一种基于认知无线电的动态多频段lte基站系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，属于通信技术领域，旨在解决现有的基站系统频谱资源利用浪费、系统部署和传输速率受制约的问题。频谱感知协调器向多频段LTE基站下达频谱监测任务，根据各多频段LTE基站反馈的频谱监测结果分析频谱态势，得到可用频谱资源信息，再根据可用频谱资源信息动态分配各频段LTE基站的用频计划，并下达用频计划至各多频段LTE基站；一组多频段LTE基站，接收频谱感知协调器下达的频谱监测任务，根据频谱监测任务完成可用频谱资源的实时监测，将频谱监测结果反馈给频谱感知协调器，并执行频谱感知协调器下达的用频计划，实现对目标区的无线覆盖，并支持终端接入。
【专利说明】
一种基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统
技术领域
[0001]本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统。
【背景技术】
[0002]LTE(Long Term Evolut1n，长期演进)Releasell为LTE无线接入网定义了良好的多载波聚合能力，能够实现同一频段内多达21个子频段的带内组合，以及多达3个不同频段的带间聚合，为适应复杂的频谱管理要求，充分挖掘可用频谱资源，提供更高的传输速率奠定了基础。与此同时，全球频谱资源管理策略与模式出现了变化，更倾向于以频谱共享方式，支持多个系统对同一频谱资源的无冲突使用。
[0003]目前，国内LTE基站系统均基于静态的授权频谱设计，难以充分利用基站覆盖区内潜在的可用频谱资源，突破系统部署和传输速率的瓶颈，具体存在以下几个技术制约点:
[0004]1、不具备频谱感知能力，无法实时掌握覆盖区内的可用频谱状态；
[0005]2、大多基于LTE ReleaseQ标准，不具备对众多分散小频段资源的聚合利用能力；
[0006]3、不具备兼容不同终端版本的动态频段调整能力，无法基于优质频段向所有用户提供尚质量的接入服务。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，旨在解决现有的静态LTE基站系统的频谱资源利用浪费、系统部署和传输速率受制约的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，本发明提供了一种基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，包括频谱感知协调器和一组多频段LTE基站。
[0009]所述频谱感知协调器，用于向所述一组多频段LTE基站下达频谱监测任务，根据各多频段LTE基站反馈的频谱监测结果，分析频谱态势，得到可用频谱资源信息，再根据所述可用频谱资源信息动态分配各频段LTE基站的用频计划，并下达用频计划至各多频段LTE基站；
[0010]所述一组多频段LTE基站，用于接收所述频谱感知协调器下达的频谱监测任务，各多频段LTE基站根据频谱监测任务完成对各自目标区的可用频谱资源的实时监测，并将频谱监测结果反馈给所述频谱感知协调器;各多频段LTE基站执行所述频谱感知协调器下达的用频计划，实现对目标区的无线覆盖，并支持终端接入。
[0011]进一步地，基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统还包括白频谱数据库。
[0012]所述白频谱数据库与所述频谱感知协调器连接，用于提供可用频谱资源信息至所述频谱感知协调器，并对所述频谱感知协调器提交的实时用频计划进行备案。
[0013]进一步地，所述一组多频段LTE基站具体用于接收所述频谱感知协调器下达的频谱监测任务，各多频段LTE基站根据频谱监测任务中的空间范围要求调控MIMO参数、锁定监测区域，并根据频谱监测任务中的目标信号要求调控接收频带、识别频段特性，采用匹配滤波器探测和能量探测方式，对目标区域进行探测，得到频谱监测结果，并将频谱监测结果反馈给所述频谱感知协调器；
[0014]所述频谱感知协调器具体用于综合多个多频段LTE基站反馈的频谱监测结果，分析对目标区域的频谱态势，得到可用频谱资源信息;所述频谱感知协调器再根据得到的可用频谱资源信息，动态分配用频计划，下达用频计划至各多频段LTE基站。
[0015]其中，所述一组多频段LTE基站中的各多频段LTE基站综合考虑对多版本终端的兼容和对其他无线通信系统的快速规避等因素，执行频谱感知协调器下达的用频计划，实现对目标区的无线覆盖，并为各个载波分配特性各异的频段，提供持续不间断的终端接入服务。
