CN105792223A - 一种分配频谱的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种分配频谱的方法和设备，用以针对多运营商频谱共享场景进行频谱分配。本发明实施例频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。由于能够根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱，从而实现了针对多运营商频谱共享场景进行频谱分配；进一步提高了系统性能。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种分配频谱的方法和设备。
背景技术
5G提出了未来1000倍甚至更高的流量增长目标，这就需要寻求更多的无线移动通信频段，以满足2020年及以后无线移动通信市场发展需要。ITU-R(ITU-Radiocommunicationssector，国际电信联盟无线电通信组)预测我国2020年移动通信频率需求量为：1490～1810MHz，而目前分配的可用频率通常在几百MHz量级。
目前无线电监管主要采用固定频率分配政策，一方面新的频率需求不断涌现，无线系统很难分配得到所需的频谱资源，另一方面已分配的频谱资源利用率不高，存在高度的频率使用不均衡性。有必要开展更灵活的频率使用技术以及政策的研究，提高频率利用的效率。
频谱共享技术是一种具有前景的智能频率利用方式，除技术上需要持续不断的研究和完善外，还需要考虑无线电频率使用以及监管规则的调整与变化。
现今的频谱使用现状是未来需求远超可用资源，频谱共享与新规划的频谱相结合，才能更有效保障满足未来的高频谱效率和高速率的需求。多个运营商由于用户在不同区域、时间上分布不均匀，导致不同运营商的接入网络的负载在时间、空间上存在差异，从而对频谱的需求存在差异。静态的频谱分配策略使不同运营商的接入网络不能根据网络负载的改变而动态的调整占用的频谱资源，从而造成了频谱资源不能被充分利用和频谱过饱和利用。
在现有技术中，尚且没有针对多运营商频谱共享的方案。而对于多系统(例如运营商内的多RAT(RadioAccessType，无线接入类型))之间频谱共享，以及认知无线电系统与其它主系统的频谱共享，基本上是基于访问数据库或者物理层频谱感知技术，将空闲频谱资源在系统间实现共享使用，无法满足多运营商频谱共享。
综上所述，目前还没有一种针对多运营商频谱共享场景进行频谱分配的方案。
发明内容
本发明提供一种分配频谱的方法和设备，用以针对多运营商频谱共享场景进行频谱分配。
本发明实施例提供的一种分配频谱的方法，该方法包括：
频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；
所述频谱分配设备根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；
所述频谱分配设备根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。
较佳地，所述频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值之前，还包括：
所述频谱分配设备确定当前可用的频谱资源无法满足需要进行频谱分配的各运营商当前申请的带宽需求总和。
较佳地，所述频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值，包括：
所述频谱分配设备接收来自各运营商上报的预期吞吐量或预期频谱使用效率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
所述频谱分配设备根据各运营商前一段设定时长内的平均数据速率、各运营商当前申请的带宽和各运营商前一段设定时长内的平均工作带宽，确定各运营商的预期吞吐量，并将确定的各运营商的预期吞吐量作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
所述频谱分配设备将各运营商前一段设定时长内的平均资源占用率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
较佳地，所述频谱分配设备根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子，包括：
所述频谱分配设备根据确定的各运营商的预期性能参数值和各运营商上报的频谱资源的使用报价，确定各运营商的性价函数因子。
较佳地，所述频谱分配设备根据下列方式确定各运营商的频谱分配公平性因子：
所述频谱分配设备根据各运营商前M次中每次分配的带宽和以及各运营商前M次中每次的带宽需求，确定各运营商的频谱分配公平性因子；或
所述频谱分配设备根据各运营商前M次中每次实际占用的频谱的时间以及各运营商前M次中每次分配的带宽，确定各运营商的频谱分配公平性因子；
其中，M为正整数。
较佳地，所述各运营商的频谱分配公平性因子满足下列公式：
较佳地，所述频谱分配设备根据下列方式确定各运营商的修正因子：
所述频谱分配设备根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的缓存buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期吞吐量，确定各运营商的修正因子；或
所述频谱分配设备根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期频谱使用效率，确定各运营商的修正因子。
较佳地，该方法还包括：
所述频谱分配设备周期或确定需要运营商上报后，向各运营商发送监督消息，以使各运营商向所述频谱分配设备上报当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率。
较佳地，各运营商的修正因子满足下列公式：
较佳地，各运营商的预期吞吐量满足下列公式：
较佳地，为各运营商分配频谱满足下列公式：
本发明实施例提供的另一种分配频谱的方法，该方法包括：
运营商设备向所述频谱分配设备上报需求的带宽；
所述运营商设备根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配，其中所述频谱分配设备分配的频谱是根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子分配的。
