TW201728200A - 頻譜管理裝置及方法、基地台側和用戶設備側的裝置及方法 - Google Patents

頻譜管理裝置及方法、基地台側和用戶設備側的裝置及方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供了頻譜管理裝置和方法，用於無線通訊的基地台側和用戶設備側的裝置和方法。頻譜管理裝置包括：獲取單元，被配置為獲取預定區域內至少一個無線通訊系統在預定頻段上的頻譜利用資訊；確定單元，被配置為根據頻譜利用資訊確定相應無線通訊系統在預定區域內的頻譜利用效率；以及調整單元，被配置為根據頻譜利用效率來調整在預定頻段上相應無線通訊系統在預定區域內的頻譜感知參數。

Description

頻譜管理裝置及方法、基地台側和用戶設備側的裝置及方法
本發明的實施例總體上係關於無線通訊領域，具體地係關於無線通訊中的多系統共存管理，更具體地涉及一種頻譜管理裝置和方法、用於無線通訊的基地台側的裝置和方法、以及用於無線通訊的用戶設備側的裝置和方法。
隨著無線網路的發展演進，其承載的服務越來越多，因此需要額外的頻譜資源來支援大量的資料傳輸，頻譜資源例如可以用時間、頻率、頻寬、可容許最大發射功率等參數來表示。有限的頻譜資源已經分配給了固定的營運商和服務，新的可用頻譜非常稀少或者價格昂貴。在這種情況下，提出了動態頻譜利用的概念，即動態地利用那些已經被分配給某些系統或服務但是卻沒有被充分利用的頻譜資源，這些頻譜資源對於對其進行動態利用的系統而言屬於非授權頻段。無線通訊系統使用非授權頻段的時候首先 要判斷該頻段是否可用。由於不同營運商的通信系統以及不同通信協定下的通信系統具有平等使用非授權頻段的權利，因此如何公平有效地使用同一個非授權頻段已經是工業界亟待解決的問題。
在下文中給出了關於本發明的簡要概述，以便提供關於本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述並不是關於本發明的窮舉性概述。它並不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的範圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍後論述的更詳細描述的前序。
根據本發明的一個方面，提供了一種頻譜管理裝置，包括：獲取單元，被配置為獲取預定區域內至少一個無線通訊系統在預定頻段上的頻譜利用資訊；確定單元，被配置為根據頻譜利用資訊確定相應無線通訊系統在預定區域內的頻譜利用效率；以及調整單元，被配置為根據頻譜利用效率來調整在預定頻段上相應無線通訊系統在預定區域內的頻譜感知參數。
根據本發明的另一個方面，提供了一種用於無線通訊系統的基地台側的裝置，包括：發送單元，被配置為向頻譜管理裝置發送該基地台所服務的細胞在預定頻段上的頻譜利用資訊；以及接收單元，被配置為接收來自頻譜管理裝置的頻譜感知參數的改變。
根據本發明的一個方面，提供了一種用於無線通訊系統的用戶設備側的裝置，包括：接收單元，被配置為從基地台接收進行頻譜感知的指令以及相應的頻譜感知參數；感知單元，被配置為回應於該指令根據頻譜感知參數進行頻譜感知；以及發送單元，被配置為將頻譜感知的結果發送給基地台。
根據本發明的另一個方面，提供了一種頻譜管理方法，包括：獲取預定區域內至少一個無線通訊系統在預定頻段上的頻譜利用資訊；根據頻譜利用資訊確定相應無線通訊系統在預定區域內的頻譜利用效率；以及根據頻譜利用效率來調整在預定頻段上相應無線通訊系統在預定區域內的頻譜感知參數。
根據本發明的另一個方面，提供了一種用於無線通訊系統的基地台側的方法，包括：向頻譜管理裝置發送該基地台所服務的細胞在預定頻段上的頻譜利用資訊；以及接收來自頻譜管理裝置的頻譜感知參數的改變。
根據本發明的另一個方面，提供了一種用於無線通訊系統的用戶設備側的方法，包括：從基地台接收進行頻譜感知的指令以及相應的頻譜感知參數；回應於該指令根據頻譜感知參數進行頻譜感知；以及將頻譜感知的結果發送給基地台。
根據本發明的另一個方面，還提供了一種無線通訊系統，包括基地台和用戶設備，其中，基地台包括上述無線通訊系統中的基地台側的裝置，用戶設備包括上述無線通 訊系統中的用戶設備側的裝置。
依據本發明的其它方面，還提供了用於實現上述頻譜管理方法和用於無線通訊系統的基地台側和用戶設備側的方法的電腦程式代碼和電腦程式產品以及其上記錄有該用於實現上述頻譜管理方法和用於無線通訊系統的基地台側和用戶設備側的方法的電腦程式代碼的電腦可讀儲存介質。
在本發明的實施例中，通過根據頻譜利用效率來調整無線通訊系統的頻譜感知參數，可以有效地保證無線通訊系統對於預定頻段的頻譜資源的使用以及/或者使得不同通信系統能夠合理有效地利用頻譜資源。
通過以下結合附圖對本發明的較佳實施例的詳細說明，本發明的上述以及其他優點將更加明顯。
100‧‧‧頻譜管理裝置
101‧‧‧獲取單元
102‧‧‧確定單元
103‧‧‧調整單元
200‧‧‧頻譜管理裝置
201‧‧‧互動單元
300‧‧‧裝置
301‧‧‧發送單元
302‧‧‧接收單元
303‧‧‧判斷單元
400‧‧‧裝置
401‧‧‧接收單元
402‧‧‧感知單元
403‧‧‧發送單元
800‧‧‧eNB
810‧‧‧天線
820‧‧‧基地台設備
821‧‧‧控制器
822‧‧‧記憶體
823‧‧‧網路介面
824‧‧‧核心網
825‧‧‧無線通訊介面
826‧‧‧BB處理器
827‧‧‧RF電路
830‧‧‧eNB
840‧‧‧天線
850‧‧‧基地台設備
851‧‧‧控制器
852‧‧‧記憶體
853‧‧‧網路介面
854‧‧‧核心網
855‧‧‧無線通訊介面
856‧‧‧BB處理器
857‧‧‧連接介面
860‧‧‧RRH
861‧‧‧連接介面
863‧‧‧無線通訊介面
864‧‧‧RF電路
900‧‧‧智慧型電話
901‧‧‧處理器
902‧‧‧記憶體
903‧‧‧儲存裝置
904‧‧‧外部連接介面
906‧‧‧攝像裝置
907‧‧‧感測器
908‧‧‧麥克風
909‧‧‧輸入裝置
910‧‧‧顯示裝置
911‧‧‧揚聲器
912‧‧‧無線通訊介面
913‧‧‧BB處理器
914‧‧‧RF電路
915‧‧‧天線開關
916‧‧‧天線
917‧‧‧匯流排
920‧‧‧汽車導航設備
921‧‧‧處理器
922‧‧‧記憶體
924‧‧‧全球定位系統(GPS)模組
925‧‧‧感測器
926‧‧‧資料介面
927‧‧‧內容播放機
928‧‧‧儲存介質介面
929‧‧‧輸入裝置
930‧‧‧顯示裝置
931‧‧‧揚聲器
933‧‧‧無線通訊介面
934‧‧‧BB處理器
935‧‧‧RF電路
936‧‧‧天線開關
937‧‧‧天線
938‧‧‧電池
940‧‧‧車載系統
941‧‧‧車載網路
942‧‧‧車輛模組
1600‧‧‧通用電腦
1601‧‧‧中央處理單元(CPU)
1602‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
1603‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
1604‧‧‧匯流排
1605‧‧‧輸入/輸出介面
1606‧‧‧輸入部分
1607‧‧‧輸出部分
1608‧‧‧儲存部分
1609‧‧‧通信部分
1610‧‧‧驅動器
1611‧‧‧可移除介質
為了進一步闡述本發明的以上和其它優點和特徵，下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明。所述附圖連同下面的詳細說明一起包含在本說明書中並且形成本說明書的一部分。具有相同的功能和結構的元件用相同的參考標號表示。應當理解，這些附圖僅描述本發明的典型示例，而不應看作是對本發明的範圍的限定。在附圖中：圖1示出了根據本發明的一個實施例的頻譜管理裝置的示意性結構方塊圖； 圖2示出了LTE通信系統場景下的系統分佈的一個示例；圖3示出了在圖2的場景中調整一個通信系統的頻譜感知參數的情況下通信系統的啟動概率的模擬結果；圖4示出了根據本發明的另一個實施例的頻譜管理裝置的示意性結構方塊圖；圖5示出了根據本發明的一個實施例的用於無線通訊系統的基地台側的裝置的示意性結構方塊圖；圖6示出了根據本發明的一個實施例的用於無線通訊系統的用戶設備側的裝置的示意性結構方塊圖；圖7示出了根據本發明的一個實施例的頻譜管理方法的流程圖；圖8示出了根據本發明的一個實施例的用於無線通訊系統的基地台側的方法的流程圖；圖9示出了根據本發明的一個實施例的用於無線通訊系統的用戶設備側的方法的流程圖；圖10示出了頻譜管理裝置和無線通訊系統之間的資訊流程的一個示例；圖11示出了頻譜管理裝置和無線通訊系統之間的資訊流程的另一個示例；圖12是示出可以應用本發明內容的技術的eNB的示意性配置的第一示例的方塊圖；圖13是示出可以應用本發明內容的技術的eNB的示意性配置的第二示例的方塊圖； 圖14是示出可以應用本發明內容的技術的智慧型電話的示意性配置的示例的方塊圖；圖15是示出可以應用本發明內容的技術的汽車導航設備的示意性配置的示例的方塊圖；以及圖16是其中可以實現根據本發明的實施例的方法和/或裝置和/或系統的通用個人電腦的示例性結構的方塊圖。
