一种4G与5G协同的动态频率共享方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种4G与5G协同的动态频率共享方法和系统，所述方法包括：步骤1，在4G和5G动态频率共享系统中，当基站接收用户申请的新的频率资源分配请求时，预测未来的频率资源利用率，所述新的频率资源分配请求包括4G网络和5G网络的频率资源分配请求；步骤2，根据未来的频率资源利用率与相关预设门限的比较结果，按照预设分配策略分配频率资源；步骤3，等待接收下一次的频率资源分配请求，然后执行步骤1。相较于现有技术，本发明专利技术在保障高可靠低时延类和大规模机器类业务的网络性能的同时，达到有效分配频率资源的目的，同时降低共享频率的信道冲突概率。

【技术实现步骤摘要】
一种4G与5G协同的动态频率共享方法和系统
本专利技术涉及移动通信
，尤其涉及一种4G与5G协同的动态频率共享方法和系统。
技术介绍
无线电频谱资源作为信息交换传输的载体，是移动通信发展的核心资源。因此各国均由专门的无线电频谱管理机构，负责无线电频谱的统一规划管理。当前频谱管理大多数采用固定频谱分配策略，通过行政化或市场化的方式将不重叠的频带分配给固定的授权用户独占使用，避免各用户之间相互干扰的同时，存在独占频谱造成的频谱闲置、利用不充分等问题。移动互联网、物联网、云计算为代表的新一代信息技术与传统产业的深度融合，各行业对频谱资源提出新的需求，我国无线电频谱资源结构性紧缺问题更加突出。以移动通信系统为例，当前我国为公众移动通信系统规划了共计884MHz频率，据ITU-R频谱预，我国6GHz以下IMT频谱需求总量约802MHz～1090MHz。可以预见，随着5G移动通信系统大规模部署和广泛应用，未来移动通信系统对频谱资源的需求将会大幅增长，因此在5G时代，采用更加先进的频谱资源管理方法，提高频谱利用率，缓解供需矛盾。r>2001年，英国本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种4G与5G协同的动态频率共享方法，其特征在于，包括：/n步骤1，在4G和5G动态频率共享系统中，当基站接收用户申请的新的频率资源分配请求时，预测未来的频率资源利用率，所述新的频率资源分配请求包括4G网络和5G网络的频率资源分配请求；/n步骤2，根据所述未来的频率资源利用率与相关预设门限的比较结果，按照预设分配策略分配频率资源；即如果所述未来的频率资源利用率小于或等于第一预设门限，则按照用户申请的所述4G网络和5G网络的频率资源分配请求，为用户分配频率资源；/n如果所述未来的频率资源利用率大于第一预设门限，且小于或等于第二预设门限，则根据业务的类别，以预设规则对所述频率资源分配请求进行压...

【技术特征摘要】
1.一种4G与5G协同的动态频率共享方法，其特征在于，包括：
步骤1，在4G和5G动态频率共享系统中，当基站接收用户申请的新的频率资源分配请求时，预测未来的频率资源利用率，所述新的频率资源分配请求包括4G网络和5G网络的频率资源分配请求；
步骤2，根据所述未来的频率资源利用率与相关预设门限的比较结果，按照预设分配策略分配频率资源；即如果所述未来的频率资源利用率小于或等于第一预设门限，则按照用户申请的所述4G网络和5G网络的频率资源分配请求，为用户分配频率资源；
如果所述未来的频率资源利用率大于第一预设门限，且小于或等于第二预设门限，则根据业务的类别，以预设规则对所述频率资源分配请求进行压缩调整，再为用户分配压缩调整后的频率资源；
如果所述未来的频率资源利用率大于第二预设门限，则只保障预设类型业务的频率资源分配请求，同时拒绝其他类型业务的频率资源分配请求；
步骤3，等待接收下一次的频率资源分配请求，然后执行所述步骤1。


2.根据权利要求1所述的一种4G与5G协同的动态频率共享方法，其特征在于，所述步骤1包括：
根据目前的已分配频率资源数量，结合待分配频率资源数量，预测未来的频率资源利用率；所述未来的频率资源利用率为目前的已分配频率资源数量与系统的频率资源总数量的比值，所述系统的频率资源总数量为已分配频率资源数量与待分配频率资源数量之和；
当同时有4G网络和5G网络的频率资源分配请求时，根据以下公式，预测所述未来的频率资源利用率，即满足4G网络和5G网络的频率资源分配请求后的频率资源利用率U：
U＝(M+R4G+R5G)/N(1)
其中，N为一个4G和5G动态频率共享系统的频率资源总数量，所述频率资源总数量N随着组网带宽的变化而变化，M为当前已经分配的频率资源数量，M∈(0,N)，R4G为4G网络的频率资源分配请求数量，R4G∈[1,N)，R5G为5G网络的频率资源分配请求数量，R5G∈[1,N)；
当仅有4G网络频率资源分配请求时，所述公式(1)中5G网络的频率资源分配请求数量R5G取值为0；
当仅有5G网络频率资源分配请求时，所述公式(1)中4G网络的频率资源分配请求数量R4G取值为0。