较佳地，所述运营商设备向所述频谱分配设备上报需求的带宽，还包括：
所述运营商设备将频谱资源的使用报价与需求的带宽一起上报给所述频谱分配设备，以使所述频谱分配设备根据所述频谱资源的使用报价确定运营商的性价函数因子。
较佳地，该方法还包括：
所述运营商设备在收到来自所述频谱分配设备的监督消息后，向所述频谱分配设备发送当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率，以使所述频谱分配设备根据当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率确定运营商的修正因子。
较佳地，所述运营商设备根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配之前，还包括：
所述运营商设备向所述频谱分配设备上报预期吞吐量或预期频谱使用效率，以使所述频谱分配设备根据预期吞吐量或预期频谱使用效率确定运营商的性价函数因子。
本发明实施例提供的一种分配频谱的频谱分配设备，该频谱分配设备包括：
参数值确定模块，用于确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；
因子确定模块，用于根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；
频谱分配模块，用于根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。
较佳地，所述参数值确定模块还用于：
在确定当前可用的频谱资源无法满足需要进行频谱分配的各运营商当前申请的带宽需求总和后，确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
较佳地，所述参数值确定模块具体用于：
接收来自各运营商上报的预期吞吐量或预期频谱使用效率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
根据各运营商前一段设定时长内的平均数据速率、各运营商当前申请的带宽和各运营商前一段设定时长内的平均工作带宽，确定各运营商的预期吞吐量，并将确定的各运营商的预期吞吐量作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
将各运营商前一段设定时长内的平均资源占用率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
较佳地，所述因子确定模块具体用于：
根据确定的各运营商的预期性能参数值和各运营商上报的频谱资源的使用报价，确定各运营商的性价函数因子。
较佳地，所述因子确定模块还用于，根据下列方式确定各运营商的频谱分配公平性因子：
根据各运营商前M次中每次分配的带宽和以及各运营商前M次中每次的带宽需求，确定各运营商的频谱分配公平性因子；或
根据各运营商前M次中每次实际占用的频谱的时间以及各运营商前M次中每次分配的带宽，确定各运营商的频谱分配公平性因子；
其中，M为正整数。
较佳地，所述各运营商的频谱分配公平性因子满足下列公式：
较佳地，所述因子确定模块还用于，根据下列方式确定各运营商的修正因子：
根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期吞吐量，确定各运营商的修正因子；或
根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期频谱使用效率，确定各运营商的修正因子。
较佳地，所述因子确定模块还用于，
周期或确定需要运营商上报后，向各运营商发送监督消息，以使各运营商向所述频谱分配设备上报当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率。
较佳地，各运营商的修正因子满足下列公式：
较佳地，各运营商的预期吞吐量满足下列公式：
较佳地，为各运营商分配频谱满足下列公式：
本发明实施例提供的一种分配频谱的运营商设备，该运营商设备包括：
上报模块，用于向所述频谱分配设备上报需求的带宽；
处理模块，用于根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配，其中所述频谱分配设备分配的频谱是根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子分配的。
较佳地，所述上报模块还用于：
将频谱资源的使用报价与需求的带宽一起上报给所述频谱分配设备，以使所述频谱分配设备根据所述频谱资源的使用报价确定运营商的性价函数因子。
较佳地，所述上报模块还由于：
在收到来自所述频谱分配设备的监督消息后，向所述频谱分配设备发送当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率，以使所述频谱分配设备根据当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率确定运营商的修正因子。
较佳地，所述上报模块还由于：
向所述频谱分配设备上报预期吞吐量或预期频谱使用效率，以使所述频谱分配设备根据预期吞吐量或预期频谱使用效率确定运营商的性价函数因子。
本发明实施例频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。由于能够根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱，从而实现了针对多运营商频谱共享场景进行频谱分配；进一步提高了系统性能。
附图说明
图1为本发明实施例一分配频谱的系统结构示意图；
图2为本发明实施例二频谱分配设备的结构示意图；
图3为本发明实施例三运营商设备的结构示意图；
图4为本发明实施例四频谱分配设备的结构示意图；
图5为本发明实施例五运营商设备的结构示意图；
图6为本发明实施例六分配频谱的方法流程示意图；
图7为本发明实施例七分配频谱的方法流程示意图。
具体实施方式
