专利名称：一种感知无线电系统中的频谱确定方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种感知无线电系统中的频谱确定方法和设备。
背景技术：
随着无线通信技术的发展，频谱资源贫乏问题日益严重，为了缓解频谱资源紧张的现状，当前对频谱进行了分析，发现某些频段(如电视频段)在大多数时间内并未使用或在大多数地域内并未使用，且发现某些频段出现了多系统多用户竞争的情况，频谱资源的使用并不均衡(某些业务承载量大的系统没有足够频谱资源，另一些业务承载量不大的系统占用太多频谱资源)。CR (Cognitive Radio,感知无线电)技术在这种背景下产生,其基本思想是:在不对授权系统造成干扰的前提下，通过监测当前无线通信环境的变化，来动态选择空白频段以进行通信。基于此，感知系统需要准确判断出哪些授权系统的频段是可用的空白频段(即在空白频段上引入感知系统不会影响授权系统的正常工作)；当占用的空白频段不再可用时，感知系统需要及时的将这些空白频段退让给授权系统。现有技术中，确定空白频段的方法包括:(I)感知方法，具体的，感知系统的基站通过感知算法检测某个频段上授权系统的信号强度，当信号强度大于某门限值时，认为基站距离使用这个频段的授权系统距离过近，在此频段上引入感知系统会对授权系统的正常工作产生影响，该频段不是可使用的空白频段；否则是可使用的空白频段。(2)数据库方法，具体的，感知系统从本地数据库中直接读取针对某个具体位置，哪些频段是可使用的空白频段。如图1所示,为无线感知技术的干扰示意图,BS (Base Station,基站)tower (塔)是授权系统的发射塔，BS receiver (接收者)是授权系统的一个固定接收设备，cognitiveradio是感知系统的一个发射(接收)设备。基于此可以看出，在同频或者邻频工作时，感知系统的发射(接收)设备需要和授权系统的接收设备间隔一定的距离才可以保证授权系统的正常工作。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题:
现有技术在确定空白频段时，只考虑感知系统使用该频段时对授权系统不能造成任何干扰，但由于无线通信系统间的干扰是双向的，授权系统也会对感知系统产生干扰，且感知系统之间也会存在干扰，因此采用上述方法确定出的空白频段，未必是真正可用的，其无法保证感知系统的正常使用。
发明内容
本发明实施例提供一种感知无线电系统中的频谱确定方法和设备，以保证授权系统和感知系统的正常工作。为了达到上述目的，本发明实施例提供一种感知无线电系统中的频谱确定方法，包括:
中心管理单元接收感知系统上报的信息，并获取当前频点的使用信息；
所述中心管理单元根据所述感知系统上报的信息以及所述当前频点的使用信息，为所述感知系统确定可用频点信息和/或允许的发射功率信息；
所述中心管理单元将所述可用频点信息和/或允许的发射功率信息通知给所述感知系统。本发明实施例提供一种感知无线电系统中的频谱确定设备，包括:
接收模块，用于接收感知系统上报的信息；
获取模块，用于获取当前频点的使用信息；
确定模块，用于根据所述感知系统上报的信息以及所述当前频点的使用信息，为所述感知系统确定可用频点信息和/或允许的发射功率信息；
发送模块，用于将所述可用频点信息和/或允许的发射功率信息通知给所述感知系统。与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点:可以保证在确定的可用空白频段上引入感知系统时，感知系统和授权系统都可以正常工作，继而保证授权系统和多个感知系统的共存。
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中无线感知技术的干扰示意 图2是本发明实施例一提供的一种感知无线电系统中的频谱确定方法流程示意 图3是本发明实施例一所提供的系统结构示意图
图4是本发明实施例三提供的一种感知无线电系统中的频谱确定设备结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明中的附图，对本发明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的一部分实施例，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。实施例一
