[发明专利]认知无线电频谱共享系统及其采用的频谱共享方法

说明书

本发明涉及一种认知无线电频谱共享系统，包括感知频谱所包含的可用的共享资源组并将上报各可用的共享资源组的信息的认知系统、根据认知系统提供的可用的共享资源组的信息来结合自身决策策略进行频谱协调和分配的认知数据库。它采用的频谱共享方法包括如下步骤：（1）认知系统感知各共享资源组并根据各共享资源组的可用值判断出可用的共享资源组，将可用的共享资源组进行使用优先级划分后将优先级信息和各可用的共享资源组的可用值上报给认知数据库；（2）认知数据库根据认知系统上报的优先级信息和各可用的共享资源组的可用值结合自身决策策略，优先选择可用值最大的可用的共享资源组进行分配供使用。本发明能够提高频谱资源的使用效率。

技术领域

本发明涉及一种用于协调和分配频谱资源的认知无线电频谱共享系统，以及该认知无线电频谱共享系统中采用的频谱共享方法。

背景技术

230MHz频段包括223.025～235.000共12MHz带宽。目前以25kHz为一个频点并进行分配，共480个频点，其中近100个频点已经由国家无线电管理局分配给了能源、军队、气象、地震、水利、地矿、轻工与建设共8个部委使用。其余380个频点，由地方无线电管理局根据行业需求进行分配。230MHz频段主要采用窄带数传电台系统进行行业无线数据的采集与传输。随着行业信息化的深入发展，行业无线专网的宽带化需求日益增强，使得230MHz频段的频谱资源日益紧张。

在对230MHz频段进行共享规划时，既要满足行业应用的宽带化需求，同时还需要考虑对在用窄带系统的兼容，以实现平滑过渡。230MHz频段的频谱共享规划可采用如下方案：(1)230MHz频段的频点带宽保持原有的25kHz为一个频点的划分方法，以保障在用窄带数传电台系统的正常工作。认知系统可通过载波聚合等方式聚合成宽带频谱资源使用；(2)将230MHz频段划分成N个共享资源组，如图1所示。认知系统将以共享资源组为单位申请一个或多个共享频谱资源使用，使用过程中需要规避共享资源组中的在用频点。同时，为了保证多个行业系统同时在230MHz频段共享使用频谱资源，可以对每个认知系统最多申请和聚合共享资源组数量加以限定。

而认知无线电频谱共享方案中，认知系统可以感知、学习、自适应周围无线频谱环境的变化，通过与周围无线频谱环境的相互作用，认知系统结合频谱感知、频谱管理、频谱移动性和频谱共享四个功能动态接入最适宜的空闲频谱，实现有效通信。目前频谱共享方案主要包括两种，一种是基于授权频谱接入的频谱共享方案，此方案中认知无线电系统分为主用户和次用户，主用户为某频段的授权用户，当此频段空闲时，次用户可以在不影响主用户的情况下接入此授权频谱；另一种是基于公平竞争的频谱共享方案，此方案中认知无线电系统不区分主次，而是通过公平竞争来共享频谱资源。对于230MHz频段来说，由于此频段被多个行业系统共用，因此适合采用认知无线电系统公平竞争共享频谱的方案。而目前230MHz频段采用的以授权方式进行频谱管理和分配的方法，使得230MHz频段的频谱利用率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高频谱资源使用效率的认知无线电频谱共享系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种认知无线电频谱共享系统，用于协调和分配频谱资源，所述认知无线电频谱共享系统包括感知频谱所包含的可用的共享资源组并将上报各所述可用的共享资源组的信息的认知系统、根据所述认知系统提供的所述可用的共享资源组的信息来结合自身决策策略进行频谱协调和分配的认知数据库。

所述认知系统包括用于计算各个所述共享资源组的可用值并据此判断出可用的共享资源组后上报的认知节点、根据各所述认知节点上报的各个可用的所述共享资源组的可用值计算出各个所述共享资源组的平均可用值并依据各个所述共享资源组的平均可用值和设定的共享资源组可用阈值划分各所述共享资源组的使用优先级以进行频谱协调和分配的本地资源管理中心。

所述认知节点为以下三种情况中的一种：