уведомление, из сервера 30 данных. Модуль 210 передачи данных выполняет обмен запросами управления взаимными помехами и ответами с устройством 100 управления передачей данных. После этого, когда определяют выделение мощности передачи устройством 100 управления передачей данных, модуль 210 передачи данных принимает результат выделения мощности передачи данных (этап S17 на фиг.4).

Модуль 220 управления используется для управления всей работой вторичного 200 узла передачи данных. Например, модуль 220 управления управляет взаимными помехами первичной системы после выполнения операции вторичной системы совместно с устройством 100 управления передачей данных, в соответствии с последовательностью, представленной на фиг.4. Более конкретно, когда результат выделения мощности передачи устройством 100 управления передачей данных принимает модуль 210 передачи данных, модуль 220 управления ограничивает мощность передачи для передачи данных между модулем 240 беспроводной передачи данных и другим вторичным узлом передачи данных, на основе результата выделения мощности передачи.

Модуль 220 управления может дополнительно распределять мощность передачи, выделенную для вторичных систем, управляемых их устройством между вторичными узлами передачи данных, участвующими во вторичной системе. Это означает, что вторичный узел 200 передачи данных может использоваться, как главный узел для администрирования мощностью передачи, для группы узлов, участвующих в одной вторичной системе. В этом случае, главный вторичный узел 200 передачи данных управляет мощностью передачи подчиненных узлов, для предотвращения возникновения избыточных взаимных помех для первичной системы при передаче данных между подчиненными узлами. Как правило, ошибка возникает в управлении мощностью передачи. Однако, например, вводится запас SM безопасности, предотвращающий, таким образом, избыточные взаимные помехи в первичной системе, из-за возникновения ошибки при управлении мощностью передачи. Например, вторичный узел 200 передачи данных может распознавать рабочий цикл подчиненного узла и может динамически устанавливать запас безопасности, в зависимости от распознанного рабочего цикла. В таком случае вторичный узел 200 передачи данных передает, как отчет, динамически установленный запас безопасности в устройство 100 управления передачей данных через сервер 30 данных или непосредственно. Вместо этого, устройство 100 управления передачей данных может динамически устанавливать запас безопасности, в зависимости от рабочего цикла, переданного, как отчет, из вторичного узла 200 передачи данных.

Модуль 230 сохранения сохраняет программы и данные, предназначенные для использования, для ассоциации с устройством 100 управления передачей данных и работой вторичной системы, путем использования носителя записи, такого как жесткий диск или полупроводниковое запоминающее устройство.

Модуль 240 беспроводной передачи данных работает, как интерфейс беспроводной передачи данных, для беспроводной передачи данных между вторичным узлом 200 передачи данных и другим вторичным узлом передачи данных. Модуль 240 беспроводной передачи данных выполняет обмен беспроводными сигналами с другими вторичными узлами передачи данных, участвующими во вторичных системах, например, в соответствии с IEEE802.22, IEEE802.11af или ЕСМА 392. Мощность передачи беспроводных сигналов, передаваемых из модуля 240 беспроводной передачи данных, ограничена модулем 220 управления, на основе результата выделения мощности передачи устройством 100 управления передачей данных.

5. Адаптивная установка запаса

В системе с фиксированным запасом, в соответствии с вариантом осуществления, используется фиксированный, предварительно установленный запас M1 распределения, для распределения мощности передачи. Значение запаса M1 распределения представляет собой произвольное значение, например, в диапазоне от 3 дБ до 6 дБ. Расчет для распределения мощности передачи упрощается, благодаря фиксированной установке значения запаса M1 распределения, и, таким образом, система с фиксированным запасом имеет преимущество простой установки. Однако, например, когда вводят фиксированный запас распределения, равный 6 дБ, количество работоспособных вторичных систем на канал составляет приблизительно 4 максимум. Количество вторичных систем не обязательно достаточно для улучшения шанса вторичного использования частоты. Когда устанавливают фиксированный запас, имеющий большее значение, возникает проблема, состоящая в том, что, когда количество вторичных систем меньше, чем оцениваемое число, отдельную мощность передачи чрезмерно ограничивают. Кроме того, количество вторичных систем может быть разным на канал, и, таким образом, более предпочтительно, значение запаса может быть установлено динамически, чем в системе с фиксированным запасом. В данном разделе будет описано устройство управления передачей данных, имеющее структуру динамичной установки значения запаса.

