一种物联网通信频谱信息的管理方法及系统与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种物联网通信频谱信息的管理方法及系统。

背景技术：

在互联网时代，网络已经渗透到生活的各个方面。但是，对于偏远农村居民来说，因地处偏远而无法连接到网络。在国家大力提倡物联网和互联网+的情形下，为偏远农村提供稳定、易推广、易搭建的宽带网络是发展物联网以及互联网+的基础。因此，提供低成本、易部署、性能稳定的农村无线网络解决方案成为了非常重要的研究领域，并受到了政府的高度重视。

网络的搭建大致可分为两类：有线网络连接和无线网络连接。其中，有线网络连接是通过光纤、网线等线缆连接到路由器或者交换机上进行网络连接。无线网络连接可分为移动通信网络的网络连接(如移动、联通等)和无线局域网络连接(如WiFi常用采取802.11协议的无线局域网等)。但是，这些均不适于在偏远农村进行宽带接入。主要原因如下：

(1)由于农村的面积比较大，人口比较分散，而且有些农村的位置非常偏远，如果通过铺设光纤和网线来向居民提供网络连接，则需要复杂而且庞大的网络系统。但是，网络的利用率低导致费用高，这样就会使得前期的设备投资较大而使得收费较高，因而推广性差。

(2)采用移动通信网络不适合进行宽带接入。虽然现在通过4G网络可以达到100Mbps的下行速度，可以达到网络的需求，但是偏远农村的移动网络信号覆盖差且移动网络的费用太高，因而也不适于推广农村宽带接入。

(3)由于WiFi采用的是2.4GHz的公共频段，因此提供满意的性能的传输距离只有50-100米，不适宜长距离传输。虽然可以通过多路由来搭建长距离网络，但是增加额外的设备必然会导致搭建网络的设备成本增加而同样不利于推广，不适合农村网络的搭建。

通过分析以上方案的缺点可知，对于农村互联网接入需要提供一种易部署和低成本的通信网络。

技术实现要素：

本发明通过提供一种物联网通信频谱信息的管理方法及系统，解决了现有技术中成本高的技术问题，实现了降低成本的技术效果。

本发明提供了一种物联网通信频谱信息的管理方法，至少包括：

基于频谱信息计算得到白频谱信息；

将所述白频谱信息进行存储；

基于白频谱请求将所述白频谱信息发送到请求端。

进一步地，在所述基于频谱信息计算得到白频谱信息之前，对各区域的频谱资源参数和频谱使用信息进行采集，得到所述频谱信息。

进一步地，所述对各区域的频谱资源参数和频谱使用信息进行采集，具体包括：实时或者每隔一段预设时间对各区域的频谱资源参数和频谱使用信息进行采集。

进一步地，所述白频谱信息包括：区域、时间和白频谱频段；

所述将所述白频谱信息进行存储，具体包括：按照区域和/或时间将所述白频谱频段进行存储，生成白频谱信息数据库；

所述基于白频谱请求将所述白频谱信息发送到请求端，具体包括：基于所述白频谱请求通过查询所述白频谱信息数据库将所述白频谱信息发送到请求端；其中，所述白频谱请求至少包括：请求区域和请求时间。

进一步地，所述基于所述白频谱请求通过查询所述白频谱信息数据库将所述白频谱信息发送到请求端，具体包括：

基于所述请求区域和所述请求时间查询所述白频谱信息数据库，判断是否有对应的白频谱频段；

若有，将所述白频谱频段发送到请求端。

本发明提供的物联网通信频谱信息的管理系统，至少包括：

运算模块，用于基于频谱信息计算得到白频谱信息；

存储模块，用于将所述白频谱信息进行存储；

响应模块，用于基于白频谱请求将所述白频谱信息发送到请求端。

进一步地，还至少包括：

采集模块，用于对各区域的频谱资源参数和频谱使用信息进行采集，得到所述频谱信息。

进一步地，所述采集模块，具体用于实时或者每隔一段预设时间对各区域的频谱资源参数和频谱使用信息进行采集，得到所述频谱信息。

进一步地，所述白频谱信息包括：区域、时间和白频谱频段；

所述存储模块，具体用于按照区域和/或时间将所述白频谱频段进行存储，生成白频谱信息数据库；

所述响应模块，具体用于基于所述白频谱请求通过查询所述白频谱信息数据库将所述白频谱信息发送到请求端；其中，所述白频谱请求至少包括：请求区域和请求时间。

进一步地，所述响应模块，具体包括：

判断单元，用于基于所述请求区域和所述请求时间查询所述白频谱信息数据库，判断是否有对应的白频谱频段；

响应单元，用于若所述判断单元的判断结果为有，将所述白频谱频段发送到请求端。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

先基于频谱信息计算得到白频谱信息，再基于白频谱请求将白频谱信息发送到请求端，使请求端能够在白频谱频段进行通信，从而实现了对白频谱的有效利用，无需增加通信设备和布线，不仅易部署，而且还降低了成本。同时，还提高了频谱的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的物联网通信频谱信息的管理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的物联网通信频谱信息的管理系统的模块图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种物联网通信频谱信息的管理方法及系统，解决了现有技术中成本高的技术问题，实现了降低成本的技术效果。

本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

先基于频谱信息计算得到白频谱信息，再基于白频谱请求将白频谱信息发送到请求端，使请求端能够在白频谱频段进行通信，从而实现了对白频谱的有效利用，无需增加通信设备和布线，不仅易部署，而且还降低了成本。同时，还提高了频谱的利用率。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参见图1，本发明实施例提供的物联网通信频谱信息的管理方法，至少包括：

