H04W16/14
1.一种认知无线电频谱共享方法,其特征在于,所述方法包括:
获取预设空间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信息;
采用预设分析方法对所述共享频谱占用状态信息进行干扰分 析,确定当前认知系统中各个认知节点的可用频谱;
根据当前认知系统中各个认知节点的可用频谱,向认知数据库 发送频谱共享申请;
接收所述认知数据库发送的申请响应结果,根据所述申请响应 结果进行共享频谱的分配;
所述申请响应结果为所述认知数据库采用所述预设分析方法, 对本地资源管理设备为当前认知系统中各个认知节点申请的频谱是 否可用进行分析后,根据分析结果发送的。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取预设空 间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信息,包括:
根据当前认知系统中各个认知节点的频谱需求,向认知数据库 发送的查询请求,所述查询请求用于请求获取预设空间范围内所有 认知节点的共享频谱占用状态信息;
接收所述认知数据库返回的查询结果。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述预设空间范 围内所有认知节点的共享频谱占用状态信息,具体为:预设空间范围 内所有占用共享频谱的其他认知系统的认知节点信息和各个认知节 点对共享频谱的占用信息;
所述预设空间范围为根据所述当前认知系统设置的查询范围, 或,根据所述当前认知系统中每一个认知节点设置的查询范围。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
对当前认知系统中认知节点共享频谱进行释放管理。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述对当前认知 系统中认知节点共享频谱进行释放管理,包括:
接收所述当前认知系统中认知节点的频谱释放请求,并将所述频 谱释放请求上报给认知数据库,
或,
接收所述认知数据库根据频谱状态信息的变化或当前认知系统 中认知节点信息的变化决策认知节点释放的频谱后,发送的决策结 果。
6.一种实现认知无线电频谱共享的资源管理设备,其特征在于, 所述资源管理设备,包括:
获取单元,用于获取预设空间范围内所有认知节点的共享频谱 占用状态信息;
可用频谱选择单元,用于采用预设分析方法对所述共享频谱占 用状态信息进行干扰分析,确定当前认知系统中各个认知节点的可 用频谱;
发送单元,用于根据当前认知系统中各个认知节点的可用频谱, 向认知数据库发送频谱共享申请;
资源管理单元,用于接收所述认知数据库发送的申请响应结果, 根据所述申请响应结果进行共享频谱的分配;
其中,所述申请响应结果为所述认知数据库采用所述预设分析 方法,对本地资源管理设备为当前认知系统中各个认知节点申请的 频谱是否可用进行分析后,根据分析结果发送的。
7.根据权利要求6所述的资源管理设备,其特征在于,所述获 取单元,包括:
查询请求发送模块,用于根据当前认知系统中各个认知节点的 频谱需求,向认知数据库发送的查询请求,所述查询请求用于请求 获取预设空间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信息;
查询结果接收模块,用于接收所述认知数据库返回的查询结果。
8.根据权利要求6所述的资源管理设备,其特征在于,所述资 源管理单元,还用于对当前认知系统中认知节点共享频谱进行释放管 理。
9.一种认知无线电频谱共享系统,其特征在于,所述系统包括: 本地资源管理设备和认知数据库;
所述本地资源管理设备,用于获取预设空间范围内所有认知节点 的共享频谱占用状态信息,采用预设分析方法对所述共享频谱占用状 态信息进行干扰分析,确定当前认知系统中各个认知节点的可用频 谱,根据当前认知系统中各个认知节点的可用频谱,向认知数据库发 送频谱共享申请;
所述认知数据库,用于采用所述预设分析方法,确定所述本地资 源管理设备为当前认知系统中各个认知节点申请的频谱是否可用,并 根据分析结果发送申请响应结果;
所述本地资源管理设备,还用于接收所述认知数据库发送的申请 响应结果,根据所述申请响应结果进行共享频谱的分配。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述认知数据库, 还用于从无线电管理机构实时获取备案的认知系统的认知节点信息, 记录认知系统下各个认知节点的共享频谱占用状态信息,并对所述共 享频谱占用状态信息进行更新。
本发明涉及移动通信技术领域,尤其涉及一种认知无线电频谱共 享方法、设备和系统。
目前频谱共享方案主要包括两种,一种是基于授权频谱接入的频 谱共享方案,此方案中认知系统分为主用户和次用户,主用户为某频 段的授权用户,当此频段空闲时,次用户可以在不影响主用户的情况 下接入此授权频谱;另一种是基于公平竞争的频谱共享方案,此方案 中认知系统不区分主次,而是通过公平竞争来共享频谱资源。对于 230MHz频段来说,由于此频段被多个行业系统共用,因此普遍采用 认知系统公平竞争共享频谱的方案。