На фиг.16 показана блок-схема, иллюстрирующая примерную структуру устройства 300 управления передачей данных, в соответствии с одним вариантом осуществления. Как показано на фиг.16, устройство 300 управления передачей данных содержит модуль 110 передачи данных, модуль 320 получения данных, модуль 130 сохранения, модуль 140 определения верхнего предельного числа, модуль 345 установки запаса и модуль 350 выделения мощности.

Модуль 320 получения данных получает данные, предназначенные для использования модулем 345 установки запаса, для динамической установки запаса, в дополнение к данным, которые должны быть получены модулем 120 получения данных устройства 100 управления передачей данных из сервера 30 данных и вторичного узла 200 передачи данных. Данные, предназначенные для использования для установки запаса, могут включать в себя количество вторичных систем или работающих вторичных узлов передачи данных (то есть, зарегистрированных в настоящий момент времени), или максимальное количество работоспособных (или регистрируемых) вторичных систем или узлов, например, как описано ниже. Модуль 320 получения данных сохраняет полученные данные в модуле 130 сохранения.

Модуль 345 установки запаса устанавливает запас для уменьшения риска взаимных помех после выделения мощности передачи, путем использования данных, полученных модулем 320 получения данных. Запас может быть установлен, например, для каждого частотного канала. Например, когда запас распределения для частотного канала f_i принят, как MI_i, запас MI_i распределения может быть выражен следующим образом, как сумма компонента взаимных помех в полосе и компонента взаимных помех между полосами.

Математическая формула 22

$M{I}_i=M{I}_i^{\text{'}}+{\displaystyle \sum _{jj=1}^{O_j}M{I}_{jj}^{\text{'}\text{'}}}\text{ (24)}$

В формуле (24) первый член с правой стороны представляет собой компонент взаимных помех внутри полосы, и второй член представляет собой компонент взаимных помех между полосами. В частности, в первом примере, запас MI_j распределения может быть рассчитан следующим образом, используя число U_i вторичных систем или вторичных узлов передачи данных во время операции, вторично используя частотный канал f_i.

Математическая формула 23

$M{I}_i=U_i\text{ (25)}$

$M{I}_i=U_i\cdot {\alpha }_{\text{i}}\text{ (26)}$

Когда число U_i вторичных систем или вторичных узлов передачи данных во время работы можно использовать также в качестве значения запаса, используется формула (25). С другой стороны, когда U_i корректируют, коэффициент а; коррекции вводят, как в формуле (26). Коэффициент а; коррекции может быть равен запасу SM безопасности в формуле (5).

Во втором примере может быть рассчитан запас MI_i распределения следующим образом, используя максимальное число X_i вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, например, позволяющих вторично использовать частотный канал f_i.

Математическая формула 24

$M{I}_i=X_i\text{ (27)}$

$M{I}_i=X_i\cdot {\beta }_{\text{i}}\text{ (28)}$

Когда максимальное число X_i вторичных систем или вторичных узлов передачи данных можно использовать также в качестве значения запаса, используется формула (27). С другой стороны, когда корректируют X_i, коэффициент β_i коррекции вводят, как в формуле (28). Коэффициент β_i коррекции может быть равен запасу SM безопасности в формуле (5). X_i не изменяется со временем, в отличие от U_i в формулах (25) и (26). Таким образом, трафик для получения информации могут быть дополнительно уменьшен во втором примере, по сравнению с первым примером.

В третьем примере и в четвертом примере, значение запаса является общим во множестве частотных каналов. В третьем примере запас MI_i распределения может быть рассчитан следующим образом, путем использования максимального значения внутри полосы множества работающих вторичных систем или вторичных узлов П, передачи данных.

