CN104980937A - 共存环境信息处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种共存环境信息处理方法及装置，其中，该方法包括：第一次级用户设备向次级用户设备管理节点发送共存环境信息请求，其中，该共存环境信息请求用于请求第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；第一次级用户设备接收次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息，通过本发明解决了相关技术中，共存环境信息频繁交互存在信令开销过大的问题，进而达到了大大节省信令开销的效果。

Description

共存环境信息处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种共存环境信息处理方法及装置。

背景技术

随着无线电技术的不断进步，各种各样的无线电业务大量涌现，而无线电业务所依托的频谱资源是有限的，面对人们对带宽需求的不断增加，频谱资源表现出极为紧张的局面；而另一方面在传统的固定频谱分配模式下，频谱资源的利用率却不高。从某种意义上讲，是这种固定分配给授权系统的频谱分配制度造成了频谱资源极为紧张的局面。而认知无线电技术就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。典型的，如随着人们日常通信需求的不断提高，已经不满足于简单的语音数据通信，视频流媒体业务在人们通信生活中的比重不断增加，这要求更大的带宽作为支撑，国际移动电话（International Mobile Telecom，简称为IMT）系统显现出前所未有的频谱紧张局面，而对于广播电视系统来讲，频谱资源在很大程度上存在着可利用的空间，如某些广播电视系统频谱在某些地区并未被使用；某些广播电视系统频谱在某地区虽有覆盖，但某些时刻没有被使用，整体利用率偏低。而固定的频谱分配方式使得上述未被使用的频谱资源无法重新利用，例如，无法为IMT系统所用。通过认知无线电技术IMT系统通过对广播电视系统信息的获取，伺机的占用广电系统在空间和时间上未使用的频谱资源（TVWS，TV White Space），可以有效提高广播电视系统频谱的利用率，改善IMT系统频谱紧张的局面。

这种次级系统伺机占用主系统频谱资源的频谱使用方式，必须保证对主用户有效地保护，即次级系统使用主系统频谱资源时，不能对主系统用户造成有害干扰，这是认知无线电技术能够实现的前提条件。为了达到这样的目的，首先，次级系统的使用频谱及发射参数将受到主系统保护要求的限制，在最初确定这些参数时需要进行准确的决策；其次，次级系统需要及时获知主用户的出现，以便在发现次级系统所占用频谱资源上的主用户重新出现时，及时退出所述频谱资源，避免对主用户的干扰。

另外，由于可能存在多个次级用户设备同时使用主系统空闲频谱，TVWS可以使用的另一个必要条件是各次级系统能够在TVWS上的实现共存，互不干扰的使用TVWS资源，即彼此间干扰在容忍范围内。因此，次级系统间的干扰规避也是在频谱资源分配决策时所必须要考虑的因素。

针对次级系统间的干扰规避，标准组织ETSI RRS有两种模式，其中一种为管理模式：由集中式管理节点（例如，频谱协调器（Spectrum Coordinator，简称为SC）协调管理下属各次级用户设备的频谱使用，及参数配置，以避免彼此间干扰；另一种模式为信息模式，由集中式管理节点向次级用户设备提供共存所需的环境信息，由次级用户设备根据管理节点提供的信息确定自身的使用频谱及发射参数。

目前在信息模式下，采用管理节点主动推送共存环境信息的方式，即一旦次级用户设备的共存环境信息（其它次级用户设备对频谱的使用情况信息）发生变化，管理节点即向次级用户设备发送更新的共存环境信息；由于共存环境的频繁变化，共存环境信息的发送将给次级系统带来很大的信令开销，且共存环境信息只有在次级用户设备进行频谱配置的时候才会用到，即由于平等的次级用户在频谱使用上，遵循后进入用户不干扰已有用户的原则，那么实际上推送的共存环境变化信息，并不是为了让已有用户及时根据信息变化作调整，而是在已有信息模式下次级用户设备有进一步频谱需求（即需要新的空闲频谱，或需要重配置已有空闲频谱资源）时，立即根据保存的最新的环境信息做决策，从而节省一部分交互时间，但牺牲了大量的信令交互开销，且其中大部分的更新信息并没有实际用处。

因此，在相关技术中，共存环境信息频繁交互存在信令开销过大的问题。

发明内容

本发明提供了一种共存环境信息处理方法及装置，以至少解决在相关技术中，共存环境信息频繁交互存在信令开销过大的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种共存环境信息处理方法，包括：第一次级用户设备向次级用户设备管理节点发送共存环境信息请求，其中，所述共存环境信息请求用于请求所述第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；所述第一次级用户设备接收所述次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息。

优选地，所述共存环境响应信息包括以下至少之一：所述第一次级用户设备所在位置上的主系统空闲频谱、各空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息、除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备对各空闲频谱的使用信息、除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备对各空闲频谱邻频的使用信息、除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的位置、除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的设备参数、除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的运行参数、除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的干扰保护准则，其中，所述干扰保护准则为用于保护所述其它次级用户设备不受干扰或干扰在容忍范围内的规则。

