[發明專利]頻譜管理系統、空白頻譜感知方法及空白頻譜分配方法

在審

• 申請號: 201910086247.2
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109640330A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 王章靜;劉帥;肖忠;吳兆亮;楊倫龍;余月琴
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04B17/382;H04L12/26;G08C17/02;H04W72/04;H04W4/02
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 李春芳

1.一種頻譜管理系統，其特征在于，包括：

頻譜采集設備：用于采集其所在區域的廣播電視頻譜的頻譜信息；

轉發服務器：系統數據傳輸的樞紐，收集頻譜采集設備采集的頻譜信息，并將頻譜信息發送給相應頻譜管理服務器；并作為頻譜采集設備、可變頻通信設備和頻譜管理服務器之間相互通信的媒介；

頻譜管理服務器：系統的信息處理中心，實現系統各設備工作狀態的監控，同時根據頻譜信息和電磁頻譜算法計算系統所在區域廣播電視頻譜中的空白頻段，并通過空白頻譜分配方法為可變頻通信設備分配可用空白頻段；

數據庫：用于記錄所采集和計算的系統所在區域的頻譜信息、廣播電視基站信息和地形數據；

可變頻通信設備：在頻譜管理服務器的控制下，利用頻譜管理服務器分配的可用空白頻段進行相互通信；

頻譜采集設備、可變頻通信設備和頻譜管理服務器通過GPRS網絡與轉發服務器通信。

2.根據權利要求1所述的一種頻譜管理系統，其特征在于，所述頻譜采集設備包括以主機-從機模式進行工作的GPRS通信模塊A和數據采集模塊，其中GPRS通信模塊A是主機，數據采集模塊是從機；

GPRS通信模塊A通過GPRS網絡連接轉發服務器，通過轉發服務器接收頻譜管理服務器的工作參數設置命令，周期性將工作參數發送給數據采集模塊，等待并接收數據采集模塊的采集結果，將采集結果通過轉發服務器上傳到頻譜管理服務器，并定時向轉發服務器發送心跳包維持長連接；

數據采集模塊連接GPRS通信模塊A，通過GPRS通信模塊A接收工作參數進行數據采集，采集完成后通過中斷通知GPRS通信模塊A采集結束。

3.根據權利要求1所述的一種頻譜管理系統，其特征在于，所述可變頻通信設備包括可變頻通信基站和可變頻通信終端，其中可變頻通信終端只能與可變頻通信基站進行無線通信，可變頻通信終端之間通過共同連接的可變頻通信基站進行通信，可變頻通信基站與多個可變頻通信終端組成局域網；

每個可變頻通信設備均包括以主機-從機模式工作的GPRS通信模塊B、可變頻通信模塊和GPS模塊，GPRS通信模塊B是主機，可變頻通信模塊和GPS模塊是從機；

GPRS通信模塊B連接轉發服務器，通過轉發服務器連接頻譜管理服務器，向頻譜管理服務器申請可用頻段，收到頻譜管理服務器分配的可用頻段后將該參數發給可變頻通信模塊，并定時查詢可變頻通信模塊的通信信噪比，將通信信噪比發送給頻譜管理服務器；

可變頻通信模塊接收GPRS通信模塊B發送的可用頻段參數進行通信，并響應GPRS通信模塊B的查詢命令，將當前通信信噪比發送給GPRS通信模塊B；

GPS模塊用于獲取可變頻通信設備的當前位置信息。

4.根據權利要求1所述的一種頻譜管理系統，其特征在于，所述轉發服務器包括連接狀態監控模塊、數據發送模塊、書記解析模塊和數據接收模塊，監控模塊用于監控各設備及頻譜管理服務器的連接狀態；數據發送模塊用于命令轉發；數據解析模塊按照預定通信協議解析命令，獲取數據的目標設備地址；數據接收模塊用于接收各設備及頻譜管理服務器發過來的命令。

5.根據權利要求1所述的一種頻譜管理系統，其特征在于，所述頻譜管理服務器是系統數據處理中心，對各個設備工作狀態進行監控管理；通過頻譜采集設備上傳的實時頻譜數據和電磁頻譜算法計算出系統所在區域可用頻段；當可變頻通信模塊通信信噪比過低或申請分配頻段時，通過頻譜分配算法為其分配可用空白頻段。

6.一種空白頻譜感知方法，是在廣播電視頻段中找到可用的空白頻段，其特征在于，包括如下步驟：

S1：頻譜管理服務器利用電磁頻譜算法根據已有的廣播電視基站信息和地形數據計算系統所在區域頻譜分布；

S2：頻譜管理服務器接收各頻譜采集設備采集的對應位置的頻譜信息，對頻譜信息和當前區域頻譜分布進行數據融合，對廣播電視頻段進行分類，得到系統所在區域可用頻譜信息。