系统间共享频谱管理可以通过认知数据库进行统一管理,也可以 通过动态感知交互实现。
动态感知交互方式,需要认知系统具备严格的系统间定时同步, 以降低系统间相互干扰。但是,230MHz频段被多个行业系统共用, 协调各个行业、不同制式的系统实现同步运行的改动较大。
认知数据库统一管理方式,现有方法中,一种是认知系统将需求 上报给认知数据库,认知数据库根据系统间共存分析来决策频谱分 配,一种是认知系统将需求和频谱感知结果上报给认知数据库,认知 数据库根据一定的策略分配相应地频谱资源给认知系统。上述方法, 认知系统和认知数据库的决策依据不同,由于认知系统认知能力的差 异,与其它认知系统存在相邻站点或相邻频段上的干扰等原因,可能 导致分配的频谱资源部分或全部不可用,特别是,当认知系统含有多 个站点的场景,不同站点的可用频谱存在差异时,可能使得分配的频 谱资源部分站点不可用,降低了频谱利用效率。
鉴于上述问题,本发明提出了一种克服上述问题或者至少部分 地解决或者减缓上述问题的认知无线电频谱共享方法、设备和系统。
根据本发明的一个方面,提供了一种认知无线电频谱共享方法, 该方法包括:
获取预设空间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信息;
采用预设分析方法对所述共享频谱占用状态信息进行干扰分 析,确定当前认知系统中各个认知节点的可用频谱;
根据当前认知系统中各个认知节点的可用频谱,向认知数据库 发送频谱共享申请;
接收所述认知数据库发送的申请响应结果,根据所述申请响应 结果进行共享频谱的分配;
所述申请响应结果为所述认知数据库采用所述预设分析方法, 对本地资源管理设备为当前认知系统中各个认知节点申请的频谱是 否可用进行分析后,根据分析结果发送的。
其中,所述获取预设空间范围内所有认知节点的共享频谱占用 状态信息,包括:
根据当前认知系统中各个认知节点的频谱需求,向认知数据库 发送的查询请求,所述查询请求用于请求获取预设空间范围内所有 认知节点的共享频谱占用状态信息;
接收所述认知数据库返回的查询结果。
其中,所述预设空间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信 息,具体为:预设空间范围内所有占用共享频谱的其他认知系统的认 知节点信息和各个认知节点对共享频谱的占用信息;
所述预设空间范围为根据所述当前认知系统设置的查询范围, 或,根据所述当前认知系统中每一个认知节点设置的查询范围。
其中,所述方法还包括:
对当前认知系统中认知节点共享频谱进行释放管理。
其中,所述对当前认知系统中认知节点共享频谱进行释放管理, 包括:
接收所述当前认知系统中认知节点的频谱释放请求,并将所述频 谱释放请求上报给认知数据库,
或,
接收所述认知数据库根据频谱状态信息的变化或当前认知系统 中认知节点信息的变化决策认知节点释放的频谱后,发送的决策结 果。
根据本发明的另一个方面,提供了一种实现认知无线电频谱共享 的资源管理设备,该资源管理设备,包括:
获取单元,用于获取预设空间范围内所有认知节点的共享频谱 占用状态信息;
可用频谱选择单元,用于采用预设分析方法对所述共享频谱占 用状态信息进行干扰分析,确定当前认知系统中各个认知节点的可 用频谱;
发送单元,用于根据当前认知系统中各个认知节点的可用频谱, 向认知数据库发送频谱共享申请;
资源管理单元,用于接收所述认知数据库发送的申请响应结果, 根据所述申请响应结果进行共享频谱的分配;
其中,所述申请响应结果为所述认知数据库采用所述预设分析 方法,对本地资源管理设备为当前认知系统中各个认知节点申请的 频谱是否可用进行分析后,根据分析结果发送的。
其中,所述获取单元,包括:
查询请求发送模块,用于根据当前认知系统中各个认知节点的 频谱需求,向认知数据库发送的查询请求,所述查询请求用于请求 获取预设空间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信息;
查询结果接收模块,用于接收所述认知数据库返回的查询结果。
其中,所述资源管理单元,还用于对当前认知系统中认知节点共 享频谱进行释放管理。
根据本发明的又一个方面,提供了一种认知无线电频谱共享系 统,该系统包括:本地资源管理设备和认知数据库;
所述本地资源管理设备,用于获取预设空间范围内所有认知节点 的共享频谱占用状态信息,采用预设分析方法对所述共享频谱占用状 态信息进行干扰分析,确定当前认知系统中各个认知节点的可用频 谱,根据当前认知系统中各个认知节点的可用频谱,向认知数据库发 送频谱共享申请;
所述认知数据库,用于采用所述预设分析方法,确定所述本地资 源管理设备为当前认知系统中各个认知节点申请的频谱是否可用,并 根据分析结果发送申请响应结果;
所述本地资源管理设备,还用于接收所述认知数据库发送的申请 响应结果,根据所述申请响应结果进行共享频谱的分配。
