本发明涉及通信技术领域，具体地，涉及一种感知系统的频谱资源管理方法以及装置。
背景技术：
230mhz频段包括223.025mhz～235.000mhz共12mhz带宽。目前，以25khz为一个频点进行分配，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据传输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，在230mhz频段引入了频谱共享技术，允许各感知系统通过公平竞争合理占用授权窄带系统未使用的频谱资源，从而在保障授权窄带系统的正常工作的同时，满足感知系统的频谱需求与业务需求。感知系统向无线电管理机构申请获得授权频点，用于传输广播、控制信息和保障业务，而动态申请获得的共享频谱资源的频点用于传输其它的非保障性业务，在使用过程中，避开在用的授权窄带系统和其他感知系统的授权频点。
图1是现有技术中230mhz频谱共享系统的架构示意图。如图1所示，每个网元/设备的功能介绍如下：
(1)具有地理位置数据库的数据处理网元负责审批感知系统及其基站使用的共享频谱，通过干扰分析确保基站使用的频谱资源不会与其它感知系统造成相互干扰。只有经过认证的感知系统可以访问数据库，感知系统的标识信息、共享频谱使用情况都必须在数据库备案并动态更新。
(2)本地资源管理中心是感知系统中进行共享频谱管理的设备，负责以基站为单位向数据处理网元申请与释放共享频谱，并协调和分配各基站的频谱资源。本地资源管理中心通过访问地理位置数据库获取可能存在相互干扰的区域内其它感知系统的标识信息和频谱使用情况进行干扰分析，确保基站使用共享频谱不会与其它感知系统造成相互干扰。
(3)基站负责向本地资源管理中心申请与释放共享频谱，以及为各终端和/或各业务分配共享频谱。
在对该频谱共享系统进行研究的过程中，本申请的申请人发现，基站根据自身的频谱需求进行共享频谱资源申请，资源使用时间到期，释放共享频谱资源。如果此时的频谱资源仍然不够，释放频谱资源后，需要再次申请频谱资源，频繁的申请和释放会打断业务的传输，增加感知系统的开销。相反地，如果不释放频谱资源，又会出现频谱资源一直被一个基站占用，其它感知系统得不到使用的情况。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种感知系统的频谱资源管理方法以及装置。其中，所述方法所要解决的技术问题是：如何有效避免基站在频谱资源不足的情况下频繁地申请和释放频谱资源，从而保证频谱资源使用的连贯性，利于业务的连续传输。
为了实现上述目的，本发明提供一种感知系统的频谱资源管理方法，所述感知系统包括：本地资源管理中心及至少一个基站，所述方法包括：
数据处理网元接收所述本地资源管理中心转发的所述基站发送的在用的感知频谱资源的延期使用请求；
所述数据处理网元根据所述延期使用请求，判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长是否达到预先配置的最大使用时长；
若否，所述数据处理网元则通过所述本地资源管理中心将延期确认响应转发至所述基站，以使所述基站延期使用所述在用的感知频谱资源。
可选地，所述方法还包括：
所述数据处理网元接收所述本地资源管理中心发送的感知频谱资源申请信息；
所述数据处理网元根据所述感知频谱资源申请信息及自身数据库存储的各感知系统的标识信息和频谱资源使用信息判断所述本地资源管理中心所属的感知系统在使用申请的频谱资源后是否与其它感知系统存在相互干扰；
若否，所述数据处理网元根据所述感知频谱资源申请信息为所述本地资源管理中心分配频谱资源。
可选地，所述数据处理网元接收所述本地资源管理中心发送的感知频谱资源申请信息，包括：
所述数据处理网元接收所述本地资源管理中心周期性发送的感知频谱资源申请信息，以及接收该本地资源管理中心所属的感知系统之外的其它感知系统中的本地资源管理中心周期性发送的感知频谱资源申请信息；
相应地，所述方法还包括：
所述数据处理网元根据各本地资源管理中心所属的感知系统预先配置的优先级依次处理所述感知频谱资源申请信息。
可选地，所述方法还包括：
在相同周期内存在多个感知系统的本地资源管理中心申请相同的频谱资源的情况下，所述数据处理网元为优先级最高的感知系统的本地资源管理中心分配所述频谱资源。
可选地，所述数据处理网元接收所述本地资源管理中心转发的基站的在用的感知频谱资源的延期使用请求之前，所述方法还包括：
所述数据处理网元将携带有预先配置的感知频谱资源申请周期、延期时间偏移量和感知频谱资源单次使用时长的信息发送至所述各感知系统的本地资源管理中心和各基站。
相应地，本发明还提供一种感知系统的频谱资源管理装置，所述感知系统包括：本地资源管理中心及至少一个基站，所述装置包括：
接收单元，用于接收所述本地资源管理中心转发的所述基站发送的在用的感知频谱资源的延期使用请求；
