认知无线电频谱共享系统及其采用的频谱共享方法技术方案

本发明专利技术涉及一种认知无线电频谱共享系统，包括感知频谱所包含的可用的共享资源组并将上报各可用的共享资源组的信息的认知系统、根据认知系统提供的可用的共享资源组的信息来结合自身决策策略进行频谱协调和分配的认知数据库。它采用的频谱共享方法包括如下步骤：（1）认知系统感知各共享资源组并根据各共享资源组的可用值判断出可用的共享资源组，将可用的共享资源组进行使用优先级划分后将优先级信息和各可用的共享资源组的可用值上报给认知数据库；（2）认知数据库根据认知系统上报的优先级信息和各可用的共享资源组的可用值结合自身决策策略，优先选择可用值最大的可用的共享资源组进行分配供使用。本发明专利技术能够提高频谱资源的使用效率。

【技术实现步骤摘要】
认知无线电频谱共享系统及其采用的频谱共享方法
本专利技术涉及一种用于协调和分配频谱资源的认知无线电频谱共享系统，以及该认知无线电频谱共享系统中采用的频谱共享方法。
技术介绍
230MHz频段包括223.025～235.000共12MHz带宽。目前以25kHz为一个频点并进行分配，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了能源、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传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，使得230MHz频段的频谱资源日益紧张。在对230MHz频段进行共享规划时，既要满足行业应用的宽带化需求，同时还需要考虑对在用窄带系统的兼容，以实现平滑过渡。230MHz频段的频谱共享规划可采用如下方案：(1)230MHz频段的频点带宽保持原有的25kHz为一个频点的划分方法，以保障在用窄带数传电台系统的正常工作。认知系统可通过载波聚合等方式聚合成宽带频谱资源使用；(2)将230MHz频段划分成N个共享资源组，如图1所示。认知系统将以共享资源组为单位申请一个或多个共享频谱资源使用，使用过程中需要规避共享资源组中的在用频点。同时，为了保证多个行业系统同时在230MHz频段共享使用频谱资源，可以对每个认知系统最多申请和聚合共享资源组数量加以限定。而认知无线电频谱共享方案中，认知系统可以感知、学习、自适应周围无线频谱环境的变化，通过与周围无线频谱环境的相互作用，认知系统结合频谱感知、频谱管理、频谱移动性和频谱共享四个功能动态接入最适宜的空闲频谱，实现有效通信。目前频谱共享方案主要包括两种，一种是基于授权频谱接入的频谱共享方案，此方案中认知无线电系统分为主用户和次用户，主用户为某频段的授权用户，当此频段空闲时，次用户可以在不影响主用户的情况下接入此授权频谱；另一种是基于公平竞争的频谱共享方案，此方案中认知无线电系统不区分主次，而是通过公平竞争来共享频谱资源。对于230MHz频段来说，由于此频段被多个行业系统共用，因此适合采用认知无线电系统公平竞争共享频谱的方案。而目前230MHz频段采用的以授权方式进行频谱管理和分配的方法，使得230MHz频段的频谱利用率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够提高频谱资源使用效率的认知无线电频谱共享系统。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种认知无线电频谱共享系统，用于协调和分配频谱资源，所述认知无线电频谱共享系统包括感知频谱所包含的可用的共享资源组并将上报各所述可用的共享资源组的信息的认知系统、根据所述认知系统提供的所述可用的共享资源组的信息来结合自身决策策略进行频谱协调和分配的认知数据库。所述认知系统包括用于计算各个所述共享资源组的可用值并据此判断出可用的共享资源组后上报的认知节点、根据各所述认知节点上报的各个可用的所述共享资源组的可用值计算出各个所述共享资源组的平均可用值并依据各个所述共享资源组的平均可用值和设定的共享资源组可用阈值划分各所述共享资源组的使用优先级以进行频谱协调和分配的本地资源管理中心。所述认知节点为以下三种情况中的一种：(1)所述认知节点包括直接感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点、根据各所述频点是否可用计算各个所述共享资源组的可用值并据此判断出可用的共享资源组后将所述可用的共享资源组的可用值上报的基站；(2)所述认知节点包括感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点的终端和根据所述终端上报的各所述频点是否可用确认可用的频点、根据确认的所述各可用的频点是否可用计算各个所述共享资源组的可用值并据此判断出可用的共享资源组后将所述可用的共享资源组的可用值上报的基站；(3)所述认知节点包括感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点的终端和根据所述终端上报的各所述频点是否可用确认可用的频点、根据确认的所述各可用的频点是否可用计算各个所述共享资源组的可用值并据此判断出可用的共享资源组同时直接感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点、根据各所述频点是否可用计算各个所述共享资源组的可用值，从而综合判断出可用的共享资源组后将所述可用的共享资源组的可用值上报的基站。所述基站中预设有供判断所述共享资源组是否可用的频段可用阈值，所述基站中预设有供判断所述频点是否可用的频点可用阈值。本专利技术还提供了上述认知无线电频谱共享系统采用的频谱共享方法，该频谱共享方法包括如下步骤：(1)所述认知系统感知各所述共享资源组并根据各所述共享资源组的可用值判断出可用的共享资源组，将可用的共享资源组进行使用优先级划分后将优先级信息和各可用的共享资源组的可用值上报给所述认知数据库；(2)所述认知数据库根据所述认知系统上报的优先级信息和各可用的共享资源组的可用值结合自身决策策略，优先选择可用值最大的可用的共享资源组进行分配供使用。所述步骤(1)中，所述认知系统通过认知节点感知并计算各个所述共享资源组的可用值并据此判断出可用的共享资源组后上报给本地资源管理中心，所述本地资源管理中心根据各所述认知节点上报的各个可用的所述共享资源组的可用值计算出各个所述共享资源组的平均可用值并依据各个所述共享资源组的平均可用值和设定的共享资源组可用阈值划分各所述共享资源组的使用优先级。所述认知节点采用以下三种工作方式中的一种：(1)所述认知节点采用基站，所述基站直接感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点、根据各所述频点是否可用计算各所述共享资源组的可用值并判断出可用的共享资源组上报；(2)所述认知节点采用终端和基站，所述终端感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点，所述基站根据所述终端上报的各所述频点是否可用确认可用的频点、根据确认的各所述频点是否可用计算各所述共享资源组的可用值并判断出可用的共享资源组上报；(3)所述认知节点采用终端和基站，所述终端感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点，所述基站一方面根据所述终端上报的各所述频点是否可用确认可用的频点、根据确认的各所述频点是否可用计算各所述共享资源组的可用值并判断出可用的共享资源组，另一方面直接感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点、根据各所述频点是否可用计算各所述共享资源组的可用值并判断出可用的共享资源组，所述基站综合考虑两方面所获得的可用的所述共享资源组的可用值并最终判断出可用的共享资源组上报。所述基站根据预设的频段可用阈值判断所述共享资源组是否可用；所述基站根据预设的频点可用阈值判断所述频点是否可用。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术的认知无线电频谱共享系统结合其频谱共享方法能够在仅凭频谱资源分配前确定可用的频谱资源，并对可用的频谱资源进行优先级划分，使得能够优先分配优先级高的频谱资源供使用，从而提高了频谱资源的使用效率。附图说明附图1为230MHz频段共享资源组划分示意图。附图2为本专利技术的认知无线电频谱共享系统的系统架构示意图。附图3为本专利技术的认知无线电频谱共享系统采用的频谱共享方法的流程示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种认知无线电频谱共享系统，用于协调和分配频谱资源，其特征在于：所述认知无线电频谱共享系统包括感知频谱所包含的可用的共享资源组并将上报各所述可用的共享资源组的信息的认知系统、根据所述认知系统提供的所述可用的共享资源组的信息来结合自身决策策略进行频谱协调和分配的认知数据库。

