CN102244869A - 主用户网络频谱管理与共享的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本实施例公开了一种频谱管理系统，包括：业务接口，用于主用户网络与次用户网络间的信息交互；主用户网络频谱管理系统，用于根据从所述业务接口获取的次用户的业务信息以及自身的业务分布，确定频谱中频率资源的释放权值，并根据所述频率资源的释放权值，释放满足次所述次用户需求的频率资源；所述次用户网络利用主用户释放的所述频率资源进行通信。本发明实施例还公开了一种主用户网络频谱管理方法与系统，及一种次用户网络及其共享主用户网络频谱资源的方法。本发明实施例中主用户主动释放满足次用户需求的频谱空洞并通知次用户，提高了频谱的利用率，降低了次用户的频谱感知开销及对主用户的干扰，增强了次用户网络的业务提供能力。

Description

主用户网络频谱管理与共享的方法及系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，更具体地说，涉及一种主用户网络频谱管理与共享的方法及系统。

背景技术

随着无线网络的广泛应用，频谱的占用使得频谱资源愈加紧张，而不同用户的需求形成一定的频谱利用空间，认知无线电(Cognitive Radio，简称CR)正是利用频谱空间的机会，接入频道从而最大限度的利用频谱。认知无线电技术可以实现在时间、频率以及空间上的多维频谱复用，大大降低频谱和带宽限制对无线通信发展的束缚，极大的改变无线频谱资源日益紧缺的状况，为人们提供更加灵活先进的无线通信手段。

在认知无线电网络中，一般分为主用户和次用户(也称二级用户)，主用户为授权用户，拥有对频道的所有权，能够随时的接入信道而不受任何干扰；次用户只可以占用主用户不使用的信道，而当主用户在使用相应的信道时，次用户只能监测而不能干扰。基于认知无线电技术的动态频谱共享，其基本出发点就是在不影响主用户通信的情况下，次用户通过监测主用户的频谱使用状态，发现和利用主用户的频谱空洞，即在特定的地理位置和特定时间上，未被主用户使用且可被次用户使用的频谱资源，从而提高频谱利用率，解决频谱拥塞的问题。但是，当主用户重新出现在频谱空洞上时，次用户必须在规定时间内退出该频段，保证主用户的通信不受影响。

目前利用认知无线电技术实现动态频谱共享时，主用户完全根据自己的需要使用频谱以及无意识的释放频谱空洞，因此产生的频谱空洞在频段上具有离散性和随机性，导致频谱空洞中的某些频段，对次用户来说也不能用来传输数据，不能满足次用户的需求，因此只能闲置，导致频谱资源仍然得不到有效利用。

发明内容

本发明实施例提供一种频谱管理系统及主用户网络频谱管理方法与系统，通过主用户释放满足次用户需求的频率资源，可使次用户在一定时间段内共享主用户释放的频谱资源，使频谱资源得到充分利用。

本发明实施例还提供了一种次用户网络系统及其共享主用户网络频谱的方法，次用户通过接收主用户释放的频谱资源的信息，可以尽快查找到主用户的频谱空洞，降低了系统设计的复杂度，节省了次用户的频谱感知开销。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

本发明实施例公开了一种频谱管理系统，包括：

业务接口，用于主用户网络与次用户网络间的信息交互；

主用户网络频谱管理系统，用于根据从所述业务接口获取的次用户的业务信息以及自身的业务分布，确定频谱中频率资源的释放权值，并根据所述频率资源的释放权值，释放满足次所述次用户需求的频率资源；

所述次用户网络利用主用户释放的所述频率资源进行通信。

本发明实施例还公开了一种主用户网络频谱管理方法，包括：

获取次用户的业务信息；

当自身业务分布发生变化、次用户的业务分布发生变化和当距前一次触发频谱管理过程的时间大于预设时间中的至少一个条件满足时，根据所述次用户的业务信息以及自身的业务分布，确定频谱中频率资源的释放权值；