[0016]进一步地，所述频谱感知协调器具体用于根据白频谱数据库提供的可用频谱资源信息明确规定本地各多频段LTE基站的频谱监测范围，并下达频谱监测任务至各多频段LTE基站，所述本地各多频段LTE基站在所述频谱监测范围内精确探测得到频谱监测结果并反馈给频谱感知协调器;频谱感知协调器再根据频谱监测结果，分析频谱态势，得到可用频谱资源信息，根据可用频谱资源信息生成用频计划，并将用频计划实时提交给所述白频谱数据库;所述白频谱数据库将收到的用频计划实时备案。
[0017]进一步地，基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，所述用频计划包含有各多频段LTE基站的频率范围信息、辐射功率信息和辐射方向信息。
[0018]进一步地，一组多频段LTE基站遵循LTEReleasell标准，采用N+1多载波模式设计。所述采用N+1多载波模式设计的各多频段LTE基站包括N+1个通道，其中N个载波通道用于完成双向数据收发，I个载波通道用于完成单向频谱感知接收。
[0019]其中，所述的各多频段LTE基站增设I个单向频谱感知接收载波通道，用于专门执行对本地频谱的监测，确保频谱监测的持续不间断；当多频段LTE基站未增设单向频谱感知接收载波通道时，则从N个双向数据收发载波通道中动态调配出一个双向数据收发载波通道作为单向频谱感知接收载波通道，用于专门执行对本地频谱的监测，确保频谱监测的持续不间断。
[0020]进一步地，所述频谱感知协调器与一组多频段LTE基站通过IP网络进行设备互联，构成一个独立的本地频谱感知与管理网；
[0021]在本地频谱感知与管理网内部，频谱感知协调器与一组多频段LTE基站之间通过HLA/RTI总线建立分布式计算环境。
[0022]本发明与现有技术相比，有益效果在于:
[0023]1、本发明具备频谱感知能力，能够实时掌握覆盖区内的可用频谱状态；
[0024]2、本发明遵循LTE Releasell标准，具备对众多分散小频段资源的聚合利用能力；
[0025]3、本发明以动态的优质频率资源支撑特定地域范围内LTE无线接入网的运行，提高LTE网络部署的灵活性和传输速率，综合考虑对多版本终端的兼容、对其他无线通信系统的快速规避等因素，为各个载波分配特性各异的频段，提供持续不间断的高质量接入服务。
【附图说明】
[0026]图1是本发明实施例提供的基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统示意图。
【具体实施方式】
[0027]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028]作为本发明的实施例，如图1所示，本发明提供的基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统不意图:
[0029]101表示频谱感知协调器；102表示一组多频段LTE基站，102可由N个多频段LTE基站组成，102-1表示其中的一个多频段LTE基站，其他的多频段基站可用102-2、102-3、依次类推至102-N表示；103表示白频谱数据库。
[0030]频谱感知协调器101，用于向所述一组多频段LTE基站102下达频谱监测任务，根据各多频段LTE基站(102-1至102-N)反馈的频谱监测结果，分析频谱态势，得到可用频谱资源信息，再根据所述可用频谱资源信息动态分配各频段LTE基站的用频计划，并下达用频计划至各多频段LTE基站(102-1至102-N)。其中，分析频谱态势是指频谱感知协调器101对各多频段LTE基站频谱资源监测结果的综合分析，从而得到空闲的和被占用的频谱资源分布结果;用频计划包含有各多频段LTE基站的频率范围信息、辐射功率信息和辐射方向信息。
[0031]—组多频段LTE基站102，用于接收所述频谱感知协调器101下达的频谱监测任务，各多频段LTE基站(102-1至102-N)根据频谱监测任务完成对各自目标区的可用频谱资源的实时监测，并将频谱监测结果反馈给所述频谱感知协调器;各多频段LTE基站(102-1至102-N)执行所述频谱感知协调器下达的用频计划，实现对目标区的无线覆盖，并支持终端接入。
[0032]白频谱数据库103可与频谱感知协调器101连接，用于提供可用频谱资源信息至频谱感知协调器101，并对频谱感知协调器101提交的实时用频计划进行备案。
