CN106470424A - 一种异构网络中的频谱资源共享方法、装置及系统 - Google Patents

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CN106470424A CN201510512856.1A CN201510512856A CN106470424A CN 106470424 A CN106470424 A CN 106470424A CN 201510512856 A CN201510512856 A CN 201510512856A CN 106470424 A CN106470424 A CN 106470424A
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郁光辉
胡斌杰
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Abstract

本发明公开了一种异构网络中的频谱资源共享方法、装置及系统，包括：宏基站将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带和LPN小区和宏小区共享频带；宏基站根据可用频带划分结果配置工作频带。本发明公开的异构网络中的频谱资源共享方法、装置及系统，用来解决现有异构网络中频谱使用方案存在的频谱利用率低、同频干扰严重等问题。

Description

一种异构网络中的频谱资源共享方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种异构网络中的频谱资源共享方法、装置及系统。
背景技术
随着移动互联网与云计算技术的发展，移动用户数目急剧增加，移动视频等占用大量带宽的新业务的出现，导致数据业务的需求呈现指数性的增长。传统的宏基站覆盖方式在容量上会随着用户的数量增多以及带宽需求增大而难以满足需要，尤其是一些热点地区，简单的宏覆盖无法满足用户流量需求，并且同构覆盖方式会出现覆盖盲区，因此，长期演进(LTE，Long TermEvolution)引入了异构网络，使得组网的形态更加灵活，异构网络模式主要是指在宏小区中放置低功率节点(LPN，Lower Power Node)，例如远程射频单元、微微基站(Pico)、家庭基站(Femto)、中继节点等，用于热点覆盖或者盲区覆盖，下文将LPN覆盖的小区称为LPN小区。
目前异构网络中宏小区和LPN小区的频谱使用方案主要有以下三种：
(1)完全独立，即宏小区和LPN小区各自使用各自的频谱，当工作在非连续频段时，相互之间没有干扰，但是频谱效率很低；
(2)完全共享，该方案可以提高频谱效率，但同频干扰严重，需要设计好的抗干扰方案；
(3)部分共享，在工作频带中划分出一段共享频段(shared part)，宏小区可以使用整个工作频带，LPN小区仅能使用shared part，该方案在宏小区和LPN小区负载较高时，在shared part上存在同频干扰。
目前异构网络中宏小区和LPN小区的频谱使用方案存在以下问题：完全独立方案的频谱效率低；完全共享方案同频干扰严重，需要设计好的抗干扰方案，如配置几乎空白子帧(ABS，Almost Blank Subframe)，这会使得系统的总体吞吐量受到损失；部分共享方案中由于LPN小区仅能使用sharedpart，而shared part上的同频干扰随着网络负载的增加而愈加严重，干扰协调所产生的增益有限，这可能导致LPN小区仍然没有合适的频谱可用。
另外，现有的部分共享方案是基于LTE的标准带宽进行频谱划分的，而现有动态频谱分配技术中可用的空闲频谱通常与LTE的标准带宽不匹配，例如广播电视空闲频谱通常为6MHz、7MHz和8MHz，宏基站和LPN使用其中的5MHz带宽，因此存在频谱资源的浪费。现有异构网络的频谱资源共享方案并没有考虑在动态频谱分配技术下进行重新的优化设计，导致系统带宽以外的空闲频谱资源无法发挥提高系统性能的作用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种异构网络中的频谱资源共享方法、装置及系统，用来解决现有异构网络中频谱使用方案存在的频谱利用率低、同频干扰严重等问题。
为了达到上述技术目的，本发明提供一种异构网络中的频谱资源共享方法，包括：宏基站将可用频带划分为互不重叠的低功率节点(LPN)小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；宏基站根据可用频带划分结果配置工作频带。
本发明还提供一种异构网络中的频谱资源共享方法，包括：LPN从宏基站接收可用频带划分结果，其中，可用频带由宏基站划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；LPN根据可用频带划分结果配置工作频带。
本发明还提供一种异构网络中的频谱资源共享装置，应用于宏基站，包括：设置模块，用于将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；处理模块，用于根据可用频带划分结果配置工作频带。
本发明还提供一种异构网络中的频谱资源共享装置，应用于LPN，包括：接收模块，用于从宏基站接收可用频带划分结果，其中，可用频带由宏基站划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；处理模块，用于根据可用频带划分结果配置工作频带。
本发明还提供一种异构网络中的频谱资源共享系统，包括：宏基站以及LPN；宏基站用于将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带，根据可用频带划分结果配置工作频带，并将所述可用频带划分结果发送给LPN；LPN用于根据所述可用频带划分结果配置工作频带。
在本发明中，宏基站将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带(L-clear part)、宏小区专用频带(M-clear part)和LPN小区和宏小区共享频带(Shared part)；宏基站根据可用频带划分结果配置工作频带。通过本发明，解决了现有异构网络中频谱使用方案存在的频谱利用率低、同频干扰严重等问题。