优选地，所述设备参数包括以下至少之一：设备类型，设备标识，发射模板，天线高度，天线方向角，天线俯仰角，天线发射增益，天线极化方式，邻道泄漏比；所述其它次级用户设备的运行参数包括以下参数至少之一：工作频点，带宽，发射功率，覆盖范围。

优选地，在所述第一次级用户设备接收到所述次级用户设备管理节点发送的所述共存环境响应信息之后，还包括：所述第一次级用户设备依据所述共存环境响应信息进行频谱资源配置决策。

优选地，所述第一次级用户设备依据所述共存环境响应信息进行频谱资源配置决策包括：确定配置频谱，和/或确定在所述配置频谱上的发射参数，其中，通过在主系统空闲频谱中选择的方式确定所述配置频谱，所述发射参数满足空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息，和/或除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的干扰保护准则。

优选地，所述共存环境信息请求包含以下信息中的至少之一：所述第一次级用户设备的标识信息、所述第一次级用户设备的位置信息、所述第一次级用户设备的设备类型信息、所述第一次级用户设备的设备参数信息、所述第一次级用户设备的共存环境信息请求指示信息、所述第一次级用户设备支持的频段范围信息、所述第一次级用户设备支持的频点信息、所述第一次级用户设备支持的带宽信息。

优选地，所述第一次级用户设备通过以下信息至少之一向所述次级用户设备管理节点发送所述共存环境信息请求：独立的共存环境请求消息、复用所述第一次级用户设备向所述次级用户设备管理节点发送的已有消息，其中所述已有消息包括以下至少之一：协调信道请求消息、资源重配置请求消息；和/或，所述第一次级用户设备通过以下信息至少之一接收所述次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息：独立的共存环境响应消息、复用所述次级用户设备管理节点向所述第一次级用户设备发送的已有消息，其中所述已有消息包括以下至少之一：协调信道响应消息、资源重配置响应消息。

根据本发明的另一方面，提供了一种共存环境信息处理方法，包括：次级用户设备管理节点接收第一次级用户设备发送的共存环境信息请求，其中，所述共存环境信息请求用于请求所述第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；所述次级用户设备管理节点生成共存环境响应信息；所述次级用户设备管理节点将生成的所述共存环境响应信息发送给所述第一次级用户设备。

优选地，所述次级用户设备管理节点依据以下信息至少之一生成所述共存环境响应信息：主系统空闲频谱、各空闲频谱的发射限制信息、除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备对所述空闲频谱的使用信息、所述其它次级用户设备的位置信息、所述其它次级用户设备的设备参数信息、所述其它次级用户设备的运行参数信息、所述其它次级用户设备的干扰保护准则。

根据本发明的还一方面，提供了一种共存环境信息处理装置，位于第一次级用户设备中，包括：第一发送模块，用于向次级用户设备管理节点发送共存环境信息请求，其中，所述共存环境信息请求用于请求所述第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；第一接收模块，用于接收所述次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息。

优选地，该装置还包括：决策模块，用于依据所述共存环境响应信息进行频谱资源配置决策。

优选地，所述决策模块包括：确定单元，用于确定配置频谱，和/或确定在所述配置频谱上的发射参数，其中，通过在主系统空闲频谱中选择的方式确定所述配置频谱，所述发射参数满足空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息，和/或除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的干扰保护准则。

根据本发明的又一方面，提供了一种共存环境信息处理装置，位于次级用户设备管理节点中，包括：第二接收模块，用于接收第一次级用户设备发送的共存环境信息请求，其中，所述共存环境信息请求用于请求所述第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；生成模块，用于生成共存环境响应信息；第二发送模块，用于将生成的所述共存环境响应信息发送给所述第一次级用户设备。

通过本发明，采用第一次级用户设备向次级用户设备管理节点发送共存环境信息请求，其中，所述共存环境信息请求用于请求所述第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；所述第一次级用户设备接收所述次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息，解决了相关技术中，共存环境信息频繁交互存在信令开销过大的问题，进而达到了大大节省信令开销的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的共存环境信息处理方法一的流程图；

图2是根据本发明实施例的共存环境信息处理方法二的流程图；

图3是根据本发明实施例的共存环境信息处理装置一的结构框图；

图4是根据本发明实施例的共存环境信息处理装置一的优选结构框图；

图5是根据本发明实施例的共存环境信息处理装置一中决策模块42的优选结构框图；

图6是根据本发明实施例的共存环境信息处理装置二的结构框图；

图7是根据本发明实施例的共存环境信息交互方法的流程图；

图8是根据本发明实施例的TVWS频段CR技术的架构示意图；

图9是根据本发明实施例一的信息模式下BS初始接入过程中共存环境信息交互，及判决流程图；

图10是根据本发明实施例二的信息模式下BS资源重配置过程中共存环境信息交互及判决流程图；

图11是根据本发明实施例三的信息模式下，共存环境信息请求，及共存环境信息响应作为独立消息进行发送的流程图；

图12是根据本发明实施例四的信息模式下BS初始接入过程中考虑其它SC下属BS对空闲频谱的使用情况时，共存环境信息交互及判决流程图；

图13是根据本发明实施例五的信息模式下BS初始接入过程中考虑非协调次级用户设备对空闲频谱的使用情况时，共存环境信息交互及判决流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中提供了一种共存环境信息处理方法，图1是根据本发明实施例的共存环境信息处理方法一的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S102，第一次级用户设备向次级用户设备管理节点发送共存环境信息请求，其中，该共存环境信息请求用于请求第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；