本发明实施例频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。由于能够根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱，从而实现了针对多运营商频谱共享场景进行频谱分配；进一步提高了系统性能。
其中，本发明实施例中的性价函数因子反映了运营商在所使用带宽上所获得性能和所付出货币情况的因子；
公平性因子反映了对多个运营商分配频谱资源池的频谱资源时的公平情况；
修正因子反映了对各运营商的待分配频谱带宽的修正情况，也反映了运营商上报频谱需求的可信度。
本发明实施例的频谱分配设备连接多个运营商设备接收运营商的频谱申请，管理可用频谱资源池，实现频谱资源的有效分配。
在实施中，本发明实施例的频谱分配设备可以是集中式架构中的高级频谱管理单元，或者叫中心管理单元，或者叫做数据库设备，该设备具备连接到运营商现有设备上(例如网管设备)的功能。
本发明实施例的运营商设备可以是运营商网管和/或基站。
如图1所示，本发明实施例一分配频谱的系统包括：频谱分配设备10和至少一个运营商设备20。
频谱分配设备10，用于确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。
运营商设备20，用于向所述频谱分配设备上报需求的带宽；根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配。
在实施中，频谱分配设备如果需要进行频谱分配，可以统计当前可用频谱资源，建立频谱资源池，资源池中的频谱可能是非连续的零散的未被使用的。设资源池的频谱总带宽为Bandpool。
设当前各运营商所使用的频谱中心频点为fn,now，带宽为Bandn,now,n＝1,…,N，其中N是运营商的数量。这里，运营商的带宽之间可能存在同频的载波，但此时同频小区的部署是满足一定的隔离度要求的，例如同频小区的地理位置距离满足一定要求，或者传播损耗(包括自由空间传播、室内建筑物的穿透等)满足一定要求。
频谱分配设备在各运营商使用所分配频谱资源期间，进行频谱实际使用情况的抽样监控，即周期性或者不定期的下发监督消息，该消息是为了频谱分配设备从运营商设备处获取当前负载、资源占用率、接入网络的用户数等。运营商设备接收到监督消息后，上报自身当前buffer(缓存)业务量、资源占用率、接入用户数等。
当运营商需要更改频谱带宽，运营商设备可以向频谱分配设备上报需求的带宽。
较佳地，运营商设备可以根据统计系统buffer的当前业务量、系统平均资源利用率等估计得到需求的带宽。
频谱分配设备接收到运营商设备上报的需求的带宽后，如果频谱池中的空闲频谱足够满足所有上报的需求带宽总和，则依次为各运营商分配满足需求的带宽。
如果频谱池中的空闲频谱不能满足所有上报的带宽需求总和，即当前可用的频谱资源无法满足需要进行频谱分配的各运营商当前申请的带宽需求总和，则确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值，并根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。
在实施中，频谱分配设备接收到运营商设备上报的需求的带宽后，也可以不判断频谱池中的空闲频谱是否能够满足所有上报的需求带宽总和，而是直接按照不能满足所有上报的带宽需求总和进行处理。
在实施中，频谱分配设备有多种确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值的方式，下面列举几种：
方式一、频谱分配设备接收来自各运营商上报的预期吞吐量或预期频谱使用效率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值.
具体的，运营商设备向所述频谱分配设备上报预期吞吐量或预期频谱使用效率。
如果上报预期频谱使用效率，运营商设备可以将前一段设定时长内的平均资源占用率作为预期频谱使用效率。
如果上报预期吞吐量，运营商设备有两种确定预期吞吐量的方案：
一、根据前一段设定时长内的平均数据速率、当前申请的带宽和各运营商前一段设定时长内的平均工作带宽，确定预期吞吐量。
较佳地，预期吞吐量满足公式一：
公式一。
前一段设定时长的大小可以根据经验值进行设定，各运营商的前一段设定时长可以相同，也可以不同。
二、运营商设备通过终端对各频点的信道测量上报，利用现有的调度算法预测将要被调度传输的终端，并将这些终端上报的在所申请空闲频段上的信道质量映射为可用的最大的调制和编码等级，进而根据调制和编码等级计算预期的数据速率，将所申请空闲频段上所有预测要被调度终端的数据速率求和，作为预期吞吐量。
方式二、所述频谱分配设备根据各运营商前一段设定时长内的平均数据速率、各运营商当前申请的带宽和各运营商前一段设定时长内的平均工作带宽，确定各运营商的预期吞吐量，并将确定的各运营商的预期吞吐量作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
较佳地，预期吞吐量满足公式一。
方式三、频谱分配设备将各运营商前一段设定时长内的平均资源占用率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
较佳地，频谱分配设备根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子时，根据确定的各运营商的预期性能参数值和各运营商上报的频谱资源的使用报价，确定各运营商的性价函数因子。
相应的，运营商设备将频谱资源的使用报价与需求的带宽一起上报给所述频谱分配设备。
其中，性价函数因子可以满足公式二。
TPn＝f(Tn,pricen,new)＝Tn×pricen,new.........公式二。
其中，TPn为运营商n的性价函数因子；Tn为运营商n的预期性能参数值；pricen,new为运营商n的使用报价。
本发明实施例由于结合运营商的频谱报价，确定各运营商的性价函数因子，以保证运营商上报的需求带宽符合自身的当前的需求，如果运营商虚假上报需求的带宽，虽然可以短期获得较多频谱，但却要付出更多的价格代价。
在实施中，频谱分配设备根据下列两种方式中的任一一种确定各运营商的频谱分配公平性因子：
方式一、各运营商的频谱分配公平性因子为各运营商的频谱资源占用情况第一统计值，该值越大，表示运营商曾被分配的频谱资源满足其需求的概率越高。
