[发明专利]基于地理信息数据库的星地频谱共享方法

说明书

基于地理信息数据库的星地频谱共享方法，本发明涉及信息与通信技术领域，本发明是为了解决目前星地频谱共享网络中在频谱利用率及抗干扰方面存在的没有在抑制干扰的前提下充分的开发和利用空白频谱的问题，本发明对星地频谱共享网络体建立干扰模型，并对该场景中混合共信道干扰机理分析；实现授权频段和非授权频段联合分配，相较于传统的频谱共享方案更能够推动空白频谱的开发与利用。

技术领域

本发明涉及信息与通信技术领域，具体涉及在星地频谱共享网络中对既能抑制组件间干扰，又能提升频谱利用率的基于地理信息数据库的频谱共享策略的研究。

背景技术

目前被广泛研究的星地频谱共享的网络主要包括星地一体化网络和认知星地网络，星地一体化网络的主要特点是卫星网络和地面网络由统一的网络管理中心控制，且网络间使用相同频段，此外，星地网络的融合还体现在用户终端以及提供服务方面，从用户终端角度来看，传统混合星地网络中，卫星网络和地面网络只能在应用层融合，而在一体化星地网络中，卫星网络和地面网络可以在用户终端实现物理层信号级的融合，如在星地协作传输中，地面目的节点可直接对来自地面中继站和卫星的两路信号进行合并，从服务角度来看，通常卫星网络和地面网络两个部分具有不同的QoS能力，如卫星可用带宽范围较大但其传输时延也较高，而地面通信带宽相对较窄但传输时延较低，星地一体化网络可应用于多种场景与系统，具体可以按照卫星部分所提供的服务类型以及网络面向的终端类型分类，从卫星部分来看，可以分为提供接入服务和骨干网服务，从终端类型来看，可以分为移动终端(手持式，游牧式和车载式)和固定终端，当卫星部分提供的是接入服务时，卫星可通过前向链路向终端广播信息，或通过双向链路向终端提供电信服务，当卫星部分提供的是骨干网服务时，卫星可以为远程局域网，即与移动网络的连接受地形或距离限制的区域、音乐会或体育赛事等临时热点区域以及需要紧急通信的灾难地区等提供回传链路，以降低成本，是缓解网络骨干网需求和减少基施投资的一种手段，另一种广泛关注的网络是认知星地网络，认知无线电的关键技术就在于如何有效地接入初级通信的频谱，认知星地网络中，卫星网络或地面网络均可作为次级用户接入另一个网络的频谱，根据次级用户接入初级用户频段的方式，可以将认知技术分为：基于频谱感知的接入、基于underlay模式的接入以及基于overlay模式的接入。

目前，频谱共享被认为是解决频谱供需矛盾、提高频谱使用效率的方案之一，推行频谱共享己经成为国际主流趋势，美国、欧盟等国在频谱共享上做出了大量实质性的研究，2012年7月，美国总统科技顾问委员会提出了“频谱高速公路”计划，该计划确定1000MHz的联邦频谱，通过改善频谱管理手段，实施新的频谱结构和无线电系统架构，使不同无线电业务动态地共享相同频段，为实施这一计划，美国进行了3.5GHz共享试验，并分别发布了3.5GHz低功率无线接入节点部署、3.5GHz牌照模型和技术需求、3.5GHz民用宽带无线服务3个规则提案公告，此外，美国在2014年召开了专题研讨会，专门探讨了3.5GHz共享频段的频谱接入系统设计问题，欧盟提出了一系列频谱共享方案，2007年，欧盟发布了第七框架计划(2007-2013年)，投资大约5000万欧元资助认知无线电、动态频谱共享和频谱整合等新技术的科研项目，力求通过这些项目促成频谱共享技术的不断进步，2011年，欧盟频率管理工作组提出了授权频谱共享方案，该方案的核心在于使用共享频段的用户必须获得授权，同时共享用户不能影响此频段原拥有者的通信服务质量。