CN103297974A - 一种基于信道管理的动态频谱分配方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于信道管理的动态频谱分配方法及装置，用于解决频谱资源重配置中频谱分配的时延大，频谱资源重配的整体性能和频谱利用效率低的技术问题。方案为：网络节点根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，并维护和更新信道集；网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配；可用信道列表由网络节点从数据库中获取；信道分类信息包括以下一项或多项：信道质量状况，信道空闲时间，信道发射参数限制，信道地理隔离度，信道频谱频率。本发明给出了认知无线电系统中信道集的生成、维护和更新的方法以及动态分配频谱的方法，通过本发明可降低认知无线电系统频谱资源重配置的时延，提高了频谱资源重配的整体性能，提高了频谱利用效率。

Description

一种基于信道管理的动态频谱分配方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通信及认知无线电技术领域，更具体地，涉及一种基于信道管理的动态频谱分配方法及装置。
背景技术
在认知无线电(Cognitive Radio，CR)系统中，具有认知功能的无线通信设备可以按照某种“伺机”的方式使用授权频段，当然这一定要建立在不干扰授权用户的情况下，极大地提高了频谱利用率，解决了日益增长的无线业务需求与日渐匮乏的频谱资源之间的矛盾。CR技术打破了传统意义上的频谱固定分配制度，将频谱在系统间动态分配，提高了频谱的利用效率。动态频谱分配技术作为认知无线电的核心技术之一，成为研究的热点。
在认知无线电中，通过对无线环境的感知，来改善无线资源管理以及更加容易地对网络进行监控和故障处理。无线环境地图(REM，Radio EnvironmentMaps)是一个可以跟踪无线环境变化的动态数据库，用来存储有定位信息的无线相关测量(如RSRP(Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率)/RSRQ(Reference Signal Receiving Quality，参考信号接收质量)，干扰等级，QoS(Quality of Service，服务质量)测量等)和网络性能指示。REM可以辅助CR决策。
研究表明目前电视频谱的利用率并不高，因此CR还可以“伺机”使用主系统(电视广播系统)在特定时间和位置没有使用的信道，即电视频段空闲频谱(Television White Space，TVWS)，为了保护主系统不受次级系统(CR系统)的干扰，通常使用主系统空闲频谱的次级系统发射机到主系统覆盖边缘的距离要大于某个值，该值就是主系统和次级系统之间的保护距离。图1是现有技术中CR系统使用TVWS的系统架构图，如图1所示，涉及到的主要网元有：数据库(Data Base，DB)、中心控制节点(Central Control Point，CCP)、基站等；其中数据库包含主用户占用频谱信息，主用户未使用的频谱信息，不允许使用的频谱信息；中心控制节点用于管理其下属节点接入到TVWS，协调TVWS频谱在其下属节点中的分配，中心控制节点与数据库固定连接，以获取TVWS频谱信息，同时与基站固定或无线连接；基站是具有重配和认知功能的基站，可以改变或调整无线通信技术的参数(如调制类型、发射功率等)，管理和维护工作频谱(如工作频点和带宽等)，具有频谱认知功能和认知数据处理能力。
在现有技术中，动态频谱分配技术通常是由需要申请频谱资源的基站向中心控制节点提出频谱资源申请，中心控制节点向数据库请求分配频谱，然后中心控制节点根据请求到的频谱资源及其下属节点频谱使用情况协调分配频谱资源。在动态频谱分配过程中，由于每次需要申请频谱资源的基站发送频谱资源申请时，中心控制节点都要访问数据库并且根据下属节点的频谱使用情况为申请频谱资源的基站协调分配频谱，该处理过程需要占用一定的时间，造成频谱资源分配的延迟，从而造成频谱资源重配置的延迟。
IEEE802.22WRAN(Wireless Regional Area Networks)协议中提出了一种管理信道的方法，定义了六类信道集：不允许使用信道集、工作信道集、备份信道集、候选信道集、被保护信道集、未分类信道。其中，不允许使用信道指由于业务需求或地方法规限制不允许次级系统使用的信道；工作信道指WRAN小区内基站(Base Station，BS)和CPEs(Customer Premise Equipments)通信的当前信道；备份信道指需要时可立即变为工作信道的信道；候选信道指可变为备份信道的信道(通过感知评估其变为备份信道的可能性)；被保护信道指被检测出正在被授权用户或WRAN用户使用的信道；未分类信道指没有感知的信道，可以根据感知结果确定为候选或被保护信道。不同的信道集感知周期不同，通过定义信道集，当次级系统需要频谱时从备份信道集中选择信道，使次级系统在不干扰主系统的前提下使用主系统未使用的空闲频谱。该信道分类方法考虑了信道的占用状态、法规限制以及信道质量状况，但由于次级系统的配置和提供业务的不同，对频谱的要求也不一样，例如次级系统对发射参数、业务QoS等的要求不同，对频谱的要求也不一样，次级系统的无线环境中存在的自然的隔离，如某次级系统基站覆盖边缘处有高大建筑物或高山等，也会影响次级系统频谱的选择。该信道集的管理并未考虑这些因素，从而影响重配后服务的质量，甚至会导致重配失败。
为解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种基于信道管理的动态频谱分配方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于信道管理的动态频谱分配方法及装置，用于解决频谱资源重配置中频谱分配的时延大，频谱资源重配的整体性能和频谱利用效率低的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于信道管理的动态频谱分配方法，该方法包括：
网络节点根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，并维护和更新信道集；
网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配。
进一步地，所述网络节点为基站或中心控制节点；当所述网络节点为中心控制节点时，由所述中心控制节点为基站从所述信道集中选择及分配频谱。
进一步地，所述可用信道列表由网络节点从用于存储主用户相关频谱信息的数据库中获取。
进一步地，所述信道分类信息包括以下一项或多项：信道质量状况，信道空闲时间，信道发射参数限制，信道地理隔离度，信道频谱频率。
进一步地，所述信道质量状况是指能够反映次级系统使用主系统空闲频谱时接收机接收到的有用信号的质量的量；所述信道质量状况通过次级设备测量获取或从无线环境地图REM中获取；
所述信道空闲时间是指从特定时间开始到信道被主系统重新占用之间的时间长度；
所述信道发射参数限制包括如下一项或多项：最大发射功率限制，邻信道泄漏比限制，杂散辐射限制，信道允许的最大干扰水平限制；
所述信道地理隔离度是指无线环境中存在的自然隔离和/或次级系统发射机与主系统覆盖边缘之间的距离；
所述信道频谱频率是指信道频谱起始频率，或终止频率，或中心频率。
优选地，所述根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，具体为：
根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集，将信道质量状况划分为N个范围，N为正整数，按照可用信道列表中的信道质量状况所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集，将信道空闲时间划分为N个范围，N为正整数，按照可用信道列表中的信道空闲时间所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集，将信道地理隔离度划分为N个范围，按照可用信道列表中信道地理隔离度所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集，将信道发射参数限制划分为N个范围，N为正整数，按照可用信道列表中的信道发射参数限制所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集，将信道频谱频率划分为N个范围，N为正整数，按照可用信道列表中信道频谱频率所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
