CN103987046B - 一种无线频谱资源分配方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线频谱资源分配方法和设备，应用于C‑RAN。该方法包括：集中处理中心接收各RRU采集并上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，并据此确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，根据各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，为各RRU对应的小区分配无线频谱资源，为RRU对应的小区分配用于对基带信号进行处理的DU资源，并重配置RRU的工作频点。采用本发明可基于C‑RAN网络来实现认知无线电频谱资源的感知和资源配置。

Description

一种无线频谱资源分配方法和设备

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种无线频谱资源分配方法和设备。

背景技术

随着移动通信事业的快速发展，日益增长的宽带无线通信需求与有限的频谱资源之间的矛盾日趋明显，虽然在LTE（Long Term Evolution，长期演进）系统已采用OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）、MIMO（Multiple-InputMultiple-Output，多输入多输出）等技术来提高频谱利用率，但是这些并不能从根本上解决频谱资源短缺的问题。随着移动业务的飞速发展，电信运营商将面临更严峻的频谱资源短缺的问题。

而另一方面，一些无线通信系统的频谱使用在时间和地域上几乎空闲，如对于广播电视频段，由于数字传输能极大地提高传输容量，因此随着广播电视系统从模拟传输向数字传输的发展，使得很多广播电视频段长期处于空闲状态，浪费了宝贵的无线资源。

其它很多无线通信系统也被证明其频谱并未得到充分利用。

为解决频谱资源短缺的问题，认知无线电（Cognitive Radio，CR）技术已经被广泛的关注。认知无线电技术由智能无线通信系统通过频谱感知获得当前位置可使用的空闲频段资源，并能机会性地使用空闲频段，从而提高频谱使用效率，缓解频谱资源紧张的局面。它能够感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时改变某些操作参数（比如传输功率、载波频率和调制技术等），使其内部状态适应接收到的无线信号统计特性变化，以达到以下目的：（1）任何时间、任何地点的高度可靠通信；（2）对频谱资源的有效利用。

为达到上述的目的，认知无线电通过认知环来完成整个认知过程，如图1所示，它包括如下三个步骤：（1）频谱感知；（2）频谱分析；（3）频谱决策。其中，频谱感知是通过对输入RF（Radio Frequency，射频）激励信号的分析，检测指定的频段上是否有信号存在，进而判断该频谱是否被占用，从而完成对空闲频谱的检测；频谱分析是根据频谱感知的结果以及对其它无线输入信号的分析，完成信道状态信息的估计和信道容量的预计；频谱决策是根据频谱感知得到的空闲频谱资源和频谱分析的结果，获得最后频谱使用的决策，这种决策包括频点、带宽、发射功率、调制方式等的决策。

由于认知无线电的频谱灵活使用，要求设备具有频点可重配置能力，从而能根据无线电频谱环境（如可用的空闲频谱的变化），调整系统的工作频点。

认知无线电技术作为一种频点智能使用技术，可以应用到很多无线电系统中。目前典型的场景是将认知无线电技术应用于蜂窝无线通信系统，从而形成具有认知无线电能力的蜂窝无线通信网络。

随着移动通信网络运营商网络效能与成本的压力，一种基于集中式基带处理池、远端无线射频单元和天线组成的协作式无线网络和基于开放平台的实时云型基础设施的无线接入网（Centralized, Cooperative & Cloud Radio Access Network，C-RAN）被提出。

C-RAN的网络架构基于分布式基站类型。分布式基站由BBU（Base Band Unit，基带单元）与RRU（Radio Remote Unit，远端无线射频单元）组成，BBU通常为放在机房中的机架和处理板等设备，RRU通常为放于室外或者拉远放置于楼顶天面的设备。

与传统的分布式基站不同，C-RAN架构打破了BBU-RRU之间的固定连接关系。例如在构架以下，每个RRU不属于任何一个BBU实体。每个RRU上发送或接收的信号的处理，都可以在放置在位于集中处理中心的BBU基带处理池内的一个虚拟基带处理单元内完成，而这个虚拟基带处理单元的虚拟基带处理能力是由实时虚拟技术分配基带处理池中的部分处理能力构成的。这样的系统将具有最大的灵活性。在C-RAN网络中，用于处理基带信号的基带处理池也被称为DU（Digital Unit，数字单元），C-RAN中一般将数量巨大的DU放在一起，用于构成基带处理池来处理基带信号。