[0033]如本发明实施例所述，根据频谱感知协调器101与白频谱数据库103是否连接，以及本地各动态多频段LTE基站(102-1至102-N)是否具备频谱监测能力，本发明实施例所描述的基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统可支持如下三种工作模式:
[0034]外部感知模式:频谱感知协调器101仅根据外部白频谱数据库103提供的可用频谱资源信息，分析频谱态势，得到可用频谱资源信息，生成用频计划，向白频谱数据库103提交用频计划进行备案，再将用频计划下达给各多频段LTE基站(102-1至102-N)执行。
[0035]本地感知模式:频谱感知协调器101下达频谱监测任务，仅根据本地各多频段LTE基站(102-1至102-N)反馈的频谱监测结果，分析频谱态势，得到可用频谱资源信息，再根据所述可用频谱资源信息动态分配各频段LTE基站的用频计划，并下达用频计划至各多频段LTE 基站(I 02-1 至 102-N)执行；
[0036]融合感知模式:首先，频谱感知协调器101根据白频谱数据库103提供的可用频谱资源信息明确规定本地各多频段LTE基站(102-1至102-N)的频谱监测范围，并下达频谱监测任务至各多频段LTE基站(102-1至102-N);其次，本地各多频段LTE基站(102-1至102-N)在所述频谱监测范围内精确探测得到频谱监测结果并反馈给频谱感知协调器101;然后，频谱感知协调器101再根据频谱监测结果分析频谱态势得到可用频谱资源信息;频谱感知协调器101根据可用频谱资源信息生成用频计划，动态分配各频段LTE基站的用频计划，并下达用频计划至各多频段LTE基站(102-1至102-N)执行，同时将用频计划实时提交给白频谱数据库103进行备案。融合感知模式是将外部感知模式与本地感知模式两种感知模式有效配合，提升频谱监测的精度和时效。
[0037]进一步地，一组多频段LTE基站102具体用于接收所述频谱感知协调器下达的频谱监测任务，各多频段LTE基站(102-1至102-N)根据频谱监测任务中的空间范围要求调控MHTO参数、锁定监测区域，并根据频谱监测任务中的目标信号要求调控接收频带、识别频段特性，采用匹配滤波器探测和能量探测方式，对目标区域进行探测，得到频谱监测结果，并将频谱监测结果反馈给所述频谱感知协调器；
[0038]频谱感知协调器101具体用于综合多个多频段LTE基站(102-1至102-N)反馈的频谱监测结果，分析对目标区域的频谱态势，得到可用频谱资源信息;频谱感知协调器101再根据得到的可用频谱资源信息，动态分配用频计划，下达用频计划至各多频段LTE基站(102-1至102-N)。
[0039]各多频段LTE基站(102-1至102-N)综合考虑对多版本终端的兼容和对其他无线通信系统的快速规避等因素，执行频谱感知协调器101下达的用频计划，实现对目标区的无线覆盖，并为各个载波分配特性各异的频段，提供持续不间断的终端接入服务。
[0040]所述频谱感知协调器101具体用于根据白频谱数据库103提供的可用频谱资源信息明确规定本地各多频段LTE基站(102-1至102-N)的频谱监测范围，并下达频谱监测任务至各多频段LTE基站(102-1至102-N)，所述本地各多频段LTE基站(102-1至102-N)在所述频谱监测范围内精确探测得到频谱监测结果并反馈给频谱感知协调器101;频谱感知协调器101再根据频谱监测结果，分析频谱态势，得到可用频谱资源信息，根据可用频谱资源信息生成用频计划，并将用频计划实时提交给所述白频谱数据库103备案。
[0041 ] 在本发明具体实施例中，一组多频段LTE基站遵循LTE Releasell标准，采用N+1多载波模式设计，即各多频段LTE基站包括N+1个通道，其中N个载波通道用于完成双向数据收发，I个载波通道用于完成单向频谱感知接收。
[0042]其中，本发明实施例的各多频段LTE基站增设I个单向频谱感知接收载波通道，用于专门执行对本地频谱的监测，确保频谱监测的持续不间断；当多频段LTE基站未增设单向频谱感知接收载波通道时，则从N个双向数据收发载波通道中动态调配出一个双向数据收发载波通道作为单向频谱感知接收载波通道，用于专门执行对本地频谱的监测，确保频谱监测的持续不间断。
[0043]进一步地，本发明实施例中频谱感知协调器101与一组多频段LTE基站102通过IP网络进行设备互联，构成一个独立的本地频谱感知与管理网；在本地频谱感知与管理网内部，频谱感知协调器101与一组多频段LTE基站102之间通过HLA/RTI总线建立分布式计算环境。
