[发明专利]一种用于认知无线电网络的频谱资源共享方法

说明书

技术领域

本发明涉及认知无线电通信技术领域，具体地说，本发明涉及一种用于认知无线电网络的频谱资源共享方法。

背景技术

认知无线电系统动态频谱分配与共享技术能显著提高整体频谱利用率。其中，频谱共享技术是在不改变现有频谱分配总体结构下，通过不同无线电系统共享频谱来提高频谱利用率，其实现难度较动态频谱分配策略小。

动态频谱共享的主要思想是在避免相互干扰的前提下由多个无线电系统共享同一段频谱。它涉及到信道侦听、感知无线环境、确定通信参数、基于动态频谱资源分配等技术。考虑到不同无线电系统在时间和空间上对频谱资源利用的不均衡，采用共享方式可更加充分地利用有限的频谱资源，从而提高系统吞吐率和频谱利用率。一般来说，将提供共享频谱资源的系统称为主系统，共享主系统所提供的频谱资源的系统称为从系统。

目前共存式频谱共享法在实际使用最为成功。在共存式频谱共享方法中，从系统在接入信道之前进行与主系统之间的协作，并以极低的功率使用主系统的频段，不会对主系统产生干扰，因此通信过程中无需特别的干扰控制。如图1所示，共存式频谱共享方法中，通过频谱共享，允许非授权(从)用户(SUs)有机会接入或同时接入频谱，这些频谱资源原来是分配给授权(主)用户(PUs)的，这样做显著增强了频谱使用效率。但是，共存式频谱共享方式中，由于非授权用户的发射功率必须严格地限定在较低水平，导致系统吞吐率和频谱利用率较低，从系统只能支持短距离通信，应用范围也受到较大的限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于干扰温度测量的动态频谱资源共享方法，从而进一步地提高系统吞吐率和频谱利用率，并且使从系统能够支持较长距离通信，扩展其应用范围。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种用于认知无线电网络的频谱资源共享方法，所述认知无线电网络包括主用户、从用户和感知基站，所述频谱资源共享方法包括下列步骤：在频谱资源共享状态下，

1)主用户测量本地干扰温度并将其发送给感知基站；

2)当主用户的干扰温度超过该主用户的门限值时，感知基站调整对从用户的资源分配，以降低所述感知基站的总功率；当主用户的干扰温度持续低于该主用户的门限值时，感知基站调整对从用户的资源分配，以提高所述感知基站的总功率。

其中，所述步骤1)还包括：主用户按一定的测量周期测量本地干扰温度；所述步骤2)还包括：当连续N个测量周期中，主用户的干扰温度都低于其门限值时，判定该主用户的干扰温度持续低于该主用户的门限值，其中N至少为2。

其中，所述步骤2)还包括：调整对从用户的资源分配的手段包括呼叫接纳控制、移动切换、用户选择和用户功率控制中的一种或多种。

其中，所述步骤2)还包括：当存在多个主用户时，只要任意一个主用户的干扰温度超过门限，感知基站即降低其总功率；全部的主用户在连续N个测量周期中干扰温度均小于门限值时，感知基站提高其总功率。

其中，设定第一步长和第二步长，所述第一步长大于第二步长，所述步骤2)还包括：所述感知基站按第一步长降低其总功率，按第二步长提高其总功率。

其中，所述认知无线电网络还包括服务基站和频谱代理，所述感知基站通过频谱代理启动频谱资源共享。

其中，所述感知基站根据干扰温度门限、中心频率以及可用于共享的带宽从多个服务基站中选出进行频谱资源共享的目标服务基站。

与现有技术相比，本发明有效地降低了频谱的浪费，提高了系统吞吐率和频谱利用率，使从系统能够支持较长距离通信，扩展其应用范围，同时能够有效保障主用户业务的服务质量(Qos)。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中：

图1示出了基于共存式频谱共享法的认知无线电系统的示例；

图2示出了本发明一个实施例的频谱共享方法的时序示意图。

具体实施方式

本发明涉及认知无线电系统，一般地，认知无线电系统包括主系统、从系统和频谱代理，参考图1，其中，主系统即频谱资源共享的目标网络，它一般为非感知网络，其接入基站称为服务基站，其用户为主用户(PU)；而从系统为感知网络，也可以称为认知网络，其接入基站称为感知基站，其用户为从用户(SU)。感知基站和服务基站均与频谱代理双向连接。需要说明的是，上述认知无线电系统并不是唯一的，本发明也可以采用其它结构的认知无线电系统，比如可以预先设定好主系统和从系统在频谱共享应用中的对应关系，这样就可以不使用频谱代理。