按照所述频率资源的释放权值，释放满足所述次用户需求的频率资源。

本发明实施例还公开了一种次用户网络共享主用户网络频谱资源的方法，包括：

向主用户发送自身的信息，所述自身的信息包括：次用户自身的业务信息或根据次用户自身的业务信息获得的不同地理区域内的业务分布概率；

对主用户的频谱进行监测，确定主用户释放的频率资源的信息，所述频率资源信息为主用户根据所述次用户的业务信息以及所述主用户自身的业务分布确定频谱中频率资源的释放权值后，按照所述频谱释放权值释放的满足所述次用户需求的频率资源；

利用所述主用户释放的频率资源进行通信。

本发明实施例还公开了一种主用户网络频谱管理系统，包括：

信息获取单元，用于获取次用户的业务信息；

监控单元，用于监控自身的业务分布；

频谱管理单元，用于当自身业务分布发生变化、次用户的业务分布发生变化和当距前一次触发频谱管理过程的时间大于预设时间中的至少一个条件满足时，根据所述信息获取单元获取的次用户的业务信息以及自身的业务分布，确定频谱中频率资源的释放权值，并根据所述频率资源释放权值，释放满足所述次用户需求的频率资源。

本发明实施例还公开了一种次用户网络系统，包括：

信息发送单元，用于向主用户发送自身的信息，所述自身的信息包括：次用户自身的业务信息或根据次用户自身的业务信息进行处理后得到不同地理区域内的业务分布概率；

频谱监测单元，用于对主用户的频谱进行监测，确定主用户释放的频率资源的信息，所述频率资源信息为主用户根据所述次用户的业务信息以及所述主用户自身的业务分布确定频谱中频率资源的释放权值后，按照所述频谱释放权值释放的满足所述次用户需求的频率资源；

通信单元，用于利用所述主用户释放的频率资源进行通信。

从上述的技术方案可以看出，本发明实施例中主用户通过获取的次用户业务信息，并根据自身的业务分布情况，在不影响主用户业务的情况下，主动释放满足次用户需求的频率资源，使得次用户在一定时间段内可以共享主用户释放的频谱资源，使频谱资源得到充分利用，提高了频谱的利用率，也增强了次用户网络的业务提供能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一公开的一种频谱管理系统的结构图；

图2为本发明实施例二公开的一种频谱管理系统的结构图；

图3为本发明实施例三公开的一种主用户网络频谱管理方法的流程图；

图4为本发明实施例三公开的一种次用户网络共享主用户网络频谱资源的方法的流程图；

图5为本发明实施例四公开的一种主用户网络频谱管理方法的流程图；

图6为本发明实施例四对次用户的业务信息进行处理后得到的次用户的分布概率图；

图7为本发明实施例五公开的一种主用户网络频谱管理方法的流程图；

图8为本发明实施例五公开的一种次用户网络共享主用户网络频谱资源的方法的流程图；

图9为本发明实施例六公开的一种主用户网络频谱管理系统的结构图；

图10为本发明实施例六公开的一种次用户网络的结构图；

图11为本发明实施例七公开的一种主用户网络频谱管理系统的结构图；

图12为本发明实施例八公开的一种主用户网络频谱管理系统的结构图；

图13为本发明实施例八公开的一种次用户网络系统的结构图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种频谱管理系统及主用户网络频谱管理方法与系统，主用户根据获取的次用户业务信息，并结合自身的业务分布情况，主动释放满足次用户需求的频率资源，可使次用户在一定时间段内共享主用户释放的频谱资源，提高了频谱资源的利用率；进一步，本发明实施例中主用户将释放的频谱空洞信息通知次用户，次用户可通过接收的主用户释放的频谱空洞信息，可以尽快查找到主用户的频谱空洞，也节省了次用户的频谱感知开销。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

实施例一

本实施例公开了一种频谱管理系统，该系统中包括主用户网络和次用户网络，其中，次用户网络可以共享主用户网络的频谱资源，图1为该系统的结构框图，包括以下模块：

业务接口13，用于主用户网络与次用户网络间的信息交互；

本实施例中的业务接口可通过多种现有的接口来实现，如专用空口协议的空中接口、专用有线通信协议接口、已有空口协议的带内信令接口以及通过互联网Internet的数据交互等方式来实现，具体采用是一种还是多种的接口方式，以及采用哪些方式来实现主用户网络与次用户网络间的信息交互，可根据具体通信或效益情况，由各网络运营商协商决定，但不论具体采用哪种方式实现，都在本发明的保护范围之内。

