專利名稱：一種用于認知無線電網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源共享方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到干擾溫度的概念。為了量化干擾，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)提出 了一個新的度量標準，稱為干擾溫度(IT)。相比以往僅基于發(fā)射機操作的簡單評估方式，干 擾溫度模型基于實際的RF環(huán)境以及發(fā)射機與接收機間的交互，考慮了所有干擾源的累積 效應(yīng)。這個IT被定義為接收天線所接收到的其它發(fā)射體和噪聲源產(chǎn)生的每單位帶寬的射 頻(RF)功率。更具體地說，就是在接收天線上，每單位帶寬RF功率的等效程度，衡量的單 位是開爾文。如果f。和B。表示信道c的中心頻率和帶寬(以赫茲為單位)，Pi(f。，B。)表示 以瓦特為單位的功率(在接收天線或者測量裝置上)，k表示波爾茲曼常數(shù)(1. 38X 10—23J/
K)，那么信道c的干擾溫度7;(y:,A卜巧(/;，A) 參考圖2，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，頻譜共享方法包括下列步驟 步驟1 :感知基站向頻譜代理發(fā)送頻譜請求消息，申請目前可用的頻譜資源；在頻
譜請求消息中攜帶該感知基站的可用中心頻率以及所需要的帶寬等信息。
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步驟2 :頻譜代理在本地的基站列表中，根據(jù)頻譜請求消息中所攜帶的信息，選出 一系列基站作為備選服務(wù)基站，并向感知基站返回頻譜響應(yīng)消息。頻譜響應(yīng)消息中攜帶備 選服務(wù)基站列表，其中包括備選服務(wù)基站的干擾溫度門限、中心頻率以及可用于共享的帶 寬。 一般地，頻譜代理的本地基站列表包括其周圍可探測到的各個基站，以及這些基站的干 擾溫度門限、中心頻率和可用于共享的帶寬(下文中簡稱為可用帶寬)。 步驟3 :感知基站判斷備選服務(wù)基站列表中是否有與自身要求匹配的服務(wù)基站， 如果沒有，則終止頻譜共享過程；如果有，則執(zhí)行步驟4 ; 步驟4 :感知基站從備選服務(wù)基站列表中選出一個服務(wù)基站作為目標服務(wù)基站， 然后通過頻譜應(yīng)答消息將目標服務(wù)基站反饋給頻譜代理，申請啟動頻譜共享；在選擇目標 服務(wù)基站時， 一般優(yōu)先考慮中心頻率較為接近，可用帶寬較大，干擾溫度門限較高的服務(wù)基 站。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，可以對上述三項進行加權(quán)求和，選出其中最優(yōu)的服務(wù)基站。 步驟5 :頻譜代理啟動頻譜共享，并通知目標服務(wù)基站和感知基站頻譜分配成功， 目標服務(wù)基站在接到頻譜代理的通知后，向主用戶發(fā)送頻譜共享通知，告知目前頻譜處于 共享狀態(tài)。
步驟6 :主用戶在收到頻譜共享通知后，按照一定測量周期測量本地干擾溫度，并 將干擾溫度測量值和門限值反饋給目標服務(wù)基站。干擾溫度門限值就是能夠滿足該主用戶 的業(yè)務(wù)Qos要求的最大干擾值。這個最大干擾值可通過實際測試和理論計算等手段得出。
步驟7 :目標服務(wù)基站將主用戶的干擾溫度測量值和門限值通過核心網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)給感 知基站。 步驟8 :基于主用戶的干擾溫度及其門限值，以及從用戶的Qos要求以及當前的業(yè) 務(wù)負載，感知基站執(zhí)行資源分配，對該感知基站當前的總功率進行調(diào)整，使得感知基站對目 標服務(wù)基站小區(qū)中的主用戶的干擾在干擾溫度門限以下?？偣β实恼{(diào)整可以通過呼叫接納 控制、移動切換、用戶選擇和用戶功率控制等技術(shù)手段中的一種或多種實現(xiàn)。
在本實施例中，當感知基站收到的主用戶的干擾溫度大于其門限值時，感知基站 通過資源分配降低該感知基站的總功率，當連續(xù)N個測量周期中，所接收到的主用戶的干 擾溫度小于其門限值時，則可以適當提高該感知基站的總功率。這樣既可以優(yōu)先保證主用 戶的Qos要求得到滿足，又能夠有效地提高頻譜利用率，提高系統(tǒng)的吞吐量。N至少為2，在 一個優(yōu)選實施例中，N可以取10。 進一步地，在另一個實施例中，當存在多個主用戶時，只要任意一個主用戶的干擾 溫度超過門限，感知基站即降低其總功率；全部的主用戶在連續(xù)N個測量周期中干擾溫度 均小于門限值時，感知基站提高其總功率。 更進一步地，為了優(yōu)先保證主用戶的Qos要求得到滿足，還可以對感知基站的總 功率的降低和提高設(shè)定不同的步長，使總功率的降低的步長大于提高的步長。所述步長即 可以是功率降低或提高的絕對量，也可以是與當前總功率的比值。比如，可以設(shè)定總功率每 次降低10%，設(shè)定總功率每次提高1%。這樣可以有效地避免主用戶的干擾溫度頻繁超過 門限。需說明的是，上述限定只是示例性的，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以基于上述構(gòu)思，根據(jù)不同 的應(yīng)用環(huán)境靈活地設(shè)置具體數(shù)值。 步驟9 :當感知基站決定終止頻譜共享時，發(fā)送頻譜共享結(jié)束消息給頻譜代理。終
