多射频转发方法、基站和系统的制作方法

专利名称：多射频转发方法、基站和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种多射频转发方法、基站和系统。
背景技术：
目前无线频谱的使用效率比较低，造成了巨大浪费。认知无线电 (CognitiveRadio,CR)技术可以检测和利用频谱空洞，提高频谱利用率。美国联邦通信委员 会(FCC)已经向公众免费开放空白电视信号频段(300MHz-400MHz)用于无线电通信。IEEE 802. 22无线区域网络(WRAN)工作组的目的就是使用认知无线电技术感知空闲的电视广播 频段(54MHz-862MHz)并加以利用。目前无线网络能支持各种各样的业务，包括语音、视频电话、网页浏览、电子邮 件(Email)、FTP (Fi Ie Transfer Protocol，文件传输协议)业务等。不同业务有不同 的QoS(Quality of Service，服务质量)需求，例如语音业务对时延比较敏感，无线网络 要能满足不同的QoS需求。随着3G、4G时代的到来，回传业务流量将大大增加，目前主要 采用微波无线回传技术，未来LTE (Long Term Evolution，长期演进)、Wimax (Worldwide Interoperability forMicrowave Access,全球微波接入互操作)、WiFi (Wireless Fidelity，无线保真)等都会作为无线回传的可选方案。LTE、Wimax、微波可以保证业务的 QoS，但频谱昂贵，且频谱资源有限；WiFi不能保证业务的QoS，虽然频谱免费，但频谱资源 也有限。随着3G、4G时代的到来，回传业务流量将大大增加，如何在有限的授权频谱资源 下，提高网络容量的同时保证业务的QoS，是亟待解决的问题。

发明内容
本发明实施例提供一种多射频转发方法、基站和系统，利用了 CR技术以在频谱资 源有限的情况下的提高网络容量和保证业务的QoS。本发明实施例提供一种多射频转发方法，包括估计非认知无线电CR射频的传输能力；确定接收的业务数据包的服务质量QoS等级；将所述业务数据包按照QoS等级从高到低的顺序，分配给所述非CR射频进行转 发，直到分配的业务数据包的总流量超出所述非CR射频的传输能力时，将其余的业务数据 包分配给CR射频进行转发。本发明实施例提供一种多射频转发方法，包括确定接收的业务数据包的服务质量QoS等级；将QoS等级高于预先设定的QoS等级门限的业务数据包，分配给非CR射频进行转 发，将QoS等级等于或者低于所述预先设定的QoS等级门限的业务数据包，分配给CR射频 进行转发。本发明实施例提供一种基站，包括至少一个CR射频和非CR射频，所述CR射频工作在感知的空闲信道上，所述基站还包括第一估计模块，用于估计非CR射频的传输能力；QoS确定模块，用于确定接收的业务数据包的QoS等级；第一分发模块，用于将所述业务数据包按照QoS等级从高到低的顺序，分配给所 述非CR射频进行转发，直到分配的业务数据包的总流量超出所述非CR射频的传输能力时， 将其余的业务数据包分配给CR射频进行转发。本发明实施例提供一种基站，包括至少一个CR射频和非CR射频，所述CR射频工 作在感知的空闲信道上，所述基站还包括QoS确定模块，用于确定接收的业务数据包的QoS等级；第三分发模块，用于将QoS等级高于预先设定的QoS等级门限的业务数据包，分配 给非CR射频进行转发，将QoS等级等于或者低于所述预先设定的QoS等级门限的业务数据 包，分配给CR射频进行转发。本发明实施例提供一种多射频转发系统，包括对业务数据包进行交换处理的交换 中心和前面实施例中所提到的任一种基站。本发明实施例通过以上技术方案，利用一个或多个CR射频，根据各个射频的传输 能力和业务数据包的QoS等级，设计相应的转发策略，将QoS等级相对较高的业务数据包有 限分配给非CR射频进行转发，将QoS等级相对较低的业务数据包分配给CR射频进行转发。 采用了 CR技术，充分的利用了空闲频谱资源，提高了频谱利用率，在频谱资源有限情景下 提高了网络容量，同时保证了业务的QoS。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1本发明实施例提供的一种多射频转发方法流程图2本发明实施例提供的一种多射频转发方法流程图3本发明实施例提供的主要用户的信道占用情况的建模示意图4本发明实施例提供的主要用户信道状态的马尔可夫转移过程示意图
