跨运营商的频谱共享方法技术

本发明专利技术公开了一种跨运营商的频谱共享方法，由运营商将各自获得授权的频谱资源划出一段频段作为频谱资源共享池，并设计一种在多个运营商之间进行频谱共享的方案；提出运营商之间的协调信令流程，设计并维护多个子区域相对频谱共享线的偏移量列表；运营商之间交互完整的表格或表格中的部分数据，完成基于频谱共享区域划分的跨运营商频谱共享过程。本发明专利技术可应用于不同运营商频谱共享场景，进行跨运营商频谱共享，低信令开销，可以使频谱使用更为灵活、高效。高效。高效。

【技术实现步骤摘要】
跨运营商的频谱共享方法


[0001]本专利技术属于无线通信领域的频谱分配技术。

技术介绍

[0002]在传统的频谱划分和分配方式中，通常每个运营商都是某一段专用授权频谱的牌照持有者，即使在某一特定的区域没有本运营商的业务，频谱也不会给其他运营商使用，从而导致了频谱资源在一定程度上的浪费。随着无线通信技术的飞速发展和通信业务的爆炸式增长，对频谱的需求量也越来越大，而传统的频谱分配方式一方面不够灵活，另一方面也会导致频谱效率底下。因此，目前很多研究集中在寻找更高效的频谱使用方案以及拓展现有的可用频谱资源，如LTE使用未授权频段或高频段等。
[0003]2019 年 第4 期《电信工程技术与标准化》刊物中刊登的
“”
LTE FDD与GSM频谱共享方案”，该文献介绍了中国移动的4G业务：GSM网络的用户数及承载的话音量成逐年下降趋势，宝贵的频谱资源应当尽量应用到LTE FDD等高制式网络，以此来提高频谱效率。传统的重耕方案为GSM、LTE FDD网络静态分配频谱资源，由此会导致部分频谱资源浪费。采用频谱共享方案可将频谱进行动态频谱、静态频谱划分，LTE FDD系统与GSM系统通过共享动态频谱资源的方式实现潮汐式共享。同一家运营商的不同制式对频率的共享方案，不适用于跨运营商的共享。
[0004]现有的对异运营商频谱共享场景下的研究主要集中在主用户
‑
次用户频谱共享（primary
‑
secondary spectrum sharing，PSSS）模式，这种共享模式下，主用户是授权频谱的牌照持有者，具有相对次用户较高的频谱使用权，次用户只能在不对主用户产生干扰的情况下机会式地接入该段频谱。也就是说，一旦主用户对该段频谱有需求，次用户需立刻退出将频谱让给主用户。但是这种场景下的频谱共享算法和机制并不适用于同优先级频谱共享场景。
[0005]目前针对同优先级的异运营商频谱共享场景的相关研究尚且较少。
[0006]文献[P. Ahokangas, K. Horneman, H. Posti, M. Matinmikko, T. Hanninen, S. Yrjola, and V. Goncalves,
ꢀ“
Defining co
‑
primary spectrum sharing: A new business opportunity for MNOs
”ꢀ
IEEE CROWNCOM
’
2014, June 2014, pp.395
‑
400.]给出了同优先级频谱共享的定义，并指出了该场景下可能会给运营商带来的商机。允许多个运营商以相同的优先级接入同一段频谱资源，在此将多个运营商均可接入的频段称为共享频谱池，共享频谱池可以是多个运营商各自拿出一部分授权频段共同组成的，或者是尚未发牌的IMT频段，也可以是免授权频段。由于不同运营商部署的小小区不像运营商内小小区的部署可以经过一定的规划或半规划，如果运营商之间不进行协作，不受任何约束地接入同一段频谱，极有可能会产生较强的跨运营商干扰（inter
‑
operator interference, IOI）而导致网络无法正常工作，为了避免运营商间的干扰，共享频谱资源的运营商双方需要预先设定频谱共享的规则，通过运营商之间信息的交互，对运营商间的干扰进行管理和协调，以达到频谱利用率最大化的目的。另外，由于不同运营商之间是竞争关系，不能进行敏感信
息（如邻居关系、业务状况等）的交互，使得运营商之间可以交互的信息极为有限，这也是跨运营商频谱共享的难点之一。