较佳地，本发明实施例中，宏基站根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力动态调整可用频带划分结果，如此，使得频谱的使用更加灵活，解决了宏小区和LPN小区之间的干扰问题，提高了异构网络的吞吐量和频谱利用率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的异构网络中的频谱资源共享方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的异构网络中的频谱资源共享方法的流程图；
图3为本发明实施例的应用场景示意图；
图4为本发明实施例一的流程图；
图5为本发明实施例二的流程图；
图6为本发明实施例二的可用频带划分示意图；
图7为本发明实施例三的流程图；
图8为本发明实施例三的可用频带划分示意图；
图9为本发明实施例四的流程图；
图10为本发明实施例四的可用频带划分示意图；
图11为本发明实施例五的流程图；
图12为本发明实施例五的可用频带划分示意图；
图13为本发明一实施例提供的异构网络中的频谱资源共享装置的示意图；
图14为本发明一实施例提供的异构网络中的频谱资源共享装置的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明实施例提供的异构网络中的频谱资源共享方法的流程图。如图1所示，本实施例提供的异构网络中的频谱资源共享方法包括以下步骤：
步骤11：宏基站将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带(L-clear part)、宏小区专用频带(M-clear part)以及LPN小区和宏小区共享频带(Shared part)。
其中，LPN小区专用频带、宏小区专用频带、LPN小区和宏小区共享频带占所述可用频带的比例分别为λ、θ、μ，且满足λ+μ+θ＝1。
于此，步骤11包括：
宏基站针对下属所有LPN小区统一划分可用频带；或者，
宏基站针对下属每个LPN小区分别划分可用频带。
于此，步骤11之后，该方法还包括：宏基站将可用频带划分结果发送给LPN。
其中，可用频带划分结果包括：
LPN小区专用频带的频谱范围、宏小区专用频带的频谱范围以及LPN小区和宏小区共享频带的频谱范围；或者，
用于确定LPN小区专用频带的频谱范围、宏小区专用频带的频谱范围以及LPN小区和宏小区共享频带的频谱范围的信息。
步骤12：宏基站根据可用频带划分结果配置工作频带。
具体而言，步骤12包括：
宏基站通过频谱感知使用LPN小区和宏小区共享频带；或者，
宏基站根据对LPN小区和宏小区共享频带的占用时间配置和LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间使用LPN小区和宏小区共享频带。
其中，宏基站通过频谱感知使用LPN小区和宏小区共享频带包括：宏基站通过频谱感知发现LPN小区和宏小区共享频带中的空闲频谱，并在空闲频谱上调度下属终端。
其中，宏基站每次占用LPN小区和宏小区共享频带进行数据传输的时间长度不超过LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间。
其中，LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间的确定方式包括以下任一项：由宏基站确定；由网络统一预定义。
于此，该方法还包括：宏基站根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力动态调整可用频带划分结果。其中，网络状态包括以下任一项或多项：负载、干扰、信道质量。射频能力包括以下任一项或多项：支持的系统带宽、频率范围、载波数量、配置多个不连续的频段的能力。
图2为本发明实施例提供的异构网络中的频谱资源共享方法的流程图。如图2所示，本实施例提供的异构网络中的频谱资源共享方法包括以下步骤：
步骤21：低功率节点LPN从宏基站接收可用频带划分结果；其中，可用频带由宏基站划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；LPN小区专用频带、宏小区专用频带、LPN小区和宏小区共享频带占所述可用频带的比例分别为λ、θ、μ，且满足λ+μ+θ＝1。
其中，可用频带划分结果包括：
LPN小区专用频带的频谱范围、宏小区专用频带的频谱范围以及LPN小区和宏小区共享频带的频谱范围；或者，
用于确定LPN小区专用频带的频谱范围、宏小区专用频带的频谱范围以及LPN小区和宏小区共享频带的频谱范围的信息。
于步骤21之前，该方法还包括：LPN将网络状态和射频能力发送给宏基站，供所述宏基站根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力划分可用频带或者动态调整可用频带划分结果。其中，网络状态包括以下任一项或多项：负载、干扰、信道质量。射频能力包括以下任一项或多项：支持的系统带宽、频率范围、载波数量、配置多个不连续的频段的能力。
步骤22：LPN根据可用频带划分结果配置工作频带。
于此，步骤22包括：
LPN通过频谱感知使用LPN小区和宏小区共享频带；或者，
LPN根据对LPN小区和宏小区共享频带的占用时间配置和LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间使用LPN小区和宏小区共享频带。
其中，LPN通过频谱感知使用所述LPN小区和宏小区共享频带包括：LPN通过频谱感知发现LPN小区和宏小区共享频带中的空闲频谱，并在空闲频谱上调度下属终端。
其中，LPN每次占用LPN小区和宏小区共享频带进行数据传输的时间长度不超过LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间。