图5本发明实施例提供的IP TOS优先级示意图6本发明实施例提供的DSCP优先级示意图7本发明实施例提供的MPLS包头中的EXP优先级示意图8本发明实施例提供的802. IQ协议帧结构示意图9本发明实施例提供的业务数据包分发策略示意图10本发明实施例提供的一种多射频转发方法流程图11本发明实施例提供的业务数据包分发策略示意图12本发明实施例提供的一种基站的结构图13本发明实施例提供的一种基站的结构图14本发明实施例提供的一种基站的结构图15本发明实施例提供的一种基站的结构图；图16本发明实施例提供的一种多射频转发系统示意图；图17本发明实施例提供的一种多射频转发系统示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，本发明实施例提供一种多射频转发方法，可以应用于各种无线通信 系统中，例如 LTE 系统，Wimax 系统，CDMA2000 系统，TD-SCDMA 系统，UMTS (Universal Mobile Telecommunication System，通用移动通信系统)系统等，该方法包括S110，估计非CR射频的传输能力；在本实施例中，将用户分为主要用户(primary user，即授权用户，具有高的优先 权接入频谱)和次要用户(secondary user，认知用户，在对授权用户不造成干扰的情况下 按机会方式(opportunistic way)接入频谱)两种。在本实施例中，CR射频具有频谱感知能力，能够感知并分析特定区域的频段，找出 适合通信的"频谱空洞"，工作在感知的空闲信道上。在本实施例中，将不具有频谱感知能 力的射频称为非CR射频。非CR射频和CR射频都可以支持如微波、GSM、UMTS、LTE、WiFi、 Wimax等无线技术。在本实施例中，可以根据非CR射频的相关参数，估计出它的传输能力。关于非CR射频传输能力估计在一个实施例中可以采用周期性触发的方式，触发对非CR射频传输能力的估计。 也就是说可以采用周期性估计的方式对非CR射频传输能力进行估计，例如，在一个实施例 中可以每IOs估计一次，在另一个实施例中也可以每15s估计一次，当然可以理解的是在其 它实施例中，还可以设置其它周期时间。在一个实施例中还可以采用事件触发的方式，触发对非CR射频传输能力的估计。 在以事件触发作为触发条件的估计中，如果非射频使用信道发生变化(即主要用户使用信 道发生变化)，例如，信道中心频点更改或者信道频宽更改等，触发非CR射频传输能力估 计。在一个实施例中，可以基于频谱效率、信道带宽估计非CR射频传输能力。在一个实施 例中，可以根据(1)式来进行非CR射频传输能力估计Cnoncii= Il1X(I)其中Il1是非CR射频的频谱利用率(即，采用非CR射频技术可达到的频谱利用 率)，W1是非CR射频工作的信道带宽。S120，确定接收的业务数据包的QoS等级；收到待转发的业务数据包后，需要确定其QoS等级，以便于进一步根据预定的准 则决定不同QoS需求的业务数据包由哪个射频转发。在一个实施例中，对业务数据包进行解析后，可以根据三层IP包头中的IP TOS(Type Of Service，服务类型)优先级、DSCP(Differentiated ServicesCode Point，区 分服务代码点)优先级识别QoS ；在一个实施例中，还可以根据三层MPLS (Multi-ProtocolLabel Switching,多协议标记交换)包头中的EXP优先级识别QoS ；在另一个实施例中还 可以根据二层802. IQ帧头中的802. Ip优先级识别QoS。下面分别进行详细说明IP TOS优先级如图5所示，在RFC (Request for Comments字面意思是“请求注 解”，更为通用的叫法是，互联网协议的草案及标准)1122和RFC1349中，分别对RFC 791中 规定的两部分进行了标准更新。IP包头中的TOS字段有8个bit，其中前3个bit (第0-2 这3个bit)表示IP包优先级，即图5中的Precedence，Precedence的取值范围为0_7，也 就是说可以支持8个QoS等级，每个等级的QoS对应一个取值；第3-6这4个比特表示的是 TOS(即图中的，Type Of Service，服务类型)，描述业务在时延、吞吐量、可靠性、通信成本 方面的特性，默认值为0000，由于这4个比特使用的非常少，为了充分利用，在RFC 2474中 对IP TOS进行了重新定义。图6是DSCP优先级的示意图。在RFC 2474中，重新定义了 IP包头中的TOS域，称 之为DS域(S卩，DS-Field)。如图6所示，其中DSCP优先级用DS域的前6位(即0_5位) 表示，取值范围为0-63，也就是说DSCP优先级可以支持64个QoS等级，每个等级的QoS对 应一个取值，后2位(6、7位，即图中的CU，当前未使用位)是保留位。图7是MPLS包头中的EXP优先级示意图，EXP优先级包含3个bit，即图中的第 20-22bit，它决定报文的调度和报文丢弃的优先级，取值范围为0-7，也就是说可以支持8 个QoS等级，每个等级的QoS对应一个取值。802. Ip优先级位于二层报文头部，适用于不需要分析三层报头，而需要在二层 上保证QoS的情形。