CN106973389A - 一种动态频谱共享方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种动态频谱共享方法及装置，涉及通信技术领域，能够提高频谱共享的灵活性。该方法包括：基站在Q值表中添加一周期的Q值，并且基站向基站管理设备上报该周期最大Q值的动作；以及基站接收基站管理设备发送的频谱分配消息，该频谱分配消息中包括基站管理设备为该基站分配的下个周期的频谱。其中，该周期的Q值表示在处于该周期的网络状态下采取不同动作得到的总体回报的估计；网络状态为多个网络制式不同的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，上述多个网络制式不同的小区由该基站的基站管理设备管理；上述动作用于表征基站可申请的信道数量。本发明实施例用于动态频谱共享。

Description

一种动态频谱共享方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种动态频谱共享方法及装置。

背景技术

无线频谱是具有经济和社会价值的有限资源，目前主要的频谱分配方法是为每个网络分配固定频段，例如联通2G网络的上行频段为909MHZ-915MHZ，而联通3G网络的上行频段为1940MHZ-1955MHZ。采用这种分配方法，在某个网络存在一定数量的空闲频段时，其他网络也不能使用该空闲频段，只能使用分配给自己的频段，从而导致频谱资源的浪费。

为了提高频谱的利用率，现有技术中提出一种频谱共享的方案，具体为：根据不同网络(即网络制式不同的小区)的频谱使用情况，将频谱利用率较低的网络(可以称为出让网络)的空闲频谱分配给频谱资源紧张的网络(可以称为受让网络)使用。

采用上述频谱共享的方案，由于在将出让网络的空闲频谱分配给受让网络时，是将指定的频谱带宽分配给受让网络，因此无法实现频谱的动态分配，限制了频谱共享的灵活性。

发明内容

本发明的实施例提供一种动态频谱共享方法及装置，用于提高频谱共享的灵活性。

第一方面，提供一种动态频谱共享方法，该方法包括：

基站在Q值表中添加一周期的Q值，该周期的Q值表示在处于该周期的网络状态下采取不同动作得到的总体回报的估计；其中，网络状态为多个网络制式不同的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，多个网络制式不同的小区由该基站的基站管理设备管理；上述动作用于表征基站可申请的信道数量；

基站向基站管理设备上报该周期最大Q值的动作；

基站接收基站管理设备发送的频谱分配消息，该频谱分配消息中包括基站管理设备为该基站分配的下个周期的频谱。

可选的，上述方法还包括：

基站根据基站管理设备为基站分配的频谱计算基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益；

基站向基站管理设备上报基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益。

可选的，上述方法还包括：

基站根据频谱收益公式：确定基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益；

其中，P_t为第t个周期内小区的频谱收益；n为小区中业务类型的数量；α_i为第t个周期内第i种业务的权重；S_i为第t个周期内小区中第i种业务的总业务量；V_i为第t个周期内第i种业务的单位收益；W为小区的带宽；T为第t个周期的时间长度。

可选的，基站在Q值表中添加一周期的Q值包括：

基站根据一周期的网络状态和公式r_m＝β×(P_m-P_max)，计算该周期的Q学习立即回报值，其中，r_m为Q学习立即回报值，β为大于零且小于1的常数，P_m表示该周期小区m的频谱收益，M表示小区的个数，小区m为M个小区中的任意一个小区，P_max为该周期M个小区的频谱收益的最大值；

基站根据该周期的Q学习立即回报值r_m和公式q'＝(1-δ)×q+δ×r_m更新Q值表中的Q值，q'为该周期的Q值，q为上个周期的Q值，δ为大于零且小于1的常数。

本发明实施例提供的动态频谱共享方法，基站可以在Q值表中添加一周期的Q值，该周期的Q值表示在处于该周期的网络状态下采取不同动作得到的总体回报的估计；并且基站可以向基站管理设备上报该周期最大Q值的动作；以及基站接收基站管理设备发送的频谱分配消息，频谱分配消息中包括基站管理设备为基站分配的下个周期的频谱。其中，网络状态为多个网络制式不同的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，多个网络制式不同的小区由基站的基站管理设备管理，上述动作用于表征基站可申请的信道数量。如此本发明实施例中可以使得基站管理设备根据基站上报的一周期最大Q值的动作为基站分配下个周期的频谱，从而可以实现频谱的动态分配，提高频谱共享的灵活性。

