УСТРОЙСТВО И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТНЫМ СПЕКТРОМ, БАЗА ДАННЫХ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ МЕСТОПОЛОЖЕНИЙ И УСТРОЙСТВО ВТОРИЧНОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2018 года по МПК H04W16/10 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к области беспроводной связи и, в частности, относится к управлению частотным спектром в радиосистеме. Более конкретно, настоящее изобретение относится к устройству управления частотным спектром, базе данных географических местоположений, устройству вторичной системы и к системе управления частотным спектром, включающей в себя эти устройства, а также к способу управления частотным спектром, предназначенным для достижения соответствующего использования ресурсов частотного спектра в когнитивной радиосистеме.

Уровень техники

С развитием систем беспроводной связи со стороны пользователей появляется все более высокий спрос на услуги высокого качества, высокой скорости и на новые услуги. Операторам и производителям оборудования беспроводной связи необходимо непрерывно усовершенствовать системы, чтобы удовлетворить пользовательский спрос. Для поддерживания новых услуг и удовлетворения спроса на высокоскоростную связь требуется большое количество ресурсов частотного спектра (Ресурсы частотного спектра могут быть определены численно, например, с помощью параметров, таких как время, частота, полоса частот, допустимая максимальная мощность излучения). Однако ресурсы частотного спектра ограничены и уже распределены по фиксированным операторам и службам. Новые доступные ресурсы частотного спектра либо редки, либо весьма дороги.

В этом контексте предложена концепция динамического использования ресурсов частотного спектра, в рамках которой те ресурсы частотного спектра, которые уже выделены (распределены) некоторым службам, но которые не используются в достаточной степени, используют динамически. Существующие в настоящее время когнитивные радиосистемы основаны на этой идее. Когнитивные радиосистемы могут автоматически детектировать окружающую среду беспроводной связи и позволять пользователям или системам (вторичным пользователям или вторичным системам) использовать ресурсы частотного спектра для авторизованного пользователя или системы (первичного пользователя или системы) в случае, если для авторизованного пользователя или системы не будут созданы недопустимые помехи. С развитием когнитивной радио системы различные вторичные системы в будущем будут запрашивать использование ресурсов частотного спектра первичной системы, и необходимо решить задачу эффективной координации выделения ресурсов частотного спектра среди различных типов вторичных систем в случае, если между несколькими вторичными системами возникнет конкуренция.

Раскрытие изобретения

Ниже только для обеспечения базового понимания некоторых аспектов настоящего изобретения приведен обзор настоящего изобретения. Следует понимать, что этот обзор не является исчерпывающим обзором настоящего изобретения. Не предполагается, что он определяет критическую часть или важную часть настоящего изобретения или ограничивает объем настоящего изобретения. Цель обзора заключается в том, чтобы упрощенно привести некоторые концепции, которые служат в качестве преамбулы подробного описания, приведенного ниже.

В виду вышеупомянутого спроса, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство управления ресурсами частотного спектра и способ управления частотным спектром, в которых разделяют уровни приоритета для вторичных систем, сосуществующих с первичной системой, которые конкурируют друг с другом в когнитивной радиосистеме и управляют использованием частотного спектра вторичными системами с различными уровнями приоритета. В настоящей заявке также предложена база данных географических местоположений со сравнительно упрощенной функцией, которая взаимодействует с устройством управления частотным спектром, соответствующим устройством вторичной системы во вторичной системе, и система управления частотным спектром, включающая в себя устройство управления частотным спектром, базу данных географических местоположений и устройство вторичной системы.

В соответствии с аспектом настоящего изобретения предложена система, которая принимает запрос на выделение ресурсов от первой системы из нескольких систем, обладающих различными уровнями приоритета; идентифицирует ресурсы, доступные во вторичной системе, отличной от нескольких систем, исходя из принятого запроса; и определяет, надо ли корректировать ресурс, выделенный нескольким системам, на основе уровня приоритета первой системы, и ресурсы, которые доступны во второй системе.

Система реализует эффективное использование ресурсов частотного спектра путем разделения вторичных систем на уровни приоритета, обработку запросов на использование частотного спектра вторичных систем с различными уровнями приоритета и корректировку частотного спектра, используемого вторичными системами с низким уровнем приоритета.

Эти и другие преимущества настоящего изобретения станут более очевидными при подробном рассмотрении предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения вместе с сопровождающими чертежами.

Краткое описание чертежей

Для изложения приведенных выше и других преимуществ и признаков настоящего изобретения ниже будет приведено подробное описание в сочетании с сопровождающими чертежами, на которых идентичные или похожие ссылочные позиции обозначают идентичные или похожие компоненты. Сопровождающие чертежи вместе с приведенным ниже подробным описанием включены в описание и составляют его часть. Необходимо отметить, что сопровождающие чертежи показывают только в виде примера некоторые типовые варианты осуществления настоящего изобретения, и их не следует рассматривать в качестве ограничения объема изобретения. На сопровождающих чертежах:

на фиг. 1 показано схематическое изображение устройства когнитивной радиосистемы в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 2 показана структурная блок-схема устройства управления частотным спектром в когнитивной радиосистеме в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 3 показана структурная блок-схема модуля корректировки использования частотного спектра в устройстве управления частотным спектром в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 4 приведено схематическое изображение того, как выбирать существующую вторичную систему второго уровня для корректировки;

на фиг. 5 схематически показаны линии эквивалентных помех для выбора существующей вторичной системы второго уровня для корректировки;

на фиг. 6 показана структурная блок-схема устройства управления частотным спектром в когнитивной радиосистеме в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 7 показано схематическое изображение устройства когнитивной радиосистемы в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 8 показана структурная блок-схема базы данных географических местоположений в когнитивной радиосистеме в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 9 показан поток информации в когнитивной радиосистеме, когда целевая вторичная система представляет собой вторичную систему второго уровня;

на фиг. 10 показан поток информации в когнитивной радиосистеме, когда целевая вторичная система представляет собой вторичную систему первого уровня;

на фиг. 11 показана структурная блок-схема устройства вторичной системы в когнитивной радиосистеме в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 12 показана блок-схема последовательности действий способа управления частотным спектром в когнитивной радиосистеме в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 13 показана блок-схема последовательности действий этапа корректировки использования частотного спектра в способе управления частотным спектром в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 14 подробно показан поток информации корректировки частоты, выполняемой, когда целевая вторичная система представляет собой вторичную систему первого уровня; и

на фиг. 15 приведена примерная блок-схема, показывающая структуру персонального компьютера общего назначения, способного реализовать способ и/или устройство и/или систему в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Примеры осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже в сочетании с сопровождающими чертежами. Для краткости и ясности в этом описании описаны не все признаки варианта осуществления. Однако следует понимать, что в процессе развития любого варианта осуществления для реализации определенной цели разработчика, например, для соответствия ограничениям, касающимся системы и бизнеса, и эти ограничения могут меняться, при изменении варианта осуществления, должно быть принято множество решений, специфичных для варианта такого осуществления. Более того, также следует понимать, что хотя разработка может быть очень сложной и времязатратной для специалистов в области техники, которые воспользуются настоящим раскрытием, такая разработка представляет собой всего лишь рутинную задачу.

Здесь следует отметить, что для того, чтобы избежать загромождения настоящего изобретения не являющимися необходимыми подробностями, на сопровождающих чертежах показаны только структура устройства и/или этапы обработки, тесно связанные с решением в соответствии с настоящим изобретением, а другие подробности, имеющие слабое отношение к настоящему изобретению, опущены.

Когнитивная радиосистема

Во-первых, описана когнитивная радиосистема, в которой расположено устройство управления частотным спектром. В общем, когнитивная радиосистема включает в себя первичную систему и вторичную систему. Первичная система - это система, обладающая правом использования частотного спектра, которая может включать в себя множество пользователей (первичных пользователей). Вторичная система может представлять собой систему, не обладающую правом использовать частотный спектр, которая может надлежащим образом осуществлять связь с использованием частотного спектра, только если первичная система не использует частотный спектр. Вторичная система может иметь множество пользователей (вторичных пользователей). Как вариант, вторичная система также может представлять собой систему, обладающую правом использовать частотный спектр, но имеющую более низкий уровень приоритета использования частотного спектра, чем первичная система. Например, если операторы разворачивают новые базовые станции для обеспечения новых услуг, существующая базовая станция и предоставляемые услуги рассматривают в качестве первичной системы, имеющей более высокий приоритет при использовании частотного спектра.

Надо отметить, что можно назвать такие доступные ресурсы частотного спектра, как время, полоса частот, мощность передачи и т.д.

На фиг. 1 в качестве примера применения показано схематическое изображение устройства когнитивной радиосистемы в соответствии с вариантом осуществления изобретения. В когнитивной радиосистеме 100, так как сам частотный спектр телевизионного вещания выделен для системы телевизионного вещания, то система телевизионного вещания является первичной системой 101, включающей в себя базовую станцию 1011 первичного пользователя и множество первичных пользователей (телевизоров) 1012. Системы 102, 103 и 104 мобильной связи являются вторичными системами, включающими в себя базовые станции 1021, 1031, 1041 вторичных пользователей и вторичных пользователей 1022, 1032, 1042 соответственно. В когнитивной радиосистеме 100 частотный спектр канала, в котором не осуществляют вещание никаких программ, или частотный спектр смежного канала в частотном спектре цифрового телевизионного вещания могут использоваться динамически, и может осуществляться беспроводная мобильная связь в случае, если это не мешает приему телевизионных сигналов.

В частности, полоса ультравысоких частот (УВЧ) выделена для службы телевизионного вещания и, таким образом, система телевизионного вещания имеет наивысший уровень приоритета в этой полосе частот и является первичной системой. Кроме того, ресурсы частотного спектра в области УВЧ, которые не используются системой телевизионного вещания в течение некоторого периода времени и в некоторой области, могут быть выделены для использования другой системой связи.

Такой способ сосуществования первичной системы и вторичных систем требует, чтобы приложения вторичных систем не оказывали негативного воздействия на приложения первичной системы. Другими словами, воздействием, оказываемым вследствие использования частотного спектра вторичными системами, можно управлять в рамках допустимого диапазона первичной системы. В ситуации, когда воздействие на первичную систему удерживают в рамках некоторого диапазона, то есть, оно не превышает порога первичной системы, несколько вторичных систем могут разделять ресурсы частотного спектра первичной системы, которые могут использоваться этими системами.

Специалисты в области техники могут понять, что хотя на фиг. 1 показан случай первичной системы, представляющей собой систему телевизионного вещания, настоящее изобретение не ограничено этим, и первичная система также может представлять собой систему мобильной связи, обладающую правом использования частотного спектра, в то время как вторичные системы также могут быть другими системами, требующими использования ресурсов частотного спектра для осуществления связи, такими как система считывания интеллектуальных счетчиков. Кроме того, число систем мобильной связи не ограничено тремя, а может быть больше или меньше.

