[发明专利]适合多系统共存的动态无线频谱共享方法

说明书

技术领域

本发明涉及在非授权频段内，无中心的多系统遵循预设的方法，动态地共享无线频谱，来满足各自进行有效通信的条件。

背景技术

近年来，随着无线通信业务需求的快速增长，尤其像无线个人域网(WRAN)、无线局域网(WLAN)和无线城域网(WMAN)这些宽带无线通信应用的兴起，使可用频谱资源变得越来越紧张。因此，各种用以提高无线频谱效率的无线通信技术得到了广泛的研究。目前无线电管理机构所采用的频谱分配置度是固定频带分配的原则，将频谱分为两个部分，授权频段与非授权频段。其中授权频段占据了大部分的频谱，如电视广播频段，而非授权频段的可用频谱资源却少之又少。随着工作于非授权频段的新兴无线通信技术的高速发展，非授权频段的频谱已趋于饱和。

有若干种方法用于确保无线电频谱内给定频带被有效地共享。一般而言，当两个无线电频率装置同一时刻在同一或有重叠的频带上发射时，发射会相互干扰。例如，如果一个无线电接收器正在试图从一无线装置接收发射，假如在该无线电接收器的天线上感应出的信号电平与减损电平相比足够大的话，接收即是成功的。减损可以是热生成噪声、来自信道的非理想化特征的信号失真、或由在同一频带上或在接近的频带上发送的其他装置生成的干扰。由其他装置引起的减损被称为干扰。

一般而言，如果从无线装置接收的信号与所有干扰源之比保持在某一可接受水平或之上，则可以给定的概率来成功接收信号。该比值通常被称为载干比(CIR)。

为确保保持可接受的CIR，无线协议和标准通常将无线电频谱划分成若干信道。为确保高的CIR，与给定装置相对临近的发射装置在不同的信道上发射。

由于在无线电频谱的任一频带内仅有有限个信道可用，当发射装置超出可用信道数时，信道被重复使用。例如，如果一个信道由无线装置共享，将会对由装置发射时的信号的接受生成某种水平的干扰。

无线装置在同一频带上接受的干扰电平可通过对无线电频谱的频带创建信道来很大程度地降低。干扰电平的降低使得整个系统保持较高的CIR和较高的期望信号成功接收概率。

在最近的消费者级无线设备的蓬勃发展之前，频率共享很大程度上通过有诸如美国通信委员会(FCC)等管理机构紧密控制无线电发射装置来实现的。这一级别的控制在当发射器在数量上较少并容易检测时能较好地起作用，譬如对于广播电台和电视台发射器的情况。有FCC控制的信道化的一个简单的示例是甚高频(VHF)电视发射。FCC强制推行一种将全国划分成地理区域的发射标准。尽管频谱被划分成信道2-13，然而在给定的地理区域中，仅适用奇数或偶数信道。如果在一个区域中适用了偶数信道，则奇数信道将在相邻区域中使用。由此，确保了最接近给定区域的发射器在不同信道上，并且使用同一频率的最接近的发射器将自然地相隔较远，由此产生更少的干扰。

以上控制方法控制发射装置在当发射器是通过管理机构许可并且在数量上较少时能较好地起作用。然而，无线和非许可消费者设备的大量增长在数量上是巨大的，并且不需要许可。期望无线装置和网络能在非授权频段内利用信道化和及其所产生的干扰降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合多系统共存的动态无线频谱共享方法，能有效解决在非授权频段内，无中心的多系统根据本发明所设定的方法，接入合适的频段，可以增大自身的发射功率，但和潜在干扰信号的功率之和必须小于所述预定方法中规定的阈值。当系统业务量增加时，可以适当地增大所占的频谱带宽，但和相邻频谱之间的保护带宽GBW不能小于预设方法中规定的最小保护带宽。若业务量持续增大，所需带宽不断增加，保护带宽此时已经小于预设方法中规定的迫动性保护带宽MoveGBW，这时各个系统根据预设的方法，动态地调整自己所占的频带位置，在满足自己所需频带的同时，使得保护带宽GBW尽量大于迫动性保护带宽MoveGBW。如果各个系统调整之后，系统的保护带宽GBW仍小于迫动性保护带宽MoveGBW，但系统仍需扩展带宽，可以容许该系统继续扩展带宽，但保护带宽GBW必须大于等于最小保护带宽MinGBW。当系统带宽扩展至使得保护带宽GBW等于最小保护带宽MinGBW，系统停止扩展带宽，之后随着各个系统再次调整频谱状况，使得该系统的保护带宽增大，随后该系统才能进行频谱移动和扩展。

为了实现上述目的，本发明提供了一种适合多系统共存的动态无线频谱共享方法，包括如下步骤：

(1)当一个系统将要进行通信并需要接入频谱时，探测所处区域的频谱使用状况，根据预设的方法和自身业务量的大小，选择合适的频带接入，同时各个频段之间必须保留足够的保护带宽，以避免有害干扰；