图8是802. IQ协议帧结构的示意图，802. IQ标签头包含了 2个字 节的 TPID(Tag Protocol Identifier，标签协议标识)和 2 个字节的 TCI (Tag Control Information，标签控制信息)。如图8所示，TCI字节中的Priority字段就是802. Ip的优 先级，它由3个bit组成，取值范围为0-7。Priroity中的3位指明帧的优先级，一共有8 种优先级，也就是说可以支持8个QoS等级，每个等级的QoS对应一个取值，主要用于决定 当前交换机阻塞时，优先发送哪个数据包。由上所述，可以根据优先级的种类确定可支持的QoS等级(如DSCP优先级可支持 64个QoS等级，802. Ip优先级可支持8个QoS等级)。由于在发送业务数据包之前，就预 先将所有类型的业务与相应的QoS等级进行映射，例如，在一个实施例中Email业务的QoS 等级要低于视频业务的QoS等级，在一个实施例中，语音业务和视频业务会对应一个QoS等 级，FTP业务会对应另一个QoS等级。这样，根据上面的描述，对接收到的业务数据包进行解 析，然后根据上面提到的方法分析其某些部分的优先级，就能够确定出该业务数据包的QoS 等级。S130，将业务数据包按照其QoS等级从高到低的顺序，分配给非CR射频进行转发， 直到分配的业务数据包的流量超出非CR射频的传输能力时，将其余的业务数据包分配给 CR射频进行转发。具体的，根据非CR射频的传输能力，优先分配QoS等级高的业务数据包给非CR射 频进行转发，当分配到某业务数据包时，非CR射频的传输能力无法承载当前的业务流量， 此时该某业务数据包对应一个QoS等级，这时在此QoS等级之后的业务数据包就分配给CR 射频进行转发。在一个实施例中，图1所示的多射频转发方法还可以应用于各种通信系统的回传网络中。回传(Backhaul)也叫回程，是指从接入网络或小区站点到交换中心的连接。交换 中心连接至骨干网络，而骨干网络连接至核心网。因而回传网络诗任何电信络结构的中间 层，它位于接入网络和骨干网络之间，为这两个网络提供了重要的连接。2G 的回传是指 BTS(Base Transceiver Station，基站收发信台)到 BSC(Base Station Controller，基站控制器)之间的这段网络；3G的回传是指NodeB (节点基站)到 RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)之间的这段网络。本发明实施例通过以上技术方案，利用一个或多个CR射频，根据各个射频的传输 能力和业务数据包的QoS等级，优先分配QoS等级高的业务数据包给非CR射频进行转发， 当在某一个QoS等级非CR射频的传输能力无法承载当前的业务流量，将此QoS等级之后的 业务数据包就分配给CR射频进行转发。采用了 CR技术，充分的利用了空闲频谱资源，提高 了频谱利用率，在频谱资源有限情景下提高了网络容量，并同时保证了业务的QoS。当应用 于回传网络中时，能够在频谱资源有限情景下提高回传网络的容量，并同时保证了业务的 QoS0在另一个实施例中，如果有多个CR射频，则可以根据CR射频的传输能力，传输能 力强的CR射频优先转发QoS等级高的业务数据包。这时就需要估计CR射频的传输能力， 将步骤S130中其余的业务数据包中QoS等级高的数据包，优先分配给传输能力强的CR射 频进行转发。则此时，如图2所示，图1对应的实施例的方法还可以包括S140，估计CR射频的传输能力；S150,当CR射频大于一个时，将步骤S130中其余的业务数据包按照QoS等级从高 到低的顺序，优先分配给理想CR射频进行转发，所述理想CR射频为在接纳的业务数据包 的总流量未超出自身传输能力的CR射频中，传输能力最强的CR射频。具体的，在一个实施例中可以采用周期性触发的方式，触发对CR射频传输能力的 估计。也就是说可以采用周期性估计的方式对CR射频传输能力进行估计，例如，在一个实 施例中可以每IOs估计一次，在另一个实施例中也可以每15s估计一次，当然可以理解的是 在其它实施例中，还可以设置其它周期时间。在一个实施例中还可以采用事件触发的方式，触发对CR射频传输能力的估计。在 本实施例中，将用户分为主要用户(primary user，即授权用户，具有高的优先权接入频谱) 和次要用户(secondary user，认知用户，在对授权用户不造成干扰的情况下按机会方式 (opportunistic way)接入步页谱 )两种。在以事件触发作为触发条件的估计中，如果次要用户检测到主要用户信道使用模 型变化，并触发信道重估计，则进行信道估计后，重新估计CR射频的传输能力。在一个实施 例中，可以基于频谱效率(即频谱利用率)，信道带宽(即频谱宽度)，信道空闲概率(即频 谱空闲概率)和频谱冲突概率(即次要用户利用CR射频检测主要用户空闲频谱发生错误 概率)计算CR射频承载能力，即CR射频的传输能力，具体描述如下图3是主要用户的信道占用情况的建模图，即时隙状态马尔可夫转移信道模型。 