CN108377501B

CN108377501B - 一种tvws的频谱冲突检测方法、装置及设备

Info

Publication number: CN108377501B
Application number: CN201810448595.5A
Authority: CN
Inventors: 施伟年
Original assignee: Shenzhen Hongdian Technologies Corp
Current assignee: Shenzhen Hongdian Technologies Corp
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2023-05-26
Anticipated expiration: 2038-05-11
Also published as: CN108377501A

Abstract

一种TVWS的频谱冲突检测方法包括：通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE‑TVWS master登记物联网终端的频谱使用信息；若新接收到物联网终端的网络使用请求，获取所述物联终端所请求使用的频谱；将所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息进行比较，确定所请求使用的频谱是否与登记的频谱使用信息冲突。使得物联网终端能够及时的获取频谱冲突信息，减少数据出错或通信失败的可能性。

Description

一种TVWS的频谱冲突检测方法、装置及设备

技术领域

本发明属于物联网领域，尤其涉及一种TVWS的频谱冲突检测方法、装置及设备。

背景技术

物联网(英文全称为Internet of things，英文简称为IoT)是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。作为新兴产业和科技创新的代表，物联网已成为“后危机时代”国际竞争的制高点，各国的决策者对物联网也给予了高度关注。

在频谱资源越来越竞争的环境下，出现了将TVWS(英文全称为TV white space，中文全称为空白电视信号频段)应用于物联网传输的技术，通过将闲置的电视信号频段传输物联网终端的信号，由于其具有灵敏度高、抗干扰强，可以有效的应用于物联网终端的数据通信，但是，由于不同的物联网终端可能在相同时间使用相同的频谱，因此，需要有效的物联网终端的频谱冲突进行有效的检测，以避免相互干扰而使得数据出错或通信失败。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种TVWS的频谱冲突检测方法、装置及设备，以解决现有技术中由于不同的物联网终端可能在相同时间使用相同的频谱，可能会出现物联网终端相互干扰而使得数据出错或通信失败的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种TVWS的频谱冲突检测方法，所述方法包括：

通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master登记物联网终端的频谱使用信息；

若新接收到物联网终端的网络使用请求，获取所述物联终端所请求使用的频谱；

将所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息进行比较，确定所请求使用的频谱是否与登记的频谱使用信息冲突。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能实现方式中，所述通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master登记物联网终端的频谱使用信息的步骤包括：

通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master登记所述物联网终端的频谱使用时间和频段，或者频谱使用者位置和频段，或者频谱使用时间，或者频谱使用者位置。

结合第一方面或第一方面的第一种可能实现方式，在第一方面的第二种可能实现方式中，所述将所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息进行比较，确定所请求使用的频谱是否与登记的频谱使用信息冲突的步骤包括：

获取物联网终端的历史频谱使用样本数据，所述历史频谱使用样本数据包括多个频谱使用者位置环境信息、多个频段以及不同频段的数据传输可靠度；

根据所述历史频谱使用样本数据，学习得到在传输可靠度大于预定值时，所对应的频谱使用者位置、频段的匹配关系；

判断请求使用的频谱与登记的频谱使用信息，是否符合所学习得到的匹配关系。

结合第一方面，在第一方面的第三种可能实现方式中，所述方法还包括：

获取用户的电视频道的使用习惯数据；

根据所述使用习惯数据，确定频段可用数据，所述频段可用数据包括用户的位置及对应的可用频段，或者用户的位置所对应的可用频段和时段；

当所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息冲突，将所述可用数据推荐至物联网终端。

结合第一方面的第三种可能实现方式，在第一方面的第四种可能实现方式中，所述方法还包括：

判断用户的使用习惯中观看的电视频道的数据是否为直播数据；

如果用户的使用习惯中观看的电视频道的数据不是直播数据，则根据物联网终端的频谱使用时段，预先将所述用户的使用习惯中观看的电视频道的数据缓存。

本发明实施例的第二方面提供了一种TVWS的频谱冲突检测装置，所述装置包括：

登记单元，用于通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master登记物联网终端的频谱使用信息；

