CN106559794B - 一种网络间频谱共享控制方法及频谱控制器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种网络间频谱共享控制方法及频谱控制器。网络间频谱共享控制方法包括：将网络间共享频谱资源的频谱共享区域划分为至少两个子区域，确定划分共享所述子区域的网络所占用的频谱资源；第一网络向第二网络发出共享频谱请求信息，所述第一网络与第二网络共享所述子区域的频谱资源；第二网络根据在所述子区域内相对与第二网络的共享频谱线位置的偏移量信息调整当前共享频谱线位置，并发送共享频谱应答信息给第一网络；当接收到第二网络的频谱控制器发送的共享频谱应答信息时，根据所述共享频谱应答信息调整当前共享频谱线位置，所述子区域使用根据调整后所占用的频谱资源。本发明的方案可提升频谱利用率。

Description

一种网络间频谱共享控制方法及频谱控制器

技术领域

本发明涉及一种通信技术，特别是涉及一种网络间频谱共享控制方法。

背景技术

在传统的频谱划分和分配方式中，通常每个运营商都是某一段专用授权频谱的牌照持有者，即使在某一特定的区域没有本运营商的业务，频谱也不会给其他运营商使用，从而导致了频谱资源在一定程度上的浪费。随着无线通信技术的飞速发展和通信业务的爆炸式增长，对频谱的需求量也越来越大，而传统的频谱分配方式一方面不够灵活，另一方面也会导致频谱效率底下。目前有许多为了提高对频谱的利用率而进行的研究，这些研究主要集中在寻找更高效的频谱使用方案或者拓展现有的可用频谱资源(如LTE使用未授权频段或高频段等)上。目前，异构组网(也可称为混合组网，包括宏小区与小小区组成的网络)给网络部署提供了极大的空间灵活性，宏小区(宏小区是面积很大的区域，宏小区的覆盖半径大多为1km～30km)可以提供广域覆盖，小小区(小小区的覆盖半径在0.01km～1km之间)可以增强室内覆盖和提供高速接入。与宏小区基站相比，通常在室内部署的小小区基站的发射功率要低的多，因为小小区基站可以避开无线信号在穿过建筑物时会有较大的穿墙损耗的问题。因此，满足一定的地理位置隔离条件下，在混合组网方式中进行频谱共享虽然存在一定的干扰，但干扰并不强，因此不同运营商在小小区实现共享频谱资源的可能性很大。

鉴于此，如何找到一种能够有效实现跨运营商频谱共享的技术方案成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种网络间频谱共享控制方法及频谱控制器，用于解决现有技术中频谱资源利用率低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种网络间频谱共享控制方法，所述网络间频谱共享控制方法包括：将网络间共享频谱资源的频谱共享区域划分为至少两个子区域，确定所述频谱共享区域内共享频谱的网络以及所述网络的共享频谱线位置，针对每个子区域，确定所述子区域相对共享频谱线的偏移量信息，所述共享频谱线的位置和偏移量信息用于划分共享所述子区域的网络所占用的频谱资源；当第一网络收到一个子区域的频谱需求信息，且第一网络在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，则向第二网络发出共享频谱请求信息，所述共享频谱请求信息包括需要使用的子区域信息、请求大小信息，所述第一网络与第二网络共享所述子区域的频谱资源；第二网络根据在所述子区域内相对与第二网络的共享频谱线位置的偏移量信息确定可以提供给第一网络的频谱资源，调整当前共享频谱线位置，并发送共享频谱应答信息给第一网络，所述共享频谱应答信息包括允许使用的频谱大小；当接收到第二网络的频谱控制器发送的共享频谱应答信息时，根据所述共享频谱应答信息中的允许使用的频谱大小调整当前共享频谱线位置，所述子区域使用根据调整后所占用的频谱资源。

可选地，将网络间共享频谱资源的的频谱共享区域划分为至少两个子区域包括：按照业务分布将频谱共享区域划分，按照面积将频谱共享区域划分，借助现有的电话号码编排规则将频谱共享区域划分中的任一种。

可选地，确定所述子区域的所述偏移量信息具体实现包括：先利用共享频谱的所述网络在所述频谱共享区域内的统计信息计算频谱需求，根据所述两个网络的频谱需求确定所述共享频谱线位置，然后每个所述子区域利用所述本子区域内的信息计算频谱需求，根据所述子区域的频谱需求计算所述各个子区域相对所述共享频谱线位置的偏移量信息，每个所述网络根据所述各个子区域的偏移量信息构建并维护本网络内的所述偏移量列表。

可选地，所述网络间频谱共享控制方法还包括：根据计算得到两个共享子区域的网络在所述子区域的频谱需求，确定两个共享所述子区域频谱的网络的基准共享频谱线位置；当第二网络收到所述子区域的频谱需求信息，并且在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，发送共享频谱终止信息给所述第一网络，所述共享频谱终止信息包括基准共享频谱线位置信息；当第一网络收到所述共享频谱终止信息后，将根据所述基准共享频谱线位置确定所使用的频谱资源范围，并停止使用所述频谱资源范围以外的资源，调整与第二网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置，向第二网络发送频谱使用结束信息；所述第二网络接收到所述频谱使用结束信息，调整与第一网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置。