В настоящее время один из основных способов защиты первичной системы заключается в хранении информации о покрытии первичной системы в базе данных, в которой также хранят порог помех, допустимых первичной системой. Вторичная система в той же области, в которой расположена и первичная система, перед началом использования частотного спектра первичной системы сначала должна обратиться в эту базу данных и предоставить информацию о состоянии вторичной системы, такую как информация о положении, маска спектра излучения, полоса частот передачи и несущая частота. Затем, база данных вычисляет величину помехи, которая будет создана вторичной системой для первичной системы в соответствии с информацией о состоянии вторичной системы, и вычисляет предварительную оценку ресурсов частотного спектра для вторичной системы при текущем состоянии в соответствии с вычисленной величиной помехи вторичной системы, создаваемой для первичной системы в текущем состоянии.

Устройство управления частотным спектром

На фиг. 1 когнитивная радиосистема 100 может приспособить устройство 105 управления частотным спектром для управления выделением ресурсов частотного спектра для различных вторичных систем.

В соответствии с вариантом осуществления приложения, когнитивная радиосистема 100 содержит первичную систему 101, вторичную систему первого уровня (например, вторичную систему 102) и вторичную систему второго уровня (например, вторичную систему 103, 104), при этом вторичная система первого уровня использует ресурсы частотного спектра первичной системы с более высоким приоритетом, чем вторичная система второго уровня. Как показано на фиг. 2, устройство 105 управления частотным спектром в когнитивной радиосистеме 100 включает в себя: модуль 501 связи, выполненный с возможностью принимать информацию целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы; модуль 502 получения доступного частотного спектра, выполненный с возможностью предварительно оценивать доступный частотный спектр для целевой вторичной системы; и модуль 503 корректировки использования частотного спектра, выполненный с возможностью определять корректировку относительно предварительной оценки доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, чтобы определить доступный частотный спектр для целевой вторичной системы и/или определить корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня в соответствии с уровнем приоритета целевой вторичной системы.

Кроме того, модуль 503 корректировки использования частотного спектра может также предоставить информацию о корректировке модулю 501 связи, чтобы предоставить ее непосредственно либо посредством базы данных географических местоположений, речь о которой пойдет ниже, соответствующим вторичным системам. Например, модуль 503 корректировки использования частотного спектра может быть выполнен с возможностью корректировать использование частотного спектра соответствующих существующих вторичных систем второго уровня в соответствии с определенной корректировкой относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня.

В когнитивной радиосистеме 100 вторичные системы классифицированы на вторичные системы первого уровня и вторичные системы второго уровня в соответствии с их уровнями приоритета с точки зрения использования частотного спектра. Уровень приоритета вторичных систем первого уровня выше, чем у вторичных систем второго уровня. Управляя использованием вторичными системами ресурсов частотного спектра первичной системы в соответствии их с уровнями приоритета, можно гарантировать настолько высокое качество связи для вторичных систем с высоким уровнем приоритета, насколько это возможно, а доступные для вторичных систем с высоким уровнем приоритета ресурсы частотного спектра можно максимизировать в случае, когда вторичные системы с высоким уровнем приоритета не используют частотный спектр.

Уровни приоритета вторичных систем могут быть установлены заранее или могут изменяться в соответствии с изменением типов приложений систем. Например, система мобильной связи с гарантированным QoS (например, использующая ресурсы частотного спектра первичной системы за плату), предоставляемой операторами, является вторичной системой первого уровня, а система без гарантированного QoS, которая использует частотный спектр произвольно (например, использующая ресурсы частотного спектра первичной системы бесплатно) является вторичной системой второго уровня. Тем не менее, установка уровня приоритета вторичной системы не ограничена этим, и уровень приоритета может быть установлен в соответствии с практическим применением.

Когда целевая вторичная система (например, любая из вторичных систем 102, 103 и 104) регистрирует запрос на использование ресурсов частотного спектра первичной системы 101 непосредственно к устройству 105 управления частотным спектром, модуль 501 связи в устройстве 105 управления частотным спектром принимает информацию этого запроса и передает его на модуль 502 получения доступного частотного спектра. Информация запроса включает в себя соответствующую информацию, касающуюся целевой вторичной системы. Кроме того, как будет обсуждаться ниже в вариантах осуществления, этот запрос не обязательно принимают непосредственно от целевой вторичной системы, он может также поступить от базы данных географических местоположений в когнитивной радиосистеме.

В качестве примера, информация запроса может включать в себя явную информацию о приоритете вторичной системы. Как вариант, информация запроса может включать в себя только идентификатор (ID) вторичной системы, а устройство 105 управления частотным спектром обращается к сохраненному списку ID систем и соответствующих уровней приоритета, соответствующих этому ID, чтобы определить уровень приоритета вторичной системы. Следует понимать, что виды информации, которые могут содержаться в информации запроса, не ограничены этим.

Например, информация запроса может включать в себя географическое местоположение целевой вторичной системы. Кроме того, информация запроса может также включать в себя системные параметры целевой вторичной системы, требования к качеству использования частотного спектра целевой вторичной системы и порог помех для целевой вторичной системы, и т.д.

Модуль 502 получения доступного частотного спектра получает предварительно оцененный доступный частотный спектр целевой вторичной системы в ответ на полученную информацию запроса, чтобы предварительно подтвердить частотный спектр, который может быть использован целевой вторичной системой в соответствии с помехами, которые воздействуют на первичную систему 101.

В варианте осуществления модуль 502 получения доступного частотного спектра выполнен с возможностью получать предварительно оцененный частотный спектр при условии, что ожидаемые помехи, которые воздействуют на первичную систему, не превосходят порога помех первичной системы, когда целевая вторичная система использует ресурсы частотного спектра первичной системы.

В частности, модуль 502 получения доступного частотного спектра может получить предварительно оцененный доступный частотный спектр путем вычисления на основе информации запроса, либо получить информацию о предварительно оцененном доступном частотном спектре непосредственно за пределами базы данных. Вычисление предварительно оцененного доступного частотного спектра может быть достигнуто посредством существующего уровня техники.

Затем, модуль 503 корректировки использования частотного спектра определяет корректировку относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, и дополнительно определяет корректировку относительно частотного спектра, при необходимости используемого существующими вторичными системами второго уровня, в соответствии с уровнем приоритета целевой вторичной системы, полученным на основе информации запроса. Впоследствии, информацию о корректировке передают на модуль 501 связи, который подает информацию о корректировке обратно на соответствующие вторичные системы или внешние устройства, такие как база данных географических местоположений, которая отправляет информацию запроса.

С использованием модуля 503 корректировки использования частотного спектра можно гарантировать, что выделение ресурсов частотного спектра для целевой вторичной системы не окажет негативного воздействия на использование частотного спектра существующей первичной системой и вторичными системами с высоким уровнем приоритета. Более того, эффективность использования частотного спектра можно максимизировать путем выделения ресурсов частотного спектра в соответствии с уровнями приоритета вторичных систем.

На фиг. 3 показана структурная блок-схема модуля 503 корректировки использования частотного спектра в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Как показано на фиг. 3, модуль 503 корректировки использования частотного спектра включает в себя: модуль 3001 оценки уровня приоритета системы, выполненный с возможностью оценивать уровень приоритета целевой вторичной системы; модуль 3002 вычисления помехи, выполненный с возможностью вычислять предварительно оцененные помехи, которые воздействуют на существующие вторичные системы первого уровня, когда целевая вторичная система использует ресурсы частотного спектра первичной системы в соответствии с предварительно оцененным доступным частотным спектром; и модуль 3003 корректировки, выполненный с возможностью определять корректировку относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, так чтобы определить доступный для нее частотный спектр.

Причем модуль 3001 оценки уровня приоритета может оценивать уровень приоритета целевой вторичной системы в соответствии с информацией запроса от нее и специфическим образом зависит от типа информации запроса, как обсуждалось выше.

Чтобы удерживать воздействие на связь существующих вторичных систем первого уровня в определенном диапазоне, модуль 3002 вычисления помехи оценивает предварительно оцененные помехи, которые воздействуют на существующие вторичные системы первого уровня, когда целевая вторичная система осуществляет связь с использованием предварительно оцененного доступного частотного спектра, полученного для этого модулем 502 получения доступного частотного спектра. Затем, модуль 3003 корректировки определяет корректировку относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы в соответствии с результатом оценки, так чтобы определить частотный спектр, который в действительности может быть использован целевой вторичной системой.

В одном варианте осуществления модуль 3003 корректировки определяет в качестве частотного спектра для целевой вторичной системы частотный спектр, который меньше предварительного оцененного доступного частотного спектра, в случае, когда предварительно оцененные помехи, вычисленные модулем 3002 вычисления помехи, превосходят пороги помех для существующих вторичных систем первого уровня. Другими словами, если результат оценивания показывает, что, если целевая вторичная система осуществляет связь с использованием предварительно оцененного доступного частотного спектра, на качество связи существующих вторичных систем первого уровня будет оказано недопустимое воздействие, то модуль 3003 корректировки сокращает этот предварительно оцененный доступный частотный спектр, например, на фиксированную величину или на величину частотного спектра, соответствующую величине помех, превышающих каждый из порогов помех для существующих вторичных систем первого уровня.

Однако может возникнуть следующий случай: если целевая вторичная система представляет собой вторичную систему первого уровня с требованием QoS (качества обслуживания), то сокращение предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы приведет к тому, что качество связи целевой вторичной системы не может быть гарантировано.

Для решения этой задачи, если модуль 3001 оценки уровня приоритета системы решает, что целевая вторичная система является вторичной системой первого уровня, то модуль корректировки также выполнен с возможностью определять корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня на основе информации запроса целевой вторичной системы.

Также может возникнуть следующая ситуация: если целевая вторичная система является вторичной системой первого уровня, а помехи, вызванные соответствующей существующей вторичной системой первого уровня, для целевой вторичной системы выходят за пределы предварительно заданного диапазона, так что целевая вторичная система не может достичь ожидаемого качества связи, то модуль 3003 корректировки может сократить частотный спектр, используемый существующими вторичными системами второго уровня. В связи с этим, с одной стороны, можно сократить величину помех, вызванных существующими вторичными системами второго уровня, воздействующих на целевую вторичную систему, и с другой стороны, можно сократить помехи, вызванные существующими вторичными системами второго уровня, воздействующие на первичную систему, так что величина ресурсов частотного спектра, которые можно выделить целевой вторичной системе, можно соответственно увеличить.

Кроме того, если предварительно оцененные помехи, воздействующие на вторичные системы первого уровня, превосходят пороговые значения помех в случае, когда целевая вторичная система осуществляет связь с использованием предварительно оцененного доступного частотного спектра, то необходимо сократить предварительно оцененный доступный частотный спектр для целевой вторичной системы, так что целевая вторичная система может не достичь ожидаемого качества связи. В такой ситуации частотный спектр, используемый существующими вторичными системами второго уровня, также может быть сокращен.

