一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，包括地理位置数据库，用于查询当前区域的可用频谱；频谱管理器，用于收集周边地理区域不同频段的空闲频谱资源，形成频谱资源池；主系统，用于提供空闲频谱资源，包括当授权频谱自身频谱富余，则将空闲频谱资源放入频谱资源池；次系统，用于共享主系统的空闲频谱资源，空闲频谱资源为适用于次系统传输数据的频谱资源；其中，频谱管理器能够通过因特网访问地理位置数据库，以查询可用频谱适用范围，进而为次系统配置合适次系统通信的空闲频谱资源。本发明专利技术使得不同网络根据需求和条件能获得空闲无线频谱资源，达到提升无线频谱利用效率的目标。

A radio idle resource sharing system based on spectrum manager

【技术实现步骤摘要】
一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统
本专利技术涉及无线通信频谱
，尤其涉及一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统。
技术介绍
无线频谱资源包括授权频谱，诸如CDMA2000、WCDMA、HSPA、LTE和IMT的移动网络、无线电和电视广播、GPS、无线电天文学、用于卫星通信的地面站以及许多其它的用途：也包括免授权频谱，例如针对乡村区域的无线区域网(WRAN)宽带接入以及无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)采用的工业、科学和医疗(ISM)共享频带。随着无线通信业务的飞速发展和日益增长的移动数据使用量，无线频谱资源显得越发紧张，使得有限频谱资源和猛增的需求间的矛盾日益突出。传统的频谱分配方式拒绝没有得到授权的用户利用授权频段：缺乏授权用户使用空闲的免授权频谱资源的方法，这无疑大大限制了频谱利用率，资源浪费严重。为了协调频谱的使用，IEEE802.19[1]工作组正在开发共存管理器(coexistencemanager)，如图14所示，802.19.1系统的网络架构包括共存管理器，共存启用器，共存发现和信息服务器3个实体和6个逻辑接口(接口A，B1，B2，B3，C，D)以及3个外部元件(TVWS数据库，TVBD网络或设备和运营商管理实体)。它定义电视空白空间的共存规则，即主要网络和用户是所选频带的现任用户，具有对频带的优先接入形式。主要网络包括诸如用于商业无线电和电视广播网络。仅当存在未被主要用户使用的资源时，才允许次要网络和用户使用所选频带。次要网络包括任何在TV空白空间(TVWS)中未获许可地进行操作，并且使用TV频带设备(TVBD)要求的传输设备。次要网络和设备可使用认知无线电或其它技术检测现任的主要TV广播方的信号出现在局部的TV频带空白空间中，以便使未获许可的次要用户能够立即放弃使用该频带。该标准通过相异或独立操作的TVBD网络和相异的TVBD提供标准共存方法，达到IEEE802无线标准族能够最有效使用TV空白空间的目的。然而，该标准仅仅考虑TV空白空间空闲频谱资源，并未涉及其它网络或系统，缺乏扩展性。由于不同的标准遵循不同的协议，不同无线网络具有不同带宽，所以如果相异的无线系统在同一位置同时操作，则会彼此干扰。在此情况下，如何在不同或独立操作的无线网络和使用不同频段的设备间提供共存方法来有效使用各个空闲频带的方法仍未得到解决。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，所述技术方案如下：本专利技术提供了一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，包括：地理位置数据库，用于查询当前区域的可用频谱，并能够发送和接收频谱信息及其发射特征和操作参数；频谱管理器，用于收集周边地理区域不同频段的空闲频谱资源，获得所述空闲频谱资源的管理权限，形成频谱资源池，或通过侦听免授权频段判断信道是否空载，若是，则将所述免授权频段的频谱资源放入频谱资源池；主系统，用于提供空闲频谱资源，包括当授权频谱自身频谱富余，则将空闲频谱资源放入频谱资源池；次系统，用于共享所述主系统的空闲频谱资源，所述空闲频谱资源为适用于次系统传输数据的频谱资源；其中，所述频谱管理器能够通过因特网访问所述地理位置数据库，以查询可用频谱适用范围，进而为次系统配置合适次系统通信的空闲频谱资源。进一步地，所述次系统能够感知其所处的频谱环境，若主系统需要占用次系统当前正在使用的信道，则所述次系统在预设的时间内释放该信道，以供主系统使用。