图3示出了主要用户为2个时(主要用户1和主要用户2)的情况。假设主要用户对信道的占用满足同步时隙结构。就是说，在一个时隙内，主要用户 或占用信道(即图3中的busy状态)或不占用(即图3中的idle状态)，并且信道占用的 所有时隙状态是同步的。在本实施例中，用S(t)表示信道状态，S(t) = O表示信道在时隙t空闲，次要用户可以利用；S(t) = 1表示主要用户在时隙t占用信道，次要用户不可以利 用。S(t)在本实施例中，在图3中表示为S(I) S(6)。由图3可以看出，对于主要用户1 来说，S(2) =0和S(4) =0，这样，在时隙2和时隙4主要用户1不占用信道，次要用户可 以利用。对于主要用户2来说，S(I)、S(4)和S(5)等于0，这样，在时隙1、时隙4和时隙5 主要用户2不占用信道，次要用户可以利用。当然很好理解的是，在另一个实施例中时隙t 还可以有其它多种数值。如图4所示，主要用户的信道状态满足离散马尔可夫转移过程，转移概率用α，β 表示，根据马尔可夫过程的稳态概率性质，主要用户的频谱空闲概率为Pidle = α/(α+β)(2)在一个实施例中，可以根据(3)式计算出CR射频的传输能力CCE= η 2*W2*Pidle* (I-Pe)⑶其中，η 2是CR射频的频谱利用率，在一个实施例中CR射频可以采用与非CR射频 相同的调制编码方式，此时与上面公式(1)中的H1是一样的；当然在另一个实施例中，如 果CR射频采用的调制编码方式和非CR射频不同，那么公式(3)中的η2的取值将不同于公 式(1)中H1的取值。W2是CR射频可以感知的频谱宽度，Pidle是主要用户频谱空闲概率， Pe是次要用户利用CR检测主要用户空闲频谱发生错误的概率。本发明实施例通过以上技术方案，利用一个或多个CR射频，根据各个射频的传输 能力和业务数据包的QoS等级，优先分配QoS等级高的业务数据包给非CR射频进行转发， 当在某一个QoS等级非CR射频的传输能力无法承载当前的业务流量，将此QoS等级之后的 业务数据包就分配给CR射频进行转发，当CR射频多于一个时，根据CR射频的传输能力，传 输能力强的CR射频优先转发之后的业务数据包中QoS等级高的业务数据包。采用了 CR技 术，充分的利用了空闲频谱资源，提高了频谱利用率，在频谱资源有限情景下提高了网络容 量，并同时保证了业务的QoS。当应用于回传网络中时，能够在频谱资源有限情景下提高回 传网络的容量，并同时保证了业务的QoS。图9是本发明实施例提供的业务数据包分发策略示意图。进一步为更形象的说明 转发分配策略，以图9为例进行说明，在图9中，把业务类型1至业务类型n对应的业务数 据包，按照QoS等级从高到低的顺序进行排列。图9中有两个CR射频，分别为CR射频1和CR射频2，其中CR射频1的传输能 力大于CR射频2的传输能力，即Cail大于Cra2。在分配需要转发的业务数据包时，先根据 非CR射频的传输力Cnmra，为其分配需要非CR射频转发的业务数据包，即图中的业务类型 1到业务类型i-Ι。这样分配的依据是，业务类型1到业务类型i-Ι的业务数据包的流量 和在非CR射频的传输能力之内，S卩，Cnon CE彡C^C2+. . . +Ch，这时如果再把业务类型i的 数据包分配给非CR射频转发，则非CR射频的传输能力无法承载当前的业务流量，即Cnmra < C^C2+. . . +Ch+Ci，这时就应该把QoS等级低于业务类型i-Ι的业务数据包的QoS等级的 业务数据包分配给CR射频进行转发。由图9可知，就是把业务类型i至业务类型n的业务数据包分配给CR射频1和CR 射频2进行转发。分配的策略和前面提到的给非CR射频分配业务数据包时的策略类似。 即把其余的业务数据包按照QoS等级由低到高的顺序优先分配给，分配给CR射频1进行转 发，直到所分配给CR射频1的数据包的总流量超出CR射频1的传输能力，再把剩下的数据包分配给CR射频2进行转发。由图9可知在本实施例中，就是把业务类型i至业务类型 k-Ι对应的业务数据包分配给CR射频1进行转发。这时，如果再把业务类型k对应的业务 数据包分配给CR射频1进行转发，则这些报文的流量和就超出了 CR射频1的传输能力的 范围。所以，把业务类型k至业务类型η对应的业务数据包分配给CR射频2进行转发。图9中示出的是两个CR射频的情况，当CR射频数目多于两个时，各个CR射频的 分配策略与上述类似，在此不再赘述。需要说明的是，在另一个实施例中，步骤S120也可以在步骤SllO之前，并不做特 别的限定。本发明实施例通过以上技术方案，利用一个或多个CR射频，根据各个射频的传输 能力和业务数据包的QoS等级，优先分配QoS等级高的业务数据包给非CR射频进行转发， 当在某一个QoS等级非CR射频的传输能力无法承载当前的业务流量，将此QoS等级之后的 业务数据包就分配给CR射频进行转发，当CR射频多于一个时，根据CR射频的传输能力，传 输能力强的CR射频优先转发之后的业务数据包中QoS等级高的业务数据包。