虽然C-RAN网络具有降低能耗、网络运营维护成本等优点，但是C-RAN网络仍然是基于传统无线电思维设计的网络，该网络不具备无线电环境智能认知并调整无线电发射参数达到最大化网络利益的能力。

发明内容

本发明实施例提供了一种无线频谱资源分配方法和设备，用以基于C-RAN网络来实现认知无线电频谱资源的感知和资源配置。

本发明实施例提供的认知无线电感知方法，应用于C-RAN，该方法包括：

集中处理中心接收各RRU采集并上报的认知无线电频谱感知频点上的信号；

所述集中处理中心根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；

所述集中处理中心根据各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，为各RRU对应的小区分配无线频谱资源；

所述集中处理中心根据为RRU对应的小区分配的无线频谱资源，为RRU对应的小区分配用于对基带信号进行处理的数字单元DU资源，并重配置RRU的工作频点。

本发明实施例提供的集中处理中心装置，应用于C-RAN，包括：

频谱感知模块，用于接收各无线射频单元RRU采集并上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；

频谱分配模块，用于根据各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，为各RRU对应的小区分配无线频谱资源；

重配置管理模块，用于根据为RRU对应的小区分配的无线频谱资源，为RRU对应的小区分配用于对基带信号进行处理的数字单元DU资源，并重配置RRU的工作频点。

本发明的上述实施例，通过在C-RAN网络中增加认知无线电频谱感知和资源分配能力，使得C-RAN网络不仅具备C-RAN网络低能耗、网络运营维护成本等优点，而且具备认知无线电灵活智能使用频谱的能力，从而能提高网络容量。

附图说明

图1为现有技术中的无线电认知环示意图；

图2为本发明实施例中的C-RAN网络架构示意图；

图3为本发明实施例提供的认知无线电感知和资源配置流程示意图；

图4a、图4b、图4c为本发明实施例中频谱感知的示意图；

图5为本发明实施例提供的C-RAN网络中的集中处理中心装置的结构示意图；

图6为基于图5所示的集中处理中心实行的认知无线电感知和资源配置流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种新型的C-RAN网络，该新型C-RAN网络除了具备C-RAN网络低能耗、网络运营维护成本等优点以外，还具备认知无线电灵活智能使用频谱的能力，与现有的C-RAN网络相比，可提高网络容量。

本发明实施例提供的新型C-RAN网络，可通过在现有C-RAN网络中增加认知无线电频谱感知和资源配置的相关能力来实现。

下面以对现有C-RAN网络进行改进为例，结合附图对本发明实施例进行详细描述。

图2示出了本发明实施例中的C-RAN网络架构，其中包括集中处理中心和多个RRU，集中处理中心和RRU可通过传输网络（比如光纤网络）进行通信。根据组网需求，RRU可部署于各个区域，具备接收处理频谱感知信号的功能，以及发射和接收通信链路射频信号的功能。集中处理中心可集中部署于机房内，可由大型计算机及专用的基带处理板等连接形成，用于处理C-RAN网络中所有RRU的数据，具备处理频谱感知基带信号、为各小区分配频谱、根据频谱分配结果形成重配置参数等功能，以及处理通信链路基带信号的功能。其中，处理通信链路基带信号的功能可由DU（或称DU模块）实现。该DU可以由多个BBU连接组成，并且BBU资源能被网络中所有RRU共享，或者该DU可以从逻辑上划分为大量的DU逻辑资源块（本发明实施例中称为DU资源），每个逻辑资源块处理一个载波扇区的数据。

各RRU与集中处理中心之间配置有通信信道，其中包括：用于承载通信链路数据的信道，用于承载频谱感知数据的信道，用于承载工作频点重配置控制信息的信道，用于承载频谱感知频点配置信息的信道，这些信道为逻辑信道。

在进行网络初始配置时，需要在集中处理中心配置网络相关参数，如小区切换参数、小区重选参数、需要认知的频点（即认知无线电频谱感知频点），以及频谱感知处理策略（比如：各个RRU的感知基带信号独立处理策略或者联合处理策略）、频谱分配策略（比如：小区间独立分配策略或者小区间联合分配策略）等。集中处理中心根据配置的网络相关参数，生成对认知无线电频谱感知频点的频谱感知控制消息，并通过传输网络发送给各RRU，该频谱感知控制消息中可携带认知无线电频谱感知频点、感知带宽、感知执行时间等参数，以指示各RRU在特定时间，对指定频点和带宽上的认知无线电频谱信号进行射频接收并上报。此后，集中处理中心可根据各RRU上报的认知无线电频谱感知信号，并根据频谱感知处理策略、频谱分配策略，为各RRU进行资源分配。