Для корректировки частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, можно приспособить различные способы. Один вариант заключается в том, чтобы сократить частотный спектр, используемый всеми существующими вторичными системами второго уровня, но при этом высоки системные издержки.

Поэтому, более хороший способ заключается в выборочной корректировке существующих вторичных систем второго уровня. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, модуль 3003 корректировки выполнен с возможностью выбирать вторичную систему второго уровня, которую необходимо скорректировать, в соответствии со следующим принципом: по сравнению с сокращением частотного спектра, используемого другими вторичными системами второго уровня среди существующих вторичных систем второго уровня, доступный частотный спектр для целевой вторичной системы может быть еще увеличен путем сокращения частотного спектра, используемого этой вторичной системой второго уровня.

Причем, модуль 3003 корректировки может быть выполнен с возможностью сокращать частотный спектр, используемый выбранной одной или несколькими вторичными системами второго уровня, которые подлежат корректировке на фиксированную величину, или остановить одну или несколько вторичных систем второго уровня.

Более конкретно, модуль 3003 корректировки может быть выполнен с возможностью выбирать вторичную систему второго уровня, которую надо скорректировать, в соответствии с потерями в тракте передачи или расстоянием от существующей вторичной системы второго уровня до базовой точки первичной системы и с потерями в тракте передачи или расстоянием от существующей вторичной системы второго уровня до целевой вторичной системы.

На фиг. 4 приведено схематическое изображение того, как выбирать существующую вторичную систему второго уровня для корректировки. На фиг. 4 S2 обозначает существующие вторичные системы второго уровня, S1 обозначает существующие вторичные системы первого уровня, а Т0 обозначает целевую вторичную систему, которая в этом примере представляет собой вторичную систему первого уровня. Базовая точка - это местоположение в зоне обслуживания первичной системы, где помехи, вызванные целевой вторичной системой наиболее серьезные. Хотя на фиг. 4 показано только две вторичные системы второго уровня и одна вторичная система первого уровня (не включая целевую вторичную систему), это сделано только для ясности иллюстрации и объяснения. В более общем случае, в предположении, что имеется N вторичных систем второго уровня и М вторичных систем первого уровня, отношение сигнал-шум (SNR) целевой вторичной системы можно выразить следующим образом:

Причем, Р₀ - это максимальная допустимая мощность передачи для целевой вторичной системы (максимальные доступные ресурсы частотного спектра, соответствующие определенной полосе частот в определенном месте и в определенный момент времени), а, например, Р₀ может представлять собой частотный спектр, полученный модулем 502 получения доступного частотного спектра. P_m - мощность передачи существующей вторичной системы первого уровня. U_m0 - потери в тракте передачи от m-й вторичной системы первого уровня до целевой вторичной системы, - мощность передачи существующей вторичной системы второго уровня. G_n0 - потери в тракте передачи от n-й вторичной системы второго уровня до целевой вторичной системы. - гауссовский белый шум приемника целевой вторичной системы. Кроме того, также на фиг. 4 потери в тракте передачи от целевой вторичной системы до базовой точки первичной системы показаны как G_0p, а потери в тракте передачи от n-й вторичной систем второго уровня до базовой точки первичной системы показаны как G_np.

Как видно из уравнения (1), сокращение мощности P_n передачи существующей вторичной системы второго уровня может непосредственно сократить второй член в знаменателе. В то же время, на фиг. 4 можно увидеть, что сокращение мощности передачи существующей вторичной системы второго уровня может сократить величину помех в базовой точке первичной системы, так что первичная система может допускать помехи, вызванные целевой вторичной системой в базовой точке, то есть, может косвенно увеличить максимально допустимую мощность передачи для целевой вторичной системы. В предположении, что мощность передачи существующей вторичной системы второго уровня снижена на , увеличение допустимой мощности передачи для целевой вторичной системы составит:

В сочетании с уравнением (1) видно, что при корректировке вторичной системы второго уровня с более высоким улучшение отношения сигнал-шум SNR целевой вторичной системы более эффективно. В качестве примера, для уменьшения сложности корректировки вторичные системы второго уровня ранжируют в соответствии с их значениями в порядке убывания, а затем последовательно корректируют. Так как G_0p зависит только от местоположений целевой вторичной системы и соответствующей базовой точки первичной системы и не меняется при выборе вторичных систем второго уровня, то более высокое эквивалентна более высоким G_np+G_n0.

Другими словами, вторичная система второго уровня, которую надо скорректировать, может быть выбрана в соответствии с потерями в тракте передачи от существующей вторичной системы второго уровня до базовой точки первичной системы и с потерями в тракте передачи от существующей вторичной системы второго уровня до целевой вторичной системы.

Кроме того, так как потери в тракте передачи увеличиваются при увеличении расстояния, то максимизация G_np+G_n0 может быть приблизительно эквивалентна минимизации суммы расстояния от существующей вторичной системы второго уровня до целевой вторичной системы и расстояния от существующей вторичной системы второго уровня до базовой точки первичной системы. Другими словами, вторичная система второго уровня, которую надо скорректировать, может быть выбрана в соответствии расстоянием от существующей вторичной системы второго уровня до базовой точки первичной системы и расстоянием от существующей вторичной системы второго уровня до целевой вторичной системы.

Более того, целевая вторичная система и базовая точка первичной системы могут быть взяты в качестве двух фокусов F2 и F1, и можно провести эллипс, беря суммы расстояний от любой точки на плоскости до этих двух фокусов в качестве константы. Можно нарисовать последовательность эллипсов, соответствующих различным константам, называемых линиями эквивалентных помех, как показано на фиг. 5. То есть, воздействие помех на одной и той же линии эллипса является одинаковым. Другими словами, улучшения SNR целевой вторичной системы путем корректировки использования частотного спектра вторичных систем второго уровня на одной и той же линии эллипса являются одинаковыми. Причем, значение больше для вторичной системы второго уровня, расположенной во внутренней окружности, чем для вторичной системы второго уровня, расположенной во внешней окружности. Поэтому, вторичная система второго уровня, которую надо скорректировать, может быть выбрана сравнительно интуитивно в соответствии с соотношением между географическими местоположениями вторичных систем второго уровня и эллипсов.

Кроме того, в других вариантах осуществления модуль 503 корректировки использования частотного спектра может также включать в себя модуль корректировки уровня приоритета, выполненный с возможностью изменять уровень приоритета целевой вторичной системы на второй уровень в случае, когда нет корректируемой вторичной системы второго уровня или нельзя удовлетворить требованиям к качеству связи путем корректировки существующих вторичных систем второго уровня.

После определения вторичных систем второго уровня, которые надо скорректировать, устройство 105 управления частотным спектром может предоставить информацию о корректировке соответствующим вторичным системам второго уровня через модуль 501 связи. Соответствующие вторичные системы второго уровня соответственно корректируют используемый частотный спектр, например, сокращая частотный спектр на фиксированную величину, или прекращая использование частотного спектра. Корректировка существующих вторичных систем второго уровня может выполняться в режиме реального времени.

Кроме того, в целом необходимо задать срок действия используемого вторичными системами частотного спектра в соответствии со временем, когда первичная система использует частотный спектр. То есть, частотный спектр может быть использован в течение определенного промежутка времени. В этом случае модуль 3003 корректировки может быть также выполнен с возможностью сохранять соотношение между целевой вторичной системой и выбранными вторичными системами второго уровня, которые надо скорректировать, в случае, если необходимо скорректировать частотный спектр, используемый существующими вторичными системами второго уровня, и чтобы восстановить использование частотного спектра скорректированных вторичных систем второго уровня после того, как целевая вторичная система высвобождает частотный спектр, если срок использования частотного спектра, используемого скорректированными вторичными системами второго уровня перед корректировкой, еще не истек, и восстановление не окажет негативного влияния на другие вторичные системы первого уровня.

Выше была описана структура и функция каждого компонента устройства 105 управления частотным спектром в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Видно, что при использовании модуля 503 корректировки использования частотного спектра для определения корректировки предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы и/или частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, можно эффективно управлять вторичными системами второго уровня, так что вторичные системы первого уровня могут эффективно использовать частотный спектр. Кроме того, вторичные системы второго уровня могут получить большинство ресурсов частотного спектра, не оказывая негативного воздействия на связь вторичных систем первого уровня.

Хотя на фиг. 2 показан пример структуры устройства 105 управления частотным спектром, этим изобретение не ограничено. Устройство 105 управления частотным спектром может также содержать другой модуль или сочетание модулей. Как показано на фиг. 6, устройство 105 управления частотным спектром может также включать в себя накопитель 504, выполненный с возможностью сохранять информацию, касающуюся по меньшей мере одного из следующего: первичной системы, вторичной системы первого уровня и вторичной системы второго уровня, причем соответствующая информация включает в себя географическое местоположение каждой системы, частотный спектр, используемый каждой системой, и уровень приоритета каждой системы. Кроме того, соответствующая информация может также включать в себя требование к качеству использования частотного спектра соответствующей системы и порог помех соответствующей системы и т.д., в частности, например, для вторичной системы первого уровня с гарантированным QoS. Модуль 501 связи, модуль 502 получения доступного частотного спектра и модуль 503 корректировки использования частотного спектра по структуре и функциям такие же, что и на фиг. 2, и их описание будет опущено.

Соответствующая информация в накопителе 504 может быть использована модулем 502 получения доступного частотного спектра и/или модулем 503 корректировки использования частотного спектра для вычислений. В частности, например, если модуль 502 получения доступного частотного спектра выполнен с возможностью самостоятельно вычислять предварительно оцененный доступный частотный спектр, можно обратиться к этому накопителю 504 для получения требуемых параметров, таких как порог помех для первичной системы, частотный спектр, используемый существующими вторичными системами, и географическое местоположение существующих вторичных систем, и т.д.

Аналогично, модуль 503 корректировки использования частотного спектра может использовать местоположение существующих вторичных систем, частотный спектр, используемый существующими вторичными системами, и их уровни приоритета, сохраненные в накопителе 504, чтобы вычислить величину помех, которые будут созданы для существующих вторичных систем первого уровня, и величину помех, которые будут созданы существующими вторичными системами для целевой вторичной системы, которая представляет собой вторичную систему первого уровня, когда целевая вторичная система осуществляет связь с использованием предварительно оцененного доступного частотного спектра.

В одной реализации накопитель 504 может также выполнять функцию проверки того, что целевая вторичная система, осуществляющая отправку запроса, является валидной вторичной системой, например, проверку того, что целевая вторичная система прошла некоторую аутентификацию.

В качестве альтернативы или в дополнение, как показано на фиг. 6 пунктирными линиями, устройство 105 управления частотным спектром может также включать в себя модуль 505 получения системной информации, выполненный с возможностью получать извне информацию, касающуюся по меньшей мере одного из следующего: первичной системы, вторичной системы первого уровня и вторичной системы второго уровня, причем соответствующая информация включает в себя географическое местоположение каждой системы, частотный спектр, используемый каждой системой, и уровень приоритета каждой системы.

