СПОСОБ, УСТРОЙСТВО И КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ БАЗ ДАННЫХ
METHOD, DEVICE AND COMPUTER PROGRAM FOR SUPPORT OF DATA BASES

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к механизму координации и взаимодействия между базами данных, относящимися к устройствам, использующим «пробелы» (неиспользуемые области) в спектре частот.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для беспроводной связи, использующей электромагнитное излучение, такой как радиосвязь и телевизионное вещание, необходима определенная полоса доступного частотного спектра. Использование этих полос регулируется национальными и международными органами, которые назначают полосы частот для конкретного использования и в большинстве случаев лицензируют права на них. В результате такого процесса распределения частот создается частотный план, в котором по техническим причинам может быть назначен неиспользуемый спектр между используемыми полосами для передачи или каналами для предотвращения помех. В этом случае частоты, которые не используются, специально назначают для таких целей, как организация защитной полосы. Эти неиспользуемые спектры частот, естественно, могут существовать между используемыми каналами, так как назначение расположенным вблизи друг от друга передатчикам смежных каналов может стать причиной помех, мешающих обеим передачам.
Кроме этих технических назначений, также имеется неиспользуемый радиоспектр, который либо не используется, либо стал свободным в результате технических изменений. В частности, планируемый переход на цифровое телевидение может освободить большие области внутри определенных частотных диапазонов. Это объясняется тем, что цифровые передачи могут занимать смежные каналы, тогда как аналоговые передачи не могут. Это означает, что полоса может быть «сжата» в меньшее число каналов, при этом позволяя обеспечивать большее число передач.
В США Федеральная Комиссия Связи (FCC - Federal Communication Commission) издала постановление, которое позволяет устройствам, удовлетворяющим некоторым условиям/требованиям, предоставлять возможность использовать в определенном месте и в определенное время ТВ-полосы, которые являются неиспользуемыми. Такая часть ТВ-спектра называется «пробелами» (WS - White Space). Устройство, предназначенное для использования этих доступных каналов, является устройством, использующим «пробелы» (WSD - white-space device). Такие устройства WSD могут быть разработаны с возможностью определять наличие существующих сигналов, таких как ТВ-станции и другие беспроводные пользователи, и в этом случае избегать использования этих каналов. Ранее было предложено снабдить приемником GPS и запрограммировать каждое устройство WSD на введение специальной базы данных «пробелов» (WS DB - white space database) всех ТВ-станций в некоторой области, однако такое решение не позволяет избежать других нестационарных или нелицензированных пользователей в этой области, или любых станций, которые были лицензированы или изменены уже после того, как были изготовлены.
Устройству WSD, как правило, необходимо иметь следующие возможности: знание или возможность определения своего местоположения (географического местоположения); возможность иметь доступ к базе данных «пробелов», которая содержит последнюю информацию об использовании спектра в зависимости от места; возможность определять занятость полос внутри частотного спектра «пробелов» (зондирование) и т.п.
Обычно устройству WSD может потребоваться получить последнюю информацию из базы данных «пробелов» для его местоположения и осуществить передачу в правильных полосах частот в соответствии с последней информацией из базы данных «пробелов». Может существовать множество баз данных «пробелов», и каждая из них может содержать информацию об использовании спектра для нескольких областей.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данная заявка раскрывает механизм координации между множеством баз данных, которые имеют каналы связи и соответствующие интерфейсы для подключения друг к другу. Координация между базами данных может быть сфокусирована на следующих аспектах:
1. Разделение нагрузки доступа к базе данных
Множество баз данных соединяются друг с другом и строят таблицу связей, содержащую информацию о связанных базах данных для совместного использования. База данных отслеживает нагрузку доступа устройств WSD с фиксацией события перегрузки. Когда она обнаруживает, что это событие произошло, база данных начинает переговоры (согласование) с другими связанными базами данных. Результатом таких переговоров может быть разрешение базами данных осуществить перенаправление части нагрузки доступа с перегруженной базы данных на другие базы данных.
2. Совместное использование или перекрестный контроль вычисленных данных и/или информации об использовании спектра
Множество баз данных общается друг с другом и строит таблицу связей, которая содержит информацию о связанных базах данных для совместного использования и перекрестного контроля. Области для совместного использования и/или перекрестного контроля помечаются и хранятся в таблице связей. База данных вычисляет доступные каналы, связанные с географическими местоположениями в ее области, и отправляет данные вычислений в помеченных областях связанным базам данных в соответствии с таблицей связей. Другая связанная база данных подтверждает получение вычисленных данных.
3. Совместное использование ресурсов спектра в перекрывающихся областях
Множество баз данных «пробелов» проверяет, существуют ли перекрывающиеся области, с помощью информации о географическом местоположении. Все перекрывающиеся области помечаются, и результаты используются для построения таблицы связей. Базы данных связываются друг с другом на основании таблицы связей и разделяют ресурсы спектра случайным или равным образом между множеством баз данных для перекрывающихся областей. Для перекрывающихся областей база данных может также запросить, чтобы точка доступа (АР - access point) в этой области сообщала об активности использования спектра (например, количество подключенных или незанятых устройств WSD в ее зоне покрытия). На основе полученной информации о нагрузке базы данных связываются друг с другом и распределяют ресурсы спектра пропорционально активности использования точек доступа.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается способ, включающий:
- поддержание первой базы данных, содержащей информацию об использовании частотного спектра для первой географической области, устройством поддержания первой базы данных;
- получение информации от устройства поддержания второй базы данных второй географической области;
- определение устройством поддержания первой базы данных того, перекрываются ли упомянутая первая географическая область и упомянутая вторая географическая область по меньшей мере частично;
- поддержание таблицы связей, в которой содержится указание на результат определения.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается устройство, включающее:
- средства связи с первой базой данных, содержащей информацию об использовании частотного спектра для первой географической области;
- средства для приема информации от устройства поддержания второй базы данных второй географической области;
- средства для определения того, перекрываются ли упомянутая первая географическая область и упомянутая вторая географическая область по меньшей мере частично; и
- средства для поддержания таблицы связей, в которой содержится указание на результат определения.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается сервер, включающий:
- первую базу данных, содержащую информацию об использовании частотного спектра для первой географической области;
- средства для приема информации от устройства поддержания второй базы данных второй географической области;
- средства для определения того, перекрываются ли упомянутая первая географическая область и упомянутая вторая географическая область по меньшей мере частично; и
- средства для поддержания таблицы связей, в которой содержится указание на результат определения.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается устройство, включающее:
- интерфейс для связи с первой базой данных, содержащей информацию об использовании частотного спектра для первой географической области;
- приемопередатчик для связи с устройством поддержания второй базы данных второй географической области для приема информации от устройства поддержания второй базы данных; и
- контроллер для определения того, перекрываются ли упомянутая первая географическая область и упомянутая вторая географическая область по меньшей мере частично, и для поддержания таблицы связей, в которой содержится указание на результат упомянутого определения.