Математическая формула 25

$M{I}_i=\max \left\{U_i\right\}\text{ (29)}$

$M{I}_i=\max \{U_i\cdot {\alpha }_i\}\text{ (30)}$

В четвертом примере может быть рассчитан запас MI_i распределения следующим образом, используя максимальное значение внутри полосы из максимального числа вторичных систем или максимального числа вторичных узлов X_i передачи данных для каждого канала.

Математическая формула 26

Модуль 345 установки запаса может устанавливать запас для каждого частотного канала таким образом, что запас частотного канала в центре полосы является относительно большим, чем запасы частотных каналов на концах. В примере, показанном на фиг.17, девять частотных каналов F1-F9 присутствуют во всей полосе. Используя такую структуру канала, беспроводные сигналы из соседних каналов и еще один частотный канал могут представлять собой, например, источники взаимных помех. Таким образом, например, четыре соседних канала могут представлять собой источники взаимных помех для частотных каналов F3-F7 в центре полосы, в то время как два соседних канала для частотных каналов F1 и F9 на концах полосы, и только три соседних канала для частотных каналов F2 и F8 могут представлять собой источники взаимных помех. Таким образом, модуль 345 установки запаса позволяет эффективно улучшить шанс вторичного использования, в частности, на концах, путем установки запасов таким образом, что запас частотного канала в центре полосы устанавливают большим, чем для частотных каналов на концах, как показано на нижнем графике на фиг.17. Расчет запаса, в зависимости от положения частотного канала, может быть реализован путем определения коэффициента α_i, в коррекции формуле (26) или коэффициента β_i коррекции в формуле (28), как на графике на фиг.17.

Модуль 345 установки запаса может использовать значение, соответствующее маске спектра пропускания вторичной системы (или отношения утечки из соседнего канала (ACLR)), для установки запаса распределения на частотный канал. Например, если предположить, что внеполосные потери из канала F_jj для канала F_i равны H(i, jj, kk), значение, соответствующее маске спектра пропускания, используется таким образом, что запас Ml; распределения может быть обновлен, как в следующей формуле.

Математическая формула 27

$M{I}_i^{\text{'}\text{'}\text{'}}=M{I}_i/H(i,jj,kk)\text{ (33)}$

Модуль 350 выделения мощности выделяет мощность передачи в каждую вторичную систему или в каждый вторичный узел передачи данных, в каждой вторичной системе, на основе верхнего предельного числа, определенного модулем 140 определения верхнего предельного числа, и приемлемой величины взаимных помех первичной системы, как в модуле 150 выделения мощности, в устройстве 100 управления передачей данных. В это время, модуль 350 выделения мощности использует значение, адаптивно установленное модулем 345 установки запаса, как значение запаса MI распределения.

В структуре, в соответствии с этим вариантом, значение запаса устанавливают адаптивно, в результате чего, более эффективно улучшают шанс вторичного использования, не создавая избыточную помеху, для первичной системы. Расчетные формулы MI или МI''' в формуле (25) - формуле (33) можно использовать для расчета МI''' в первом члене или MI''' во втором члене с правой стороны формулы (24).

6. Заключение

Выше был описан один вариант осуществления со ссылкой на фиг.1 - фиг.17. В соответствии с настоящим вариантом осуществления, верхнее предельное число вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, которые выделяют мощность передачи данных, определяют с помощью устройства передачи данных, которое выполняет обмен данными со вторичными узлами передачи данных, работающими во вторичной системе, и мощность передачи, используемую вторично, выделяют на основе верхнего предельного числа и приемлемой величины взаимных помех для первичной системы. Таким образом, когда присутствует множество вторичных систем, может быть предотвращено возникновение избыточной взаимной помехи в первичной системе, в то время как шанс вторичного использования предоставляют для вторичных систем с верхним предельным числом. Эффективность использования частотных ресурсов может быть улучшена соответственно и безопасно.

В соответствии с настоящим вариантом осуществления, верхнее предельное число целей выделения мощности передачи определяют путем оценки разности между величиной взаимных помех первичной системы, оцениваемой по требованиям к качеству передачи данных каждой вторичной системы, и приемлемой величиной взаимных помех первичной системы. Таким образом, обеспечивается требуемое качество передачи данных, и достигается назначение передачи данных для вторичных систем, для которых задан шанс вторичного использования.