其中，LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间的确定方式包括以下任一项：由宏基站确定；由网络统一预定义。
图3为本发明实施例的应用场景示意图。如图3所示，以两层异构网络为例，异构网络例如包含一个宏基站及其下属的一个或多个LPN(图3中以3个为例，即LPN1、LPN2及LPN3)，宏基站和LPN之间以X2接口连接，宏基站可以针对下属所有LPN小区统一划分可用频带，此时可用频带划分结果只有一个；也可以针对下属每个LPN小区分别划分可用频带，此时针对不同的LPN小区，可用频带划分结果可能不同。
以下通过多个实例对本发明进行具体说明。
实施例一
于本实施例中，以单个LPN的可用频带划分和更新过程为例进行描述。当宏基站下属有多个LPN时，若宏基站对下属所有LPN统一划分可用频带，则宏基站综合考虑宏基站和所有LPN的网络状态和射频能力，统一划分和更新可用频带，并将可用频带划分结果发送给所有LPN；若宏基站对下属每个LPN分别划分可用频带，则宏基站根据宏基站和每个LPN的网络状态和射频能力，分别为每个LPN划分和更新可用频带，并将可用频带划分结果分别发送给每个LPN。如图4所示，本实施例提供的异构网络中的频谱资源共享方法包括以下步骤：
步骤101：宏基站将可用频带划分为三类；
具体而言，宏基站将可用频带划分为：LPN小区专用频带(L-clear part)、宏小区专用频带(M-clear part)、LPN小区和宏小区共享频带(Shared part)；其中，LPN小区专用频带、宏小区专用频带、LPN小区和宏小区共享频带占所述可用频带的比例分别为λ、θ、μ，且满足λ+μ+θ＝1；其中，Shared part为宏小区和LPN小区通过频谱感知共享使用的频带；
宏基站进行初始可用频带划分时，需要考虑宏基站和LPN的网络状态和射频能力；初始可用频带划分可由宏基站自动完成，或者以人工方式配置；
可选地，在宏基站进行初始可用频带划分之前，宏基站和LPN可以先按照默认的频带配置方式工作在可用频带上，然后LPN将其网络状态和射频能力发送给宏基站，供宏基站进行初始可用频带划分时做参考；
其中，网络状态包括如下任一项或多项：负载、干扰、信道质量；射频能力包括如下任一项或多项：支持的系统带宽、频率范围、载波数量、配置多个不连续频段的能力；
步骤102a：宏基站向LPN发送可用频带划分结果；
具体而言，宏基站将可用频带划分结果发送给下属LPN，其中，可用频带划分结果包括：LPN小区专用频带的频率范围、LPN小区和宏小区共享频带的频率范围；可选地，还可以包括宏小区专用频带的频率范围；或者，可用频带划分结果包含能够计算出以上三个频率范围的信息，比如包含起始基准频率(例如可用频带的频率下限或者上限)，以及各个频率范围的上下限相对于起始基准频率的频偏；或者，频带划分方案限制为L-clear part，Shared part，M-clear part是连续频段，且频率依次升高，此时，可用频带划分结果包含可用频带的范围和各频带占可用频带的比例(λ、μ、θ)；其中，可用频带的范围可以表示为以下任一种：可用频带的频率下限和上限、可用频带的频率下限及带宽、可用频带的频率上限及带宽；
可用频带划分结果可以包含在现有消息中发送，例如切换请求、X2建立请求、基站配置更新、小区激活请求等，也可以单独发送；
可选地，步骤102b：LPN收到可用频带划分结果消息后，向宏基站发送确认消息，表示正确接收到了可用频带划分结果消息；
步骤103：宏基站和LPN根据可用频带划分结果配置工作频带；
步骤104：宏基站重新进行可用频带划分；
由于宏小区和LPN小区的网络状态的变化，例如负载的变化、可用频带上干扰状态的变化、当前链路信道质量的变化，宏基站需要重新划分可用频带，以提高异构网络的吞吐量和频谱效率，另外，宏基站重新划分可用频带时还需要考虑宏基站和LPN的射频能力，以避免可用频带划分结果无效；可用频带被重新划分后仍然划分为三个类，且三类频带占可用频带的比例满足λ+μ+θ＝1，即重新划分后各类频带仍然互不重叠；
步骤105a：宏基站向LPN发送可用频带划分更新消息；
具体而言，可用频带划分更新消息包含的信息元素可以和可用频带划分结果消息相同，也可以仅仅包含与可用频带划分结果相比发生变化的信息元素，比如重新进行可用频带划分后，LPN小区专用频带的频率范围保持不变，则可用频带划分更新消息可以仅仅包含LPN小区和宏小区共享频带的频率范围，以及宏小区专用频带的频率范围；
可选地，步骤105b：LPN收到可用频带划分更新消息后，向宏基站发送确认消息，表示正确接收到了可用频带划分更新消息；
宏基站重新进行可用频带划分及向LPN发送可用频带划分更新消息的过程可以周期地进行，例如提前设置可用频带划分更新的周期，或者由触发事件触发进行，其中，触发事件例如为宏小区专用频带无法满足宏小区的基本业务要求，或者，宏小区专用频带上的信号噪声比低于预设门限，或者，LPN小区专用频带无法满足LPN小区的基本业务要求，或者，LPN小区专用频带上的信号噪声比低于预设门限等；
步骤106：宏基站和LPN根据可用频带划分结果配置工作频带。
实施例二
于本实施例中，宏基站针对所有LPN小区统一划分可用频带，以可用频带划分后每一类频带都是连续的频带为例进行描述。于此，可用频带的带宽例如为8MHz，频率范围为470～478MHz，宏基站将可用频带划分为三类：L-clear part、Shared part和M-clear part，每一类都是连续的频带，带宽分别为3MHz，2MHz和3MHz，即λ＝0.375，μ＝0.25，θ＝0.375，可用频带划分结果如图6所示，于本实施例中，对Shared part资源的使用方式为LPN及其下属终端通过频谱感知与宏小区共享Shared part资源。如图5所示，本实施例包括以下步骤：
步骤201：宏基站将可用频带划分为三类；
优选地，宏基站根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力划分可用频带；