如图3所示，基于上述C-RAN网络架构所实现的认知无线电的频谱感知和资源配置流程，可包括：

步骤301：集中处理中心接收各RRU收集并上报的认知无线电频谱感知频点上的信号。

具体的，RRU接收到集中处理中心通过用于承载频谱感知频点配置信息的逻辑信道发送来的频谱感知控制消息后，根据该消息中所指示的认知无线电频谱感知频点、感知执行时间等参数，在指定的感知时间，调整自身的接收信号中心频点，开始接收该认知无线电频谱感知频点上的射频信号，并将收集到的该频点上的射频信号进行下变频、滤波和采样等操作，得到该频点的基带信号，然后进行压缩处理，并通过用于承载频谱感知数据的逻辑信道，将该基带信号传输给集中处理中心。

在指定的感知时间以外的其它时间，RRU可进行常规的信号传输处理。在指定的感知时间，RRU也可以一方面进行认知无线电频谱感知信号的收集，另一方面进行常规的信号传输处理。

步骤302：集中处理中心根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，即确定出各RRU所处位置在该认知无线电频谱感知频点上是否有信号存在。

具体的，集中处理中心从用于承载频谱感知数据的业务逻辑信道接收到RRU发送的认知无线电频谱感知频点上的信号的基带信号后，解压缩该基带信号，并根据频谱感知处理策略，或采用各RRU的认知无线电感知信号独立处理的方式，或采用各RRU的认知无线电感知信号联合处理的方式，得到各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。

步骤303：集中处理中心根据RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，为RRU对应的小区分配无线频谱资源（如包括工作频点，进一步的还可包括带宽、发射功率、调制方式等这些参数之一或组合）。

具体的，若RRU所处位置上有未被占用的认知无线电频谱感知频点，则集中处理中心根据RRU所处位置上未被占用的认知无线电频谱感知频点，以及RRU对应小区的频谱需求，为RRU对应的小区分配无线频谱资源。其中，集中处理中心可根据频谱分配策略，采用小区间独立分配方式或小区间联合分配方式进行资源分配。

采用小区间独立分配方式是指：集中处理中心根据RRU所处位置上未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息，以及该RRU对应的小区的频谱需求，独立为该RRU对应的小区分配无线频谱资源。

采用小区间联合分配方式是指：集中处理中心根据RRU所处位置未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息、该RRU对应的小区的频谱需求、该RRU邻近的RRU对应小区可能产生的干扰，或者在此基础上进一步结合该RRU和邻近RRU对应的小区的频谱分配优先级等信息，为该RRU对应的小区分配无线频谱资源。

例如，集中处理中心经过频谱感知，判定4个频点（f1,f2,f3,f4）均可分配，其中频点f3和频点f4为广播电视无线网络的无线频谱资源。RRU-1和RRU-2是两个邻近的RRU，根据以上描述，可采用独立方式或联合方式为RRU-1和RRU-2对应的小区分配频点。分配的方法如下：

在采用独立方式进行频谱分配时，集中处理中心根据RRU-1和RRU-2对应的小区的频谱需求，分别为这两个RRU对应的小区分配无线频谱资源，比如：RRU-1对应的小区频谱需求大，RRU-2对应的小区频谱需求小，则分配频点f1和频点f2给RRU-1对应的小区，分配频点f2给RRU-2对应的小区；若这两个RRU对应的小区频谱需求相同，则分配频点f1和频点f2给RRU-1对应的小区，分配频点f2和频点f3给RRU-2对应的小区。

在采用联合方式进行频谱分配时，集中处理中心联合考虑RRU-1和RRU-2对应的小区的频谱需求、小区间干扰、小区间频谱使用优先级等因素，联合为这两个RRU对应的小区分配频谱。其中，若RRU-1和RRU-2对应的小区频谱需求相同，且两个小区之间不存在干扰，则为了保证网络的频谱使用效率，可以为RRU-1和RRU-2对应的小区分配相同的频点；若小区间存在干扰，则为了降低小区间干扰，为RRU-1和RRU-2对应的小区分配不相同的频点；若RRU-1和RRU-2对应的小区的优先级不同，则分配无线频谱资源时，优先为优先级高的RRU-1对应的小区分配满足其需求的无线频谱资源。