判断单元，用于根据所述延期使用请求，判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长是否达到预先配置的最大使用时长；
延期使用单元，用于在判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长未达到预先配置的最大使用时长的情况下，通过所述本地资源管理中心将延期确认响应转发至所述基站，以使所述基站延期使用所述在用的感知频谱资源。
可选地，所述装置还包括：
第一接收单元，用于接收所述本地资源管理中心发送的感知频谱资源申请信息；
第一判断单元，用于根据所述感知频谱资源申请信息及自身数据库存储的各感知系统的标识信息和频谱资源使用信息判断所述本地资源管理中心所属的感知系统在使用申请的频谱资源后是否与其它感知系统存在相互干扰；
分配单元，用于在判断所述本地资源管理中心所属的感知系统在使用申请的频谱资源后与其它感知系统不存在相互干扰的情况下，根据所述感知频谱资源申请信息为所述本地资源管理中心分配频谱资源。
可选地，所述第一接收单元，具体用于：
接收所述本地资源管理中心周期性发送的感知频谱资源申请信息，以及接收该本地资源管理中心所属的感知系统之外的其它感知系统中的本地资源管理中心周期性发送的感知频谱资源申请信息，
相应地，所述装置还包括：
处理单元，用于所述数据处理网元根据各本地资源管理中心所属的感知系统预先配置的优先级依次处理所述感知频谱资源申请信息。
可选地，所述分配单元，还用于：
在相同周期内存在多个感知系统的本地资源管理中心申请相同的频谱资源的情况下，所述数据处理网元为优先级最高的感知系统的本地资源管理中心分配所述频谱资源。
可选地，所述装置还包括：
发送单元，用于将携带有预先配置的感知频谱资源申请周期、延期时间偏移量和感知频谱资源单次使用时长的信息发送至所述各感知系统的本地资源管理中心和各基站。
由上述技术方案可知，数据处理网元接收所述本地资源管理中心转发的所述基站发送的在用的感知频谱资源的延期使用请求；并根据所述延期使用请求，判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长是否达到预先配置的最大使用时长；在判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长未达到预先配置的最大使用时长的情况下，所述数据处理网元则通过所述本地资源管理中心将延期确认响应转发至所述基站，以使所述基站延期使用所述在用的感知频谱资源，能够有效避免基站在资源不足的情况下频繁地申请和释放频谱资源，保证了频谱资源使用的连贯性，利于业务的连续传输。
附图说明
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的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。
图1是现有技术中230mhz频谱共享系统的架构示意图；
图2是本发明一实施例提供的感知系统的频谱资源管理方法的流程图；
图3是本发明一实施例提供的感知系统的频谱资源管理装置的结构示意图。
具体实施方式
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。
在详细说明本发明实施例提供的方法之前，需要说明频谱共享系统的系统架构。在现有技术中，所述频谱共享系统包括各感知系统和数据处理网元，并且所述各感知系统均包括本地资源管理中心和各基站。
图2是本发明一实施例提供的感知系统的频谱资源管理方法的流程图。如图2所示，本发明一实施例提供的感知系统的频谱资源管理方法包括：
在步骤s101中，数据处理网元接收所述本地资源管理中心转发的所述基站发送的在用的感知频谱资源的延期使用请求。
具体地，在该步骤之前，所述方法还包括：所述数据处理网元将携带有预先配置的感知频谱资源申请周期、延期时间偏移量和感知频谱资源单次使用时长的信息发送至所述各感知系统的本地资源管理中心和各基站。
在进行本实施例提供的方法之前，数据处理网元配置了资源申请周期、延期时间偏移量、感知频谱资源单次使用时长和频谱资源的最大使用时长。其中，感知频谱资源申请周期、延期时间偏移量和感知频谱资源单次使用时长通过信令发送至所有感知系统。
更为具体地，基站在在用的感知频谱资源的使用时长达到感知频谱资源单次使用时长减去延期时间偏移量时决策是否延期该在用的感知频谱资源。如果根据业务需求和频谱利用率决策延期使用该在用的感知频谱资源的情况下，基站向本地资源管理中心上报该在用的感知频谱资源的延期使用请求，对于各基站的在用的感知频谱资源的延期使用请求，本地资源管理中心实时将各基站的延期使用请求转发至数据处理网元。
接着，在步骤s102中，所述数据处理网元根据所述延期使用请求，判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长是否达到预先配置的最大使用时长。