第二方面，提供一种动态频谱共享方法，该方法包括：

基站管理设备接收多个基站在一周期上报的动作，基站在一周期上报的动作用于表征基站在该周期申请的信道数量；上述多个基站由该基站管理设备管理，且上述多个基站服务的小区的网络制式不同；

该基站管理设备根据每个基站在该周期申请的信道数量占多个基站在该周期申请的信道数量之和的比例、以及多个基站在该周期的可共享带宽之和，为每个基站分配其下个周期的频谱。

可选的，上述方法还包括：

基站管理设备接收多个基站上报的多个基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，以获取网络状态。

可选的，多个基站在该周期的可共享带宽的和为多个基站在该周期的带宽之和与多个基站的最小保留带宽之和的差。

本发明实施例提供的动态频谱共享方法，基站管理设备可以接收多个基站在一周期上报的动作，基站在一周期上报的动作用于表征基站在该周期申请的信道数量；上述多个基站由该基站管理设备管理，且上述多个基站服务的小区的网络制式不同；该基站管理设备根据每个基站在该周期申请的信道数量占多个基站在该周期申请的信道数量之和的比例、以及多个基站在该周期的可共享带宽之和，为每个基站分配其下个周期的频谱，从而可以实现频谱的动态分配，提高频谱共享的灵活性。

第三方面，提供一种基站，该基站包括：处理模块和收发模块；

处理模块用于在Q值表中添加一周期的Q值，该周期的Q值表示在处于该周期的网络状态下采取不同动作得到的总体回报的估计，网络状态为多个网络制式不同的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，多个网络制式不同的小区由基站的基站管理设备管理，动作用于表征基站可申请的信道数量；

收发模块用于向基站管理设备上报该周期最大Q值的动作；以及接收基站管理设备发送的频谱分配消息，频谱分配消息中包括基站管理设备为基站分配的下个周期的频谱。

可选的，处理模块还用于根据基站管理设备为基站分配的频谱计算基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益；

收发模块还用于向基站管理设备上报基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益。

可选的，处理模块还用于根据频谱收益公式：确定基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益；

其中，P_t为第t个周期内小区的频谱收益；n为小区中业务类型的数量；α_i为第t个周期内第i种业务的权重；S_i为第t个周期内小区中第i种业务的总业务量；V_i为第t个周期内第i种业务的单位收益；W为小区的带宽；T为第t个周期的时间长度。

可选的，处理模块具体用于根据一周期的网络状态和公式r_m＝β×(P_m-P_max)，计算该周期的Q学习立即回报值，其中，r_m为Q学习立即回报值，β为大于零且小于1的常数，P_m表示该周期小区m的频谱收益，M表示小区的个数，小区m为M个小区中的任意一个小区，P_max为该周期M个小区的频谱收益的最大值；以及根据该周期的Q学习立即回报值r_m和公式q'＝(1-δ)×q+δ×r_m更新Q值表中的Q值，q'为该周期的Q值，q为上个周期的Q值，δ为大于零且小于1的常数。

对于第三方面的技术效果的描述具体可以参照上述对第一方面的技术效果的描述。

第四方面，提供一种基站管理设备，该基站管理设备包括：收发模块和处理模块；

收发模块用于接收多个基站在一周期上报的动作，基站在一周期上报的动作用于表征基站在该周期申请的信道数量；多个基站由基站管理设备管理，多个基站服务的小区的网络制式不同；

处理模块用于根据每个基站在该周期申请的信道数量占多个基站在该周期申请的信道数量之和的比例、以及多个基站在该周期的可共享带宽之和，为每个基站分配其下个周期的频谱。

可选的，收发模块还用于接收多个基站上报的多个基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，以获取网络状态。

可选的，多个基站在该周期的可共享带宽的和为多个基站在该周期的带宽之和与多个基站的最小保留带宽之和的差。

对于第四方面的技术效果的描述具体可以参照上述对第二方面的技术效果的描述。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无线通信系统的架构示意图；

图2为本发明实施例提供的动态频谱共享方法的方法示意图一；

图3为本发明实施例提供的动态频谱共享方法的方法示意图二；

图4为本发明实施例提供的基站的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的基站管理设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例提供的动态频谱共享方法及装置进行详细描述。