采用了 CR技 术，充分的利用了空闲频谱资源，提高了频谱利用率，在频谱资源有限情景下提高了网络容 量，并同时保证了业务的QoS。当应用于回传网络中时，能够在频谱资源有限情景下提高回 传网络的容量，并同时保证了业务的QoS。如图10所示，本发明实施例提供一种多射频转发方法，可以应用于各种无线通信 系统中，例如LTE系统，Wimax系统，CDMA2000系统，TD-SCDMA系统，UMTS系统等，该方法包 括S210，确定接收的业务数据包的QoS等级；收到待转发的业务数据包后，需要确定其QoS等级，以便于进一步根据预定的准 则决定不同QoS需要求的业务数据包由哪个射频转发。在一个实施例中，可以根据三层IP包头中的IP TOS优先级、DSCP优先级识别QoS ； 在一个实施例中，还可以根据三层MPLS包头中的EXP优先级识别QoS ；在另一个实施例中 还可以根据二层802. IQ帧头中的802. Ip优先级识别QoS。具体的方法和图2对应的实施 例中的方法类似，在此不再赘述。S220，将QoS等级高于预先设定的QoS等级门限的业务数据包，分配给非CR射频 进行转发，将QoS等级等于或者低于预先设定的QoS等级门限的业务数据包，分配给CR射 频进行转发。需要说明的是，本实施例中的分发策略(步骤S230)与图2对应的实施例中的分 发策略不同之处在于，图2对应的实施例是根据流量来分发，而本实施例中是根据预先设 定的QoS门限进行分发。这样在一个实施例中，将QoS等级高于预先设定的QoS门限的业务 数据包分配给非CR射频进行转发，当所分配的数据包的QoS等级到了预先设定的门限时， 非CR射频的流量可能并没有饱和；也可能已经饱和了，这时所分配的业务数据包就需要等待。在一个实施例中，可以业务数据包的业务特性和QoS等级，预先设置一个合适的 QoS等级门限。在一个实施例中，可以将所有业务分为两大类，即实时性业务和非实时性业务。可 以根据现有的通用的技术将所有业务分成这两大类，在此不再赘述具体的分类方法。在一个实施例中，QoS主要关注的参数包括时延、抖动(由单个数据包到达时间的可变性引 起)、丢包率和吞吐量等；CR主要影响QoS的因素就是时延(CR感知频谱需要时间、CR频谱 发生变化切换也需要时间)，所以这里我们将业务分成了实时性业务和非实时性业务这两 大类。将所有业务数据包分成实时性业务和非实时性业务后，实时性业务包括一定数量 的业务数据包，这些数据包对应不同的QoS等级，非实时性业务包括一定数量的业务数据 包，这些数据包对应不同的QoS等级，从这些QoS等级中就能找到一个QoS门限，即实时性 业务数据和非实时性业务数据的分界点，此QoS门限就为预先设定的QoS门限。当然在另一个实施例中，也可以根据自己的实际需求去手动配置这个QoS门限， 比如可能对某种实时业务的时延要求并不高，他可以通过手动配置，把这种业务变成用CR 的射频转发。在图2对应的实施例的步骤S120中提到，可以将所有类型的业务与相应的QoS等 级进行映射。在一个实施例中，可以将实时性业务与相应的高QoS等级进行映射，将非实时 性业务与相应的低QoS等级进行映射。比如说，在一个实施例中，将实时性业务1-实时性业 务4按照优先级从高到低的顺序分别与相应的QoS等级QoS I-QoS 4进行映射，QoS I-QoS 4的等级为从高到低进行排列。将非实时性业务5-非实时性业务7按照优先级从高到低的 顺序分别与相应的QoS等级QoS 5-QoS 7进行映射，QoS 5-QoS 7的等级为从高到低进行 排列。这样在本实施例中，QoS 5即为设定的门限值，QoS等级高于QoS 5的业务数据包，就 分配给非CR射频进行转发，QoS等级等于或者低于QoS 5的业务数据包，就分配给CR射频 进行转发。当然可以理解的是，我们还可以根据业务数据包的其它的业务特性和业务数据包 的QoS等级来预先设定QoS门限，具体的方法和上面提到的根据实时性业务和非实时行业 务以及相应的QoS等级来设定QoS门限的方法类似，就不再赘述。图11是本发明实施例提供的业务数据包分发策略示意图。如图11所示，QoS等级 高于QoS等级门限的业务类型1至业务类型i-Ι，由非CR射频进行转发，等于或者低于QoS 等级门限的业务类型i至业务类型n，由CR射频进行转发。在一个实施例中，如果存在多个非CR射频，则对于选择非CR射频进行传输的业务 数据包，依据其QoS级别优先选择高传输能力的非CR射频进行传输。在一个实施例中，如 果存在多个CR射频，则对于选择CR射频进行传输的业务数据包，依据其QoS级别优先选择 高传输能力的CR射频进行传输。此时需要按照图1和图2对应的实施例提供的方法，对CR 射频传输能力和非CR射频传输能力进行估计。