В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения обеспечивается программный продукт, включающий код компьютерной программы, конфигурированный так, чтобы с помощью по меньшей мере одного процессора позволять устройству:
- поддерживать первую базу данных, содержащую информацию об использовании частотного спектра для первой географической области;
- получать информацию от устройства поддержания второй базы данных второй географической области;
- определять, перекрываются ли упомянутая первая географическая область и упомянутая вторая географическая область по меньшей мере частично;
- поддерживать таблицу связей, в которой содержится указание на результат упомянутого определения.
Координация (включая все три аспекта, упомянутые выше) может осуществляться между базами данных в соответствии с таблицей связей, и в нее могут быть вовлечены только релевантные базы данных. Проблема перегрузки вследствие чрезмерного доступа к определенным конкретным базам данных может быть решена посредством выравнивания нагрузки между базами данных. Целостность вычисленных данных может быть проверена перекрестным контролем, и общая вычислительная нагрузка для большой области может быть разделена между множеством баз данных. Благодаря совместному использованию спектра в перекрывающихся областях также могут быть уменьшены помехи между точками доступа, так как полосы частот (каналы) могут переназначаться или назначаться на основе нагрузки способом множественного доступа с разделением частот (FDMA - frequency division multiple access) между различными базами данных или различными точками доступа.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Далее некоторые примеры осуществления изобретения будут описаны более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг.1а иллюстрирует пример географической области, поделенной на области;
фиг.1b иллюстрирует общую сетевую архитектуру;
фиг.2 иллюстрирует пример таблицы связей для разделенной нагрузки доступа;
фиг.3 изображает нагрузку доступа и событие перегрузки в представленной в качестве примера ситуации;
фиг.4 изображает пример сигнального потока для разделенной нагрузки доступа;
фиг.5 изображает пример таблицы связей для совместного использования/перекрестного контроля информации об использовании спектра и вычисленных данных;
фиг.6 изображает пример сигнального потока для распределенных вычисленных данных и перекрестного контроля;
фиг.7 изображает пример таблицы связей для совместного использования ресурсов;
фиг.8 изображает пример совместного использования ресурсов;
фиг.9 иллюстрирует пример координирования баз данных посредством отчетов от устройств точек доступа; и
фиг.10а изображает пример осуществления устройства поддержания базы данных;
фиг.10b изображает пример осуществления устройства регулирования;
фиг.10с изображает пример устройства поддержания базы данных об использовании;
фиг.10d изображает пример осуществления устройства WSD;
фиг.10е изображает пример осуществления устройства предоставления точки доступа;
фиг.11 изображает блок-схему способа в соответствии с примером осуществления изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НЕКОТОРЫХ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее пример осуществления системы, в которой может быть реализовано настоящее изобретение, описывается более подробно со ссылками на фиг.1а и 1b. Некоторые устройства, которые могут использоваться в системе, изображены на фиг.10а, 10b и 10с. Система 1 включает устройства 2 поддержания баз данных. Пример осуществления устройства 2 поддержания базы данных изображен на фиг.10а. Устройство 2 поддержания базы данных включает базу 3 данных, которая содержит информацию относительно использования спектра внутри географической области G. Может существовать некоторое число станций ST связи в географической области G, которые не являются устройствами WSD. Например, могут существовать теле- или радиовещательные станции, базовые станции мобильных сетей связи, сети связей правительства и т.д., которые могут иметь привилегии на использование определенных каналов частотного спектра.
Необходимо отметить, что может существовать несколько устройств 2 поддержания базы данных и других элементов в системе. На фиг.1а изображен не ограничивающий пример трех устройств 2.1, 2.2, 2.3 баз данных и четырех областей А.1, А.2, А.3, А.4. Ссылочные обозначения с точками (например, 2.1, 2.2, 2.3, А.1, А.2) используются, когда делается ссылка на конкретный элемент, а ссылочные обозначения без точки используются, когда делается ссылка на элемент в целом (например, устройство 2 поддержания базы данных, база 3 данных, область А).
Может существовать множество устройств 2 поддержания базы данных, включающих или имеющих доступ к одной или более базам 3 данных, и каждая база 3 данных может содержать информацию об использовании спектра для нескольких областей. Эти области различных баз 3 данных могут перекрываться друг с другом частично или даже полностью. Здесь база 3 данных является базой данных «пробелов», связанной с устройством 2, которое имеет один или более интерфейсов, связанных с контролирующими авторизацию органами (регуляторами) и объектами, предоставляющими информацию (например, телевещание и беспроводной микрофон). Кроме этого, устройство 2 поддержания базы данных имеет возможность расчета того, какие каналы доступны для определенных географических местоположений.