可选地，所述网络间频谱共享控制方法还包括：两个共享所述子区域的网络交换彼此的频谱共享线位置信息，以调整所述两个网络的在所述子区域的共享频谱线位置。

可选地，所述子区域包括小小区。

本发明提供一种频谱控制器，所述频谱控制器包括：共享区域设置模块，用于将所述频谱控制器所在网络的频谱共享区域划分为至少两个子区域，针对每一个子区域，确定共享所述子区域的网络，以及共享所述频谱的各个网络的共享频谱线位置，所述共享频谱线的位置用于划分共享所述子区域的网络所占用的频谱资源；共享资源请求模块，用于当收到一个子区域的频谱需求信息，且在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，则向第二网络发出共享频谱请求信息，所述共享频谱请求信息包括需要使用的子区域信息、请求大小信息，所述第二网络为与所述频谱控制器所在网络共享所述子区域的频谱资源的网络；共享资源确认模块，用于当接收到所述第二网络的频谱控制器发送的共享频谱应答信息时，根据所述共享频谱应答信息中的允许使用的频谱大小调整当前共享频谱线位置，所述子区域使用根据调整后所占用的频谱资源。

可选地，所述频谱控制器还包括共享资源应答模块，用于在收到共享频谱请求信息时，根据在所述共享频谱请求信息中的子区域内相对与发送所述共享频谱请求信息的网络的共享频谱线位置的偏移量信息确定可以提供给发送所述共享频谱请求信息的网络的频谱资源，调整与发送所述共享频谱请求信息的网络的共享频谱线位置，并发送共享频谱应答信息给发送所述共享频谱请求信息的网络，所述共享频谱应答信息包括允许使用的频谱大小。

可选地，将网络间共享频谱资源的的频谱共享区域划分为至少两个子区域包括：按照业务分布将频谱共享区域划分，按照面积将频谱共享区域划分，借助现有的电话号码编排规则将频谱共享区域划分中的任一种。

可选地，确定所述子区域的所述偏移量信息具体实现包括：先利用共享频谱的所述网络在所述频谱共享区域内的统计信息计算频谱需求，根据所述两个网络的频谱需求确定所述共享频谱线位置，然后每个所述子区域利用所述本子区域内的信息计算频谱需求，根据所述子区域的频谱需求计算所述各个子区域相对所述共享频谱线位置的偏移量信息，每个所述网络根据所述各个子区域的偏移量信息构建并维护本网络内的所述偏移量列表。

可选地，所述频谱控制器还包括共享频谱结束模块，用于当结束使用通过共享频谱请求所得到的频谱资源后，调整与共享频谱的网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置，向共享所述子区域的网络发送频谱使用结束信息。

可选地，所述频谱控制器还包括频谱线恢复模块，用于确定每个子区域内与共享频谱的网络的基准共享频谱线位置；当接收到共享所述子区域的网络发送的频谱使用结束信息时，根据所述频谱使用结束信息调整与共享所述子区域的网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置。

可选地，所述频谱线恢复模块还用于：在收到所述子区域的频谱需求信息，且在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，发送共享频谱终止信息给共享所述子区域的网络，所述共享频谱终止信息包括基准共享频谱线位置信息。所述共享频谱结束模块还用于：当收到共享频谱终止信息后，将根据所述共享频谱终止信息中的基准共享频谱线位置确定所使用的频谱资源范围，并停止使用所述频谱资源范围以外的资源，调整与发送共享频谱终止信息的网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置，向发送共享频谱终止信息的网络发送频谱使用结束信息。

可选地，所述频谱控制器还包括共享频谱线调整模块，用于两个共享所述子区域的网络交换彼此的频谱共享线位置信息，以调整所述两个网络的在所述子区域的共享频谱线位置。

如上所述，本发明的一种网络间频谱共享控制方法及频谱控制器，具有以下有益效果：弥补了高层基于网络级统计信息进行频谱共享不能及时处理突发业务的缺陷，频谱共享颗粒度比小区级大，而比网络级小，是一种折中的设计方案，将敏感信息模糊化的同时，也减少信令交互量。本发明可应用于同优先级的异运营商频谱共享场景，分层进行跨运营商频谱共享可以适当延长共享周期，从而降低信令开销；该方案可以使频谱在网络中更加动态、灵活的使用，提升频谱利用率；运营商间不需要测量或交互敏感信息，可以保证运营商的私密性。

附图说明

图1显示为本发明的网络间频谱共享控制方法的一实施例的流程示意图。

图2显示为本发明的网络间频谱共享控制方法的另一实施例的实现过程示意图。

图3显示为本发明的网络间频谱共享控制方法的又一实施例的实现过程示意图。

图4显示为本发明的频谱控制器的一实施例的模块示意图。

元件标号说明

1 频谱控制器

11 共享区域设置模块

12 共享资源请求模块

13 共享资源确认模块

S1～S4 步骤

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明提供一种网络间频谱共享控制方法。所述网络间频谱共享控制方法可以应用于运营商之间频谱共享。在一个实施例中，如图1所示，所述网络间频谱共享控制方法包括：