Термин "извне" означает любой компонент или систему, которая является внешней по отношению к устройству 105 управления частотным спектром. В качестве примера модуль 505 получения системной информации также может быть выполнен с возможностью получать из базы данных географических местоположений информацию, касающуюся по меньшей мере одного из следующего: первичной системы, вторичной системы первого уровня и вторичной системы второго уровня.

В такой ситуации модуль 501 связи выполнен дополнительно с возможностью получать предварительно оцененный доступный частотный спектр из базы данных географических местоположений путем предоставления соответствующей информации целевой вторичной системы в базу данных географических местоположений.

Кроме того, хотя выше было сказано, что соответствующая информация включает в себя географическое местоположение каждой системы, частотный спектр, используемый каждой системой, и уровень приоритета каждой системы, специфическое содержание соответствующей информации этим не ограничено. Например, соответствующая информация может также включать в себя системные параметры и порог помех каждой системы и т.д.

Устройство 105 управления частотным спектром, описанное выше, может представлять собой отдельное устройство либо, например, может быть расположено на базовой станции. Кроме того, хотя на фиг. 1 показано, что когнитивная радиосистема 100 включает в себя только одно устройство 105 управления частотным спектром, это только пример, и специалистам в области техники понятно, что когнитивная радиосистема 100 может включать в себя несколько устройств 105 управления частотным спектром, которые могут работать, осуществляя координацию различными существующими способами.

База данных географических местоположений

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения помимо устройства управления частотным спектром когнитивная радиосистема может также включать в себя базу данных географических местоположений, как показано на фиг. 7.

На фиг. 7 когнитивная радиосистема 200 включает в себя первичную систему 101, вторичную систему первого уровня (например, вторичную систему 102) и вторичную систему второго уровня (например, вторичную систему 103, 104), при этом вторичная система первого уровня использует ресурсы частотного спектра первичной системы с более высоким приоритетом, чем вторичная система второго уровня. Когнитивная радиосистема 200 включает в себя устройство 105 управления частотным спектром и базу 201 данных географических местоположений. Аналогично, число устройств 105 управления частотным спектром и баз 201 данных географических местоположений не ограничено единицей.

Причем устройство 105 управления частотным спектром имеет структуру и функцию, описанные выше со ссылкой на фиг. 2, и соответствующее описание не будет повторяться. Как показано на фиг. 8, база 201 данных географических местоположений включает в себя: компонент 2001 связи, выполненный с возможностью принимать информацию целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы; компонент 2002 вычисления доступного частотного спектра, выполненный с возможностью вычислять предварительно оцененный доступный частотный спектр для целевой вторичной системы в ответ на эту информацию; и компонент 2003 памяти, выполненный с возможностью сохранять информацию, касающуюся первичной системы, вторичной системы первого уровня и вторичной системы второго уровня, причем компонент 2001 связи передает по меньшей мере предварительно оцененный доступный частотный спектр на устройство 105 управления частотным спектром в когнитивной радиосистеме 200 и принимает информацию, касающуюся корректировке относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, и/или информацию, касающуюся корректировки относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, определенными устройством 105 управления частотным спектром в соответствии с уровнем приоритета целевой вторичной системы.

Как вариант, компонент 2001 связи может также отправлять соответствующую информацию целевой вторичной системы и соответствующую информацию соответствующей системы, сохраненную в компоненте 2003 памяти устройства управления частотным спектром.

В качестве примера, база 201 данных географических местоположений может непосредственно подавать результат корректировки, т.е. доступные ресурсы частотного спектра, обратно в целевую вторичную систему. Как вариант, результат корректировки подают обратно в целевую вторичную систему посредством устройства 105 управления частотным спектром, а база 201 данных географических местоположений просто использует компонент 2003 памяти для записи ситуации выделения частотного спектра.

Причем, информация, касающаяся определенной корректировки относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, может представлять собой команду корректировки использования частотного спектра, содержащую определенную корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня. Более того, хотя на фиг. 8 не показано, база 201 данных географических местоположений может также включать в себя модуль корректировки использования частотного спектра, выполненного с возможностью корректировать использование частотного спектра соответствующих существующих вторичных систем второго уровня в соответствии с командой корректировки использования частотного спектра.

Кроме того, база 201 данных географических местоположений может также включать в себя: компонент установления срока действия, выполненный с возможностью устанавливать срок действия для предварительно оцененных доступных ресурсов частотного спектра для каждой вторичной системы второго уровня в соответствии со спросом на частотный спектр первичной системы и разделять срок действия на несколько участков срока действия; и таймер, выполненный с возможностью выполнять отсчет времени, так что база данных географических местоположений определяет доступные ресурсы частотного спектра для каждой вторичной системы второго уровня в момент времени завершения каждого участка срока действия, а также выполняет корректировку частотного спектра, используемого соответствующими вторичными системами второго уровня, на основе информации, относящейся к корректировке.

Как было описано выше, предварительно оцененные ресурсы частотного спектра вычисляют при условии, что помехи, воздействующие на первичную систему, не превосходят порог помех для первичной системы. Учитывая время, когда первичная система использует частотный спектр, компонент установки срока действия может установить срок действия для вычисленных предварительно оцененных доступных ресурсов частотного спектра, чтобы гарантировать защиту первичной системы. В то же время, чтобы временно достичь более точного управления, срок действия может быть дополнительно разделен на участки срока действия, а таймер может начать соответствующую обработку в момент, когда завершается каждый участок срока действия, так что база данных географических местоположений может определить, например, ресурсы частотного спектра, используемые соответствующей вторичной системой второго уровня, которые еще можно использовать, в это время также можно выполнить корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня на основе принятой информации о корректировке.

Ниже со ссылкой на фиг. 9 будет описан пример потока информации между базой 201 данных географических местоположений, устройством 105 управления частотным спектром и целевой вторичной системой, когда целевая вторичная система Т0, которая представляет собой вторичную систему второго уровня, отправляет запрос в базу 201 данных географических местоположений на использование ресурсов частотного спектра первичной системы в когнитивной радиосистеме 200.

Как показано на фиг. 9, вторичная система Т0 второго уровня отправляет запрос на использование ресурсов частотного спектра в базу 201 данных географических местоположений. База 201 данных географических местоположений вычисляет предварительно оцененный доступный частотный спектр для вторичной системы Т0 и передает результат вычисления и соответствующую информацию вторичной системы Т0 второго уровня на устройство 105 управления частотным спектром. Устройство 105 управления частотным спектром сначала определяет, что ее уровень приоритета - второй уровень, и, таким образом, вычисляет предварительно оцененные помехи, которые воздействуют на существующую вторичную систему первого уровня, когда система Т0 использует предварительно оцененный доступный частотный спектр, так чтобы определить, надо ли скорректировать или сократить предварительно оцененный доступный частотный спектр, чтобы предварительно оцененные помехи не превосходили пороговых значений помех для существующих вторичных систем первого уровня. Затем, устройство 105 управления частотным спектром доставляет информацию о корректировке в базу 201 данных географических местоположений, которая обновляет предварительно оцененный доступный частотный спектр для целевой вторичной системы в соответствии с информацией о корректировке и подает информацию обратно на целевую вторичную систему Т0 через компонент 2001 связи. Конечно, в качестве другого примера, информация о корректировке также может быть подана обратно на вторичную систему Т0 второго уровня непосредственно устройство 105 управления частотным спектром, как показано пунктирными линиями.

В дополнение, на фиг. 10 показан пример потока информации между базой 201 данных географических местоположений, устройством 105 управления частотным спектром и целевой вторичной системой, когда целевая вторичная система Т0, которая представляет собой вторичную систему первого уровня, отправляет запрос на устройство 105 управления частотным спектром на использование ресурсов частотного спектра первичной системы.

Как показано на фиг. 10, вторичная система Т0 первого уровня отправляет запрос на использование ресурсов частотного спектра на устройство 105 управления частотным спектром. Устройство 105 управления частотным спектром получает желаемое качество связи и условия использования частотного спектра (например, область применения) вторичной системой Т0 первого уровня и порог помех, и т.д. и передает соответствующую информацию вторичной системы Т0 первого уровня в базу 201 данных географических местоположений. База 201 данных географических местоположений вычисляет ресурсы частотного спектра первичной системы, доступные целевой вторичной системе при условии, что гарантируется защита первичной системы, в соответствии с информацией о географическом местоположении и т.п. целевой вторичной системы, а затем передает эту информацию на устройство 105 управления частотным спектром. Устройство 105 управления частотным спектром решает, какая из существующих вторичных систем второго уровня может создать помехи для целевой вторичной системы Т0 (например, база 201 данных географических местоположений передала информацию о существующих вторичных системах второго уровня на устройство управления частотным спектром заранее, например, во время определения ресурсов частотного спектра, используемых каждой из вторичных систем второго уровня), в соответствии с предварительно оцененным состоянием использования частотного спектра целевой вторичной системой и ее порогом помех, и определяет корректировку использования частотного спектра существующих вторичных систем и целевой вторичной системы (соответствующий способ будет описан ниже). Устройство 105 управления частотным спектром, например, может приспособить способ корректировки, описанный ранее, чтобы выбрать вторичную систему второго уровня, которую надо скорректировать, так что база 201 данных географических местоположений корректирует соответствующие вторичные системы второго уровня и передает отчет о корректировки обратно на устройство 105 управления частотным спектром. В это время устройство 105 управления частотным спектром может подать доступные ресурсы частотного спектра обратно во вторичную систему Т0 первого уровня.

Хотя выше со ссылкой на фиг. 9 и фиг. 10 был описан пример потока информации для целевой вторичной системы, запрашивающей устройство 105 управления частотным спектром и базу 201 данных географических местоположений на использование ресурсов частотного спектра первичной системы в когнитивной радиосистеме, специфические детали не ограничены этим и могут быть изменены в соответствии с их структурой и функциями соответственно.

Устройство вторичной системы

Выше была описана структура и функция устройства, играющего роль управления частотным спектром. Можно понять, что необходимо, чтобы вторичная система включала в себя компоненты, способные инициировать запрос и принять информацию о корректировке.

Поэтому, в соответствии с вариантом осуществления приложения, также предложено устройство 107 вторичной системы в когнитивной радиосистеме, как описано выше, причем когнитивная радиосистема содержит первичную систему, вторичную систему первого уровня и вторичную систему второго уровня, при этом вторичная система первого уровня использует ресурсы частотного спектра первичной системы с более высоким уровнем приоритета, чем вторичная система второго уровня, а во вторичной системе первого уровня или во вторичной системе второго уровня выполнено устройство 107 вторичной системы. Как показано на фиг. 11, устройство 107 вторичной системы включает в себя: модуль 1071 связи, выполненный с возможностью передавать информацию запроса на использование ресурсов частотного спектра первичной системы, причем информация запроса содержит информацию об уровне приоритета устройства вторичной системы, и принимать информацию о доступном частотном спектре для устройства вторичной системы, определенную в соответствии с уровнем приоритета; и модуль 1072 использования частотного спектра, выполненный с возможностью использовать ресурсы частотного спектра первичной системы в соответствии с информацией о доступном частотном спектре, полученной модулем 1071 связи.