Такой сценарий возможен, так как может оказаться слишком затратным построение базы данных «пробелов» для покрытия большой области. Одним из возможных вариантов решения в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения является использование множества баз 3 данных, и каждая база 3 данных может осуществлять покрытие некоторых частей области и эти базы 3 данных могут взаимодействовать друг с другом для совместного использования информации о спектре и вычисленных данных для обслуживания всей области и/или разделения нагрузки доступа между базами данных «пробелов». Также возможно, что множество стран могут содержать множество баз 3 данных, и эти страны могут иметь смежные границы. Эти базы 3 данных могут взаимодействовать друг с другом для совместного использования информации о спектре для обслуживания области около границ.
В качестве примера разделения нагрузки доступа, первая база 3.1 данных и вторая база 3.2 данных содержат информацию о спектре для нескольких областей. Может случиться так, что число устройств WSD, осуществляющих доступ к первой базе 3.1 данных, намного больше, чем число аналогичных устройств, осуществляющих доступ ко второй базе 3.2 данных. Тогда первая база 3.1 данных может быть перегружена доступами, осуществляемыми устройствами 13 WSD. Вторая база 3.2 данных может быть способна взять на себя некоторую часть нагрузки, приходящейся на первую базу 3.1 данных, в случае, если имеется соглашение между первой базой 3.1 данных и второй базой 3.2 данных.
Кроме того, в перекрывающихся областях баз 3 данных может быть выгодным использование координационного механизма для разделения ресурсов спектра между базами 3 данных. Например, если в области, перекрываемой первой базой 3.1 данных и второй базой 3.2 данных, число активных устройств 12 WSD, осуществляющих запросы к первой базе 3.1 данных, намного больше числа аналогичных устройств, осуществляющих запросы ко второй базе 3.2 данных, то доступные каналы для перекрывающейся области X могут быть разбиты между первой базой 3.1 данных и второй базой 3.2 данных таким образом, что первая база 3.1 данных получит больше каналов для обработки запросов, чем вторая база 3.2 данных.
Пример географической области G, изображенной на фиг.1а, включает некоторое число областей, обслуживаемых устройствами 20 предоставления точки доступа. В данном примере существует четыре устройства 20.1 - 20.4 предоставления точки доступа, но в практических реализациях может быть меньшее или большее число, чем четыре устройства 20 предоставления точки доступа. Каждое устройство 20 предоставления точки доступа может обслуживать определенную географическую область, в которой устройство 13 WSD, находящееся внутри такой области, может иметь возможность связываться с устройством 20 предоставления точки доступа данной области. Как можно видеть из фиг.1а, некоторые области могут перекрываться. Поэтому устройство 13 WSD может иметь возможность связываться с более чем одним устройством 20 предоставления точки доступа.
Существует также некоторое число устройств 2 поддержания базы данных, которые содержат или способны иметь доступ к базе 3 данных, в которой может храниться информация, например, относительно географических данных области, обслуживаемой точкой 20 доступа, информация об использовании спектра внутри области и т.д.
На фиг.10а представлен пример осуществления устройства 2 поддержания базы данных. База 3 данных хранится, например, в памяти 4, которая может хранить информацию и в которой информация или ее часть при необходимости может быть изменена. Также возможно, чтобы база 3 данных являлась внешней по отношению к устройству 2 поддержания базы данных, при этом устройство 2 поддержания базы данных имеет интерфейс для осуществления доступа к базе 3 данных, например для чтения данных из базы 3 данных и хранения данных в базе 3 данных. Память 4 может включать один или более дисковый накопитель, полупроводниковое устройство(-а) и/или другие каналы передачи данных. Устройство 2 поддержания базы данных имеет контроллер 5 для управления работой устройства 2 поддержания базы данных. Память 4 может содержать программный код 4.2, то есть инструкции для контроллера 5, которые заставляют устройство поддержания базы данных выполнять свою работу. Устройство 2 поддержания базы данных также включает средства 6 связи, такие как передатчик 6.1 и приемник 6.2, то есть приемопередатчик, для осуществления связи с другими устройствами 2 поддержания базы данных и другими устройствами. Средства 6 связи могут включать более одного передатчика 6.1 и приемника 6.2 для связи с различными устройствами или средства 6 связи могут иметь возможность осуществления связи от устройствами различного типа и использования одних и тех же передатчика 6.1 и приемника 6.2. Устройство 2 поддержания базы данных может также включать пользовательский интерфейс 7 для ввода данных пользователем, отображения данных пользователю, изменения некоторых параметров работы устройства 2 поддержания базы данных и т.д.
Устройство 2 поддержания базы данных может хранить в базе 3 данных информацию относительно использования спектра и информацию о географической области(-ях), к которой(-ым) относится информацию об использовании спектра. Географическая информация может содержать данные координат (например, широта и долгота); данные о стране; городе; центральную точку и радиус области; и/или другой тип данных, которые определяют географическую область А. База 3 данных может также включать географические данные и данные спектра о более чем одной области А, о чем будет сказано позже в данном описании.
Система 1 включает устройство 8 регулирования, которое может быть связано с устройством 2 поддержания базы данных. Органы регулирования, такие как FCC, могут использовать устройство 8 регулирования, например, для контроля над базой данных. Это может включать такие возможности, как мониторинг производительности базы данных, просмотр данных и отчетов, хранящихся в базе 3 данных, и выполнение запросов о статусе действий, осуществляемых базой 3 данных. Пример осуществления устройства 8 регулирования представлен на фиг.10b. Устройство 8 регулирования включает память 9 для хранения информации. Устройство 8 регулирования имеет контроллер 10 для управления работой устройства 8 регулирования. Память 9 может также содержать программный код 9.2, то есть инструкции для контроллера 10, которые заставляют устройство 8 регулирования выполнять свою работу. Устройство 8 регулирования также включает средства 11 связи, такие как передатчик 11.1 и приемник 11.2 для осуществления связи от устройствами 2 поддержания базы данных. Устройство 8 регулирования может также включать пользовательский интерфейс 12 для ввода данных пользователем, отображения данных пользователю, изменения некоторых параметров работы устройства 8 регулирования и т.д.