步骤S104，第一次级用户设备接收上述次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息。

通过上述步骤，对于用户侧而言，在用户设备（次级用户设备）需要用到频谱资源配置时，才向次级用户设备管理节点发送共存环境信息请求，并接收次级用户设备管理节点反馈的共存环境响应信息，解决了相关技术中由次级用户设备管理节点主动推送共存环境信息引起的交互频繁，信令开销巨大的问题，进而达到了在次级用户设备有效进行资源配置的前提下，大大节省信令开销的效果。

其中，上述共存环境响应信息可以包括多种，例如，可以包括以下至少之一：第一次级用户设备所在位置上的主系统空闲频谱、各空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息（例如，为使主系统不受影响时空闲频谱的使用限制）、除第一次级用户设备外的其它次级用户设备对各空闲频谱的使用信息、除第一次级用户设备外的其它次级用户设备对各空闲频谱邻频的使用信息、除第一次级用户设备外的其它次级用户设备的位置、除第一次级用户设备外的其它次级用户设备的设备参数（其中，该设备参数也可以包括多种，例如，可以包括以下至少之一：设备类型，设备标识，发射模板，天线高度，天线方向角，天线俯仰角，天线发射增益，天线极化方式，邻道泄漏比）、除第一次级用户设备外的其它次级用户设备的运行参数（其中，该其它次级用户设备的运行参数也可以包括多种，例如，可以包括以下参数至少之一：工作频点，带宽，发射功率，覆盖范围）、除第一次级用户设备外的其它次级用户设备的干扰保护准则，其中，该干扰保护准则为用于保护其它次级用户设备不受干扰或干扰在容忍范围内的规则。例如，该干扰保护准则可以包括以下一项或多项：其它次级用户设备的最大容忍干扰值，接收机邻道选择性，干扰保护比，当前受到的总干扰值，频率保护带宽要求，地域隔离距离要求，对该第一次级用户设备的发射功率限制。

优选地，在第一次级用户设备接收到次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息之后，还包括：第一次级用户设备依据共存环境响应信息进行频谱资源配置决策。例如，在第一次级用户设备依据共存环境响应信息进行频谱资源配置决策时，可以包括以下处理：确定配置频谱，和/或确定在该配置频谱上的发射参数，例如，可以通过在主系统空闲频谱中选择的方式确定该配置频谱，上述发射参数可以满足以下条件：空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息，和/或，除第一次级用户设备外的其它次级用户设备的干扰保护准则。

优选地，上述共存环境信息请求可以包括多种类型的信息，例如，可以包含以下信息中的至少之一：第一次级用户设备的标识信息、第一次级用户设备的位置信息、第一次级用户设备的设备类型信息、第一次级用户设备的设备参数信息、第一次级用户设备的共存环境信息请求指示信息、第一次级用户设备支持的频段范围信息、第一次级用户设备支持的频点信息、第一次级用户设备支持的带宽信息。

需要说明的是，上述第一次级用户设备与次级用户设备管理节点之间的交互可以采用多种方式，例如，第一次级用户设备可以通过以下信息至少之一向次级用户设备管理节点发送共存环境信息请求：独立的共存环境请求消息（例如，一个完全新定义的消息）、复用第一次级用户设备向次级用户设备管理节点发送的已有消息，其中该已有消息可以包括以下至少之一：协调信道请求消息、资源重配置请求消息；第一次级用户设备也可以通过以下信息至少之一接收次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息：独立的共存环境响应消息（与上述独立的共存环境请求消息对应）、复用次级用户设备管理节点向第一次级用户设备发送的已有消息（与上述复用第一次级用户设备向次级用户设备管理节点发送的已有消息对应），其中该已有消息包括以下至少之一：协调信道响应消息、资源重配置响应消息。

图2是根据本发明实施例的共存环境信息处理方法二的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤S202，次级用户设备管理节点接收第一次级用户设备发送的共存环境信息请求，其中，该共存环境信息请求用于请求第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；

步骤S204，该次级用户设备管理节点生成共存环境响应信息；

步骤S206，该次级用户设备管理节点将生成的共存环境响应信息发送给上述第一次级用户设备。

通过上述步骤，对于次级用户设备管理节点侧而言，在接收到第一次级用户设备发送的共存环境信息请求时，才为该第一次级用户设备生成共存环境响应信息，即在用户设备（即次级用户设备）需要用到频谱资源配置时，才向次级用户设备反馈需要的共存环境响应信息，解决了相关技术中由次级用户设备管理节点在不明第一次级用户设备具体需求的情况下，主动推送共存环境信息引起的交互频繁，信令开销巨大的问题，进而达到了在次级用户设备有效进行资源配置的前提下，大大节省信令开销的效果。