В соответствии с настоящим вариантом осуществления, если не только частотный канал, выделенный для первичной системе, но также и соседний частотный канал, используют повторно, мощность передачи выделяют таким образом, что сумма величин взаимных помех, вызванных вторичным использованием частотных каналов, не превышает приемлемой величины взаимных помех первичной системы. Таким образом, можно препятствовать возникновению фатальной помехи для первичной системы из-за взаимных помех между полосами, вызванных излучением за пределами полосы.

В соответствии с настоящим вариантом выполнения, мощность передачи предварительно распределяют для вторичных систем, используя частотный канал для каждого частотного канала, с последующим перераспределением между вторичными системами, используя различные частотные каналы. При ступенчатом распределении мощности передачи выделяемая мощность передачи может быть рассчитана с меньшим количеством вычислительных ресурсов. Следовательно, нагрузки для выделения мощности передачи могут быть уменьшены, когда количество частотных каналов или количество рассматриваемых вторичных систем, увеличивается.

Обработка в каждом устройстве, описанная в настоящем описании, может быть реализована с помощью любого из программного обеспечения, аппаратных средств или комбинации программного обеспечения и аппаратных средств. Программы, составляющие программное обеспечение, заранее сохраняют на носителе записи, который предусмотрен, например, внутри или снаружи каждого устройства. Каждую программу считывают из RAM (Оперативное запоминающее устройство) во время исполнения, и исполняют с помощью процессора, такого как CPU (Центральное процессорное устройство).

Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше со ссылкой на приложенные чертежи, в то время как настоящее изобретение, конечно, не ограничено представленными выше примерами. Специалист в данной области техники может найти различные изменения и модификации в пределах объема приложенной формулы изобретения, и при этом следует понимать, что все они естественно попадают в технический объем настоящего изобретения.

Список номеров ссылочных позиций

100, 300 Устройство управления передачей данных

110 Модуль передачи данных

140 Модуль определения (верхнего предельного числа)

345 Модуль установки запаса 150, 350 Модуль выделения мощности

200 Устройство передачи данных (вторичный узел передачи данных)

210 Модуль передачи данных

220 Модуль управления

Изобретение относится к области связи. Техническим результатом является предотвращение избыточных взаимных помех для первичной системы при вторичном использовании частотного диапазона, даже когда присутствует множество вторичных систем. Предусмотрено устройство управления передачей данных, включающее в себя модуль передачи данных, выполненный с возможностью обмена данными с одним или больше вторичными узлами передачи данных, работающими во вторичной системе, используя, по меньшей мере, один из частотных каналов, выделенных для первичной системы, и частотный канал, расположенный ближе всего к этому частотному каналу, модуль определения, выполненный с возможностью определения верхнего предельного числа вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, для которых должна быть выделена мощность передачи, и модуль выделения мощности, выполненный с возможностью выделения мощности передачи в каждую вторичную систему или каждый вторичный узел передачи данных в каждой вторичной системе, на основе определенного верхнего предельного числа и приемлемой величины взаимных помех первичной системы. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 25 ил., 1 табл.

1. Устройство управления передачей данных, содержащее:
модуль передачи данных, выполненный с возможностью обмена данными с одним или больше вторичными узлами передачи данных, которые работают во вторичной системе, используя, по меньшей мере, один частотный канал, выделенный для первичной системы, и частотный канал, расположенный рядом с этим частотным каналом;
модуль определения, выполненный с возможностью определения верхнего предельного количества вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, для которых выделяется мощность передачи; и
модуль выделения мощности, выполненный с возможностью выделения мощности передачи для каждой вторичной системы или каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе на основе определенного верхнего числа и приемлемого уровня взаимных помех первичной системы.

2. Устройство управления передачей данных по п.1, в котором модуль определения определяет верхнее предельное число на основе требований к уровню качества передачи данных каждой вторичной системы.

3. Устройство управления передачей данных по п.2, в котором модуль определения определяет верхнее предельное число путем оценки разности между величиной взаимных помех для первичной системы, которая оценивается по требованиям к уровню качества передачи данных каждой вторичной системы, и приемлемой величиной взаимных помех для первичной системы.