步骤S1，将网络间共享频谱资源的频谱共享区域划分为至少两个子区域，确定所述频谱共享区域内共享频谱的网络以及所述网络的共享频谱线位置，针对每个子区域，确定所述子区域相对共享频谱线的偏移量信息，所述共享频谱线的位置和偏移量信息用于划分共享所述子区域的网络所占用的频谱资源。多个运营商在同一地理范围内共享频谱资源，将多个运营商参与频谱共享的区域称为频谱共享区域。每个运营商可以通过一个频谱控制器来对频谱业务进行运营，即运营商与频谱控制器相对应，一个运营商包括至少一个频谱控制器。具体地，将网络间共享频谱资源的的频谱共享区域划分为至少两个子区域包括：按照业务分布将频谱共享区域划分，按照面积将频谱共享区域划分，借助现有的电话号码编排规则将频谱共享区域划分中的任一种。在一个实施例中，按照一定的规则，将频谱共享区域划分为若干个子区域，每一个子区域用一个子区域标识来表示，本发明中称之为子区域ID。对频谱共享区域进行划分时，有如下几种方式：按照业务分布将频谱共享区域划分为若干个子区域。比如一个热点或一栋楼宇作为一个子区域，子区域ID可以用热点名称或楼宇名称来标识。按照面积将频谱共享区域划分成若干个子区域。比如根据经纬度信息对区域进行划分并标记。借助现有的电话号码编排规则将频谱共享区域划分为若干个子区域。子区域ID可以用若干比特来标识，并且子区域ID对两个运营商都是已知的。将不同的频谱共享区域划分方式进行标识，在进行频谱共享时需要根据不同的场景选择一种频谱区域划分方式，比如对于工业园区，更适合用第一种频谱共享区域划分方式，而对于住宅区等场景，可能更适合用第二种频谱共享区域划分方式。在一个实施例中，确定所述子区域的所述偏移量信息具体实现包括：先利用共享频谱的所述网络在所述频谱共享区域内的统计信息计算频谱需求，根据所述两个网络的频谱需求确定所述共享频谱线位置，然后每个所述子区域利用所述本子区域内的信息计算频谱需求，根据所述子区域的频谱需求计算所述各个子区域相对所述共享频谱线位置的偏移量信息，每个所述网络根据所述各个子区域的偏移量信息构建并维护本网络内的所述偏移量列表。在一个实施例中，一段周期时间内，对整个频谱共享区域的信息进行统计，得到统计意义上的频谱需求信息(可以是频谱需求的最大值、平均值等信息)，然后对共享频谱池中的资源进行划分。不失一般性地，我们考虑运营商从两个不同的方向对频谱进行分配，比如运营商A按照从低频向高频的方向分配，运营商B按照从高频到低频的方向分配。共享频谱池按需分配给运营商A和运营商B使用，即共享频谱线左边频谱给运营商A使用，共享频谱线右边频谱给运营商B使用。

步骤S2，当第一网络收到一个子区域的频谱需求信息，且第一网络在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，则向第二网络发出共享频谱请求信息，所述共享频谱请求信息包括需要使用的子区域信息、请求大小信息，所述第一网络与第二网络共享所述子区域的频谱资源。所述共享频谱请求信息中请求大小信息为所述频谱需求的大小减去可以使用的频谱的大小。在一个实施例中，在一个频谱共享周期内，可能会出现某些小小区的业务量突发增大或者某些小小区被激活等情况，此时在网络级频谱共享下得到的频谱资源池分配结果可能无法给这些小小区配置频谱资源(所述子区域不能满足频谱请求信息中的频谱需求)。频谱分配结果表示根据频谱共享区域的统计信息得到的共享频谱池划分结果；实际业务需求是指某一热点区域的频谱需求，这里以热点#1为例进行说明，热点的实际业务需求在正常情况下可能会不大于分配的频谱资源；突发业务需求表示热点出现突发业务时，对频谱需求量激增的情况，这时候对频谱的需求可能会超出本运营商分配的频谱资源。比如，当热点#1所表示的公司要举办大型会议，可能会有大量外来嘉宾到场，使得该热点的频谱需求激增。此时，运营商A在热点#1的频谱需求极有可能会超过该周期内运营商A分配的频谱资源，导致本运营商部分小小区无法正常工作(运营商A的频谱控制器收到热点#1所在子区域的频谱需求信息，且所述子区域不能满足频谱请求信息中的频谱需求)，但是运营商B在热点#1的频谱却依然有空闲；同样运营商B在热点#2也可能会出现同样的状况((运营商B的频谱控制器收到热点#2所在的子区域的频谱需求信息，且所述子区域不能满足频谱请求信息中的频谱需求))。在此称这些缺乏频谱资源的小小区为饥饿小小区。称饥饿小小区所属的运营商为源运营商(第一网络的运营商)，而与之共享频谱的运营商称为目标运营商(第二网络的运营商)。在一个实施例中，共享频谱请求信息包括如下内容：运营商标识(或频谱控制器标识)：用来标识运营商(或频谱控制器)；频谱需求(请求大小信息)：用来确定频谱需求量；子区域ID(需要使用的子区域信息)：用来标识缺乏频谱资源的小小区所属的子区域。