具体的，所述频谱分配设备根据各运营商前M次中每次分配的带宽和以及各运营商前M次中每次的带宽需求，确定各运营商的频谱分配公平性因子。
方式一中各运营商的频谱分配公平性因子满足公式三：
公式三。
方式二、各运营商的频谱分配公平性因子为各运营商的频谱资源占用情况第二统计值，该值越大，表示运营商对频谱基准单位的占用时间越长，频谱被闲置的概率越低。
具体的，所述频谱分配设备根据各运营商前M次中每次实际占用的频谱的时间以及各运营商前M次中每次分配的带宽，确定各运营商的频谱分配公平性因子；
其中，M为正整数。
方式二中各运营商的频谱分配公平性因子满足公式四：
公式四。
本发明实施例各运营商的修正因子Ben是在运营商上报的带宽需求基础上进行调整和修正，依据是前若干次的分配带宽与系统的实际性能。同时，也能表征运营商的频率申请可信度。当运营商虚假上报获得了较多的频谱时，不但付出更多的价格代价，同时如果实际性能(如吞吐量、频谱使用效率等)与预期相差较多，那么这些都将影响下一次的分配。
较佳地，频谱分配设备根据前一次频谱分配和当前频谱分配期间的每次监督消息所获得的每个运营商上报的自身当前buffer业务量的传输速率(传输完成某数据包除以所用的时间)、资源占用率、接入用户数等，计算修正因子。
相应的，所述运营商设备在收到来自所述频谱分配设备的监督消息后，向所述频谱分配设备发送当前buffer业务量和/或当前PRB(physicalresourceblock，物理资源块)资源占用率。
具体有两种方式：
方式一、频谱分配设备根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数(即发生监督消息的次数或抽样的次数)以及各运营商的预期吞吐量，确定各运营商的修正因子。
方式一中各运营商的修正因子满足公式五：
公式五。
方式二、所述频谱分配设备根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期频谱使用效率，确定各运营商的修正因子。
方式二中各运营商的修正因子满足公式六：
公式六。
其中，频谱分配设备基于当前申请带宽，结合修正因子和性价函数因子、公平性因子的加权，在总的可用频谱池内，为每个运营商的频谱分配结果。
为各运营商分配频谱满足公式七：
公式七。
将上述公式结合后就可以得到公式八：
其中，Bandpool为能够分配的频谱总带宽；Bandn,new为运营商n需求的带宽；TPn为运营商n的性价函数因子；Tn为运营商n的预期性能参数值；pricen,new为运营商n的使用报价；Ben为运营商n的修正因子；Occupn运营商n的公平性因子；Bandi,new为运营商i需求的带宽；TPi为运营商i的性价函数因子；Ti为运营商i的预期性能参数值；pricei,new为运营商i的使用报价；Bei为运营商i的修正因子；Occupi运营商i的公平性因子。
其中，频谱分配设备在确定频谱分配结果后，将频谱分配结果通知给每个运营商；
相应的，运营商设备在收到频谱分配结果后，按照新的中心频点和带宽，进行资源调度，并进行业务传输。
本发明实施例的频谱管理节点通过抽样监控手段，来设置各运营商的请求置信度，防止频谱需求的虚假上报和实际使用率低下的情况。当运营商在分得的频谱上实际性能或频谱使用率比预期上报要低时，将影响下一次的分配；再结合价格拍卖机制，虽然虚假上报可以短期获得较多频谱，但却要付出更多的价格代价，从而起到一个均衡的作用。通过建立多参数的目标函数，使得频谱分配结果更加贴近运营商的实际使用情况，避免频谱的浪费和虚假上报。相比于现有的运营商独立频谱牌照的方式，能更加有效提升频谱使用效率，有利于满足未来5G对于高频谱效率和高速率的需求。
如图2所示，本发明实施例二的频谱分配设备包括：参数值确定模块200、因子确定模块210和频谱分配模块220。
参数值确定模块200，用于确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；
因子确定模块210，用于根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；
频谱分配模块220，用于根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。
较佳地，所述参数值确定模块200还用于：
在确定当前可用的频谱资源无法满足需要进行频谱分配的各运营商当前申请的带宽需求总和后，确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
较佳地，所述参数值确定模块200具体用于：
接收来自各运营商上报的预期吞吐量或预期频谱使用效率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
根据各运营商前一段设定时长内的平均数据速率、各运营商当前申请的带宽和各运营商前一段设定时长内的平均工作带宽，确定各运营商的预期吞吐量，并将确定的各运营商的预期吞吐量作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
将各运营商前一段设定时长内的平均资源占用率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
较佳地，所述因子确定模块210具体用于：
根据确定的各运营商的预期性能参数值和各运营商上报的频谱资源的使用报价，确定各运营商的性价函数因子。
较佳地，所述因子确定模块210还用于，根据下列方式确定各运营商的频谱分配公平性因子：
根据各运营商前M次中每次分配的带宽和以及各运营商前M次中每次的带宽需求，确定各运营商的频谱分配公平性因子；或
根据各运营商前M次中每次实际占用的频谱的时间以及各运营商前M次中每次分配的带宽，确定各运营商的频谱分配公平性因子；
其中，M为正整数。
较佳地，所述各运营商的频谱分配公平性因子满足下列公式：
较佳地，所述因子确定模块210还用于，根据下列方式确定各运营商的修正因子：
根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期吞吐量，确定各运营商的修正因子；或
根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期频谱使用效率，确定各运营商的修正因子。
较佳地，所述因子确定模块210还用于，