步骤S110：基于频谱信息计算得到白频谱信息；

对本步骤进行说明，在一段预设时间内对信号进行积分，信号能量累积，然后将累积的能量与设定的门限值进行比较，从而判断通信设备是否在工作状态，即该频段是否被占用。若累积的能量小于设定的门限值，则说明没被占用，该频段属于白频谱，并记录计算结果；若累积的能量等于或者大于设定的门限值，则说明被占用，该频段不属于白频谱。其中，预设时间和门限值由具体的判断需求而定。

对本发明实施例进行说明，在步骤S110之前，对各区域的频谱资源参数和频谱使用信息进行采集，得到频谱信息。

为了能够根据具体的频谱使用状况对频谱信息进行自动更新，在本实施例中，实时或者每隔一段预设时间对各区域的频谱资源参数和频谱使用信息进行采集。其中，预设时间由具体的更新需求而定。

步骤S120：将白频谱信息进行存储；

步骤S130：基于白频谱请求将白频谱信息发送到请求端。

在本实施例中，白频谱信息包括：区域、时间和白频谱频段；

对步骤S120进行详细说明：

按照区域和/或时间将白频谱频段进行存储，生成白频谱信息数据库。

在本实施例中，采用mysql数据库搭建白频谱信息数据库，且白频谱信息数据库的通信标准是基于IEEE 802.22的无线地域网标准。

在这种情况下，步骤S130具体包括：基于白频谱请求通过查询白频谱信息数据库将白频谱信息发送到请求端；其中，白频谱请求至少包括：请求区域和请求时间。

对步骤S130进行更详细地说明：

基于请求区域和请求时间查询白频谱信息数据库，判断是否有对应的白频谱频段；

若有，将白频谱频段发送到请求端。

若无，不响应或者返回不存在白频谱信息的响应信息。

这里需要说明的是，为了保证请求端具有权限获得白频谱信息，从而在白频谱频段进行通信而不使频谱的接入对其他用户造成干扰，需要先对请求端进行注册，具体方法包括：

接收请求端的注册信息；

判断注册信息进行合法；

若合法，基于注册信息将该请求端注册。

当接收到请求端发送的白频谱请求时，先判断该请求端是否已注册，即判断该请求端是否具有权限获得白频谱信息；

若已注册，则执行查询白频谱信息数据库的步骤。

若未注册，则不响应或者返回未注册提示信息。

参见图2，本发明实施例提供的物联网通信频谱信息的管理系统，至少包括：

采集模块100，用于对各区域的频谱资源参数和频谱使用信息进行采集，得到频谱信息。

在本实施例中，采集模块100，具体用于实时或者每隔一段预设时间对各区域的频谱资源参数和频谱使用信息进行采集，得到频谱信息。其中，预设时间由具体的更新需求而定。

运算模块200，用于基于频谱信息计算得到白频谱信息；

在本实施例中，运算模块200，具体包括：

积分单元，用于在一段预设时间内对信号进行积分，信号能量累积；

比较单元，用于将累积的能量与设定的门限值进行比较，判断通信设备是否在工作状态，即该频段是否被占用；

记录单元，用于若比较单元的结果为累积的能量小于设定的门限值，则说明没被占用，该频段属于白频谱，并记录计算结果。

存储模块300，用于将白频谱信息进行存储；

响应模块400，用于基于白频谱请求将白频谱信息发送到请求端。

在本实施例中，白频谱信息包括：区域、时间和白频谱频段；

在这种情况下，存储模块300，具体用于按照区域和/或时间将白频谱频段进行存储，生成白频谱信息数据库。

在本实施例中，采用mysql数据库搭建白频谱信息数据库，且白频谱信息数据库的通信标准是基于IEEE 802.22的无线地域网标准。

响应模块400，具体用于基于白频谱请求通过查询白频谱信息数据库将白频谱信息发送到请求端；其中，白频谱请求至少包括：请求区域和请求时间。

对响应模块400进行详细说明，响应模块400，具体包括：

判断单元，用于基于请求区域和请求时间查询白频谱信息数据库，判断是否有对应的白频谱频段；

响应单元，用于若判断单元的判断结果为有，将白频谱频段发送到请求端。

回复单元，用于若判断单元的判断结果为无，返回不存在白频谱信息的响应信息。

这里需要说明的是，为了保证请求端具有权限获得白频谱信息，从而在白频谱频段进行通信而不使频谱的接入对其他用户造成干扰，需要先对请求端进行注册，具体地，本发明实施例还至少包括：

注册信息接收模块，用于接收请求端的注册信息；

合法性判定模块，用于判断注册信息进行合法；

注册执行模块，用于若合法性判定模块的结果为合法，基于注册信息将该请求端注册。

因此，当接收到请求端发送的白频谱请求时，先判断该请求端是否已注册，即判断该请求端是否具有权限获得白频谱信息；

若已注册，则执行查询白频谱信息数据库的步骤。

若未注册，则不响应或者返回未注册提示信息。

【技术效果】

1、先基于频谱信息计算得到白频谱信息，再基于白频谱请求将白频谱信息发送到请求端，使请求端能够在白频谱频段进行通信，从而实现了对白频谱的有效利用，无需增加通信设备和布线，不仅易部署，而且还降低了成本。同时，还提高了频谱的利用率。

2、由于白频谱宽带接入使用的频段更低，波长更长，因此有更强的穿透力，受环境干扰的可能性也会更低，因而传播的距离也会更远，理论上传输距离可以达到160公里，因此本发明实施例还实现了长距离传输。

3、在基于频谱信息计算得到白频谱信息之前，实时或者每隔一段预设时间对各区域的频谱资源参数和频谱使用信息进行采集，从而实现了白频谱信息的及时更新，得到了实时的频谱空穴，不仅提高了频谱的利用率，最大化利用了频谱资源，而且还保证了频谱的接入不会对其他用户造成干扰，从而提高了数据的传输质量。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。