[发明专利]一种基于频谱感知的负载均衡方法及系统

权利要求书

1.一种基于频谱感知的负载均衡系统，其特征在于：该系统包括负载检测模块，负载计算模块，负载判断模块，频谱感知模块，频谱借用模块以及频谱分配模块；

所述负载检测模块用于获取网络中基站的资源使用情况，并生成资源使用列表，并将资源使用列表发送给负载计算模块；

所述负载计算模块接收并处理负载检测模块发送的所述资源使用列表，根据资源使用列表中基站的资源使用情况计算基站的负载值，并将基站的负载值发送给所述的负载判断模块和所述的频谱借用模块；

所述负载判断模块接收基站的负载值，并将基站的负载值与预设阈值进行比较，判断基站是否过载；

所述频谱感知模块在频谱感知周期内检测并记录频谱的占用情况，根据频谱占用情况生成可借用频谱集合；

所述频谱借用模块调用由负载计算模块得到的基站负载和由频谱感知模块得到可借用频谱集合确定要借用的频谱，并将可借用的频谱发送给频谱分配模块；所述频谱分配模块接收频谱借用模块发送的可借用的频谱，并将其分配给本基站的用户；所述的频谱借用模块根据所述的负载计算模块发送的基站的负载值ρ，计算基站所需的频谱数f(ρ)，记为NB；根据所述的频谱感知模块发送的可借用频谱集合1以及可借用频谱集合1中的可借用频谱在感知周期T₁的空闲分布得到可借用频谱的空闲率IR；根据可借用频谱集合1中的可借用频谱按空闲率将可借用频谱进行降序排列，得到排列后的可借用频谱集合2；借用排序后的可借用频谱集合2中的前NB个频谱。

2.根据权利要求1所述的一种基于频谱感知的负载均衡系统，其特征在于：所述的基站资源使用情况包括基站已使用的频谱数re_total以及总的频谱数RE。

3.根据权利要求2所述的一种基于频谱感知的负载均衡系统，其特征在于：所述的负载计算模块根据公式中得到基站的负载，将所得基站的负载发送所述的负载判断模块和所述的频谱借用模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于频谱感知的负载均衡系统，其特征在于：所述的负载判断模块根据由所述的负载计算模块发送的基站的负载，将基站的负载与预设的阈值进行比较，如果基站负载大于预设的阈值，则基站过载，调用频谱借用模块；否则，等待下一负载均衡周期。

5.根据权利要求4所述的一种基于频谱感知的负载均衡系统，其特征在于：所述的频谱感知模块在频谱感知周期内检测并记录频谱的占用情况；基站根据频谱的占用情况决定频谱空洞，生成可借用频谱集合。

6.根据权利要求5所述的一种基于频谱感知的负载均衡系统，其特征在于：所述的频谱分配模块将所述可借用频谱集合2中的前NB个频谱分配给本基站的用户；在借用周期结束后释放所借频谱资源。

7.一种基于频谱感知的负载均衡方法，其特征在于：主要包括以下步骤：

1)负载均衡周期到来，基站读取资源使用列表，根据资源列表中基站已使用的频谱数re_total和频谱总数RE，带入公式中得到基站的负载值；

2)基站根据得到的基站的负载值，判断基站的负载值ρ和预设的负载阈值ρ_th的大小：如果ρ小于ρ_th，则基站不需要借用频谱，等待下一负载均衡周期；如果ρ大于等于ρ_th，则基站需要借用频谱，进入步骤3)；

3)首先，基站根据基站的负载值，计算基站所需的频谱数f(ρ)，记为NB；其次，基站并在感知周期T₁周期内得到的可用频谱集合，并根据在感知周期T₁记录的可借用频谱的空闲分布得出可借用频谱的空闲率IR；最后，将可用频谱集合中的频谱按照空闲率进行降序排列，得到排序后的可借用频谱集合；

4)基站将进行降序排列后的可借用频谱集合中的前NB个频谱分配给本基站的用户，并在借用周期T₂结束后释放资源，等待下一负载均衡周期。