优选地，该次级用户设备管理节点可以依据以下信息至少之一生成上述共存环境响应信息：主系统空闲频谱、各空闲频谱的发射限制信息（为保护主系统不受影响的限制信息）、除第一次级用户设备外的其它次级用户设备对空闲频谱的使用信息、其它次级用户设备的位置信息、其它次级用户设备的设备参数信息、其它次级用户设备的运行参数信息、其它次级用户设备的干扰保护准则。需要说明的是，上述各个参数与用户设备侧方法对应，此处不进行详述。

在本实施例中还提供了一种共存环境信息处理装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图3是根据本发明实施例的共存环境信息处理装置一的结构框图，如图3所示，该装置第一次级用户设备中，包括第一发送模块32和第一接收模块34，下面对该装置进行说明。

第一发送模块32，用于向次级用户设备管理节点发送共存环境信息请求，其中，该共存环境信息请求用于请求第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；第一接收模块34，连接至上述第一发送模块32，用于接收上述次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息。

图4是根据本发明实施例的共存环境信息处理装置一的优选结构框图，如图4所示，该装置除包括图3所示的所有结构外，还包括：决策模块42，下面对该决策模块42进行说明。

决策模块42，连接至上述第一接收模块34，用于依据上述共存环境响应信息进行频谱资源配置决策。

图5是根据本发明实施例的共存环境信息处理装置一中决策模块42的优选结构框图，如图5所示，该决策模块42包括：确定单元52，下面对该确定单元52进行说明。

确定单元52，用于确定配置频谱，和/或确定在该配置频谱上的发射参数，其中，可以通过在主系统空闲频谱中选择的方式确定上述配置频谱，上述发射参数可以满足以下条件：空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息，和/或除该第一次级用户设备外的其它次级用户设备的干扰保护准则。

图6是根据本发明实施例的共存环境信息处理装置二的结构框图，如图6所示，该装置位于次级用户设备管理节点中，包括：第二接收模块62、生成模块64和第二发送模块66，下面对该装置进行说明。

第二接收模块62，用于接收第一次级用户设备发送的共存环境信息请求，其中，共存环境信息请求用于请求第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；生成模块64，连接至上述第二接收模块62，用于生成共存环境响应信息；第二发送模块66，连接至上述生成模块64，用于将生成的共存环境响应信息发送给第一次级用户设备。

基于相关技术中的上述问题，在本实施例中提供了一种共存环境信息交互方法，图7是根据本发明实施例的共存环境信息交互方法的流程图，如图7所示，该流程包括如下步骤：

步骤S702，次级用户设备（即上述为与其它次级用户设备区别的第一次级用户设备）发送共存环境信息请求；

步骤S704，次级用户设备管理节点（例如，重配置管理节点）接收所述共存环境信息请求，生成共存环境信息，并发送共存环境信息响应；

步骤S706，次级用户设备接收共存环境信息响应，并依据共存环境信息进行频谱资源配置决策。

其中，上述共存环境信息请求，用于指示次级用户设备请求获取共存环境信息，可以包括多种信息，例如，可以包含以下信息中的一项或多项：次级用户设备标识、位置、设备类型、设备参数、共存环境信息请求指示、支持的频段范围、支持的频点、带宽。

共存环境信息请求的发送方式也可以多种，例如，可以以以下形式之一发送：作为独立消息发送；作为现有请求消息中的信息发送。该现有消息也可以为多种，例如，可以包括以下至少之一：协调信道请求消息（Coordinated_Channel_Request message）；资源重配置请求消息（Resource_Reconfigulation_Request message）。

对应地，该共存环境信息响应也可以有多种发送方式，例如，该共存环境信息响应包含共存环境信息；用以向次级用户设备反馈共存环境信息，该信息也可以以以下形式之一发送：作为独立消息发送；作为现有消息中的信息发送。其中，该现有消息也可以包括多种，例如，可以包括以下至少之一：协调可用信道响应消息Coordinated_Available_Channel_Responsemessage；资源重配置响应消息Resource_Reconfigulation_Response message。

其中，上述共存环境信息，指次级用户设备支持频段的频谱使用情况信息；其中包括以下信息中的一项或多项：次级用户设备所在位置上的主系统空闲频谱信息；各空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息；其它次级用户设备对上述各空闲频谱的使用信息；其它次级用户设备对上述各空闲频谱邻频的使用信息；其它次级用户设备的位置、设备参数；其它次级用户设备的运行参数；其它次级用户设备的干扰保护准则。

需要说明的是，其它次级用户设备包含协调模式下的次级用户设备，及非协调模式下的次级用户设备。上述的设备参数也可以包括以下参数中的一项或多项：次级用户设备的类型，设备标识，发射模板，天线高度，天线方向角，天线俯仰角，天线发射增益，天线极化方式，邻道泄漏比；运行参数包括以下参数中的一项或多项：工作频点，带宽，发射功率，覆盖范围。