当前在确定可用空白频段时，只考虑感知系统使用该频段时，对授权系统不能造成任何干扰，而没有考虑到授权系统对感知系统所造成的干扰、以及感知系统之间造成的干扰，从而导致确定出的空白频段未必是真正可用的；针对上述问题，本发明实施例提供一种感知无线电系统中的频谱确定方法，可以保证在确定的可用空白频段上引入感知系统时，感知系统和授权系统都可以正常工作,继而保证授权系统和多个感知系统的共存。本发明实施例一所提供的一种感知无线电系统中的频谱确定方法，用于确定感知系统可以使用的空白频段，且该频谱确定方法可以至少适用于采用认知无线电技术的LTE (Long Term Evolution,长期演进)、TD-SCDMA (Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access,时分同步码分多址)、HSPA (High-Speed Packet Access,高速链路分组接入)、CDMA (Code Division Multiple Access，码分多址)-2000、WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access,宽带码分多址)、GSM (global system formobile communications,全球移动通信系统)等移动通信系统。如图2所示，该感知无线电系统中的频谱确定方法包括以下步骤:
步骤201，中心管理单元接收感知系统(如感知系统的基站)上报的信息，并获取当前频点(所有频点)的使用信息。本发明实施例中，感知系统上报的信息为共存策略所需要的信息；例如，共存策略需要感知系统的基站的位置执行相关处理时，则感知系统上报的信息为感知系统的基站的位置信息。中心管理单元获取当前频点的使用信息具体为:中心管理单元在接收到感知系统上报的信息后，查找信息数据库，以获取当前频点的使用信息；该当前频点的使用信息包括但不限于各频点上已存在的系统类型，预设的用于为感知系统发射参数做授权的信息等，用于为感知系统发射参数做授权的信息可以为各工作频点的最大可容忍功率、负载情况等信息。步骤202，中心管理单元根据感知系统上报的信息以及当前频点的使用信息，为感知系统确定可用频点信息和/或允许的发射功率信息。具体的，中心管理单元可以基于共存策略，以及感知系统上报的信息、当前频点的使用信息为感知系统确定可用频点信息和/或允许的发射功率信息。步骤203，中心管理单元将可用频点信息和/或允许的发射功率信息通知给感知系统，由感知系统利用该可用频点信息确定可用空白频段，并利用该允许的发射功率信息确定自身的发射功率。此外，在为感知系统确定可用频点信息时，如果没有可用频点信息，则中心管理单元反馈无可用频点。本发明实施例中，在为感知系统确定可用频点信息的过程中，中心管理单元可以根据当前频点的使用信息，为感知系统确定允许的发射功率信息；并进一步将允许的发射功率信息通知给感知系统，由感知系统利用该允许的发射功率信息确定自身的发射功率。此外，在为感知系统确定可用频点信息，以及为感知系统确定允许的发射功率信息之后，中心管理单元还需要利用可用频点信息以及允许的发射功率信息，更新信息数据库中的当前频点使用信息。本发明实施例中，当共存策略为距离策略时，则感知系统上报的信息包括但不限于感知系统所上报的基站位置信息，且当前频点的使用信息(即所有频点的使用情况)包括但不限于当前频点上工作的无线接入技术类型、在当前频点上已经存在的基站的位置信息、以及在当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率。其中，由于感知系统机会性的使用授权系统的频点，因此需要保证授权系统的系统性能，且需要控制各频点上的干扰程度，上述允许的最大发射功率则表征了各个频点上允许的干扰大小。基于上述基站位置信息(感知系统向中心管理单元上报的)以及在当前频点上已经存在的基站的位置信息，则中心管理单元根据感知系统上报的信息以及当前频点的使用信息，为感知系统确定可用频点信息，包括:中心管理单元根据感知系统上报的基站位置信息、以及在当前频点上已经存在的基站的位置信息，获得感知系统的基站与当前频点上已经存在的基站之间的距离信息；之后，中心管理单元根据各频点所对应的距离信息为感知系统确定可用频点信息。中心管理单元根据各频点所对应的距离信息为感知系统确定可用频点信息，包括:中心管理单元判断频点所对应的距离信息是否满足同频共存或邻频共存的距离要求，如果不满足，则中心管理单元确定频点不为可用频点；否则，中心管理单元确定频点为可用频点。具体的，中心管理单元可根据感知系统上报的基站位置信息、以及在各频点上已经存在的基站的位置信息，计算感知系统基站与其他系统基站之间的距离；之后，中心管理单元逐个判断频带上的频点，得出上述感知系统可以使用的频点；其中，对于某个频点，通过逐个比较判断感知系统与其他系统之间是否满足同频共存或邻频共存的距离要求，一旦与任何一个系统不满足隔离要求，则该频点不可为感知系统使用；否则，该频点为可用频点。需要注意的是，在信息数据库中存储有当前频点的使用信息(各频点上已经存在的基站的位置信息)；中心管理单元获取当前频点的使用信息包括:中心管理单元通过查找信息数据库获取在当前频点上已经存在的基站的位置信息；中心管理单元为感知系统确定可用频点信息之后还包括:中心管理单元将感知系统上报的基站位置信息更新到信息数据库。基于上述在当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率，中心管理单元根据当前频点的使用信息，为感知系统确定允许的发射功率信息，包括:中心管理单元确定感知系统允许的发射功率信息为:当前频点上允许的最大发射功率，减去在当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率，减去其他频点的功率泄露到当前频点上的功率。