主用户网络频谱管理系统11，用于根据从业务接口13获取的次用户的业务信息以及自身的业务分布，确定频谱释放策略，并根据所述频谱释放策略，释放满足次用户需求的频率资源，其中，所述次用户的业务信息包括次用户的服务质量QOS、次用户的分布、次用户的业务分布和次用户的频谱使用权限中的至少一项；

本实施例中的频谱释放策略具体为根据次用户的业务信息以及主用户自身的业务分布，确定频谱中频率资源的释放权值，并根据所述频率资源的释放权值，释放满足次所述次用户需求的频率资源。但是，本实施例中的频谱释放策略包括但不限于上述方式，其他能够实现本实施例目的的释放策略也在本发明的保护范围之内。

次用户网络12，用于利用主用户释放的所述频率资源进行通信。

需要说明的是，本实施例中主用户网络获取次用户的业务信息的方式为接收次用户经过业务接口发送的次用户的业务信息，但是主用户获取次用户业务信息的方式有多种，也可以采取主用户主动搜集次用户业务信息的形式，或者采取由第三方搜集次用户的业务信息，之后再发送给主用户的形式，或者多种方式相结合，但是主用户获取次用户业务信息的形式不能作为对本发明实施例的限制。

本领域技术人员可以理解，本实施例中的系统可应用于现有的各种主用户网络和次用户网络之间，当应用于不同的主用户网络与次用户网络时，只需采用适合的网络间的业务分布接口即可；另外，一个主用户网络可以对应多个次用户网络，对主用户网络和次用户网络的业务分布、释放某些频率对主用户业务的影响、次用户网络的业务提供能力的增强情况以及主用户的获益情况等多个方面进行综合考虑后，制定适当的频谱释放策略。

另外，本发明实施例中的频谱管理系统可应用于任何两种或多种无线通信系统，以实现无线通信系统间的动态频谱共享，在应用过程中，只需根据实际应用环境进行相应的变动即可，如业务接口的改动等，这些现有技术人员可以实现的改动，均在本发明实施例的保护范围之内。

本实施例中的主用户利用获取的次用户业务信息，并根据自身的业务分布情况，在不影响主用户业务的情况下，主动释放满足次用户需求的频率资源，使得次用户在一定时间段内可以共享主用户释放的频谱资源，使频谱资源得到了充分利用，提高了频谱资源的利用率，也增强了次用户网络的业务提供能力。

实施例二

本实施例公开的频谱管理系统如图2所示，本实施例与实施例一中名称相同的单元功能也相同，本实施例较实施例一增加了存储单元24，用于存储次用户的业务信息和主用户的业务分布中的至少一种信息。由于增加了存储单元，可以使得频谱管理更加方便，而不需要在每次启动频谱管理过程时都要对多方用户的业务分布信息进行重新扫描或搜集，当主用户或次用户的业务分布发生变化时，可以对多方用户的业务分布信息进行重新搜索，也可以只对发生变化的业务分布进行更新。

需要说明的是，存储单元可位于主用户网络内，此时的次用户的业务信息可由主用户主动搜集，也可由次用户提供；存储单元也可位于次用户网络内，此时关于存储主用户的业务分布情况，就需要由主用户提供或次用户主动搜集；存储单元也可位于第三方的网络内，由主用户和次用户分别将自身的业务信息和业务分布情况中的至少一种信息发送给第三方网络进行管理，可以降低主用户和次用户的部分负担。当然还有其他的情况，如主用户网络和次用户网络内均设置存储单元，具体分布情况由网络运营商根据具体使用情况进行选择，这里不再赘述。

实施例三

本实施例公开了一种主用户网络频谱管理方法，图3为该方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S101：获取次用户的业务信息；

步骤S102：根据所述次用户的业务信息以及自身的业务分布情况，确定相应的频谱释放策略，本实施例中的频谱释放策略具体为确定频谱中频率资源的释放权值；

步骤S103：按照所述频率资源的释放策略，释放满足所述次用户需求的频率资源。

需要说明的是，本实施例步骤S101中主用户获取次用户业务信息的方式如实施例一所述，可以为主用户主动搜集次用户的业务信息，也可以为接收次用户发送的所述次用户的业务信息，也可以为接收第三方网络搜集并发送的次用户的业务信息，或者多种方式相结合。