其它次级用户设备的干扰保护准则，是指为保证其它次级用户设备不受干扰或干扰在容忍范围内，所制定的规则。例如，该干扰保护准则可以包括以下一项或多项：其它次级用户设备的最大容忍干扰值，接收机邻道选择性，干扰保护比，当前受到的总干扰值，频率保护带宽要求，地域隔离距离要求，对该次级用户设备的发射功率限制。

次级用户设备依据共存环境信息进行频谱资源配置决策包括，次级用户设备确定配置频谱，及在配置频谱上的发射参数；其中配置频谱在主系统空闲频谱中选择；发射参数满足空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息，和/或，其它次级用户设备的干扰保护准则。

需要指出的是，上述方法可以应用于多种场景，例如，可以应用于以下场景之一：次级用户设备需要增加新的空闲频谱资源，或者次级用户设备需要重配置已有空闲频谱资源。当次级用户设备需要重配置已有空闲频谱资源时，对应地，由重配置管理节点来接收共存环境信息请求；重配置管理节点生成共存环境信息，并发送共存环境信息响应。

其中，该重配置管理节点可以依据如下信息中的一项或多项生成共存环境信息：来自数据库的主系统空闲频谱，及各空闲频谱的发射功率限制；来自数据库的非协调次级用户设备对所述空闲频谱的使用信息，非协调次级用户设备的位置、设备参数、运行参数、干扰保护准则；重配置管理节点自身存储的其下属协调次级用户设备对空闲频谱的使用信息，协调次级用户设备的位置、设备参数、运行参数、干扰保护准则；来自于其它重配置管理节点的，其它重配置管理节点下属协调次级用户设备对所述空闲频谱的使用信息，协调次级用户设备的位置、设备参数、运行参数、干扰保护准则。

通过上述实施例及优选实施方式，当次级用户设备有进一步频谱需求（即需要新的空闲频谱或需要重配置已有空闲频谱时）时，次级用户设备向重配置管理节点发送共存环境信息请求，重配置管理节点生成并反馈共存环境信息响应，最终完成次级用户设备基于共存环境信息的资源配置决策。可以在有效利用共存环境信息进行资源配置决策的前提下，避免由于共存环境信息频繁发送而给次级系统带来的信令开销过大的问题。

下面基于具体场景对本发明优选实施方式进行说明。

典型的主系统空闲频谱资源，例如，电视系统空闲频谱（TV White Space，简称为TVWS），即470MHz-790MHz范围内主系统未使用的频谱资源。在本优选实施方式中，以TVWS频谱为例进行描述。主用户保护管理节点以地理位置信息数据库（Geolocation Database，简称为GLDB）为例，次级系统间干扰共存的重配置管理节点以频谱协调器（SC）为例。图8是根据本发明实施例的TVWS频段CR技术的架构示意图，如图8所示。

GLDB负责主系统保护，为次级用户设备或次级系统管理节点提供主系统频谱使用情况，避免主系统受到次级系统的干扰。具体的，为次级用户设备提供其所在位置上的空闲频谱资源，并根据主用户保护准则，计算次级用户设备所允许的最大发射功率；

SC为次级系统频谱资源重配置管理节点，负责各次级用户设备间的共存管理，优先级管理，及测量管理。分为两种模式：管理模式下负责下属各次级用户设备间的共存解决及频谱分配；信息模式下负责向下属次级用户设备提供共存解决所需的信息。

认知系统（Cognitive Radio System，简称为CRS）为次级系统，其可代表长期演进技术（LongTerm Evolution，简称为LTE），3G系统，2G系统等蜂窝网系统网络，或者无线局域网（WirelessLocal Area Network，简称为WLAN），无线区域网（Wireless Regional Area Network，简称为WRAN），Wimax等IEEE802系统网络，CRS中具体与上层节点（GLDB/SC）进行交互的为蜂窝网系统中的基站或IEEE系统下的接入点。架构中包含两大类CRS，一类与GLDB直接相连，称为非协调CRS，即CRS间共存不需要管理节点SC的参数，而是通过网络的自共存机制解决；另一类通过SC与GLDB间接相连，这类次级系统设备间共存不能自己解决，而需要通过SC的辅助，进一步的，分为两种模式，管理模式：SC负责下属各次级用户设备间的共存解决及频谱分配；信息模式下SC负责向下属次级用户设备提供共存解决所需的信息，由次级用户设备自身确定运行频谱及配置参数。