根据可用信道列表，以及信道质量状况、信道空闲时间、信道发射参数限制、信道地理隔离度、信道频谱频率中的任意两项或多项生成N个信道集，N为正整数。
优选地，每个基站都对应N个信道集。
进一步地，所述根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，具体为：
根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集，将信道质量状况划分为2个范围，即确定一个信道质量阈值，可用信道列表中信道质量小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；或
根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集，将信道空闲时间划分为2个范围，即确定一个信道空闲时间阈值，可用信道列表中信道空闲时间小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；或
根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集，将信道发射参数限制划分为2个范围，即确定一个信道发射参数限制阈值，可用信道列表中信道发射参数限制小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；或
根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集，将信道地理隔离度划分为2个范围，即确定一个信道地理隔离度阈值，可用信道列表中信道地理隔离度小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；或
根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集，将信道频谱频率划分为2个范围，即确定一个信道频谱频率阈值，可用信道列表中信道频谱频率小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2。
进一步地，所述方法还包括：网络节点对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站信道集中信道的优先级进行优先级排序。
进一步地，所述网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配，具体为：
当根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集时，根据基站对信道质量的要求，从符合信道质量要求的信道集中选择信道；
当根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集时，根据基站对信道空闲时间的要求，从符合信道空闲时间要求的信道集中选择信道；
当根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集时，根据基站对信道发射参数的要求，从符合信道发射参数限制要求的信道集中选择信道；
当根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集时，根据基站对信道地理隔离度的要求，从符合信道地理隔离度要求的信道集中选择信道；
当根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集时，根据基站对信道频谱频率的要求，从符合信道频谱频率要求的信道集中选择信道。
本发明还提供一种基于信道管理的动态频谱分配装置，该装置包括：
信道集生成模块，用于根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，并维护和更新信道集；
频谱分配模块，用于从信道集中选择频谱并进行频谱分配。
进一步地，所述装置位于基站或中心控制节点。
进一步地，所述信道集生成模块所依据的信道分类信息包括以下一项或多项：信道质量状况，信道空闲时间，信道发射参数限制，信道地理隔离度，信道频谱频率。
进一步地，所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道质量状况划分为N个范围，并按照可用信道列表中的信道质量状况所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道空闲时间划分为N个范围，并按照可用信道列表中的信道空闲时间所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道地理隔离度划分为N个范围，并按照可用信道列表中信道地理隔离度所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道发射参数限制划分为N个范围，按照可用信道列表中的信道发射参数限制所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道频谱频率划分为N个范围，按照可用信道列表中信道频谱频率所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表，以及信道质量状况、信道空闲时间、信道发射参数限制、信道地理隔离度、信道频谱频率中的任意两项或多项生成N个信道集；
所述N为正整数，优选地，每个基站都对应N个信道集。
优选地，所述信道集生成模块还用于对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站信道集中信道的优先级进行优先级排序。
优选地，当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道质量的要求，从符合信道质量要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道空闲时间的要求，从符合信道空闲时间要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道发射参数的要求，从符合信道发射参数限制要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道地理隔离度的要求，从符合信道地理隔离度要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道频谱频率的要求，从符合信道频谱频率要求的信道集中选择信道。
本发明的基于信道管理的动态频谱分配方法，系统地描述了认知无线电系统中信道集生成维护和更新的方法以及动态分配频谱的方法，通过本发明可降低认知无线电系统频谱资源重配置的时延，提高频谱资源重配的整体性能，提高频谱利用效率。
附图说明
图1为系统架构示意图；
图2为本发明基于信道管理的动态频谱分配方法的示意流程图；
图3为本发明基于信道管理的动态频谱分配方法实施例一的示意流程图；
图4为本发明基于信道管理的动态频谱分配方法实施例二的示意流程图；
图5为本发明基于信道管理的动态频谱分配方法实施例三的示意流程图；
图6为本发明基于信道管理的动态频谱分配方法实施例四的示意流程图；
图7为本发明基于信道管理的动态频谱分配方法实施例五的示意流程图。
具体实施方式
本发明的基本思想是通过网络节点生成并维护更新信道集，从信道集中选择频谱分配给基站，从而减少了频谱分配的时延，提高了频谱资源重配的整体性能，提高了频谱利用效率。
图2是本发明基于信道管理的动态频谱分配方法的示意流程图，该方法包括以下步骤：
步骤201，网络节点根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，并维护和更新信道集；
其中，网络节点包括以下任意一项：基站，中心控制节点；
其中，可用信道列表由网络节点从数据库中获取；
优选的，所述可用信道列表获取方法可有如下几种：
(1)当网络节点为基站时，基站向其上层节点(中心控制节点)提供基站的地理位置信息、基站的标识信息(根据基站的标识信息可以知道基站的射频要求，如最小发射功率、带外辐射、杂散辐射)，基站的上层节点将基站提供的地理位置信息和基站的标识信息，和/或上层节点的标识一起发送给数据库，数据库根据基站的地理位置及基站的标识信息计算得出满足基站要求的可用信道列表，并将可用信道列表反馈给基站的上层节点，然后基站的上层节点根据从数据库获取的可用信道列表和下属其它基站的可用信道列表得到该基站的可用信道列表，并发送给该基站；
(2)当网络节点为基站时，基站向其上层节点(中心控制节点)提供基站的地理位置信息，基站的上层节点将基站提供的地理位置信息和/或上层节点的标识一起发送给数据库，数据库根据基站的地理位置向基站的上层节点反馈基站的可用信道列表，然后基站的上层节点根据从数据库获取的可用信道列表和下属其它基站的可用信道列表得到该基站的可用信道列表，并发送给该基站，基站根据自身射频要求从可用信道列表中选出满足自身要求的可用信道列表；