本实施例中，具体的可用频带划分结果如图6所示，宏基站可用频带的带宽为8MHz，频率范围为470～478MHz，可用频带被划分为三类：L-clearpart、Shared part和M-clear part，对应的频率范围分别为470～473MHz、473～475MHz、475～478MHz；其中，L-clear part为LPN小区的专用频带，宏小区下属的每个LPN小区可以在L-clear part中决定在哪个/哪些时频资源进行传输，而不用考虑与宏小区之间的同频干扰；M-clear part为宏小区的专用频带，宏小区在M-clear part上也不用考虑与LPN小区之间的同频干扰问题；Shared part为宏小区和宏小区下属的每个LPN小区都可以使用的频带，在Shared part上LPN小区和宏小区通过频谱感知实现共存；
在本实施例中，仅LPN小区进行频谱感知，宏小区按照占用时间配置(例如，占用时长、占用周期)使用Shared part，LPN小区通过频谱感知发现Shared part中的空闲频谱，并在所述空闲频谱上调度下属终端，且LPN小区和宏小区每次占用Shared part进行数据传输的时间长度不超过Sharedpart的最大占用时间；
步骤202a：宏基站向LPN发送可用频带划分结果；
具体而言，宏基站将可用频带划分结果发送给宏基站下属的所有LPN，其中，可用频带划分结果包括：L-clear part的频率范围、Shared part的频率范围、M-clear part的频率范围；具体而言，可用频带划分结果包含的内容为：λ、μ、θ，三者的取值分别为λ＝0.375，μ＝0.25，θ＝0.375；若是宏基站第一次向LPN通知可用频带划分结果，则可用频带划分结果还需要包含可用频带的频率上限470MHz及可用频带的带宽为8MHz；
步骤202b：LPN收到可用频带划分结果消息后，向宏基站发送确认消息，表示正确接收到了可用频带划分结果消息；
如果Shared part的最大占用时间由宏基站确定，则宏基站还需要将Shared part的最大占用时间通知给LPN，其中，Shared part的最大占用时间可以包含在可用频带划分结果消息中进行通知，或者，也可以通过专用消息进行通知；
步骤203：LPN和宏基站根据可用频带划分结果配置工作频带；
具体而言，宏基站将M-clear part配置为其专用频带，在M-clear part上宏基站不必考虑与LPN小区之间的干扰问题，并将Shared part配置为共享频带，当M-clear part不满足宏小区的业务需求时，宏基站按照占用时间配置和Shared part的最大占用时间使用共享频带；
LPN将L-clear part配置为其专用频带，在L-clear part上LPN不必考虑与宏小区之间的干扰问题，并将Shared part配置为共享频带，当L-clear part不满足LPN小区的业务需求时，LPN通过频谱感知方法使用共享频带，且每次占用共享频带进行数据传输的时间长度不超过Shared part的最大占用时间；
LPN通过频谱感知使用共享频带的方法如下：LPN和下属终端通过频谱感知获取Shared part中宏小区没有占用的空闲频谱，在空闲频谱上调度下属终端，从而实现在Shared part上宏小区和LPN小区之间的共存，即LPN和下属终端自主检测宏小区对Shared part资源的占用情况，LPN在检测到的Shared part的空闲资源上调度LPN的下属终端，其中，由于感知结果存在一定的误差，因此，在Shared part的空闲资源上，LPN可以采用跳频的方式调度下属终端，使宏小区和LPN小区之间的干扰随机化，如此，通过频谱感知使用空闲频谱资源和跳频方式调度资源较好地保证了宏小区和LPN小区的服务质量。
需要说明的是，当宏基站覆盖范围内只有一个LPN时，宏基站可以将对Shared part的占用时间配置通知给LPN，此时，LPN可以直接使用宏基站没有占用的Shared part频谱资源，同时还可以对宏基站可以占用的Sharedpart资源进行频谱感知，在感知结果为空闲的频谱上调度下属终端。
实施例三
于本实施例中，宏基站针对所有LPN小区统一划分可用频带，以可用频带划分后每一类频带都是非连续的频带为例进行描述。于此，可用频带的带宽例如为8MHz，频率范围为470～478MHz，宏基站将可用频带划分为三类：L-clear part、Shared part和M-clear part，其中L-clear part和Shared part都有2个频段构成，M-clear part是连续的频带，可用频带划分结果如图8所示，在本实施例中，对Shared part资源的使用方式为宏基站及其下属终端通过频谱感知与LPN小区共享Shared part资源。如图7所示，本实施例包括以下步骤：
步骤301：宏基站将可用频带划分为三类；
优选地，宏基站根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力划分可用频带；
本实施例中，具体的可用频带划分结果如图8所示，宏基站可用频带的带宽为8MHz，频率范围为470～478MHz，可用频带被划分为三类：L-clearpart、Shared part和M-clear part，其中，L-clear part的频率范围为470～472MHz和472.5～473.5MHz，即分别为2MHz和1MHz带宽的两个频段，Shared part的频率范围为472～472.5MHz和473.5～475MHz，即分别为0.5MHz和1.5MHz带宽的两个频段，M-clear part的频率范围为475～478MHz，即3MHz带宽的频段，即λ＝0.375，μ＝0.25，θ＝0.375；
L-clear part为LPN小区的专用频带，宏小区下属的每个LPN小区可以在L-clear part中决定在哪个/哪些时频资源进行传输，而不用考虑与宏小区之间的同频干扰；M-clear part为宏小区的专用频带，宏小区在M-clear part上也不用考虑与LPN小区之间的同频干扰问题；Shared part为宏小区和宏小区下属的每个LPN小区都可以使用的频带，在Shared part上LPN小区和宏小区通过频谱感知实现共存；