在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

如图1所示，本发明实施例提供一种无线通信系统，该无线通信系统中包括一个基站管理设备和多个基站(具体的图1中是以该无线通信系统包括3个基站，分别为基站1，基站2和基站3为例)。其中，3个基站服务的小区的网络制式不同，基站管理设备可以与基站1，基站2和基站3进行通信，并且可以对基站1，基站2和基站3服务的小区进行无线频谱资源管理等。基于图1所示的无线通信系统，基站管理设备可以采用本发明实施例提供的方法对基站1，基站2和基站3服务的小区的频谱资源进行管理，实现频谱共享，在实际应用中基站管理设备可以与基站1，基站2和基站3通过电缆连接或者无线连接，为了便于表示在图中以实线示出。

本发明实施例中网络制式可以包括全球移动通信系统(英文全称：global systemfor mobile communication，英文简称：GSM)网络、通用移动通信系统(英文全称：universal mobile telecommunications system，英文简称：UMTS)网络、长期演进(英文全称：long term evolution，英文简称：LTE)网络，无线局域网(英文全称：wireless localarea networks；英文简称：WLAN)或者其他的无线通信网络。

示例性的，假设基站管理设备管理了4个基站(分别为基站1、基站2、基站3和基站4)，其中，基站1、基站2和基站3的网络制式均不同，且基站4与基站1的网络制式相同，则本发明实施例提供的动态频谱共享方法可以通过基站管理设备管理基站1、基站2和基站3服务的小区或者基站管理设备管理基站4、基站2和基站3服务的小区来实现。又示例的，假设上述基站1、基站2和基站3的网络制式均不同，基站4支持两种网络制式，且该两种网络制式中的一种(称为网络制式a)与基站1相同，另一种(称为网络制式b)与基站1、基站2和基站3的网络制式均不同，则本发明实施例提供的动态频谱共享方法可以通过基站管理设备管理基站1、基站2和基站3服务的小区和基站4服务的网络制式b的小区来实现。

在本发明实施例中，以图1所示的无线通信系统为例进行说明。图1所示的基站1服务的小区可以为GSM网络的一个小区，基站2服务的小区可以为UMTS网络的一个小区，基站3服务的小区可以为LTE网络的一个小区。

本发明实施例提供的动态频谱共享方法，可以通过一个基站管理设备和多个基站之间的信息交互实现，由于基站管理设备与每个基站之间的信息交互方式相同，因此为了描述的方法，下面的实施例中主要以一个基站管理设备和一个基站之间的信息交互为例对本发明实施例提供的动态频谱共享方法进行示例性的说明。

为了更加清楚的说明本发明实施例提供的动态频谱共享方法，下面的描述中区分了不同的时间周期来说明本发明实施例提供的动态频谱共享方法。

第1个周期

如图2所示，本发明实施例提供的动态频谱共享方法包括下述步骤S101-S105。

S101、基站建立Q值表，并在Q值表中添加第1个周期的Q值。

需要说明的是，本发明实施例中的周期是指将执行本发明实施例提供的动态频谱共享方法的时间段所划分出来的时间周期。

本发明实施例中，基站可以在第1个周期建立Q值表，并添加针对第1个周期的Q值，在后续的每个周期中，只需更新Q值表即可。

其中，第1个周期的Q值表示在处于第1个周期的网络状态下采取不同动作得到的总体回报的估计，该网络状态为多个网络制式不同的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，上述多个网络制式不同的小区由该基站的基站管理设备管理。

上述动作用于表征基站可申请的信道数量。

可选的，在上述Q值表中，针对第1周期的频谱收益，基站管理设备管理的多个基站均可以根据频谱收益公式：计算其服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益。

其中，P_t为第t个周期内该小区的频谱收益；n为该小区中业务类型的数量；α_i为第t个周期内第i种业务的权重；S_i为第t个周期内该小区中第i种业务的总业务量；V_i为第t个周期内第i种业务的单位收益；W为该小区的带宽；T为第t个周期的时间长度。