具体地，所述数据处理网元的数据库存储有各感知系统的频谱资源使用信息。对于基站在用的频谱资源，数据处理网元会记录基站在用的频谱资源的连续使用时长。对于实时接收的在用的感知频谱资源的延期使用请求，由于是在用的感知频谱资源，已经做过干扰共存分析，根据连续使用时长是否达到最大使用时长决定是否审批通过。
最后，在步骤s103中，若否，所述数据处理网元则通过所述本地资源管理中心将延期确认响应转发至所述基站，以使所述基站延期使用所述在用的感知频谱资源。
具体地，在判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长达到预先配置的最大使用时长的情况下，所述数据处理网元则通过所述本地资源管理中心将请求审批不通过消息转发至所述基站，以使得所述基站不能延期使用所述在用的感知频谱资源。藉此，能够防止某一频谱资源始终被一个感知系统中的基站占用而其它感知系统无频谱资源可用，保证了频谱资源使用的公平性。
在本实施例中，数据处理网元接收所述本地资源管理中心转发的所述基站发送的在用的感知频谱资源的延期使用请求；并根据所述延期使用请求，判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长是否达到预先配置的最大使用时长；在判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长未达到预先配置的最大使用时长的情况下，所述数据处理网元则通过所述本地资源管理中心将延期确认响应转发至所述基站，以使所述基站延期使用所述在用的感知频谱资源，能够有效避免基站在资源不足的情况下频繁地申请和释放频谱资源，保证了频谱资源使用的连贯性，利于业务的连续传输。
在本发明一可选实施例中，所述方法还包括：所述数据处理网元接收所述本地资源管理中心发送的感知频谱资源申请信息；所述数据处理网元根据所述感知频谱资源申请信息及自身数据库存储的各感知系统的标识信息和频谱资源使用信息判断所述本地资源管理中心所属的感知系统在使用申请的频谱资源后是否与其它感知系统存在相互干扰；若否，所述数据处理网元根据所述感知频谱资源申请信息为所述本地资源管理中心分配频谱资源。
其中，如果所述数据处理网元根据所述感知频谱资源申请信息及自身数据库存储的所述各感知系统的标识信息和频谱资源使用信息判断所述本地资源管理中心所属的感知系统在使用申请的频谱资源后与其它感知系统存在相互干扰的情况下，所述数据处理网元则不能根据所述感知频谱资源申请信息为所述本地资源管理中心分配频谱资源。
其中，所述标识信息包括感知系统中各基站的发射功率、接收功率和天线类型等信息，数据处理网元根据所述感知频谱资源申请信息及自身数据库存储的各感知系统的标识信息和频谱资源使用信息能够计算得到所述本地资源管理中心所属的感知系统与其它感知系统的隔离度。当所述隔离度大于预设值时，则所述本地资源管理中心所属的感知系统与其它感知系统不存在相互干扰，当所述隔离度小于或等于预设值时，则所述本地资源管理中心所属的感知系统与其它感知系统存在相互干扰。
具体地，所述感知频谱资源申请信息是所述本地资源管理中心在接收到基站的频谱资源申请请求后进行干扰分析得到的。更为具体地，基站根据业务需求和频谱资源利用率等信息决策申请频谱资源，并将频谱资源申请请求上报至本地资源管理中心。对于各基站的频谱资源申请请求，本地资源管理中心根据当前频谱使用情况、系统内和系统间干扰共存的情况决策可以申请的频谱资源，并将可以申请的频谱资源以感知频谱资源申请信息发送至数据处理网元。其中，本地资源管理中心通过访问数据处理网元的数据库获取可能存在相互干扰的区域内其它感知系统的标识信息和频谱使用情况，并进行干扰分析确保基站使用共享频谱不会与其它感知系统造成相互干扰。
在本发明一可选实施例中，所述数据处理网元接收所述本地资源管理中心发送的感知频谱资源申请信息，包括：所述数据处理网元接收所述本地资源管理中心周期性发送的感知频谱资源申请信息，以及接收该本地资源管理中心所属的感知系统之外的其它感知系统中的本地资源管理中心周期性发送的感知频谱资源申请信息；相应地，所述方法还包括：所述数据处理网元根据各本地资源管理中心所属的感知系统预先配置的优先级依次处理所述感知频谱资源申请信息。
具体地，基站根据业务需求和频谱资源利用率等信息决策申请频谱资源，并将频谱资源申请请求上报至本地资源管理中心。对于各基站的频谱资源申请请求，在感知频谱资源申请周期到达时，本地资源管理中心根据当前频谱使用情况、系统内和系统间干扰共存的情况决策可以申请的频谱资源，并将可以申请的频谱资源以感知频谱资源申请信息发送至数据处理网元。
优选地，所述方法还包括：在相同周期内存在多个感知系统的本地资源管理中心申请相同的频谱资源的情况下，所述数据处理网元为优先级最高的感知系统的本地资源管理中心分配所述频谱资源。进一步地，如果低优先级的感知系统没有在用的感知频谱资源并且没有分配任何频谱资源时，可以在已获批延期使用的感知系统中选择更低优先级且延期次数最多的感知系统来协调频谱资源。