(3)当网络节点为中心控制节点时，基站向其上层节点(中心控制节点)提供基站的地理位置信息、基站的标识信息(根据基站的标识信息可以知道基站的射频要求，如最小发射功率、带外辐射、杂散辐射)，基站的上层节点将基站提供的地理位置信息和基站的标识信息，和/或上层节点的标识一起发送给数据库，数据库根据基站的地理位置及基站的标识信息计算得出满足基站要求的可用信道列表，并将可用信道列表反馈给基站的上层节点，然后基站的上层节点根据从数据库获取的可用信道列表和下属其它基站的可用信道列表得到该基站的可用信道列表；
(4)当网络节点为中心控制节点时，基站向其上层节点(中心控制节点)提供基站的地理位置信息、基站的标识信息(根据基站的标识信息可以知道基站的射频要求，如最小发射功率、带外辐射、杂散辐射)，基站的上层节点将基站的地理位置信息和/或上层节点的标识一起发送给数据库，数据库根据基站的地理位置向基站的上层节点反馈基站的可用信道列表，然后基站的上层节点根据从数据库获取的可用信道列表和下属其它基站的可用信道列表得到该基站的可用信道列表，最后基站的上层节点根据基站的射频要求从可用信道列表中选出满足基站要求的可用信道列表。
其中，信道分类信息包括以下一项或多项：信道质量状况，信道空闲时间，信道发射参数限制，信道地理隔离度，信道频谱频率；
所述信道质量状况是指能够反映次级系统使用主系统空闲频谱时接收机接收到的有用信号的质量的量，可以通过次级设备测量获取，也可以从REM信息获取，信道质量可以使用信道的性能指标来表征，比如信噪比SNR(Signal toNoise Ratio)、误码率等来表征；信道空闲时间是指从特定时间开始到信道被主系统重新占用之间的时间长度，可以根据先前信道空闲时间的记录利用统计方法估计信道空闲时间，也可以从数据库获取信道空闲时间；所述信道发射参数限制包括对以下一项或多项的限制：最大发射功率限制，邻信道泄漏比限制，杂散辐射限制，信道允许的最大干扰水平限制；信道地理隔离度是指无线环境中存在的自然隔离和/或次级系统发射机与主系统覆盖边缘之间的距离；信道频谱频率是指信道频谱起始频率，或终止频率，或中心频率；
其中，所述最大发射功率限制、邻信道泄漏比限制、杂散辐射限制是指次级系统使用主系统空闲信道时，次级系统的这些射频参数的上限；所述信道允许的最大干扰水平限制是指次级系统使用主系统空闲信道时，主系统能够容忍的干扰水平的上限。
其中，网络节点生成信道集，具体为：当根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集时，则将信道质量状况划分为N个范围(N为正整数)，按照可用信道列表中的信道质量状况所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；当根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集时，则将信道空闲时间划分为N个范围，按照可用信道列表中的信道空闲时间所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；当根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集时，则将信道发射参数限制划分为N个范围，按照可用信道列表中的信道发射参数限制所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；当根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集时，则将信道地理隔离度划分为N个范围，按照可用信道列表中信道地理隔离度所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；当根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集时，按照可用信道列表中信道频谱频率所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；
进一步，也可以根据可用信道列表，以及信道质量状况、信道空闲时间、信道发射参数限制、信道地理隔离度、信道频谱频率中的任意两项或多项生成N个信道集；
进一步，每个基站都对应N个信道集；
优选的，当根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集时，则将信道质量状况划分为2个范围，即确定一个信道质量阈值，可用信道列表中信道质量小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；
优选的，当根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集时，则将信道空闲时间划分为2个范围，即确定一个信道空闲时间阈值，可用信道列表中信道空闲时间小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；
优选的，当根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集时，则将信道发射参数限制划分为2个范围，即确定一个信道发射参数阈值，可用信道列表中信道发射参数小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；
优选的，当根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集时，则将信道地理隔离度划分为2个范围，即确定一个信道地理隔离度阈值，可用信道列表中信道地理隔离度小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；
优选的，当根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集时，则将信道频谱频率划分为2个范围，即确定一个信道频谱频率阈值，可用信道列表中信道频谱频率小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；
进一步，网络节点还可以对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站信道集中信道的优先级进行优先级排序。
其中，维护和更新信道集，具体为：中心控制节点周期地或事件触发地根据频谱感知测量结果，和/或数据库信息，和/或REM信息，和/或监管域命令维护更新信道。包括从信道集删除某个不满足信道集条件的信道，或向信道集中添加满足信道集条件的信道；
其中，监管域命令是指监管域向认知系统发送的退出指定频段的命令，当监管域临时规划预留某个或某些频段用于特定业务，或由于地方法规的限制，不允许认知系统使用某个或某些频段时，监管域需要向认知系统发送命令，通知认知系统退出指定频段。
步骤202，网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配；
其中，触发频谱分配的事件包括以下一种或几种情况：CR系统正在使用的主系统空闲频谱上出现主用户，CR系统使用主系统空闲频谱对主用户造成了干扰，接收到监管域指定的退出频谱正是CR系统正在使用的主系统空闲频谱的命令，CR系统当前负载较重或通信质量较差等；
当上述情况发生时，所述网络节点分配频谱的方法具体为：当网络节点为基站时，当根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集时，基站根据自身对信道质量的要求，从符合信道质量要求的信道集中选择信道；当根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集时，基站根据自身对信道空闲时间的要求，从符合信道空闲时间要求的信道集中选择信道；当根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集时，基站根据自身对信道发射参数的要求，从符合信道发射参数限制要求的信道集中选择信道；当根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集时，基站根据自身对信道地理隔离度的要求，从符合信道地理隔离度要求的信道集中选择信道；当根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集时，基站根据自身对信道频谱频率的要求，从符合信道频谱频率要求的信道集中选择信道；