在计算第1周期的频谱收益时，上述频谱收益公式中的t＝1。

当然，由于在第1个周期中基站执行Q学习算法时，第1周期的频谱收益没有实际应用，因此也可以不计算第1个周期的频谱收益。

上述业务可以包括：语音业务(例如长途电话和市内通话等)和增值业务(例如彩信和短信等)、数据业务(例如上网、在线观看视频等)。在实际应用中，运营商可以根据不同的场景制定各项业务的α_i、V_i。例如，GSM网络的通话质量比LTE网络更好，为了保障客户通话能有更好的体验，可以设置GSM网络的语音业务的α_i大于LTE网络的语音业务的α_i。示例的，上述第i中业务可以为彩信业务，该第i种业务的单位收益可以为每条彩信的收益，第i种业务的总业务量可以为单位时间内彩信的条数。

可选的，为了简化数据，可以在根据频谱收益公式计算得到上述频谱收益之后对该频谱收益向下取整。

示例性的，以上述图1所示的无线通信系统为例，基站管理设备管理的基站1、基站2和基站3均可以执行上述S101。下面以基站1建立的Q值表为例对Q值表的具体形式进行示例性的说明，假设在第1个周期内上述小区1，小区2和小区3单位时间、单位带宽的频谱收益分别为P₁ ¹、P₁ ²和P₁ ³，即第1个周期内的网络状态可以表示为b₁＝{P₁ ¹，P₁ ²，P₁ ³}，，而基站1可申请的信道数量可以为1至X(X为大于1的整数)个，即基站采取的动作可以表示为a^j＝{1，2，……X},基站1建立的Q值表中的Q值可以表示为q₁ ^j＝Q(b₁，a^j)，因此在第1个周期内，基站1建立的Q值表可以如表1所示。

本发明实施例中，在第1个周期内，为该Q值表添加第1个周期的Q值可以是将该Q值表中第1个周期的所有Q值均初始化为相同的初始值，例如均初始化为0，则此时Q值表可以为如表2所示。

可选的，在为该Q值表赋Q值之前可以查看该Q值表中是否有网络状态b₁＝{P₁ ¹，P₁ ²，P₁ ³}，若没有，则添加该网络状态。

表1

表2

S102、基站在该Q值表中选择第1个周期最大Q值的动作。

其中，第1个周期最大Q值的动作用于表征该基站在第1个周期申请的信道数量。示例性的，上述基站1可以在表2所示的Q值表中选择最大Q值的动作，由于，表2中所有的Q值均为0，因此可以从表2所示的Q值表中选择任意一个动作(例如选择动作2)，以表征该基站1在第1个周期申请的信道数量为2。

S103、基站向基站管理设备上报该最大Q值的动作。

示例性的，上述基站1将向基站管理设备上报该动作2，也即上报该基站1在第1个周期申请的信道数量为2。

需要说明的是，本发明实施例中，上述基站1、基站2和基站3均可以执行上述S101-S103，以上报各自在第1个周期申请的信道数量。

本发明实施例中，基站向基站管理设备上报该最大Q值的动作，相应的基站管理设备接收该基站上报的动作，从而可以获知该基站申请的信道数量。

S104、基站管理设备根据该基站在第1个周期申请的信道数量占多个基站在第1个周期申请的信道数量之和的比例、以及多个基站在第1个周期的可共享带宽之和，为该基站分配其第2个周期的频谱。

上述S104具体可以通过下述S104a和S104b来实现。

S104a、基站管理设备根据该基站在第1个周期申请的信道数量占多个基站在第1个周期申请的信道数量之和的比例、以及多个基站在第1个周期的可共享带宽之和，计算为该基站分配的第2个周期的频谱。

S104b、基站管理设备向基站发送频谱分配消息，该频谱分配消息中携带基站管理设备为所述基站分配的第2个周期的频谱。

本发明实施例中，基站管理设备向基站发送频谱分配消息，该频谱分配消息中携带基站管理设备为基站分配的第2个周期的频谱，相应的基站接收基站管理设备发送的频谱分配消息。

本发明实施例中，本发明实施例中基站管理设备可以根据上述S105所示的方法为其管理的每个基站分配第2个周期的频谱。即基站管理设备可以根据每个基站在第1个周期申请的信道数量占多个基站在第1个周期申请的信道数量之和的比例，以及多个基站在第1个周期的可共享带宽的和，为每个基站分配其第2个周期的频谱。