在下文中將結合附圖對本發明的示範性實施例進行描述。為了清楚和簡明起見，在說明書中並未描述實際實施方式的所有特徵。然而，應該瞭解，在開發任何這種實際實施例的過程中必須做出很多特定於實施方式的決定，以便實現開發人員的具體目標，例如，符合與系統及業務相關的那些限制條件，並且這些限制條件可能會隨著實施方式的不同而有所改變。此外，還應該瞭解，雖然開發工作有可能是非常複雜和費時的，但對得益於本發明內容的本領域技術人員來說，這種開發工作僅僅是例行的任務。
在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細節而模糊了本發明，在附圖中僅僅示出了與根據本發明的方案密切相關的設備結構和/或處理步驟，而省略了與本發明關係不大的其他細節。
<第一實施例>
圖1示出了根據本發明的一個實施例的頻譜管理裝置100的示意性結構方塊圖，如圖1所示，頻譜管理裝置100包括：獲取單元101，被配置為獲取預定區域內至少一個無線通訊系統在預定頻段上的頻譜利用資訊；確定單元102，被配置為根據頻譜利用資訊確定相應無線通訊系統在預定區域內的頻譜利用效率；以及調整單元103，被配置為根據頻譜利用效率來調整在預定頻段上相應無線通訊系統在預定區域內的頻譜感知參數。
其中，預定頻段是上述無線通訊系統(下文中也簡稱為通信系統或系統)將要或正在共同動態使用的頻段。在一個示例中，預定頻段是非授權頻段，比如2.4G、5G的工業科研醫療頻段、或者根據各國法規確定的可以以未授權的方式來使用的頻段例如電視頻段、美國的3.5GHz等。應該理解，預定頻段可以是能夠由多個無線通訊系統共同使用的任何頻段。每一個無線通訊系統或其中的子系統在要使用該預定頻段時，應該首先通過頻譜感知來判斷該頻段是否可用，比如是否被其他系統或子系統佔用，以保證對該頻段使用的有效性和公平性。
預定區域可以為頻譜管理裝置100所管理的全部或部分區域，針對該預定區域，頻譜管理裝置100例如進行預定頻段的頻譜使用效率的優化。換言之，預定區域可以是根據應用或服務的優化而確定的區域。作為非限制性示例，預定區域可以為行政區劃、大樓或商場的區域，也可以為因為某種目的而臨時選定的地理範圍。例如，預定區 域可以為矩形區域、圓形區域、橢圓形區域或其他任何形狀的區域。該預定區域可以由頻譜管理裝置100預先確定，也可以由更高層的設備或應用來設置。作為示例，當預定區域為矩形區域時，其可以通過矩形的頂點來確定，當預定區域為一楝大樓的區域時，其可以通過大樓的邊界來確定，等等。
此外，在本發明的實施例中，無線通訊系統可以理解為具有發送和接收功能的多個設備的組合。例如，無線通訊系統可以為同一行動營運商的所有基地台和用戶設備的集合，或者同一行動營運商使用相同通信制式的所有基地台和用戶設備的集合。無線通訊系統也可以是上述集合的子集，例如可以限定於頻譜管理裝置的管理區域中的基地台和用戶設備。此外，無線通訊系統還可以為使用相同通信制式的不同行動營運商的基地台和用戶設備的集合或者其類似於前文所述的子集。另一方面，無線通訊系統還可以為屬於同一服務提供者的基地台和用戶設備的集合或者其類似於前文所述的子集。作為示例，在LTE通信系統的情況下，無線通訊系統可以是LTE通信系統的子集，例如細胞級別的子系統的集合，其中，細胞級別的子系統例如包括一個基地台(巨基地台或小基地台)和一個或多個用戶設備。當然，無線通訊系統並不限於LTE通信系統或者其子集，還可以是其他類型的通信系統或者其子集，比如WiFi通信系統或者其子集等。此外，在一些示例中，例如在設備到設備通信場景中，無線通訊系統可以 理解為多個用戶設備形成的設備簇。
相應地，預定區域中可以包括多個無線通訊系統，這些無線通訊系統可以是相同類型的比如均為LTE通信系統，也可以是不同類型的比如包括LTE通信系統和WiFi通信系統，其中LTE通信系統可以由不同的營運商運營，可以採用不同的通信制式，WiFi通信系統可以包括多個存取點(每個存取點所覆蓋的區域相當於LTE中的小細胞)。作為一個具體示例，預定區域可以為一個或多個LTE通信系統覆蓋的一個巨集細胞的範圍，並且在該範圍中分佈有若干個WiFi存取點。
為了便於描述，下文中的實施例中以LTE通信系統的子集作為應用示例，但是應該理解這並不是限制性的。
如前所述，在預定區域內可以佈置有一個或更多個無線通訊系統，頻譜管理裝置100對其使用預定頻段的行為進行管理，為了便於理解，圖2示出了LTE通信系統場景下的系統分佈的一個示例。其中，三角形代表巨基地台，左側橢圓中的五角星代表屬於第一營運商的小細胞基地台，右側橢圓中的圓形代表屬於第二營運商的小細胞基地台。其中，可以將左側橢圓中的設備作為一個無線通訊系統，將右側橢圓中的設備作為另一個無線通訊系統。注意，圖2中雖然將兩個營運商的小細胞基地台分別包括在不同的橢圓中，但是這些小細胞基地台是分佈在相同的地理區域、即上述預定區域中的。換言之，在該示例中，預定區域為巨細胞覆蓋範圍的一部分，並且同時由兩個無線 通訊系統覆蓋。當然，這兩個通信系統可以由同一個頻譜管理裝置管理，也可以分別由不同的頻譜管理裝置管理，這將在後文中進行詳細描述。
如上所述，在頻譜管理裝置100中，獲取單元101獲取預定區域內每一個無線通訊系統對於預定頻段的利用情況，從而確定單元102確定各自的頻譜利用效率，隨後調整單元103根據該頻譜利用效率來調整相應通信系統的頻譜感知參數。其中，頻譜感知參數是預定區域內的無線通訊系統在對預定頻段進行頻譜感知時所採用的配置的資訊。通過改變頻譜感知參數，可以使得無線通訊系統(或者其中的各個子系統，比如LTE細胞)對於當前頻譜是否可用作出不同的判斷，從而改變無線通訊系統獲取頻譜資源的概率以及對現有通信系統的保護概率，即改變了無線通訊系統的頻譜利用效率。可以理解，當預定區域不同時，獲取單元101獲取的頻譜利用資訊不同，從而確定的頻譜利用效率不同。相應地，調整單元103可能不同地調整頻譜感知參數。
作為一個示例，頻譜感知參數包括以下中的一個或更多個：用於頻譜感知的能量檢測閾值，頻譜感知時間長度，在分散式頻譜感知的情況下參與感知的節點的數量以及頻譜感知判定標準。
在本發明的實施例中，可以採用任何適當的頻譜感知技術來進行頻譜感知，相應地，頻譜感知參數可以為其中任何影響頻譜感知結果的參數。例如，對於通過能量檢測 進行頻譜感知的系統，如果設定的能量檢測閾值為-70dBm，那麼當該系統進行能量檢測發現頻譜中的信號能量小於-70dBm時則認為沒有正在使用該頻段的系統，從而判定頻譜資源可用。此時，有可能存在其他通信系統，但是由於傳輸距離遠，信號到達進行頻譜感知的系統後能量已經衰減到-70dBm以下、比如-80dBm，因此不會被檢測到。而如果將能量檢測閾值降低至-85dBm，則進行頻譜感知的系統就會檢測到該已存在系統，從而判定該頻段不可用。同時，也可以理解，設定不同的能量檢測閾值對現有系統的保護也是不同的。較高的能量檢測閾值增加了頻譜使用的機會但是也增加了對現有系統的干擾概率。反之降低能量檢測閾值則降低了頻譜使用的機會但是卻增加了對現有系統的保護。
此外，還可以調整頻譜感知時間長度、即進行頻譜感知的時間視窗的大小。可以理解，該時間長度越長，則檢測到現有通信系統的概率越大，從而降低了頻譜使用的機會，增強了對現有系統的保護，反之則會提高頻譜使用的機會，降低對現有系統的保護。
作為另一種方式，還可以採用分散式頻譜感知(即協作感知)。在這種情況下，通過多個獨立的通信設備比如多個基地台在不同位置對頻譜進行感知比如上述能量檢測，然後將結果彙聚到一個中央判斷裝置來進行頻譜是否可用的判斷。該中央判斷裝置例如可以位於某一個基地台上或位於頻譜管理裝置上。在另一個示例中，進行頻譜感 知的通信設備還可以包括用戶設備。用戶設備和基地台可以被統稱為節點。