步骤S3，第二网络根据在所述子区域内相对与第二网络的共享频谱线位置的偏移量信息确定可以提供给第一网络的频谱资源，调整当前共享频谱线位置，并发送共享频谱应答信息给第一网络，所述共享频谱应答信息包括允许使用的频谱大小。具体地，第二网络根据在所述子区域内相对与第二网络的共享频谱线位置的偏移量信息确定当前第二网络在所述子区域可以使用的频谱资源，在根据共享频谱请求信息中的请求大小信息确定提供给第一网络的频谱资源(包括允许使用的频谱大小)，此时，第二网络所能使用的频谱资源将调整为：第二网络当前在所述子区域可以使用的频谱资源减去提供给第一网络的允许使用的频谱大小。在一个实施例中，当第二网络当前在所述子区域可以使用的频谱资源小于共享频谱请求信息中的请求大小时，允许使用的频谱大小等于第二网络当前在所述子区域可以使用的频谱资源；当第二网络当前在所述子区域可以使用的频谱资源大于共享频谱请求信息中的请求大小时，允许使用的频谱大小等于共享频谱请求信息中的请求大小。在一个实施例中，共享频谱应答信息包括如下内容：频谱共享允许大小(即允许使用的频谱大小)；功率限制：作为可选项，如果有需要，指明饥饿小小区(第一网络)使用目标运营商(第二网络)频谱的最大功率；使用时长：作为可选项，如果有需要，指明饥饿小小区使用目标运营商频谱的最长时间。

步骤S4，当接收到第二网络的频谱控制器发送的共享频谱应答信息时，根据所述共享频谱应答信息中的允许使用的频谱大小调整当前共享频谱线位置，根据调整后所占用的频谱资源使用所述子区域。具体地，当第一网络接收到第二网络的频谱控制器发送的共享频谱应答信息时，根据所述共享频谱应答信息中的允许使用的频谱大小调整当前共享频谱线位置，所述子区域使用根据调整后所占用的频谱资源。

在一个实施例中，所述网络间频谱共享控制方法还包括：根据计算得到两个共享子区域的网络在所述子区域的频谱需求，确定两个共享所述子区域的网络的基准共享频谱线位置；当第二网络收到所述子区域的频谱需求信息，并且在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，发送共享频谱终止信息给所述第一网络，所述共享频谱终止信息包括基准共享频谱线位置信息；当第一网络收到所述共享频谱终止信息后，将根据所述基准共享频谱线位置确定所使用的频谱资源范围，并停止使用所述频谱资源范围以外的资源，调整与第二网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置，向第二网络发送频谱使用结束信息；所述第二网络接收到所述频谱使用结束信息，调整与第一网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置。共享频谱终止信息包括如下内容：运营商标识(或频谱控制器标识)：用来标识运营商(或频谱控制器)。子区域ID((需要终止的子区域信息))：用来标识共享频谱的子区域。在一个实施例中，所述网络间频谱共享控制方法还包括：当第一网络结束使用通过共享频谱请求所得到的频谱资源后，调整与第二网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置，向第二网络发送频谱使用结束信息；所述第二网络接收到所述频谱使用结束信息，调整与第一网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置。

在一个实施例中，各运营商的频谱控制器利用每一子区域内的业务量或干扰关系等参数计算本区域内的频谱需求，从而得到该子区域相对频谱共享线的偏移量，如ni(i＝1,2,…,N)个分量载波，将各个子区域的频谱共享线偏移值汇总在一起，形成一张表格。某一子区域的频谱共享线偏移量表示本运营商在该子区域冗余的频谱资源，也等效于在该子区域可以给异运营商使用的频谱资源。不失一般性地，假设共享频谱池是一组分量载波(component carrier，CC)。频谱共享线偏移量列表列表中存储着每个子区域中频谱共享线的偏移量允许值(即频谱共享线偏移量n_N CCs)。各运营商的频谱控制器分别维护并周期性更新这个频谱共享线偏移量列表。该列表的使用方法可以有两种方式，一种是周期性地与其他运营商交互这张表格，一种是由事件触发后与其他运营商交互某一子区域的频谱共享线偏移量。通过交换偏移量信息可以在针对性的向允许共享的频谱控制器发送共享频谱请求信息。

由于基于网络统计信息的频谱共享并不会考虑每一个特殊热点或特殊小小区的频谱需求情况，可能会导致频谱资源分配不合理，也就是说依靠统计信息得到的频谱共享结果不能最好地匹配频谱和业务需求。本发明的方案提出的基于频谱共享区域划分的跨运营商频谱共享方式弥补了高层基于网络级统计信息进行频谱共享不能及时处理突发业务的缺陷，频谱共享颗粒度比小区级大，而比网络级小，是一种折中的设计方案，将敏感信息模糊化的同时，也减少信令交互量。

在一个实施例中，所述网络间频谱共享控制方法的实际运用包括事件触发性的使用频谱共享线偏移量列表：当小小区出现饥饿小小区时，饥饿小小区给所属运营商的频谱控制器发送突发频谱需求报警消息，该消息中包括子区域ID、小小区ID、频谱需求等内容。频谱控制器根据收到的消息，给异运营商(即其他运营商)发送子区域频谱共享请求消息，该消息包括运营商标识、子区域ID集合、频谱需求等内容。如果只有一个子区域的小小区有饥饿小小区，那么该消息只包含一个子区域ID；如果同时有多个饥饿小小区跨过几个子区域，那么该消息就是若干个子区域的集合。异运营商根据子区域频谱共享线偏移量列表对频谱使用状况进行分析后，估计可以给异运营商提供的频谱。为避免对子区域中的小小区产生干扰，需要对源运营商作出一定的限制，比如功率限制，这样可以避免异运营商的饥饿小小区使用本运营商频谱时对该区域中的小小区产生干扰。然后给异运营商频谱控制器发送子区域频谱共享应答消息，该消息包括频谱共享线的偏移量、对方应使用的功率限制、使用的时间长度等。为保证频谱共享的公平性，在子区域频谱共享期间，可能会出现目标运营商在该子区域的频谱需求增加，此时，目标运营商可以随时召回已经共享给源运营商的频谱。同样，当源运营商的饥饿小小区使用频谱结束之后，需要及时将频谱归还给目标运营商。如图2所示，具体实施步骤包括如下步骤：