可选的，本发明实施例中基站管理设备也可以在第2个周期开始时，为每个基站分配其在第2个周期内的频谱。

可选的，上述基站的可共享带宽可以为该基站(也可以说是该基站所服务的小区)的带宽。

由于通常情况下基站会保留预设的带宽(可以称为最小保留带宽)以保证该基站所服务的小区的基本业务，因此基站的可共享带宽还可以为该基站的带宽与该基站的最小保留带宽之差。

本发明实施例中，在基站的可共享带宽为该基站的带宽与该基站的最小保留带宽之差时，多个基站的可共享带宽之和为多个基站的带宽之和与多个基站的最小保留带宽之和的差。

本发明实施例中，多个基站的可共享带宽之和可以称为可共享总带宽。假设有M个基站，基站管理设备可以根据下述公式(1)计算该m个网络的可共享带宽。

公式(1)：其中，F_d表示可共享总带宽，F表示多个基站的带宽之和，F_k ^min表示M个基站中第k个基站的最小保留带宽。

可选的，本发明实施例中多个基站的带宽之和可以被分为多个信道。其中，每个信道的带宽是多个基站的最小保留带宽的公倍数。

进一步的，可以通过下述公式(2)确定基站管理设备为每个基站分配的第2个周期频谱。

公式(2)其中，f_m表示为基站m分配的第2个周期频谱，a_m表示基站m在第1个周期申请的信道数量，F_d表示第1个周期的可共享总带宽，M表示基站的个数，基站m为M个基站中的任意一个基站，a_k表示M个基站中的第k个基站在第1个周期申请信道数量。上述公式中可以表示基站m在第1个周期申请的信道数量占M个基站在第1个周期申请的信道数量之和的比例。

可选的，为了简化数据，可以在根据上述公式(2)计算出f_m之后，可以对f_m向下取整。

第t(t大于等于2)个周期

如图3所示，本发明实施例提供的动态频谱共享方法，针对后续的每个周期(即第1个周期之后的每个周期)，均通过下述方法步骤S201-S207实现。

S201、基站根据基站管理设备为该基站分配的频谱计算该基站服务的小区第t个周期内单位时间、单位带宽的频谱收益。

本发明实施例中，基站首先可以根据基站管理设备为该基站分配的频谱确定该基站的带宽。该基站的带宽可以为该基站管理设备为该基站分配的频谱带宽与该基站的最小保留带宽的和。

然后基站可以根据上述S101中的频谱收益公式计算第t个周期内该基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益。计算第1个周期之后的每个周期的频谱收益时，上述频谱收益公式中的t大于等于2。

本发明实施例中根据频谱收益公式计算第t个周期内该基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益的方法与根据频谱收益公式计算第1个周期内该基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益的方法类似，具体的根据频谱收益公式计算第t个周期内该基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益的方法具体可以参照上述S101中根据频谱收益公式计算第1个周期内该基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益的方法的描述，此处不再赘述。

S202、基站向基站管理设备上报该基站服务的小区第t个周期内单位时间、单位带宽的频谱收益。

本发明实施例中，基站向基站管理设备上报该基站服务的小区第t个周期内单位时间、单位带宽的频谱收益，相应的基站管理设备接收基站上报的该基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，以获取第t个周期的网络状态。

示例性的，以上述图1所示的无线通信系统为例，基站1、基站2和基站3均可以执行上述S201和S202，以使得基站管理设备可以接收小区1小区2和小区3第t个周期内单位时间、单位带宽的频谱收益，假设上述小区1，小区2和小区3第t个周期内单位时间、单位带宽的频谱收益。

示例性的，假设上述第t个周期为第2个周期，则小区1，小区2和小区3第2个周期内单位时间、单位带宽的频谱收益分别为P₂ ¹、P₂ ²和P₂ ³，则第2个周期的网络状态可以表示为b₂＝{P₂ ¹，P₂ ²，P₂ ³}。

S203、基站管理设备向该基站发送第t个周期的网络状态。

S204、基站根据第t个周期的网络状态在Q值表中添加第t个周期的Q值。

其中，基站根据第t个周期的网络状态在Q值表中添加第t个周期的Q值可以通过下述步骤S204a和S204b实现。

S204a、基站根据第t个周期的网络状态和公式r_m＝β×(P_m-P_max)，计算第t个周期的Q学习立即回报值。

其中，r_m为Q学习立即回报值(通常也可以称为Q学习奖惩值)，β为大于零且小于1的常数，P_m表示第t个周期小区m的频谱收益，M表示小区的个数，小区m为M个小区中的任意一个小区，P_max为第t个周期M个小区的频谱收益的最大值。