周期或确定需要运营商上报后，向各运营商发送监督消息，以使各运营商向所述频谱分配设备上报当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率。
较佳地，各运营商的修正因子满足下列公式：
较佳地，各运营商的预期吞吐量满足下列公式：
较佳地，为各运营商分配频谱满足下列公式：
如图3所示，本发明实施例三的运营商设备包括：上报模块300和处理模块310。
上报模块300，用于向所述频谱分配设备上报需求的带宽；
处理模块310，用于根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配，其中所述频谱分配设备分配的频谱是根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子分配的。
较佳地，所述上报模块300还用于：
将频谱资源的使用报价与需求的带宽一起上报给所述频谱分配设备，以使所述频谱分配设备根据所述频谱资源的使用报价确定运营商的性价函数因子。
较佳地，所述上报模块300还由于：
在收到来自所述频谱分配设备的监督消息后，向所述频谱分配设备发送当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率，以使所述频谱分配设备根据当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率确定运营商的修正因子。
较佳地，所述上报模块300还由于：
向所述频谱分配设备上报预期吞吐量或预期频谱使用效率，以使所述频谱分配设备根据预期吞吐量或预期频谱使用效率确定运营商的性价函数因子。
如图4所示，本发明实施例四的频谱分配设备包括：
处理器401，用于读取存储器404中的程序，执行下列过程：
确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，通过收发机402从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱；
收发机402，用于在处理器401的控制下接收和发送数据。
较佳地，所述处理器401还用于：
在确定当前可用的频谱资源无法满足需要进行频谱分配的各运营商当前申请的带宽需求总和后，确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
较佳地，所述处理器401具体用于：
接收来自各运营商上报的预期吞吐量或预期频谱使用效率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
根据各运营商前一段设定时长内的平均数据速率、各运营商当前申请的带宽和各运营商前一段设定时长内的平均工作带宽，确定各运营商的预期吞吐量，并将确定的各运营商的预期吞吐量作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
将各运营商前一段设定时长内的平均资源占用率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
较佳地，所述处理器401具体用于：
根据确定的各运营商的预期性能参数值和各运营商上报的频谱资源的使用报价，确定各运营商的性价函数因子。
较佳地，所述处理器401还用于，根据下列方式确定各运营商的频谱分配公平性因子：
根据各运营商前M次中每次分配的带宽和以及各运营商前M次中每次的带宽需求，确定各运营商的频谱分配公平性因子；或
根据各运营商前M次中每次实际占用的频谱的时间以及各运营商前M次中每次分配的带宽，确定各运营商的频谱分配公平性因子；
其中，M为正整数。
较佳地，所述各运营商的频谱分配公平性因子满足下列公式：
较佳地，所述处理器401还用于，根据下列方式确定各运营商的修正因子：
根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期吞吐量，确定各运营商的修正因子；或
根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期频谱使用效率，确定各运营商的修正因子。
较佳地，所述处理器401还用于，
周期或确定需要运营商上报后，向各运营商发送监督消息，以使各运营商向所述频谱分配设备上报当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率。
较佳地，各运营商的修正因子满足下列公式：
较佳地，各运营商的预期吞吐量满足下列公式：
较佳地，为各运营商分配频谱满足下列公式：
在图4中，总线架构(用总线400来代表)，总线400可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线400将包括由处理器401代表的一个或多个处理器和存储器404代表的存储器的各种电路链接在一起。总线400还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口403在总线400和收发机402之间提供接口。收发机402可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器401处理的数据通过天线405在无线介质上进行传输，进一步，天线405还接收数据并将数据传送给处理器401。
处理器401负责管理总线400和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器404可以被用于存储处理器401在执行操作时所使用的数据。
可选的，处理器401可以是CPU(中央处埋器)、ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，专用集成电路)、FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)或CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice，复杂可编程逻辑器件)。
如图5所示，本发明实施例五的运营商设备包括：
处理器501，用于读取存储器504中的程序，执行下列过程：