步骤304：集中处理中心根据为RRU对应的小区分配的无线频谱资源，为RRU对应的小区分配用于对基带信号进行处理的DU资源，并重配置RRU的工作频点。

具体的，集中处理中心根据各RRU对应小区分配到的无线频谱资源，生成重配置结果，根据重配置结果，划分各RRU对应的小区的DU资源（包括DU资源数量和DU资源类型），以用于对相应RRU对应的小区的基带信号进行处理。比如，若集中处理中心为某个RRU分配了包含有认知无线电频谱感知频点在内的N（N≥1）个频点，则集中处理中心为该RRU对应的小区分配N个DU资源以用于对该RRU对应小区的基带信号处理，并重配置该RRU的工作频点为该N个频点。优选的，为RRU对应的小区分配的DU资源数量也可以是N的整数倍，这样RRU的一个频点可分配到多个DU资源，用以提高数据处理效率。通过为各RRU分配对应的DU资源的方式，可以使得硬件或/和软件资源得到共享。

集中处理中心将为RRU对应的小区分配的无线频谱资源配置给对应的RRU。具体的，集中处理中心通过用于承载工作频点重配置信息的逻辑信道，将工作频点等信息发送给RRU进行配置。

此后，RRU可根据集中处理中心配置的无线频谱资源进行信号传输。具体的，RRU在接收到集中处理中心配置的无线频谱资源信息后，根据该资源配置信息调整工作频点，从而在该工作频点上进行信号传输。其中，所述进行信号传输可包括：在接收信号时，RRU接收当前工作频点上的射频信号，并对接收信号进行下变频、滤波、采样等处理，得到该工作频点的基带信号，并将该基带信号通过传输网络发送给集中处理中心进一步处理；在发射信号时，对从集中处理中心接收到的数据进行解压缩得到该工作频点的基带信号，然后将该基带信号分别调制到当前工作频点上进行射频发射。

进一步的，上述流程的步骤304中，集中处理中心还可一并将新的认知无线电频谱感知频点等信息发送给RRU。RRU接收到集中处理中心配置的新的认知无线电频谱感知频点信息后，在该新的认知无线电频谱感知频点上收集认知无线电频谱感知信号，此后的处理流程同上述流程，在此不再详述。

下面结合具体实例详细描述上述流程步骤302的优选实现方式。该具体实例的场景为：集中处理中心连接有10个RRU，这10个RRU部署在一个区域。在某个时间，这10个RRU收集并上报给集中处理中心的认知无线电频谱感知频点上的信号分别为：感知信号-1，感知信号-2，…，感知信号-10。

对于这10个RRU上报的频谱感知信号，集中处理中心采用的频谱感知方法可以包括以下几种：

（1）对各RRU的数据独立进行处理

集中处理中心对于接收的10路感知信号，采用并行处理方式进行频谱感知。具体的，如图4a所示，集中处理中心为每一路感知信号分配对应的检测器，所述检测器可通过软件或硬件或软硬件结合的方式实现，用于根据输入的感知信号确定在相应频点上是否有信号存在。所述检测器可统计输入的感知信号的平均功率，并与预先设定的门限进行比较，若平均功率大于门限则判定为相应频点被占用，若平均功率小于门限则判定为相应频点未被占用。所述检测器也可以将感知信号经过匹配滤波器，然后选择滤波器输出的最大值与预先设定的门限进行比较，若平均功率大于门限则判定为相应频点被占用，若平均功率小于门限则判定为相应频点未被占用。具体实施时，集中处理中心将各RRU上报的感知信号分别输入对应的检测器，比如将感知信号-1输入检测器1，将感知信号-2输入检测器2，以此类推，从而通过各检测器对相应RRU上报的感知信号进行频谱感知处理。这些检测器可并行处理，从而提高频谱感知处理的效率。

集中处理中心对于接收到的10路感知信号，也可采用串行处理方式进行频谱感知。具体的，如图4b所示，集中处理中心分配一个检测器，该检测器的功能同前所述。在具体实施时，集中处理中心将10路感知信号依次输入该检测器，比如，按照接收时间的先后顺序，依次将10路感知信号输入该检测器，从而通过该检测器对输入的感知信号依次进行频谱感知处理。

若集中处理中心连接的RRU比较多（比如数百，数千个），则集中处理中心也可以采用并型和串型混合的处理方式进行频谱感知。比如，将RRU进行分组，每个组包含一定数量（比如N个）的RRU，对于一个组内的RRU所上报的感知信号，采用上述串行处理方式进行频谱感知处理，各个组的频谱感知采用上述并行方式处理。比如，如图4c所示，为每个组分配对应的检测器，该检测器对本组内的各RRU上报的感知信号进行串行处理，各检测器可并行运行。