Причем, информация об уровне приоритета устройства вторичной системы содержит информацию об уровне приоритета вторичной системы, то есть, информацию, касающуюся того, является ли вторичная система вторичной системой первого уровня или вторичной системой второго уровня.

Если устройство 107 вторичной системы соответствует вторичной системе второго уровня, то модуль 1071 связи также выполнен с возможностью принимать информацию о корректировке использования частотного спектра, касающуюся устройства 107 вторичной системы, при этом информацию о корректировке использования частотного спектра определяют в соответствии с информацией запроса вторичной системы первого уровня в когнитивной радиосистеме, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы. Например, имеет место следующий случай: когда новая вторичная система первого уровня запрашивает использование ресурсов частотного спектра, устройство 105 управления частотным спектром может в ответ на запрос сократить частотный спектр, используемый вторичной системой второго уровня, соответствующей устройству 107 вторичной системы, и, таким образом, передать команду для корректировки использования частотного спектра на модуль 1071 связи устройства 107 вторичной системы.

Система управления частотным спектром

В соответствии с вышеприведенным описанием настоящего изобретения, также предложена система управления частотным спектром, предназначенная для управления использованием частотного спектра в когнитивной радиосистеме, причем когнитивная радиосистема содержит первичную систему, вторичную систему первого уровня и вторичную систему второго уровня, при этом вторичная система первого уровня использует ресурсы частотного спектра первичной системы с более высоким уровнем приоритета, чем вторичная система второго уровня. Система управления частотным спектром включает в себя устройство 105 управления частотным спектром, базу 201 данных географических местоположений и устройство 107 вторичной системы, как описано выше. Причем, компонент 2001 связи в базе 201 данных географических местоположений передает по меньшей мере предварительно оцененный доступный частотный спектр на устройство 105 управления частотным спектром и принимает информацию, касающуюся корректировки относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, и/или информацию, касающуюся корректировки относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, посредством устройства 105 управления частотным спектром в соответствии с уровнем приоритета целевой вторичной системы. Выше со ссылкой на фиг. 9 и фиг. 10 был подробно описан специфический поток информации, и соответствующее описание здесь будет опущено.

С использованием системы управления частотным спектром ресурсы частотного спектра первичной системы можно выделить более разумно, и можно гарантировать, что в первую очередь использовать частотный спектр будет вторичная система с высоким уровнем приоритета.

Способ управления частотным спектром

Очевидно, что в приведенном выше описании устройства управления частотным спектром, базы данных географических местоположений и устройства вторичной системы в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения также раскрыта некоторая обработка или способы. Ниже без повторения подробностей, которые уже обсуждались выше, приведено краткое изложение способов, однако надо отметить, что хотя способы раскрыты в описании устройства управления частотным спектром, базы данных географических местоположений и устройства вторичной системы, они не обязательно используют или не обязательно выполняются вышеупомянутыми компонентами. Например, варианты осуществления устройства управления частотным спектром, базы данных географических местоположений и устройства вторичной системы могут быть частично или полностью получены посредством аппаратного и/или микропрограммного обеспечения, а способы управления частотным спектром, описанные ниже, могут быть полностью получены посредством выполняемой компьютером программы, хотя способы управления частотным спектром могут использовать аппаратное и/или микропрограммное обеспечение устройства управления частотным спектром, базы данных географических местоположений и устройства вторичной системы.

На фиг. 12 показана блок-схема последовательности действий способа управления частотным спектром в когнитивной радиосистеме в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Причем, когнитивная радиосистема содержит первичную систему, вторичную систему первого уровня и вторичную систему второго уровня, при этом вторичная система первого уровня использует ресурсы частотного спектра первичной системы с более высоким приоритетом, чем вторичная система второго уровня. Как показано на фиг. 12, способ управления частотным спектром включает в себя следующее: принимают информацию целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы (S11); получают предварительно оцененный доступный частотный спектр для целевой вторичной системы (S12); и определяют корректировку относительно предварительной оценки доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, чтобы определить доступный частотный спектр для целевой вторичной системы, и/или определяют корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня в соответствии с уровнем приоритета целевой вторичной системы (S13), и передают информацию о корректировке в соответствующие вторичные системы (S14).

Причем, информация запроса может содержать соответствующую информацию для целевой вторичной системы, такую как уровень приоритета или ID соответствующей вторичной системы. При необходимости соответствующая информация может также включать в себя такие параметры, как географическое местоположение системы.

Если целевая вторичная система предполагает использование частотного спектра первичной системы, она отправляет вышеупомянутую информацию запроса. Предварительно оцененный доступный частотный спектр, который может быть предоставлен целевой вторичной системе, получают в ответ на информацию запроса. Такое получение может представлять собой непосредственное вычисление либо может представлять собой получение из специального запоминающего устройства или вычислительного устройства. В случае непосредственного вычисления способ управления частотного спектра также включает в себя этап получения информации, касающейся по меньшей мере одного из следующего: первичной системы, вторичной системы первого уровня или вторичной системы второго уровня. Соответствующая информация включает в себя географическое местоположение каждой системы, частотный спектр, используемый каждой системой, и уровень приоритета каждой системы. В качестве примера эта соответствующая информация может быть получена из базы данных географических местоположений. Кроме того, предварительно оцененный доступный частотный спектр для целевой вторичной системы также может быть получен непосредственно из базы данных географических местоположений.

В одном варианте осуществления этап получения предварительно оцененного частотного спектра включает в себя получение предварительно оцененного частотного спектра при условии, что ожидаемые помехи, которые воздействуют на первичную систему, не превосходят порога помех первичной системы, когда целевая вторичная система использует ресурсы частотного спектра первичной системы. Предварительно оцененный частотный спектр может быть получен с использованием существующей технологии.

Тем не менее, предварительно оцененный частотный спектр может не быть полностью выделен для использования целевой вторичной системой, что зависит, с одной стороны, от уровня приоритета целевой вторичной системы, а с другой стороны, от состояния использования частотного спектра существующими вторичными системами первого уровня. Поэтому, чтобы разумно выделить ресурсы частотного спектра, необходимо выполнить этап S13 получения частотного спектра.

Для примера, как показано сплошными линиями на фиг. 13, этап S13 может включать в себя следующие подэтапы: оценка уровня приоритета целевой вторичной системы (S131); вычисление предварительно оцененных помех, которые воздействуют на существующие вторичные системы первого уровня, когда целевая вторичная система использует ресурсы частотного спектра первичной системы в соответствии с предварительно оцененным доступным частотным спектром (S132); и определение корректировки относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, так чтобы определить доступный для нее частотный спектр (S133).

В частности, если вычисленные на этапе S132 предварительно оцененные помехи превосходят пороговые значения помех для существующей вторичной системы первого уровня, то в качестве доступного частотного спектра для целевой вторичной системы определяют частотный спектр, который меньше, чем предварительно оцененный доступный частотный спектр.

Если сделан вывод, что уровень приоритета целевой вторичной системы является вторым уровнем, так как ее уровень приоритета низкий, то требуется только сократить предварительно оцененный доступный частотный спектр для целевой вторичной системы в случае, если необходимо гарантировать качество связи существующих вторичных систем первого уровня.

Если сделан вывод, что уровень приоритета целевой вторичной системы является первым уровнем, то этап S13 корректировки также включает в себя определение корректировки относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, на основе информации запроса целевой вторичной системы (S134). Здесь, можно обратиться к фиг. 14, чтобы увидеть блок-схему последовательности действий корректировки.

В частности, в такой ситуации, так как уровень приоритета целевой вторичной системы высокий, то для нее, например, необходимо гарантировать качество связи. Поэтому, сначала вычисляют (S301) помехи для целевой вторичной системы, вызванные соответствующей существующей вторичной системой, чтобы сделать вывод о том, может ли целевая вторичная система достичь ожидаемого качества связи (S302). Если вывод НЕТ, то проверяют, имеется ли корректируемая существующая вторичная система(ы) второго уровня (S303). Если вывод ДА, то выбирают (S304) существующую вторичную систему второго уровня, которую надо скорректировать, а затем повторно вычисляют помехи, которые будут воздействовать на целевую вторичную систему, в предположении, что корректируют частотный спектр, используемый этой существующей вторичной системой второго уровня, пока целевая вторичная система не достигнет ожидаемого качества связи, либо пока не останется корректируемых вторичных систем второго уровня.

Затем, на этапе S305 решают, не превосходят ли помехи, которые воздействуют на существующие вторичные системы первого уровня, заданного порога, когда целевая вторичная система осуществляет связь с использованием вычисленного в данный момент доступного частотного спектра. Если НЕТ, то процесс переходит к этапу S308 и корректировка завершается. Целевая вторичная система успешно запрашивает ресурсы частотного спектра.

В противном случае, определяют, являются ли нулевым доступный в настоящий момент частотный спектр для целевой вторичной системы (S306). Если он ненулевой, то этот доступный частотный спектр сокращают (S307), и процесс переходит на этап S302. То есть, определяют, может ли целевая вторичная система достичь ожидаемого качества связи в случае сокращения доступных ресурсов частотного спектра. Опять, если она не может достичь ожидаемого качества связи, то процесс переходит к этапу S303, S304, чтобы дополнительно выбрать существующую вторичную систему второго уровня для корректировки.

С другой стороны, если определено, что доступный частотный спектр для целевой вторичной системы равен нулю, то есть отсутствуют ресурсы частотного спектра, которые можно выделить целевой вторичной системе, то процесс переходит к этапу S309, и последовательность действий завершается. Целевой вторичной системе не удается запросить ресурсы частотного спектра.

Аналогично, если на этапе S303 не нашлось существующей вторичной системы второго уровня, которую можно скорректировать, что говорит о том, что целевая вторичная система не может нормально работать, не оказывая негативного воздействия на качество связи существующих вторичных систем первого уровня, то процесс переходит на этап S309, и целевой вторичной системе не удается запросить ресурсы частотного спектра.

Кроме того, хотя это не показано на фиг. 14, следует понимать, что также может иметься этап корректировки уровня приоритета, на котором уровень приоритета целевой вторичной системы меняют на второй уровень, в случае, когда нет вторичных систем второго уровня, которые можно скорректировать, и, таким образом, целевой вторичной системе не удается запросить ресурсы частотного спектра.