步骤S102中确定频率释放权值是在判断出自身业务分布发生变化、次用户的业务分布发生变化和距前一次触发频谱管理过程的时间大于预设时间中的至少一个条件满足的情况下进行的，但是判断主用户和次用户的业务分布是否发生变化以及对触发频谱管理过程的时间的判断，可以在获取次用户的业务信息之前，也可以在获取次用户的业务信息之后，而且两个判断可以不分先后顺序，只要其中一项满足要求即可触发频谱管理过程，即确定当前的频率释放权值并释放频率资源。

相应的，本实施例还提供了一种次用户网络共享主用户网络频谱资源的方法，如图4所示，包括以下步骤：

步骤S201：向主用户发送自身的信息，所述自身的信息包括：次用户自身的业务信息或根据次用户自身的业务信息获得的不同地理区域内的业务分布概率；

步骤S202：对主用户的频谱进行监测，确定主用户释放的频率资源的信息，次用户搜索到的频率资源信息为主用户根据次用户自身的业务信息以及所述主用户自身的业务分布确定频谱中频率资源的释放权值后，按照所述频谱释放权值释放的满足所述次用户需求的频率资源信息，而不是现有技术中的随机的频率资源；

步骤S203：利用所述主用户释放的的频率资源进行通信，由于主用户主动释放并管理频率资源，所以次用户可以在一段相对稳定时间内使用主用户释放的频率资源，而不需随时准备退出，提高了自身的业务提供能力，对主用户业务的影响也降低了。

与主用户网络相对应，上述方案是在主用户网络获取次用户业务信息的方式为接收次用户发送的业务信息的情况下制定的，如果主用户网络获取次用户业务信息的方式为主用户网络主动搜集次用户的业务信息的情况，则该次用户网络共享主用户网络频谱资源的方法中，就不需要由次用户将自身的业务信息发送给主用户，即省略步骤S201，具体方式这里不再详细描述。

本实施例中主用户通过获取的次用户的业务信息，在不影响自身业务的情况下，主动释放满足次用户需求的频率资源，可使次用户在一定时间段内可以共享主用户释放的频谱资源，使频谱资源得到充分利用，提高了频谱的利用率，也增强了次用户网络的业务提供能力，避免了现有技术中由于主用户释放的频谱空洞的盲目性而造成的频谱资源的浪费。

实施例四

本实施例公开的主用户网络频谱管理方法流程图如图5所示，与图3不同的是，增加了步骤S302：主用户在获取次用户的业务信息后，按照地理区域将所述次用户业务信息进行处理，得到不同地理区域内次用户的分布概率。其中，采取的处理方式可以为使用滤波机制对所述次用户业务信息进行处理，处理后得到的不同地理区域内次用户的分布概率如图6所示，其中基站为主用户基站，不同的概率密集区表示不同地理区域的次用户的业务分布概率，数值越大表明次用户的分布越密集，但本实施例中对次用户业务信息的处理方式包括但不限于采用滤波机制。

另外，本实施例中还可增加步骤S303，即将主用户获取的次用户的业务信息和处理后得到的次用户的分布概率中的至少一项内容进行存储，以便后续使用。

需要说明的是，本实施例中主用户获取次用户的业务分布概率的方式可以为次用户将自身的业务信息发送给主用户后，由主用户对所述业务信息进行处理得到；也可以由次用户将其自身的业务信息按照地理区域进行分类并得到所述次用户自身的业务分布概率后，将指示其业务分布概率的信息发送给主用户，具体采用哪种方式，由主用户网络运营商和次用户网络运营商根据各种具体情况协商决定。

本实施例中确定频率释放权值的过程包括，根据不同地理区域内次用户的分布概率、释放某一频率主用户运营商所获得的收益以及对主用户业务性能的影响中的至少一个条件，确定在相应地理区域内的每个频率的释放权值，如步骤S306所述，为不同地理区域内的每个频率确定一个释放权值。总的原则为在次用户业务分布概率越大的地区，权值也越大，释放频率的机率也越大，次用户业务分布概率越小的地区，权值越小，释放频率的机率就越小。需要说明的是，频谱释放策略包括但不限于本实施例中采取的设置权值的方式，而且权值的计算方式也可以有多种，但总的原则不变。