由於在中央判斷裝置中根據多個節點的頻譜感知結果進行最終判斷，因此參與感知的節點的數量和頻譜感知判定標準等因素將會影響頻譜獲取成功概率。頻譜感知判定標準例如可以包括AND原則、OR原則、比例原則等。其中，AND原則為所有的節點都確認預定頻段可用才最終確定該頻段可用，OR原則為如果有一個節點確定預定頻段可用則最終確定該頻段可用，比例原則為如果進行頻譜感知的節點中達到預定比例的節點確定預定頻段可用則最終確定該頻段可用。可以理解，節點數目相同的情況下，在OR原則下通信系統獲得頻譜資源的機會較大，而AND原則將使得通信系統非常保守地獲取頻譜資源，從而實現對現有系統的較好的保護。
調整單元103可以調整上述幾個頻譜感知參數之一，也可以同時調整其中的兩個或更多個。並且，頻譜感知參數並不限於上述示例，根據頻譜感知技術的不同還可以包括其他參數。
例如，調整單元103可以在頻譜利用效率偏離期望值的情況下調整相應無線通訊系統的頻譜感知參數，以使其頻譜利用效率達到該期望值。其中，期望值是相應通信系統的頻譜利用效率的目標值，可以由頻譜管理裝置100預先設定，也可以在工作工程中進行自動或手動調整。
而通信系統的實際的頻譜利用效率由確定單元102根 據獲取單元101獲取的頻譜利用資訊來確定。作為示例，頻譜利用資訊包括以下中的至少一個：預定區域內無線通訊系統內各個細胞的進行頻譜感知之後的實際啟動狀態資訊，預定區域內無線通訊系統的輸送量，預定區域內無線通訊系統的信噪比。例如，在頻譜利用資訊為各個細胞的實際啟動狀態資訊時，頻譜利用效率可以表示為啟動的細胞的數量或比例。
例如，在頻譜感知參數為能量檢測閾值的情況下，調整單元103被配置為在頻譜利用效率高於期望值的情況下降低相應無線通訊系統的能量檢測閾值，並且/或者在頻譜利用效率低於期望值的情況下提高相應無線通訊系統的能量檢測閾值。這是因為當能量檢測閾值降低時，無線通訊系統獲取頻譜資源的概率降低，相應地頻譜資源利用率會降低。
應該注意，以上雖然描述了針對無線通訊系統來調整頻譜感知參數，即對無線通訊系統整體進行調整，但是也可以僅針對其子系統進行調整或者針對不同的子系統進行不同的調整。例如，可以為不同的LTE細胞設置不同的頻譜感知參數或者進行不同的參數調整。
調整單元103可以基於預設的系統模型來進行上述調整。在該預設的系統模型中，反映了頻譜感知參數與頻譜利用效率的關係。例如，預設的系統模型可以包括以下中的至少一個：通道模型，業務模型，預定區域內的系統頻譜啟動概率模型，地理位置模型。
以系統頻譜啟動概率模型為例，根據實際業務模型可以計算出啟動細胞的個數服從泊松分佈，或者假定每一個細胞根據其業務需求設定一個啟動概率，由啟動的細胞進行頻譜感知，並且判斷預定頻段是否可用，最終可以統計出系統的頻譜利用效率，通過改變頻譜感知參數比如能量檢測閾值，可以獲得期望的頻譜利用效率。
在一個示例中，還可以為具有不同的頻譜使用優先順序的無線通訊系統設定不同的頻譜利用效率的期望值。例如，為優先順序高的系統設置較高的期望值。當然，還可以根據業務類型、付費情況等設置相應通信系統的頻譜利用效率的期望值。
此外，獲取單元101還可以被配置為獲取指示預定區域內無線通訊系統的各個細胞的標識的資訊，並且確定單元102被配置為根據指示無線通訊系統的各個細胞的標識的資訊來確定處於啟動狀態的細胞與啟動失敗的細胞是否屬於同類系統，其中，調整單元103可以被配置為在確定單元102確定處於啟動狀態的細胞與啟動失敗的細胞屬於同類系統的情況下進行調整。
這裡，同類系統指的是如下中的一種情形：使用相同的頻譜存取策略的系統，比如同為LTE細胞或者同為WiFi細胞；或者屬於同一行動營運商或服務提供者。並且，細胞的標識的資訊可以指細胞的ID或者細胞的參考信號。頻譜管理裝置100預先知道不同無線通訊系統的細胞的ID分配以及參考信號分配的資訊，因此確定單元 102可以根據所獲取的標識的資訊來確定兩個細胞是否是同類系統。調整單元103可以僅在同類系統的情況下進行調整。
對於LTE通信系統，頻譜管理裝置100可以位於基地台側，例如由巨基地台或小基地台實現，也可以位於核心網中，例如由LTE協定下的演進的資料包核心(Evolved Packet Core，EPC)實現。此外，在現有的遵循IEEE 802.19.1標準的系統中，頻譜管理裝置100可以在共存管理器(CM)中實現。
在一個示例中，獲取單元101可以通過有線方式獲取上述頻譜利用資訊(以及細胞的標識的資訊等)，例如，可以通過基地台到位於核心網中的頻譜管理裝置100的回程連接來進行資訊的傳輸。
在另一個示例中，預定頻段為非授權頻段，獲取單元101通過授權頻段的無線通訊獲取頻譜利用資訊。例如，在頻譜管理裝置100位於基地台中時，可以通過該方式來進行資訊的傳輸。
在該實施例中，頻譜管理裝置100管理的無線通訊系統的個數可以為兩個或更多個，在這種情況下，作為示例，調整單元103可以被配置為針對頻譜利用效率沒有達到期望值的無線通訊系統，在不影響其他無線通訊系統的頻譜利用效率的情況下，調整該無線通訊系統的頻譜感知參數。例如，可以由確定單元102根據系統模擬模型來確定其他通信系統的頻譜利用效率。這裡所述的系統模擬模 型例如前述的通道模型、業務模型、系統頻譜概率啟動模型、地理位置模型等。例如，如果確定單元102確定其他通信系統的頻譜利用效率受到影響，則不進行上述調整。
在該示例中，不同的無線通訊系統可以屬於不同的行動營運商或服務提供者。
以圖2所示的場景為例，圖3示出了調整單元103對左側的通信系統(稱為第一通信系統，屬於第一營運商)的頻譜感知參數進行調整的情況下，右側的通信系統(第二通信系統，屬於第二營運商)和第一通信系統的啟動概率的模擬結果。在模擬中，採用前述的系統頻譜啟動概率模型，每一個通信系統中分別共包括10個細胞，假定每一個細胞的啟動概率均為50%，圖3中的長條圖示出了在改變第一通信系統的能量檢測閾值的情況下進行10000次模擬後，啟動細胞數量的統計分佈圖，橫軸代表啟動細胞個數，縱軸代表啟動相應個數的細胞事件在10000次試驗中所占的次數。其中，圖3的左側的(a)、(c)和(e)代表第一通信系統的模擬結果，右側的(b)、(d)和(f)代表第二通信系統的模擬結果。相對於(a)而言，圖3的(c)是在能量檢測閾值降低的情況下獲得的，可以看出多數細胞被啟動的概率降低，即細胞獲得頻譜資源的概率降低，系統的頻譜利用效率較低；圖3的(e)是在能量檢測閾值進一步降低的情況下獲得的，而此時系統的頻譜利用效率進一步降低。在改變第一通信系統的能量檢測閾值的情況下，第二通信系統的能量檢測 閾值保持不變，並且從圖3的(b)、(d)和(f)可以看出，第二通信系統的細胞獲得頻譜資源的概率基本保持不變，這是因為主要干擾來自於其自身的細胞間的共存干擾，所以第一通信系統的能量檢測閾值調整對其影響不大。
可以看出，在該示例中，頻譜管理裝置100工作為集中式的管理裝置，對多個無線通訊系統進行管理，從而能夠使多個系統合理地利用頻譜資源。例如，頻譜管理裝置可以為地理位置資料庫。
在本實施例中，通過根據頻譜利用效率來調整所管理的無線通訊系統的頻譜感知參數，可以有效地保證無線通訊系統對於預定頻段的頻譜資源的使用以及/或者使得不同通信系統能夠合理有效地利用頻譜資源。
<第二實施例>
圖4示出了根據本發明的另一個實施例的頻譜管理裝置200的結構方塊圖，除了包括圖1中所示的各個單元之外，頻譜管理裝置200還包括：互動單元201，被配置為與其他頻譜管理裝置進行互動以使得調整單元103在考慮對其他無線通訊系統的影響的情況下進行調整。在該實施例中，頻譜管理裝置所管理的無線通訊系統的個數為一個。
仍然以圖2作為示例，此時將分別為第一通信系統和第二通信系統設置各自的頻譜管理裝置。因此，該實施例 實現了一種分散式的管理。
在一個示例中，互動單元201被配置為在調整單元103進行了調整的情況下向其他頻譜管理裝置發送參數改變請求，並接收來自其他頻譜管理裝置的回饋，調整單元103根據該回饋進一步調整頻譜感知參數。互動單元201的該操作可以避免對其他無線通訊系統的影響。
其中，回饋可以指示其他頻譜管理裝置管理的無線通訊系統的頻譜利用效率是否受到影響，並且調整單元103被配置為在該回饋指示其他頻譜管理裝置管理的無線通訊系統的頻譜利用效率受到影響的情況下重新調整頻譜感知參數，例如，調整為在原來的值與調整後的值之間的值，或者調整回原來的值，等等。換言之，如果該回饋指示其他頻譜管理裝置管理的無線通訊系統的頻譜利用效率沒有受到影響，則保持調整後的頻譜感知參數。回饋是其他頻譜管理裝置例如根據其管理的無線通訊系統的頻譜利用效率作出的。
另外，在互動單元201接收到其他頻譜管理裝置的參數改變請求時，獲取單元101獲取無線通訊系統的頻譜利用資訊，確定單元102確定無線通訊系統的頻譜利用效率並且確定頻譜利用效率是否受到影響，並且互動單元201將指示頻譜利用效率是否受到影響的回饋提供給其他頻譜管理裝置。因此，頻譜管理裝置200在接收到參數改變請求時，對自己管理的無線通訊系統的頻譜利用效率進行測量並作出回饋。