3.根据权利要求2所述的一种4G与5G协同的动态频率共享方法，其特征在于，所述步骤2包括：
若所述满足4G网络和5G网络的频率资源分配请求后的频率资源利用率U小于或等于频率资源利用率的下限，即：
U≤BL
其中，BL为频率资源利用率的下限，即所述第一预设门限；
则根据所述4G网络的频率资源分配请求数量R4G和5G网络的频率资源分配请求数量R5G，为用户分配R4G个4G网络的频率资源和R5G个5G网络的频率资源。


4.根据权利要求2所述的一种4G与5G协同的动态频率共享方法，其特征在于，所述步骤2包括：
若所述满足4G网络和5G网络的频率资源分配请求后的频率资源利用率U大于频率资源利用率的下限BL，且小于或等于频率资源利用率的上限，即：
BL<U≤BH(2)
其中，BH为频率资源利用率的上限，即所述第二预设门限；
则根据所述4G网络的频率资源分配请求数量R4G和5G网络的频率资源分配请求数量R5G，结合4G网络和5G网络的业务类型，对所述4G网络的频率资源分配请求数量R4G和5G网络的频率资源分配请求数量R5G进行压缩调整，获得压缩调整后的4G网络频率资源分配请求数量R4G-com和压缩调整后的5G网络频率资源请求数量R5G-com；
为申请4G网络的频率资源分配请求的用户分配R4G-com个4G网络的频率资源，为申请5G网络的频率资源分配请求的用户分配R5G-com个5G网络的频率资源；
所述4G网络和5G网络的业务类型包括：增强移动宽带类通信业务、大规模机器类通信业务和高可靠低延迟类通信业务；根据不同的所述4G网络和5G网络的业务类型，采用不同的频率资源压缩调整加权系数进行压缩调整。


5.根据权利要求4所述的一种4G与5G协同的动态频率共享方法，其特征在于，所述步骤2中，所述4G网络频率资源分配请求数量R4G-com和压缩调整后的5G网络频率资源请求数量R5G-com根据以下公式计算获得：
R4G-com＝R4G*F4G-S(3)
R5G-com＝R5G*F5G-S(4)
其中，F4G-S为4G网络频率资源分配请求压缩调整因子，F5G-S为5G网络频率资源分配请求压缩调整因子；
所述4G网络频率资源分配请求压缩调整因子F4G-S和5G网络频率资源分配请求压缩调整因子F5G-S根据以下公式计算获得：






其中，p表示4G网络和5G网络中业务类型的数量，所述4G网络和5G网络中业务类型的数量p＝3。


6.根据权利要求5所述的一种4G与5G协同的动态频率共享方法，其特征在于，所述步骤2中，如果所述未来的频率资源利用率大于第一预设门限，且小于或等于第二预设门限，则根据业务的类别，以预设规则对用户申请的频率资源进行压缩调整，再为用户分配压缩调整后的频率资源，包括：
将网络吞吐量作为所述4G网络和5G网络中不同的业务类型对网络性能要求的参考条件，所述高可靠低延迟类通信业务和大规模机器类型通信业务的网络吞吐量远小于增强移动宽带类通信业务的网络吞吐量，根据以下公式确定所述4G网络和5G网络中的频率资源压缩调整加权系数：
0≤F4G-S-e≤F4G-S-m≤F4G-S-u≤1
0≤F5G-S-e≤F5G-S-m≤F5G-S-u≤1
其中，在所述4G网络的不同业务类型中，通过F4G-S-i表示4G网络中的频率资源压缩调整加权系数，包括：
通过F4G-S-1＝F4G-S-e，表示4G网络的增强移动宽带类通信业务的频率资源压缩调整加权系数；
通过F4G-S-2＝F4G-S-m，表示4G网络的大规模机器类通信业务的频率资源压缩调整加权系数；
通过F4G-S-3＝F4G-S-u，表示4G网络的高可靠低延迟类通信业务的频率资源压缩调整加权系数；
其中，在所述5G网络的不同业务类型中，通过F5G-S-i表示5G网络中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新，贝斐峰，王浩宇，王强，石启良，朱晨鸣，
申请(专利权)人：中通服咨询设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32