另外，本实施例中的步骤S304与步骤S305的判断过程如上一实施例所述，可以在步骤S301之前，即获取次用户的业务信息之前，也可以在步骤S301与步骤S302之间，也可以如图5所示，在步骤S302之后，本实施例仅以最后一种情况为例进行说明，但其他几种方式也在本发明实施例的保护范围之内。

相应的，与主用户网络相配合，本实施例公开的次用户网络共享主用户网络频谱资源的方法中，次用户可以将自身的业务信息发送给主用户，之后由主用户对所述业务信息进行相应的处理，或者次用户将自身的业务信息进行处理后得到不同地理区域内的业务分布概率，将所述业务分布概率发送给主用户。

实施例五

本实施例公开的主用户网络频谱管理方法流程图如图7所示，与上一实施例不同的是增加了步骤S409：主用户根据确定的频谱中频率是释放权值后释放相应的频率资源后，将其释放的频率资源的信息通知次用户，辅助次用户进行频谱感知。

需要说明的是，当主用户网络与次用户网络不属于同一运营商时，为了避免不必要的纠纷或损失，主用户在将其释放的频率资源信息通知次用户之前，需确定次用户的频谱使用权限，如步骤S407所述。次用户频谱使用权限的确定，可通过主用户获取的次用户的业务信息里包括的次用户的频谱使用权限而确定，或者通过其他方式确定，如系统预先设定需进行通知的次用户等。当然，次用户频谱使用权限的确定过程也可以在整个频谱管理过程的任一时段进行，只要便于系统运行即可。

相应的，本实施例提供的次用户网络共享主用户网络频谱的方法流程图如图8所示，增加了步骤S502：次用户接收主用户发送的关于主用户释放的频率资源的信息，即频谱空洞的信息，之后，利用接收到的主用户的主用户释放的频率资源信息，对主用户的频谱进行监测，而此时次用户只需有针对性的对接收到的相应的频率资源进行监测即可，既降低了次用户进行频谱感知的开销，又提高了次用户频谱感知的准确性，避免了由于次用户的频谱感知结果不准确对主用户业务的干扰。

另外，在现有技术中，由于主用户释放频谱空洞在时间上的随意性，使得次用户需随时对主用户进行监测，并随时准备退出频谱空洞，对次用户的信号传输带来不便，采用本实施例的方法，由于频谱空洞是主用户针对次用户的业务主动释放的，使得次用户可以在一定的时间段内使用相对稳定的频率资源，因此进一步提高了次用户的业务提供能力。

实施例六

本实施公开了一种主用户网络频谱管理系统，该系统的结构框图如图9所示，包括以下功能单元：

信息获取单元31，用于获取次用户的业务信息；

监控单元32，用于监控自身的业务分布，即监控主用户的业务负载，根据监测区域的不同，主用户业务监控单元12的功能可以由不同的网元来实现，如监测单个小区的业务负载时，可以由相应小区的基站eNB来实现，监测多个小区的业务负载时，可由主用户网络中的无线网络控制器RNC来实现，监测更大范围的业务负载时，可由主用户网络中的移动交换中心MSC或移动性管理实体MME来实现，具体的实现方式可由主用户网络的实际情况决定，这里不再一一列举；

频谱管理单元33，用于当自身业务分布发生变化、次用户的业务分布发生变化和当距前一次触发频谱管理过程的时间大于预设时间中的至少一个条件满足时，根据所述信息获取单元获取的次用户的业务信息以及自身的业务分布，确定频谱中频率资源的释放权值，并根据所述频率资源释放权值，释放满足次用户需求的频率资源。该单元的功能可通过软件的方式，由位于不同网络中相应的网元实现。在进行频谱管理时，根据管理区域的不同或基站区域的不同，可采取不同的频谱资源管理方式，如当管理区域较集中时，可采用集中式的频谱资源管理方式，此时频谱管理单元33可以设置于无线网络控制器RNC或移动性管理实体MME上，当管理区域较分散时，可采用分布式的频谱资源管理方式，此时频谱管理单元33可以设置于不同的基站eNB或微蜂窝/家庭基站Picocell/Femto cell的接入点AP上。