可以看出，本實施例的頻譜管理裝置之間僅需要互動簡單的命令，即可實現不同通信系統之間的協作，以合理地共同利用預定頻段的頻譜資源。
<第三實施例>
圖5示出了根據本發明的一個實施例的用於無線通訊系統的裝置300的結構方塊圖，裝置300例如可以位於基地台側，該裝置300包括：發送單元301，被配置為向頻譜管理裝置發送該基地台所服務的細胞在預定頻段上的頻譜利用資訊；以及接收單元302，被配置為接收來自頻譜管理裝置的頻譜感知參數的改變。
如前所述，頻譜管理裝置可以位於基地台側，例如由巨基地台或小基地台實現，也可以位於核心網中，例如由LTE協議下的EPC實現。此外，在現有的遵循IEEE 802.19.1標準的系統中，頻譜管理裝置可以在共存管理器(CM)中實現。作為示例，頻譜管理裝置可以為前述頻譜管理裝置100或200，但是並不限於此。此外，關於預定頻段和無線通訊系統的說明與第一實施例中類似，在此不再重複。
其中，基地台所服務的細胞要利用預定頻段時，首先進行頻譜感知，其中，頻譜感知可以由基地台單獨執行，也可以由其用戶設備輔助執行，還可以由其他基地台和/或其他基地台的用戶設備協作完成，當頻譜感知的結果表明預定頻段可用時，該細胞對預定頻段進行使用。基地台 向頻譜管理裝置報告其服務的細胞對預定頻段的利用資訊，以供頻譜管理裝置獲得相應無線通訊系統的頻譜利用效率。
在一個示例中，頻譜利用資訊包括以下中的至少一個：細胞的進行頻譜感知之後的實際啟動狀態資訊，基地台的輸送量，基地台的信噪比。在每一個基地台上報這些頻譜利用資訊之後，頻譜管理裝置可以獲取整個通信系統的頻譜利用效率，從而決定是否調整頻譜感知參數。
當頻譜管理裝置判斷需要改變頻譜感知參數時，將需要作出的改變通知給基地台，以使得基地台使用改變的頻譜感知參數進行頻譜感知。
例如，頻譜感知參數包括以下中的至少一個：用於頻譜感知的能量檢測閾值，頻譜感知時間長度，在分散式頻譜感知的情況下參與感知的節點的數量以及頻譜感知判定標準。當接收單元302接收到頻譜感知參數的改變之後，基地台在進行頻譜感知時使用改變了的頻譜感知參數。在用戶設備輔助基地台進行頻譜感知的情況下，基地台還將該頻譜感知參數的改變通知給用戶設備。關於頻譜感知參數的具體描述在第一實施例中給出，在此不再重複。如前所述，由於頻譜感知參數的改變會影響獲取頻譜資源的概率，從而改變系統的頻譜利用效率。
如圖5中的虛線框所示，裝置300還可以包括：判斷單元303，被配置為基於基地台的頻譜感知結果來判斷預定頻段是否可用。
在一個示例中，接收單元302還被配置為接收其他節點的頻譜感知結果，判斷單元303還被配置為基於其他節點的頻譜感知結果來進行判斷。這裡所述的其他節點包括用戶設備和/或其他基地台。判斷單元303基於來自多個節點(包括本基地台)的頻譜感知結果來判斷預定頻段是否可用。可以理解，在該示例中，裝置300工作為分散式頻譜感知的中央判斷裝置。
判斷單元303將使用來自頻譜感知參數中所設定的數量的節點的頻譜感知結果，根據頻譜感知參數中所設定的頻譜感知判定標準來進行最終的判斷。具體的判定標準的描述在第一實施例中給出，在此不再重複。其中，這些節點在進行頻譜感知時，採用了頻譜感知參數中所設定的能量檢測閾值和頻譜感知時間長度。
此外，當判斷單元303判斷預定頻段不可用時，判斷單元303還可以判斷本細胞與已佔用預定頻段的細胞是否屬於同類系統，並且發送單元301將判斷的結果提供給頻譜管理裝置。其中，如前所述，同類系統指的是如下中的一種情形：使用相同的頻譜存取策略的系統，比如同為LTE細胞或者同為WiFi細胞；或者屬於同一行動營運商或服務提供者，比如在圖2的示例中位於同一側的橢圓中的細胞為同類系統。
在這種情況下，頻譜管理裝置例如可以在接收到判斷為同類系統時進行頻譜感知參數的調整，否則不進行調整。
其中，判斷單元303可以根據如下中的至少一個來進行是否屬於同類系統的判斷：細胞的標識資訊，參考信號檢測。參考信號檢測比如WiFi的前導檢測、或者LTE的同步信號檢測等。這些資訊可以從對頻譜感知過程中獲得的信號提取獲得。由於不同的無線通訊系統的細胞具有不同的標識資訊和參考信號的格式和/或內容，因此，可以通過這些資訊來判斷是否是同類系統。
在該實施例中，裝置300可以向頻譜管理裝置上報頻譜利用狀況，並且根據頻譜管理裝置的指令來改變頻譜感知參數，從而可以實現頻譜資源的合理利用。
此外，應該理解，裝置300例如還可以位於WiFi的存取點上，其中，發送單元301向頻譜管理裝置發送該存取點在預定頻段上的頻譜利用資訊，接收單元302接收來自頻譜管理裝置的頻譜感知參數的改變。
<第四實施例>
圖6示出了根據本發明的一個實施例的用於無線通訊系統的用戶設備側的裝置400的結構方塊圖，該裝置400包括：一種用於無線通訊系統的用戶設備側的裝置，包括：接收單元401，被配置為從基地台接收進行頻譜感知的指令以及相應的頻譜感知參數；感知單元402，被配置為回應於該指令根據頻譜感知參數進行頻譜感知；以及發送單元403，被配置為將頻譜感知的結果發送給基地台。
如前所述，頻譜感知參數包括以下中的至少一個：用 於頻譜感知的能量檢測閾值，頻譜感知時間長度，在分散式頻譜感知的情況下參與感知的節點的數量以及頻譜感知判定標準。
在該實施例中，用戶設備輔助基地台進行頻譜感知。具體地，當基地台需要進行頻譜感知時，通知用戶設備，而用戶設備在完成感知後將結果通知基地台，以使得基地台進行預定頻段是否可用的判斷。而當基地台接收到頻譜管理裝置通知的頻譜感知參數的改變時，也會相應地通知用戶設備，以使其按照改變的頻譜感知參數進行頻譜感知。如前所述，由於頻譜感知參數的改變會影響獲取頻譜資源的概率，從而改變系統的頻譜利用效率。
在該實施例中，用戶設備可以接收頻譜感知參數的設置，並根據該設置來進行頻譜感知，以合理地利用頻譜資源。類似地，應該理解，用戶設備還可以為WiFi用戶設備。
<第五實施例>
在上文的實施方式中描述頻譜管理裝置以及無線通訊系統中的基地台側和用戶設備側的裝置的過程中，顯然還公開了一些處理或方法。下文中，在不重複上文中已經討論的一些細節的情況下給出這些方法的概要，但是應當注意，雖然這些方法在描述頻譜管理裝置以及無線通訊系統中的基地台側和用戶設備側的裝置的過程中公開，但是這些方法不一定採用所描述的那些部件或不一定由那些部件 執行。例如，頻譜管理裝置以及無線通訊系統中的基地台側和用戶設備側的裝置的實施方式可以部分地或完全地使用硬體和/或韌體來實現，而下面討論的方法可以完全由電腦可執行的程式來實現，儘管這些方法也可以採用頻譜管理裝置以及無線通訊系統中的基地台側和用戶設備側的裝置的硬體和/或韌體。
圖7示出了根據本發明的一個實施例的頻譜管理方法的流程圖，該方法包括：獲取預定區域內至少一個無線通訊系統在預定頻段上的頻譜利用資訊(S11)；根據頻譜利用資訊確定相應無線通訊系統在預定區域內的頻譜利用效率(S12)；以及根據頻譜利用效率來調整在預定頻段上相應無線通訊系統在預定區域內的頻譜感知參數(S14)。
其中，頻譜利用資訊可以包括以下中的至少一個：預定區域內無線通訊系統內各個細胞的進行頻譜感知之後的實際啟動狀態資訊，預定區域內無線通訊系統的輸送量，預定區域內無線通訊系統的信噪比。
頻譜感知參數可以包括以下中的至少一個：用於頻譜感知的能量檢測閾值，頻譜感知時間長度，在分散式頻譜感知的情況下參與感知的節點的數量以及頻譜感知判定標準。
在一個示例中，在步驟S14中在頻譜利用效率偏離期望值的情況下調整相應無線通訊系統的頻譜感知參數，以使其頻譜利用效率達到所述期望值。例如，在步驟S14中 可以基於預設的系統模型來進行所述調整。預設的系統模型例如包括以下中的至少一個：通道模型，業務模型，預定區域內系統頻譜啟動概率模型，地理位置模型。此外，還可以為具有不同的頻譜使用優先順序的無線通訊系統設定不同的頻譜利用效率的期望值。
例如，在頻譜感知參數為能量檢測閾值的情況下，在步驟S14中在頻譜利用效率高於期望值的情況下降低相應無線通訊系統的能量檢測閾值，並且/或者在頻譜利用效率低於所述期望值的情況下提高相應無線通訊系統的能量檢測閾值。
在步驟S11中可以通過有線方式獲取頻譜利用資訊。在一個示例中，預定頻段為非授權頻段，在步驟S11中通過授權頻段的無線通訊獲取頻譜利用資訊。
在步驟S11中還可以獲取指示所述預定區域內無線通訊系統的各個細胞的標識的資訊，如圖7中的虛線框所示，上述方法還可以包括在步驟S14之前的步驟S13，其中，根據指示所述無線通訊系統的各個細胞的標識的資訊來確定處於啟動狀態的細胞與啟動失敗的細胞是否屬於同類系統，例如通過檢測頻譜感知過程中的信號從中提取細胞ID資訊並進行判定，如果是WiFi信號還可以通過檢測其前置資訊preamble來判定，並且在確定處於啟動狀態的細胞與啟動失敗的細胞屬於同類系統的情況下執行步驟S14的調整。
