用于分布式频谱共享的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于分布式部署的多个系统中的频谱共享的方法，包括：由多个系统中的一个系统向其它系统发送指示信息，该指示信息指示了用于对应系统广播支付信息的相应时隙以及用于所述多个系统的网络效用函数；在多个系统中的每个系统处：使用所接收的指示信息所指示的相应时隙来向其它系统广播自身的支付信息；根据自身的支付信息以及所接收的支付信息来确定相应的频谱共享方案；以及从所确定的频谱共享方案中选择和使用达到最大网络效用的频谱共享方案。本发明专利技术还公开了一种用于与其它多个系统进行分布式频谱共享的系统。本发明专利技术能避免由于各系统串行制定频谱共享方案导致的低时效和不公平，降低信号开销和频谱浪费，实现最优的网络级性能。

Method and system for Distributed Spectrum Sharing

The invention discloses a method, a spectrum for distributed multiple sharing system includes: by a system of multiple systems to the other system to send instructions, the instruction information indicating the corresponding slot for the corresponding system broadcast payment information and for the network function of the plurality of system; each system in multiple systems: using corresponding time indication information received instructions to its other payment information broadcasting system; according to the payment information and payment information received to determine the corresponding spectrum sharing scheme; and from the spectrum determined by using spectrum sharing and maximum network utility the sharing scheme selection scheme. The invention also discloses a system for sharing distributed spectrum with other systems. The invention can avoid the low time and unfairness caused by the serial spectrum sharing scheme of each system, reduce the signal overhead and the spectrum waste, and realize the best network level performance.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及频谱资源共享技术，具体涉及一种用于分布式频谱共 享的方法及系统。
技术介绍
现有技术中，为了解决射频频谱短缺的问题，通常采用频谱共享 技术。利用频谱共享技术，可以在多个系统之间通过时域分离、频域 分离或空间域分离来共享公共的无线电资源。为了在多个系统中共享频谱资源，存在集中式和分布式的网络架 构。相应地，根据所使用的网络拓扑的不同，可以将频谱共享技术分 为两类集中式频谱共享和分布式频谱共享。在集中式频谱共享的情况下，需要中央实体来对频谱共享、干扰 控制和频谱分配的优化进行协调。尽管在这种情况下可以实现网络级 优化，但是这种集中式的方案的不足之处在于，除了需要附加地部署 该中央实体之外，对该中央实体的需要也限制了网络的可扩展性和灵 活性。此外，网络性能也在很大程度上取决于该中央实体的有效性。相反地，分布式频谱共享架构本质上具有更好的可扩展性和灵活 性，并能够容易地部署阿络。在这种方案中，在分布式的多个系统中 执行频谱共享，而不需要中央实体。在分布式频谱共享架构中，分布式的多个系统基于交换的信息如 频谱占用状态、频谱质量或业务负载等来制定其频谱共享(或频谱争 用)策略。并且在这种方案中，分布式的多个系统通常是依次地相继进行策略制定过程，以竞争其频谱共享。例如，IEEE802.16h中的一 个典型的分布式频谱竞争过程如下后续的系统按照诸如避免干扰的 某种原则，根据先前系统的频谱占用状态来选择频段。频谱选择的顺 序通常遵循系统接入的顺序。