1.运营商A和运营商B执行基于频谱共享区域网络统计信息的高层频谱共享。

1.1运营商A和运营商B的小小区分别对干扰状况、邻居关系等进行测量。

1.2运营商A和运营商B的小小区给所属的频谱控制器发送测量报告。

1.3运营商A和运营商B的频谱控制器交互测量统计信息。

1.4通过运营商A和运营商B之间的协商，对共享频谱池进行划分，确定频谱共享线的位置。

1.5各运营商的频谱控制器分别给所辖的小小区分配频谱资源。

2.运营商A和运营商B执行低层频谱共享。

2.1按照两个运营商协商好的规则，将频谱共享区域划分为若干个子区域，并给每个子区域分配一个子区域ID，子区域ID对小小区是已知的。这个步骤也可以是在网络规划初期配置好的，有新的小小区加入时，只需要为其分配所属的子区域ID即可。

2.2在高层频谱共享所确定的频谱共享线的基础上，各运营商的频谱控制器分别计算各个子区域的频谱共享线偏移量允许值。

2.3频谱控制器根据各个子区域频谱共享线偏移量，构建子区域频谱共享线偏移量列表。

2.4当源运营商的小小区中出现饥饿小小区时，会触发以下步骤。

2.5该小小区给所属运营商的频谱控制器发送突发频谱需求报警消息，该消息中包括子区域ID、小小区ID、频谱需求等内容。

2.6源运营商的频谱控制器给目标运营商的频谱控制器发送一个子区域频谱共享请求消息，该消息中包括运营商标识、子区域ID、频谱需求等。

2.7目标运营商的频谱控制器接收到子区域频谱共享请求消息后，对该子区域中本运营商小小区的频谱使用情况进行分析，根据频谱共享线偏移量列表，判断该子区域频谱共享线偏移量是否为0，如果是，则不存在空闲的分量载波给源运营商使用，停止低层的异运营商频谱共享过程；否则，存在空闲的分量载波给源运营商使用，执行下一步骤。

2.8目标运营商的频谱控制器给源运营商的频谱控制器发送一个子区域频谱共享应答消息，该消息中包括频谱共享线偏移量。

2.9源运营商的频谱控制器根据源运营商发来的频谱共享线偏移量指示，将对应的分量载波按需分配给该子区域中的小小区。

2.10目标运营商的频谱控制器更新频谱共享线偏移量列表。

2.11这段时间内，当目标运营商在本子区域需要更多频谱资源时，会触发以下步骤。

2.12目标运营商的频谱控制器给源运营商的频谱控制器发送子区域频谱共享终止消息，该消息包括运营商标识、子区域ID、频谱召回指示等内容。

2.13源运营商的频谱控制器通知该子区域中的小小区停止使用这些分量载波，重新为其分配资源。

2.14源运营商的频谱控制器给目标运营商的频谱控制器发送子区域频谱共享终止确认消息。

2.15目标运营商的频谱控制器给突发业务的小小区分配频谱资源。

2.16饥饿小小区使用频谱结束。

2.17饥饿小小区给所属的频谱控制器发送频谱使用结束消息。

2.18源运营商的频谱控制器给目标运营商的频谱控制器发送子区域频谱共享终止指示。

2.19目标运营商的频谱控制器更新频谱共享线偏移量列表。

在一个实施例中，在一个实施例中，所述网络间频谱共享控制方法的实际运用包括周期性的使用频谱共享线偏移量列表，在高层长周期的频谱共享基础上，可以执行较短周期的频谱共享线偏移量列表的交互，这样一来，一旦某一子区域出现突发业务，可以通过该列表得到可以使用的异运营商的频谱资源，而无需再给异运营商发送共享请求消息。如图3所示，具体实现步骤包括：

1.运营商A和运营商B执行基于频谱共享区域网络统计信息的高层频谱共享。

1.1运营商A和运营商B的小小区分别对干扰状况、邻居关系等进行测量。

1.2运营商A和运营商B的小小区给所属的频谱控制器发送测量报告。

1.3运营商A和运营商B的频谱控制器交互测量统计信息。

1.4通过运营商A和运营商B之间的协商，对共享频谱池进行划分，确定频谱共享线的位置。

1.5各运营商的频谱控制器分别给所辖的小小区分配频谱资源。

2.运营商A和运营商B执行低层频谱共享。

2.1按照两个运营商协商好的规则，将频谱共享区域划分为若干个子区域，并给每个子区域分配一个子区域ID，子区域ID对小小区是已知的。这个步骤也可以是在网络规划初期配置好的，有新的小小区加入时，只需要为其分配所属的子区域ID即可。