在本实施例中，仅宏小区进行频谱感知，LPN小区按照占用时间配置(例如，占用时长、占用周期)使用Shared part，宏小区通过频谱感知发现Sharedpart中的空闲频谱，并在所述空闲频谱上调度下属终端，且LPN小区和宏小区每次占用Shared part进行数据传输的时间长度不超过Shared part的最大占用时间；
步骤302：宏基站向LPN发送可用频带划分结果；
具体而言，宏基站将可用频带划分结果发送给宏基站下属的所有LPN，其中，可用频带划分结果包括：L-clear part的频率范围、Shared part的频率范围。具体地，可用频带划分结果包括：起始基准频率为470MHz，L-clearpart各部分相对与起始基站频率的频偏为0～2MHz和2.5～3.5MHz，Sharedpart各部分相对与起始基站频率的频偏为2～2.5MHz和3.5～5MHz；
步骤303：LPN和宏基站根据可用频带划分结果配置工作频带；
具体而言，宏基站将M-clear part配置为其专用频带，在M-clear part上宏基站不必考虑与LPN小区之间的干扰问题，并将Shared part配置为共享频带，当M-clear part不满足宏小区的业务需求时，宏基站通过频谱感知方法使用共享频带，且每次占用共享频带进行数据传输的时间长度不超过Shared part的最大占用时间；
宏基站通过频谱感知使用共享频带的方法如下：宏基站和下属终端通过频谱感知获取Shared part中LPN小区没有占用的空闲频谱，在空闲频谱上调度下属终端，从而实现在Shared part上宏小区和LPN小区之间的共存，即宏基站和下属终端自主检测LPN小区对Shared part资源的占用情况，宏基站在检测到的Shared part的空闲资源上调度下属终端，其中，由于感知结果存在一定的误差，因此，在Shared part的空闲资源上，宏基站可以采用跳频的方式调度下属终端，使宏小区和LPN小区之间的干扰随机化，如此，通过频谱感知使用空闲频谱资源和跳频方式调度资源较好地保证了宏小区和LPN小区的服务质量；
LPN将L-clear part配置为其专用频带，在L-clear part上LPN不必考虑与宏小区之间的干扰问题，并将Shared part配置为共享频带，当L-clear part不满足LPN小区的业务需求时，LPN按照占用时间配置和Shared part的最大占用时间使用共享频带。
实施例四
于本实施例中，假设宏小区中有2个LPN小区(宏小区中有更多LPN小区的情况与此类似)，宏基站针对每个LPN小区分别划分可用频带，本实施例中，以可用频带划分后每一类都是连续的频段为例进行描述，对于可用频带划分后每一类都是非连续的频段的情况与此类似。于此，可用频带的带宽例如为8MHz，频率范围为470～478MHz，宏基站对LPN1和LPN2的频带划分结果如图10所示。在本实施例中，宏小区的专用频带和共享频带需要综合考虑多个LPN小区的可用频带划分结果得到。如图9所示，本实施例包括以下步骤：
步骤401：宏基站针对LPN1和LPN2分别划分可用频带；
优选地，宏基站根据自身以及LPN1和LPN2的网络状态和射频能力划分可用频带；
本实施例中，具体的可用频带划分结果如图10所示，宏基站可用频带的带宽为8MHz，频率范围为470～478MHz，针对LPN1和LPN2的可用频带划分结果分别如图10的上半部分和下半部分所示；
L-clear part1为LPN1小区的专用频带，LPN1小区可以在L-clear part1中决定在哪个/哪些时频资源进行传输，而不用考虑与宏小区之间的同频干扰，当L-clear part1不能满足LPN1小区的业务需求时，LPN1小区可以在Shared part1上自由调度下属终端；
L-clear part2为LPN2小区的专用频带，LPN2小区可以在L-clear part2中决定在哪个/哪些时频资源进行传输，而不用考虑与宏小区之间的同频干扰，当L-clear part2不能满足LPN2小区的业务需求时，LPN2小区可以在Shared part2上自由调度下属终端；
宏小区专用频带M-clear part和共享频带Shared part需要根据多个可用频带划分结果得出，具体而言，宏小区专用频带为所有可用频带划分结果中宏小区专用频带的交集，LPN小区和宏小区共享频带为所有可用频带划分结果中LPN小区和宏小区共享频带的并集；在本实施例中，宏小区专用频带M-clear part是两个可用频带划分结果中M-clear part1和M-clear part2的交集，LPN小区和宏小区共享频带Shared part是两个可用频带划分结果中Shared part1和Shared part2的并集；
在本实施例中，仅宏小区进行频谱感知，LPN小区按照占用时间配置(例如，占用时长、占用周期)使用各自的共享频带，宏小区通过频谱感知发现自己共享频带中的空闲频谱，并在所述空闲频谱上调度下属终端，且LPN小区和宏小区每次占用各自共享频带进行数据传输的时间长度不超过Shared part的最大占用时间；
步骤402a：宏基站向LPN1发送可用频带划分结果；
步骤402b：宏基站向LPN2发送可用频带划分结果；
具体而言，宏基站分别将LPN1和LPN2的可用频带划分结果发送给LPN1和LPN2；
步骤403：LPN1、LPN2和宏基站根据可用频带划分结果配置工作频带；
具体而言，宏基站将M-clear part1和M-clear part2的交集对应的频带配置为其专用频带，在专用频带上宏基站不必考虑与每个LPN小区之间的干扰问题，并将Shared part1和Shared part2并集对应的频带配置为共享频带，当宏小区专用频带不满足宏小区的业务需求时，宏基站通过频谱感知方法使用共享频带，且每次占用共享频带进行数据传输的时间长度不超过Sharedpart的最大占用时间；
宏基站通过频谱感知使用共享频带的方法如下：宏基站和下属终端通过频谱感知获取共享频带中LPN小区没有占用的空闲频谱，在空闲频谱上调度下属终端，从而实现在共享频带上宏小区和LPN小区之间的共存，即宏基站和下属终端自主检测LPN小区对共享频带资源的占用情况，宏基站在检测到的共享频带的空闲资源上调度下属终端，其中，由于感知结果存在一定的误差，因此，在共享频带的空闲资源上，宏基站可以采用跳频的方式调度下属终端，使宏小区和LPN小区之间的干扰随机化，如此，通过频谱感知使用空闲频谱资源和跳频方式调度资源较好地保证了宏小区和LPN小区的服务质量；