在一個示例中，所管理的無線通訊系統的個數為兩個 或更多個，在步驟S14中，針對頻譜利用效率沒有達到期望值的無線通訊系統，在不影響其他無線通訊系統的頻譜利用效率的情況下，調整該無線通訊系統的頻譜感知參數。其中，可以在步驟S12中根據系統模擬模型來確定其他無線通訊系統的頻譜利用效率。系統模擬模型的示例如前所述，在此不再重複。
在該示例中，不同的無線通訊系統屬於不同的行動營運商或者服務提供者。上述方法例如可以在地理位置資料庫中實現。
此外，在另一個示例中，所管理的無線通訊系統的個數為一個，在步驟S14中，與其他無線通訊系統的頻譜管理裝置進行互動以使得在考慮對其他無線通訊系統的影響的情況下進行調整。
例如，上述方法還包括如下步驟：在步驟S14中進行了調整的情況下向其他無線通訊系統的頻譜管理裝置發送參數改變請求(S15)，接收來自所述頻譜管理裝置的回饋(S16)，以及根據該回饋進一步調整頻譜感知參數(S17)。
其中，回饋指示其他無線通訊系統的頻譜利用效率是否受到影響，並且在步驟S17中可以在回饋指示其他無線通訊系統的頻譜利用效率受到影響的情況下重新調整頻譜感知參數，例如調整回原來的值或者在原來的值與調整後的值之間的值，等等。
此外，雖然圖中未示出，但是上述方法還可以包括如 下步驟：接收來自其他無線通訊系統的頻譜管理裝置的參數改變請求；獲取無線通訊系統的頻譜利用資訊；確定無線通訊系統的頻譜利用效率並且確定頻譜利用效率是否受到影響；將指示頻譜利用效率是否受到影響的回饋提供給上述頻譜管理裝置。
圖8示出了根據本發明的另一個實施例的用於無線通訊系統的基地台側的方法的流程圖，該方法包括：向頻譜管理裝置發送該基地台所服務的細胞在預定頻段上的頻譜利用資訊(S22)；以及接收來自頻譜管理裝置的頻譜感知參數的改變(S23)。
其中，頻譜利用資訊可以包括以下中的至少一個：該細胞的進行頻譜感知之後的實際啟動狀態資訊，基地台的輸送量，基地台的信噪比。
頻譜感知參數可以包括以下中的至少一個：用於頻譜感知的能量檢測閾值，頻譜感知時間長度，在分散式頻譜感知的情況下參與感知的節點的數量以及頻譜感知判定標準。
此外，如圖8中的虛線框所示，上述方法還可以包括步驟S21：基於頻譜感知結果來判斷預定頻段是否可用。這裡所述的頻譜感知結果可以指基地台本身的頻譜感知結果，還可以包括從其他節點(包括基地台和用戶設備)接收的頻譜感知結果，即採用分散式感知方式。
此外，在步驟S21中判斷預定頻段不可用時，還判斷本細胞與已佔用預定頻段的細胞是否屬於同類系統，並且 在步驟S22中將判斷的結果提供給頻譜管理裝置。例如可以根據如下中的至少一個來進行是否屬於同類系統的判斷：細胞的標識資訊，參考信號檢測。
圖9示出了根據本發明的另一個實施例的用於無線通訊系統的用戶設備側的方法，包括：從基地台接收進行頻譜感知的指令以及相應的頻譜感知參數；回應於該指令根據頻譜感知參數進行頻譜感知；以及將頻譜感知的結果發送給基地台。
其中，頻譜感知參數可以包括以下中的至少一個：用於頻譜感知的能量檢測閾值，頻譜感知時間長度，在分散式頻譜感知的情況下參與感知的節點的數量以及頻譜感知判定標準。
注意，上述各個方法可以結合或單獨使用，其細節在第一至第四實施例中已經進行了詳細描述，在此不再重複。
此外，在以上的描述中，還公開了一種通信系統，包括基地台和用戶設備，其中基地台包括裝置300，用戶設備包括裝置400。
為了便於理解，圖10和圖11示出了頻譜管理裝置和無線通訊系統之間的資訊流程的示例，應該理解，這並不是限制性的。在圖10中，第一無線通訊系統和第二無線通訊系統位於頻譜管理裝置管理的預定區域內，這兩個無線通訊系統向頻譜管理裝置報告其頻譜利用資訊比如各個細胞的啟動狀態資訊，頻譜管理裝置基於該資訊確定兩個 無線通訊系統的頻譜利用效率，例如假定第一無線通訊系統的頻譜利用高效率低於期望值，而第二無線通訊系統的頻譜利用效率基本等於期望值，則根據系統模擬模型的計算，在不影響第二通信系統的頻譜利用效率的情況下計算第一通信系統的更新的頻譜感知參數並向第一通信系統發送頻譜感知參數更新命令。
在圖11中，示出了一個頻譜管理裝置管理一個無線通訊系統並且頻譜管理裝置之間進行互動的示例。第一頻譜管理裝置基於獲取的頻譜利用資訊確定頻譜利用效率，在發現頻譜利用效率偏離期望值的情況下，對頻譜感知參數進行調整，即向第一通信系統發送頻譜感知參數變化指令，並且向第二頻譜管理裝置發出參數改變請求。第二頻譜管理裝置在接收到該請求之後，從所管理的第二通信系統獲取頻譜利用資訊，並且判斷頻譜利用效率是否受到了第一通信系統的頻譜感知參數的變化的影響，基於該判斷向第一頻譜管理裝置給出回饋。當該回饋指示第二通信系統沒有受到影響時，第一頻譜管理裝置指示第一通信系統使用調整過的頻譜感知參數工作或者不再對第一通信系統給出額外的指示。否則，第一頻譜管理裝置指示第一通信系統使用原來的頻譜感知參數工作。
示例性地，上述頻譜管理裝置可以用於一棟大樓內的無線通訊系統的共存管理，該大樓由多個LTE通信系統以及WiFi系統的服務覆蓋。
<應用示例>
本發明內容的技術能夠應用於各種產品。例如，頻譜管理裝置100和200可以被實現為任何類型的伺服器，諸如塔式伺服器、機架式伺服器以及刀片式伺服器。頻譜管理裝置100和200可以為安裝在伺服器上的控制模組(諸如包括單個晶片的積體電路模組，以及插入到刀片式伺服器的槽中的卡或刀片(blade))。
此外，以上提到的基地台300可以被實現為任何類型的演進型節點B(eNB)，諸如巨eNB和小eNB。小eNB可以為覆蓋比巨細胞小的細胞的eNB，諸如微微eNB、微eNB和家庭(毫微微)eNB。代替地，基地台可以被實現為任何其他類型的基地台，諸如NodeB和基地台收發台(BTS)。基地台可以包括：被配置為控制無線通訊的主體(也稱為基地台設備)；以及設置在與主體不同的地方的一個或多個遠端無線頭端(RRH)。另外，下面將描述的各種類型的用戶設備均可以通過暫時地或半持久性地執行基地台功能而作為基地台工作。
例如，用戶設備400可以被實現為行動終端(諸如智慧型電話、平板個人電腦(PC)、筆記本式PC、可擕式遊戲終端、可擕式/加密狗型行動路由器和數位攝像裝置)或者車載終端(諸如汽車導航設備)。用戶設備400還可以被實現為執行機器對機器(M2M)通信的終端(也稱為機器類型通信(MTC)終端)。此外，用戶設備400可以為安裝在上述終端中的每個終端上的無線通訊模 組(諸如包括單個晶片的積體電路模組)。
[關於基地台的應用示例] (第一應用示例)
圖12是示出可以應用本發明內容的技術的eNB的示意性配置的第一示例的方塊圖。eNB 800包括一個或多個天線810以及基地台設備820。基地台設備820和每個天線810可以經由RF線纜彼此連接。
天線810中的每一個均包括單個或多個天線元件(諸如包括在多輸入多輸出(MIMO)天線中的多個天線元件)，並且用於基地台設備820發送和接收無線信號。如圖12所示，eNB 800可以包括多個天線810。例如，多個天線810可以與eNB 800使用的多個頻帶相容。雖然圖12示出其中eNB 800包括多個天線810的示例，但是eNB 800也可以包括單個天線810。
基地台設備820包括控制器821、記憶體822、網路介面823以及無線通訊介面825。
控制器821可以為例如CPU或DSP，並且操作基地台設備820的較高層的各種功能。例如，控制器821根據由無線通訊介面825處理的信號中的資料來產生資料分組，並經由網路介面823來傳遞所產生的分組。控制器821可以對來自多個基帶處理器的資料進行捆綁以產生捆綁分組，並傳遞所產生的捆綁分組。控制器821可以具有執行如下控制的邏輯功能：該控制諸如為無線資源控制、 無線承載控制、行動性管理、接納控制和調度。該控制可以結合附近的eNB或核心網節點來執行。記憶體822包括RAM和ROM，並且儲存由控制器821執行的程式和各種類型的控制資料(諸如終端清單、傳輸功率資料以及調度資料)。
網路介面823為用於將基地台設備820連接至核心網824的通信介面。控制器821可以經由網路介面823而與核心網節點或另外的eNB進行通信。在此情況下，eNB 800與核心網節點或其他eNB可以通過邏輯介面(諸如S1介面和X2介面)而彼此連接。網路介面823還可以為有線通信介面或用於無線回程線路的無線通訊介面。如果網路介面823為無線通訊介面，則與由無線通訊介面825使用的頻帶相比，網路介面823可以使用較高頻帶用於無線通訊。