当上述情况发生时，所述网络节点分配频谱的方法具体为：当网络节点为中心控制节点时，当根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集时，基站根据自身对信道质量的要求向中心控制节点申请频谱，中心控制节点从符合信道质量要求的信道集中选择信道分配给基站；当根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集时，基站根据自身对信道空闲时间的要求向中心控制节点申请频谱，中心控制节点从符合信道空闲时间要求的信道集中选择信道分配给基站；当根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集时，基站根据自身对信道发射参数的要求向中心控制节点申请频谱，中心控制节点从符合信道发射参数限制要求的信道集中选择信道分配给基站；当根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集时，基站根据自身对信道地理隔离度的要求向中心控制节点申请频谱，中心控制节点从符合信道地理隔离度要求的信道集中选择信道分配给基站；当根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集时，基站根据自身对信道频谱频率的要求向中心控制节点申请频谱，中心控制节点从符合信道频谱频率要求的信道集中选择信道分配给基站。
进一步，当符合基站的信道要求的信道集为空，或没有选到合适的信道时，由基站的上层节点协调下属各基站分配频谱。
值得说明的是，上述两个步骤201和202中所述的网络节点是同一个节点。
实施例一
图3是本发明基于信道管理的动态频谱分配方法的实施例一的示意流程图，其中网络节点根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集。该方法包括以下步骤：
步骤301，网络节点根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集，并维护更新信道集；
其中，网络节点可以是基站，也可以是中心控制节点；
其中，可用信道列表由网络节点从数据库中获取；可用信道列表获取方法：
优选的，当网络节点为基站时，基站向其所属中心控制节点提供基站的地理位置信息、基站的标识信息(根据基站的标识信息可以知道基站的射频要求，如最小发射功率、带外辐射、杂散辐射)，中心控制节点将基站提供的信息和自身标识一起发送给数据库，数据库根据基站的地理位置及其标识信息计算得出满足基站要求的可用信道列表，并将可用信道列表反馈给中心控制节点，然后中心控制节点根据从数据库获取的可用信道列表和下属其它基站的可用信道列表得到该基站的可用信道列表，并发送给该基站；
优选的，当网络节点为基站时，基站向其所属中心控制节点提供基站的地理位置信息，中心控制节点将基站提供的信息和自身标识一起发送给数据库，数据库根据基站的地理位置向中心控制节点反馈基站的可用信道列表，然后中心控制节点根据从数据库获取的可用信道列表和下属其它基站的可用信道列表得到该基站的可用信道列表，并发送给该基站，基站根据自身射频要求从可用信道列表中选出满足自身要求的可用信道列表；
优选的，当网络节点为中心控制节点中时，基站向其所属中心控制节点提供基站的地理位置信息、基站的标识信息(根据基站的标识信息可以知道基站的射频要求，如最小发射功率、带外辐射、杂散辐射)，中心控制节点将基站提供的信息和自身标识一起发送给数据库，数据库根据基站的地理位置及基站的标识信息计算得出满足基站要求的可用信道列表，并将可用信道列表反馈给中心控制节点，然后中心控制节点根据从数据库获取的可用信道列表和下属其它基站的可用信道列表得到该基站的可用信道列表。
优选的，当网络节点为中心控制节点中时，基站向其所属中心控制节点提供基站的地理位置信息、基站的标识信息(根据基站的标识信息可以知道基站的射频要求，如最小发射功率、带外辐射、杂散辐射)，中心控制节点将基站的地理位置信息和自身标识一起发送给数据库，数据库根据基站的地理位置向中心控制节点反馈基站的可用信道列表，然后中心控制节点根据从数据库获取的可用信道列表和下属其它基站的可用信道列表得到该基站的可用信道列表，最后中心控制节点根据基站的射频要求从可用信道列表中选出满足基站要求的可用信道列表。
信道质量状况是指能够反映次级系统使用主系统空闲频谱时接收机接收到的有用信号的质量的量。可以通过次级设备测量获取，也可以从REM信息获取；信道质量可以使用信道的性能指标来表征，比如信噪比SNR(Signal to NoiseRatio)、误码率等来表征。
其中，网络节点根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集，具体为：将信道质量状况划分为N个范围(N为正整数)，按照可用信道列表中的信道质量状况所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集，例如，以SNR表征信道质量，将SNR划分为N个范围，(-∞，SNR1)1，[SNR1，SNR2)2，......，[SNRN-1，+∞)N，其中SNR1＜SNR2＜SNR3......＜SNRN-1，当可用信道列表中信道SNR属于第k个集合[SNRk-1，SNRk)k时，则该信道属于信道集k；
进一步，每个基站都对应N个信道集；
优选的，将信道质量状况划分为2个范围，即确定一个信道SNR阈值，可用信道列表中的信道SNR小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；例如，假设信道SNR阈值为30dB，当可用信道列表中信道SNR属于(-∞，30dB)1时，该信道属于信道集1，当可用信道列表中信道SNR属于[30dB，+∞)2时，该信道属于信道集2；
进一步，网络节点还可以对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站中信道的优先级进行优先级排序。具体地，信道质量越好，优先级越高；信道在邻基站信道集中优先级越高，在本基站中优先级越低。
其中，维护和更新信道集，具体为：网络节点周期地或事件触发地根据频谱感知测量结果，和/或数据库信息，和/或REM信息，和/或监管域命令维护更新信道。包括从信道集删除某个不满足信道集条件的信道，或向信道集中添加满足信道集条件的信道；具体地，以上述生成两个信道集为例，假设更新前信道集1为{信道1，信道2}，信道集2为{信道3，信道4}；更新前信道1至信道4的SNR分别为25dB、24dB、35dB、30dB，随后信道1至信道4的SNR变为24dB、33dB、25dB、30dB。则更新后信道集1为{信道1，信道3}，信道集2为{信道2，信道4}。按照信道SNR的大小对信道集中的信道进行优先级排序，则最终更新后信道集1为{信道3，信道1}，信道集2为{信道2，信道4}。
其中，监管域命令是指监管域向认知系统发送的退出指定频段的命令，当监管域临时规划预留某个或某些频段用于特定业务，或由于地方法规的限制，不允许认知系统使用某个或某些频段时，监管域需要向认知系统发送命令，通知认知系统退出指定频段。
步骤302，网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配；
其中，触发频谱分配的事件包括以下一种或几种情况：CR系统正在使用的主系统空闲频谱上出现主用户，CR系统使用主系统的空闲频谱对主用户造成了干扰，接收到监管域指定的退出频谱正是CR系统正在使用的主系统空闲频谱的命令，CR系统当前负载较重或通信质量较差等；
当上述情况发生时，所述网络节点分配频谱的方法具体为：当网络节点为基站时，基站根据自身对信道质量的要求，从符合信道质量要求的信道集中选择信道，具体地，以上述生成两个信道集为例，当基站需要提供服务质量要求较高的业务时，例如需要满足SNR大于等于30dB时，则从信道集2中优先级高的信道开始选择信道，否则，当基站需要提供服务质量要求不太高的业务时，则从信道集1中选择信道；当网络节点为中心控制节点时，基站根据自身对信道质量的要求向中心控制节点申请频谱，中心控制节点从符合信道质量要求的信道集中选择信道分配给基站，具体地，以上述生成两个信道集为例，当基站需要提供服务质量要求较高的业务时，例如需要满足SNR大于等于30dB时，则从信道集2中优先级高的信道开始选择信道，否则，当基站需要提供服务质量要求不太高的业务时，则从信道集1中选择信道。
进一步，当符合信道质量要求的信道集为空，或没有选到合适的信道时，由基站的上层节点协调下属各基站分配频谱。
实施例二
图4是本发明基于信道管理的动态频谱分配方法的实施例二的示意流程图，其中网络节点根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集。该方法包括以下步骤：
步骤401，网络节点根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集，并维护更新信道集；