LPN1将L-clear part1配置为其专用频带，在L-clear part1上LPN1不必考虑与宏小区之间的干扰问题，并将Shared part1配置为共享频带，当L-clearpart1不满足LPN1小区的业务需求时，LPN1按照占用时间配置和Shared part的最大占用时间使用共享频带；
LPN2将L-clear part2配置为其专用频带，在L-clear part2上LPN2不必考虑与宏小区之间的干扰问题，并将Shared part2配置为共享频带，当L-clearpart2不满足LPN2小区的业务需求时，LPN2按照占用时间配置和Shared part的最大占用时间使用共享频带。
需要说明的是，上述所有实施例中仅给出了宏小区或者LPN小区通过频谱感知使用共享频带的方法，当然也可以采用宏小区和LPN小区同时通过频谱感知使用共享频带的方法，即宏基站和LPN在调度下属终端之前都要通过频谱感知获取共享频带中的空闲频谱，然后在获取的空闲频谱上调度下属终端，且每次占用共享频带进行数据传输的时间长度不超过Shared part的最大占用时间。
实施例五
于本实施例中，假设宏小区中有2个LPN小区(宏小区中有更多LPN小区的情况与此类似)，宏基站首先将可用频带划分为3类：L-clear part、M-clear part、Shared part，然后再将L-clear part划分为LPN1专用频带(L-clearpart1)和LPN2专用频带(L-clear part2)，即L-clear part1和L-clear part2互不交叠。本实施例以可用频带划分后每一类都是连续的频段为例进行描述，对于可用频带划分后每一类都是非连续的频段的情况与此类似。于此，可用频带的带宽例如为8MHz，频率范围为470～478MHz，宏基站对LPN1和LPN2的可用频带划分结果如图12所示。如图11所示，本实施例包括以下步骤：
步骤501：宏基站针对LPN1和LPN2分别划分可用频带；
优选地，宏基站根据自身以及LPN1和LPN2的网络状态和射频能力划分可用频带；
本实施例中，具体的可用频带划分结果如图12所示，宏基站可用频带的带宽为8MHz，频率范围为470～478MHz；L-clear part1为LPN1小区的专用频带，L-clear part2为LPN2小区的专用频带，L-clear part1和L-clear part2互不交叠，每个LPN小区使用各自的专用频带时不用考虑与宏小区之间的同频干扰；M-clear part为宏小区的专用频带，宏小区在M-clear part上不用考虑与LPN小区之间的同频干扰问题；LPN小区和宏小区可以通过频谱感知共享Shared part资源；
在本实施例中，LPN小区和宏小区都要进行频谱感知，每个小区每次占用Shared part进行数据传输的时间长度不超过Shared part的最大占用时间；
步骤502a：宏基站向LPN1发送可用频带划分结果；
步骤502b：宏基站向LPN2发送可用频带划分结果；
具体而言，宏基站分别将LPN1和LPN2的可用频带划分结果发送给LPN1和LPN2，即宏基站向LPN1发送L-clear part1的频率范围和Shared part的频率范围；向LPN2发送L-clear part2的频率范围和Shared part的频率范围；
步骤503：LPN1、LPN2和宏基站根据可用频带划分结果配置工作频带；
具体而言，宏基站将M-clear part配置为其专用频带，在专用频带上宏基站不必考虑与每个LPN小区之间的干扰问题，并将Shared part配置为共享频带，当宏小区专用频带不满足宏小区的业务需求时，宏基站通过频谱感知方法使用共享频带；
LPN1将L-clear part1配置为其专用频带，在L-clear part1上LPN不必考虑与宏小区之间的干扰问题，并将Shared part配置为共享频带，当L-clearpart1不满足LPN1小区的业务需求时，LPN1通过频谱感知方法使用共享频带；
LPN2将L-clear part2配置为其专用频带，在L-clear part2上LPN不必考虑与宏小区之间的干扰问题，并将Shared part配置为共享频带，当L-clearpart2不满足LPN2小区的业务需求时，LPN2通过频谱感知方法使用共享频带。
值得说明的是，在上述所有实施例中，如果没有明确指出宏基站确定Shared part的最大占用时间，则Shared part的最大占用时间由网络统一预定义，即在布网时Shared part的最大占用时间已设置，后续可以根据网络的状况(如负载、干扰等)进行统一调整。通过设置Shared part的最大占用时间可以避免某个小区一直占用Shared part，而导致其它小区无法使用Sharedpart资源的情况发生。
图13为本发明一实施例提供的异构网络中的频谱资源共享装置的示意图。如图13所示，本实施例提供的异构网络中的频谱资源共享装置，应用于宏基站，包括：设置模块601，用于将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；处理模块602，用于根据可用频带划分结果配置工作频带。其中，LPN小区专用频带、宏小区专用频带、LPN小区和宏小区共享频带占所述可用频带的比例分别为λ、θ、μ，且满足λ+μ+θ＝1。
其中，该装置还包括：发送模块603，用于将可用频带划分结果发送给LPN。
于一实施例中，设置模块601，还用于根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力动态调整所述可用频带划分结果。
于一实施例中，处理模块602，用于根据可用频带划分结果配置工作频带包括：
通过频谱感知使用所述LPN小区和宏小区共享频带；或者，
根据对LPN小区和宏小区共享频带的占用时间配置和LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间使用LPN小区和宏小区共享频带。