优选地，同一周期发起申请请求的感知系统可能存在资源冲突，即多个感知系统同时申请相同频谱，则根据感知系统优先级，从延期使用频谱资源的低优先级感知系统中协调频谱资源给高优先级感知系统。藉此，降低了感知系统延期使用优先级。
对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
图3是本发明一实施例提供的感知系统的频谱资源管理装置的结构示意图。如图3所示，本发明一实施例提供的感知系统的频谱资源管理装置包括接收单元201、判断单元202和延期使用单元203，其中：
接收单元201，用于接收所述本地资源管理中心转发的所述基站发送的在用的感知频谱资源的延期使用请求；
判断单元202，用于根据所述延期使用请求，判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长是否达到预先配置的最大使用时长；
延期使用单元203，用于在判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长未达到预先配置的最大使用时长的情况下，通过所述本地资源管理中心将延期确认响应转发至所述基站，以使所述基站延期使用所述在用的感知频谱资源。
本实施例提供的感知系统的频谱资源管理装置适用于以上实施例对应的感知系统的频谱资源管理方法，在此不再赘述。
在本实施例中，接收单元201接收所述本地资源管理中心转发的所述基站发送的在用的感知频谱资源的延期使用请求；判断单元202根据所述延期使用请求，判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长是否达到预先配置的最大使用时长；在判断单元202判断所述基站的在用的感知频谱资源的连续使用时长未达到预先配置的最大使用时长的情况下，延期使用单元203通过所述本地资源管理中心将延期确认响应转发至所述基站，以使所述基站延期使用所述在用的感知频谱资源，能够有效避免基站在资源不足的情况下频繁地申请和释放频谱资源，保证了频谱资源使用的连贯性，利于业务的连续传输。
在本发明一可选实施例中，所述装置还包括：
第一接收单元，用于接收所述本地资源管理中心发送的感知频谱资源申请信息；
第一判断单元，用于根据所述感知频谱资源申请信息及自身数据库存储的各感知系统的标识信息和频谱资源使用信息判断所述本地资源管理中心所属的感知系统在使用申请的频谱资源后是否与其它感知系统存在相互干扰；
分配单元，用于在判断所述本地资源管理中心所属的感知系统在使用申请的频谱资源后与其它感知系统不存在相互干扰的情况下，根据所述感知频谱资源申请信息为所述本地资源管理中心分配频谱资源。
在本发明一可选实施例中，所述第一接收单元，具体用于：
接收所述本地资源管理中心周期性发送的感知频谱资源申请信息，以及接收该本地资源管理中心所属的感知系统之外的其它感知系统中的本地资源管理中心周期性发送的感知频谱资源申请信息，
相应地，所述装置还包括：
处理单元，用于所述数据处理网元根据各本地资源管理中心所属的感知系统预先配置的优先级依次处理所述感知频谱资源申请信息。
在本发明一可选实施例中，所述分配单元，还用于：
在相同周期内存在多个感知系统的本地资源管理中心申请相同的频谱资源的情况下，所述数据处理网元为优先级最高的感知系统的本地资源管理中心分配所述频谱资源。
在本发明一可选实施例中，所述装置还包括：
发送单元，用于将携带有预先配置的感知频谱资源申请周期、延期时间偏移量和感知频谱资源单次使用时长的信息发送至所述各感知系统的本地资源管理中心和各基站。
采用本实施例提供的感知系统的频谱资源管理装置能够有效避免基站在资源不足的情况下频繁地申请和释放频谱资源，保证了频谱资源使用的连贯性，利于业务的连续传输。
上述实施例提供的感知系统的频谱资源管理装置的原理和技术效果与对应的方法实施例相同，在此不再赘述。
对于本发明一实施例提供的感知系统的频谱资源管理装置中还涉及的具体细节已在本发明一实施例提供的感知系统的频谱资源管理方法中作了详细的描述，在此不再赘述。需要说明的是，本发明一实施例提供的感知系统的频谱资源管理装置设置于数据处理网元中。
应当注意的是，在本发明的系统的各个部件中，根据其要实现的功能而对其中的部件进行了逻辑划分，但是，本发明不受限于此，可以根据需要对各个部件进行重新划分或者组合，例如，可以将一些部件组合为单个部件，或者可以将一些部件进一步分解为更多的子部件。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上实施方式仅适于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。