需要说明的是，在一个实施例中，图2所示的多射频转发方法还可以应用于各种 通信系统的回传网络中。本发明实施例通过以上技术方案，利用一个或多个CR射频，根据各个射频的传输 能力和业务数据包的QoS等级，设定QoS门限，根据各个业务数据包的QoS等级与QoS门限 相比较，进行合适的射频转发分配。采用了 CR技术，充分的利用了空闲频谱资源，提高了频 谱利用率，在频谱资源有限情景下提高了网络容量，并同时保证了业务的QoS。当应用于回 传网络中时，能够在频谱资源有限情景下提高回传网络的容量，并同时保证了业务的QoS。如图12所示，本发明实施例提供一种基站，包括具有频谱感知能力，工作在感知的空闲信道上的至少一个CR射频304和非CR射频305，该基站可以应用于各种无线通信系统中，例如LTE系统，Wimax系统，CDMA2000系统，TD-SCDMA系统，UMTS系统等，该基站还包 括第一估计模块301，用于估计非CR射频305的传输能力；具体的估计方法，在前面的方法实施例中已经详细描述，在此不再赘述。QoS确定模块302，用于确定接收的业务数据包的QoS等级；具体的确定方法，在前面的方法实施例中已经详细描述，在此不再赘述。第一分发模块303，用于将业务数据包按照其QoS等级从高到低的顺序，分配给非 CR射频305进行转发，直到分配给非CR射频进行转发的业务数据包的流量超出非CR射频 305的传输能力时，将其余的业务数据包分配给CR射频304进行转发。具体的，根据非CR射频305的传输能力，优先分配QoS等级高的业务数据包给非 CR射频305进行转发，当分配到某业务数据包时，非CR射频305的传输能力无法承载当前 的业务流量，此时该某业务数据包对应一个QoS等级，这时在此QoS等级之后的业务数据包 就分配给CR射频304进行转发。如果有多个CR射频，则根据CR射频的传输能力，传输能 力强的CR射频优先转发QoS等级高的业务数据包。需要说明的是，在一个实施例中，图12所示的基站还可以应用于各种通信系统的 回传网络中。本发明实施例通过以上技术方案，在基站中增加一个或多个CR射频，根据各个射 频的传输能力和业务数据包的QoS等级，优先分配QoS等级高的业务数据包给非CR射频 进行转发，当在某一个QoS等级非CR射频的传输能力无法承载当前的业务流量，将此QoS 等级之后的业务数据包就分配给CR射频进行转发。采用了 CR技术，充分的利用了空闲频 谱资源，提高了频谱利用率，在频谱资源有限情景下提高了网络容量，并同时保证了业务的 QoS0当应用于回传网络中时，能够在频谱资源有限情景下提高回传网络的容量，并同时保 证了业务的QoS。如图13所示，在一个实施例中，该基站还可以包括第二估计模块306，用于估计CR射频304的传输能力；具体的估计方法，在前面的方法实施例中已经详细描述，在此不再赘述。第二分发模块307，用于当CR射频304大于一个时，将第一分发模块303中的其余 的业务数据包按照QoS等级从高到低的顺序，优先分配给理想CR射频进行转发，该理想CR 射频为在接纳的业务数据包的总流量未超出自身传输能力的CR射频中，传输能力最强的 CR射频。具体的分配过程，在前面的方法实施例中已经详细描述，在此不再赘述。需要说明的是，在一个实施例中，图13所示的基站还可以应用于各种通信系统的 回传网络中。本发明实施例通过以上技术方案，在基站中增加一个或多个CR射频，根据各个射 频的传输能力和业务数据包的QoS等级，优先分配QoS等级高的业务数据包给非CR射频进 行转发，当在某一个QoS等级非CR射频的传输能力无法承载当前的业务流量，将此QoS等 级之后的业务数据包就分配给CR射频进行转发，当CR射频多于一个时，根据CR射频的传 输能力，传输能力强的CR射频优先转发之后的业务数据包中QoS等级高的业务数据包。采用了 CR技术，充分的利用了空闲频谱资源，提高了频谱利用率，在频谱资源有限情景下提 高了网络容量，并同时保证了业务的QoS。当应用于回传网络中时，能够在频谱资源有限情 景下提高回传网络的容量，并同时保证了业务的QoS。如图14所示，本发明实施例提供一种基站，包括具有频谱感知能力，工作在感知 的空闲信道上的至少一个CR射频304和非CR射频305，该基站可以应用于各种无线通信系 统中，例如LTE系统，Wimax系统，CDMA2000系统，TD-SCDMA系统，UMTS系统等，该基站还包 括QoS确定模块302，用于确定接收的业务数据包的QoS等级；具体的确定QoS等级的过程，在前面的方法实施例中已经详细描述，在此不再赘 述。第三分发模块401，用于将QoS等级高于预先设定的QoS等级门限的业务数据包， 分配给非CR射频305进行转发，将QoS等级等于或者低于所述预先设定的QoS等级门限的 业务数据包，分配给CR射频304进行转发。需要说明的是，在一个实施例中，图14所示的基站还可以应用于各种通信系统的 回传网络中。