其中,所述认知数据库,还用于从无线电管理机构实时获取备案 的认知系统的认知节点信息,记录认知系统下各个认知节点的共享频 谱占用状态信息,并对所述共享频谱占用状态信息进行更新。
本发明的有益效果为:
本发明提供的认知无线电频谱共享方法、设备和系统,认知系统 的本地资源管理设备和认知数据库基于一致的干扰分析策略确定认 知系统下的每个认知节点的可用频谱,避免认知数据库分配的频谱资 源与认知系统不匹配,而且认知数据库只需要确认频谱可用性,实现 简单。而且,本发明以认知系统的认知节点为单位申请与核准可用频 谱资源,而不是以整个认知系统为单位,避免申请到的频谱资源对于 部分认知节点不可用的问题。
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点,附图是示 意性的而不应理解为对本发明进行任何限制,在附图中:
图1为本发明实施例提供的一种认知无线电频谱共享方法的流程 图;
图2为本发明实施例提供的一种实现认知无线电频谱共享的资源 管理设备的结构框图;
图3为本发明实施例提供的一种认知无线电频谱共享系统的架构 示意图。
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示 出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相 同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的, 仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数 形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理 解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整 数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或 多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有 术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通 技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中 定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一 致的意义,并且除非被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含 义来解释。
图1为本发明实施例提供的一种认知无线电频谱共享方法的流 程图,如图1所示,该方法包括以下步骤:
S11、获取预设空间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信 息;
S12、采用预设分析方法对所述共享频谱占用状态信息进行干扰 分析,确定当前认知系统中各个认知节点的可用频谱;
S13、根据当前认知系统中各个认知节点的可用频谱,向认知数 据库发送频谱共享申请;
S14、接收所述认知数据库发送的申请响应结果,根据所述申请 响应结果进行共享频谱的分配;
其中,申请响应结果为所述认知数据库采用所述预设分析方法, 对本地资源管理设备为当前认知系统中各个认知节点申请的频谱是 否可用进行分析后,根据分析结果发送的。
本发明实施例中,认知系统包括认知节点和本地资源管理设备, 其中,认知节点是认知系统中具备学习能力的无线接入设备,能够 根据业务特点和频谱使用情况决定是否具有共享频谱资源需求。本 地资源管理设备是认知系统中进行共享频谱资源管理的设备,主要 用于统计各认知节点的频谱使用情况和频谱需求,分析各认知节点 与其他认知系统认知节点间的干扰情况和隔离要求,向认知数据库 申请共享频谱资源,并协调和分配各认知节点的共享频谱资源。
本地资源管理设备可以是独立的设备,也可以设置在认知节点 设备中。
本发明实施例提出的一种认知无线电频谱共享方法,认知系统 通过干扰分析选择每个认知节点的可用频谱以及向认知数据库提出 申请,并接收认知数据库通过干扰分析审核每个认知节点申请的频 谱是否可用后做出的申请响应结果。
本发明实施例中,认知系统和认知数据库基于一致的干扰分析 方法确定频谱可用性,避免认知数据库分配的频谱资源与认知系统 不匹配,而且认知数据库只需要核准频谱可用性,实现简单。而且 以认知系统的认知节点为单位申请与核准可用频谱资源,而不是以 整个认知系统为单位,避免申请到的频谱资源部分认知节点不可用, 提高了频谱利用效率。本发明提出的认知无线电频谱共享方法,适 合于认知系统具有多个认知节点的场景。
在本发明实施例中,步骤S11中的获取预设空间范围内所有认 知节点的共享频谱占用状态信息,进一步包括以下步骤:
S111、根据当前认知系统中各个认知节点的频谱需求,向认知 数据库发送的查询请求,所述查询请求用于请求获取预设空间范围 内所有认知节点的共享频谱占用状态信息;
S112、接收所述认知数据库返回的查询结果。
其中,预设空间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信息, 具体为:预设空间范围内所有占用共享频谱的其他认知系统的认知节 点信息和各个认知节点对共享频谱的占用信息。本地资源管理设备通 过准确地确定出当前有占用共享频谱的认知节点有哪些,以及这些认 知节点对共享频谱资源的占用情况,进而更准确地确定当前认知系统 中各个认知节点的可用频谱。
所述预设空间范围为根据所述当前认知系统设置的查询范围, 或,根据所述当前认知系统中每一个认知节点设置的查询范围。
本发明实施例中,本地资源管理设备周期性处理所有认知节点的 频谱需求,向认知数据库发起查询请求。并接收认知数据库返回的查 询结果,实现一定空间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信 息。
在本发明实施例中,步骤S12中的采用预设分析方法对所述共享 频谱占用状态信息进行干扰分析,确定当前认知系统中各个认知节点 的可用频谱,具体包括:采用预设分析方法对所述共享频谱占用状态 信息进行干扰分析,得到当前认知系统中各个认知节点的至少一个可 共享的频谱,然后从至少一个可共享的频谱中选择出每个认知节点的 可用频谱。
进一步地,本地资源管理设备根据认知数据库返回的查询结果, 应用基于最小耦合损耗计算的确定性分析方法,计算每个认知节点可 用频谱集合,选择出满足认知节点需求的频谱作为申请频谱,上报给 认知数据库。认知数据库根据收到的认知系统的申请请求,根据一定 的接入优先级原则,依次处理认知系统的申请请求。应用基于最小耦 合损耗计算的确定性分析方法,审核认知系统下每个认知节点申请的 频谱是否可用,做出申请响应结果,申请响应结果包括:批准或拒绝 指示。
本发明实施例中提出的认知无线电频谱共享方法还包括:
对当前认知系统中认知节点共享频谱进行释放管理。
其中,所述对当前认知系统中认知节点共享频谱进行释放管理, 进一步包括:
接收所述当前认知系统中认知节点的频谱释放请求,并将所述频 谱释放请求上报给认知数据库,
或,
接收所述认知数据库根据频谱状态信息的变化或当前认知系统 中认知节点信息的变化决策认知节点释放的频谱后,发送的决策结 果。
具体地,本地资源管理设备收到认知节点的释放请求,上报给认 知数据库,或者,认知数据库决策认知节点释放的频谱,通知本地资 源管理设备。其中,认知节点决策释放频谱的方法包括传输完成,或 者达到规定的使用时间。认知数据库决策释放频谱的方法包括频谱状 态发生变化,如共享频谱变为授权频谱,或者认知系统的认知节点信 息发生变化。
本发明避免了认知数据库分配的频谱资源与认知系统需求不匹 配,而且,以认知系统的认知节点为单位申请与确定可用频谱资源, 而不是以整个认知系统为单位,避免申请到的频谱资源部分认知节点 不可用,从而提高了频谱利用效率。
图2为本发明实施例提供的一种实现认知无线电频谱共享的资 源管理设备的结构框图,如图2所示,本发明提出的实现认知无线电 频谱共享的资源管理设备包括获取单元201、可用频谱选择单元202、 发送单元203以及资源管理单元204,其中:
所述获取单元201,用于获取预设空间范围内所有认知节点的共 享频谱占用状态信息;
所述可用频谱选择单元202,用于采用预设分析方法对所述共享 频谱占用状态信息进行干扰分析,确定当前认知系统中各个认知节 点的可用频谱;
所述发送单元203,用于根据当前认知系统中各个认知节点的可 用频谱,向认知数据库发送频谱共享申请;
所述资源管理单元204,用于接收所述认知数据库发送的申请响 应结果,根据所述申请响应结果进行共享频谱的分配;
其中,所述申请响应结果为所述认知数据库采用所述预设分析 方法,对本地资源管理设备为当前认知系统中各个认知节点申请的 频谱是否可用进行分析后,根据分析结果发送的。
本发明实施例提供的资源管理设备可以是独立的设备,也可以 设置在认知节点设备中。
其中,预设空间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信息, 具体为:预设空间范围内所有占用共享频谱的其他认知系统的认知节 点信息和各个认知节点对共享频谱的占用信息。本地资源管理设备通 过准确地确定出当前有占用共享频谱的认知节点有哪些,以及这些认 知节点对共享频谱资源的占用情况,进而更准确地确定当前认知系统 中各个认知节点的可用频谱。
本发明实施例中,获取单元201,进一步包括查询请求发送模块 和查询结果接收模块,其中:
所述查询请求发送模块,用于根据当前认知系统中各个认知节 点的频谱需求,向认知数据库发送的查询请求,所述查询请求用于 请求获取预设空间范围内所有认知节点的共享频谱占用状态信息;
所述查询结果接收模块,用于接收所述认知数据库返回的查询 结果。