其中，与方法实施例相对应，主用户获取次用户业务信息的方式可以由主用户主动搜集次用户的业务信息，也可以接收次用户发送的所述业务信息，因此，当采取主用户主动搜集的方式时，所述信息获取单元31包括次用户业务信息搜集单元，用于监测并搜集所述次用户的业务信息；当采取接收次用户发送的业务信息时，该系统的信息获取单元31包括次用户业务信息接收单元，用于接收次用户发送的所述次用户的业务信息和指示不同地理区域内次用户业务分布概率的信息中的至少一种信息，其中，所述指示所述次用户的业务分布概率的信息是所述次用户根据所述次用户业务信息根据地理区域通过分类获得。当然，也可以两种方式同时使用，则该系统中必须同时设置上述两个功能单元。

另外，本实施例中的频谱管理单元33包括事件触发监测单元，用于监测频谱管理过程的周期、主用户或次用户的业务分布是否发生变化及变化情况。通过事件触发监测单元的监测，可使系统准确的判断何时启动频谱管理过程，并制定当前的频谱释放策略。

当监测到主用户或次用户的业务分布发生变化时，由事件触发监测单元触发频谱管理过程，或者监测到距前一次触发频谱管理过程的时间大于预设时间时，也可以触发频谱管理过程，所述预设时间即为频谱管理的周期，可由系统根据各网络运营商的实际情况预先设定。另外，当主用户或次用户的业务分布发生变化时，事件触发监测单元也可以同时负责监测出主用户或次用户的业务分布的变化情况，当然也可以与其他功能单元合作进行业务分布变化的监测。

需要说明的是，由于关于主用户或次用户业务分布的统计信息可以适用于一个相对长期的过程(至少以天计算)，所以频谱管理过程的触发可以不必具有实时性。

本领域技术人员可以理解，理论上，事件触发监测单元可以设置在主用户网络中，也可以设置在次用户网络中，或者两者中都可设置，甚至还可以设置在第三方的网络中，但实际的操作还需由运营商选择决定。

相应的，本实施例还公开了一种次用户网络系统，如图10所示，该次用户网络包括以下功能单元：

信息发送单元41，用于将自身的信息发送给主用户，以配合主用户获取次用户的业务信息，所述自身的信息包括：次用户自身的业务信息或根据次用户自身的业务信息进行处理后得到不同地理区域内的业务分布概率；

频谱监测单元42，用于对主用户的频谱进行监测，确定主用户释放的频率资源的信息，所述频率资源信息为主用户根据所述次用户自身的业务信息以及所述主用户自身的业务分布确定频谱中频率资源的释放权值后，按照所述频谱释放权值释放的满足所述次用户需求的频率资源；

通信单元43，用于利用所述主用户释放的频率资源进行通信。

其中，本实施例中的信息发送单元41的存在与否取决于主用户网络获取次用户的业务信息的方式，如果采取主用户主动搜集的方式，则次网络中就不需要设置信息发送单元41，如果采取主用户接收次用户发送的业务信息的方式，则次网络中需设置信息发送单元41。

需要说明的是，在实际应用中，本实施例中的设置于主用户网络中的信息获取单元，以及设置在次用户网络中的信息发送单元，可由硬件或软件实现，也可由硬件和软件的结合实现，根据业务范围以及网络的不同，上述单元的功能可通过不同的网元实现，如应用于LTE网络中时，可由小区的基站eNB或移动性管理实体MME来实现，应用于CDMA网络中时，可由基站eNB、无线网络控制器RNC或移动交换中心MSC等网元实现，总之，上述单元的功能具体通过哪些网元实体实现，依网络的具体情况而定。

实施例七

本实施例公开的主用户网络频谱管理系统的结构图如图11所示，本实施例中与上一实施例名称相同的单元功能也相同。

本实施例与上一实施例不同的是，所述频谱管理单元包括权值计算单元54与执行单元55，其中，权值计算单元54，用于根据不同地理区域内次用户的分布概率、释放某一频率主用户运营商所获得的收益以及对主用户业务性能的影响中至少一个条件，确定在相应地理区域内的每个频率的释放权值；执行单元55，用于根据所述频率的释放权值，释放相应的频率资源。