（2）对各RRU的数据联合进行处理

集中处理中心将接收的10路感知信号进行连接，比如，将这10路感知信号在时间上依次排列，组成一个时间上更长的信号，统计连接后的信号的平均功率，并与预先设定的门限进行比较，若平均功率大于门限则判定该10路感知信号所对应的RRU在各自所处位置上的相应频点被占用，若平均功率小于门限则判定该10路感知信号所对应的RRU在各自所处位置上的相应频点未被占用。

集中处理中心还可将接收到的10路感知信号采用空间分集方式进行合并，然后统计合并后的信号的平均功率，并与预先设定的门限进行比较，若平均功率大于门限则判定该10路感知信号所对应的RRU在各自所处位置上的相应频点被占用，若平均功率小于门限则判定该10路感知信号所对应的RRU在各自所处位置上的相应频点未被占用。

若集中处理中心连接的RRU比较多（比如数百，数千个），则集中处理中心还可对RRU进行分组，每个组包含一定数量（比如N个）的RRU，对于一个组内的各RRU上报的感知信号，采用上述对感知信号进行连接或合并的方式进行联合频谱感知处理，各个组的频谱感知处理操作可并行执行。

为了更清楚地对本发明实施例进行说明，下面以一具体场景为例描述本发明实施例的具体实现过程。

该场景为：在C-RAN网络部署时，规划了2个频点（f1,f2），另外，在该网络所处区域存在广播电视无线网络，该广播电视无线电网络分配了两个频点（f3,f4）。进一步，1个DU资源处理一个RRU对应的一个频点的基带信号。

C-RAN网络启动后，该网络在频点（f1,f2）建立小区开始工作。具体的，在接收方向上，各RRU接收频点（f1,f2）的射频信号，并对接收信号进行下变频、滤波、采样等处理，得到频点（f1,f2）的基带信号，将基带进行压缩，通过传输网络用于承载通信链路数据的逻辑信道发送到集中处理中心。集中处理中心对各RRU发送的数据分别进行解压缩，并将解压缩后的频点（f1,f2）的基带信号分配到为该RRU分配的DU资源上进行处理。其中，对于每个RRU对应的小区，其工作频点（f1,f2）对应的数据，被分配由两个DU资源进行基带信号处理。

在发射方向上，集中处理中心使用分配给RRU的DU资源对该RRU对应的小区的数据进行处理，形成处理后的基带信号。集中处理中心将基带信号进行压缩，通过传输网用于承载通信链路数据的逻辑信道发送到对应的RRU，RRU对数据进行解压缩得到频点（f1,f2）的基带信号，然后将基带信号分别调制到频点（f1,f2）上进行射频发射。

集中处理中心生成对频点（f3,f4）的频谱感知控制消息，并通过用于承载频谱感知频点配置信息的逻辑信道发送给各RRU。RRU在接收到该频谱感知控制消息后，调整接收信号中心频点开始接收频点（f3,f4）的射频信号，并将该射频信号进行下变频、滤波和采样等操作，得到频点（f3,f4）的基带信号，然后进行压缩处理，并通过用于承载频谱感知数据的逻辑信道将基带信号传输给集中处理中心。

集中处理中心解压缩各RRU上传的频谱感知基带信号，根据各RRU的基带信号，确定出各RRU对应位置上的频点（f3,f4）的占用情况，并根据各RRU对应位置上的频点（f3,f4）的占用情况为RRU对应的小区分配无线频谱资源。集中处理中心根据每个RRU对应小区分配到的无线频谱资源，生成重配置结果，并根据重配置结果重新划分每个RRU对应的DU资源，然后通过用于承载工作频点重配置控制信息的逻辑信道将工作频点配置给RRU、通过用于承载频谱感知频点配置信息的逻辑信道将新的频谱感知频点等信息发送给RRU。

例如，若集中处理中心为某个RRU分配的频点为（f1,f2,f3），则为该RRU对应的小区分配3个DU资源，用以进行该RRU对应小区的基带信号处理，并且集中处理中心重配置该RRU的工作频点为（f1,f2,f3）。该RRU在接收到集中处理中心配置的新的工作频点后，调整工作频点到该新的工作频点上进行信号传输，即，在接收方向上，该RRU接收频点（f1,f2,f3）的射频信号，并对接收信号进行下变频、滤波、采样等处理，得到频点（f1,f2,f3）的基带信号；在发射方向上，对集中处理中心发送来的数据进行解压缩得到频点（f1,f2,f3）的基带信号，然后将该基带信号分别调制到频点（f1,f2,f3）上进行射频发射。该RRU根据新的频谱感知频点信息，在新的频点上接收认知无线电频谱感知信号。