其中，网络节点可以是基站，也可以是中心控制节点；
其中，可用信道列表由网络节点从数据库中获取。获取的方法与实施例一中步骤301中的方法相同，这里不再赘述；
其中，信道空闲时间是指从特定时间开始到信道被主系统重新占用之间的时间长度，可以根据先前信道空闲时间的记录利用统计方法估计信道空闲时间，也可以从数据库获取信道空闲时间。
其中，网络节点根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集，具体为：将信道空闲时间划分为N个范围(N为正整数)，按照可用信道列表中的信道空闲时间所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集，例如，信道空闲时间划分为N个范围，(-∞，T1)1，[T1，T2)2，......，[TN-1，+∞)N，其中T1＜T2＜T3......＜TN-1，当可用信道列表中信道的空闲时间属于第k个集合[Tk-1，Tk)k时，则该信道属于信道集k；
进一步，每个基站都对应N个信道集；
优选的，将信道空闲时间划分为2个范围，即确定一个信道空闲时间阈值，可用信道列表中的信道空闲时间小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；例如，假设信道空闲时间阈值为2分钟，当可用信道列表中信道空闲时间属于(-∞，2)1时，该信道属于信道集1，当可用信道列表中信道空闲时间属于[2，+∞)2时，该信道属于信道集2；
进一步，网络节点还可以对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站信道集中信道的优先级进行优先级排序。具体地，信道质量越好，优先级越高；信道在邻基站信道集中优先级越高，在本基站中优先级越低。
其中，维护和更新信道集，具体为：网络节点周期地或事件触发地根据频谱感知测量结果，和/或数据库信息，和/或REM信息，和/或监管域命令维护更新信道。包括从信道集删除某个不满足信道集条件的信道，或向信道集中添加满足信道集条件的信道；具体地，以上述生成两个信道集为例，假设更新前信道集1为{信道1，信道2}，信道集2为{信道3，信道4}；更新前信道1至信道4的信道空闲时间分别为1.5分钟、1分钟、3.5分钟、3分钟，随后信道1至信道4的信道空闲时间变为1.6分钟、3.7分钟、2分钟、3分钟。则更新后信道集1为{信道1}，信道集2为{信道2，信道3，信道4}。假设信道1至信道4的表征信道质量的SNR分表为30dB、32dB、25dB、30dB，则按照信道SNR的大小对信道集中的信道进行优先级排序，则最终更新后信道集1为{信道1}，信道集2为{信道2，信道4，信道3}。
其中，监管域命令是指监管域向认知系统发送的退出指定频段的命令，当监管域临时规划预留某个或某些频段用于特定业务，或由于地方法规的限制，不允许认知系统使用某个或某些频段时，监管域需要向认知系统发送命令，通知认知系统退出指定频段。
步骤402，网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配；
其中，触发频谱分配的事件包括以下一种或几种情况：CR系统正在使用的主系统空闲频谱上出现主用户，CR系统使用主系统的空闲频谱对主用户造成了干扰，接收到监管域指定的退出频谱正是CR系统正在使用的主系统空闲频谱的命令，CR系统当前负载较重或通信质量较差等；
当上述情况发生时，所述网络节点分配频谱的方法具体为：当网络节点为基站时，基站根据自身对信道空闲时间的要求，从符合信道空闲时间要求的信道集中选择信道，具体地，以上述生成两个信道集为例，当基站需要提供信道空闲时间要求较长的业务时，例如需要满足信道空闲时间大于等于2分钟时，则从信道集2中优先级高的信道开始选择信道，否则，当基站需要提供信道空闲时间要求不太长的业务时从信道集1中选择信道；当网络节点为中心控制节点时，基站根据自身对信道空闲时间的要求向中心控制节点申请频谱，中心控制节点从符合信道空闲时间要求的信道集中选择信道分配给基站，具体地，以上述生成两个信道集为例，当基站需要提供信道空闲时间要求较长的业务时，例如需要满足信道空闲时间大于等于2分钟时，则从信道集2中优先级高的信道开始选择信道，否则，当基站需要提供信道空闲时间要求不太长的业务时从信道集1中选择信道。
进一步，当符合信道空闲时间要求的信道集为空，或没有选到合适的信道时，由基站的上层节点协调下属各基站分配频谱。
实施例三
图5是本发明基于信道管理的动态频谱分配方法的实施例三的示意流程图，其中网络节点根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集。该方法包括以下步骤：
步骤501，网络节点根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集，并维护更新信道集；
其中，网络节点可以是基站，也可以是中心控制节点；
其中，可用信道列表由网络节点从数据库中获取。获取的方法与实施例一中步骤301中的方法相同，这里不再赘述；
其中，所述信道发射参数限制包括对以下一项或多项的限制：最大发射功率限制，邻信道泄漏比限制，杂散辐射限制，信道允许的最大干扰水平限制；
其中，所述最大发射功率限制、邻信道泄漏比限制、杂散辐射限制是指次级系统使用主系统空闲信道时，次级系统的这些射频参数的上限；所述信道允许的最大干扰水平限制是指次级系统使用主系统空闲信道时，主系统能够容忍的干扰水平的上限。
其中，网络节点根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集，具体为：以信道发射参数限制为最大发射功率的限制为例，将信道允许的最大发射功率划分为N个范围(N为正整数)，按照可用信道列表中的允许的最大发射功率所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集，例如，允许的最大发射功率划分为N个范围，(-∞，P1)1，[P1，P2)2，......，[PN-1，+∞)N，其中P1＜P2＜P3......＜PN-1，当可用信道列表中信道允许的最大发射功率属于第k个集合[Pk-1，Pk)k时，则该信道属于信道集k；以邻信道泄漏比限制或杂散辐射限制或信道允许的最大干扰水平限制为例的情况与以最大发射功率限制为例的情况类似，这里不再重述；另外，还可以根据信道发射参数限制中的两项或多项生成信道集，比如，根据最大发射功率限制和邻信道泄漏比限制生成信道集的方法可以是：先根据最大发射功率限制生成信道集，然后再对每个信道集根据邻信道泄漏比限制生成子信道集，所有的子信道集组成最终的信道集，其它组合的情况与此类似；
进一步，每个基站都对应N个信道集；
优选的，将信道允许的最大发射功率划分为2个范围，即确定一个信道允许的最大发射功率阈值，可用信道列表中的信道允许的最大发射功率小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；例如，假设信道允许的最大发射功率阈值为45dBm，当可用信道列表中信道允许的最大发射功率属于(-∞，45dBm)1时，该信道属于信道集1，当可用信道列表中信道允许的最大发射功率属于[45dBm，+∞)2时，该信道属于信道集2；
进一步，网络节点还可以对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站信道集中信道的优先级进行优先级排序。具体地，信道质量越好，优先级越高；信道在邻基站信道集中优先级越高，在本基站中优先级越低。
其中，维护和更新信道集，具体为：网络节点周期地或事件触发地根据频谱感知测量结果，和/或数据库信息，和/或REM信息，和/或监管域命令维护更新信道。包括从信道集删除某个不满足信道集条件的信道，或向信道集中添加满足信道集条件的信道；具体地，以上述生成两个信道集为例，假设更新前信道集1为{信道1，信道2}，信道集2为{信道3，信道4}；更新前信道1至信道4允许的最大发射功率分别为40dBm、44dBm、45dBm、48dBm，随后信道1至信道4允许的最大发射功率变为40dBm、47dBm、45dBm、44dBm。则更新后信道集1为{信道1，信道4}，信道集2为{信道2，信道3}。假设信道1至信道4的表征信道质量的SNR分表为30dB、32dB、25dB、31dB，则按照信道SNR的大小对信道集中的信道进行优先级排序，则最终更新后信道集1为{信道4，信道1}，信道集2为{信道2，信道3}。
其中，监管域命令是指监管域向认知系统发送的退出指定频段的命令，当监管域临时规划预留某个或某些频段用于特定业务，或由于地方法规的限制，不允许认知系统使用某个或某些频段时，监管域需要向认知系统发送命令，通知认知系统退出指定频段。
步骤502，网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配；