上述现有的分布式频谱共享架构的串行的策略制定方式本质上是 费时和不公平的。而且由于未考虑每个分布式系统中的频谱共享状况， 因此这种策略制定方案难以实现最优的网络级性能。此外，上述现有的分布式频谱共享架构的另一缺点是需要频谱共 享判决反馈。具体而言，在这种架构中， 一个系统需要在制定其本身 的判决之前获知其它系统的频谱共享策略。此外， 一旦制定了策略， 则该系统应当向其它系统通知所制定的策略，以用作其它系统的策略 制定的先验信息。因此，这种信息反馈和交换的过程消耗了相当多的 频谱资源，导致了显著的信号开销和频谱浪费。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术存在的问题，提供一种用于分 布式频谱共享的方法及系统，能够实现多个分布式的系统各自独立地 并行判决频谱共享方案，从而能够克服现有技术中由于各个系统串行 地制定频谱共享方案而导致的低时效和不公平，同时能够降低信号开 销和频谱浪费，此外还能够实现最优的网络级性能。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于分布式部署的多个 系统中的频谱共享的方法，包括由所述多个系统中的任意的一个系 统向所述多个系统中的其它系统发送指示信息，所述指示信息指示了 用于对应的系统广播支付信息的相应时隙以及用于所述多个系统的网 络效用函数；以及在所述多个系统中的每个系统处使用所接收的指 示信息所指示的相应时隙来向所述多个系统中的其它系统广播自身的 支付信息，所述支付信息指示了所述系统自身在独占使用每个频段时 的收益；根据自身的支付信息以及所接收的支付信息来确定相应的频 谱共享方案；以及根据自身的支付信息、所接收的支付信息、以及所 述网络效用函数来从所确定的所述相应频谱共享方案中选择和使用达 到最大网络效用的频谱共享方案。优选地，上述技术方案中，所述由所述多个系统中的任意的一个 系统向所述多个系统中的其它系统发送指示信息的步骤可包括在所 述多个系统中的任意的一个系统处为自身以及所述多个系统中的其它系统分配与所述相应时隙相对应的接入号码，并且从与预定的多个 网络效用函数相对应的多个类型码中，选择与用于所述多个系统的网 络效用函数相对应的类型码；以及向所述多个系统中的其它系统发送 包括对应的接入号码以及所选择的类型码的所述指示信息。优选地，上述技术方案中，所述使用所接收的指示信息所指示的 相应时隙来向所述多个系统中的其它系统广播自身的支付信息的步骤 可包括根据所接收到的指示信息中包括的接入号码以及预定的映射 关系，来获知相应时隙，并使用所述相应时隙来向所述多个系统中的 其它系统广播自身的支付信息。优选地，上述技术方案中，在所述根据所接收的所述支付信息以 及所述网络效用函数来选择和使用达到最大网络效用的频谱共享方案 的步骤之前还可包括根据所接收到的指示信息中包括的类型码以及 预定的对应关系，来获知对应的网络效用函数。优选地，上述技术方案中，在所述使用所接收的指示信息所指示 的相应时隙来向所述多个系统中的其它系统广播自身的支付信息的步 骤之前还可包括根据预定的支付函数来计算所述自身的支付信息。优选地，上述技术方案中，所述所述根据自身的支付信息以及所 接收的支付信息来确定相应的频谱共享方案的步骤可包括根据自身 的支付信息以及所接收的支付信息来建立相应的支付矩阵；以及根据 建立的支付矩阵来确定所有的纳什均衡的频谱共享方案。优选地，上述技术方案中，所述根据自身的支付信息、所接收的 支付信息、以及所述网络效用函数来从所确定的所述相应频谱共享方 案中选择和使用达到最大网络效用的频谱共享方案的步骤可包括当 所确定的频谱共享方案的数量为一时，直接使用所确定的频谱共享方 案；否则，当所确定的频谱共享方案的数量大于一时，根据自身的支 付信息、所接收的支付信息、以及所述网络效用函数，从所确定的频 谱共享方案中选择和使用满足所述网络效用函数要求的频谱共享方 案。优选地，上述技术方案中，所述从所确定的频谱共享方案中选择 和使用满足所述网络效用函数要求的频谱共享方案的步骤可包括从所确定的频谱共享方案中选择和使用达到最高频谱效率的频谱共享方 案；或者从所确定的频谱共享方案中选择和使用达到最小发射功率的 频谱共享方案。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于与其它多个系统进行分 布式频谱共享的系统，包括发射机，用于发射无线信号；接收机， 用于接收无线信号；第一发送控制器，用于在所述接收机接收到来自 所述其它多个系统中的任意一个系统的指示信息后，控制所述发射机 使用所述指示信息所指示的相应时隙来向所述其它多个系统广播自身 的支付信息，所述支付信息指示了所述系统自身在独占使用每个频段 时的收益；以及频谱共享控制器，用于在所述接收机接收到来自所述 其它多个系统的支付信息后，根据自身的支付信息以及接收到的支付 信息来确定相应的频谱共享方案，并根据自身的支付信息、接收到的 支付信息、以及所述指示信息所指示的网络效用函数来选择达到最大 网络效用的频谱共享方案，并控制所述发射机和所述接收机根据所选 择的频谱共享方案来使用相应的频段。