Система 1 может также включать одно или более устройств 40 поддержания базы данных об использовании, которые могут содержать информацию о пользователях частотного спектра. Например, телевизионные станции могут сообщать устройству 40 поддержания базы данных об использовании данные, которые указывают используемый(-е) телевизионной станцией канал(-ы). Данные могут также содержать данные о мощности передатчика, направлениях антенны, времени передачи и т.д. Пример осуществления устройства 40 поддержания базы данных об использовании изображен на фиг.10с. Устройство 40 поддержания базы данных об использовании включает память 41, которая содержит информацию о пользователях частотного спектра внутри географической области. База 42 данных об использовании может содержать информацию относительно канальной структуры частотного спектра внутри географической области. Например, канальная структура может определять, какие частоты доступны для каждого канала и для какой цели (например, телевещание, радиовещание), какие каналы лицензированы, какие не требуют лицензии и т.д. Устройство 40 поддержания базы данных об использовании имеет контроллер 43 для управления работой устройства 40 поддержания базы данных об использовании. Память 41 может также содержать программный код 41.2, то есть инструкции для контроллера 43, которые заставляют устройство 40 поддержания базы данных об использовании выполнять свою работу. Устройство 40 поддержания базы данных об использовании также включает средства 44 связи, такие как передатчик 44.1 и приемник 44.2 для осуществления связи от устройствами 2 поддержания базы данных. Устройство 40 поддержания базы данных об использовании может также включать пользовательский интерфейс 45 для ввода данных пользователем, отображения данных пользователю, изменения некоторых параметров работы устройства 40 поддержания базы данных об использовании и т.д. Устройства 40 поддержания базы данных об использовании могут сообщать информацию о спектре устройствам 2 поддержания базы данных таким образом, что устройства 2 поддержания баз данных будут знать подробности о полосах (каналах) «пробелов» для определенного географического местоположения.
Система 1 может также включать устройства 13 WSD, которые способны передавать и/или принимать информацию с использованием канала одной или более частей «пробелов» частотного спектра. Пример осуществления устройства 13 WSD представлен на фиг.10d. Устройство 13 WSD включает контроллер 14 для управления работой устройства 13 WSD. Устройство 13 WSD также включает средства 15 связи для осуществления связи с другими устройствами. Например, устройство 13 WSD может осуществлять связь с другими устройствами 13 WSD, с одним или более устройствами 2 поддержания базы данных, с точкой 20 доступа сети связи и т.д. Связь с другим(-и) устройством(-ами) может быть односторонней связью или двусторонней связью. Примером односторонней связи является устройство 13 WSD, работающее как беспроводной микрофон, в котором акустическая волна, принимаемая беспроводным микрофоном, преобразуется в электрические сигналы и передается на радиочастотах другому устройству. Беспроводной микрофон и другие устройства WSD, использующие одностороннюю связь, могут продолжать принимать данные, такие как запросы, например, от устройств 2 поддержания базы данных. Примером двусторонней связи является устройство 13 WSD, работающее как беспроводная гарнитура, которая способна передавать сигналы микрофона другому устройству и принимать сигналы динамика из другого устройства и преобразовывать сигналы динамика в акустическую волну. Устройство WSD может также включать память 16 для хранения программного кода для контроллера 14 и других данных.
Устройство 13 WSD может также включать пользовательский интерфейс 17 для ввода данных пользователем, отображения данных пользователю, изменения некоторых параметров работы устройства 13 WSD и т.д.
Устройства 13 WSD могут также включать элемент 18 позиционирования для определения местоположения устройства 13 WSD таким образом, что устройство 13 WSD будет знать о своем местоположении (географическом местоположении). Устройство 13 WSD может осуществлять связь с одним или более устройствами 2 поддержания базы данных для получения доступа к базе 3 данных «пробелов», которая содержит последнюю информацию об использовании спектра для определенных мест. Поэтому устройство 13 WSD способно определить каналы, которые устройство 13 WSD может использовать для связи, а также определить занятость полос в частотном спектре «пробелов» таким образом, что устройство 13 WSD может выбрать такой канал, который не будет подвергаться помехам или в котором канальные помехи от других передач будут находиться на приемлемо низком уровне.
Здесь необходимо отметить, что эти примеры устройств 13 WSD не являются ограничивающими, и настоящее изобретение может быть также реализовано с помощью других устройств 13 WSD.
Система 1 может также включать одно или более устройство 20 предоставления точки доступа, посредством которого устройство 13 WSD может осуществлять связь с другими устройствами. Пример осуществления устройства 20 предоставления точки доступа изображен на фиг.10е. Устройство 20 предоставления точки доступа может включать контроллер 21 для управления работой устройства 20 предоставления точки доступа и память 22 для хранения программного кода 22.2 для контроллера и других данных, таких как информация об устройствах 13 WSD, подключенных в данный момент к устройству 20 предоставления точки доступа. Устройство 20 предоставления точки доступа также включает средства 23 связи для осуществления связи с устройствами 13 WSD и устройствами 2 поддержания базы данных. Устройство 20 предоставления точки доступа может также включать базу 24 данных для хранения информации из одной или более баз 3 данных устройств 2 поддержания баз данных.
В качестве примера, некоторые беспроводные сети, которые включают точки доступа для обеспечения устройствам доступа к беспроводной сети, могут применять выравнивание нагрузки посредством схемы выравнивания нагрузки точки доступа, при этом устройства, способные осуществлять связь с беспроводной сетью, обладают информацией о точке доступа, с которой они могут быть ассоциированы, и точка доступа может хранить эту информацию в базе 3 данных и решать, является ли нагрузка такой, что запрашивающее устройство может иметь доступ к сети посредством точки доступа.
