用于管理信道集以进行动态信道分配的方法和系统技术方案

提供了一种用于在认知无线电（ＣＲ）通信系统中管理信道集的方法和设备。用于动态分配频率或信道的ＣＲ通信系统规则地管理空余信道，从而向空余信道的使用设置适当的优先级，使得可以有效地管理信道集。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在无线通信系统中管理信道集(channel set)的方法，且更 具体地，涉及一种用于通过在认知无线电(CR)通信系统中规则地管理空余信道(vacant channel)而对空余信道使用设置适当的优先级、以对频率或信道进行动态分配的方法。本专利技术得到韩国信息和通信部以及信息技术推进学院(IITA)的IT研发计划 的支持[2005-S-002-03, Development of Cognitive Radio Technology ForEfficient Spectrum Utilization(用于有效谱利用的认知无线电技术的开发)]。本申请要求于2007年12月14日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请 第10-2007-0131028号和2007年9月5日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第 10-2007-0090060号的权益，在这里通过参考而合并其全部公开。
技术介绍
认知无线电通信系统是通过使用授权用户没有使用的空余信道来改善TV信道频 带的谱使用效率的系统。在此情况下，为了改善空余信道使用的效率，应该智能地管理信 道。为了智能地管理信道，应该定义用于信道管理的功能，并且应该清楚地呈现功能 块的配置及其过程。谱管理旨在信道分配和资源分配，其是为了有效地使用频率所必需的。在传统的 技术中，关于信道占用和表征业务密度的信息的分析被用于信道分配和资源分配。
技术实现思路
技术问题为了改善空余信道使用的效率，应该智能地管理信道。技术解决方案本专利技术提供了一种用于管理认知无线电通信系统的谱的方法，使用该方法来提供 要在用于动态分配信道的系统(诸如，认知无线电系统等)中移动的信道选择所必需的信 息范围、和一种用于应用所述信息的方法，使得对应的系统可以选择最优的移动信道。有益效果根据本专利技术，通过谱感测和通信协议的结果来获得用于为动态改变频率的系统确 定要移动的适当频率的必需信息，并且提供所述必需信息，使得对应的系统可以选择最优 的移动信道。另外，根据本专利技术，预测信道状态和质量，并且根据所述预测值的可靠性来向所预 测的信道状态和质量给出加权值，以确定可用信道的优先级，由此分配信道，使得可能进行 更加可靠的信道选择。另外，根据本专利技术，用于动态分配频率或信道的CR通信系统规则地管理空余信 道，从而为空余信道的使用设置适当的优先级，使得可以有效地管理信道集。本专利技术可以用作在需要信道或频率改变的所有领域中的核心元件。 附图说明通过参考附图来详细描述本专利技术的示范实施例，本专利技术的上面以及其他特征和优 点将变得更加明显，其中图1示意性地图示了根据本专利技术实施例的用于管理信道集的通信系统中的信息 流；图2是根据本专利技术实施例的用于管理信道集的系统的结构的示意性框图；图3图示了根据本专利技术实施例的估计空余保持时间的操作；图4是图示了根据本专利技术实施例的用于管理信道集以进行动态信道分配的方法 的流程图；以及图5图示了根据本专利技术实施例而实现的仿真器。具体实施例方式最佳模式根据本专利技术的一方面，提供了一种用于管理信道集以进行动态信道分配的系统， 该系统包括信道预测器，用于基于通过谱感测和通信协议而获得的信道信息来预测空余 信道上的信道状态和信道质量；可靠性确定单元，用于评估关于预测结果的可靠性；以及 信道集管理器，用于基于所评估的可靠性来向该空余信道给出优先级。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于管理信道集以进行动态信道分配的方 法，该方法包括基于通过谱感测和通信协议而获得的信道信息来预测空余信道上的信道 状态和信道质量；评估关于预测结果的可靠性；以及基于所评估的可靠性来向该空余信道 给出优先级。根据本专利技术的另一方面，提供了一种计算机可读记录介质，其中记录了用以执行 该用于管理信道集以进行动态信道分配的方法的程序。专利技术模式在下文中，将参考其中示出了本专利技术示范实施例的附图来更全面地描述本专利技术。 应注意，尽管在不同的附图中图示了同样的元件，但是附图中的所述元件表示同样的附图 标记。在如下地描述本专利技术时，当认为相关公知功能或结构的详细描述可能使本专利技术的关 键要点不必要的模糊时，将省略该详细描述。另外，当特定部分“包括”特定元件时，这意味着，不排除其他元件，而是该部分可 能还包括其他元件，除非存在明确的相反描述。本专利技术涉及一种以下方法，该方法用于管理信道集，从而向用户分配在无线通信 系统中(具体地，在认知无线电(CR)通信系统中)使用的最优信道。本专利技术关注于一种用 于智能地管理信道的方法。本专利技术包括基于通过谱感测和通信协议讨论的结果而获得的信息来管理信道集 的构思。