2.2在高层频谱共享所确定的频谱共享线的基础上，各运营商的频谱控制器分别计算各个子区域的频谱共享线偏移量允许值。

2.3频谱控制器根据各个子区域频谱共享线偏移量，构建子区域频谱共享线偏移量列表。

2.4运营商A与运营商B周期性地交互频谱共享线偏移量列表。

2.5出现饥饿小小区，触发以下步骤。

2.6该小小区给所属运营商的频谱控制器发送突发频谱需求报警消息，该消息中包括子区域ID、小小区ID、频谱需求等内容。

2.7饥饿小小区所属的运营商的频谱控制器根据与共享频谱的运营商交互的频谱共享线偏移量列表，确定饥饿小小区可以使用的频谱资源。

2.8饥饿小小区所属的频谱控制器给其分配频谱资源。

本发明提供一种频谱控制器。在一个实施例中，如图4所示，所述频谱控制器1包括共享区域设置模块11、共享资源请求模块12以及共享资源确认模块13。其中：

共享区域设置模块11用于将所述频谱控制器所在网络的频谱共享区域划分为至少两个子区域，针对每一个子区域，确定共享所述子区域的网络，以及共享所述频谱的各个网络的共享频谱线位置，所述共享频谱线的位置用于划分共享所述子区域的网络所占用的频谱资源。多个运营商在同一地理范围内共享频谱资源，将多个运营商参与频谱共享的区域称为频谱共享区域。每个运营商可以通过一个频谱控制器来对频谱业务进行运营，即运营商与频谱控制器相对应，一个运营商包括至少一个频谱控制器。具体地，共享区域设置模块11将网络间共享频谱资源的的频谱共享区域划分为至少两个子区域包括：按照业务分布将频谱共享区域划分，按照面积将频谱共享区域划分，借助现有的电话号码编排规则将频谱共享区域划分中的任一种。在一个实施例中，按照一定的规则，将频谱共享区域划分为若干个子区域，每一个子区域用一个子区域标识来表示，本发明中称之为子区域ID。对频谱共享区域进行划分时，有如下几种方式：按照业务分布将频谱共享区域划分为若干个子区域。比如一个热点或一栋楼宇作为一个子区域，子区域ID可以用热点名称或楼宇名称来标识。按照面积将频谱共享区域划分成若干个子区域。比如根据经纬度信息对区域进行划分并标记。借助现有的电话号码编排规则将频谱共享区域划分为若干个子区域。子区域ID可以用若干比特来标识，并且子区域ID对两个运营商都是已知的。将不同的频谱共享区域划分方式进行标识，在进行频谱共享时需要根据不同的场景选择一种频谱区域划分方式，比如对于工业园区，更适合用第一种频谱共享区域划分方式，而对于住宅区等场景，可能更适合用第二种频谱共享区域划分方式。在一个实施例中，确定所述子区域的所述偏移量信息具体实现包括：先利用共享频谱的所述网络在所述频谱共享区域内的统计信息计算频谱需求，根据所述两个网络的频谱需求确定所述共享频谱线位置，然后每个所述子区域利用所述本子区域内的信息计算频谱需求，根据所述子区域的频谱需求计算所述各个子区域相对所述共享频谱线位置的偏移量信息，每个所述网络根据所述各个子区域的偏移量信息构建并维护本网络内的所述偏移量列表。在一个实施例中，一段周期时间内，对整个频谱共享区域的信息进行统计，得到统计意义上的频谱需求信息(可以是频谱需求的最大值、平均值等信息)，然后对共享频谱池中的资源进行划分。不失一般性地，我们考虑运营商从两个不同的方向对频谱进行分配，比如运营商A按照从低频向高频的方向分配，运营商B按照从高频到低频的方向分配。共享频谱池按需分配给运营商A和运营商B使用，即共享频谱线左边频谱给运营商A使用，共享频谱线右边频谱给运营商B使用。

共享资源请求模块12用于当收到一个子区域的频谱需求信息，且在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，则向第二网络发出共享频谱请求信息，所述共享频谱请求信息包括需要使用的子区域信息、请求大小信息，所述第二网络为与所述频谱控制器所在网络共享所述子区域的频谱资源的网络。在一个实施例中，在一个频谱共享周期内，可能会出现某些小小区的业务量突发增大或者某些小小区被激活等情况，此时在网络级频谱共享下得到的频谱资源池分配结果可能无法给这些小小区配置频谱资源(所述子区域不能满足频谱请求信息中的频谱需求)。频谱分配结果表示根据频谱共享区域的统计信息得到的共享频谱池划分结果；实际业务需求是指某一热点区域的频谱需求，这里以热点#1为例进行说明，热点的实际业务需求在正常情况下可能会不大于分配的频谱资源；突发业务需求表示热点出现突发业务时，对频谱需求量激增的情况，这时候对频谱的需求可能会超出本运营商分配的频谱资源。比如，当热点#1所表示的公司要举办大型会议，可能会有大量外来嘉宾到场，使得该热点的频谱需求激增。此时，运营商A在热点#1的频谱需求极有可能会超过该周期内运营商A分配的频谱资源，导致本运营商部分小小区无法正常工作(运营商A的频谱控制器收到热点#1所在子区域的频谱需求信息，且所述子区域不能满足频谱请求信息中的频谱需求)，但是运营商B在热点#1的频谱却依然有空闲；同样运营商B在热点#2也可能会出现同样的状况((运营商B的频谱控制器收到热点#2所在的子区域的频谱需求信息，且所述子区域不能满足频谱请求信息中的频谱需求))。在此称这些缺乏频谱资源的小小区为饥饿小小区。称饥饿小小区所属的运营商为源运营商(第一网络的运营商)，而与之共享频谱的运营商称为目标运营商(第二网络的运营商)。在一个实施例中，共享频谱请求信息包括如下内容：运营商标识(或频谱控制器标识)：用来标识运营商(或频谱控制器)；频谱需求(请求大小信息)：用来确定频谱需求量；子区域ID(需要使用的子区域信息)：用来标识缺乏频谱资源的小小区所属的子区域。