通过收发机502向所述频谱分配设备上报需求的带宽；根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配，其中所述频谱分配设备分配的频谱是根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子分配的。
收发机502，用于在处理器501的控制下接收和发送数据。
较佳地，所述处理器501还用于：
通过收发机502将频谱资源的使用报价与需求的带宽一起上报给所述频谱分配设备，以使所述频谱分配设备根据所述频谱资源的使用报价确定运营商的性价函数因子。
较佳地，所述处理器501还由于：
在收到来自所述频谱分配设备的监督消息后，通过收发机502向所述频谱分配设备发送当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率，以使所述频谱分配设备根据当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率确定运营商的修正因子。
较佳地，所述处理器501还由于：
通过收发机502向所述频谱分配设备上报预期吞吐量或预期频谱使用效率，以使所述频谱分配设备根据预期吞吐量或预期频谱使用效率确定运营商的性价函数因子。
在图5中，总线架构(用总线500来代表)，总线500可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线500将包括由处理器501代表的一个或多个处理器和存储器504代表的存储器的各种电路链接在一起。总线500还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口503在总线500和收发机502之间提供接口。收发机502可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器501处理的数据通过天线505在无线介质上进行传输，进一步，天线505还接收数据并将数据传送给处理器501。
处理器501负责管理总线500和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器504可以被用于存储处理器501在执行操作时所使用的数据。
可选的，处理器501可以是CPU、ASIC、FPGA或CPLD。
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了分配频谱的方法，由于分配频谱的方法对应的设备是本发明实施例分配频谱的系统中的不同的设备，并且该方法解决问题的原理与系统相似，因此该方法的实施可以参见系统的实施，重复之处不再赘述。
如图6所示，本发明实施例六分配频谱的方法包括：
步骤600、频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；
步骤601、所述频谱分配设备根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；
步骤602、所述频谱分配设备根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。
较佳地，所述频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值之前，还包括：
所述频谱分配设备确定当前可用的频谱资源无法满足需要进行频谱分配的各运营商当前申请的带宽需求总和。
较佳地，所述频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值，包括：
所述频谱分配设备接收来自各运营商上报的预期吞吐量或预期频谱使用效率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
所述频谱分配设备根据各运营商前一段设定时长内的平均数据速率、各运营商当前申请的带宽和各运营商前一段设定时长内的平均工作带宽，确定各运营商的预期吞吐量，并将确定的各运营商的预期吞吐量作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
所述频谱分配设备将各运营商前一段设定时长内的平均资源占用率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
较佳地，所述频谱分配设备根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子，包括：
所述频谱分配设备根据确定的各运营商的预期性能参数值和各运营商上报的频谱资源的使用报价，确定各运营商的性价函数因子。
较佳地，所述频谱分配设备根据下列方式确定各运营商的频谱分配公平性因子：
所述频谱分配设备根据各运营商前M次中每次分配的带宽和以及各运营商前M次中每次的带宽需求，确定各运营商的频谱分配公平性因子；或
所述频谱分配设备根据各运营商前M次中每次实际占用的频谱的时间以及各运营商前M次中每次分配的带宽，确定各运营商的频谱分配公平性因子；
其中，M为正整数。
较佳地，所述各运营商的频谱分配公平性因子满足下列公式：
较佳地，所述频谱分配设备根据下列方式确定各运营商的修正因子：
所述频谱分配设备根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的缓存buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期吞吐量，确定各运营商的修正因子；或
所述频谱分配设备根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期频谱使用效率，确定各运营商的修正因子。
较佳地，该方法还包括：
所述频谱分配设备周期或确定需要运营商上报后，向各运营商发送监督消息，以使各运营商向所述频谱分配设备上报当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率。
较佳地，各运营商的修正因子满足下列公式：
较佳地，各运营商的预期吞吐量满足下列公式：
较佳地，为各运营商分配频谱满足下列公式：
如图7所示，本发明实施例七分配频谱的方法包括：
步骤700、运营商设备向所述频谱分配设备上报需求的带宽；
步骤701、所述运营商设备根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配，其中所述频谱分配设备分配的频谱是根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子分配的。