【技术特征摘要】
1.一种认知无线电频谱共享系统，用于协调和分配频谱资源，其特征在于：所述认知无线电频谱共享系统包括感知频谱所包含的可用的共享资源组并将上报各所述可用的共享资源组的信息的认知系统、根据所述认知系统提供的所述可用的共享资源组的信息来结合自身决策策略进行频谱协调和分配的认知数据库；所述认知系统包括用于计算各个所述共享资源组的可用值并据此判断出可用的共享资源组后上报的认知节点、根据各所述认知节点上报的各个可用的所述共享资源组的可用值计算出各个所述共享资源组的平均可用值并依据各个所述共享资源组的平均可用值和设定的共享资源组可用阈值划分各所述共享资源组的使用优先级以进行频谱协调和分配的本地资源管理中心。2.根据权利要求1所述的认知无线电频谱共享系统，其特征在于：所述认知节点为以下三种情况中的一种：（1）所述认知节点包括直接感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点、根据各所述频点是否可用计算各个所述共享资源组的可用值并据此判断出可用的共享资源组后将所述可用的共享资源组的可用值上报的基站；（2）所述认知节点包括感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点的终端和根据所述终端上报的各所述频点是否可用确认可用的频点、根据确认的所述各可用的频点是否可用计算各个所述共享资源组的可用值并据此判断出可用的共享资源组后将所述可用的共享资源组的可用值上报的基站；（3）所述认知节点包括感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点的终端和根据所述终端上报的各所述频点是否可用确认可用的频点、根据确认的所述各可用的频点是否可用计算各个所述共享资源组的可用值并据此判断出可用的共享资源组同时直接感知各所述共享资源组所包含的频点并判断出可用的频点、根据各所述频点是否可用计算各个所述共享资源组的可用值，从而综合判断出可用的共享资源组后将所述可用的共享资源组的可用值上报的基站。3.根据权利要求2所述的认知无线电频谱共享系统，其特征在于：所述基站中预设有供判断所述共享资源组是否可用的频段可用阈值，所述基站中预设有供判断所述频点是否可用的频点可用阈值。4.一种如权利要求1所述的认知无线电频谱共享系统采用的频谱共享方法，其特征在于：所述频谱共...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，许玮，朱金生，周振凯，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司苏州供电公司，国网江苏省电力公司昆山市供电公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32