本专利技术中作为存储装置的数据库(DB)意指用于存储信息的所有装置，并且信道集 不意指特定的信道集，而是意指可以分类的所有可能信道集的范围。在本专利技术中，用于管理信道集的参数类型包括(1)信道质量的估计值、(2)信道占用的下一状态的估计值、(3)基于有关信道兴趣(interest ofchannel)和使用时间过去 记录的统计值的信道空余状态保持时间的估计值、和(4)被授权使用具体信道的现任用户 (incumbent user)的出现概率。 本专利技术还包括向信道集管理所必需的信息给出加权值的构思。本专利技术(1)可以通 过使用每个估计值的可靠性评估来给出所提出参数的加权值，(2)可以通过将其替换为现 任用户的出现概率来使用信道占用状态的估计值，(3)可以根据信道改变的起因来增加信 道质量估计值的加权值，并且可以进一步增加与信道空余状态和信道占用状态相关的估计 值的加权值，以及(4)可以当计算空余保持时间的估计值时、随着空余保持时间更接近于 当前时间而增加加权值。所述信道集可以包括有效集(active set)、候选集、已占用集、和空集(nullset) 等。有效集是在认知无线电(CR)系统或授权系统中、或者由授权用户(现任用户，诸如广 播频率中的TV或无线麦克风等)当前正在使用的信道的集合。候选集是可以用作有效集 的空余信道的集合。已占用集是由授权用户当前占用(使用)的信道的集合。空集是不属 于上述集合中任何一个的信道集合，并且当候选集的信道状态不足(deficient)时，候选 集可以属于空集。本专利技术聚焦于有效集、候选集、和空集的更新。换言之，当信道情形改变时，可以将 属于空集的信道重新分类为候选集，并且可以将属于候选集的信道重新分类为空集或有效 集。因而，必须连续地执行这种管理，使得CR系统可以快速且有效地选择要改变的信道。为了执行这种信道管理，必须确定关于信道分类的参考，并且必须根据该参考来 分类信道集；本专利技术提出要用作有关信道分类的参考的参数。图1示意性地图示了根据本专利技术实施例的用于管理信道集的通信系统中的信息 流。参考图1，根据本专利技术的用于信道集管理的信息包括通过感测信道而获得的信息和在 通信协议过程中获得的信息，并且将每种信息形成为数据库(DB) 105，并由信道集管理器使用。信道集管理以谱感测而开始。传感器101执行每个信道的感测，获得关于在对应 的信道处是否检测到授权用户(现任用户)的出现的信息、和关于授权用户的类型的信息， 并且向DB 105传送所获得的信息。可以将传感器101嵌入在将稍后描述的用于管理信道 集的系统中，或者可单独地进行安装。DB 10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于管理信道集以进行动态信道分配的系统，该系统包括：信道预测器，用于基于通过谱感测和通信协议而获得的信道信息来预测有关空余信道的信道状态和信道质量；可靠性确定单元，用于评估关于预测结果的可靠性；以及信道集管理器，用于基于所评估的可靠性来向该空余信道给出优先级。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2007-9-5 10-2007-0090060;KR 2007-12-14 10-2007-一种用于管理信道集以进行动态信道分配的系统，该系统包括信道预测器，用于基于通过谱感测和通信协议而获得的信道信息来预测有关空余信道的信道状态和信道质量；可靠性确定单元，用于评估关于预测结果的可靠性；以及信道集管理器，用于基于所评估的可靠性来向该空余信道给出优先级。2.根据权利要求1的系统，其中该信道预测器包括信道状态预测器，用于对空余信道的占用图案进行建模，以计算被授权进行信道使用 的现任用户(IU)在该信道上出现的概率；信道质量评估器，用于评估空余信道的质量；以及空余保持时间估计器，用于基于关于在空余信道的每个过去时间周期内从特定时间到 信道占用开始时间的持续时间的统计值，来估计空余保持时间。3.根据权利要求2的系统，其中该信道预测器还包括IU出现概率计算器，用于基于空 余信道的IU出现频率来计算IU出现的概率。4.根据权利要求2的系统，其中该空余保持时间估计器通过向更接近于当前时间的时 间周期给出高加权值来估计空余保持时间。5.根据权利要求1的系统，其中如果向想要移动信道的用户分配具有最高优先级的信 道，则该信道集管理器更新信道集。6.根据权利要求1的系统，其中该信道集管理器通过基于该可靠性来给出加权值来计 算关于空余信道的得分，并且基于所计算的得分来给出优先级。7.根据权利要求1的系统，其中该信道集管理器通过根据信道改变的起因而对信道质 量或信道状态的预测结果给出相对高的加权值来计算关于空余信道的得分，并且基于所计 算的得分来给出优先级。8.根据权利要求3的系统，其中如果关于该信道状态预测器的预测结果的可靠性低， 则该信道集管理...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴仓贤，宋明善，金相源，林宣旻，
申请(专利权)人：韩国电子通信研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]