可选的，可以根据上述第t个周期的网络状态确定每个基站服务的小区的频谱收益，然后确定出频谱收益的最大值，并根据r_m＝β×(P_m-P_max)计算第t个周期Q学习立即回报值。

公式r_m＝β×(P_m-P_max)通常称为Q学习奖惩函数，由该函数可以看出，在小区m的频谱收益P_m越接近M个小区的频谱收益的最大值P_max时，得到的立即回报r_m越大，如此根据Q学习算法，为了获得最大的立即回报基站在每一次选择动作时，都会在当前周期的网络状态下选择使得小区m在下个周期的频谱收益P_m最大的动作，从而采用本发明实施例提供的动态频谱共享方法，可以使频谱收益最大化。

S204b、基站根据第t个周期的Q学习立即回报值r_m和公式q'＝(1-δ)×q+δ×r_m更新Q值表中的Q值。

其中，q'为第t个周期的Q值，q为第t-1个周期的Q值，δ为大于零且小于1的常数。

具体的，更新Q值表中的Q值可以是计算在第t-1个周期内上述基站选择的动作在第t+1个周期内对应的Q值，并将其更新到该Q值表中。

示例性的，例如在第1个周期上述基站1选择动作2，以表征该基站1申请的信道数量为2。则上述的基站1可以根据S109所示的方法计算第2个周期内该动作2对应的Q值，并将该Q值更新到该Q值表中。而其他动作对应的Q值不做更新仍然为0。例如，P₂ ¹表示第2个周期内小区1单位时间、单位带宽的频谱收益，P_2，max表示第2个周期内小区1小区2和小区3中频谱收益的最大值，则根据上述S204所示的方法计算出的第2个周期动作2对应的Q值可以表示为δ×β×(P₂ ¹-P_2，max)。

示例性的，可以在上述表2的基础上增加第2个周期的Q值。示例性的，结合表2，如表3所示为增加第2个周期的Q值后的Q值表。

表3

需要说明的是，由于P₂ ¹小于或等于P_2，max，因此上述表3中动作2对应的δ×β×(P₂ ¹-P_2，max)为小于或等于0的数。

S205、基站在该Q值表中选择第t个周期最大Q值的动作。

其中，该最大Q值的动作用于表征该基站在第t个周期申请的信道数量。

示例性的，假设第t个周期位第2个周期，基站在该Q值表中选择第t个周期最大Q值的动作时，可以在上述表3中选择第t个周期最大Q值的动作。由于上述表3中δ×β×(P₂ ¹-P_2，max)为小于或等于0的数，因此当δ×β×(P₂ ¹-P_2，max)等于0时，基站可以选表3中X个动作中的任意一个动作，当δ×β×(P₂ ¹-P_2，max)小于0时，基站可以选择表3中X个动作中除动作2之外的任意一个动作。

S206、基站向基站管理设备上报该最大Q值的动作。

对于S206的描述具体可以参照上述第1个周期对S103的相关描述，此处不再赘述。

S207、基站管理设备根据该基站在第t个周期申请的信道数量占多个基站在第t个周期申请的信道数量之和的比例、以及多个基站在第t个周期的可共享带宽之和，为该基站分配其第t+1个周期的频谱。

对于S207的描述具体可以参照上述第1个周期对S104的相关描述，此处不再赘述。

本发明实施例提供的动态频谱共享方法，基站可以在第1个周期建立Q值表，并添加针对第1个周期的Q值。

在后续的每个周期中(即第1个周期后的每一个周期)，只需更新后续的每个周期的Q值。示例性的，可以在后续的每个周期中在原Q值表的基础上(即上一周期添加Q值之后的Q值表的基础上)增加当前周期的Q值。