[0044]综上所述，本发明可有效解决LTE基站部署时授权频谱资源不足的问题，利用实时频谱感知能力，与其他LTE运营商或其他无线通信系统实现优质频谱资源的共享使用，降低LTE无线接入网的部署及扩容难度，通过引入实现对不同频段共享频谱资源的利用，能够满足国内城市密集热点区域和农村稀疏地区的公众LTE覆盖以及行业LTE专网的部署需求;本发明所界定的产品形态，不但适用于国内行业内的LTE专网的部署运营，还能够满足国外当前白频谱宽带无线接入市场的运营需求。
[0045]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，其特征在于，包括:频谱感知协调器和一组多频段LTE基站； 所述频谱感知协调器，用于向所述一组多频段LTE基站下达频谱监测任务，根据各多频段LTE基站反馈的频谱监测结果，分析频谱态势，得到可用频谱资源信息，再根据所述可用频谱资源信息动态分配各频段LTE基站的用频计划，并下达用频计划至各多频段LTE基站； 所述一组多频段LTE基站，用于接收所述频谱感知协调器下达的频谱监测任务，各多频段LTE基站根据频谱监测任务完成对各自目标区的可用频谱资源的实时监测，并将频谱监测结果反馈给所述频谱感知协调器;各多频段LTE基站执行所述频谱感知协调器下达的用频计划，实现对目标区的无线覆盖，并支持终端接入。2.如权利要求1所述的基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，其特征在于，还包括白频谱数据库； 所述白频谱数据库与所述频谱感知协调器连接，用于提供可用频谱资源信息至所述频谱感知协调器，并对所述频谱感知协调器提交的实时用频计划进行备案。3.如权利要求1所述的基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，其特征在于: 所述一组多频段LTE基站具体用于接收所述频谱感知协调器下达的频谱监测任务，各多频段LTE基站根据频谱监测任务中的空间范围要求调控MIMO参数、锁定监测区域，并根据频谱监测任务中的目标信号要求调控接收频带、识别频段特性，采用匹配滤波器探测和能量探测方式，对各自目标区域进行探测，得到频谱监测结果，并将频谱监测结果反馈给所述频谱感知协调器； 所述频谱感知协调器具体用于综合多个多频段LTE基站反馈的频谱监测结果，分析对目标区域的频谱态势，得到可用频谱资源信息； 所述频谱感知协调器再根据得到的可用频谱资源信息，动态分配用频计划，下达用频计划至各多频段LTE基站。4.如权利要求2所述的基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，其特征在于: 所述频谱感知协调器具体用于根据白频谱数据库提供的可用频谱资源信息明确规定本地各多频段LTE基站的频谱监测范围，并下达频谱监测任务至各多频段LTE基站； 所述本地各多频段LTE基站在所述频谱监测范围内精确探测得到频谱监测结果并反馈给频谱感知协调器； 所述频谱感知协调器再根据频谱监测结果，分析频谱态势，得到可用频谱资源信息，根据可用频谱资源信息生成用频计划，并将用频计划实时提交给所述白频谱数据库； 所述白频谱数据库将收到的用频计划实时备案。5.如权利要求3所述的基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，其特征在于，所述用频计划包含有所述各多频段LTE基站的频率范围信息、辐射功率信息和辐射方向信息。6.如权利要求1所述的基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，其特征在于，所述一组多频段LTE基站遵循LTE ReleaselI标准，采用N+1多载波模式设计； 所述采用N+1多载波模式设计的各多频段LTE基站包括N+1个载波通道，其中N个载波通道用于完成双向数据收发，I个载波通道用于完成单向频谱感知接收。7.如权利要求1所述的基于认知无线电的动态多频段LTE基站系统，其特征在于，所述频谱感知协调器与所述一组多频段LTE基站通过IP网络进行设备互联，构成一个独立的本地频谱感知与管理网； 所述本地频谱感知与管理网内部，频谱感知协调器与一组多频段LTE基站之间通过HLA/RTI总线建立分布式计算环境。
【文档编号】H04W88/10GK106060833SQ201610575756
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月19日
【发明人】余毅敏, 周宗仪
【申请人】宽兆科技(深圳)有限公司