技术实现思路

[0007]专利技术目的：克服传统的网络级频谱共享方式存在颗粒度较大、不能较好地匹配业务分布和频谱资源的问题，提供一种频谱可以动态调整、适配不同运营商在不同区域不同时段的业务负载变化的跨运营商的频谱共享方法。
[0008]技术方案：本专利技术提出的一种基于频谱共享区域划分的跨运营商频谱共享方案。由运营商将各自获得授权的频谱资源划出一段频段作为频谱资源共享池，并设计一种在多个运营商之间进行频谱共享的方案；可以根据运营商之间的协商将频谱共享区域划分为若干个子区域，提出运营商之间的协调信令流程，设计多个子区域相对频谱共享线的偏移量（频谱冗余），管理并维护子区域频谱共享线偏移量列表；运营商之间可以交互完整的表格或表格中的部分数据，完成基于频谱共享区域划分的跨运营商频谱共享过程，适配不同运营商在不同区域、不同时间段的业务负载变化。
[0009]为实现该方案，本专利技术提出了一些新的内容和信令：子区域频谱共享线偏移量列表、子区域频谱共享请求/应答消息、子区域频谱共享终止指示消息等。
[0010]多个运营商在同一地理范围内共享频谱资源，将多个运营商参与频谱共享的区域称为频谱共享区域。为避免频谱共享导致大量的运营商间的信息交互，一种较为容易实现的方法是通过整个频谱共享区域的统计信息，对共享频谱池中的频谱进行动态调整，按需对共享频谱进行分配。对此，在我们前期申请的专利中已经有相关的研究，比如，多个运营商分别对频谱共享区域中本运营商内的干扰、业务等状况进行统计，得到本运营商在频谱共享区域内统计意义上的频谱需求，然后与其他运营商交互频谱需求信息，最终确定各个运营商可以使用的频谱资源。由于频谱分配结果是通过运营商之间交互整个共享区域的统计信息后得到的，共享区域的统计信息是一个宏观层次上的信息，颗粒度较大，这种方案更适合在运营商之间做较长周期的频谱共享（比如每天进行一次调整），可能并不适合局部业务波动较大的情况。
[0011]然而，在实际应用中，往往会存在一些各运营商的签约用户、业务分布不均匀的现象。比如某工业园区内有若干家公司，其中一些公司为员工定制了某一运营商的集团客户业务，那么该公司在部署小小区（小小区为行业公知的含义，或者按某一功能划分范围的终端化频谱）是会考虑以相应运营商的小小区为主，并且不同公司可能会定制不同运营商的集团客户业务。
[0012]一段周期时间内，对整个频谱共享区域的信息进行统计，得到统计意义上的频谱需求信息（可以是频谱需求的最大值、平均值等信息），然后对共享频谱池中的资源进行划分，可以得到如图2所示的共享频谱池划分结果。不失一般性地，我们考虑运营商从两个不同的方向对频谱进行分配，比如运营商A按照从低频向高频的方向分配，运营商B按照从高频到低频的方向分配。
[0013]然而，在一个频谱共享周期内，可能会出现某些小小区的业务量突发增大或者某
些小小区被激活等情况，此时在网络级频谱共享下得到的频谱资源池分配结果可能无法给这些小小区配置频谱资源。如图3所示，频谱分配结果表示根据频谱共享区域的统计信息得到的共享频谱池划分结果；实际业务需求是指某一热点区域的频谱需求，这里以热点#1为例进行说明，热点的实际业务需求在正常情况下可能会不大于分配的频谱资源；突发业务需求表示热点出现突发业务时，对频谱需求量激增的情况，这时候对频谱的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨运营商的频谱共享方法，其特征在于：由运营商将各自获得授权的频谱资源划出一段频段作为频谱资源共享池，并设计一种在多个运营商之间进行频谱共享的方案；提出运营商之间的协调信令流程，设计多个子区域相对频谱共享线的偏移量，适配不同运营商在不同区域、不同时间段的业务负载变化。2.如权利要求1所述的跨运营商的频谱共享方法，其特征在于：运营商A和运营商B执行基于频谱共享的高层频谱共享，具体步骤如下：2.1运营商A和运营商B的小小区分别对干扰状况或邻居关系进行测量；2.2运营商A和运营商B的小小区给所属的频谱控制器发送测量报告；2.3运营商A和运营商B的频谱控制器交互测量统计信息；2.4通过运营商A和运营商B之间的协商，对共享频谱池进行划分，确定频谱共享线的位置；2.5各运营商的频谱控制器分别给所辖的小小区分配频谱资源。3.如权利要求2所述的跨运营商的频谱共享方法，其特征在于：运营商A和运营商B执行基于频谱共享的低层频谱共享，具体步骤如下：3.1按照两个运营商协商好的规则，将频谱共享区域划分为若干个子区域，并给每个子区域分配一个子区域ID；在高层频谱共享所确定的频谱共享线的基础上，各运营商的频谱控制器分别计算各个子区域的频谱共享线偏移量；3.2频谱控制器根据各个子区域频谱共享线偏移量，构建子区域频谱共享线偏移量列表。4.如权利要求3所述的跨运营商的频谱共享方法，其特征在于：当有新的小小区加入时，为其分配所属的子区域ID。5.如权利要求2、3或4所述的跨运营商的频谱共享方法，其特征在于：当源运营商的小小区中出现饥饿小小区时，会触发以下步骤：5.1 该饥饿小小区给所属运营商的频谱控制器发送突发频谱子区域的需求报警消息，该报警消息中包括子区域ID、饥饿小小区ID和频谱需求；5.2 源运营商的频谱控制器给目标运营商的频谱控制器发送该子区域的报警消息；5.3 目标运营商对该子区域中本运营商饥饿小小区的频谱使用情况进行分析，根据频谱共享线偏移量列表，判断该子区域频谱共享线偏移量是否为0；如果是，则不存在空闲的分量载波给源运营商使用，停止低层的异运营商频谱共享过程；否则，存在空闲的分量载波给源运营商使用，执行下一步骤；5.3.1目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：周婷，赵建龙，
申请(专利权)人：南通芯盟测试研究院运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：