其中，触发频谱分配的事件包括以下一种或几种情况：CR系统正在使用的主系统空闲频谱上出现主用户，CR系统使用主系统的空闲频谱对主用户造成了干扰，接收到监管域指定的退出频谱正是CR系统正在使用的主系统空闲频谱的命令，CR系统当前负载较重或通信质量较差等；
当上述情况发生时，所述网络节点分配频谱的方法具体为：当网络节点为基站时，基站根据自身对信道发射参数限制的要求，从符合信道发射参数限制要求的信道集中选择信道，具体地，以上述生成两个信道集为例，当基站对信道的最小发射功率要求大于等于45dBm时，则从信道集2中优先级高的信道开始选择信道，否则，当基站对信道的最小发射功率要求小于45dBm时，从信道集1中选择信道；当网络节点为中心控制节点时，基站根据自身对信道发射参数限制的要求向中心控制节点申请频谱，中心控制节点从符合信道发射参数限制要求的信道集中选择信道分配给基站，具体地，以上述生成两个信道集为例，当基站对信道的最小发射功率要求大于等于45dBm时，则从信道集2中优先级高的信道开始选择信道，否则，当基站对信道的最小发射功率要求小于45dBm时，从信道集1中选择信道。
进一步，当符合基站发射功率要求的信道集为空，或没有选到合适的信道时，由基站的上层节点协调下属各基站分配频谱。
实施例四
图6是本发明基于信道管理的动态频谱分配方法的实施例四的示意流程图，其中网络节点根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集。该方法包括以下步骤：
步骤601，网络节点根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集，并维护更新信道集；
其中，网络节点可以是基站，也可以是中心控制节点；
其中，可用信道列表由网络节点从数据库中获取。获取的方法与实施例一中步骤301中的方法相同，这里不再赘述；
其中，所述信道地理隔离度指无线环境中存在的自然隔离和/或次级系统发射机与主系统覆盖边缘之间的距离。
其中，网络节点根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集，具体为：以信道地理隔离度为无线环境中存在的自然隔离为例，将次级系统使用主系统空闲频谱时无线信号穿越高大建筑物或高山时的损耗划分为N个范围(N为正整数)，按照可用信道列表中信道穿越损耗所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集，例如，穿越损耗划分为N个范围，(-∞，L1)1，[L1，L2)2，......，[LN-1，+∞)N，其中L1＜L2＜L3......＜LN-1，当可用信道列表中信道地理隔离度属于第k个集合[Pk-1，Pk)k时，则该信道属于信道集k；
进一步，每个基站都对应N个信道集；
优选的，将信道地理隔离度划分为2个范围，即确定一个信道地理隔离度阈值，可用信道列表中的信道地理隔离度小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；例如，假设信道穿透损耗阈值为20dB，当可用信道列表中信道穿透损耗属于(-∞，20dB)1时，该信道属于信道集1，当可用信道列表中信道穿透损耗属于[20dB，+∞)2时，该信道属于信道集2；
进一步，网络节点还可以对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站信道集中信道的优先级进行优先级排序。具体地，信道质量越好，优先级越高；信道在邻基站信道集中优先级越高，在本基站中优先级越低。
其中，维护和更新信道集，具体为：网络节点周期地或事件触发地根据频谱感知测量结果，和/或数据库信息，和/或REM信息，和/或监管域命令维护更新信道。包括从信道集删除某个不满足信道集条件的信道，或向信道集中添加满足信道集条件的信道；具体地，以上述生成两个信道集为例，假设更新前信道集1为{信道1，信道2}，信道集2为{信道3，信道4}；更新前信道1至信道4信道穿透损耗分别为12dB、18dB、20dB、25dB，随后信道1至信道4信道穿透损耗变为20dB、18dB、18dB、25dB。则更新后信道集1为{信道2，信道3}，信道集2为{信道1，信道4}。假设信道1至信道4的表征信道质量的SNR分表为30dB、32dB、25dB、31dB，则按照信道SNR的大小对信道集中的信道进行优先级排序，则最终更新后信道集1为{信道2，信道3}，信道集2为{信道4，信道1}。
其中，监管域命令是指监管域向认知系统发送的退出指定频段的命令，当监管域临时规划预留某个或某些频段用于特定业务，或由于地方法规的限制，不允许认知系统使用某个或某些频段时，监管域需要向认知系统发送命令，通知认知系统退出指定频段。
步骤602，网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配；
其中，触发频谱分配的事件包括以下一种或几种情况：CR系统正在使用的主系统空闲频谱上出现主用户，CR系统使用主系统的空闲频谱对主用户造成了干扰，接收到监管域指定的退出频谱正是CR系统正在使用的主系统空闲频谱的命令，CR系统当前负载较重或通信质量较差等；
当上述情况发生时，所述网络节点分配频谱的方法具体为：当网络节点为基站时，基站根据自身对信道地理隔离度的要求，从符合信道地理隔离度要求的信道集中选择信道，具体地，以上述生成两个信道集为例，当基站对信道地理隔离度要求大于等于20dB时，则从信道集2中优先级高的信道开始选择信道，否则，当基站对信道地理隔离度要求小于20dB时，从信道集1中选择信道；当网络节点为中心控制节点时，基站根据自身对信道地理隔离度的要求向中心控制节点申请频谱，中心控制节点从符合信道地理隔离度要求的信道集中选择信道分配给基站，具体地，以上述生成两个信道集为例，当基站对信道地理隔离度要求大于等于20dB时，则从信道集2中优先级高的信道开始选择信道，否则，当基站对信道地理隔离度要求小于20dB时，从信道集1中选择信道。
进一步，当符合基站信道地理隔离度要求的信道集为空，或没有选到合适的信道时，由基站的上层节点协调下属各基站分配频谱。
实施例五
图7是本发明基于信道管理的动态频谱分配方法的实施例五的示意流程图，其中网络节点根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集。该方法包括以下步骤：
步骤701，网络节点根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集，并维护更新信道集；
其中，网络节点可以是基站，也可以是中心控制节点；
其中，可用信道列表由网络节点从数据库中获取。获取的方法与实施例一中步骤301中的方法相同，这里不再赘述；
其中，所述信道频谱频率指信道频谱起始频率，或终止频率，或中心频率。
其中，网络节点根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集，具体为：将信道频谱频率划分为N个范围(N为正整数)，按照可用信道列表中信道频谱频率所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集，例如，信道频谱频率划分为N个范围，(-∞，F1)1，[F1，F2)2，......，[FN-1，+∞)N，其中F1＜F2＜F3......＜FN-1，当可用信道列表中信道地理隔离度属于第k个集合[Fk-1，Fk)k时，则该信道属于信道集k；
进一步，每个基站都对应N个信道集；
优选的，将信道频谱频率划分为2个范围，即确定一个信道频谱频率阈值，可用信道列表中的信道频谱频率小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；例如，假设信道频谱频率阈值为500MHz，当可用信道列表中信道频谱频率属于(-∞，500MHz)1时，该信道属于信道集1，当可用信道列表中信道频谱频率属于[500MHz，+∞)2时，该信道属于信道集2；
进一步，网络节点还可以对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站信道集中信道的优先级进行优先级排序。具体地，信道质量越好，优先级越高；信道在邻基站信道集中优先级越高，在本基站中优先级越低。
其中，维护和更新信道集，具体为：网络节点周期地或事件触发地根据频谱感知测量结果，和/或数据库信息，和/或REM信息，和/或监管域命令维护更新信道。包括从信道集删除某个不满足信道集条件的信道，或向信道集中添加满足信道集条件的信道；具体地，以上述生成两个信道集为例，假设更新前信道集1为{信道1，信道2}，信道集2为{信道3，信道4}；更新前信道1至信道4信道频谱频率分别为450MHz、480MHz、500MHz、600MHz，对于特定的信道来说，信道频谱频率是固定的，因此不会发生信道频谱频率的改变。信道集的更新主要是由信道频谱频率之外的因素改变导致的，比如主系统重新使用信道1或收到监管域命令为信道1禁止次系统使用，则需要从信道集1中删除信道1。此后，假设信道2、信道3、信道4的表征信道质量的SNR分表为30dB、32dB、31dB，则按照信道SNR的大小对信道集中的信道进行优先级排序，则最终更新后信道集1为{信道2}，信道集2为{信道3，信道4}。
