無線電頻譜利用
【專利說明】無線電頻譜利用
[0001]
[0002]不斷增加數(shù)量的無線設(shè)備正被引入和出售。如此，可用于這些無線設(shè)備來傳送的無線電信道(RF)頻譜不斷變得越來越擁擠。對(duì)RF頻譜的更高效使用和共享未被充分利用的RF頻譜對(duì)于滿足無線設(shè)備不斷增長的數(shù)量是很重要的。RF頻譜的未被充分利用的一個(gè)部分是為廣播(諸如電視(TV)廣播)保留的部分。政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)將TV部分或范圍(和/或其他部分)分為多個(gè)信道。然而，對(duì)于任何給定地理區(qū)域，這些信道中的許多信道未被用于TV或無線電廣播。
[0003]RF頻譜的保留TV部分的未使用頻率或信道可被稱為TV空白。將這些TV空白用于其它用途是可能的，然而，它們的使用通常被政府機(jī)構(gòu)(諸如美國的聯(lián)邦通信委員會(huì))嚴(yán)格監(jiān)管。
[0004]這些政府機(jī)構(gòu)正建立將信道或信道利用映射到地理位置的數(shù)據(jù)庫。換言之，對(duì)于一個(gè)給定位置，該數(shù)據(jù)庫可指示被用于(或被分配給)TV廣播和其他許可用途(諸如在一些國家中的無線話筒)的信道的子集和/或作為TV空白的不同信道子集。
[0005]想要通過無線電空白信道(諸如TV空白信道)傳遞數(shù)據(jù)的無線設(shè)備必須這樣做來符合政府機(jī)構(gòu)所建立的規(guī)則。例如，設(shè)備不能在被分配的信道上傳送，因?yàn)閭鬏斂赡芨蓴_被許可用途。
[0006]概述
[0007]所描述的各實(shí)現(xiàn)涉及無線電信道利用。各信道可包括無線電頻譜中可被用來實(shí)現(xiàn)各設(shè)備之間的通信的任何信道。各信道可包括無線電空白信道。如本文使用的，術(shù)語“無線電空白”可包括TV空白和/或任何其他無線電空白。
[0008]—個(gè)示例實(shí)現(xiàn)可監(jiān)視具有蜂窩能力的移動(dòng)設(shè)備的位置。該示例可標(biāo)識(shí)對(duì)處在該位置的該移動(dòng)設(shè)備可用的一組信道。該示例也可將該組信道連同對(duì)該移動(dòng)設(shè)備的建議發(fā)送到該移動(dòng)設(shè)備，以利用該組信道中的一個(gè)或多個(gè)而不是使用蜂窩能力來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信。
[0009]另一示例可獲得對(duì)在設(shè)備的一位置處可用的一組信道。該示例可將該組可用信道發(fā)送到該設(shè)備。該示例還可接收設(shè)備在該組可用信道中的個(gè)體信道上建立網(wǎng)絡(luò)的信息。該示例還可使得關(guān)于該個(gè)體信道的信息與該位置相關(guān)聯(lián)。
[0010]以上列出的示例旨在提供快速參考以幫助讀者，并且不旨在限定此處所描述的概念的范圍。
[0011]附圖簡沐
[0012]附圖示出了本文檔中傳達(dá)的方案的實(shí)現(xiàn)。示出的實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)將參考以下描述并結(jié)合附圖來更容易地理解。各個(gè)附圖中的類似附圖標(biāo)記被用于指示類似的元素。此外，每一個(gè)如圖標(biāo)記的最左邊的數(shù)字傳達(dá)其中首次引入該附圖標(biāo)記的附圖及相關(guān)聯(lián)的討論。
[0013]圖1 一 8示出了被配置以根據(jù)本發(fā)明概念的一些實(shí)現(xiàn)利用無線電信道的示例系統(tǒng)。
[0014]圖9 一 13示出了根據(jù)本發(fā)明概念的一些實(shí)現(xiàn)的無線電信道利用技術(shù)的示例的流程圖。
[0015]詳細(xì)描沐
[0016]皿
[0017]本專利涉及利用無線電頻譜，并且更具體地，涉及頻譜的無線電信道的更高效的使用。無線電信道的更高效的使用可允許無線電頻譜在總體上和/或在指定位置處支持更多流量。更高效的無線電頻譜使用可通過跟蹤在給定位置可供使用的無線電信道以及各信道的使用來實(shí)現(xiàn)。這個(gè)信息可允許來自擁塞的信道的流量被切換到較少擁塞的信道。
[0018]無線電信道可包括無線電空白信道、蜂窩信道、W1-Fi信道、藍(lán)牙信道等等。無線電空白信道可包括TV空白信道和/或其他無線電空白信道。如在此處使用，“TV空白信道”指為TV廣播保留但是在特定地理區(qū)域中并未實(shí)際用于TV廣播的信道或信道范圍。類似的，“無線電空白信道”指為TV廣播、其它無線電廣播、或雙向無線電通信保留但在特定地理區(qū)域中并未實(shí)際如此使用的信道或信道范圍。換言之，無線電空白可指被分配但未被使用的無線電頻譜。
[0019]系統(tǒng)示例
[0020]出于解釋的目的，考慮介紹性的圖1，其示出了涉及系統(tǒng)100的場景，在其中無線電空白信道的利用可被實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)100可包括無線接入點(diǎn)(AP)102、監(jiān)管數(shù)據(jù)庫104和中介106。為解釋的目的假定該AP處于假想位置“B”。進(jìn)一步假定AP想要建立無線網(wǎng)絡(luò)且因此想要知曉什么信道(例如，信道可用)。注意當(dāng)各AP的指定示例被用于解釋的目的時(shí)，從一個(gè)角度，AP可以是能夠以相對(duì)臨時(shí)的基礎(chǔ)(例如，智能手機(jī))或相對(duì)長期的基礎(chǔ)(例如，路由器)建立無線網(wǎng)絡(luò)的任何類型的設(shè)備。