4. Устройство управления передачей данных по п.1, в котором, когда множество частотных каналов используются одной или больше вторичными системами, модуль выделения мощности может выделять мощность передачи для каждой вторичной системы или для каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе таким образом, что сумма величин взаимных помех для первичной системы, связанных со вторичным использованием частотных каналов, не превышает приемлемую величину взаимных помех.

5. Устройство управления передачей данных по п.4, в котором модуль определения определяет первое верхнее предельное число частотных каналов, выделенных для первичной системы, и второе верхнее предельное число других частотных каналов, и модуль выделения мощности использует первое верхнее предельное число и второе верхнее предельное число для выделения мощности передачи каждой вторичной системе или каждому вторичному узлу передачи данных в каждой вторичной системе.

6. Устройство управления передачей данных по п.5, в котором модуль выделения мощности предварительно распределяет мощность передачи для вторичных систем, используя частотный канал для каждого частотного канала, используемого вторичной системой, и затем перераспределяет мощность передачи во вторичных системах, используя другой частотный канал, на основе предварительно распределенной мощности передачи.

7. Устройство управления передачей данных по п.6, в котором модуль выделения мощности распределяет или перераспределяет мощность передачи во вторичных системах и затем корректирует мощность передачи, так чтобы она была выделена для каждой вторичной системы, на основе сравнения между приемлемой величиной взаимных помех и величиной взаимных помех в точке, где сумма величин взаимных помех является наибольшей в пределах области обслуживания первичной системы.

8. Устройство управления передачей данных по п.6, в котором модуль передачи данных принимает информацию о приоритете для определения приоритета вторичной системы из другого устройства, и модуль выделения мощности выделяет мощность передачи на основе мощности передачи, предварительно распределенной для вторичной системы, имеющей более высокий приоритет, и затем перераспределяет мощность передачи в остальные вторичные системы.

9. Устройство управления передачей данных по п.6, в котором модуль передачи данных получает информацию приоритета для определения приоритета вторичной системы из другого устройства, и модуль выделения мощности использует вес, в зависимости от приоритета, для взвешивания мощности передачи, выделяемой каждой вторичной системе или каждому вторичному узлу передачи данных в каждой вторичной системе.

10. Устройство управления передачей данных по п.1, в котором, когда новая вторичная система начинает работать, модуль выделения мощности запрашивает вторичную систему, имеющую избыточную мощность передачи, среди существующих вторичных систем, с тем чтобы уменьшить мощность передачи.

11. Устройство управления передачей данных по п.3, в котором модуль определения определяет положение опорной точки первичной системы при оценке величины взаимных помех для первичной системы путем использования информации, принятой из сервера данных в первичной системе.

12. Устройство управления передачей данных по п.1, в котором модуль выделения мощности определяет выделение мощности передачи на основе приемлемой величины взаимных помех первичной системы и потерь в канале передачи, в зависимости от расстояния между первичной системой и каждой вторичной системой, и расстояние между первичной системой и каждой вторичной системой представляет собой минимальное расстояние между положением каждой вторичной системы и внешним контуром области действия первичной системы или узла первичной системы.

13. Устройство управления передачей данных по п.1, в котором модуль выделения мощности определяет выделение мощности передачи на основе приемлемой величины взаимных помех первичной системы и потерь в канале передачи данных, в зависимости от расстояния между первичной системой и каждой вторичной системой, и расстояние между первичной системой и каждой вторичной системой представляет собой расстояние между положением каждой вторичной системы и определенной точкой на внешнем контуре области обслуживания первичной системы или в пределах внешнего контура.

14. Устройство управления передачей данных по п.1, в котором модуль выделения мощности игнорирует вторичную систему, для которой расстояние от первичной системы или потери в канале, зависящие от расстояния, превышают заданный предел, при расчете выделения мощности передачи.

15. Устройство управления передачей данных по п.14, в котором порог установлен для каждого частотного канала.

16. Устройство управления передачей данных по п.1, в котором модуль выделения мощности передает уведомление о результатах выделения мощности во вторичный узел передачи данных в ответ на запрос из вторичного узла передачи данных, принятый модулем передачи данных.