另外，如果不同地理区域内的次用户的分布概率由主用户来计算，则所述频谱管理单元还包括，概率计算单元53，用于计算不同地理区域内次用户的分布概率，之后将计算出的所述次用户的分布概率发送给权值计算单元用来计算每个频率的释放权值。

当然，概率计算单元也可以设置在次网络中，使次网络将自身的业务信息进行处理得到不同地理区域内的业务分布概率后，将所述不同地理区域内次用户的业务分布概率发送给主网络中的业务信息接收单元。

本领域技术人员可以理解，在实际的软硬件设计中，概率计算单元与权值计算单元可以设置在同一个硬件中，可统称为概率与权值计算单元(Probabilities and Weights Component，简称PWC)，在这种情况下，PWC可以位于主用户网络内，也可以分别设置在主用户网络与次用户网络内，此时为了方便起见，通常采用的方式为，次用户业务分布概率的计算由位于次用户网络内的PWC执行，权值的计算由位于主用户网络内的PWC执行。在设计过程中，PWC可以包括各种学习机制，可支持多种学习算法，如模糊逻辑、遗传算法、进化算法、强化学习等，采用这些学习机制可方便的调整次用户的业务分布概率与主用户的频谱资源中每个频率的释放权值之间的映射关系。

需要说明的是，PWC的功能可由软件实现，也可由软硬件的结合实现，在不同的网络中，实现PWC功能的软件部分可以位于不同的网元中，如应用于LTE网络中时，可由小区的基站eNB或移动性管理实体MME来实现，应用于CDMA网络中时，可由基站eNB、无线网络控制器RNC或移动交换中心MSC等网元实现，该单元的功能具体通过哪些网元实体实现，依网络的具体情况而定。

实施例八

本实施例公开的主用户网络频谱管理系统结构如图12所示，在以上实施例的基础上增加了报告单元66，用于向所述次用户发送所述被释放的频率资源的信息。

报告单元的功能可由主用户网络中的基站eNB、无线网络控制器RNC、移动交换中心MSC或移动性管理实体MME等网元来实现，具体实现方式可由上述网元向次用户网络或数据库发送一条指示主用户释放的频率资源信息的消息即可。

在现有技术中，次用户需要在没有任何关于主用户的频谱使用信息的情况下，对主用户的频谱进行全盲的频谱检测，需要消耗较多的系统资源，如功率、时间、频率以及信令等，增加了系统设计的复杂度以及频谱感知开销，本实施例中通过将主用户释放的频率资源的信息通知次用户，可以辅助次用户进行频谱感知，降低了次用户的频谱感知开销，由于次用户能够事先获取频谱空洞信息，提高了次用户的频谱感知的准确率，进而避免了现有技术中由于次用户频谱感知结果不准确而造成的对主用户业务的干扰。而且，当主用户网络和次用户网络属于不同的运营商时，主用户网络的运营商还可通过主动的频谱管理获取一定的收益。

相应的，本实施例公开的次用户网络结构如图13所示，还包括接收单元71，用于接收主用户发送的被释放的频率资源的信息。

本实施例中的主用户通过将自身释放的频率资源信息通知次用户，使得次用户可以利用这些频谱空洞信息有针对性的对主用户的频谱资源进行搜索，因此减少了次用户的频谱感知开销，提高了频谱感知的准确性。

需要说明的是，本发明各个实施例间名称相同的单元功能也相同，且改进行性的实施例可分别与上述多个相关实施例进行结合，但说明时仅已在上一实施例的基础上举例说明。

本领域技术人员可以理解，可以使用许多不同的工艺和技术中的任意一种来表示信息、消息和信号。例如，上述说明中提到过的消息、信息都可以表示为电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或以上任意组合。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (16)

1.一种频谱管理系统，其特征在于，包括：

业务接口，用于主用户网络与次用户网络间的信息交互；

主用户网络频谱管理系统，用于根据从所述业务接口获取的次用户的业务信息以及自身的业务分布，确定频谱中频率资源的释放权值，并根据所述频率资源的释放权值，释放满足次所述次用户需求的频率资源；

所述次用户网络利用主用户释放的所述频率资源进行通信。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述次用户业务信息包括次用户的服务质量QOS、次用户的分布、次用户的业务分布和次用户的频谱使用权限中的至少一项。