通过以上描述可以看出，本发明实施例通过在C-RAN网络中增加认知无线电相关能力，使得改进后的C-RAN网络不仅具备C-RAN网络低能耗、网络运营维护成本等优点，而且具备认知无线电灵活智能使用频谱的能力，从而能提高网络容量。另一方面，新的网络采用集中的频谱感知处理方法和频谱分配方法，能降低多个小区联合频谱感知和频谱分配的执行延迟，降低信令传输开销，并且便于更灵活地设计多小区协作频谱感知和联合频谱分配算法，以提高认知无线电相关性能。同时，相对于传统认知无线电网络，新型C-RAN网络能有效提高网络硬件/软件资源使用效率。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种C-RAN网络中的集中处理中心装置。

参见图5，为本发明实施例提供的集中处理中心装置的结构示意图，该集中处理中心装置可由一个具有通信功能的计算机设备实现，也可以是由多个具有通信功能的计算机设备构成的集群。若集中处理中心装置为计算机设备集群形式，则以下对集中处理中心装置进行模块划分所得到的模块，可以由该集群中的一个或多个计算机设备实现。

如图5所示，该集中处理中心装置可包括：频谱感知模块51、频谱分配模块52、重配置管理模块53，其中：

频谱感知模块51，用于接收各RRU采集并上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；

频谱分配模块52，用于根据各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，为各RRU对应的小区分配无线频谱资源；

重配置管理模块53，用于根据为RRU对应的小区分配的无线频谱资源，为RRU对应的小区分配用于对基带信号进行处理的DU资源，并重配置RRU的工作频点。

具体的，频谱感知模块51可采用以下方式实现频谱感知：分别根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定相应RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。为实现上述频谱感知处理，频谱感知模块51可为每个RRU分配对应的检测器，各检测器采用并行方式运行，其中，所述检测器用于根据对应RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定该RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；或者，分配一个检测器，用于依次根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定相应RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；或者，将RRU进行分组，为每组RRU分配对应的检测器，各检测器采用并行方式运行，其中，所述检测器用于依次根据相应组内的各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定相应RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。

频谱感知模块51还可以采用以下方式实现频谱感知：联合至少2个RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定所述至少2个RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。为实现上述频谱感知处理，频谱感知模块51可对各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行连接，根据连接后的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；或者，采用空间分集方式，对各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行合并，根据合并后的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；或者，对RRU进行分组，为每组RRU分配对应的检测器，各检测器采用并行方式运行，其中，所述检测器用于对相应组内各RRU检测并上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行连接，根据连接后的信号确定该组内各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，或者，所述检测器用于采用空间分集方式，对相应组内各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行合并，根据合并后的信号确定该组内各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。

具体的，频谱分配模块52可根据以下依据之一，为RRU对应的小区分配无线频谱资源：

RRU所处位置上未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息，以及所述RRU对应的小区的频谱需求；

RRU所处位置未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息、所述RRU对应的小区的频谱需求、邻近的RRU对应小区的干扰；

RRU所处位置未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息、所述RRU对应的小区的频谱需求、邻近的RRU对应小区的干扰、所述RRU和邻近RRU对应的小区的频谱分配优先级。

具体的，重配置管理模块53可根据为RRU对应的小区分配的频点的数量，为所述RRU对应的小区分配相同数量或整数倍于该数量的用于对基带信号进行处理的DU资源。

进一步的，重配置管理模块53还将认知无线电频谱感知频点信息配置给各RRU。具体的，重配置管理模块53可通过用于承载频谱感知频点配置信息的逻辑信道，将认知无线电频谱感知频点信息配置给各RRU。

具体的，频谱感知模块51可通过用于承载频谱感知数据的的逻辑信道，接收RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号；重配置管理模块53可通过用于承载工作频点重配置信息的逻辑信道，将为RRU对应的小区分配的频点作为工作频点重配置给所述RRU。进一步的，该集中处理中心装置中的DU模块可通过用于承载通信链路数据的逻辑信道，接收RRU发送的该RRU当前工作频点的信号，对接收到的信号进行基带处理，并通过用于承载通信链路数据的逻辑信道向RRU返回经过基带处理后的信号。