17. Устройство управления передачей данных по п.1, в котором модуль выделения мощности передает уведомление о результате выделения мощности во вторичный узел передачи данных, независимо от запроса из вторичного узла передачи данных.

18. Устройство управления передачей данных по п.1, в котором модуль выделения мощности использует запас для уменьшения риска взаимных помех после выделения мощности передачи, и устройство управления передачей данных дополнительно содержит модуль установки запаса, выполненный с возможностью установки запаса на основе количества вторичных систем или работающих вторичных узлов передачи данных или максимального количества пригодных для работы вторичных систем или вторичных узлов передачи данных на частотный канал.

19. Устройство управления передачей данных по п.18, в котором модуль установки запаса устанавливает запас на частотный канал таким образом, что этот запас на частотный канал в центре полосы является относительно большим, чем запас частотных каналов на концах.

20. Способ управления передачей данных, используя устройство управления передачей данных для обеспечения обмена данными с одним или больше вторичными узлами передачи данных, работающими во вторичной системе, путем использования, по меньшей мере, одного из частотных каналов, выделенных для первичной системы, и частотного канала, расположенного рядом с этим частотным каналом, содержащий этапы:
определяют верхнее предельное число вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, которым должна быть выделена определенная мощность передачи; и
выделяют мощность передачи для каждой вторичной системы или каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе на основе определенного верхнего предельного числа и приемлемой величины взаимных помех первичной системы.

21. Устройство передачи данных, управляющее вторичной системой путем использования, по меньшей мере, одного из частотных каналов, выделенных для первичной системы, или частотного канала, расположенного рядом с этим частотным каналом, содержащее:
модуль передачи данных, выполненный с возможностью приема результата выделения мощности передачи, из устройства управления передачей данных, выполненного с возможностью выделения мощности передачи для каждой вторичной системы или каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе, на основе верхнего предельного числа вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, которым выделяют мощность передачи, и приемлемой величины взаимных помех для первичной системы; и
модуль управления, выполненный с возможностью ограничения мощности передачи для обмена данными с другим вторичным узлом передачи данных, на основе результата выделения мощности передачи, принятого модулем передачи данных.

22. Способ передачи данных, выполняемый устройством передачи данных, управляющим вторичной системой, путем использования, по меньшей мере, одного частотного канала, выделенного для первичной системы, и частотного канала, расположенного рядом с этим частотным каналом, содержащий этапы:
принимают результат выделения мощности передачи из устройства управления передачей данных, выполненного с возможностью выделения мощности передачи для каждой вторичной системы или каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе, на основе верхнего предельного числа вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, для которых должна быть выделена мощность передачи, и приемлемого уровня взаимных помех первичной системы; и
ограничивают мощность передачи для обмена данными с другим вторичным узлом передачи данных на основе результата выделения мощности передачи.

23. Система передачи данных, включающая в себя один или больше вторичных узлов передачи данных, работающих во вторичной системе, путем использования, по меньшей мере, одного частотного канала, выделенного для первичной системы, и частотного канала, расположенного рядом с этим частотным каналом, и устройство управления передачей данных, выполненное с возможностью управления обменом данными с одним или больше вторичными узлами передачи данных,
в которой устройство управления передачей данных содержит:
модуль передачи данных, выполненный с возможностью обмена данными с одним или больше вторичными узлами передачи данных;
модуль определения, выполненный с возможностью определения верхнего предельного числа вторичных систем или вторичных узлов передачи данных, для которых должна быть выделена мощность передачи; и
модуль выделения мощности, выполненный с возможностью выделения мощности передачи для каждой вторичной системы или для каждого вторичного узла передачи данных в каждой вторичной системе, на основе определенного верхнего предельного числа и приемлемой величины взаимных помех первичной системы, и
каждый один или больше вторичных узлов передачи данных содержит:
модуль передачи данных, выполненный с возможностью приема результата выделения мощности передачи из устройства управления передачей данных; и
модуль управления, выполненный с возможностью ограничения мощности передачи для обмена данными с другим вторичным узлом передачи данных, на основе принятого результата выделения мощности передачи.