下面结合具体实施例进行说明。

实施例一

图9是根据本发明实施例一的信息模式下BS初始接入过程中共存环境信息交互，及判决流程图，如图9所示，该流程包括如下步骤：

步骤S902，BS向SC发送Coordinated_Channel_Request（协调信道请求）消息；

Coordinated_Channel_Request消息包含BS的位置信息、设备参数，及共存环境信息请求；

其中BS的位置信息、设备参数信息用于SC向GLDB申请主系统空闲频谱，及确定基于主系统保护的发射功率限制；

具体的，BS的位置为东经46度，北纬64度；设备参数包括：天线高度为10m，设备类型为固定设备，全向天线，天线发射增益为10dB，天线下倾角为3度，极化方式为水平极化，发射机ACLR为45dB，频段支持范围为470-790MHz，系统带宽为5MHz。

共存环境信息请求，用于指示次级用户设备请求获取共存环境信息。

步骤S904，SC收到Coordinated_Channel_Request消息后，可选的回复Coordinated_Channel_Confirm（协调信道确认）消息，以表明收到了请求消息。

步骤S906，SC向GLDB发送Channel_Request（信道请求）消息；

其中包含，BS向SC提供的设备位置，及设备参数信息。

步骤S908，GLDB处理上述消息，并生成响应消息；

具体的，GLDB根据BS的位置信息，查找主系统频谱使用情况信息，找出BS所在位置上主系统未使用的频谱资源，包括：f1、f2、f3。进一步，基于BS的设备参数，及f1、f2、f3所属主系统的保护准则，及传播模型，计算BS在各空闲频谱（f1、f2、f3）上所允许的最大发射功率，通过计算得到，如表1所示，并将表1所示内容形成Available_Channel_Response消息：

表1

步骤S910，GLDB向SC发送Available_Channel_Response消息。

步骤S912，SC收到Available_Channel_Response消息，进行处理，生成共存环境信息；

Available_Channel_Response消息中提供了主系统保护方面，对BS频谱使用的限制信息，其中包含了可用的空闲频谱，及基于主系统保护的发射参数限制；

SC进一步考虑在频谱f1、f2、f3上，其它次级用户设备的使用情况；如下表所示：

表2

步骤S914，SC向BS发送Coordinated_Available_Channel_Response消息；

其中包含步骤4中的空闲频谱信息，及步骤6中其它次级用户设备对空闲频谱的使用信息。

步骤S916，BS进行配置决策，根据空闲频谱信息，及空闲频谱上其它次级用户设备的使用情况信息，选择空闲频谱作为其配置频谱，并确定配置参数，所配置参数满足与其它次级用户设备（BS2、BS3、BS4、BS5）互不干扰。本实施例中，BS确定使用f3，发射功率为30dBm。

步骤S918，BS配置结束后，将实际配置的频谱，及发射参数逐层反馈至SC，其中包括，配置频谱f3，发射功率为30dBm。

步骤S920，SC将配置的频谱以及发射参数发送给GLDB。

实施例二

图10是根据本发明实施例二的信息模式下BS资源重配置过程中共存环境信息交互及判决流程图，如图10所示，该流程包括如下步骤：

步骤S1002，BS向SC发送Resource_Reconfiguration_Request（资源重配置请求）消息；

Resource_Reconfiguration_Request消息包含BS的位置信息、设备参数，及共存环境信息请求；

其中BS的位置信息、设备参数信息用于SC向GLDB申请主系统空闲频谱，及确定基于主系统保护的发射功率限制；

具体的，BS的位置为东经46度，北纬64度；设备参数包括：天线高度为10m，设备类型为固定设备，全向天线，天线发射增益为10dB，天线下倾角为3度，极化方式为水平极化，发射机ACLR为45dB，频段支持范围为470-790MHz，系统带宽为5MHz。

共存环境信息请求，用于指示次级用户设备请求获取共存环境信息。

步骤S1004，SC向GLDB发送SC_Reconfiguration_Request（SC重配置请求）消息；

其中包含，BS向SC提供的设备位置，及设备参数信息。

步骤S1006，GLDB处理上述消息，并生成响应消息；

具体的，GLDB根据BS的位置信息，查找主系统频谱使用情况信息，找出BS所在位置上主系统未使用的频谱资源，包括：f1、f2、f3。进一步，基于BS的设备参数，及f1、f2、f3所属主系统的保护准则，及传播模型，计算BS在各空闲频谱（f1、f2、f3）上所允许的最大发射功率，通过计算得到，如表3所示，并将表3所示内容形成SC_Reconfiguration_Response消息：

表3

步骤S1008，GLDB向SC发送SC_Reconfiguration_Response消息。

步骤S1010，SC收到SC_Reconfiguration_Response消息，进行处理，生成共存环境信息；

SC_Reconfiguration_Response消息中提供了主系统保护方面，对BS频谱使用的限制信息，其中包含了可用的空闲频谱，及基于主系统保护的发射参数限制；

SC进一步考虑在频谱f1、f2、f3上，其它次级用户设备的使用情况；如下表所示：

表4

步骤S1012，SC向BS发送Resource_Reconfiguration_Response消息；

其中包含步骤4中的空闲频谱信息，及步骤6中其它次级用户设备对空闲频谱的使用信息。

步骤S1014，BS进行配置决策，根据空闲频谱信息，及空闲频谱上其它次级用户设备的使用情况信息，选择空闲频谱作为其配置频谱，并确定配置参数，所配置参数满足与其它次级用户设备（BS2、BS3、BS4、BS5）互不干扰。本实施例中，BS确定使用f3，发射功率为30dBm。