[0021]在實(shí)例1，AP 102可詢問管理數(shù)據(jù)庫104關(guān)于其位置信息。該監(jiān)管數(shù)據(jù)庫可向AP返回一組基于位置的可用無線電空白信道以及相關(guān)聯(lián)的約束。替換地或附加地，在所示出的配置中，如在108所指示的AP可聯(lián)系中介106。AP 102可向中介106提供其位置。(在第三個(gè)構(gòu)想的情形中，AP可聯(lián)系監(jiān)管數(shù)據(jù)庫和中介兩者)。
[0022]在該實(shí)現(xiàn)中，如在110所指示的中介106可以與監(jiān)管數(shù)據(jù)庫104進(jìn)行通信。該中介可維持具有來自監(jiān)管數(shù)據(jù)庫的因位置而異的信息的各信道的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(以下“動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫”)112。如在114所指示的，在116該中介可向AP返回該組基于位置的可用無線電空白信道114。此外，中介可返回關(guān)于該組基于位置的可用無線電空白信道114的附加信息118。例如，在此情況中，對(duì)于位置B，假想信道51、53、55、和57可用。此外，附加信息118 (基于逐行)指示信道51正經(jīng)受“高干擾”、信道53正經(jīng)受“低干擾”、信道55正經(jīng)受“中等干擾”、且信道57正經(jīng)受“中等干擾”。(這僅僅是附加信息的一個(gè)示例。附加示例在下文中描述)。
[0023]在實(shí)例2處，AP102可使用附加信息118來決定在哪個(gè)個(gè)體信道(或多個(gè)信道)上建立網(wǎng)絡(luò)。在此情況中，信道53具有最小的干擾。因此，假設(shè)AP在信道53上建立無線網(wǎng)絡(luò)并將這個(gè)信息傳送回中介106，如在120指示的。
[0024]實(shí)例3示出了反映在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫112中的由AP 102提供的信道信息(例如，反饋)。具體而言，信息在行122是明顯的。與信道53相關(guān)的附加信息118寫道“由AP 102建立的網(wǎng)絡(luò)”。盡管為了解釋的目的在所示示例中附加信息相對(duì)簡短，但附加信息可包括其它細(xì)節(jié)，諸如網(wǎng)絡(luò)建立的時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)時(shí)間、允許的功率等等。動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫112的附加信息118可對(duì)試圖在位置B建立網(wǎng)絡(luò)或在位置B利用網(wǎng)絡(luò)的其它設(shè)備有用。一個(gè)這樣的示例將在以下相關(guān)于圖2進(jìn)行描述。
[0025]圖2保留上面相關(guān)于圖1介紹的各元素。圖2還引入以移動(dòng)設(shè)備202為形式的新元素。出于解釋的目的，假定該移動(dòng)設(shè)備202接近假想位置B (例如，接近AP 102)。在一種情況中，兩個(gè)設(shè)備可在彼此一百米以內(nèi)，但是該距離對(duì)本發(fā)明概念并不關(guān)鍵。進(jìn)一步假設(shè)移動(dòng)設(shè)備202想要通過信道，諸如(但不限于)無線電空白信道，來傳送數(shù)據(jù)。換言之，移動(dòng)設(shè)備想要找到移動(dòng)設(shè)備可通過它來傳送數(shù)據(jù)的個(gè)體可用信道上的網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)這樣的示例中，移動(dòng)設(shè)備可以是想要利用非蜂窩無線電信道來下載/上傳視頻的智能手機(jī)。當(dāng)然，該示例出于解釋的目的而提供，并不旨在限制。
[0026]至此，在實(shí)例1，移動(dòng)設(shè)備202可將其位置發(fā)送到中介106，如在204所指示的。例如，在智能手機(jī)的情況中，智能手機(jī)可利用其蜂窩能力聯(lián)系中介。如上面相關(guān)于圖1提及的，在此配置中，中介106可與監(jiān)管數(shù)據(jù)庫104進(jìn)行通信。監(jiān)管數(shù)據(jù)庫104可維持無線電空白信道的因位置而異的數(shù)據(jù)庫。中介106可用來自監(jiān)管數(shù)據(jù)庫的信息連同附加信息來填充其自身的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫112。附加信息可涉及由監(jiān)管數(shù)據(jù)庫提供的無線電空白信道和/或由中介而非監(jiān)管數(shù)據(jù)庫監(jiān)視的其它信道。
[0027]在實(shí)例2處，在此情況中，如在206所指示的，中介106將與位置B有關(guān)的內(nèi)容208從動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫112發(fā)送到移動(dòng)設(shè)備202。在此示例中，內(nèi)容被表示為在此位置可用的一組信道及有關(guān)信道的附加信息。