本发明实施例提供的动态频谱共享方法，基站可以在Q值表中添加一周期的Q值，该周期的Q值表示在处于该周期的网络状态下采取不同动作得到的总体回报的估计；并且基站可以向基站管理设备上报该周期最大Q值的动作；以及基站接收基站管理设备发送的频谱分配消息，频谱分配消息中包括基站管理设备为基站分配的下个周期的频谱。其中，网络状态为多个网络制式不同的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，多个网络制式不同的小区由基站的基站管理设备管理，上述动作用于表征基站可申请的信道数量。如此本发明实施例中可以使得基站管理设备根据基站上报的一周期最大Q值的动作为基站分配下个周期的频谱，从而可以实现频谱的动态分配，提高频谱共享的灵活性。

如图4所示，本发明实施例提供一种基站，该基站包括：处理模块11和收发模块12。

其中，处理模块11用于在Q值表中添加一周期的Q值，该周期的Q值表示在处于该周期的网络状态下采取不同动作得到的总体回报的估计，网络状态为多个网络制式不同的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，多个网络制式不同的小区由基站的基站管理设备管理，动作用于表征基站可申请的信道数量；

收发模块12用于向基站管理设备上报该周期最大Q值的动作；以及接收基站管理设备发送的频谱分配消息，频谱分配消息中包括基站管理设备为基站分配的下个周期的频谱。

可选的，处理模块11还用于根据基站管理设备为基站分配的频谱计算基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益；

收发模块12还用于向基站管理设备上报基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益。

可选的，处理模块11还用于根据频谱收益公式：确定基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益；

其中，P_t为第t个周期内小区的频谱收益；n为小区中业务类型的数量；α_i为第t个周期内第i种业务的权重；S_i为第t个周期内小区中第i种业务的总业务量；V_i为第t个周期内第i种业务的单位收益；W为小区的带宽；T为第t个周期的时间长度。

可选的，处理模块11具体用于根据一周期的网络状态和公式r_m＝β×(P_m-P_max)，计算该周期的Q学习立即回报值，其中，r_m为Q学习立即回报值，β为大于零且小于1的常数，P_m表示该周期小区m的频谱收益，M表示小区的个数，小区m为M个小区中的任意一个小区，P_max为该周期M个小区的频谱收益的最大值；以及根据该周期的Q学习立即回报值r_m和公式q'＝(1-δ)×q+δ×r_m更新Q值表中的Q值，q'为该周期的Q值，q为上个周期的Q值，δ为大于零且小于1的常数。

如图5所示，本发明实施例提供一种基站管理设备，该基站管理设备包括：收发模块21和处理模块22。

收发模块21用于接收多个基站在一周期上报的动作，基站在一周期上报的动作用于表征基站在该周期申请的信道数量；多个基站由基站管理设备管理，多个基站服务的小区的网络制式不同；

处理模块22用于根据每个基站在该周期申请的信道数量占多个基站在该周期申请的信道数量之和的比例、以及多个基站在该周期的可共享带宽之和，为每个基站分配其下个周期的频谱。

可选的，收发模块21还用于接收多个基站上报的多个基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，以获取网络状态。

可选的，多个基站在该周期的可共享带宽的和为多个基站在该周期的带宽之和与多个基站的最小保留带宽之和的差。

本发明实施例提供的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以通过软件程序、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行该计算机指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例中的流程或功能。该计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络或者其他可编程装置。该计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，该计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，DSL))方式或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心传输。该计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包括一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。该可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、磁盘、磁带)、光介质(例如，数字视频光盘(digital video disc，DVD))、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid statedrives，SSD))等。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种动态频谱共享方法，其特征在于，包括：

基站在Q值表中添加一周期的Q值，该周期的Q值表示在处于该周期的网络状态下采取不同动作得到的总体回报的估计，所述网络状态为多个网络制式不同的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，所述多个网络制式不同的小区由所述基站的基站管理设备管理，所述动作用于表征所述基站可申请的信道数量；

所述基站向所述基站管理设备上报该周期最大Q值的动作；

所述基站接收所述基站管理设备发送的频谱分配消息，所述频谱分配消息中包括所述基站管理设备为所述基站分配的下个周期的频谱。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述基站根据所述基站管理设备为所述基站分配的频谱计算所述基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益；

所述基站向所述基站管理设备上报所述基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述基站根据频谱收益公式：确定所述基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益；

其中，P_t为第t个周期内所述小区的频谱收益；n为所述小区中业务类型的数量；α_i为第t个周期内第i种业务的权重；S_i为第t个周期内所述小区中第i种业务的总业务量；V_i为第t个周期内第i种业务的单位收益；W为所述小区的带宽；T为第t个周期的时间长度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站在Q值表中添加一周期的Q值包括：

