[发明专利]一种基于信道管理的动态频谱分配方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于信道管理的动态频谱分配方法及装置，用于解决频谱资源重配置中频谱分配的时延大，频谱资源重配的整体性能和频谱利用效率低的技术问题。方案为：网络节点根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，并维护和更新信道集；网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配；可用信道列表由网络节点从数据库中获取；信道分类信息包括以下一项或多项：信道质量状况，信道空闲时间，信道发射参数限制，信道地理隔离度，信道频谱频率。本发明给出了认知无线电系统中信道集的生成、维护和更新的方法以及动态分配频谱的方法，通过本发明可降低认知无线电系统频谱资源重配置的时延，提高了频谱资源重配的整体性能，提高了频谱利用效率。

技术领域

本发明涉及无线通信及认知无线电技术领域，更具体地，涉及一种基于信道管理的动态频谱分配方法及装置。

背景技术

在认知无线电(Cognitive Radio，CR)系统中，具有认知功能的无线通信设备可以按照某种“伺机”的方式使用授权频段，当然这一定要建立在不干扰授权用户的情况下，极大地提高了频谱利用率，解决了日益增长的无线业务需求与日渐匮乏的频谱资源之间的矛盾。CR技术打破了传统意义上的频谱固定分配制度，将频谱在系统间动态分配，提高了频谱的利用效率。动态频谱分配技术作为认知无线电的核心技术之一，成为研究的热点。

在认知无线电中，通过对无线环境的感知，来改善无线资源管理以及更加容易地对网络进行监控和故障处理。无线环境地图(REM，Radio Environment Maps)是一个可以跟踪无线环境变化的动态数据库，用来存储有定位信息的无线相关测量(如RSRP(ReferenceSignal Receiving Power，参考信号接收功率)/RSRQ(Reference Signal ReceivingQuality，参考信号接收质量)，干扰等级，QoS(Quality of Service，服务质量)测量等)和网络性能指示。REM可以辅助CR决策。

研究表明目前电视频谱的利用率并不高，因此CR还可以“伺机”使用主系统(电视广播系统)在特定时间和位置没有使用的信道，即电视频段空闲频谱(Television WhiteSpace，TVWS)，为了保护主系统不受次级系统(CR系统)的干扰，通常使用主系统空闲频谱的次级系统发射机到主系统覆盖边缘的距离要大于某个值，该值就是主系统和次级系统之间的保护距离。图1是现有技术中CR系统使用TVWS的系统架构图，如图1所示，涉及到的主要网元有：数据库(Data Base，DB)、中心控制节点(Central Control Point，CCP)、基站等；其中数据库包含主用户占用频谱信息，主用户未使用的频谱信息，不允许使用的频谱信息；中心控制节点用于管理其下属节点接入到TVWS，协调TVWS频谱在其下属节点中的分配，中心控制节点与数据库固定连接，以获取TVWS频谱信息，同时与基站固定或无线连接；基站是具有重配和认知功能的基站，可以改变或调整无线通信技术的参数(如调制类型、发射功率等)，管理和维护工作频谱(如工作频点和带宽等)，具有频谱认知功能和认知数据处理能力。

在现有技术中，动态频谱分配技术通常是由需要申请频谱资源的基站向中心控制节点提出频谱资源申请，中心控制节点向数据库请求分配频谱，然后中心控制节点根据请求到的频谱资源及其下属节点频谱使用情况协调分配频谱资源。在动态频谱分配过程中，由于每次需要申请频谱资源的基站发送频谱资源申请时，中心控制节点都要访问数据库并且根据下属节点的频谱使用情况为申请频谱资源的基站协调分配频谱，该处理过程需要占用一定的时间，造成频谱资源分配的延迟，从而造成频谱资源重配置的延迟。