优选地，上述技术方案中，所述系统可以是通信节点或网络系统。 优选地，上述技术方案中，当所述系统是用于向所述其它多个系 统发送所述指示信息的系统时，所述系统还可包括分配模块，用于 根据预定策略为自身以及所述多个系统中的其它系统分配与所述相应 时隙相对应的接入号码；类型码确定模块，用于从与预定的多个网络 效用函数相对应的多个类型码中，选择与用于所述多个系统的网络效 用函数相对应的类型码；以及第二发送控制器，用于分别向所述其它 多个系统发送包括对应的接入号码以及所选择的类型码的所述指示信冗、o优选地，上述技术方案中，所述第一发送控制器可包括时隙确 定模块，用于根据所接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分布式部署的多个系统中的频谱共享的方法，包括：　由所述多个系统中的任意的一个系统向所述多个系统中的其它系统发送指示信息，所述指示信息指示了用于对应的系统广播支付信息的相应的时隙以及用于所述多个系统的网络效用函数；以及　在所述多个系统中的每个系统处：　使用所接收的指示信息所指示的相应时隙来向所述多个系统中的其它系统广播自身的支付信息，所述支付信息指示了所述系统自身在独占使用每个频段时的收益；　根据自身的支付信息以及所接收的支付信息来确定相应的频谱共享方案；以及　根据自身的支付信息、所接收的支付信息、以及所述网络效用函数来从所确定的所述相应频谱共享方案中选择和使用达到最大网络效用的频谱共享方案。

【技术特征摘要】
1、一种用于分布式部署的多个系统中的频谱共享的方法，包括由所述多个系统中的任意的一个系统向所述多个系统中的其它系统发送指示信息，所述指示信息指示了用于对应的系统广播支付信息的相应的时隙以及用于所述多个系统的网络效用函数；以及在所述多个系统中的每个系统处使用所接收的指示信息所指示的相应时隙来向所述多个系统中的其它系统广播自身的支付信息，所述支付信息指示了所述系统自身在独占使用每个频段时的收益；根据自身的支付信息以及所接收的支付信息来确定相应的频谱共享方案；以及根据自身的支付信息、所接收的支付信息、以及所述网络效用函数来从所确定的所述相应频谱共享方案中选择和使用达到最大网络效用的频谱共享方案。2、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述由所述多个系统中 的任意的一个系统向所述多个系统中的其它系统发送指示信息的步骤 包括-在所述多个系统中的任意的一个系统处为自身以及所述多个系统中的其它系统分配与所述相应时 隙相对应的接入号码，并且从与预定的多个网络效用函数相对应的多 个类型码中，选择与用于所述多个系统的网络效用函数相对应的类型 码；以及向所述多个系统中的其它系统发送包括对应的接入号码以 及所选择的类型码的所述指示信息。3、 根据权利要求2所述的方法，其中，所述使用所接收的指示 信息所指示的相应时隙来向所述多个系统中的其它系统广播自身的支 付信息的步骤包括根据所接收到的指示信息中包括的接入号码以及预定的映射关 系，来获知相应时隙，并使用所述相应时隙来向所述多个系统中的其它系统广播自身的支付信息。4、 根据权利要求2所述的方法，其中，在所述根据所接收的所述支付信息以及所述网络效用函数来选择和使用达到最大网络效用的 频谱共享方案的步骤之前还包括根据所接收到的指示信息中包括的 类型码以及预定的对应关系，来获知对应的网络效用函数。5、 根据权利要求l所述的方法，其中，在所述使用所接收的指 示信息所指示的相应时隙来向所述多个系统中的其它系统广播自身的 支付信息的步骤之前还包括根据预定的支付函数来计算所述自身的 支付信息。6、 根据权利要求l所述的方法，其中，所述根据自身的支付信 息以及所接收的支付信息来确定相应的频谱共享方案的步骤包括根据自身的支付信息以及所接收的支付信息来建立相应的支付 矩阵；以及根据建立的支付矩阵来确定所有的纳什均衡的频谱共享方案。7、 根据权利要求l-6任一所述的方法，其中，所述根据自身的支付信息、所接收的支付信息、以及所述网络效用函数来从所确定的 所述相应频谱共享方案中选择和使用达到最大网络效用的频谱共享方案的步骤包括当所确定的频谱共享方案的数量为一时，直接使用所确定的频谱 共享方案；否则，当所确定的频谱共享方案的数量大于一时，根据自 身的支付信息、所接收的支付信息、以及所述网络效用函数，从所确 定的频谱共享方案中选择和使用满足所述网络效用函数要求的频谱共 享方案。8、 根据权利要求7所述的方法，其中，所述从所确定的频谱共 享方案中选择和使用满足所述网络效用函数要求的频谱共享方案的步 骤包括从所确定的频谱共享方案中选择和使用达到最高频谱效率的频 谱共享方案；或者从所确定的频谱共享方案中选择和使用达到最小发射功率的频 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌阳，邱吉刚，杨峰，
申请(专利权)人：上海贝尔阿尔卡特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]