本发明实施例通过以上技术方案，在基站中增加一个或多个CR射频，根据业务数 据包的业务特性和业务数据包的QoS等级，预先设定一个QoS等级门限，根据各个业务数据 包的QoS等级与QoS门限相比较，进行合适的射频转发分配。采用了 CR技术，充分的利用 了空闲频谱资源，提高了频谱利用率，在频谱资源有限情景下提高了网络容量，并同时保证 了业务的QoS。当应用于回传网络中时，能够在频谱资源有限情景下提高回传网络的容量， 并同时保证了业务的QoS。如图15所示，在一个实施例中，该基站还可以包括QoS门限设定模块402，用于根据所述业务数据包的业务特性和QoS等级，预先设 定QoS等级门限。具体的门限设定方法，在前面提到方法实施例中已将详细描述，在此不再赘述。需要说明的是，在一个实施例中，图15所示的基站还可以应用于各种通信系统的 回传网络中。本发明实施例通过以上技术方案，在基站中增加一个或多个CR射频，根据各个射 频的传输能力和业务数据包的QoS等级，设计相应的转发策略，采用了 CR技术，充分的利用 了空闲频谱资源，提高了频谱利用率，在频谱资源有限情景下提高了网络容量，并同时保证 了业务的QoS。当应用于回传网络中时，能够在频谱资源有限情景下提高回传网络的容量， 并同时保证了业务的QoS。如图16所示，本发明实施例提供一种多射频转发系统，包括具有非CR射频和至 少一个CR射频的至少一个基站50和交换中心40，其中，基站50，用于估计非CR射频的传输能力；确定接收的业务数据包的服务质量QoS 等级；将所述业务数据包按照QoS等级从高到低的顺序，分配给所述非CR射频进行转发，直 到分配的业务数据包的总流量超出所述非CR射频的传输能力时，将其余的业务数据包分 配给CR射频进行转发。交换中心40，用于对所述业务数据包进行交换处理。
在另一个实施例中，当所述CR射频大于一个时，基站40还用于，估计CR射频的传 输能力；将所述其余的业务数据包按照QoS等级从高到低的顺序，优先分配给理想CR射频 进行转发，所述理想CR射频为在接纳的业务数据包的总流量未超出自身传输能力的CR射 频中，传输能力最强的CR射频。基站50的结构和功能在一个实施例中可以如图12对应的实施例所述，在另一个 实施例中还可以图13对应的实施例所述，在此不再赘述。本发明实施例通过以上技术方案，利用一个或多个CR射频，根据各个射频的传输 能力和业务数据包的QoS等级，优先分配QoS等级高的业务数据包给非CR射频进行转发， 当在某一个QoS等级非CR射频的传输能力无法承载当前的业务流量，将此QoS等级之后的 业务数据包就分配给CR射频进行转发。当CR射频多于一个时，根据CR射频的传输能力， 传输能力强的CR射频优先转发之后的业务数据包中QoS等级高的业务数据包。采用了 CR 技术，充分的利用了空闲频谱资源，提高了频谱利用率，在频谱资源有限情景下提高了系统 网络容量，并同时保证了业务的QoS。如图17所示，本发明实施例提供一种多射频转发系统，包括具有非CR射频和至 少一个CR射频的至少一个基站60和交换中心40，其中，基站60，用于确定接收的业务数据包的服务质量QoS等级；将QoS等级高于预先 设定的QoS等级门限的业务数据包，分配给非CR射频进行转发，将QoS等级等于或者低于 所述预先设定的QoS等级门限的业务数据包，分配给CR射频进行转发。交换中心40，用于对所述业务数据包进行交换处理。基站60的结构和功能在一个实施例中可以如图14对应的实施例所述，在另一个 实施例中还可以如图15对应的实施例所述，在此不再赘述。本发明实施例通过以上技术方案，利用一个或多个CR射频，根据各个射频的传输 能力和业务数据包的QoS等级，设定QoS门限，根据各个业务数据包的QoS等级与QoS门限 相比较，进行合适的射频转发分配。采用了 CR技术，充分的利用了空闲频谱资源，提高了频 谱利用率，在频谱资源有限情景下提高了系统网络容量，并同时保证了业务的QoS。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以 通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质 中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为 磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以 对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种多射频转发方法，其特征在于，包括 估计非认知无线电CR射频的传输能力； 确定接收的业务数据包的服务质量QoS等级；将所述业务数据包按照QoS等级从高到低的顺序，分配给所述非CR射频进行转发，直 到分配的业务数据包的总流量超出所述非CR射频的传输能力时，将其余的业务数据包分 配给CR射频进行转发。