其中，监管域命令是指监管域向认知系统发送的退出指定频段的命令，当监管域临时规划预留某个或某些频段用于特定业务，或由于地方法规的限制，不允许认知系统使用某个或某些频段时，监管域需要向认知系统发送命令，通知认知系统退出指定频段。
步骤702，网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配；
其中，触发频谱分配的事件包括以下一种或几种情况：CR系统正在使用的主系统空闲频谱上出现主用户，CR系统使用主系统的空闲频谱对主用户造成了干扰，接收到监管域指定的退出频谱正是CR系统正在使用的主系统空闲频谱的命令，CR系统当前负载较重或通信质量较差等；
当上述情况发生时，所述网络节点分配频谱的方法具体为：当网络节点为基站时，基站根据自身的无线传播环境和射频要求选合适的频谱，比如在农村或者郊区，由于基站优先考虑满足覆盖的要求，通常可以选择频率较低的信道；而对于城区，由于建筑物较多可以优先选择频率偏高的信道；当网络节点为中心控制节点时，基站根据自身的无线传播环境和射频要求向中心控制节点申请频谱，中心控制节点从符合基站要求的信道集中选择信道分配给基站，比如在农村或者郊区，由于基站优先考虑满足覆盖的要求，通常可以选择频率较低的信道；而对于城区，由于建筑物较多可以优先选择频率偏高的信道。
值得说明的是上述五个实施例中信道集生成的方法还可以结合起来使用，根据可用信道列表，以及信道质量状况、信道空闲时间、信道发射参数限制、信道地理隔离度、信道频谱频率中的任意两项或多项生成信道集。比如，根据可用信道列表、信道质量状况和信道空闲时间生成信道集的方法可以是：先根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集，然后再对每个信道集根据信道空闲时间生成子信道集，所有的子信道集组成最终的信道集。当然也可以先根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集，然后再对每个信道集根据信道质量状况生成子信道集，所有的子信道集组成最终的信道集。进行信道选择时可以根据基站的要求选择合适的信道。
实施例六
基于上述实施例，本发明还提供一种基于信道管理的动态频谱分配装置，该装置位于基站或中心控制节点，该装置包括：
信道集生成模块，用于根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，并维护和更新信道集；
频谱分配模块，用于从信道集中选择频谱并进行频谱分配。
所述信道分类信息包括以下一项或多项：信道质量状况，信道空闲时间，信道发射参数限制，信道地理隔离度，信道频谱频率。
所述根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集具体为：
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道质量状况划分为N个范围，N为正整数，并按照可用信道列表中的信道质量状况所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道空闲时间划分为N个范围，并按照可用信道列表中的信道空闲时间所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道地理隔离度划分为N个范围，并按照可用信道列表中信道地理隔离度所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道发射参数限制划分为N个范围，按照可用信道列表中的信道发射参数限制所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道频谱频率划分为N个范围，按照可用信道列表中信道频谱频率所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表，以及信道质量状况、信道空闲时间、信道发射参数限制、信道地理隔离度、信道频谱频率中的任意两项或多项生成N个信道集。
优选地，每个基站都对应N个信道集。
优选地，所述信道集生成模块还用于对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站信道集中信道的优先级进行优先级排序。
优选地，当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道质量的要求，从符合信道质量要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道空闲时间的要求，从符合信道空闲时间要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道发射参数的要求，从符合信道发射参数限制要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道地理隔离度的要求，从符合信道地理隔离度要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道频谱频率的要求，从符合信道频谱频率要求的信道集中选择信道。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种基于信道管理的动态频谱分配方法，其特征在于，该方法包括：
网络节点根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，并维护和更新信道集；
网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络节点为基站或中心控制节点；当所述网络节点为中心控制节点时，由所述中心控制节点为基站从所述信道集中选择及分配频谱。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可用信道列表由网络节点从用于存储主用户相关频谱信息的数据库中获取。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信道分类信息包括以下一项或多项：信道质量状况，信道空闲时间，信道发射参数限制，信道地理隔离度，信道频谱频率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信道质量状况是指能够反映次级系统使用主系统空闲频谱时接收机接收到的有用信号的质量的量；所述信道质量状况通过次级设备测量获取或从无线环境地图REM中获取。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信道空闲时间是指从特定时间开始到信道被主系统重新占用之间的时间长度。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信道发射参数限制包括如下一项或多项：最大发射功率限制，邻信道泄漏比限制，杂散辐射限制，信道允许的最大干扰水平限制。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信道地理隔离度是指无线环境中存在的自然隔离和/或次级系统发射机与主系统覆盖边缘之间的距离。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信道频谱频率是指信道频谱起始频率，或终止频率，或中心频率。
10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，具体为：
根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集，将信道质量状况划分为N个范围，N为正整数，按照可用信道列表中的信道质量状况所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集，将信道空闲时间划分为N个范围，N为正整数，按照可用信道列表中的信道空闲时间所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集，将信道地理隔离度划分为N个范围，按照可用信道列表中信道地理隔离度所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集，将信道发射参数限制划分为N个范围，N为正整数，按照可用信道列表中的信道发射参数限制所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集，将信道频谱频率划分为N个范围，N为正整数，按照可用信道列表中信道频谱频率所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