5止頻譜共享可以由感知基站主動觸發(fā)，也可以是被動觸發(fā)。比如，在經(jīng)過步驟8的調(diào)整后， 如感知基站的總功率減小到無法為任何從用戶提供服務(wù)時，則被動觸發(fā)終止頻譜共享。在 本實施例中，也可以預(yù)先為感知基站設(shè)定一個最低總功率，當其總功率低于所述最低總功 率時，被動觸發(fā)終止頻譜共享。 步驟10 :頻譜代理啟動頻譜回收過程，并分別發(fā)送頻譜回收通知消息給目標服務(wù) 基站和感知基站結(jié)束頻譜共享過程。
步驟11 :服務(wù)基站將頻譜共享結(jié)束的消息通知主用戶，從而結(jié)束主用戶的干擾溫 以上所述內(nèi)容，僅為本發(fā)明具體的實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于認知無線電網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源共享方法，所述認知無線電網(wǎng)絡(luò)包括主用戶、從用戶、服務(wù)基站和感知基站，所述頻譜資源共享方法包括下列步驟1)服務(wù)基站和感知基站間啟動頻譜資源共享；2)測量出主用戶的干擾溫度；3)根據(jù)主用戶的干擾溫度對所述感知基站的總功率進行調(diào)整。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻譜資源共享方法，其特征在于，所述步驟3)還包括當主 用戶的干擾溫度超過該主用戶的門限值時，感知基站對從用戶的資源分配進行調(diào)整，以降 低所述感知基站的總功率；當主用戶的干擾溫度持續(xù)低于該主用戶的門限值時，感知基站 調(diào)整對從用戶的資源分配，以提高所述感知基站的總 功率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻譜資源共享方法，其特征在于， 所述步驟2)還包括主用戶按一定的測量周期測量本地干擾溫度；所述步驟3)還包括當連續(xù)N個測量周期中，主用戶的干擾溫度都低于其門限值時，判 定該主用戶的干擾溫度持續(xù)低于該主用戶的門限值，其中N至少為2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻譜資源共享方法，其特征在于，所述步驟2)還包括調(diào)整 對從用戶的資源分配的手段包括呼叫接納控制、移動切換、用戶選擇和用戶功率控制中的 一種或多種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻譜資源共享方法，其特征在于，所述步驟3)還包括當存 在多個主用戶時，只要任意一個主用戶的干擾溫度超過門限，感知基站即降低其總功率；全 部的主用戶在連續(xù)N個測量周期中干擾溫度均小于門限值時，感知基站提高其總功率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻譜資源共享方法，其特征在于，設(shè)定第一步長和第二步長， 所述第一步長大于第二步長，所述步驟3)還包括所述感知基站按第一步長降低其總功 率，按第二步長提高其總功率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻譜資源共享方法，其特征在于，所述認知無線電網(wǎng)絡(luò)還包 括頻譜代理，所述步驟1)還包括所述感知基站通過頻譜代理啟動頻譜資源共享。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻譜資源共享方法，其特征在于，所述步驟3)還包括當感知基站的總功率減小到無法為任何從用戶提供服務(wù)時，終止頻譜共享，停止測量主用戶的 干擾溫度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻譜資源共享方法，其特征在于，所述步驟3)還包括預(yù)先為感知基站設(shè)定一個最低總功率，當感知基站的總功率低于所述最低總功率時，終止頻譜 共享，停止測量主用戶的干擾溫度。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任意一項所述的頻譜資源共享方法，其特征在于，所述感知 基站根據(jù)干擾溫度門限、中心頻率以及可用于共享的帶寬從多個服務(wù)基站中選出進行頻譜 資源共享的目標服務(wù)基站。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于認知無線電網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源共享方法，所述認知無線電網(wǎng)絡(luò)包括主用戶、從用戶、服務(wù)基站和感知基站，所述頻譜資源共享方法包括下列步驟1)服務(wù)基站和感知基站間啟動頻譜資源共享；2)測量出主用戶的干擾溫度；3)根據(jù)主用戶的干擾溫度對所述感知基站的總功率進行調(diào)整。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有效地降低了頻譜的浪費，提高了系統(tǒng)吞吐率和頻譜利用率，同時能夠有效保障主用戶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。
文檔編號H04B7/005GK101741486SQ200910243769
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者關(guān)娜, 孫剛, 李玉鳳, 田霖, 石晶林, 金鑫 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所