無線通訊介面825支援任何蜂窩通信方案(諸如長期演進(LTE)和LTE-先進)，並且經由天線810來提供到位於eNB 800的細胞中的終端的無線連接。無線通訊介面825通常可以包括例如基帶(BB)處理器826和RF電路827。BB處理器826可以執行例如編碼/解碼、調變/解調變以及多工/解多工，並且執行層(例如L1、介質存取控制(MAC)、無線鏈路控制(RLC)和分組資料彙聚協定(PDCP))的各種類型的信號處理。代替控制器821，BB處理器826可以具有上述邏輯功能的一部分或全部。BB處理器826可以為儲存通信控制程式的記憶體，或者 為包括被配置為執行程式的處理器和相關電路的模組。更新程式可以使BB處理器826的功能改變。該模組可以為插入到基地台設備820的槽中的卡或刀片。可替代地，該模組也可以為安裝在卡或刀片上的晶片。同時，RF電路827可以包括例如混頻器、濾波器和放大器，並且經由天線810來傳送和接收無線信號。
如圖12所示，無線通訊介面825可以包括多個BB處理器826。例如，多個BB處理器826可以與eNB 800使用的多個頻帶相容。如圖12所示，無線通訊介面825可以包括多個RF電路827。例如，多個RF電路827可以與多個天線元件相容。雖然圖12示出其中無線通訊介面825包括多個BB處理器826和多個RF電路827的示例，但是無線通訊介面825也可以包括單個BB處理器826或單個RF電路827。
在圖12所示的eNB 800中，圖5所描述的發送單元301和接收單元302可以由無線通訊介面825實現。功能的至少一部分也可以由控制器821實現。例如，控制器821可以通過執行判斷單元303的功能來執行預定頻段是否可用的判斷。
(第二應用示例)
圖13是示出可以應用本發明內容的技術的eNB的示意性配置的第二示例的方塊圖。eNB 830包括一個或多個天線840、基地台設備850和RRH 860。RRH 860和每個 天線840可以經由RF線纜而彼此連接。基地台設備850和RRH 860可以經由諸如光纖線纜的高速線路而彼此連接。
天線840中的每一個均包括單個或多個天線元件(諸如包括在MIMO天線中的多個天線元件)並且用於RRH 860發送和接收無線信號。如圖13所示，eNB 830可以包括多個天線840。例如，多個天線840可以與eNB 830使用的多個頻帶相容。雖然圖13示出其中eNB 830包括多個天線840的示例，但是eNB 830也可以包括單個天線840。
基地台設備850包括控制器851、記憶體852、網路介面853、無線通訊介面855以及連接介面857。控制器851、記憶體852和網路介面853與參照圖12描述的控制器821、記憶體822和網路介面823相同。
無線通訊介面855支援任何蜂窩通信方案(諸如LTE和LTE-先進)，並且經由RRH 860和天線840來提供到位於與RRH 860對應的磁區中的終端的無線通訊。無線通訊介面855通常可以包括例如BB處理器856。除了BB處理器856經由連接介面857連接到RRH 860的RF電路864之外，BB處理器856與參照圖12描述的BB處理器826相同。如圖13所示，無線通訊介面855可以包括多個BB處理器856。例如，多個BB處理器856可以與eNB 830使用的多個頻帶相容。雖然圖13示出其中無線通訊介面855包括多個BB處理器856的示例，但是無線 通訊介面855也可以包括單個BB處理器856。
連接介面857為用於將基地台設備850(無線通訊介面855)連接至RRH 860的介面。連接介面857還可以為用於將基地台設備850(無線通訊介面855)連接至RRH 860的上述高速線路中的通信的通信模組。
RRH 860包括連接介面861和無線通訊介面863。
連接介面861為用於將RRH 860(無線通訊介面863)連接至基地台設備850的介面。連接介面861還可以為用於上述高速線路中的通信的通信模組。
無線通訊介面863經由天線840來傳送和接收無線信號。無線通訊介面863通常可以包括例如RF電路864。RF電路864可以包括例如混頻器、濾波器和放大器，並且經由天線840來傳送和接收無線信號。如圖13所示，無線通訊介面863可以包括多個RF電路864。例如，多個RF電路864可以支援多個天線元件。雖然圖13示出其中無線通訊介面863包括多個RF電路864的示例，但是無線通訊介面863也可以包括單個RF電路864。
在圖13所示的eNB 830中，圖5所描述的發送單元301和接收單元302可以由無線通訊介面855和/或無線通訊介面863實現。功能的至少一部分也可以控制器851實現。例如，控制器851可以通過執行判斷單元303的功能來執行預定頻段是否可用的判斷。
[關於用戶設備的應用示例] (第一應用示例)
圖14是示出可以應用本發明內容的技術的智慧型電話900的示意性配置的示例的方塊圖。智慧型電話900包括處理器901、記憶體902、儲存裝置903、外部連接介面904、攝像裝置906、感測器907、麥克風908、輸入裝置909、顯示裝置910、揚聲器911、無線通訊介面912、一個或多個天線開關915、一個或多個天線916、匯流排917、電池918以及輔助控制器919。
處理器901可以為例如CPU或片上系統(SoC)，並且控制智慧型電話900的應用層和另外層的功能。記憶體902包括RAM和ROM，並且儲存資料和由處理器901執行的程式。儲存裝置903可以包括儲存介質，諸如半導體記憶體和硬碟。外部連接介面904為用於將外部裝置(諸如儲存卡和通用序列匯流排(USB)裝置)連接至智慧型電話900的介面。
攝像裝置906包括圖像感測器(諸如電荷耦合器件(CCD)和互補金屬氧化物半導體(CMOS))，並且產生捕獲圖像。感測器907可以包括一組感測器，諸如測量感測器、陀螺儀感測器、地磁感測器和加速度感測器。麥克風908將輸入到智慧型電話900的聲音轉換為音訊信號。輸入裝置909包括例如被配置為檢測顯示裝置910的螢幕上的觸摸的觸摸感測器、小鍵盤、鍵盤、按鈕或開關，並且接收從用戶輸入的操作或資訊。顯示裝置910包括螢幕(諸如液晶顯示器(LCD)和有機發光二極體 (OLED)顯示器)，並且顯示智慧型電話900的輸出圖像。揚聲器911將從智慧型電話900輸出的音訊信號轉換為聲音。
無線通訊介面912支援任何蜂窩通信方案(諸如LTE和LTE-先進)，並且執行無線通訊。無線通訊介面912通常可以包括例如BB處理器913和RF電路914。BB處理器913可以執行例如編碼/解碼、調變/解調變以及多工/解多工，並且執行用於無線通訊的各種類型的信號處理。同時，RF電路914可以包括例如混頻器、濾波器和放大器，並且經由天線916來傳送和接收無線信號。無線通訊介面912可以為其上集成有BB處理器913和RF電路914的一個晶片模組。如圖14所示，無線通訊介面912可以包括多個BB處理器913和多個RF電路914。雖然圖14示出其中無線通訊介面912包括多個BB處理器913和多個RF電路914的示例，但是無線通訊介面912也可以包括單個BB處理器913或單個RF電路914。
此外，除了蜂窩通信方案之外，無線通訊介面912可以支援另外類型的無線通訊方案，諸如短距離無線通訊方案、近場通信方案和無線局域網(LAN)方案。在此情況下，無線通訊介面912可以包括針對每種無線通訊方案的BB處理器913和RF電路914。
天線開關915中的每一個在包括在無線通訊介面912中的多個電路(例如用於不同的無線通訊方案的電路)之間切換天線916的連接目的地。
天線916中的每一個均包括單個或多個天線元件(諸如包括在MIMO天線中的多個天線元件)，並且用於無線通訊介面912傳送和接收無線信號。如圖14所示，智慧型電話900可以包括多個天線916。雖然圖14示出其中智慧型電話900包括多個天線916的示例，但是智慧型電話900也可以包括單個天線916。
此外，智慧型電話900可以包括針對每種無線通訊方案的天線916。在此情況下，天線開關915可以從智慧型電話900的配置中省略。
匯流排917將處理器901、記憶體902、儲存裝置903、外部連接介面904、攝像裝置906、感測器907、麥克風908、輸入裝置909、顯示裝置910、揚聲器911、無線通訊介面912以及輔助控制器919彼此連接。電池918經由饋線向圖14所示的智慧型電話900的各個塊提供電力，饋線在圖中被部分地示為虛線。輔助控制器919例如在睡眠模式下操作智慧型電話900的最小必需功能。
