[发明专利]认知无线电系统中的频谱共享方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种认知无线电系统中的频谱共享方法及装置。

背景技术

随着无线通信技术的蓬勃发展和广泛应用，人们对无线通信的传输速率要求越来越高，继而对无线频谱资源的需求也越来越多，导致无线频谱资源日益紧张，并且由于移动终端天线尺寸和功率的限制，可用于无线接入的频谱是有限的，频谱资源紧缺已成为制约未来无线通信技术发展的重要因素之一。美国联邦频谱通信管理委员会（Federal Communication Commission，FCC）对美国无线频段的利用情况进行了大量的研究，于2002年发表的一份报告指出，在当前固有的频谱管理策略下，已授权分配的绝大多数频谱的利用率很低，为15%～85%不等。另外，频谱利用率在不同的时间段差异也很大，白天的频谱利用率高于晚上的频谱利用率。由此可见，已授权的频段在频域、时域和空域上都存在着利用不充分的现象，因此，为解决频谱利用率不足与频谱资源紧缺的矛盾，学者们提出了认知无线电技术。

认知无线电的基本思想是：认知无线电具有学习能力，它能够自动地感知或检测周围的环境情况，智能地调整系统的参数以适应环境的变化，在不对授权用户造成干扰的条件下从空间、频率、时间等多个维度利用频谱资源进行通信。认知无线电技术是无线电发展的一个新里程碑，对频谱管制者而言，该技术可以大大提高频谱利用率，有效利用频谱资源；对频谱持有者而言，利用该技术可以在不受干扰的前提下开发二级频谱市场，在相同频段上提供不同的服务；对设备厂商而言，该技术可以为他们带来更多的机会，具备认知无线电功能的设备将更具有竞争力。对终端用户而言，可以带来更多带宽，在认知无线电技术成熟后，用户就可以享受到单个无线电终端接入多种无线网络的优势。

近几年来，众多学者和研究机构为将认知无线电技术实用化，研究了很多分级频谱共享方案，大多数现存方案中都是以机会式频谱接入或频谱许可的方式来实现二级频谱接入的。在频谱许可的网络结构中，从用户只能接入主用户所许可的频谱资源，然而这不足以充分提高频谱利用率，特别当主用户所拥有的一部分“白色频谱”时，这种利用率不足的现象更为严重。而如果从用户仅以机会式频谱接入的方式利用主用户频谱资源，在实际应用中，从用户可能会出现频谱感知的错误，这时会导致从用户对主用户造成巨大的干扰，大大降低了双方的数据传输效率。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提高认知无线电系统中频谱利用率，同时保证主从用户的数据传输效率最大化。

（二）技术方案

为解决上述技术问题。本发明提供了一种认知无线电系统中的频谱共享方法，所述方法包括以下步骤：

S1：主用户将业务需求表征值发送至从用户；

S2：所述从用户收到所述业务需求表征值后，将其所需求的频谱带宽B_bs发送至所述主用户；

S3：所述主用户将待许可的频谱带宽B_as和所述需求的频谱带宽B_bs进行比较，所述主用户的待许可的频谱带宽B_as和所述需求的频谱带宽B_bs均与所述业务需求表征值相对应；

S4：判断所述待许可的频谱带宽B_as和所述需求的频谱带宽B_bs之间的绝对差值是否不大于预设阈值，若是，则将所述待许可的频谱带宽记为B_max，并执行步骤S5；否则根据比较结果对所述业务需求表征参数进行调整，并返回步骤S1；

S5：所述从用户在所述待许可的频谱带宽B_max上进行数据传送，并在所述主用户所拥有的剩余频谱带宽上采用机会式接入的方式进行数据传输，所述剩余频谱带宽为W-B_max，W为所述主用户所拥有的频谱带宽总量。

其中，步骤S1之前还包括步骤：

S0：所述主用户接收所述业务需求表征值的初始值。

其中，步骤S3中，所述主用户的待许可的频谱带宽B_as与所述业务需求表征值之间的对应关系为：

Bas=W-1P]]>

其中，P为所述业务需求表征值。