Далее описываются более подробно некоторые примеры ситуаций, в которых может использоваться изобретение. Как показано на фиг.1а и 1b, существует множество устройств 2 поддержания базы данных, включающих базу 3 данных, которая может содержать информацию об использовании спектра для нескольких областей А.1, А.2, А.3. Эти области А.1, А.2, А.3 различных баз данных могут перекрывать друг друга частично или даже полностью. Устройство 2 поддержания базы данных имеет интерфейсы со сторонами авторизации (устройством 8 регулирования), которые могут вести наблюдение за операциями баз данных или предоставлять информацию об использовании спектра, и с устройством(-ами) 40 использования объектов, предоставляющих информацию (например, телевещание и беспроводной микрофон). Эти интерфейсы или соединения изображены на фиг.1b стрелками 33, 33', 34, 34'. Кроме этого, устройство 2 поддержания базы данных имеет возможность вычисления данных для выполнения вычислений того, какие каналы доступны в определенных географических местоположениях.
В реализации первого варианта осуществления изобретения два или более устройства 2 поддержания баз данных инициируют связь друг с другом и проверяют, какие базы 3 данных могут быть связанными базами данных для разделения нагрузки доступа в зависимости от их обрабатывающих способностей. Например, устройство 2.1 поддержания первой базы данных на фиг.1b, содержащее и поддерживающее 120 (фиг.11) первую базу 3.1 данных (база А данных на фиг.1b), может посылать сообщение запроса в одно или более устройство 2.2, 2.3 другой базы данных, например устройство 2.2 поддержания второй базы данных на фиг.1b, которое включает вторую базу 3.2 данных (база В данных на фиг.1b). Сообщение запроса указывает на то, что устройство 2.2 поддержания второй базы данных запрашивается сообщить устройству 2.1 поддержания первой базы данных информацию об обрабатывающей способности устройства 2.2 поддержания второй базы данных с целью разделения нагрузки доступа и/или географическую информацию второй базы 3.2 данных с целью совместного использования ресурсов, при этом устройство 2.1 поддержания первой базы данных может проверить, имеются ли какие-либо перекрывающиеся области, обслуживаемые первой базой 3.1 данных и второй базой 3.2 данных. Устройство 2.2 поддержания второй базы данных отправляет запрашиваемую информацию устройству 2.1 поддержания первой базы данных, которое получает 121 (фиг.11) информацию и строит или обновляет, например, таблицу 200 связей, в которой базы 3.1 и 3.2 данных являются связанными. Неограничивающие примеры таких таблиц связей представлены на фиг.2, 5 и 7. Устройство 2.1 поддержания первой базы данных проверяет принятые данные для определения 122, содержат ли первая база 3.1 данных и вторая база 3.2 данных перекрывающиеся области. Если такие области имеются, то устройство 2.1 поддержания первой базы данных помечает 123 такие области в таблице 200 связей. Пример таблицы 200 связей представлен на фиг.2, где ячейка, содержащая слово «Да», указывает на то, что возможно совместное использование ресурсов, а ячейка, содержащая слово «Нет», указывает на то, что совместное использование ресурсов невозможно. Строки 201 и столбцы 202 таблицы 200 связей содержат результаты запросов от различных устройств 2.1, 2.2, 2.3 поддержания баз данных. В данном примере таблицы 200 связей ячейка в первой строке/втором столбце указывает, что устройство 2.1 поддержания первой базы данных и устройство 2.2 поддержания второй базы данных могут при необходимости разделять нагрузку доступа. Аналогично, ячейка первой строки/третьего столбца показывает, что устройство 2.1 поддержания первой базы данных и устройство 2.2 поддержания второй базы данных не могут разделять нагрузку доступа. Ячейка во второй строке/третьем столбце показывает, что устройство 2.2 поддержания второй базы данных и устройство 2.3 поддержания третьей базы данных при необходимости могут разделять нагрузку доступа.
На основе примера, представленного на фиг.1а, можно увидеть, что первая область А.1, находящаяся под управлением устройства 2.1 поддержания первой базы данных, и вторая область А.2, находящаяся под управлением устройства 2.2 поддержания второй базы данных, частично перекрываются. Поэтому устройство 2.1 поддержания первой базы данных и устройство 2.2 поддержания второй базы данных могут иметь возможность при необходимости совместно использовать ресурсы. Аналогично, третья область А.3, находящаяся под управлением устройства 2.2 поддержания второй базы данных, и четвертая область А.4, находящаяся под управлением устройства 2.3 поддержания третьей базы данных, частично перекрываются, таким образом обеспечивая возможность совместного использования ресурсов устройством 2.2 поддержания второй базы данных и устройством 2.3 поддержания третьей базы данных.
Таблица 200 связей может быть построена в памяти 4 устройств 2.1, 2.2, 2.3 поддержания баз данных многими известными способами, например, таким как следующий. В не ограничивающем варианте осуществления значения ячеек помечаются битовыми значениями, при этом первое значение, например 0, означает, что совместное использование невозможно, и второе значение, например 1, означает, что совместное использование возможно.
В примере на фиг.2 таблица 200 связей содержит перекрестные данные о возможностях совместного использования ресурсов устройством 2.1 поддержания базы данных и устройством 2.2 поддержания базы данных, данные перекрестных ссылок между устройством 2.1 поддержания первой базы данных и устройством 2.3 поддержания третьей базы данных, и данные перекрестных ссылок между устройством 2.2 поддержания второй базы данных и устройством 2.3 поддержания третьей базы данных. В некоторых вариантах осуществления таблица 200 связей устройства 2.1 поддержания первой базы данных может содержать только данные перекрестных ссылок о возможностях совместного использования ресурсов устройством 2.1 поддержания первой базы данных со всеми устройствами 2.2 других баз данных, которые имеют по меньшей мере частично перекрывающиеся области с устройством 2.1 поддержания первой базы данных, но без данных перекрестных ссылок между двумя другими устройствами 2.2, 2.3 поддержания баз данных.