在圖14所示的智慧型電話900中，通過使用圖6所描述的接收單元401和發送單元403可以由無線通訊介面912實現。功能的至少一部分也可以由處理器901或輔助控制器919實現。例如，處理器901或輔助控制器919可以通過執行感知單元402的功能來執行頻譜感知。
(第二應用示例)
圖15是示出可以應用本發明內容的技術的汽車導航 設備920的示意性配置的示例的方塊圖。汽車導航設備920包括處理器921、記憶體922、全球定位系統(GPS)模組924、感測器925、資料介面926、內容播放機927、儲存介質介面928、輸入裝置929、顯示裝置930、揚聲器931、無線通訊介面933、一個或多個天線開關936、一個或多個天線937以及電池938。
處理器921可以為例如CPU或SoC，並且控制汽車導航設備920的導航功能和另外的功能。記憶體922包括RAM和ROM，並且儲存資料和由處理器921執行的程式。
GPS模組924使用從GPS衛星接收的GPS信號來測量汽車導航設備920的位置(諸如緯度、經度和高度)。感測器925可以包括一組感測器，諸如陀螺儀感測器、地磁感測器和空氣壓力感測器。資料介面926經由未示出的終端而連接到例如車載網路941，並且獲取由車輛產生的資料(諸如車速資料)。
內容播放機927再現儲存在儲存介質(諸如CD和DVD)中的內容，該儲存介質被插入到儲存介質介面928中。輸入裝置929包括例如被配置為檢測顯示裝置930的螢幕上的觸碰的觸控感測器、按鈕或開關，並且接收從用戶輸入的操作或資訊。顯示裝置930包括諸如LCD或OLED顯示器的螢幕，並且顯示導航功能的圖像或再現的內容。揚聲器931輸出導航功能的聲音或再現的內容。
無線通訊介面933支援任何蜂窩通信方案(諸如LTE 和LTE-先進)，並且執行無線通訊。無線通訊介面933通常可以包括例如BB處理器934和RF電路935。BB處理器934可以執行例如編碼/解碼、調變/解調變以及多工/解多工，並且執行用於無線通訊的各種類型的信號處理。同時，RF電路935可以包括例如混頻器、濾波器和放大器，並且經由天線937來傳送和接收無線信號。無線通訊介面933還可以為其上集成有BB處理器934和RF電路935的一個晶片模組。如圖15所示，無線通訊介面933可以包括多個BB處理器934和多個RF電路935。雖然圖15示出其中無線通訊介面933包括多個BB處理器934和多個RF電路935的示例，但是無線通訊介面933也可以包括單個BB處理器934或單個RF電路935。
此外，除了蜂窩通信方案之外，無線通訊介面933可以支援另外類型的無線通訊方案，諸如短距離無線通訊方案、近場通信方案和無線LAN方案。在此情況下，針對每種無線通訊方案，無線通訊介面933可以包括BB處理器934和RF電路935。
天線開關936中的每一個在包括在無線通訊介面933中的多個電路(諸如用於不同的無線通訊方案的電路)之間切換天線937的連接目的地。
天線937中的每一個均包括單個或多個天線元件(諸如包括在MIMO天線中的多個天線元件)，並且用於無線通訊介面933傳送和接收無線信號。如圖15所示，汽車導航設備920可以包括多個天線937。雖然圖15示出其 中汽車導航設備920包括多個天線937的示例，但是汽車導航設備920也可以包括單個天線937。
此外，汽車導航設備920可以包括針對每種無線通訊方案的天線937。在此情況下，天線開關936可以從汽車導航設備920的配置中省略。
電池938經由饋線向圖15所示的汽車導航設備920的各個塊提供電力，饋線在圖中被部分地示為虛線。電池938累積從車輛提供的電力。
在圖15示出的汽車導航設備920中，通過使用圖6所描述的接收單元401和發送單元403可以由無線通訊介面933實現。功能的至少一部分也可以由處理器921實現。例如，處理器921可以通過執行感知單元402的功能來執行頻譜感知。
本發明內容的技術也可以被實現為包括汽車導航設備920、車載網路941以及車輛模組942中的一個或多個塊的車載系統(或車輛)940。車輛模組942產生車輛資料(諸如車速、發動機速度和故障資訊)，並且將所產生的資料輸出至車載網路941。
以上結合具體實施例描述了本發明的基本原理，但是，需要指出的是，對本領域的技術人員而言，能夠理解本發明的方法和裝置的全部或者任何步驟或部件，可以在任何計算裝置(包括處理器、儲存介質等)或者計算裝置的網路中，以硬體、韌體、軟體或者其組合的形式實現，這是本領域的技術人員在閱讀了本發明的描述的情況下利 用其基本電路設計知識或者基本程式設計技能就能實現的。
本領域的技術人員可以理解，上文所述的裝置中的例如確定單元、調整單元、劃分單元、感知單元、判斷單元等，可以由一個或更多個處理器來實現，而例如獲取單元、互動單元、發送單元、接收單元等，可以由天線、濾波器、數據機及轉碼器等電路元器件實現。
因此，本發明還提出了一種電子設備(1)，包括：一種電路，被配置為：獲取至少一個無線通訊系統在預定頻段上的頻譜利用資訊；根據頻譜利用資訊確定相應無線通訊系統的頻譜利用效率；以及根據頻譜利用效率來調整在預定頻段上相應無線通訊系統的頻譜感知參數。
本發明還提出了一種電子設備(2)，包括：一種電路，被配置為：向頻譜管理裝置發送基地台所服務的細胞在預定頻段上的頻譜利用資訊；以及接收來自頻譜管理裝置的頻譜感知參數的改變。
本發明還提出了一種電子設備(3)，包括：一種電路，被配置為：從基地台接收進行頻譜感知的指令以及相應的頻譜感知參數；回應於該指令根據頻譜感知參數進行頻譜感知；以及將頻譜感知的結果發送給基地台。
而且，本發明還提出了一種儲存有機器可讀取的指令代碼的程式產品。所述指令代碼由機器讀取並執行時，可執行上述根據本發明實施例的方法。
相應地，用於承載上述儲存有機器可讀取的指令代碼 的程式產品的儲存介質也包括在本發明的公開中。所述儲存介質包括但不限於軟碟、光碟、磁光碟、儲存卡、儲存棒等等。
在通過軟體或韌體實現本發明的情況下，從儲存介質或網路向具有專用硬體結構的電腦(例如圖16所示的通用電腦1600)安裝構成該軟體的程式，該電腦在安裝有各種程式時，能夠執行各種功能等。
在圖16中，中央處理單元(CPU)1601根據唯讀記憶體(ROM)1602中儲存的程式或從儲存部分1608載入到隨機存取記憶體(RAM)1603的程式執行各種處理。在RAM 1603中，也根據需要儲存當CPU 1601執行各種處理等等時所需的資料。CPU 1601、ROM 1602和RAM 1603經由匯流排1604彼此連接。輸入/輸出介面1605也連接到匯流排1604。
下述部件連接到輸入/輸出介面1605：輸入部分1606(包括鍵盤、滑鼠等等)、輸出部分1607(包括顯示器，比如陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)等，和揚聲器等)、儲存部分1608(包括硬碟等)、通信部分1609(包括網路介面卡比如LAN卡、數據機等)。通信部分1609經由網路比如網際網路執行通信處理。根據需要，驅動器1610也可連接到輸入/輸出介面1605。可移除介質1611比如磁片、光碟、磁光碟、半導體記憶體等等根據需要被安裝在驅動器1610上，使得從中讀出的電腦程式根據需要被安裝到儲存部分1608中。
在通過軟體實現上述系列處理的情況下，從網路比如網際網路或儲存介質比如可移除介質1611安裝構成軟體的程式。
本領域的技術人員應當理解，這種儲存介質不局限於圖16所示的其中儲存有程式、與設備相分離地分發以向用戶提供程式的可移除介質1611。可移除介質1611的例子包含磁片(包含軟碟(註冊商標))、光碟(包含光碟唯讀記憶體(CD-ROM)和數位通用碟(DVD))、磁光碟(包含迷你碟(MD)(註冊商標))和半導體記憶體。或者，儲存介質可以是ROM 1602、儲存部分1608中包含的硬碟等等，其中存有程式，並且與包含它們的設備一起被分發給用戶。
還需要指出的是，在本發明的裝置、方法和系統中，各部件或各步驟是可以分解和/或重新組合的。這些分解和/或重新組合應該視為本發明的等效方案。並且，執行上述系列處理的步驟可以自然地按照說明的順序按時間循序執行，但是並不需要一定按時間循序執行。某些步驟可以並行或彼此獨立地執行。
最後，還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。此外，在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……” 限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