图6示出了基于如图5所示的集中处理中心实现的认知无线电频谱感知和资源分配的一种优选实施例的流程，如图所示，该流程可包括：

步骤1：集中处理中心的重配置管理模块53向频谱感知模块51发送认知无线电频谱感知控制信息，比如需要感知的频点、感知带宽、感知执行时间等参数；

步骤2：重配置管理模块53通过用于承载频谱感知频点配置信息的逻辑信道，向各RRU（图中仅示出了RRU-1和RRU-2）发送频谱感知控制消息，其中携带有认知无线电频谱感知的相关信息，比如需要感知的频点、感知带宽、感知执行时间等参数；

步骤3：各RRU根据接收到的频谱感知控制消息，对指定的认知无线电频谱感知频点的射频信号进行接收，并变换为基带信号；

步骤4：各RRU通过用于承载频谱感知数据的逻辑信道，将认知无线电频谱感知频点的基带信号发送给集中处理中心；

步骤5：集中处理中心的频谱感知模块51根据各RRU上报的感知信号进行频谱感知处理；

步骤6：频谱感知模块51将各RRU的感知结果发送给频谱分配模块52；

步骤7：频谱分配模块52采用联合分配方式，为各RRU对应的小区分配无线频谱资源；

步骤8：频谱分配模块52将频谱分配结果发送给重配置管理模块53；

步骤9：重配置管理模块53根据频谱分配结果，为各RRU对应的小区分配DU资源，并为各RRU分配工作频点；

步骤10：重配置管理模块53根据为RRU对应的小区分配的DU资源，向集中处理中心内的DU模块发送DU资源重配置消息（该消息属于集中处理中心内部的交互消息），用于通知DU模块进行资源的调整；

步骤11：重配置管理模块53根据为RRU分配的工作频点资源，通过用于承载工作频点重配置信息的逻辑信道，向目标RRU发送工作频点资源重配置消息，以指示分配给RRU的无线频谱资源；

步骤13：RRU根据接收到的工作频点资源重配置消息进行工作频点重配置；

步骤14：RRU在当前工作频点接收射频信号并变换为基带信号；

步骤15：RRU通过用于承载通信链路数据的逻辑信道，将基带信号发送给集中处理中心内；

步骤16：集中处理中心内的DU模块对RRU发送的基带信号进行处理；

步骤17：DU模块将处理后的基带信号发送给RRU；

步骤18：RRU接收到DU模块发送的基带信号后，变换为射频信号，并在当前工作频点上发射该射频信号。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (20)

1.一种无线频谱资源分配方法，应用于C-RAN，其特征在于，该方法包括：

集中处理中心接收各无线射频单元RRU采集并上报的认知无线电频谱感知频点上的信号；

所述集中处理中心根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；

所述集中处理中心根据各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，为各RRU对应的小区分配无线频谱资源；

所述集中处理中心根据为RRU对应的小区分配的无线频谱资源，为RRU对应的小区分配用于对基带信号进行处理的数字单元DU资源，并重配置RRU的工作频点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集中处理中心根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，具体包括：

所述集中处理中心分别根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定相应RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；

或者，所述集中处理中心联合至少2个RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定所述至少2个RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述集中处理中心分别根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定相应RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，具体包括：

所述集中处理中心为每个RRU分配对应的检测器，各检测器采用并行方式运行；其中，所述检测器用于根据对应RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定该RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；

或者，所述集中处理中心分配一个检测器，用于依次根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定相应RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；

或者，所述集中处理中心将RRU进行分组，为每组RRU分配对应的检测器，各检测器采用并行方式运行；其中，所述检测器用于依次根据相应组内的各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定相应RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述集中处理中心联合至少2个RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定所述至少2个RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，具体包括：

所述集中处理中心对各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行连接，根据连接后的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；

或者，所述集中处理中心采用空间分集方式，对各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行合并，根据合并后的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；

或者，所述集中处理中心对RRU进行分组，为每组RRU分配对应的检测器，各检测器采用并行方式运行；其中，所述检测器用于对相应组内各RRU检测并上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行连接，根据连接后的信号确定该组内各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；或者，用于采用空间分集方式，对相应组内各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行合并，根据合并后的信号确定该组内各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集中处理中心根据以下依据之一，为RRU对应的小区分配无线频谱资源：

RRU所处位置上未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息，以及所述RRU对应的小区的频谱需求；

RRU所处位置未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息、所述RRU对应的小区的频谱需求、邻近的RRU对应小区的干扰；