根据可用信道列表，以及信道质量状况、信道空闲时间、信道发射参数限制、信道地理隔离度、信道频谱频率中的任意两项或多项生成N个信道集，N为正整数。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，每个基站都对应N个信道集。
12.根据权利要求1或10所述的方法，其特征在于，所述根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，具体为：
根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集，将信道质量状况划分为2个范围，即确定一个信道质量阈值，可用信道列表中信道质量小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；或
根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集，将信道空闲时间划分为2个范围，即确定一个信道空闲时间阈值，可用信道列表中信道空闲时间小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；或
根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集，将信道发射参数限制划分为2个范围，即确定一个信道发射参数限制阈值，可用信道列表中信道发射参数限制小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；或
根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集，将信道地理隔离度划分为2个范围，即确定一个信道地理隔离度阈值，可用信道列表中信道地理隔离度小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2；或
根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集，将信道频谱频率划分为2个范围，即确定一个信道频谱频率阈值，可用信道列表中信道频谱频率小于所述阈值的信道组成信道集1，大于等于所述阈值的信道组成信道集2。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：网络节点对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站信道集中信道的优先级进行优先级排序。
14.根据权利要求4或10所述的方法，其特征在于，所述网络节点从信道集中选择频谱并进行频谱的分配，具体为：
当根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集时，根据基站对信道质量的要求，从符合信道质量要求的信道集中选择信道；
当根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集时，根据基站对信道空闲时间的要求，从符合信道空闲时间要求的信道集中选择信道；
当根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集时，根据基站对信道发射参数的要求，从符合信道发射参数限制要求的信道集中选择信道；
当根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集时，根据基站对信道地理隔离度的要求，从符合信道地理隔离度要求的信道集中选择信道；
当根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集时，根据基站对信道频谱频率的要求，从符合信道频谱频率要求的信道集中选择信道。
15.一种基于信道管理的动态频谱分配装置，其特征在于，该装置包括：
信道集生成模块，用于根据可用信道列表和信道分类信息生成信道集，并维护和更新信道集；
频谱分配模块，用于从信道集中选择频谱并进行频谱分配。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述装置位于基站或中心控制节点。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述信道分类信息包括以下一项或多项：信道质量状况，信道空闲时间，信道发射参数限制，信道地理隔离度，信道频谱频率。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，
所述信道质量状况是指能够反映次级系统使用主系统空闲频谱时接收机接收到的有用信号的质量的量；所述信道质量状况通过次级设备测量获取或从无线环境地图REM中获取；
所述信道空闲时间是指从特定时间开始到信道被主系统重新占用之间的时间长度；
所述信道发射参数限制包括如下一项或多项：最大发射功率限制，邻信道泄漏比限制，杂散辐射限制，信道允许的最大干扰水平限制；
所述信道地理隔离度是指无线环境中存在的自然隔离和/或次级系统发射机与主系统覆盖边缘之间的距离；
所述信道频谱频率是指信道频谱起始频率，或终止频率，或中心频率。
19.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道质量状况划分为N个范围，并按照可用信道列表中的信道质量状况所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道空闲时间划分为N个范围，并按照可用信道列表中的信道空闲时间所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道地理隔离度划分为N个范围，并按照可用信道列表中信道地理隔离度所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道发射参数限制划分为N个范围，按照可用信道列表中的信道发射参数限制所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集，且所述信道集生成模块还用于将信道频谱频率划分为N个范围，按照可用信道列表中信道频谱频率所属的范围将可用信道列表划分为N个信道集；或
所述信道集生成模块根据可用信道列表，以及信道质量状况、信道空闲时间、信道发射参数限制、信道地理隔离度、信道频谱频率中的任意两项或多项生成N个信道集；
所述N为正整数。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，每个基站都对应N个信道集。
21.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述信道集生成模块还用于对信道集中的信道按照信道质量状况和/或相邻基站信道集中信道的优先级进行优先级排序。
22.根据权利要求17或19所述的装置，其特征在于，
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道质量状况生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道质量的要求，从符合信道质量要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道空闲时间生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道空闲时间的要求，从符合信道空闲时间要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道发射参数限制生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道发射参数的要求，从符合信道发射参数限制要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道地理隔离度生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道地理隔离度的要求，从符合信道地理隔离度要求的信道集中选择信道；
当所述信道集生成模块根据可用信道列表和信道频谱频率生成信道集时，所述频谱分配模块根据基站对信道频谱频率的要求，从符合信道频谱频率要求的信道集中选择信道。
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