以上雖然結合附圖詳細描述了本發明的實施例，但是應當明白，上面所描述的實施方式只是用於說明本發明，而並不構成對本發明的限制。對於本領域的技術人員來說，可以對上述實施方式作出各種修改和變更而沒有背離本發明的實質和範圍。因此，本發明的範圍僅由所附的申請專利範圍及其等效含義來限定。
100‧‧‧頻譜管理裝置
101‧‧‧獲取單元
102‧‧‧確定單元
103‧‧‧調整單元

Claims (31)

  1. 一種頻譜管理裝置，包括：獲取單元，被配置為獲取預定區域內至少一個無線通訊系統在預定頻段上的頻譜利用資訊；確定單元，被配置為根據所述頻譜利用資訊確定相應無線通訊系統在所述預定區域內的頻譜利用效率；以及調整單元，被配置為根據所述頻譜利用效率來調整在所述預定頻段上所述相應無線通訊系統在所述預定區域內的頻譜感知參數。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的頻譜管理裝置，其中，所述頻譜利用資訊包括以下中的至少一個：所述預定區域內所述無線通訊系統的各個細胞的進行頻譜感知之後的實際啟動狀態資訊，所述預定區域內所述無線通訊系統的輸送量，所述預定區域內所述無線通訊系統的信噪比。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述的頻譜管理裝置，其中，所述頻譜感知參數包括以下中的至少一個：用於頻譜感知的能量檢測閾值，頻譜感知時間長度，在分散式頻譜感知的情況下參與感知的節點的數量以及頻譜感知判定標準。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的頻譜管理裝置，其中，所述獲取單元還被配置為獲取指示所述預定區域內所述無線通訊系統的各個細胞的標識的資訊，並且所述確定單元還被配置為根據指示所述無線通訊系統的各個細胞 的標識的資訊來確定處於啟動狀態的細胞與啟動失敗的細胞是否屬於同類系統，其中，所述調整單元還被配置為在所述確定單元確定處於啟動狀態的細胞與啟動失敗的細胞屬於同類系統的情況下進行調整。
  5. 根據申請專利範圍第1項所述的頻譜管理裝置，其中，所述調整單元被配置為在所述頻譜利用效率偏離期望值的情況下調整相應無線通訊系統在所述預定區域內的頻譜感知參數，以使其在所述預定區域內的頻譜利用效率達到所述期望值。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的頻譜管理裝置，其中，所述調整單元被配置為基於預設的系統模型來進行所述調整。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述的頻譜管理裝置，其中，所述預設的系統模型包括以下中的至少一個：通道模型、業務模型、在所述預定區域內的系統頻譜啟動概率模型、地理位置模型。
  8. 根據申請專利範圍第5項所述的頻譜管理裝置，其中，為具有不同的頻譜使用優先順序的無線通訊系統設定不同的頻譜利用效率的期望值。
  9. 根據申請專利範圍第5項所述的頻譜管理裝置，其中，所述頻譜感知參數為能量檢測閾值，所述調整單元被配置為在所述頻譜利用效率高於所述期望值的情況下降低相應無線通訊系統的能量檢測閾值，並且/或者在所述 頻譜利用效率低於所述期望值的情況下提高相應無線通訊系統的能量檢測閾值。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述的頻譜管理裝置，其中，所述頻譜管理裝置所管理的無線通訊系統的個數為兩個或更多個，所述調整單元被配置為針對頻譜利用效率沒有達到期望值的無線通訊系統，在不影響其他無線通訊系統的頻譜利用效率的情況下，調整該無線通訊系統的頻譜感知參數。
  11. 根據申請專利範圍第10項所述的頻譜管理裝置，所述確定單元被配置為根據系統模擬模型來確定所述其他無線通訊系統的頻譜利用效率。
  12. 根據申請專利範圍第10項所述的頻譜管理裝置，其中，不同的無線通訊系統屬於不同的行動營運商或者服務提供者。
  13. 根據申請專利範圍第1項所述的頻譜管理裝置，其中，所述頻譜管理裝置所管理的無線通訊系統的個數為一個，所述頻譜管理裝置還包括：互動單元，被配置為與其他頻譜管理裝置進行互動以使得所述調整單元在考慮對其他無線通訊系統的影響的情況下進行所述調整。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述的頻譜管理裝置，其中，所述互動單元被配置為在所述調整單元進行了調整的情況下向其他頻譜管理裝置發送參數改變請求，並接收來自所述其他頻譜管理裝置的回饋，所述調整單元根 據該回饋進一步調整所述頻譜感知參數。
  15. 根據申請專利範圍第14項所述的頻譜管理裝置，其中，所述回饋指示所述其他頻譜管理裝置管理的無線通訊系統的頻譜利用效率是否受到影響，並且所述調整單元被配置為在所述回饋指示所述其他頻譜管理裝置管理的無線通訊系統的頻譜利用效率受到影響的情況下重新調整所述頻譜感知參數。
  16. 根據申請專利範圍第14項所述的頻譜管理裝置，在所述互動單元接收到其他頻譜管理裝置的參數改變請求時，所述獲取單元獲取所述無線通訊系統的頻譜利用資訊，所述確定單元確定所述無線通訊系統的頻譜利用效率並且確定頻譜利用效率是否受到影響，並且所述互動單元將指示頻譜利用效率是否受到影響的回饋提供給所述其他頻譜管理裝置。
  17. 根據申請專利範圍第1項所述的頻譜管理裝置，其中，所述獲取單元被配置為通過有線方式獲取所述頻譜利用資訊。
  18. 根據申請專利範圍第1項所述的頻譜管理裝置，其中，所述預定頻段為非授權頻段，所述獲取單元被配置為通過授權頻段的無線通訊獲取所述頻譜利用資訊。
  19. 根據申請專利範圍第10項所述的頻譜管理裝置為地理位置資料庫。
  20. 一種用於無線通訊系統的基地台側的裝置，包括： 發送單元，被配置為向頻譜管理裝置發送該基地台所服務的細胞在預定頻段上的頻譜利用資訊；以及接收單元，被配置為接收來自頻譜管理裝置的頻譜感知參數的改變。
  21. 根據申請專利範圍第20項所述的裝置，其中，所述頻譜利用資訊包括以下中的至少一個：所述細胞的進行頻譜感知之後的實際啟動狀態資訊，所述基地台的輸送量，所述基地台的信噪比。
  22. 根據申請專利範圍第20項所述的裝置，其中，所述頻譜感知參數包括以下中的至少一個：用於頻譜感知的能量檢測閾值、頻譜感知時間長度、在分散式頻譜感知的情況下參與感知的節點的數量以及頻譜感知判定標準。
  23. 根據申請專利範圍第20項所述的裝置，還包括：判斷單元，被配置為基於所述基地台的頻譜感知結果來判斷所述預定頻段是否可用。
  24. 根據申請專利範圍第23項所述的裝置，其中，所述接收單元還被配置為接收其他節點的頻譜感知結果，所述判斷單元還被配置為基於所述其他節點的頻譜感知結果來進行所述判斷。
  25. 根據申請專利範圍第23項所述的裝置，其中，所述判斷單元還被配置為在所述預定頻段不可用的情況下判斷本細胞與已佔用所述預定頻段的細胞是否屬於同類系統，並且所述發送單元將判斷的結果提供給所述頻譜管理 裝置。
  26. 根據申請專利範圍第25項所述的裝置，其中，所述判斷單元被配置為根據如下中的至少一個來進行是否屬於同類系統的判斷：細胞的標識資訊、參考信號檢測。
  27. 一種用於無線通訊系統的用戶設備側的裝置，包括：接收單元，被配置為從基地台接收進行頻譜感知的指令以及相應的頻譜感知參數；感知單元，被配置為回應於所述指令根據所述頻譜感知參數進行頻譜感知；以及發送單元，被配置為將頻譜感知的結果發送給所述基地台。
  28. 根據申請專利範圍第27項所述的裝置，其中，所述頻譜感知參數包括以下中的至少一個：用於頻譜感知的能量檢測閾值、頻譜感知時間長度、在分散式頻譜感知的情況下參與感知的節點的數量以及頻譜感知判定標準。
  29. 一種頻譜管理方法，包括：獲取預定區域內至少一個無線通訊系統在預定頻段上的頻譜利用資訊；根據所述頻譜利用資訊確定相應無線通訊系統在所述預定區域內的的頻譜利用效率；以及根據所述頻譜利用效率來調整在所述預定頻段上所述相應無線通訊系統在所述預定區域內的的頻譜感知參數。
  30. 一種用於無線通訊系統的基地台側的方法，包 括：向頻譜管理裝置發送該基地台所服務的細胞在預定頻段上的頻譜利用資訊；以及接收來自頻譜管理裝置的頻譜感知參數的改變。
  31. 一種用於無線通訊系統的用戶設備側的方法，包括：從基地台接收進行頻譜感知的指令以及相應的頻譜感知參數；回應於所述指令根據所述頻譜感知參數進行頻譜感知；以及將頻譜感知的結果發送給所述基地台。
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