Причем, на показанном на фиг. 14 этапе S304 выбора вторичной системы второго уровня, которую надо скорректировать вторичную систему второго уровня, которую необходимо скорректировать, выбирают в соответствии со следующим принципом: по сравнению с сокращением частотного спектра, используемого другими вторичными системами второго уровня среди существующих вторичных систем второго уровня, доступный частотный спектр для целевой вторичной системы может быть еще увеличен путем сокращения частотного спектра, используемого этой вторичной системой второго уровня. В частности, вторичная система второго уровня, которую надо скорректировать, может быть выбрана в соответствии с потерями в тракте передачи или расстоянием от существующей вторичной системы второго уровня до базовой точки первичной системы и с потерями в тракте передачи или расстоянием от существующей вторичной системы второго уровня до целевой вторичной системы.

После выбора вторичной системы второго уровня, которую необходимо скорректировать, частотный спектр, используемый выбранной одной или несколькими вторичными системами второго уровня, которые подлежат корректировке, могут быть сокращены на фиксированную величину, или одна или несколько вторичных систем второго уровня, которые необходимо скорректировать, могут быть остановлены. Причем, корректировку можно выполнять в режиме реального времени.

В качестве примера, в вышеописанной когнитивной радиосистеме первичная система может представлять собой систему телевизионного вещания. Кроме того, вторичная система первого уровня может представлять собой систему мобильной связи с гарантией качества обслуживания.

Выше вместе с определенным вариантами осуществления был описан основной принцип настоящего изобретения. Тем не менее, как понятно специалистам в области техники, все или любые этапы или компоненты способа и устройства в соответствии с изобретением могут быть реализованы специалистами в области техники в свете раскрытия изобретения и с использованием их общих навыков программирования в виде аппаратного, микропрограммного, программного обеспечения или их сочетания в любом вычислительном устройстве (включающем в себя процессор, носитель информации и т.д.) или в сети вычислительных устройств.

Поэтому, настоящее изобретение также раскрывает программный продукт, в котором хранятся машинные команды. Вышеупомянутые способы в соответствии с вариантами осуществления могут быть реализованы, когда команды считываются и выполняются машиной.

Соответственно, настоящим изобретением охватывается носитель информации для программного продукта, в котором хранятся машинные команды. Носитель информации включает в себя, но не ограничиваясь, гибкий диск, оптический диск, магнитный оптический диск, карту памяти, флешку и т.п.

В случае, когда настоящее изобретение реализовано посредством программного или микропрограммного обеспечения, программу, составляющую программное обеспечение устанавливают на компьютер, соответствующей аппаратной структуры (напр., компьютер 1500 общего назначения, показанный на фиг. 15) с носителя или из сети, причем компьютер может реализовывать различные функции, когда на нем установлены различные программы.

На фиг. 15 процессор (CPU) 1501 компьютера выполняет различные операции в соответствии с программой, хранящейся в постоянной памяти (ROM) 1502, или программой, загруженной в оперативную память (RAM) 1503 с носителя 1508. Данные, необходимые для различных операций CPU 1501, могут при необходимости сохраняться в RAM 1503. CPU 1501, ROM 1502 и RAM 1503 соединены друг с другом через шину 1504. Интерфейс 1505 ввода/вывода также подключен к шине 1504.

К интерфейсу 1505 ввода/вывода подключены следующие компоненты: участок 1506 ввода (включая клавиатуру, мышь и т.п.), участок 1507 вывода (включая дисплеи, такие как дисплей с электронно-лучевой трубкой (CRT), жидкокристаллический дисплей (LCD), громкоговоритель и т.п.), участок 1508 хранения (включая жесткий диск и т.п.) и участок 1509 связи (включая сетевую интерфейсную плату, такую как карта LAN, модем и т.п.). Участок 1509 связи осуществляет связь через сеть, такую как Интернет. При необходимости к интерфейсу 1505 ввода/вывода также может быть подключен привод 1510. При необходимости в привод 1510 может быть установлен съемный носитель 1511, например, магнитный диск, оптический диск, магнитный оптический диск, полупроводниковая память и т.п., так что компьютерную программу, считанную с него, устанавливают в участок 1508 памяти соответствующим образом.

В случае, когда вышеприведенную последовательность действий выполняют посредством программного обеспечения, программы, формирующие программное обеспечение, устанавливают из сети, такой как Интернет, или с носителя, такого как съемный носитель 1511.

Специалистам в области техники должно быть понятно, что носитель информации не ограничен съемным носителем 1511, показанным на фиг. 15, на котором хранится программа, и его распространяют отдельно от устройства, чтобы предоставить программы пользователям. Съемный носитель 1511, например, может представлять собой магнитный диск (включая флоппи-диск (зарегистрированная торговая марка)), компакт-диск (включая постоянную память на оптическом диске (CD-ROM)) и цифровой универсальный диск (DVD), магнитно-оптический диск (включая минидиск (MD) (зарегистрированная торговая марка)) и полупроводниковую память. Как вариант, носитель информации может представлять собой жесткие диски, входящие в ROM 1502 и в участок 1508 памяти, в которых хранят программы, и они могут распространяться среди пользователей вместе с устройством, в которое они встроены.

Следует также отметить, что в устройстве, способе и системе в соответствии с изобретением соответствующие компоненты и этапы могут быть разложены на составные части и/или объединены. Эти разложения и/или объединения следует рассматривать как эквивалентные решения изобретения. Более того, вышеописанные этапы обработки естественно могут выполняться в вышеприведенной последовательности, как описано выше, но этим не ограничено, и некоторые этапы могут быть выполнены параллельно или независимо друг от друга.

Наконец, следует также отметить, предполагается, что термин "включает в себя", "содержит" или любой его вариант охватывает неисключительное включение, так что процесс, способ, изделие или устройство, включающее последовательность элементов, включает в себя не только эти элементы, но также и другие элементы, которые не были явно перечислены, или элементы, присущие процессу, способу или устройству. Более того, выражение "содержащий...ʺ, в котором определен элемент, не исключает наличие дополнительного идентичного элемента(ов) в процессе, способе, изделии или устройстве, содержащем заданный элемент(ы), если не определено дополнительно.

Хотя варианты осуществления изобретения были подробно описаны выше в сочетании с чертежами, понятно, что описанные выше варианты осуществления являются всего лишь иллюстративными, а не ограничивают изобретение. Специалисты в области техники могут внести различные модификации и изменения в вышеописанные варианты осуществления, не отклоняясь от объема и сущности изобретения. Поэтому, объем изобретения задан только прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.

Описанные в этом документе варианты осуществления могут быть сконфигурированы так, как сказано ниже.

В соответствии с одним примером осуществления изобретение направлено на систему, содержащую следующее: схему, выполненную с возможностью принимать запрос на выделение ресурсов от первой системы из нескольких систем, обладающих различными уровнями приоритета; идентифицировать ресурсы, доступные во вторичной системе, отличной от нескольких систем, исходя из принятого запроса; и определять, надо ли корректировать ресурс, выделенный нескольким системам, на основе уровня приоритета первой системы и ресурсы, которые доступны во второй системе.

В соответствии с вышеописанной системой ресурсы, которые доступны во второй системе, представляют собой ресурсы, которые изначально предназначены для использования второй системой, и не предназначены изначально для использования несколькими системами.

В соответствии с вышеописанной системой вторая система представляет собой систему телевизионного вещания, работающую в диапазоне ультравысоких частот (УВЧ), а схема выполнена с возможностью идентифицировать в качестве ресурсов, которые доступны во второй системе, по меньшей мере часть полосы УВЧ.

В соответствии с вышеописанной системой схема выполнена с возможностью идентифицировать ресурсы, которые доступны во второй системе, путем идентификации ресурсов, выделенных второй системе, которые могут быть использованы первой системой, не вызывая помех во второй системе, превосходящих заданный порог.

В соответствии с вышеописанной системой схема выполнена с возможностью: оценивать уровень помех, вызванных для второй системе, когда ресурсы, которые доступны во второй системе, заново выделены первой системе; и определять, надо ли корректировать ресурс, выделенный первой системе, исходя из оцененного уровня помех.

В соответствии с вышеописанной системой схема выполнена с возможностью: оценивать уровень помех, вызванных для третьей системы из нескольких систем, когда ресурсы, которые доступны во второй системе, заново выделены первой системе; и определять, надо ли корректировать ресурс, выделенный первой системе, исходя из оцененного уровня помех.

В соответствии с вышеописанной системой, запрос включает в себя информацию, показывающую географическое местоположение первой системы, а схема выполнена с возможностью идентифицировать ресурсы, которые доступны во второй системе, исходя из географического местоположения первой системы.

В соответствии с вышеописанной системой, запрос включает в себя информацию, показывающую уровень приоритета первой системы.

В соответствии с вышеописанной системой, несколько систем включают в себя первую систему, имеющую первый уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, и третью систему, имеющую второй уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, при этом второй уровень приоритета больше, чем первый уровень приоритета.

В соответствии с вышеописанной системой, схема выполнена с возможностью оценивать уровень помех, воздействующих на третью систему, если ресурсы, которые доступны во второй системе, были выделены первой системе.

В соответствии с вышеописанной системой, схема выполнена с возможностью выделять ресурсы, которые доступны во второй системе, первой системе, если оцененный уровень помех, воздействующих на третью систему, не превосходит заданного порогового значения.

В соответствии с вышеописанной системой, схема выполнена с возможностью управлять корректировкой ресурсов, которые доступны первой системе, если оцененный уровень помех, воздействующих на третью систему, превосходит заданное пороговое значение.

В соответствии с вышеописанной системой, несколько систем включают в себя первую систему, имеющую первый уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, и третью систему, имеющую второй уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, при этом первый уровень приоритета больше, чем второй уровень приоритета.

В соответствии с вышеописанной системой, запрос ресурсов от первой системы включает в себя информацию, показывающую по меньшей мере одно из следующего: желаемое качество связи, желаемую дальность связи и порог приемлемых помех в первой системе, а схема выполнена с возможностью идентифицировать ресурсы, которые доступны во второй системе, исходя из информации, включенной в принятый запрос.

В соответствии с вышеописанной системой, схема выполнена с возможностью определять уровень помех, оказываемых третьей системой на первую систему, если ресурсы, которые доступны во второй системе, были выделены первой системе.

В соответствии с вышеописанной системой, схема выполнена с возможностью выделять первой системе ресурсы, которые доступны во второй системе, и не управлять корректировкой ресурсов, выделенных третьей системе, если полученный уровень помех, оказываемых третьей системой на первую систему, не превосходит заданного порогового значения.

В соответствии с вышеописанной системой, схема выполнена с возможностью выделять первой системе ресурсы, которые доступны во второй системе, и управлять корректировкой ресурсов, выделенных третьей системе, сокращая помехи, оказываемые на первую систему, если полученный уровень помех, оказываемых третьей системой на первую систему, превышает заданное пороговое значение.