较佳地，所述运营商设备向所述频谱分配设备上报需求的带宽，还包括：
所述运营商设备将频谱资源的使用报价与需求的带宽一起上报给所述频谱分配设备，以使所述频谱分配设备根据所述频谱资源的使用报价确定运营商的性价函数因子。
较佳地，该方法还包括：
所述运营商设备在收到来自所述频谱分配设备的监督消息后，向所述频谱分配设备发送当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率，以使所述频谱分配设备根据当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率确定运营商的修正因子。
较佳地，所述运营商设备根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配之前，还包括：
所述运营商设备向所述频谱分配设备上报预期吞吐量或预期频谱使用效率，以使所述频谱分配设备根据预期吞吐量或预期频谱使用效率确定运营商的性价函数因子。
从上述内容可以看出：本发明实施例频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。由于能够根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱，从而实现了针对多运营商频谱共享场景进行频谱分配；进一步提高了系统性能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (30)
1.一种分配频谱的方法，其特征在于，该方法包括：
频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；
所述频谱分配设备根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；
所述频谱分配设备根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值之前，还包括：
所述频谱分配设备确定当前可用的频谱资源无法满足需要进行频谱分配的各运营商当前申请的带宽需求总和。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频谱分配设备确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值，包括：
所述频谱分配设备接收来自各运营商上报的预期吞吐量或预期频谱使用效率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
所述频谱分配设备根据各运营商前一段设定时长内的平均数据速率、各运营商当前申请的带宽和各运营商前一段设定时长内的平均工作带宽，确定各运营商的预期吞吐量，并将确定的各运营商的预期吞吐量作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
所述频谱分配设备将各运营商前一段设定时长内的平均资源占用率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频谱分配设备根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子，包括：
所述频谱分配设备根据确定的各运营商的预期性能参数值和各运营商上报的频谱资源的使用报价，确定各运营商的性价函数因子。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频谱分配设备根据下列方式确定各运营商的频谱分配公平性因子：
所述频谱分配设备根据各运营商前M次中每次分配的带宽和以及各运营商前M次中每次的带宽需求，确定各运营商的频谱分配公平性因子；或
所述频谱分配设备根据各运营商前M次中每次实际占用的频谱的时间以及各运营商前M次中每次分配的带宽，确定各运营商的频谱分配公平性因子；
其中，M为正整数。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述各运营商的频谱分配公平性因子满足下列公式：
或
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频谱分配设备根据下列方式确定各运营商的修正因子：
所述频谱分配设备根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的缓存buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期吞吐量，确定各运营商的修正因子；或
所述频谱分配设备根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期频谱使用效率，确定各运营商的修正因子。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述频谱分配设备周期或确定需要运营商上报后，向各运营商发送监督消息，以使各运营商向所述频谱分配设备上报当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，各运营商的修正因子满足下列公式：
或
10.如权利要求3或7所述的方法，其特征在于，各运营商的预期吞吐量满足下列公式：
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，为各运营商分配频谱满足下列公式：
12.一种分配频谱的方法，其特征在于，该方法包括：
运营商设备向所述频谱分配设备上报需求的带宽；
所述运营商设备根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配，其中所述频谱分配设备分配的频谱是根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子分配的。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述运营商设备向所述频谱分配设备上报需求的带宽，还包括：