共享资源确认模块13用于当接收到所述第二网络的频谱控制器发送的共享频谱应答信息时，根据所述共享频谱应答信息中的允许使用的频谱大小调整当前共享频谱线位置，所述子区域使用根据调整后所占用的频谱资源。具体地，当共享资源确认模块13第二网络的频谱控制器发送的共享频谱应答信息时，根据所述共享频谱应答信息中的允许使用的频谱大小调整当前共享频谱线位置，根据调整后所占用的频谱资源使用所述子区域。

在一个实施例中，所述频谱控制器1还包括共享资源应答模块，用于在收到共享频谱请求信息时，根据在所述共享频谱请求信息中的子区域内相对与发送所述共享频谱请求信息的网络的共享频谱线位置的偏移量信息确定可以提供给发送所述共享频谱请求信息的网络的频谱资源，调整与发送所述共享频谱请求信息的网络的共享频谱线位置，并发送共享频谱应答信息给发送所述共享频谱请求信息的网络，所述共享频谱应答信息包括允许使用的频谱大小。具体地，第二网络的频谱控制器的共享资源应答模块根据在所述子区域内相对与第二网络的共享频谱线位置的偏移量信息确定当前第二网络在所述子区域可以使用的频谱资源，在根据共享频谱请求信息中的请求大小信息确定提供给第一网络的频谱资源(包括允许使用的频谱大小)，此时，第二网络的频谱控制器的共享资源应答模块所能使用的频谱资源将调整为：第二网络当前在所述子区域可以使用的频谱资源减去提供给第一网络的允许使用的频谱大小。在一个实施例中，当第二网络当前在所述子区域可以使用的频谱资源小于共享频谱请求信息中的请求大小时，允许使用的频谱大小等于第二网络当前在所述子区域可以使用的频谱资源；当第二网络当前在所述子区域可以使用的频谱资源大于共享频谱请求信息中的请求大小时，允许使用的频谱大小等于共享频谱请求信息中的请求大小。在一个实施例中，共享频谱应答信息包括如下内容：频谱共享允许大小(即允许使用的频谱大小)；功率限制：作为可选项，如果有需要，指明饥饿小小区(第一网络)使用目标运营商(第二网络)频谱的最大功率；使用时长：作为可选项，如果有需要，指明饥饿小小区使用目标运营商频谱的最长时间。

在一个实施例中，所述频谱控制器1还包括共享频谱结束模块，用于当结束使用通过共享频谱请求所得到的频谱资源后，调整与共享频谱的网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置，向共享所述子区域的网络发送频谱使用结束信息。所述频谱控制器1还包括频谱线恢复模块，用于确定每个子区域内与共享频谱的网络的基准共享频谱线位置；当接收到共享所述子区域的网络发送的频谱使用结束信息时，根据所述频谱使用结束信息调整与共享所述子区域的网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置。

在一个实施例中，在一个实施例中，所述频谱线恢复模块还包括：在收到所述子区域的频谱需求信息，且在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，发送共享频谱终止信息给共享所述子区域的网络，所述共享频谱终止信息包括基准共享频谱线位置信息。共享频谱终止信息包括如下内容：运营商标识(或频谱控制器标识)：用来标识运营商(或频谱控制器)。子区域ID((需要终止的子区域信息))：用来标识共享频谱的子区域。所述共享频谱结束模块，还用于当收到共享频谱终止信息后，将根据所述共享频谱终止信息中的基准共享频谱线位置确定所使用的频谱资源范围，并停止使用所述频谱资源范围以外的资源，调整与发送共享频谱终止信息的网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置，向发送共享频谱终止信息的网络发送频谱使用结束信息。

在一个实施例中，所述频谱控制器1还包括共享频谱线调整模块，用于两个共享所述子区域的网络交换彼此的频谱共享线位置信息，以调整所述两个网络的在所述子区域的共享频谱线位置。

综上所述，本发明的一种网络间频谱共享控制方法及频谱控制器，具有以下有益效果：弥补了高层基于网络级统计信息进行频谱共享不能及时处理突发业务的缺陷，频谱共享颗粒度比小区级大，而比网络级小，是一种折中的设计方案，将敏感信息模糊化的同时，也减少信令交互量。本发明可应用于同优先级的异运营商频谱共享场景，分层进行跨运营商频谱共享可以适当延长共享周期，从而降低信令开销；该方案可以使频谱在网络中更加动态、灵活的使用，提升频谱利用率；运营商间不需要测量或交互敏感信息，可以保证运营商的私密性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种网络间频谱共享控制方法，其特征在于，所述网络间频谱共享控制方法包括：

将网络间共享频谱资源的频谱共享区域划分为至少两个子区域，确定所述频谱共享区域内共享频谱的网络以及所述网络的共享频谱线位置，针对每个子区域，确定所述子区域相对共享频谱线的偏移量信息，所述共享频谱线的位置和偏移量信息用于划分共享所述子区域的网络所占用的频谱资源；

当第一网络收到一个子区域的频谱需求信息，且第一网络在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，则向第二网络发出共享频谱请求信息，所述共享频谱请求信息包括需要使用的子区域信息、请求大小信息，所述第一网络与第二网络共享所述子区域的频谱资源；

