[发明专利]实现频谱共享的无线资源管理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种实现频谱共享的无线资源管理系统及方法。

背景技术

目前，在为不同无线系统分配频谱资源时，通常采用一种集中的、静态的频谱分配方法，即FSA(Fixed Spectrum Allocation，固定频谱分配)方式。这种方法是将一段固定大小的频谱资源分配给特定的无线接入网标准使用。该频段还可以再进行分割，以供各个运营商(使用相同RAT(Radio AccessTechnology，无线接入技术)的多个RAN(Radio Access Network，无线接入网))分别使用。采用这种方法可以方便频谱资源的规划和管理，同时也有利于不同网络之间干扰的抑制。但是，采用FSA方式会使得在时间和空间上频谱资源利用率较低，同时由于FSA方式无法自适应业务量的增减，系统所需的频谱资源都是按照峰值情况分配，因此FSA对于未来移动通信系统的大带宽需求也会无能为力。

为了充分利用无线系统的频谱资源，实现频谱共享，现有技术提出了一种无线网络架构，即WINNER(Wireless World Initiative New Radio，创新无线技术)系统。该系统采用了分布式的RRM(无线资源管理)结构，以实现RAN间频谱共享。

如图1所示，WINNER系统中每个RAN中的ACS(接入控制服务器)通过查询中央数据库15，获得可用频谱的时域、频域和空域的信息，并通过外部的IP网络或者空中接口与其他RAN进行协商，获得其空闲频谱的使用权。比如，图1中的无线接入网11和12，通过BS(Base Station，基站)之间的空中接口13进行协商，或者由ACS(接入控制系统)通过外部IP网络14进行协商。WINNER系统的频谱共享功能会在所有的WINNER接入网(RAN)中同时执行。

ACS需要完成频谱控制和负载控制功能。其中，频谱控制包括使用不同RAT系统之间频谱的共享，负责为多个RAN提供FSU(Flexible Spectrum Use，灵活频谱使用)服务，即进行频谱分配，还可以进一步划分为针对大区域缓变频谱分配的“长时频谱分配”以及针对短期局部变化频谱分配的“短时频谱分配”；负载控制主要完成“负载共享”功能，以在ACS控制的基站之间进行负载分配，保证资源得到充分利用。当“负载共享”无法满足拥塞避免的需求时，就会触发“频谱分配”功能，通过与其他RAN进行协调，调整各自所占频谱资源数量。负载共享为本接入网内的无线资源分配提供了集中的控制，而MAC(媒体接入控制)层的资源分配功能则更关注由BS控制的本地资源的使用。

BS完成MAC层的FSU和频谱共享功能，主要包括：(1)资源分配，即将超帧中的无线时频资源分配给若干传输信道；(2)限制处理，即将系统中对于时频资源的使用限制进行合并；(3)反馈，即对于上层指令，结合本层的实际处理情况进行反馈。

由于不需要增加新的接口，所以采用分布式RRM可以减少对于现有网络(通用移动通信系统UMTS/通用分组无线业务GPRS)的改变。但是由于分布式的RRM需要依靠网络之间的协作，因此需要额外的保障策略和规则以及价格机制来保证系统不会在空闲时候仍然占用频谱。同时由于决定频谱分配的机制分布在网络和系统之间，因此在网络和系统间需要大量的通信来保证协作的可靠有效，需要占用大量网络及系统资源。同时由于采用分布式RRM需要在网络间进行协商，因此要求进行频谱共享的网络具有某种程度的相似性和互通性，这严重影响了整个系统对于新技术的兼容性，以及与其他运营商之间进行频谱共享的能力。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种实现频谱共享的无线资源管理系统，以解决现有技术采用分布式RRM实现频谱共享的方式频谱资源利用率低、需要消耗大量网络及系统资源的问题，有效地在不同无线接入技术和无线接入网络之间实现频谱共享，提高频谱资源利用率。

本发明的另一个目的是提供一种实现同一接入网内不同模式间频谱共享的无线资源管理系统，以充分利用接入网内的频谱资源。

本发明的另一个目的是提供一种实现频谱共享的无线资源管理方法，以简单、有效地在不同无线接入技术和无线接入网络之间实现频谱共享，提高频谱资源利用率。

为此，本发明提供如下的技术方案：

一种实现频谱共享的无线资源管理系统，所述系统包括：

协同控制单元，用于根据接入网的频谱共享请求，和/或各接入网运行的统计信息及频谱使用情况，确定频谱共享处理策略；