所述运营商设备将频谱资源的使用报价与需求的带宽一起上报给所述频谱分配设备，以使所述频谱分配设备根据所述频谱资源的使用报价确定运营商的性价函数因子。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述运营商设备在收到来自所述频谱分配设备的监督消息后，向所述频谱分配设备发送当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率，以使所述频谱分配设备根据当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率确定运营商的修正因子。
15.如权利要求12～14任一所述的方法，其特征在于，所述运营商设备根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配之前，还包括：
所述运营商设备向所述频谱分配设备上报预期吞吐量或预期频谱使用效率，以使所述频谱分配设备根据预期吞吐量或预期频谱使用效率确定运营商的性价函数因子。
16.一种分配频谱的频谱分配设备，其特征在于，该频谱分配设备包括：
参数值确定模块，用于确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；
因子确定模块，用于根据确定的各运营商的预期性能参数值，确定各运营商的性价函数因子；
频谱分配模块，用于根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子，从当前可用的频谱资源中为各运营商分配频谱。
17.如权利要求16所述的频谱分配设备，其特征在于，所述参数值确定模块还用于：
在确定当前可用的频谱资源无法满足需要进行频谱分配的各运营商当前申请的带宽需求总和后，确定需要进行频谱分配的各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
18.如权利要求16所述的频谱分配设备，其特征在于，所述参数值确定模块具体用于：
接收来自各运营商上报的预期吞吐量或预期频谱使用效率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
根据各运营商前一段设定时长内的平均数据速率、各运营商当前申请的带宽和各运营商前一段设定时长内的平均工作带宽，确定各运营商的预期吞吐量，并将确定的各运营商的预期吞吐量作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值；或
将各运营商前一段设定时长内的平均资源占用率作为各运营商在申请的带宽上的预期性能参数值。
19.如权利要求16所述的频谱分配设备，其特征在于，所述因子确定模块具体用于：
根据确定的各运营商的预期性能参数值和各运营商上报的频谱资源的使用报价，确定各运营商的性价函数因子。
20.如权利要求16所述的频谱分配设备，其特征在于，所述因子确定模块还用于，根据下列方式确定各运营商的频谱分配公平性因子：
根据各运营商前M次中每次分配的带宽和以及各运营商前M次中每次的带宽需求，确定各运营商的频谱分配公平性因子；或
根据各运营商前M次中每次实际占用的频谱的时间以及各运营商前M次中每次分配的带宽，确定各运营商的频谱分配公平性因子；
其中，M为正整数。
21.如权利要求20所述的频谱分配设备，其特征在于，所述各运营商的频谱分配公平性因子满足下列公式：
或
22.如权利要求16所述的频谱分配设备，其特征在于，所述因子确定模块还用于，根据下列方式确定各运营商的修正因子：
根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期吞吐量，确定各运营商的修正因子；或
根据前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商每次上报的buffer业务量的传输速率、在前一次频谱分配到当前频谱分配期间各运营商上报的次数以及各运营商的预期频谱使用效率，确定各运营商的修正因子。
23.如权利要求22所述的频谱分配设备，其特征在于，所述因子确定模块还用于，
周期或确定需要运营商上报后，向各运营商发送监督消息，以使各运营商向所述频谱分配设备上报当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率。
24.如权利要求22所述的频谱分配设备，其特征在于，各运营商的修正因子满足下列公式：
或
25.如权利要求18或22所述的频谱分配设备，其特征在于，各运营商的预期吞吐量满足下列公式：
26.如权利要求24所述的频谱分配设备，其特征在于，为各运营商分配频谱满足下列公式：
27.一种分配频谱的运营商设备，其特征在于，该运营商设备包括：
上报模块，用于向所述频谱分配设备上报需求的带宽；
处理模块，用于根据所述频谱分配设备分配的频谱，为自身管理的站点进行频谱分配，其中所述频谱分配设备分配的频谱是根据各运营商的性价函数因子，以及各运营商的频谱分配公平性因子和修正因子分配的。
28.如权利要求27所述的运营商设备，其特征在于，所述上报模块还用于：
将频谱资源的使用报价与需求的带宽一起上报给所述频谱分配设备，以使所述频谱分配设备根据所述频谱资源的使用报价确定运营商的性价函数因子。
29.如权利要求27所述的运营商设备，其特征在于，所述上报模块还由于：
在收到来自所述频谱分配设备的监督消息后，向所述频谱分配设备发送当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率，以使所述频谱分配设备根据当前buffer业务量和/或当前PRB资源占用率确定运营商的修正因子。
30.如权利要求27～29任一所述的方法，其特征在于，所述上报模块还由于：
向所述频谱分配设备上报预期吞吐量或预期频谱使用效率，以使所述频谱分配设备根据预期吞吐量或预期频谱使用效率确定运营商的性价函数因子。
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| CN112153701B (zh) * | 2020-09-09 | 2023-11-21 | 中国联合网络通信集团有限公司 | 一种带宽使用量的确定方法和装置 |
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