具体的，中心管理单元确定感知系统被允许的最大发射功率的计算方法为:感知系统允许的发射功率=当前频点上允许的最大发射功率-该当前频点上已有的系统的发射功率(即已经存在的基站所对应的最大发射功率)_已有系统辐射到该频带上的功率(即其他频点的功率泄露到当前频点上的功率)。需要注意的是，在信息数据库中存储有当前频点的使用信息(即当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率)；中心管理单元获取当前频点的使用信息包括:中心管理单元通过查找信息数据库获取在当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率；进一步的，中心管理单元为感知系统确定允许的发射功率信息之后还包括:中心管理单元将感知系统允许的发射功率信息更新到信息数据库。本发明实施例中，中心管理单元与信息数据库位于相同的装置上或者位于不同的装置上。具体的，中心管理单元和信息数据库是逻辑功能单元，中心管理单元与信息数据库之间的结构形式可以多样；如信息数据库具有管理功能时，中心管理单元可以位于信息数据库上；或，中心管理单元具有存储先验信息功能时，信息数据库可以位于中心管理单元上；或，中心管理单元与信息数据库是并列的两个独立模块；进一步的，中心管理单元与信息数据库可以集成在现有的装置(如基站)上，也可以为独立的装置。如图3所示，为本发明实施例的系统结构示意图，CRS (即感知系统)向中心管理单元请求可用频点，并发送本感知系统基站的位置信息。中心管理单元负责查询信息数据库，获取当前频带上的频点使用情况，根据CRS的上报信息，并依据共存策略为CRS确定可用频点及发射功率，以保证CRS系统与授权系统、及其他CRS系统之间的共存；此外，中心管理单元还需要更新信息数据库。信息数据库用于提供当前频带上的频点使用情况。综上所述，本发明实施例中，可以保证在确定的可用空白频段上引入感知系统时，感知系统和授权系统都可以正常工作，继而保证授权系统和多个感知系统的共存。实施例二
为了更加清楚的阐述本发明实施例提供的技术方案，以下结合具体的应用场景进行说明。该应用场景下，假设当前频段上共有五个频点，分别为F1、F2、F3、F4、F5 ;发出请求的感知系统为 CRS1,当前授权系统为 DTMB (Digital Television Terrestrial MultimediaBroadcasting，数字电视地面多媒体广播)，另一个在当前频带上工作的感知系统为CRS2。基于上述应用场景，本发明实施例二所提供的感知无线电系统中的频谱确定方法，包括以下步骤:
步骤1、中心管理单元通过查找信息数据库，获取各个频点上的使用情况(即各个频点的使用信息)。如表I所示的频点信息表，该频点信息表中记录有各个频点的使用信息。表I
权利要求
1.一种感知无线电系统中的频谱确定方法，其特征在于，包括: 中心管理单元接收感知系统上报的信息，并获取当前频点的使用信息； 所述中心管理单元根据所述感知系统上报的信息以及所述当前频点的使用信息，为所述感知系统确定可用频点信息和/或允许的发射功率信息； 所述中心管理单元将所述可用频点信息和/或允许的发射功率信息通知给所述感知系统。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感知系统上报的信息包括所述感知系统上报的基站位置信息，所述当前频点的使用信息包括在所述当前频点上已经存在的基站的位置信息； 所述中心管理单元根据所述感知系统上报的信息以及所述当前频点的使用信息，为所述感知系统确定可用频点信息，包括: 所述中心管理单元根据所述感知系统上报的基站位置信息、以及在所述当前频点上已经存在的基站的位置信息，获得所述感知系统的基站与当前频点上已经存在的基站之间的距离信息； 所述中心管理单元根据各频点所对应的距离信息为所述感知系统确定可用频点信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中心管理单元根据各频点所对应的距离信息为所述感知系统确定可用频点信息，包括: 所述中心管理单元判断频点所对应的距离信息是否满足同频共存或邻频共存的距离要求，如果不满足，则所述中心管理单元确定所述频点不为可用频点；否则，所述中心管理单元确定所述频点为可用频点。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在信息数据库中存储有所述当前频点的使用/[目息; 所述中心管理单元获取当前频点的使用信息包括:所述中心管理单元通过查找所述信息数据库获取在所述当前频点上已经存在的基站的位置信息； 所述中心管理单元为所述感知系统确定可用频点信息之后还包括:所述中心管理单元将所述感知系统上报的基站位置信息更新到所述信息数据库。