作为其中一种可实现的技术方案，所述频谱管理器为集中式部署空闲频谱资源，包括：所述频谱管理器接收次系统的空闲频谱资源请求后，所述频谱管理器向所述次系统作出集中式空闲频谱资源配置响应，其中，所述空闲频谱资源请求的消息包括以下字段：信道竞争能力，表示次系统使用空闲频谱资源的设备是否具有竞争信道的能力；资源需求量，表示所述次系统需要获取的最小空闲频谱资源；更多数据标识，表示所述次系统在当前数据传输结束后是否期望长期使用空闲频谱资源；标准类型，表示所述次系统遵循的标准协议，体现无线网络基本的频谱应用策略；位置信息，表示所述次系统使用空闲频谱资源的设备所在区域；所述集中式空闲频谱资源配置响应消息包括以下字段：空闲频谱使用策略，包括起始频率、配置带宽、资源占用时长、频带允许最大发射功率；资源标识，包括竞争标识和私有标识，所述竞争标识表示次系统采用竞争方式共享所述空闲频谱资源，所述私有标识表示次系统以私有独占方式使用所述空闲频谱资源；持续使用频谱策略，对应于所述空闲频谱资源请求的消息中所述更多数据标识字段为真的前提下，所述持续使用频谱策略表示后续期望长期使用空闲频谱资源的方式。作为另一种可实现的技术方案，所述频谱管理器为分布式部署空闲频谱资源，包括：所述频谱管理器接收次系统的空闲频谱资源请求后，所述频谱管理器向次系统作出分布式空闲频谱资源配置响应列表，并在次系统从所述分布式空闲频谱资源配置响应列表中选择空闲频谱资源后，所述次系统向所述频谱管理器回复分布式空闲频谱资源确认消息，其中，所述空闲频谱资源请求的消息包括以下字段：信道竞争能力，表示次系统使用空闲频谱资源的设备是否具有竞争信道的能力；资源需求量，表示所述次系统需要获取的最小空闲频谱资源；更多数据标识，表示所述次系统在当前数据传输结束后是否期望长期使用空闲频谱资源；标准类型，表示所述次系统遵循的标准协议，体现无线网络基本的频谱应用策略，包括数字蜂窝系统帧长、WiFi系统带宽；位置信息，表示所述次系统使用空闲频谱资源的设备所在区域；所述分布式空闲频谱资源配置响应列表消息包括各个空闲频谱资源、对应信道使用策略列表及其索引；所述分布式空闲频谱资源确认消息包括所述次系统从所述分布式空闲频谱资源配置响应列表中选择的空闲频谱资源的索引号。进一步地，所述空闲频谱资源请求的消息中的标准类型包括数字蜂窝系统帧长、WiFi系统带宽；所述频谱管理器根据所述空闲频谱资源请求的消息中的位置信息，结合地理位置数据库的信息，判断待分配的频谱资源在该位置是否可用以及是否符合干扰限制。进一步地，所述集中式空闲频谱资源配置响应消息的持续使用频谱策略包括以私有独占式、机会通信或对等方式使用空闲频谱资源。进一步地，所述分布式空闲频谱资源配置响应列表消息的对应信道使用策略列表包括：空闲频谱使用策略，包括起始频率、配置带宽、资源占用时长、频带允许最大发射功率；资源标识，包括竞争标识和私有标识，所述竞争标识表示次系统采用竞争方式共享所述空闲频谱资源，所述私有标识表示次系统以私有独占方式使用所述空闲频谱资源；持续使用频谱策略，对应于所述空闲频谱资源请求的消息中所述更多数据标识字段为真的前提下，所述持续使用频谱策略表示后续期望长期使用空闲频谱资源的方式。可选地，所述次系统为包括移动网络的基础设施网络，对应用户设备为次系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，包括：/n地理位置数据库，用于查询当前区域的可用频谱，并能够发送和接收频谱信息及其发射特征和操作参数；/n频谱管理器，用于收集周边地理区域不同频段的空闲频谱资源，获得所述空闲频谱资源的管理权限，形成频谱资源池，或通过侦听免授权频段判断信道是否空载，若是，则将所述免授权频段的频谱资源放入频谱资源池；/n主系统，用于提供空闲频谱资源，包括当授权频谱自身频谱富余，则将空闲频谱资源放入频谱资源池；/n次系统，用于共享所述主系统的空闲频谱资源，所述空闲频谱资源为适用于次系统传输数据的频谱资源；/n其中，所述频谱管理器能够通过因特网访问所述地理位置数据库，以查询可用频谱适用范围，进而为次系统配置合适次系统通信的空闲频谱资源。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，包括：
地理位置数据库，用于查询当前区域的可用频谱，并能够发送和接收频谱信息及其发射特征和操作参数；
频谱管理器，用于收集周边地理区域不同频段的空闲频谱资源，获得所述空闲频谱资源的管理权限，形成频谱资源池，或通过侦听免授权频段判断信道是否空载，若是，则将所述免授权频段的频谱资源放入频谱资源池；
主系统，用于提供空闲频谱资源，包括当授权频谱自身频谱富余，则将空闲频谱资源放入频谱资源池；
次系统，用于共享所述主系统的空闲频谱资源，所述空闲频谱资源为适用于次系统传输数据的频谱资源；
其中，所述频谱管理器能够通过因特网访问所述地理位置数据库，以查询可用频谱适用范围，进而为次系统配置合适次系统通信的空闲频谱资源。


