[发明专利]一种频谱资源动态分配装置及其分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种频谱资源分配技术，特别是一种频谱资源动态分配装置及其分配方法。

背景技术

开展无线电业务，离不开无线电频谱资源。无线电频谱资源和土地资源、水流资源、矿藏资源等一样，是宝贵的国家自然资源。《中华人民共和国物权法》第五十条规定：“无线电频谱资源属于国家所有”。这一条款从法律的角度明确了无线电频谱作为国家资源的属性。虽然无线电频谱资源看不见、摸不着，但就像建造高楼大厦需要土地资源，发展工业需要矿物资源，人类生存需要水资源一样，各种无线电业务的开展必须有频谱资源的支撑，对此人们应该加倍珍惜和科学利用有限的无线电频谱资源。

如果不依法设置无线电台站和使用无线电频率，就会扰乱空中电波秩序，造成相互干扰、引发事故。如同车辆在马路上行驶、飞机在航路上飞行一样，各种无线电业务在不同的频率上“各行其道”。无线电管理机构通过对这些“道路”进行科学规划和管理，确保无线电波安全畅通。只有保持电磁环境的和谐、有序，各种无线电业务才能顺利开展，合法电台和用户的权益才能得到保障。而要保证各种无线电业务的顺畅运行，也离不开良好的空中电磁环境。因此，频谱资源管理中心需要合理地分配这些频谱资源给各电信运营商，以避免造成混乱。同时现有的频谱共享方案中，各运营商向频谱管理中心上报频谱需求，但由于频谱资源比较紧张，频谱资源管理中心不可能同时满足所有运营商的需求，因此需要按照一定的准则对频谱资源进行分配。

电信运营商争取更大的带宽，获得更大的吞吐量是新技术发展的动力之一，但是随着各种无线技术逐步向前演进，频谱的缺乏成为了无线技术发展的瓶颈。与此同时，随着新技术的不断发展与成熟，新系统与老系统的共存，逐步替换也成为常态。

因此，如何在保证通信性能的前提下，为大众提供较高的通信速率成为通信技术追求的目标。其中方法之一就是通过使用较大的带宽为用户提供满意的服务，但频谱资源作为一种稀缺资源，如何更加有效的利用频谱资源就是我们函待解决的问题。目前在各运营商间大都使用的是传统的固定频谱资源分配方法，但这种频谱分配方法缺乏灵活性，资源利用率比较低。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种频谱资源分配方法灵活，资源利用率高的频谱资源动态分配装置及其分配方法，以克服上述不足。

一种频谱资源动态分配装置，用于为n个用户分配频谱资源，其中n大于或等于2。所述频谱资源动态分配装置包括：

一个频谱资源划分模块，该频谱资源划分模块用于将频谱资源划分为n段，其中n大于或等于2；

一个第n次频谱资源预分配模块，该第n次频谱资源预分配模块用于将所述n段频谱资

源中的未分配的第i频谱资源分别分配给所述n个用户，其中i小于或等于n；

一个频谱效率统计模块，该频谱效率统计模块用于检测并统计计算各用户的平均频谱使

用效率；

一个分配因子计算模块，该分配因子计算模块根据所述平均频谱使用效率的值计算第i

个用户的带宽分配因子Q_i，其中所述带宽分配因子Q_i的计算公式为：

其中：Price_i为第i个用户对预分配的任意一段频谱资源提供的报价；

为n个用户对所分配的带宽的平均报价，

Spe_i为各用户的平均频谱使用效率的值；

Band_i为预分配的第i段频谱资源；

为第i个用户在某一使用场合中的平均频谱使用效率，其中：

其中Rate_i(t-τ)为当前平均速率更新前滑动时间窗内的小区平均速率；

T为滑动时间窗口；

一个带宽分配因子比较模块，该带宽分配因子比较模块用于将所述分配因子计算模块所计算得到各个带宽分配因子进行比较，以得出值最大的带宽分配因子；

一个频谱资源配给模块，所述频谱资源配给模块用于将该第i段频谱资源分配给值最大的带宽分配因子Q_i所对应的用户。

进一步地，所述该频谱资源划分模块将频谱资源划分的段数与用户数量相等。

进一步地，所述频谱资源动态分配装置还包括一个频谱资源调整周期判断模块，该频谱资源调整周期判断模块用于判断频谱资源是否到达调整周期的期限。

进一步地，根据所述频谱资源调整周期判断模块的判断，当所述频谱资源需要重新调整时，则由所述频谱资源划分模块将所述频谱资源划分为n段。