Когда таблица 200 связей сформирована, устройства 2.1, 2.2, 2.3 поддержания баз данных начинают мониторинг нагрузки доступа от устройств 13 WSD на возникновение условия 300 перегрузки. Условие перегрузки может включать порог или триггер (показан на фиг.3), который сравнивается с текущей ситуацией нагрузки. Если условие выполняется, устройство 2 поддержания базы данных проверяет таблицу 200 связей с целью определить, имеются ли другие устройства 2.2, 2.3 баз данных, с которыми может быть разделена нагрузка доступа. Если такие базы имеются, то устройство 2 поддержания базы данных начинает переговоры с другими устройствами 2.2, 2.3 баз данных, с которыми возможно разделение нагрузки. Устройства 2.1, 2.2, 2.3 баз данных могут включать элемент 210 для выполнения мониторинга, сравнивающее устройство 211 для выполнения сравнения, проверяющий элемент 212 для выполнения проверки и вычислительный элемент 213 для выполнения вычислений. Эти элементы могут быть реализованы в виде программного кода контроллера 5, как элементы схемы или как комбинация этих двух способов.
Пример ситуации с нагрузкой доступа изображен на фиг.3. Видно, что нагрузка доступа может изменяться во времени, и в конкретный момент 301 нагрузка доступа может превысить порог, что может активировать согласование разделения нагрузки доступа с другим(-и) устройством(-ами) 2 поддержания базы данных.
Пример сигнального потока во время фазы согласования представлен на фиг.4. Когда устройство 2.1 поддержания базы данных определяет, что наступила ситуация перегрузки, то оно начинает передавать сообщение 400 запроса одному из других устройств 2.2, 2.3 поддержания баз данных, которые способны разделить нагрузку доступа с устройством 2.1 поддержания первой базы данных. В этом неограничивающем примере таблица 200 связей определяет, что устройство 2.2 поддержания второй базы данных может разделить нагрузку доступа. Поэтому сообщение 400 запроса передается в устройство 2.2 поддержания второй базы данных, которое получает сообщение запроса и проверяет его содержание. Устройство 2.2 поддержания второй базы данных определяет, что устройство 2.1 поддержания первой базы данных хочет, чтобы устройство 2.2 поддержания второй базы данных разделило с ним нагрузку доступа. Устройство 2.2 поддержания второй базы данных проверяет свою собственную нагрузку доступа и обрабатывающую способность и определяет, способно ли устройство 2.2 поддержания второй базы данных разделить нагрузку доступа и в каком объеме оно может разделить нагрузку доступа. Нагрузка доступа может быть определена, например, как количество запросов от устройств 13 WSD. Если устройство 2.2 поддержания второй базы данных определило, что оно способно разделить нагрузку доступа, то устройство 2.2 поддержания второй базы данных передает ответное сообщение 401 устройству 2.1 поддержания первой базы данных для указания того, что устройство 2.2 поддержания второй базы данных может обслужить определенное количество запросов доступа. Для ситуации, когда устройство 2.2 поддержания второй базы данных определяет, что оно не способно совместно использовать ресурсы (например, устройство 2.2 поддержания второй базы данных также использует всю свою мощность), устройство 2.2 поддержания второй базы данных может передать ответное сообщение устройству 2.1 поддержания первой базы данных для указания того, что устройство 2.2 поддержания второй базы данных не может мгновенно обслужить какое-либо количество запросов доступа. Устройство 2.1 поддержания первой базы данных получает ответное сообщение 401 и передает сообщение 402 подтверждения устройству 2.2 поддержания второй базы данных. Затем устройство 2.1 поддержания первой базы данных перенаправляет 403 некоторые запросы (например, от устройства(-в) 13 WSD) в устройство 2.2 поддержания второй базы данных. Число перенаправляемых запросов может быть таким же или меньшим, чем число запросов, указанных устройством 2.2 поддержания второй базы данных.
Вышеописанная процедура может повторяться постоянно или при необходимости.
Ниже описывается более подробно другой пример ситуации. Как и в случае с первым примером, описанным выше, устройства 2 поддержания баз данных инициируют соединения друг с другом и проверяют, какие базы 3 данных могут подходить для совместного использования вычисленных данных и перекрестного контроля. Области для совместного использования и/или перекрестного контроля помечаются и хранятся в таблице 500 связей (показана на фиг.5). Данный процесс отличен от процесса инициирования в предыдущем варианте осуществления, так как есть вероятность, что некоторые базы данных могут содержать информацию об использовании спектра и данные вычислений для одних и тех же областей. Для таких областей необходим перекрестный контроль, так как различные устройства 2 поддержания баз данных могут использовать различные способы вычисления, и могут быть расхождения в вычисленных данных (то есть доступные каналы для определенных географических местоположений). Также есть вероятность, что некоторые базы данных могут содержать информацию об использовании спектра и данные вычислений для различных областей. Путем взаимодействия друг с другом (совместного использования информации об использовании спектра и данных вычислений) устройства 2 поддержания баз данных могут обслуживать гораздо большую область, чем области, покрываемые базами 3.1, 3.2 данных по отдельности.
Таблица 500 показывает, какие области могут обеспечивать возможность совместного использования вычисленных данных и перекрестного контроля. Например, ячейка во второй строке, первый столбец (и, соответственно, в первой строке, второй столбец) показывает, что устройство 2.1 поддержания первой базы данных и устройство 2.2 поддержания второй базы данных имеют только одну перекрывающуюся область (вторую область А.2). Вторая область А.2 является перекрывающейся, то есть устройства 13 WSD, которые работают внутри второй области А.2, могут осуществлять связь с устройством 2.1 поддержания первой базы данных и с устройством 2.2 поддержания второй базы данных. Соответственно, ячейка в третьей строке, второй столбец (и, соответственно, во второй строке, третий столбец) показывает, что устройство 2.2 поддержания второй базы данных и устройство 2.3 поддержания третьей базы данных имеют две перекрывающиеся области (третья область А.3 и четвертая область А.4).