所述基站根据一周期的网络状态和公式r_m＝β×(P_m-P_max)，计算该周期的Q学习立即回报值，其中，r_m为Q学习立即回报值，β为大于零且小于1的常数，P_m表示该周期小区m的频谱收益，M表示小区的个数，小区m为M个小区中的任意一个小区，P_max为该周期M个小区的频谱收益的最大值；

所述基站根据该周期的Q学习立即回报值r_m和公式q'＝(1-δ)×q+δ×r_m更新Q值表中的Q值，所述q'为该周期的Q值，q为上个周期的Q值，δ为大于零且小于1的常数。

5.一种动态频谱共享方法，其特征在于，包括：

基站管理设备接收多个基站在一周期上报的动作，所述基站在一周期上报的动作用于表征所述基站在该周期申请的信道数量；所述多个基站由所述基站管理设备管理，所述多个基站服务的小区的网络制式不同；

所述基站管理设备根据每个所述基站在该周期申请的信道数量占所述多个基站在该周期申请的信道数量之和的比例、以及所述多个基站在该周期的可共享带宽之和，为每个所述基站分配其下个周期的频谱。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述基站管理设备接收多个基站上报的多个基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，以获取网络状态。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述多个基站在该周期的可共享带宽的和为多个基站在该周期的带宽之和与多个基站的最小保留带宽之和的差。

8.一种基站，其特征在于，包括：处理模块和收发模块；

所述处理模块用于在Q值表中添加一周期的Q值，该周期的Q值表示在处于该周期的网络状态下采取不同动作得到的总体回报的估计，所述网络状态为多个网络制式不同的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，所述多个网络制式不同的小区由所述基站的基站管理设备管理，所述动作用于表征所述基站可申请的信道数量；

所述收发模块用于向所述基站管理设备上报该周期最大Q值的动作；以及接收所述基站管理设备发送的频谱分配消息，所述频谱分配消息中包括所述基站管理设备为所述基站分配的下个周期的频谱。

9.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述处理模块还用于根据所述基站管理设备为所述基站分配的频谱计算所述基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益；

所述收发模块还用于向所述基站管理设备上报所述基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益。

10.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述处理模块还用于根据频谱收益公式：确定所述基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益；

其中，P_t为第t个周期内所述小区的频谱收益；n为所述小区中业务类型的数量；α_i为第t个周期内第i种业务的权重；S_i为第t个周期内所述小区中第i种业务的总业务量；V_i为第t个周期内第i种业务的单位收益；W为所述小区的带宽；T为第t个周期的时间长度。

11.根据权利要求8所述的基站，其特征在于，所述处理模块具体用于根据一周期的网络状态和公式r_m＝β×(P_m-P_max)，计算该周期的Q学习立即回报值，其中，r_m为Q学习立即回报值，β为大于零且小于1的常数，P_m表示该周期小区m的频谱收益，M表示小区的个数，小区m为M个小区中的任意一个小区，P_max为该周期M个小区的频谱收益的最大值；以及根据该周期的Q学习立即回报值r_m和公式q'＝(1-δ)×q+δ×r_m更新Q值表中的Q值，所述q'为该周期的Q值，q为上个周期的Q值，δ为大于零且小于1的常数。

12.一种基站管理设备，其特征在于，包括：收发模块和处理模块；

所述收发模块用于接收多个基站在一周期上报的动作，所述基站在一周期上报的动作用于表征所述基站在该周期申请的信道数量；所述多个基站由所述基站管理设备管理，所述多个基站服务的小区的网络制式不同；

所述处理模块用于根据每个所述基站在该周期申请的信道数量占所述多个基站在该周期申请的信道数量之和的比例、以及所述多个基站在该周期的可共享带宽之和，为每个所述基站分配其下个周期的频谱。

13.根据权利要求12所述的基站管理设备，其特征在于，所述收发模块还用于接收接收多个基站上报的多个基站服务的小区单位时间、单位带宽的频谱收益，以获取网络状态。

14.根据权利要求12或13所述的基站管理设备，其特征在于，所述多个基站在该周期的可共享带宽的和为多个基站在该周期的带宽之和与多个基站的最小保留带宽之和的差。