В соответствии с вышеописанной системой, несколько систем включают в себя первую систему, имеющую первый уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, и третью и четвертую системы, каждая из которых имеет уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, который меньше, чем первый уровень приоритета; а схема выполнена с возможностью определять уровень помех, воздействующих на первую систему, если ресурсы, которые доступны во второй системе, были выделены первой системе; выделять ресурсы, которые доступны во второй системе, первой системе и управлять корректировкой ресурсов, выделенных по меньшей мере третьей или четвертой системе, для которой было определено, что она вызывает большие помехи для первой системы, если определенный уровень помех, воздействующих на первую систему, превышает заданное пороговое значение.

В соответствии с вышеописанной системой, схема выполнена с возможностью идентифицировать ресурсы, которые доступны во второй системе, исходя из информации, идентифицирующей ресурсы, полученной из базы данных, удаленно подключенной к системе.

В соответствии с другим примером осуществления изобретение направлено на постоянный машинный носитель информации, включающий в себя машинные команды, выполнение которых системой заставляет систему принимать от первой системы из нескольких систем, обладающих различными уровнями приоритета, запрос на выделение ресурсов; идентифицировать ресурсы, доступные во вторичной системе, отличной от нескольких систем, исходя из принятого запроса; и определять, надо ли корректировать ресурс, выделенный нескольким системам, на основе уровня приоритета первой системы и ресурсы, которые доступны во второй системе.

В соответствии с другим примером осуществления изобретение направлено на систему, содержащую следующее: схему, выполненную с возможностью принимать от первой системы из нескольких систем, обладающих различными уровнями приоритета, запрос на выделение ресурсов; передавать другой системе информацию, идентифицирующую ресурсы, доступные во вторичной системе, отличной от нескольких систем, исходя из принятого запроса; и принимать от другой системы информацию, запрашивающую корректировку ресурса, выделенного нескольким системам, на основе уровня приоритета первой системы и ресурсы, которые доступны во второй системе.

В соответствии с другим примером осуществления, изобретение направлено на устройство управления частотным спектром в когнитивной радиосистеме, где когнитивная радиосистема содержит первичную систему, вторичную систему первого уровня и вторичную систему второго уровня, при этом вторичная система первого уровня использует ресурсы частотного спектра первичной системы с более высоким уровнем приоритета, чем вторичная система второго уровня, при этом устройство управления частотным спектром содержит: модуль связи, выполненный с возможностью принимать информацию целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы; модуль получения доступного частотного спектра, выполненный с возможностью предварительно оценивать доступный частотный спектр для целевой вторичной системы; и модуль корректировки использования частотного спектра, выполненный с возможностью определять корректировку относительно предварительной оценки доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, чтобы определить доступный частотный спектр для целевой вторичной системы и/или определить корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, в соответствии с уровнем приоритета целевой вторичной системы.

Вышеупомянутое устройство также содержит накопитель, выполненный с возможностью сохранять информацию, касающуюся по меньшей мере одного из следующего: первичной системы, вторичной системы первого уровня и вторичной системы второго уровня, причем соответствующая информация содержит географическое местоположение каждой системы, частотный спектр, используемый каждой системой, и уровень приоритета каждой системы.

Вышеупомянутое устройство также содержит модуль получения системной информации, выполненный с возможностью получать извне информацию, касающуюся по меньшей мере одного из следующего: первичной системы, вторичной системы первого уровня и вторичной системы второго уровня, причем соответствующая информация содержит географическое местоположение каждой системы, частотный спектр, используемый каждой системой, и уровень приоритета каждой системы.

В соответствии с вышеупомянутым устройством, соответствующая информация, касающаяся целевой вторичной системы, содержится в информации целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы.

В соответствии с вышеупомянутым устройством, модуль получения доступного частотного спектра выполнен с возможностью получать предварительно оцененный частотный спектр при условии, что ожидаемые помехи, которые воздействуют на первичную систему, не превосходят порога помех первичной системы, когда целевая вторичная система использует ресурсы частотного спектра первичной системы.

В соответствии с вышеупомянутым устройством, модуль корректировки использования частотного спектра содержит: модуль оценки уровня приоритета системы, выполненный с возможностью оценивать уровень приоритета целевой вторичной системы; модуль вычисления помехи, выполненный с возможностью вычислять предварительно оцененные помехи, которые воздействуют на существующие вторичные системы первого уровня, когда целевая вторичная система использует ресурсы частотного спектра первичной системы в соответствии с предварительно оцененным доступным частотным спектром; и модуль корректировки, выполненный с возможностью определять корректировку относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, так чтобы определить доступный для нее частотный спектр.

В соответствии с вышеупомянутым устройством модуль корректировки определяет в качестве частотного спектра для целевой вторичной системы частотный спектр, который меньше предварительного оцененного доступного частотного спектра, в случае, когда предварительно оцененные помехи, вычисленные модулем вычисления помехи, превосходят пороги помех для существующих вторичных систем первого уровня.

В соответствии с вышеупомянутым устройством, модуль корректировки также выполнен с возможностью определять корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, исходя из информации целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы, в случае, если модуль оценки уровня приоритета системы решит, что целевая вторичная система представляет собой вторичную систему первого уровня.

В соответствии с вышеупомянутым устройством, модуль корректировки выполнен с возможностью выбирать вторичную систему второго уровня, которую необходимо скорректировать в соответствии со следующим принципом: по сравнению с сокращением частотного спектра, используемого другими вторичными системами второго уровня среди существующих вторичных систем второго уровня, доступный частотный спектр для целевой вторичной системы может быть еще увеличен путем сокращения частотного спектра, используемого этой вторичной системой второго уровня.

В соответствии с вышеупомянутым устройством, модуль корректировки выполнен с возможностью сокращать частотный спектр, используемый выбранной одной или несколькими вторичными системами второго уровня, которые подлежат корректировке на фиксированную величину, или остановить одну или несколько вторичных систем второго уровня.

В соответствии с вышеупомянутым устройством, модуль корректировки выполнен с возможностью выбирать вторичную систему второго уровня, которую надо скорректировать, в соответствии с потерями в тракте передачи или расстоянием от существующей вторичной системы второго уровня до базовой точки первичной системы и с потерями в тракте передачи или расстоянием от существующей вторичной системы второго уровня до целевой вторичной системы.

В соответствии с вышеупомянутым устройством, первичная система представляет собой систему телевизионного вещания.

В соответствии с вышеупомянутым устройством, модуль корректировки использования частотного спектра также выполнен с возможностью корректировать использование частотного спектра соответствующих существующих вторичных систем второго уровня в соответствии с определенной корректировкой относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня.

В соответствии с другим примером осуществления, изобретение направлено на базу данных географических местоположений в когнитивной радиосистеме, где когнитивная радиосистема содержит первичную систему, вторичную систему первого уровня и вторичную систему второго уровня, при этом вторичная система первого уровня использует ресурсы частотного спектра первичной системы с более высоким уровнем приоритета, чем вторичная система второго уровня, при этом база данных географических местоположений содержит: компонент связи, выполненный с возможностью принимать информацию целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы; компонент вычисления доступного частотного спектра, выполненный с возможностью вычислять предварительно оцененный доступный частотный спектр для целевой вторичной системы в ответ на эту информацию; и компонент памяти, выполненный с возможностью сохранять информацию, касающуюся первичной системы, вторичной системы первого уровня и вторичной системы второго уровня, причем, компонент связи передает по меньшей мере предварительно оцененный доступный частотный спектр на устройство управления частотным спектром в когнитивной радиосистеме и принимает информацию, касающуюся корректировки относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, и/или информацию, касающуюся корректировки относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, посредством устройства управления частотным спектром в соответствии с уровнем приоритета целевой вторичной системы.

В соответствии с вышеупомянутой базой данных географических местоположений, информация, касающаяся определенной корректировки относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, представляет собой команду корректировки использования частотного спектра, содержащую определенную корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, и база данных географических местоположений также содержит модуль корректировки использования частотного спектра, который выполнен с возможностью корректировать использование частотного спектра соответствующих существующих вторичных систем второго уровня в соответствии с командой корректировки использования частотного спектра.

Вышеупомянутая база данных географических местоположений, дополнительно содержащая: компонент установления срока действия, выполненный с возможностью устанавливать срок действия для предварительно оцененных доступных ресурсов частотного спектра для каждой вторичной системы второго уровня в соответствии со спросом на частотный спектр первичной системы и разделять срок действия на несколько участков срока действия; и таймер, выполненный с возможностью выполнять отсчет времени, так что база данных географических местоположений определяет доступные ресурсы частотного спектра для каждой вторичной системы второго уровня в момент времени завершения каждого участка срока действия, а также выполняет корректировку частотного спектра, используемого соответствующими вторичными системами второго уровня, на основе информации, относящейся к корректировке.

В соответствии с другим примером осуществления изобретение направлено на устройство вторичной системы в когнитивной радиосистеме, причем когнитивная радио система содержит первичную систему, вторичную систему первого уровня и вторичную систему второго уровня, при этом вторичная система первого уровня использует ресурсы частотного спектра первичной системы с более высоким уровнем приоритета, чем вторичная система второго уровня, во вторичной системе первого уровня или во вторичной системе второго уровня выполнено устройство вторичной системы, причем устройство вторичной системы содержит: модуль связи, выполненный с возможностью передавать информацию запроса на использование ресурсов частотного спектра первичной системы, причем информация запроса содержит информацию об уровне приоритета устройства вторичной системы, и принимать информацию о доступном частотном спектре для устройства вторичной системы, определенную в соответствии с уровнем приоритета; и модуль использования частотного спектра, выполненный с возможностью использовать ресурсы частотного спектра первичной системы в соответствии с информацией о доступном частотном спектре, полученной модулем связи.

В соответствии с вышеупомянутым устройством вторичной системы, модуль связи также выполнен с возможностью принимать информацию о корректировке использования частотного спектра, касающуюся устройства вторичной системы, если устройство вторичной системы соответствует вторичной системе второго уровня, причем информацию о корректировке использования частотного спектра определяют в соответствии информации запроса вторичной системы первого уровня в когнитивной радиосистеме, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы.