3.一种主用户网络频谱管理方法，其特征在于，包括：

获取次用户的业务信息；

当自身业务分布发生变化、次用户的业务分布发生变化和当距前一次触发频谱管理过程的时间大于预设时间中的至少一个条件满足时，根据所述次用户的业务信息以及自身的业务分布，确定频谱中频率资源的释放权值；

按照所述频率资源的释放权值，释放满足所述次用户需求的频率资源。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述次用户的业务信息以及自身的业务分布，确定频谱中频率资源的释放权值包括：根据释放某一频率后主用户运营商所获得的收益、释放某一频率对主用户业务性能的影响以及不同地理区域内所述次用户的业务分布概率中至少一个条件确定频谱中频率的释放权值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述频谱中频率释放权值之前，还包括：根据所述次用户业务信息获得不同地理区域内所述次用户的业务分布概率。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取次用户的业务信息包括：接收所述次用户发送的所述次用户业务信息和接收所述次用户发送的指示所述次用户的业务分布概率的信息中的至少一种信息，所述指示所述次用户的业务分布概率的信息是所述次用户根据所述次用户业务信息根据地理区域通过分类获得。

7.根据权利要求3-6任一项所述的方法，其特征在于，还包括，向所述次用户发送所述被释放的频率资源的信息。

8.一种次用户网络共享主用户网络频谱资源的方法，其特征在于，包括：

向主用户发送自身的信息，所述自身的信息包括：次用户自身的业务信息或根据次用户自身的业务信息获得的不同地理区域内的业务分布概率；

对主用户的频谱进行监测，确定主用户释放的频率资源的信息，所述频率资源信息为主用户根据所述次用户的业务信息以及所述主用户自身的业务分布确定频谱中频率资源的释放权值后，按照所述频谱释放权值释放的满足所述次用户需求的频率资源；

利用所述主用户释放的频率资源进行通信。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括，接收主用户发送的被释放的频率资源的信息。

10.一种主用户网络频谱管理系统，其特征在于，包括：

信息获取单元，用于获取次用户的业务信息；

监控单元，用于监控自身的业务分布；

频谱管理单元，用于当自身业务分布发生变化、次用户的业务分布发生变化和当距前一次触发频谱管理过程的时间大于预设时间中的至少一个条件满足时，根据所述信息获取单元获取的次用户的业务信息以及自身的业务分布，确定频谱中频率资源的释放权值，并根据所述频率资源释放权值，释放满足所述次用户需求的频率资源。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述信息获取单元包括，次用户业务信息接收单元，用于接收次用户发送的业务信息和指示不同地理区域内次用户业务分布概率的信息中的至少一种信息，其中，所述指示所述次用户的业务分布概率的信息是所述次用户根据所述次用户业务信息根据地理区域通过分类获得。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述频谱管理单元包括：

权值计算单元，用于根据释放某一频率后主用户运营商所获得的收益、释放某一频率对主用户业务性能的影响以及不同地理区域内所述次用户的业务分布概率中至少一个条件确定频谱中频率的释放权值；

执行单元，用于根据所述频率的释放权值，释放相应的频率资源。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述频谱管理单元包括：概率计算单元，用于根据获取的所述次用户业务信息，计算不同地理区域内次用户的分布概率。

14.根据权利要求10-13任一项所述的系统，其特征在于，还包括，报告单元，用于向所述次用户发送所述被释放的频率资源的信息。

15.一种次用户网络系统，其特征在于，包括：

信息发送单元，用于向主用户发送自身的信息，所述自身的信息包括：次用户自身的业务信息或根据次用户自身的业务信息进行处理后得到不同地理区域内的业务分布概率；

频谱监测单元，用于对主用户的频谱进行监测，确定主用户释放的频率资源的信息，所述频率资源信息为主用户根据所述次用户的业务信息以及所述主用户自身的业务分布确定频谱中频率资源的释放权值后，按照所述频谱释放权值释放的满足所述次用户需求的频率资源；

通信单元，用于利用所述主用户释放的频率资源进行通信。

16.根据权利要求15所述的次用户网络系统，其特征在于，还包括接收单元，用于接收主用户发送的被释放的频率资源的信息。

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