[發(fā)明專利]認(rèn)知無線電頻譜共享系統(tǒng)及其采用的頻譜共享方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610357091.3
• 申請日: 2016-05-26
• 公開（公告）號: CN105792228B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張峰;許瑋;朱金生;周振凱
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)江蘇省電力公司蘇州供電公司;國網(wǎng)江蘇省電力公司昆山市供電公司
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W72/10
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi)

本發(fā)明涉及一種認(rèn)知無線電頻譜共享系統(tǒng)，包括感知頻譜所包含的可用的共享資源組并將上報(bào)各可用的共享資源組的信息的認(rèn)知系統(tǒng)、根據(jù)認(rèn)知系統(tǒng)提供的可用的共享資源組的信息來結(jié)合自身決策策略進(jìn)行頻譜協(xié)調(diào)和分配的認(rèn)知數(shù)據(jù)庫。它采用的頻譜共享方法包括如下步驟：（1）認(rèn)知系統(tǒng)感知各共享資源組并根據(jù)各共享資源組的可用值判斷出可用的共享資源組，將可用的共享資源組進(jìn)行使用優(yōu)先級劃分后將優(yōu)先級信息和各可用的共享資源組的可用值上報(bào)給認(rèn)知數(shù)據(jù)庫；（2）認(rèn)知數(shù)據(jù)庫根據(jù)認(rèn)知系統(tǒng)上報(bào)的優(yōu)先級信息和各可用的共享資源組的可用值結(jié)合自身決策策略，優(yōu)先選擇可用值最大的可用的共享資源組進(jìn)行分配供使用。本發(fā)明能夠提高頻譜資源的使用效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于協(xié)調(diào)和分配頻譜資源的認(rèn)知無線電頻譜共享系統(tǒng)，以及該認(rèn)知無線電頻譜共享系統(tǒng)中采用的頻譜共享方法。

背景技術(shù)

230MHz頻段包括223.025～235.000共12MHz帶寬。目前以25kHz為一個頻點(diǎn)并進(jìn)行分配，共480個頻點(diǎn)，其中近100個頻點(diǎn)已經(jīng)由國家無線電管理局分配給了能源、軍隊(duì)、氣象、地震、水利、地礦、輕工與建設(shè)共8個部委使用。其余380個頻點(diǎn)，由地方無線電管理局根據(jù)行業(yè)需求進(jìn)行分配。230MHz頻段主要采用窄帶數(shù)傳電臺系統(tǒng)進(jìn)行行業(yè)無線數(shù)據(jù)的采集與傳輸。隨著行業(yè)信息化的深入發(fā)展，行業(yè)無線專網(wǎng)的寬帶化需求日益增強(qiáng)，使得230MHz頻段的頻譜資源日益緊張。

在對230MHz頻段進(jìn)行共享規(guī)劃時，既要滿足行業(yè)應(yīng)用的寬帶化需求，同時還需要考慮對在用窄帶系統(tǒng)的兼容，以實(shí)現(xiàn)平滑過渡。230MHz頻段的頻譜共享規(guī)劃可采用如下方案：(1)230MHz頻段的頻點(diǎn)帶寬保持原有的25kHz為一個頻點(diǎn)的劃分方法，以保障在用窄帶數(shù)傳電臺系統(tǒng)的正常工作。認(rèn)知系統(tǒng)可通過載波聚合等方式聚合成寬帶頻譜資源使用；(2)將230MHz頻段劃分成N個共享資源組，如圖1所示。認(rèn)知系統(tǒng)將以共享資源組為單位申請一個或多個共享頻譜資源使用，使用過程中需要規(guī)避共享資源組中的在用頻點(diǎn)。同時，為了保證多個行業(yè)系統(tǒng)同時在230MHz頻段共享使用頻譜資源，可以對每個認(rèn)知系統(tǒng)最多申請和聚合共享資源組數(shù)量加以限定。

而認(rèn)知無線電頻譜共享方案中，認(rèn)知系統(tǒng)可以感知、學(xué)習(xí)、自適應(yīng)周圍無線頻譜環(huán)境的變化，通過與周圍無線頻譜環(huán)境的相互作用，認(rèn)知系統(tǒng)結(jié)合頻譜感知、頻譜管理、頻譜移動性和頻譜共享四個功能動態(tài)接入最適宜的空閑頻譜，實(shí)現(xiàn)有效通信。目前頻譜共享方案主要包括兩種，一種是基于授權(quán)頻譜接入的頻譜共享方案，此方案中認(rèn)知無線電系統(tǒng)分為主用戶和次用戶，主用戶為某頻段的授權(quán)用戶，當(dāng)此頻段空閑時，次用戶可以在不影響主用戶的情況下接入此授權(quán)頻譜；另一種是基于公平競爭的頻譜共享方案，此方案中認(rèn)知無線電系統(tǒng)不區(qū)分主次，而是通過公平競爭來共享頻譜資源。對于230MHz頻段來說，由于此頻段被多個行業(yè)系統(tǒng)共用，因此適合采用認(rèn)知無線電系統(tǒng)公平競爭共享頻譜的方案。而目前230MHz頻段采用的以授權(quán)方式進(jìn)行頻譜管理和分配的方法，使得230MHz頻段的頻譜利用率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高頻譜資源使用效率的認(rèn)知無線電頻譜共享系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種認(rèn)知無線電頻譜共享系統(tǒng)，用于協(xié)調(diào)和分配頻譜資源，所述認(rèn)知無線電頻譜共享系統(tǒng)包括感知頻譜所包含的可用的共享資源組并將上報(bào)各所述可用的共享資源組的信息的認(rèn)知系統(tǒng)、根據(jù)所述認(rèn)知系統(tǒng)提供的所述可用的共享資源組的信息來結(jié)合自身決策策略進(jìn)行頻譜協(xié)調(diào)和分配的認(rèn)知數(shù)據(jù)庫。

所述認(rèn)知系統(tǒng)包括用于計(jì)算各個所述共享資源組的可用值并據(jù)此判斷出可用的共享資源組后上報(bào)的認(rèn)知節(jié)點(diǎn)、根據(jù)各所述認(rèn)知節(jié)點(diǎn)上報(bào)的各個可用的所述共享資源組的可用值計(jì)算出各個所述共享資源組的平均可用值并依據(jù)各個所述共享資源組的平均可用值和設(shè)定的共享資源組可用閾值劃分各所述共享資源組的使用優(yōu)先級以進(jìn)行頻譜協(xié)調(diào)和分配的本地資源管理中心。

所述認(rèn)知節(jié)點(diǎn)為以下三種情況中的一種：