步骤S1016，BS配置结束后，将实际配置的频谱，及发射参数逐层反馈至SC。其中包括，配置频谱f3，发射功率为30dBm。

步骤S1018，SC将配置的频谱，及发射参数发送给GLDB。

实施例三

图11是根据本发明实施例三的信息模式下，共存环境信息请求，及共存环境信息响应作为独立消息进行发送的流程图，如图11所示，该流程包括如下步骤：

步骤S1102，BS向SC发送共存环境信息请求消息；其中，该共存环境信息请求消息，用于指示次级用户设备请求获取共存环境信息。

步骤S1104，SC获取共存环境信息，并生成共存环境信息响应；需要说明的是，上述具体获取过程，与实施例一的步骤S704-步骤S712相同，这里不再赘述。

步骤S1106，SC向BS反馈共存环境信息响应消息。

实施例四

图12是根据本发明实施例四的信息模式下BS初始接入过程中考虑其它SC下属BS对空闲频谱的使用情况时，共存环境信息交互及判决流程图，如图12所示，该流程包括如下步骤：

步骤S1202-步骤S1210：与实施例一的步骤S702-步骤S710相同，这里不再赘述。

步骤S1212，获取到表1中所示空闲频谱信息后，SC1向SC2发送空闲频谱使用情况请求消息；

该消息用于获取其它SC下属的BS对所述空闲频谱f1、f2、f3的使用情况，以利于BS进行频谱配置决策时考虑与其它SC下属BS的共存；

请求消息中包含空闲频谱信息（f1、f2、f3）。

步骤S1214，SC2向SC1反馈空闲频谱使用情况响应信息；

其中包括SC2下属BS对空闲频谱（f1、f2、f3）的使用情况信息，如下表所示：

表5

步骤S1216，与上述实施例一的步骤S712相同，这里不再赘述。区别在于空闲频谱的使用情况增加了SC2下的使用情况，及表2变为：

表6

步骤S1218-步骤S1224与实施例一的步骤S714-步骤S720相同，这里不再赘述。

注：对于实施例二：BS发起资源重配置过程中的共存环境信息交互，及判决实施例流程，也可以采用本实施例所示的方法，在共存环境信息中增加其它SC下次级用户设备对空闲频谱的使用情况。相应的，在BS利用共存环境信息进行频谱重配置决策时，同时考虑了与相同SC下的次级用户设备及不同SC下的次级用户设备的共存。

实施例五

图13是根据本发明实施例五的信息模式下BS初始接入过程中考虑非协调次级用户设备对空闲频谱的使用情况时，共存环境信息交互及判决流程图，如图13所示，该流程包括如下步骤：

步骤S1302-步骤S1306，与实施例一的步骤S702-步骤S706相同，这里不再赘述。

步骤S1308，GLDB处理上述消息，并生成响应消息；

与实施例一的步骤S708：GLDB生成空闲频谱信息的方法相同（得到表1），这里不再赘述。

GLDB获取了空闲频谱信息后，进一步查找GLDB下属非协调次级用户设备对表1所示的空闲频谱的使用情况信息；得出表7，BS6、BS7的频谱使用情况：

表7

步骤S1310，GLDB向SC发送Available_Channel_Response消息；

消息中反馈空闲频谱，及基于主系统保护的发射功率要求外，还进一步包含表7所示的非协调次级用户设备BS6、BS7对所述空闲频谱的使用情况。

步骤S1312，SC收到Available_Channel_Response消息，进行处理，生成共存环境信息；

Available_Channel_Response消息中提供了主系统保护方面，对BS频谱使用的限制信息，其中包含了可用的空闲频谱，及基于主系统保护的发射参数限制；

SC进一步考虑在频谱f1、f2、f3上，其它次级用户设备的使用情况；具体参见上述表2。

连同非协调次级用户设备的使用情况一同考虑得到表8：

表8

次级

位

频率MHz

带宽

发射功率

天线高

天线

下倾

极化

设备

置

MHz

度

类型

角

方式

BS2

L2

f1=530

8

10dBm

10m

全向

3度

水平

BS3

L3

f1=530

8

40dBm

30m

全向

7度

水平

BS4

L4

f2=560

8

40dBm

10m

全向

3度

垂直

BS5

L5

f3=480

8

30dBm

10m

全向

3度

垂直

BS6

L6

f1=530

8

10dBm

10m

全向

3度

水平

BS7

L7

f2=560

8

40dBm

30m

全向

7度

水平

步骤S1314-步骤S1320，：与实施例一步骤S714-步骤S720相同，这里不再赘述。

注：对于实施例二：BS资源重配置过程中共存环境信息交互，及判决实施例流程，也可以采用本实施例所示的方法，在共存环境信息中增加非协调次级用户设备对空闲频谱的使用情况。相应的，在BS利用共存环境信息进行频谱重配置决策时，同时考虑了与SC下的次级用户设备及非协调次级用户设备的共存。