В соответствии с другим примером осуществления, изобретение направлено на систему управления частотным спектром для управления использованием частотного спектра в когнитивной радиосистеме, где когнитивная радиосистема содержит первичную систему, вторичную систему первого уровня и вторичную систему второго уровня, при этом вторичная система первого уровня использует ресурсы частотного спектра первичной системы с более высоким уровнем приоритета, чем вторичная система второго уровня, при этом система управления частотным спектром содержит: устройство управления частотным спектром, содержащее: модуль связи, выполненный с возможностью принимать информацию целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы; модуль получения доступного частотного спектра, выполненный с возможностью получать предварительно оцененный доступный частотный спектр для целевой вторичной системы; и модуль корректировки использования частотного спектра, выполненный с возможностью определять корректировку относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, чтобы определить доступный частотный спектр для целевой вторичной системы, и/или определять корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, в соответствии с уровнем приоритета целевой вторичной системы, базу данных географических местоположений, содержащую: компонент связи, выполненный с возможностью принимать информацию целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы; компонент вычисления доступного частотного спектра, выполненный с возможностью вычислять предварительно оцененный доступный частотный спектр для целевой вторичной системы в ответ на эту информацию; и компонент памяти, выполненный с возможностью сохранять информацию, касающуюся первичной системы, вторичной системы первого уровня и вторичной системы второго уровня, и устройство вторичной системы, содержащее: модуль связи, выполненный с возможностью передавать информацию запроса на использование ресурсов частотного спектра первичной системы, причем информация запроса содержит информацию об уровне приоритета устройства вторичной системы, и принимать информацию о доступном частотном спектре для устройства вторичной системы, определенную в соответствии с уровнем приоритета; и модуль использования частотного спектра, выполненный с возможностью использовать ресурсы частотного спектра первичной системы в соответствии с информацией о доступном частотном спектре, полученной модулем связи, причем, компонент связи в базе данных географических местоположений передает по меньшей мере предварительно оцененный доступный частотный спектр на устройство управления частотным спектром и принимает информацию, касающуюся корректировки относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, и/или информацию, касающуюся корректировки относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, посредством устройства управления частотным спектром в соответствии с уровнем приоритета целевой вторичной системы.

В соответствии с другим примером осуществления, изобретение направлено на способ управления частотным спектром в когнитивной радиосистеме, где когнитивная радиосистема содержит первичную систему, вторичную систему первого уровня и вторичную систему второго уровня, при этом вторичная система первого уровня использует ресурсы частотного спектра первичной системы с более высоким уровнем приоритета, чем вторичная система второго уровня, при этом способ управления частотным спектром содержит следующее: принимают информацию целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы; получают предварительно оцененный доступный частотный спектр для целевой вторичной системы; и определяют корректировку относительно предварительной оценки доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, чтобы определить доступный частотный спектр для целевой вторичной системы, и/или определяют корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, в соответствии с уровнем приоритета целевой вторичной системы, и передают информацию о корректировке в соответствующие вторичные системы.

Вышеупомянутый способ управления частотным спектром также содержит следующее: получают информацию, касающуюся по меньшей мере одного из следующего: первичной системы, вторичной системы первого уровня и вторичной системы второго уровня, причем соответствующая информация содержит географическое местоположение каждой системы, частотный спектр, используемый каждой системой, и уровни приоритета каждой системы.

В соответствии с вышеупомянутым способом управления частотным спектром, соответствующая информация, касающаяся целевой вторичной системы, содержится в информации целевой вторичной системы, запрашивающей использование ресурсов частотного спектра первичной системы.

В вышеупомянутом способе управления частотным спектром этап получения предварительно оцененного частотного спектра содержит получение предварительно оцененного частотного спектра при условии, что ожидаемые помехи, которые воздействуют на первичную систему, не превосходят порога помех первичной системы, когда целевая вторичная система использует ресурсы частотного спектра первичной системы.

В вышеупомянутом способе управления частотным спектром этап корректировки содержит: оценку уровня приоритета целевой вторичной системы; вычисление предварительно оцененных помех, которые воздействуют на существующие вторичные системы первого уровня, когда целевая вторичная система использует ресурсы частотного спектра первичной системы в соответствии с предварительно оцененным доступным частотным спектром; и определение корректировки относительно предварительно оцененного доступного частотного спектра для целевой вторичной системы, так чтобы определить доступный для нее частотный спектр.

В соответствии с вышеупомянутым способом управления частотным спектром, определяют в качестве частотного спектра для целевой вторичной системы частотный спектр, который меньше предварительного оцененного доступного частотного спектра, в случае, когда предварительно оцененные помехи, превосходят пороги помех для существующих вторичных систем первого уровня.

Вышеупомянутый способ управления частотным спектром, в котором определяют корректировку относительно частотного спектра, используемого существующими вторичными системами второго уровня, исходя из информации запроса целевой вторичной системы, в случае, если принято решение, что целевая вторичная система представляет собой вторичную систему первого уровня.

Изобретение относится к беспроводной связи. Техническим результатом является управление частотным спектром, при котором разделяют уровни приоритета для вторичных систем, сосуществующих с первичной системой, которые конкурируют друг с другом в когнитивной радиосистеме. Система, принимающая запрос на выделение ресурсов от первой системы из множества систем, обладающих различными уровнями приоритета; идентифицирующая ресурсы, доступные во вторичной системе, отличной от указанного множества систем, на основе принятого запроса; и определяющая, следует ли корректировать ресурс, выделенный множеству систем, на основе уровня приоритета первой системы и ресурсов, доступных во второй системе. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Система для определения ресурсов, содержащая:

схему, выполненную с возможностью

принимать запрос ресурсов от первой системы из множества систем, имеющих различные уровни приоритета;

идентифицировать ресурсы, доступные во второй системе, отличной от указанного множества систем, на основе принятого запроса; и

определять, следует ли корректировать ресурс, выделенный указанному множеству систем, на основе уровня приоритета первой системы и ресурсов, доступных во второй системе,

причем запрос включает в себя информацию, указывающую географическое местоположение первой системы,

при этом схема выполнена с возможностью идентифицировать ресурсы, доступные во второй системе, на основе географического местоположения первой системы.

2. Система по п. 1, в которой

ресурсы, доступные во второй системе, представляют собой ресурсы, изначально выделенные для использования второй системой и изначально не выделенные для использования указанным множеством систем.

3. Система по п. 1, в которой

вторая система представляет собой систему телевизионного вещания, работающую в диапазоне ультравысоких частот (УВЧ), при этом

схема выполнена с возможностью идентифицировать в качестве ресурсов, доступных во второй системе, по меньшей мере часть полосы УВЧ.

4. Система по п. 1, в которой

схема выполнена с возможностью идентифицировать ресурсы, доступные во второй системе, путем идентификации ресурсов, выделенных второй системе, которые могут использоваться первой системой, не вызывая помех во второй системе выше заданного порога.

5. Система по п. 1, в которой схема выполнена с возможностью:

оценивать уровень помех, вызванных во второй системе, когда ресурсы, доступные во второй системе, заново выделены первой системе; и

определять, следует ли корректировать ресурс, выделенный первой системе, на основе оцененного уровня помех.

6. Система по п. 1, в которой схема выполнена с возможностью:

оценивать уровень помех, вызванных в третьей системе из указанного множества систем, когда ресурсы, доступные во второй системе, заново выделены первой системе; и

определять, следует ли корректировать ресурс, выделенный первой системе, на основе оцененного уровня помех.

7. Система по п. 1, в которой

запрос включает в себя информацию, указывающую уровень приоритета первой системы.

8. Система по п. 1, в которой

указанное множество систем включает в себя первую систему, имеющую первый уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, и третью систему, имеющую второй уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, при этом второй уровень приоритета выше первого уровня приоритета.

9. Система по п. 8, в которой

схема выполнена с возможностью оценивать уровень помех, воздействующих на третью систему, если бы ресурсы, доступные во второй системе, были выделены первой системе.

10. Система по п. 9, в которой

схема выполнена с возможностью выделять первой системе ресурсы, доступные во второй системе, если оцененный уровень помех, воздействующих на третью систему, не превосходит заданного порогового значения.

11. Система по п. 9, в которой

схема выполнена с возможностью управлять корректировкой ресурсов, доступных первой системе, если оцененный уровень помех, воздействующих на третью систему, превосходит заданное пороговое значение.

12. Система по п. 1, в которой

указанное множество систем включает в себя первую систему, имеющую первый уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, и третью систему, имеющую второй уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, при этом первый уровень приоритета выше второго уровня приоритета.

13. Система по п. 12, в которой

запрос ресурсов от первой системы включает в себя информацию, указывающую требуемое качество связи, и/или требуемую дальность связи, и/или порог приемлемых помех в первой системе,

при этом схема выполнена с возможностью идентифицировать ресурсы, доступные во второй системе, на основе информации, включенной в принятый запрос.

14. Система по п. 12, в которой

схема выполнена с возможностью определять уровень помех, создаваемых третьей системой в отношении первой системы, если бы ресурсы, доступные во второй системе, были выделены первой системе.

15. Система по п. 14, в которой

схема выполнена с возможностью выделять первой системе ресурсы, доступные во второй системе, и не управлять корректировкой ресурсов, выделенных третьей системе, если определенный уровень помех, создаваемых третьей системой в отношении первой системы, не превосходит заданного порогового значения.

16. Система по п. 14, в которой

схема выполнена с возможностью выделять первой системе ресурсы, доступные во второй системе, и управлять корректировкой ресурсов, выделенных третьей системе, путем снижения помех, создаваемых в отношении первой системы, если определенный уровень помех, создаваемых третьей системой в отношении первой системы, превышает заданное пороговое значение.

17. Система по п. 1, в которой

указанное множество систем включает в себя первую систему, имеющую первый уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы, и третью и четвертую системы, каждая из которых имеет уровень приоритета для доступа к ресурсам второй системы ниже первого уровня приоритета;

при этом схема выполнена с возможностью

определять уровень помех, воздействующих на первую систему, если бы ресурсы, доступные во второй системе, были выделены первой системе;

выделять первой системе ресурсы, доступные во второй системе, и управлять корректировкой ресурсов, выделенных третьей и/или четвертой системе, для которой определено, что она вызывает бóльшие помехи для первой системы, если определенный уровень помех, воздействующих на первую систему, превышает заданное пороговое значение.

18. Система по п. 1, в которой

схема выполнена с возможностью идентифицировать ресурсы, доступные во второй системе, на основе информации, идентифицирующей ресурсы, принятые от базы данных, удаленно подключенной к системе.

19. Энергонезависимый машиночитаемый носитель информации, включающий в себя машиночитаемые команды, выполнение которых системой вызывает выполнение системой:

приема запроса ресурсов от первой системы из множества систем, имеющих различные уровни приоритета;

идентификации ресурсов, доступных во второй системе, отличной от указанного множества систем, на основе принятого запроса; и

определения, следует ли корректировать ресурс, выделенный указанному множеству систем, на основе уровня приоритета первой системы и ресурсов, доступных во второй системе,

причем запрос включает в себя информацию, указывающую географическое местоположение первой системы,

при этом схема выполнена с возможностью идентифицировать ресурсы, доступные во второй системе, на основе географического местоположения первой системы.

20. Система для определения ресурсов, содержащая:

схему, выполненную с возможностью

принимать запрос ресурсов от первой системы из множества систем, имеющих различные уровни приоритета;

передавать другой системе информацию, идентифицирующую ресурсы, доступные во второй системе, отличной от указанного множества систем, на основе принятого запроса; и

принимать от указанной другой системы информацию с запросом корректировки ресурса, выделенного указанному множеству систем, на основе уровня приоритета первой системы и ресурсов, доступных во второй системе,

причем запрос ресурсов включает в себя информацию, указывающую географическое местоположение первой системы,

при этом схема выполнена с возможностью идентифицировать ресурсы, доступные во второй системе, на основе географического местоположения первой системы.