上行频谱资源共享方法、终端及其系统技术方案
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及无线通信领域，特别是涉及一种上行频谱资源共享方法、终端及其系统。
技术介绍
近年来，无线通信技术获得了巨大的发展，然而，随着使用无线通信网络的人数激增，以及对无线通信网络性能的要求日益提高，频谱资源日趋紧张。现有技术提供了一种以不干扰授权用户的方式共享授权用户频谱的无线电频谱共享方法，所述方法通过检测授权用户如电视信号的空闲频谱，并使用授权用户的空闲频谱用于无线宽带接入。这种以不干扰授权用户的方式共享授权用户的频谱进行的通信的设备称为第二用户。由于电视信号发射功率恒定，而且通常在较长的时间内（几个小时）频谱不变，因此，可在较长时间内提供空闲频谱以供第二用户通信。然而，本申请专利技术人在长期研发中发现，如果要共享授权的蜂窝通信的空闲频谱，则具有较大的难度。一方面蜂窝通信的下行频谱利用率较高，蜂窝下行频谱中的空闲频谱较少，故不适合用于第二用户通信。蜂窝通信上行频谱利用率一般较下行频谱利用率低，且能够更好的控制干扰，因此，第二用户通信可以使用蜂窝上行频谱进行通信。但由于蜂窝用户的调度周期很短，比如在第三代合作伙伴计划长期演进技术（3GPP LTE，3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution）标准中，上行调度的周期为1ms，而一个蜂窝基站下属的服务终端有几百个，每1ms调度几十个终端，前1ms检测到的空闲频谱在下一个1ms...
【技术保护点】
一种上行频谱资源共享方法，其特征在于，包括如下步骤：将授权用户的授权频谱中的部分或全部划分为至少一个子带，每个子带的大小相等；在调度周期前，将本端的数据调制成数据包，每个数据包的大小不超过最小共享单元的可承载数据量，其中，调度周期为进行一次数据包传输的最小时间单位；在调度周期中的频谱检测时间，检测授权用户的授权频谱中是否存在至少一个可供给第二用户发送终端使用的空闲子带，其中，所述空闲子带为授权用户信号低于阈值的子带，并且每个空闲子带大于或者等于一个最小共享单元所占用的频率资源；如果存在至少一个空闲子带，则确定所述空闲子带和所述数据包的映射关系，并在所述调度周期中的频谱共享时间，将所述数据包按照所确定的映射关系映射到对应的空闲子带，以通过所述空闲子带向对端发送所述数据包。
【技术特征摘要】
1.一种上行频谱资源共享方法，其特征在于，包括如下步骤：
将授权用户的授权频谱中的部分或全部划分为至少一个子带，每个
子带的大小相等；
在调度周期前，将本端的数据调制成数据包，每个数据包的大小不
超过最小共享单元的可承载数据量，其中，调度周期为进行一次数据包
传输的最小时间单位；
在调度周期中的频谱检测时间，检测授权用户的授权频谱中是否存
在至少一个可供给第二用户发送终端使用的空闲子带，其中，所述空闲
子带为授权用户信号低于阈值的子带，并且每个空闲子带大于或者等于
一个最小共享单元所占用的频率资源；
如果存在至少一个空闲子带，则确定所述空闲子带和所述数据包的
映射关系，并在所述调度周期中的频谱共享时间，将所述数据包按照所
确定的映射关系映射到对应的空闲子带，以通过所述空闲子带向对端发
送所述数据包。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将本端的数据调
制成数据包的步骤之前包括：
计算所述最小共享单元的可承载数据量，其中，所述最小共享单元
的可承载数据量=最小共享单元的可用资源数×调制阶数÷编码速率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算最小共享单
元的可承载数据量的步骤之前包括如下步骤：
获取所述频谱共享时间所包含的符号数；
获取所述子带所包含的子载波数；
计算所述最小共享单元所包含的可用资源数，所述最小共享单元所
包含的可用资源数等于所述最小共享单元所包含的资源数减去用于传
输参考信号的资源数，若所述最小共享单元为第一类最小共享单元，则
所述第一类最小共享单元所包含的资源数等于所述子带所包含的子载
波数与所述频谱共享时间所包含的符号数的乘积；若所述最小共享单元
\t为第二类最小共享单元，则所述第二类最小共享单元所包含的资源数等
于所述子带所包含的子载波数与传输控制信息的子载波数之差与所述
频谱共享时间所包含的符号数的乘积。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测授权用户的
授权频谱中是否存在至少一个可供给第二用户发送终端使用的空闲子
带的步骤包括：
在所述调度周期中的频谱检测时间对所述授权用户的每个子带的
占用情况进行检测，以确定是否存在可供给所述第二用户发送终端使用
的空闲子带；
如果所有的所述子带都被占用，则不存在可供给所述第二用户发送
终端使用的空闲子带；如果有子带没有被占用，则存在可供给所述第二
用户发送终端使用的空闲子带。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述调度周期
中的频谱检测时间对所述授权用户的每个子带的占用情况进行检测步
骤包括：