注：对于无论BS初始信道接入流程，还是BS资源重配置流程，均可以在共存环境信息中增加非协调次级用户设备、其它SC下次级用户设备对空闲频谱的使用情况。相应的，在BS利用在BS利用共存环境信息进行频谱重配置决策时，同时考虑了与同SC下的次级用户设备、不同SC下的次级用户设备、及非协调次级用户设备间的共存。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种共存环境信息处理方法，其特征在于，包括：

第一次级用户设备向次级用户设备管理节点发送共存环境信息请求，其中，所述共存环境信息请求用于请求所述第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；

所述第一次级用户设备接收所述次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述共存环境响应信息包括以下至少之一：

所述第一次级用户设备所在位置上的主系统空闲频谱、

各空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息、

除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备对各空闲频谱的使用信息、

除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备对各空闲频谱邻频的使用信息、

除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的位置、

除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的设备参数、

除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的运行参数、

除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的干扰保护准则，其中，所述干扰保护准则为用于保护所述其它次级用户设备不受干扰或干扰在容忍范围内的规则。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述设备参数包括以下至少之一：设备类型，设备标识，发射模板，天线高度，天线方向角，天线俯仰角，天线发射增益，天线极化方式，邻道泄漏比；

所述其它次级用户设备的运行参数包括以下参数至少之一：工作频点，带宽，发射功率，覆盖范围。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一次级用户设备接收到所述次级用户设备管理节点发送的所述共存环境响应信息之后，还包括：

所述第一次级用户设备依据所述共存环境响应信息进行频谱资源配置决策。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一次级用户设备依据所述共存环境响应信息进行频谱资源配置决策包括：

确定配置频谱，和/或确定在所述配置频谱上的发射参数，其中，通过在主系统空闲频谱中选择的方式确定所述配置频谱，所述发射参数满足空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息，和/或除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的干扰保护准则。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述共存环境信息请求包含以下信息中的至少之一：

所述第一次级用户设备的标识信息、所述第一次级用户设备的位置信息、所述第一次级用户设备的设备类型信息、所述第一次级用户设备的设备参数信息、所述第一次级用户设备的共存环境信息请求指示信息、所述第一次级用户设备支持的频段范围信息、所述第一次级用户设备支持的频点信息、所述第一次级用户设备支持的带宽信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一次级用户设备通过以下信息至少之一向所述次级用户设备管理节点发送所述共存环境信息请求：独立的共存环境请求消息、复用所述第一次级用户设备向所述次级用户设备管理节点发送的已有消息，其中所述已有消息包括以下至少之一：协调信道请求消息、资源重配置请求消息；和/或，

所述第一次级用户设备通过以下信息至少之一接收所述次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息：独立的共存环境响应消息、复用所述次级用户设备管理节点向所述第一次级用户设备发送的已有消息，其中所述已有消息包括以下至少之一：协调信道响应消息、资源重配置响应消息。

8.一种共存环境信息处理方法，其特征在于，包括：

次级用户设备管理节点接收第一次级用户设备发送的共存环境信息请求，其中，所述共存环境信息请求用于请求所述第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；

所述次级用户设备管理节点生成共存环境响应信息；

所述次级用户设备管理节点将生成的所述共存环境响应信息发送给所述第一次级用户设备。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述次级用户设备管理节点依据以下信息至少之一生成所述共存环境响应信息：

主系统空闲频谱、各空闲频谱的发射限制信息、除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备对所述空闲频谱的使用信息、所述其它次级用户设备的位置信息、所述其它次级用户设备的设备参数信息、所述其它次级用户设备的运行参数信息、所述其它次级用户设备的干扰保护准则。

10.一种共存环境信息处理装置，其特征在于，位于第一次级用户设备中，包括：

第一发送模块，用于向次级用户设备管理节点发送共存环境信息请求，其中，所述共存环境信息请求用于请求所述第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；

第一接收模块，用于接收所述次级用户设备管理节点发送的共存环境响应信息。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

决策模块，用于依据所述共存环境响应信息进行频谱资源配置决策。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述决策模块包括：

确定单元，用于确定配置频谱，和/或确定在所述配置频谱上的发射参数，其中，通过在主系统空闲频谱中选择的方式确定所述配置频谱，所述发射参数满足空闲频谱基于主系统保护的发射限制信息，及除所述第一次级用户设备外的其它次级用户设备的干扰保护准则。

13.一种共存环境信息处理装置，其特征在于，位于次级用户设备管理节点中，包括：

第二接收模块，用于接收第一次级用户设备发送的共存环境信息请求，其中，所述共存环境信息请求用于请求所述第一次级用户设备进行频谱资源配置决策的环境信息；

生成模块，用于生成共存环境响应信息；

第二发送模块，用于将生成的所述共存环境响应信息发送给所述第一次级用户设备。