2.根据权利要求1所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述次系统能够感知其所处的频谱环境，若主系统需要占用次系统当前正在使用的信道，则所述次系统在预设的时间内释放该信道，以供主系统使用。


3.根据权利要求1所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述频谱管理器为集中式部署空闲频谱资源，包括：所述频谱管理器接收次系统的空闲频谱资源请求后，所述频谱管理器向所述次系统作出集中式空闲频谱资源配置响应，其中，所述空闲频谱资源请求的消息包括以下字段：
信道竞争能力，表示次系统使用空闲频谱资源的设备是否具有竞争信道的能力；
资源需求量，表示所述次系统需要获取的最小空闲频谱资源；
更多数据标识，表示所述次系统在当前数据传输结束后是否期望长期使用空闲频谱资源；
标准类型，表示所述次系统遵循的标准协议，体现无线网络基本的频谱应用策略；
位置信息，表示所述次系统使用空闲频谱资源的设备所在区域；
所述集中式空闲频谱资源配置响应消息包括以下字段：
空闲频谱使用策略，包括起始频率、配置带宽、资源占用时长、频带允许最大发射功率；
资源标识，包括竞争标识和私有标识，所述竞争标识表示次系统采用竞争方式共享所述空闲频谱资源，所述私有标识表示次系统以私有独占方式使用所述空闲频谱资源；
持续使用频谱策略，对应于所述空闲频谱资源请求的消息中所述更多数据标识字段为真的前提下，所述持续使用频谱策略表示后续期望长期使用空闲频谱资源的方式。


4.根据权利要求1所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述频谱管理器为分布式部署空闲频谱资源，包括：所述频谱管理器接收次系统的空闲频谱资源请求后，所述频谱管理器向次系统作出分布式空闲频谱资源配置响应列表，并在次系统从所述分布式空闲频谱资源配置响应列表中选择空闲频谱资源后，所述次系统向所述频谱管理器回复分布式空闲频谱资源确认消息，其中，所述空闲频谱资源请求的消息包括以下字段：
信道竞争能力，表示次...

【专利技术属性】
技术研发人员：周婷，欧阳玉玲，
申请(专利权)人：张家港市集成电路产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32