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前频点的使用信息包括:在所述当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率； 所述中心管理单元根据所述当前频点的使用信息，为所述感知系统确定允许的发射功率信息，包括: 所述中心管理单元确定所述感知系统允许的发射功率信息为:所述当前频点上允许的最大发射功率，减去在所述当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率，减去其他频点的功率泄露到所述当前频点上的功率。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在信息数据库中存储有所述当前频点的使用/[目息; 所述中心管理单元获取当前频点的使用信息包括:所述中心管理单元通过查找所述信息数据库获取在所述当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率； 所述中心管理单元为所述感知系统确定允许的发射功率信息之后还包括:所述中心管理单元将所述感知系统允许的发射功率信息更新到所述信息数据库。
7.如权利要求4或6所述的方法，其特征在于，所述中心管理单元与所述信息数据库位于相同的装置上，或者，位于不同的装置上。
8.—种感知无线电系统中的频谱确定设备，其特征在于，包括: 接收模块，用于接收感知系统上报的信息； 获取模块，用于获取当前频点的使用信息； 确定模块，用于根据所述感知系统上报的信息以及所述当前频点的使用信息，为所述感知系统确定可用频点信息和/或允许的发射功率信息； 发送模块，用于将所述可用频点信息和/或允许的发射功率信息通知给所述感知系统。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述感知系统上报的信息包括所述感知系统上报的基站位置信息，所述当前频点的使用信息包括在所述当前频点上已经存在的基站的位置信息； 所述确定模块，具体用于根据所述感知系统上报的基站位置信息、以及在所述当前频点上已经存在的基站的位置信息，获得所述感知系统的基站与当前频点上已经存在的基站之间的距离信息；以及根据各频点所对应的距离信息为所述感知系统确定可用频点信息。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于， 所述确定模块，进一步用于判断频点所对应的距离信息是否满足同频共存或邻频共存的距离要求，如果不满足，则确定所述频点不为可用频点；否则，确定所述频点为可用频点。
11.如权利要求9所述的设备，其特征在于，在信息数据库中存储有所述当前频点的使用/[目息; 所述获取模块，具体用于通过查找所述信息数据库获取在所述当前频点上已经存在的基站的位置信息； 并在为所述感知系统确定可用频点信息之后，将所述感知系统上报的基站位置信息更新到所述信息数据库。
12.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述当前频点的使用信息包括:在所述当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率； 所述确定模块，具体用于确定所述感知系统允许的发射功率信息为:所述当前频点上允许的最大发射功率，减去在所述当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率，减去其他频点的功率泄露到所述当前频点上的功率。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，在信息数据库中存储有所述当前频点的使用信息； 所述获取模块，具体用于通过查找所述信息数据库获取在所述当前频点上已经存在的基站所对应的最大发射功率； 并在为所述感知系统确定允许的发射功率信息之后，将所述感知系统允许的发射功率信息更新到所述信息数据库。
14.如权利要求11或13所述的设备，其特征在于，所述频谱确定设备与所述信息数据库位于相同的装置上，或者，位于不同的装置上。
全文摘要
本发明公开了一种感知无线电系统中的频谱确定方法和设备，该方法包括中心管理单元接收感知系统上报的信息，并获取当前频点的使用信息；所述中心管理单元根据所述感知系统上报的信息以及所述当前频点的使用信息，为所述感知系统确定可用频点信息和/或允许的发射功率信息；所述中心管理单元将所述可用频点信息和/或允许的发射功率信息通知给所述感知系统。本发明实施例中，可以保证在确定的可用空白频段上引入感知系统时，感知系统和授权系统都可以正常工作，继而保证授权系统和多个感知系统的共存。
文档编号H04W16/14GK103179576SQ20111043793
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者李媛媛, 蒋成钢, 白文岭, 杨宇 申请人:电信科学技术研究院