在所述调度周期中的频谱检测时间对所述授权用户的每个子带的
信号能量进行检测，以确定所述子带是否被占用；
如果所述子带的信号能量大于或等于阈值，则所述子带被占用；如
果所述子带的信号能量小于阈值，则所述子带没有被占用。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定空闲子带与
数据包的映射关系包括：
选择其中一个空闲子带作为传输控制信息的空闲子带，并将其余空
闲子带作为用于传输数据包的空闲子带；
确定数据包与用于传输数据包的空闲子带的映射关系。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定数据包与用
于传输数据包的空闲子带的映射关系包括：
判断用于传输用户数据包的空闲子带的数量是否小于所述用户数
据包的数量；
如果用于传输用户数据包的空闲子带数量小于所述用户数据包的
\t数量，则从所有用户数据包中选择小于或等于用于传输用户数据包的空
闲子带数量的用户数据包，每一个数据包映射到一个用于传输数据包的
空闲子带；如果用于传输用户数据包的空闲子带数量大于或者等于用户
数据包的数量，则从所有用于传输数据包的空闲子带中选择等于用于数
据包数量的空闲子带，每一个数据包映射到一个所选出的空闲子带。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定数据包与用
于传输数据包的空闲子带的映射关系步骤之后包括如下步骤：
根据数据包与用于传输数据包的空闲子带的映射关系，生成控制信
息，其中，所述控制信息用于指示哪些子带用于传输数据包。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述生成控制信息步
骤之后包括如下步骤：
将所述控制信息按照预定义的格式进行调制编码为控制信息物理
层数据包，并在所述调度周期的频谱共享时间，映射到用于传输控制信
息的子带，以向所述对端发送。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在调度周期中的
频谱共享时间，将所述数据包按照所确定的映射关系映射到对应的空闲
子带，以通过所述空闲子带向对端发送所述数据包的步骤包括：
在以子帧内跳频方式通讯的情况下，在一个所述调度周期中的频谱
共享时间的第一时隙内按照所确定的映射关系将所述控制信息和数据
包映射到对应的空闲子带并向所述对端发送，在第二时隙将所述数据包
映射到所述第一时隙所确定的空闲子带所对应的跳频后的对应的空闲
子带并向所述对端发送。
11.一种上行频谱资源共享方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收第二用户发送终端在频谱共享时间，利用授权频谱的空闲子带
所发送的数据包，其中，所述数据包包括控制信息数据包以及用户数据
包。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述接收第二用户
发送终端在频谱共享时间，利用授权频谱的空闲子带所发送的数据包步
骤包括如下步骤：
依次在所述授权用户的授权频谱中的子带中进行搜索，以获得用于
传输控制信息数据包的空闲子带；
对所述用于传输控制信息数据包的空闲子带内的控制信息数据包
进行解调解码，以获得控制信息；
根据所述控制信息获得传输用户数据包的子带，并从所述传输用户
数据包的子带获得所述用户数据包。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述对空闲子带内
的控制信息进行解调解码，以获得控制信息步骤之前包括如下步骤：
根据预定义的传输控制信息的空闲子带的大小和参考信号传输规
则，本地参考信号与接收到的子带对应的参考信号位置进行相关；
判断相关的峰值是否大于阈值，如果相关的峰值大于阈值，则对所
述子带内的数据包进行解调解码，以获得所述子带内的数据；
判断所述子带内的数据是否有效，如果所述子带内的数据确认有
效，则将所述子带内的数据作为控制信息。
14.一种第二用户发送终端，其特征在于，包括：划分模块、数据处
理模块、检测模块、映射关系确定模块以及发送模块，
所述划分模块用于将授权用户的授权频谱中的部分或全部划分为
至少一个子带，每个子带的大小相等，所述划分模块将划分结果向检测
模块发送；
所述数据处理模块用于接收所述划分结果，在调度周期前，将本端
的数据调制成数据包，每个数据包的大小不超过最小共享单元的可承载
数据量，其中，调度周期为进行一次数据包传输的最小时间单位，所述
数据处理模块将所述数据包向发送模块发送；
所述检测模块用于在调度周期中的频谱检测时间，检测授权用户的
授权频谱中是否存在至少一个可供给第二用户发送终端使用的空闲子
带，其中，所述空闲子带为授权用户信号低于阈值的子带，并且每个空
闲子带大于或者等于一个最小共享单元所占用的频率资源，所述检测模
块将检测结果向所述映射关系确定模块发送；
所述映射关系确定模块用于在存在至少一个空闲子带时，确定所述
\t空闲子带和所述数据包的映射关系，并将所述映射关系向所述发送模块
...
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