В практических реализациях число устройств 2 поддержания баз данных может быть достаточно большим, и тогда может быть нерационально устанавливать связь между каждым из устройств 2 поддержания базы данных, но можно указать одно устройство 2.1 поддержания базы данных, с которым другое устройство (устройства) 2.2, 2.3 поддержания баз данных может иметь по меньшей мере частично перекрывающиеся географические области. Поэтому в одном примере осуществления устанавливают связь друг с другом только такие устройства 2 поддержания баз данных, которые имеют по меньшей мере частично перекрывающиеся области.
Устройство 2 поддержания базы данных вычисляет доступные каналы в частотном спектре, связанные с географическими местоположениями в этих областях. По завершении вычислений устройство 2 поддержания базы данных устанавливает связь с другими устройствами 2 поддержания баз данных в соответствии с таблицей 500 связей. Пример сигнального потока показан на фиг.6. Когда устройство 2.1 поддержания первой базы данных определяет, что ему необходимо совместно использовать данные вычислений и выполнять перекрестный контроль (например, когда устройство 2.1 поддержания первой базы данных закончило вычисления), оно передает сообщение 600 запроса одному из других устройств 2.2, 2.3 баз данных с целью определить, готовы ли другие устройства 2.2, 2.3 поддержания баз данных к совместному использованию вычисленных данных и выполнению перекрестного контроля. В данном не ограничивающем примере сообщение запроса передается в устройство 2.2 поддержания второй базы данных, которое получает сообщение 600 запроса и проверяет его содержимое. Устройство 2.2 поддержания второй базы данных определяет, что устройство 2.1 поддержания первой базы данных хочет совместно использовать данные вычислений и выполнить перекрестный контроль. Устройство 2.2 поддержания второй базы данных проверяет свой собственный статус и, если оно готово для совместного использования вычисленных данных и выполнения перекрестного контроля, то передает ответное сообщение 601 устройству 2.1 поддержания первой базы данных для указания того, что устройство 2.2 поддержания второй базы данных может совместно использовать данные вычислений и выполнять перекрестный контроль. Устройство 2.2 поддержания второй базы данных также передает в том же сообщении 601 или в отдельном сообщении 602 запрос данных для определенной области или множества областей, например данных о второй области А.2 на фиг.1b. Устройство 2.1 поддержания первой базы данных получает ответное сообщение 601 и сообщение 602 запроса и передает сообщение 603 подтверждения устройству 2.2 поддержания второй базы данных. Устройство 2.1 поддержания первой базы данных также передает запрашиваемые данные либо в сообщении 603 подтверждения, как показано на фиг.6, либо в отдельном сообщении. Устройство 2.2 поддержания второй базы данных получает сообщение 603 подтверждения и запрашиваемые данные и может после этого передавать сообщение 604 подтверждения приема запрошенных данных. Устройство 2.2 поддержания второй базы данных также обновляет базу 3.2 данных в соответствии с полученными данными.
Далее описывается пример реализации третьего варианта осуществления настоящего изобретения. Устройства 2 поддержания баз данных инициируют соединение друг с другом и проверяют в соответствии с информацией о географическом местоположении, имеются ли перекрывающиеся области. Проверка перекрывающихся областей в некоторой степени сходна со сравнением карт, хранящихся в базах данных. Все перекрывающиеся области помечают, а результаты используют для построения таблиц 700, 701, 702 связей, которые в качестве примера показаны на фиг.7. В соответствии с таблицей 700 связей, устройство 2 поддержания базы данных соединяется с другими связанными устройствами 2 поддержания баз данных для начала координации ресурсов. В соответствии с примером на фиг.7 устройство 2.1 поддержания первой базы данных и устройство 2.2 поддержания второй базы данных имеют перекрывающуюся область А.2 (заштрихованную в таблицах 701, 702 на фиг.7), но устройство 2.1 поддержания первой базы данных и устройство 2.3 поддержания третьей базы данных не имеют перекрывающихся областей. Тогда устройство 2.1 поддержания первой базы данных и устройство 2.2 поддержания второй базы данных могут осуществлять связь и координацию без вовлечения устройства 2.3 поддержания третьей базы данных. Координация может быть выполнена таким образом, что ресурсы спектра разбиваются случайно или поровну среди множества баз 3 данных для перекрывающихся областей. Ресурсами могут быть, например, каналы, как показано в таблицах 801, 802 каналов на фиг.8. Например, как показано на фиг.8, в перекрывающейся второй области А.2 изначально существует два доступных канала (каналы 1 и 3). Координация может быть выполнена таким образом, что канал 1 выделяется для устройства 2.1 поддержания первой базы данных, а канал 3 выделяется для устройства 2.2 поддержания второй базы данных второй области А.2.
Координация может быть реализована, например, таким образом, что устройство 2.1 поддержания первой базы данных определяет, какие области являются перекрывающимися, выбирает ресурсы спектра, которые оно собирается использовать в перекрывающейся области, и передает указатель на выбранные ресурсы спектра другим устройствам 2.2, 2.3 поддержания баз данных, которые имеют перекрывающуюся область или области с устройством 2.1 поддержания первой базы данных. Другие устройства 2.2, 2.3 поддержания баз данных могут после этого выбрать различные ресурсы спектра для использования в перекрывающейся области и отправить указатель на выбранные ресурсы спектра другим устройствам поддержания баз данных. Очевидно, что существуют также другие возможности для осуществления координации ресурсов спектра.
Если появляется необходимость в повторной координации, то операция, описанная выше, может быть повторена, начиная с фазы установления соединения.