于实际应用中，设置模块601及处理模块602例如为处理器等具有信息运算处理能力的通信元件，发送模块603例如为发射器等具有信息传输功能的通信元件。
图14为本发明一实施例提供的异构网络中的频谱资源共享装置的示意图。如图14所示，本实施例提供的异构网络中的频谱资源共享装置，应用于LPN，包括：接收模块701，用于从宏基站接收可用频带划分结果，其中，可用频带由宏基站划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；处理模块702，用于根据可用频带划分结果配置工作频带。其中，LPN小区专用频带、宏小区专用频带、LPN小区和宏小区共享频带占所述可用频带的比例分别为λ、θ、μ，且满足λ+μ+θ＝1。
其中，该装置还包括：发送模块703，用于将LPN的网络状态和射频能力发送给宏基站，供宏基站根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力划分可用频带或者动态调整可用频带划分结果。
于一实施例中，处理模块702，用于根据可用频带划分结果配置工作频带包括：
通过频谱感知使用LPN小区和宏小区共享频带；或者，
根据对LPN小区和宏小区共享频带的占用时间配置和LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间使用LPN小区和宏小区共享频带。
于实际应用中，接收模块701例如为接收器等具有信息接收功能的通信元件，处理模块702例如为处理器等具有信息处理功能的通信元件，发送模块703例如为发射器等具有信息传输功能的通信元件。
此外，本发明实施例还提供一种异构网络中的频谱资源共享系统，包括：宏基站及LPN；宏基站用于将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带，根据可用频带划分结果配置工作频带，并将可用频带划分结果发送给LPN；LPN用于根据可用频带划分结果配置工作频带。
此外，上述装置及系统的具体处理流程同上述方法所述，故于此不再赘述。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (30)

1.一种异构网络中的频谱资源共享方法，其特征在于，包括：
宏基站将可用频带划分为互不重叠的低功率节点LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；
所述宏基站根据可用频带划分结果配置工作频带。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述LPN小区专用频带、宏小区专用频带、LPN小区和宏小区共享频带占所述可用频带的比例分别为λ、θ、μ，且满足λ+μ+θ＝1。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏基站将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带之后，还包括：所述宏基站将所述可用频带划分结果发送给LPN。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：所述宏基站根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力动态调整所述可用频带划分结果。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述网络状态包括以下任一项或多项：负载、干扰、信道质量。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述射频能力包括以下任一项或多项：支持的系统带宽、频率范围、载波数量、配置多个不连续的频段的能力。
7.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述可用频带划分结果包括：
LPN小区专用频带的频谱范围、宏小区专用频带的频谱范围以及LPN小区和宏小区共享频带的频谱范围；或者，
用于确定LPN小区专用频带的频谱范围、宏小区专用频带的频谱范围以及LPN小区和宏小区共享频带的频谱范围的信息。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏基站根据可用频带划分结果配置工作频带包括：
所述宏基站通过频谱感知使用所述LPN小区和宏小区共享频带；或者，
所述宏基站根据对所述LPN小区和宏小区共享频带的占用时间配置和所述LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间使用所述LPN小区和宏小区共享频带。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述宏基站通过频谱感知使用所述LPN小区和宏小区共享频带包括：所述宏基站通过频谱感知发现所述LPN小区和宏小区共享频带中的空闲频谱，并在所述空闲频谱上调度下属终端。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述宏基站每次占用所述LPN小区和宏小区共享频带进行数据传输的时间长度不超过所述LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间。
11.如权利要求8或10所述的方法，其特征在于，所述LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间的确定方式包括以下任一项：由宏基站确定；由网络统一预定义。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宏基站将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带包括：
所述宏基站针对下属所有LPN小区统一划分可用频带；或者，
所述宏基站针对下属每个LPN小区分别划分可用频带。