第二网络根据在所述子区域内相对于第二网络的共享频谱线位置的偏移量信息确定可以提供给第一网络的频谱资源，调整当前共享频谱线位置，并发送共享频谱应答信息给第一网络，所述共享频谱应答信息包括允许使用的频谱大小；

当接收到第二网络的频谱控制器发送的共享频谱应答信息时，根据所述共享频谱应答信息中的允许使用的频谱大小调整当前共享频谱线位置，所述子区域使用根据调整后所占用的频谱资源。

2.根据权利要求1所述的网络间频谱共享控制方法，其特征在于：将网络间共享频谱资源的频谱共享区域划分为至少两个子区域包括：按照业务分布将频谱共享区域划分，按照面积将频谱共享区域划分，借助现有的电话号码编排规则将频谱共享区域划分中的任一种。

3.根据权利要求1所述网络间频谱共享控制方法，其特征在于：确定所述子区域的所述偏移量信息具体实现包括：先利用共享频谱的所述网络在所述频谱共享区域内的统计信息计算频谱需求，根据所述两个网络的频谱需求确定所述共享频谱线位置，然后每个所述子区域利用所述子区域内的信息计算频谱需求，根据所述子区域的频谱需求计算所述各个子区域相对所述共享频谱线位置的偏移量信息，每个所述网络根据所述各个子区域的偏移量信息构建并维护本网络内的所述偏移量列表。

4.根据权利要求1所述的网络间频谱共享控制方法，其特征在于：所述网络间频谱共享控制方法还包括：根据计算得到两个共享子区域的网络在所述子区域的频谱需求，确定两个共享频谱的网络的基准共享频谱线位置；当第二网络收到所述子区域的频谱需求信息，并且在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，发送共享频谱终止信息给所述第一网络，所述共享频谱终止信息包括基准共享频谱线位置信息；当第一网络收到所述共享频谱终止信息后，将根据所述基准共享频谱线位置确定所使用的频谱资源范围，并停止使用所述频谱资源范围以外的资源，调整与第二网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置，向第二网络发送频谱使用结束信息；所述第二网络接收到所述频谱使用结束信息，调整与第一网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置。

5.一种频谱控制器，其特征在于：所述频谱控制器包括：

共享区域设置模块，用于将所述频谱控制器所在网络的频谱共享区域划分为至少两个子区域，针对每一个子区域，确定共享所述子区域的网络，以及共享所述频谱的各个网络的共享频谱线位置，所述共享频谱线的位置用于划分共享所述子区域的网络所占用的频谱资源；

共享资源请求模块，用于当收到一个子区域的频谱需求信息，且在所述子区域所能使用的频谱资源不能满足频谱请求信息中的频谱需求时，则向第二网络发出共享频谱请求信息，所述共享频谱请求信息包括需要使用的子区域信息、请求大小信息，所述第二网络为与所述频谱控制器所在网络共享所述子区域的频谱资源的网络；

共享资源确认模块，用于当接收到所述第二网络的频谱控制器发送的共享频谱应答信息时，根据所述共享频谱应答信息中的允许使用的频谱大小调整当前共享频谱线位置，所述子区域使用根据调整后所占用的频谱资源。

6.根据权利要求5所述的频谱控制器，其特征在于：所述频谱控制器还包括共享资源应答模块，用于在收到共享频谱请求信息时，根据在所述共享频谱请求信息中的子区域内相对于发送所述共享频谱请求信息的网络的共享频谱线位置的偏移量信息确定可以提供给发送所述共享频谱请求信息的网络的频谱资源，调整与发送所述共享频谱请求信息的网络的共享频谱线位置，并发送共享频谱应答信息给发送所述共享频谱请求信息的网络，所述共享频谱应答信息包括允许使用的频谱大小。

7.根据权利要求5所述的频谱控制器，其特征在于：将网络间共享频谱资源的频谱共享区域划分为至少两个子区域包括：按照业务分布将频谱共享区域划分，按照面积将频谱共享区域划分，借助现有的电话号码编排规则将频谱共享区域划分中的任一种。

8.根据权利要求6所述的频谱控制器，其特征在于：确定所述子区域的所述偏移量信息具体实现包括：先利用共享频谱的所述网络在所述频谱共享区域内的统计信息计算频谱需求，根据所述两个网络的频谱需求确定所述共享频谱线位置，然后每个所述子区域利用所述子区域内的信息计算频谱需求，根据所述子区域的频谱需求计算所述各个子区域相对所述共享频谱线位置的偏移量信息，每个所述网络根据所述各个子区域的偏移量信息构建并维护本网络内的所述偏移量列表。

9.根据权利要求5所述的频谱控制器，其特征在于：所述频谱控制器还包括共享频谱结束模块，用于当结束使用通过共享频谱请求所得到的频谱资源后，调整与共享频谱的网络的共享频谱线位置为基准共享频谱线位置，向共享所述子区域的网络发送频谱使用结束信息。

10.根据权利要求9所述的频谱控制器，其特征在于：所述频谱控制器还包括频谱线恢复模块，用于确定每个子区域内与共享频谱的网络的基准共享频谱线位置；当接收到共享所述子区域的网络发送的频谱使用结束信息时，根据所述频谱使用结束信息调整与共享所述子区域的网络的共享频谱线位置为所述基准共享频谱线位置。