Далее описывается другой пример реализаций третьего варианта осуществления настоящего изобретения. Устройства 2 поддержания баз данных инициируют соединение друг с другом и проверяют, в соответствии с информацией о географическом местоположении, имеются ли перекрывающиеся области. Проверка перекрывающихся областей в некоторой степени сходна со сравнением карт, хранящихся в базах данных. Все перекрывающиеся области помечают, а результаты используют для построения таблиц 700, 701, 702 связей, которые в качестве примера показаны на фиг.7. Устройства 2 поддержания баз данных отправляют запросы на составлении отчета об активности использования спектра соответствующим устройствам 20 предоставления точек доступа в помеченных областях. Устройства 20 предоставления точек доступа измеряют активность использования спектра (например, число подключенных или неподключенных устройств 13 WSD в зоне покрытия устройства 20 предоставления точки доступа) и отправляют отчет об активности использования спектра устройствам 2 поддержания баз данных. Также возможно, что устройства 20 баз данных отправляют отчеты об активности использования спектра периодически (то есть через интервалы времени). Далее, основываясь на отчетах об активности и таблицах 700, 701, 702 связей, определенных ранее, устройства 2 поддержания баз данных устанавливают связь друг с другом и осуществляют координацию совместного использования ресурсов спектра в пропорциональной зависимости от активности использования спектра в устройствах 20 предоставления точки доступа. Например, как показано на фиг.9, в перекрывающейся второй области А.2, если активность использования спектра устройством 20.1 первой точки доступа относительно высокая, а активность использования спектра устройством 20.2 второй точки доступа очень низкая, то устройство 2.2 поддержания второй базы данных может временно предоставить (высвободить) все ресурсы спектра (канал 1 и канал 3 в данном примере) устройству 2.1 поддержания первой базы данных. Устройство 2.2 поддержания второй базы данных может передать указание на высвобожденные ресурсы спектра устройству 2.1 поддержания первой базы данных.
Вышеописанные операции могут быть реализованы в программном обеспечении, аппаратными средствами или одновременно в программном обеспечении и аппаратными средствами. Например, контроллеры устройств 2, 8, 13, 20 могут выполнять различные задачи, например, управлением процессом передачи и приема сообщений средствами связи, сохранения в память информации принятых сообщений, чтения информации из памяти для определения, например, общих областей, вычисления канальной информации и т.д. Контроллеры также могут вводить сообщения в память, из которой передатчики могут считывать сообщения и конвертировать их в сигналы связи и передавать сигналы связи другому устройству или устройствам.
Устройства 13 WSD могут, например, быть мобильным терминалом, пользовательским оборудованием беспроводной сети связи или другим устройством связи, также как и персональным компьютером, беспроводным микрофоном, беспроводной гарнитурой и т.д.
Контроллер 5 может быть процессором, микропроцессором, микроконтроллером и т.д., который может быть конфигурирован для выполнения различных программных кодов. Реализованные программные коды могут включать стандартные процедуры кода. Реализованные программные коды 4.2 могут кроме этого включать вычисление ресурсов, вычисление покрытия географической области и прочие стандартные процедуры. Реализованные программные коды могут храниться, например, в памяти 4 для их извлечения процессором при необходимости. Память 4 может, кроме того, предоставлять секцию 4.1 для хранения данных.
Пользовательский интерфейс 7 может позволять пользователю вводить команды в устройство 2 поддержания базы данных, например, посредством клавиатуры (не показана) и/или получать информацию из устройства 2 поддержания базы данных, например, посредством дисплея (не показан). Приемопередатчик 6 позволяет осуществлять связь с другими электронными устройствами, например, посредством беспроводной сети связи. Приемопередатчик 6 в некоторых вариантах осуществления изобретения может быть конфигурирован для осуществления связи с другими электронными устройствами посредством проводного соединения.
Необходимо понимать, что структура устройств 2 поддержания баз данных, устройств 8 регулирования, устройств 13 WSD, устройств 20 предоставления точек доступа и устройств 40 поддержания баз данных об использовании может быть дополнена и изменена различными способами. В качестве примера, могут быть добавлены дополнительные функциональные элементы в дополнение к показанным на чертежах, или некоторые элементы, показанные на чертежах, могут быть исключены. В качестве другого примера, аппаратура и/или устройства могут включать один или более процессоров и/или один или более блоков памяти, которые, несмотря на это, отображены в чертежах одним процессором или одним блоком памяти.
В данном описании под термином «схема» понимается все из следующего:
(a) реализации цепей только в виде аппаратного обеспечения (например, реализации только на аналоговых и/или цифровых схемах), и
(b) комбинации цепей и программного обеспечения (и/или аппаратно-программных средств), такие как: (i) комбинация процессора(-ов) или (ii) частей процессора(-ов) / программного обеспечения (включая процессор(-ы) цифровой обработки сигналов), программное обеспечение и память(-и), которые работают совместно для обеспечения выполнения устройством, таким как мобильный телефон, сервер, компьютер, музыкальный плеер, звукозаписывающее устройство и т.д., различных функций, и
(с) цепи, такие как микропроцессор(-ы) или часть микропроцессора(-ов), которым для работы необходимо программное обеспечение или аппаратно-программные средства, даже если программное обеспечение или аппаратно-программные средства физически не представлены.
Определение «схема» применяется ко всем использованиям данного термина в данной заявке, включая любые пункты формулы изобретения. Как еще один пример, в данной заявке термин «схема» также охватывает реализацию просто процессора (или множества процессоров) или части процессора и его (или их) сопутствующее программное обеспечение и/или аппаратно-программные средства. Термин «схема» может также обозначать, например, если это применимо к конкретному элементу, интегральную схему базовой полосы частот или интегральную схему процессора приложений для мобильного телефона или аналогичную интегральную схему для сервера, устройства сотовой сети или другого сетевого устройства.
Изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления и может быть изменено в рамках прилагаемой формулы изобретения.