13.一种异构网络中的频谱资源共享方法，其特征在于，包括：
低功率节点LPN从宏基站接收可用频带划分结果，其中，可用频带由宏基站划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；
LPN根据所述可用频带划分结果配置工作频带。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述LPN小区专用频带、宏小区专用频带、LPN小区和宏小区共享频带占所述可用频带的比例分别为λ、θ、μ，且满足λ+μ+θ＝1。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述可用频带划分结果包括：
LPN小区专用频带的频谱范围、宏小区专用频带的频谱范围以及LPN小区和宏小区共享频带的频谱范围；或者，
用于确定LPN小区专用频带的频谱范围、宏小区专用频带的频谱范围以及LPN小区和宏小区共享频带的频谱范围的信息。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述LPN从宏基站接收可用频带划分结果之前，还包括：所述LPN将网络状态和射频能力发送给宏基站，供所述宏基站根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力划分可用频带或者动态调整所述可用频带划分结果。
17.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述LPN根据所述可用频带划分结果配置工作频带包括：
所述LPN通过频谱感知使用所述LPN小区和宏小区共享频带；或者，
所述LPN根据对所述LPN小区和宏小区共享频带的占用时间配置和所述LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间使用所述LPN小区和宏小区共享频带。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述LPN通过频谱感知使用所述LPN小区和宏小区共享频带包括：所述LPN通过频谱感知发现所述LPN小区和宏小区共享频带中的空闲频谱，并在所述空闲频谱上调度下属终端。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述LPN每次占用所述LPN小区和宏小区共享频带进行数据传输的时间长度不超过所述LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间。
20.如权利要求17或19所述的方法，其特征在于，所述LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间的确定方式包括以下任一项：由宏基站确定；由网络统一预定义。
21.一种异构网络中的频谱资源共享装置，应用于宏基站，其特征在于，包括：
设置模块，用于将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；
处理模块，用于根据可用频带划分结果配置工作频带。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述LPN小区专用频带、宏小区专用频带、LPN小区和宏小区共享频带占所述可用频带的比例分别为λ、θ、μ，且满足λ+μ+θ＝1。
23.如权利要求21所述的装置，其特征在于，还包括：发送模块，用于将所述可用频带划分结果发送给LPN。
24.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述设置模块，还用于根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力动态调整所述可用频带划分结果。
25.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述处理模块，用于根据所述可用频带划分结果配置工作频带包括：
通过频谱感知使用所述LPN小区和宏小区共享频带；或者，
根据对所述LPN小区和宏小区共享频带的占用时间配置和所述LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间使用所述LPN小区和宏小区共享频带。
26.一种异构网络中的频谱资源共享装置，应用于LPN，其特征在于，包括：
接收模块，用于从宏基站接收可用频带划分结果，其中，可用频带由宏基站划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带；
处理模块，用于根据所述可用频带划分结果配置工作频带。
27.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述LPN小区专用频带、宏小区专用频带、LPN小区和宏小区共享频带占所述可用频带的比例分别为λ、θ、μ，且满足λ+μ+θ＝1。
28.如权利要求26所述的装置，其特征在于，还包括：发送模块，用于将LPN的网络状态和射频能力发送给宏基站，供所述宏基站根据宏基站和LPN的网络状态和射频能力划分可用频带或者动态调整所述可用频带划分结果。
29.如权利要求26所述的装置，其特征在于，所述处理模块，用于根据所述可用频带划分结果配置工作频带包括：
通过频谱感知使用所述LPN小区和宏小区共享频带；或者，
根据对所述LPN小区和宏小区共享频带的占用时间配置和所述LPN小区和宏小区共享频带的最大占用时间使用所述LPN小区和宏小区共享频带。
30.一种异构网络中的频谱资源共享系统，其特征在于，包括：宏基站以及低功率节点LPN，
所述宏基站用于将可用频带划分为互不重叠的LPN小区专用频带、宏小区专用频带以及LPN小区和宏小区共享频带，根据可用频带划分结果配置工作频带，并将所述可用频带划分结果发送给所述LPN；
所述LPN用于根据所述可用频带划分结果配置工作频带。
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