本发明实施例中,所述资源管理单元,进一步用于对当前认知系 统中认知节点共享频谱进行释放管理。
资源管理单元具体通过以下方式实现对当前认知系统中认知节 点共享频谱进行释放管理:
接收所述当前认知系统中认知节点的频谱释放请求,并将所述频 谱释放请求上报给认知数据库,
或,
接收所述认知数据库根据频谱状态信息的变化或当前认知系统 中认知节点信息的变化决策认知节点释放的频谱后,发送的决策结 果。
本发明实施例提出的实现认知无线电频谱共享的资源管理设 备,通过干扰分析选择每个认知节点的可用频谱以及向认知数据库 提出申请,并接收认知数据库通过干扰分析审核每个认知节点申请 的频谱是否可用后做出的申请响应结果,进而避免认知数据库分配 的频谱资源与认知系统不匹配,而且认知数据库只需要核准频谱可 用性,实现简单。而且以认知系统的认知节点为单位申请与核准可 用频谱资源,而不是以整个认知系统为单位,避免申请到的频谱资 源部分认知节点不可用,提高了频谱利用效率。
图3示出了本发明另一实施例提供的一种认知无线电频谱共享 系统的架构示意图。如图3所示,本发明提出的认知无线电频谱共享 系统包括:本地资源管理设备和认知数据库;
所述本地资源管理设备,用于获取预设空间范围内所有认知节点 的共享频谱占用状态信息,采用预设分析方法对所述共享频谱占用状 态信息进行干扰分析,确定当前认知系统中各个认知节点的可用频 谱,根据当前认知系统中各个认知节点的可用频谱,向认知数据库发 送频谱共享申请;
所述认知数据库,用于采用所述预设分析方法,确定所述本地资 源管理设备为当前认知系统中各个认知节点申请的频谱是否可用,并 根据分析结果发送申请响应结果;
所述本地资源管理设备,还用于接收所述认知数据库发送的申请 响应结果,根据所述申请响应结果进行共享频谱的分配。
进一步地,所述认知数据库,还用于从无线电管理机构实时获取 备案的认知系统的认知节点信息,记录认知系统下各个认知节点的共 享频谱占用状态信息,并对所述共享频谱占用状态信息进行更新。
本发明实施例提供的认知无线电频谱共享系统,包括认知数据库 和认知系统。认知数据库通过访问无线电管理机构获取备案的认知系 统的站点信息,记录认知系统下各个站点的共享频谱使用情况并动态 更新。认知系统包括认知节点和本地资源管理设备,其中,认知节点 是认知系统中具备学习能力的无线接入设备,能够根据业务特点和频 谱使用情况决定是否具有共享频谱资源需求。本地资源管理设备是认 知系统中进行共享频谱资源管理的设备,主要用于统计各认知节点的 频谱使用情况和频谱需求,分析各认知节点与其他认知系统认知节点 间的干扰情况和隔离要求,向认知数据库申请共享频谱资源,并协调 和分配各认知节点的共享频谱资源。
可理解的是,本地频谱资源管理设备可采用上述实施例所述的资 源管理设备实现,该资源管理设备可以是独立的设备,也可以设置在 认知节点设备中。
综上所述,本发明提供的认知无线电频谱共享方法、设备和系统, 认知系统的资源管理设备和认知数据库基于一致的干扰分析策略确 定认知系统下的每个认知节点的可用频谱,避免认知数据库分配的频 谱资源与认知系统不匹配,而且认知数据库只需要确认频谱可用性, 实现简单。而且,本发明以认知系统的认知节点为单位申请与核准可 用频谱资源,而不是以整个认知系统为单位,避免申请到的频谱资源 对于部分认知节点不可用的问题。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解 到本发明可以通过硬件实现,也可以借助软件加必要的通用硬件平台 的方式来实现。基于这样的理解,本发明的技术方案可以以软件产品 的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可 以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中,包括若干指令用以使得一 台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行 本发明各个实施例所述的方法。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图,附 图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实 施例描述进行分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同 于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个 模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明并非局 限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护 范围。
本文发布于:2024-09-26 00:30:38,感谢您对本站的认可!
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