[0028]在實(shí)例3處，移動(dòng)設(shè)備202可利用來自中介106的內(nèi)容208來標(biāo)識(shí)用于數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)。至此，移動(dòng)設(shè)備可評(píng)估內(nèi)容以確定采取什么行動(dòng)。例如，移動(dòng)設(shè)備202可基于相關(guān)聯(lián)的附加信息“AP 102所建立的網(wǎng)絡(luò)”被呈現(xiàn)在那個(gè)信道上來決定從信道53開始。例如，移動(dòng)設(shè)備可在信道53上查驗(yàn)AP 102 (探測請(qǐng)求)。AP可以以探測響應(yīng)來回答。一旦驗(yàn)證完成，移動(dòng)設(shè)備可通過網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)。這個(gè)過程可以比掃描每個(gè)可用信道來尋找網(wǎng)絡(luò)更快和/或更少資源密集。然而，在某些情況中，詢問可能僅返回信道而不是該位置的網(wǎng)絡(luò)信息。在這樣的情況中，移動(dòng)設(shè)備202可在返回的可用信道上執(zhí)行積極和/或消極掃描以標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)。此外，即使在返回的內(nèi)容指示了帶網(wǎng)絡(luò)的信道的實(shí)例中，移動(dòng)設(shè)備可掃描某些或全部返回的可用信道來尋找附加的網(wǎng)絡(luò)和/或來尋找關(guān)于它的環(huán)境的附加信息。
[0029]在實(shí)例3，移動(dòng)設(shè)備202可將信息傳送回中介106，如在210所指示的。換言之，移動(dòng)設(shè)備可調(diào)查其環(huán)境并將結(jié)果發(fā)送到中介。在此情況中，與信道53相關(guān)聯(lián)的信息指示移動(dòng)設(shè)備正在“使用網(wǎng)絡(luò)，質(zhì)量好”，如行122所指示的。相關(guān)于信道55，信息指示“未檢測到網(wǎng)絡(luò)”。中介106可利用這個(gè)信息來更新動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫112。那么，甚至更多的信息對(duì)后續(xù)的基于位置的詢問和/或其它用戶可用。
[0030]圖3 — 5在上面相關(guān)于圖1 一 2介紹的某些概念上一起擴(kuò)展和/或介紹附加概念。圖3涉及保留圖1中介紹的監(jiān)管數(shù)據(jù)庫104的系統(tǒng)300。系統(tǒng)300還包括兩個(gè)AP 302(1)和302 (2)。在此示例中，上面討論的中介被表示為服務(wù)提供方304，諸如蜂窩服務(wù)提供方。蜂窩服務(wù)提供方控制兩個(gè)蜂窩塔306 (I)和306 (2)以及AP 302(1)和302 (2)。蜂窩服務(wù)提供方維持類似于相關(guān)圖1 一 2介紹的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫308。
[0031 ] 在此配置中，服務(wù)提供方304還包括頻譜管理器310。頻譜管理器可被配置以針對(duì)服務(wù)提供方感興趣的那些位置來將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫308與監(jiān)管數(shù)據(jù)庫104同步。例如，頻譜管理器310可針對(duì)服務(wù)提供方為之提供蜂窩服務(wù)的那些位置(例如，包括位置B和C)將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫308與監(jiān)管數(shù)據(jù)庫進(jìn)行同步。
[0032]頻譜管理器310和/或AP 302 (I)和302 (2)可利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫308中的信息來管理AP 302(1)和302(2)。例如，假設(shè)每個(gè)AP想要在其各自位置建立網(wǎng)絡(luò)。各AP可詢問頻譜管理器310有關(guān)它們的位置。頻譜管理器可參考動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫中的位置。
[0033]假設(shè)AP 302⑴想要在位置B建立網(wǎng)絡(luò)。頻譜管理器310已經(jīng)獲得信息并將信息填充到動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫308中。該信息與無線電空白信道(例如，行312-318和332-338)和其它信道(例如，行320-330)兩者相關(guān)。例如，行312、314、316和318分別與無線電空白信道51、53、55和57有關(guān)。行320涉及4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)信道。行322和324涉及W1-Fi信道。行326、328和330涉及4G LTE信道。當(dāng)然，盡管為了簡化起見可示出相對(duì)少的信道，但動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫308可包括可被用于傳送數(shù)據(jù)的任何無線電信道。
[0034]動(dòng)