2.如权利要求1所述的多射频转发方法，其特征在于，所述估计非CR射频的传输能力， 包括根据非CR射频的频谱利用率和非CR射频工作的信道带宽，估计非CR射频的传输能力。
3.如权利要求1所述的多射频转发方法，其特征在于，所述确定业务数据包的QoS等 级，包括根据三层网际协议IP包头中的IP服务类型T0S优先级或者区分服务代码点DSCP优 先或者三层多协议标记交换MPLS包头中的EXP优先级识或者二层802. 1Q帧头中的802. lp 优先级，确定所述业务数据包的QoS等级。
4.如权利要求1所述的多射频转发方法，其特征在于，所述方法还包括； 估计CR射频的传输能力；当所述CR射频大于一个时，将所述其余的业务数据包按照QoS等级从高到低的顺序， 优先分配给理想CR射频进行转发，所述理想CR射频为在接纳的业务数据包的总流量未超 出自身传输能力的CR射频中，传输能力最强的CR射频。
5.如权利要求4所述的多射频转发方法，其特征在于，所述估计CR射频的传输能力，包括根据CR射频的频谱利用率、CR射频可以感知的频谱宽度、主要用户频谱空闲概率和次 要用户利用CR射频检测主要用户空闲频谱发生错误的概率，估计CR射频的传输能力。
6.一种多射频转发方法，其特征在于，包括 确定接收的业务数据包的服务质量QoS等级；将QoS等级高于预先设定的QoS等级门限的业务数据包，分配给非CR射频进行转发， 将QoS等级等于或者低于所述预先设定的QoS等级门限的业务数据包，分配给CR射频进行 转发。
7.如权利要求6所述的多射频转发方法，其特征在于，所述方法还包括 根据所述业务数据包的业务特性和QoS等级，预先设定QoS等级门限。
8.如权利要求6所述的多射频转发方法，其特征在于，所述确定业务数据包的QoS等 级，包括根据三层IP包头中的IP T0S优先级或DSCP优先或三层MPLS包头中的EXP优先级识 或二层802. 1Q帧头中的802. lp优先级，确定所述业务数据包的QoS等级。
9.一种基站，包括至少一个CR射频和非CR射频，所述CR射频工作在感知的空闲信道 上，其特征在于，所述基站还包括第一估计模块，用于估计非CR射频的传输能力； QoS确定模块，用于确定接收的业务数据包的QoS等级；第一分发模块，用于将所述业务数据包按照所述QoS确定模块确定出的QoS等级从高 到低的顺序，分配给所述非CR射频进行转发，直到分配的业务数据包的总流量超出所述非 CR射频的传输能力时，将其余的业务数据包分配给CR射频进行转发。
10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，所述基站还包括第二估计模块，用于估计CR射频的传输能力；第二分发模块，用于当所述CR射频大于一个时，将所述其余的业务数据包按照QoS等 级从高到低的顺序，优先分配给理想CR射频进行转发，所述理想CR射频为在接纳的业务 数据包的总流量未超出自身传输能力的CR射频中，传输能力最强的CR射频。
11.一种基站，包括至少一个CR射频和非CR射频，所述CR射频工作在感知的空闲信道 上，其特征在于，所述基站还包括QoS确定模块，用于确定接收的业务数据包的QoS等级；第三分发模块，用于将所述QoS确定模块确定出的QoS等级高于预先设定的QoS等级 门限的业务数据包，分配给非CR射频进行转发，将QoS等级等于或者低于所述预先设定的 QoS等级门限的业务数据包，分配给CR射频进行转发。
12.如权利要求11所述的基站，其特征在于，所述基站还包括QoS门限设定模块，用于根据所述业务数据包的业务特性和QoS等级，预先设定QoS等 级门限。
13.一种多射频转发系统，其特征在于，所述多射频转发系统包括对业务数据包进行交 换处理的交换中心和权利要求9-12任一项所述的基站。
全文摘要
本发明实施例公开了一种多射频转发方法，包括估计非CR射频的传输能力；确定接收的业务数据包的服务质量QoS等级；将所述业务数据包按照QoS等级从高到低的顺序，分配给所述非CR射频进行转发，直到分配的业务数据包的总流量超出所述非CR射频的传输能力时，将其余的业务数据包分配给CR射频进行转发。相应的本发明实施例，还公开了一种多射频转发方法、基站和多射频转发系统，通过以上技术方案，利用一个或多个CR射频，根据各个射频的传输能力和业务数据包的QoS等级，设计相应的转发策略，采用了CR技术，充分的利用了空闲频谱资源，提高了频谱利用率，在频谱资源有限情景下提高了网络容量，并同时保证了业务的QoS。
文档编号H04W16/14GK101998413SQ200910189718
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月24日 优先权日2009年8月24日
发明者周元, 姜艳平, 张炜 申请人:华为技术有限公司