RRU所处位置未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息、所述RRU对应的小区的频谱需求、邻近的RRU对应小区的干扰、所述RRU和邻近RRU对应的小区的频谱分配优先级。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为RRU对应的小区分配用于对基带信号进行处理的DU资源，具体包括：

根据为RRU对应的小区分配的频点的数量，为所述RRU对应的小区分配相同数量或整数倍于该数量的用于对基带信号进行处理的DU资源。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述集中处理中心接收各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号之前，该方法还包括：所述集中处理中心将认知无线电频谱感知频点信息配置给各RRU；

所述RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，是根据所述集中处理中心配置的认知无线电频谱感知频点信息收集的。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述集中处理中心通过用于承载频谱感知频点配置信息的逻辑信道，将认知无线电频谱感知频点信息配置给各RRU。

9.如权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，所述集中处理中心通过用于承载频谱感知数据的的逻辑信道，接收RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号；

所述集中处理中心通过用于承载工作频点重配置信息的逻辑信道，将为RRU对应的小区分配的频点作为工作频点重配置给所述RRU。

10.如权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，还包括：

所述集中处理中心通过用于承载通信链路数据的逻辑信道，接收RRU发送的该RRU当前工作频点上的信号，对接收到的信号进行基带处理，并通过用于承载通信链路数据的逻辑信道向RRU返回经过基带处理后的信号。

11.一种C-RAN中的集中处理中心装置，其特征在于，包括：

频谱感知模块，用于接收各无线射频单元RRU采集并上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；

频谱分配模块，用于根据各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，为各RRU对应的小区分配无线频谱资源；

重配置管理模块，用于根据为RRU对应的小区分配的无线频谱资源，为RRU对应的小区分配用于对基带信号进行处理的数字单元DU资源，并重配置RRU的工作频点。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述频谱感知模块具体用于，分别根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定相应RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；或者，联合至少2个RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定所述至少2个RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述频谱感知模块具体用于，为每个RRU分配对应的检测器，各检测器采用并行方式运行，其中，所述检测器用于根据对应RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定该RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；或者，分配一个检测器，用于依次根据各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定相应RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；或者，将RRU进行分组，为每组RRU分配对应的检测器，各检测器采用并行方式运行，其中，所述检测器用于依次根据相应组内的各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号，确定相应RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。

14.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述频谱感知模块具体用于，对各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行连接，根据连接后的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；或者，采用空间分集方式，对各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行合并，根据合并后的信号，确定各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况；或者，对RRU进行分组，为每组RRU分配对应的检测器，各检测器采用并行方式运行，其中，所述检测器用于对相应组内各RRU检测并上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行连接，根据连接后的信号确定该组内各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况，或者，所述检测器用于采用空间分集方式，对相应组内各RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号进行合并，根据合并后的信号确定该组内各RRU所处位置上的认知无线电频谱感知频点的占用情况。

15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述频谱分配模块具体用于，根据以下依据之一，为RRU对应的小区分配无线频谱资源：

RRU所处位置上未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息，以及所述RRU对应的小区的频谱需求；

RRU所处位置未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息、所述RRU对应的小区的频谱需求、邻近的RRU对应小区的干扰；

RRU所处位置未被占用的认知无线电频谱感知频点的信息、所述RRU对应的小区的频谱需求、邻近的RRU对应小区的干扰、所述RRU和邻近RRU对应的小区的频谱分配优先级。

16.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述重配置管理模块具体用于，根据为RRU对应的小区分配的频点的数量，为所述RRU对应的小区分配相同数量或整数倍于该数量的用于对基带信号进行处理的DU资源。

17.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述重配置管理模块还用于，将认知无线电频谱感知频点信息配置给各RRU。

18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述重配置管理模块具体用于，通过用于承载频谱感知频点配置信息的逻辑信道，将认知无线电频谱感知频点信息配置给各RRU。

19.如权利要求11-18之一所述的装置，其特征在于，所述频谱感知模块具体用于，通过用于承载频谱感知数据的的逻辑信道，接收RRU上报的认知无线电频谱感知频点上的信号；

所述重配置管理模块具体用于，通过用于承载工作频点重配置信息的逻辑信道，将为RRU对应的小区分配的频点作为工作频点重配置给所述RRU。

20.如权利要求11-18之一所述的装置，其特征在于，还包括：

DU模块，用于通过用于承载通信链路数据的逻辑信道，接收RRU发送的该RRU当前工作频点的信号，对接收到的信号进行基带处理，并通过用于承载通信链路数据的逻辑信道向RRU返回经过基带处理后的信号。