请求接收单元，用于若新接收到物联网终端的网络使用请求，获取所述物联终端所请求使用的频谱；

冲突确定单元，用于将所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息进行比较，确定所请求使用的频谱是否与登记的频谱使用信息冲突。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能实现方式中，所述登记单元用于：

结合第二方面或第二方面的第一种可能实现方式，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述冲突确定单元包括：

样本数据获取子单元，用于获取物联网终端的历史频谱使用样本数据，所述历史频谱使用样本数据包括多个频谱使用者位置环境信息、多个频段以及不同频段的数据传输可靠度；

学习子单元，用于根据所述历史频谱使用样本数据，学习得到在传输可靠度大于预定值时，所对应的频谱使用者位置、频段的匹配关系；

匹配关系判断子单元，用于判断请求使用的频谱与登记的频谱使用信息，是否符合所学习得到的匹配关系。

本发明实施例的第三方面提供了一种TVWS的频谱冲突检测设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面任一项所述TVWS的频谱冲突检测方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面任一项所述TVWS的频谱冲突检测方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master登记物联网终端的频谱使用信息，当接收物联网终端发送的网络使用请求时，判断所述网络使用请求所请求使用的频谱，是否与登记的频谱使用信息冲突，从而使得物联网终端能够及时的获取频谱冲突信息，减少数据出错或通信失败的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的TVWS的频谱冲突检测的实施场景示意图；

图2是本发明实施例提供的一种TVWS的频谱冲突检测方法的实现流程示意图；

图3是本发明实施例提供的进行频谱比较的实现流程示意图；

图4是本发明实施例提供的又一TVWS的频谱冲突检测方法的实现流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种TVWS的频谱冲突检测装置的示意图；

图6是本发明实施例提供的TVWS的频谱冲突检测设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1为本申请实施例提供的一种TVWS的频谱冲突检测方法的实施场景的示意图，如图1所示，所述实施场景包括：LTE基站、长期演进的空白电视信号频段LTE-TVWS混合网关和物联网终端，并且多个物联网终端构成长期演进的空白电视信号频段LTE-TVWS局域网。其中：

所述长期演进的空白电视信号频段LTE-TVWS混合网关包括长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master、控制器和用户设备能够支持的4GLTE网络传输速率的0等级LTE CAT.0接口，其中，所述长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master可以接收物联网终端的命令或数据，并将所述命令或数据传送至控制器进行处理，包括对物联网终端的管理、对传输进行控制、对协议进行转换或者对本地业务进行处理等，并进一步通过4GLTE网络传输速度的0等级LTE-CAT.0接口将数据或指令上传至LTE基站，使得物联网终端与网络完成数据或指令的交换。

如图2为本申请实施例提供的一种TVWS的频谱冲突检测方法的实现流程示意图，详述如下：

在步骤S201中，通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master登记物联网终端的频谱使用信息；

具体的，所述长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master如图1所示，可以设置在长期演进空白电视信号频段LTE-TVWS混合网关中，通过所述长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master对物联网终端的频谱使用进行管理、登记，实现对物联网终端的频谱冲突检测和预警。

其中，所述长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master所登记的物联网终端的频谱使用信息，包括位置可变化的物联网终端、以及位置固定的物联网终端的频谱信息。

对于位置可变化的物联网终端，可以记录物联网终端的变化的位置，或者在变化的不同位置的出现时间，或者在不同时间和不同位置的使用频段。当然，所记录的信息还可以包括所述物联网终端在不同的位置时，对其它物联网终端造成影响的频段范围、距离范围、影响大小等。

对于位置固定的物联网终端，相应的记录固定的位置，在固定位置的使用时间，或者在不同时间的使用频段。在该固定位置使用时，对其它物联网终端造成影响的频段范围、距离范围、影响大小等。

由于不同的具体环境，比如在室内由于钢筋混凝土等墙体对信号的遮挡，造成相同距离、不同的频谱之间的影响的大小，以及相同频谱的不同距离之间的影响均有可能不同，因此，为了适应不同位置的频谱检测的需要，可以通过所述长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master对历史数据进行统计学习的方式，确定具体位置的频谱之间，或者相同频谱之间的影响的大小。

在步骤S202中，若新接收到物联网终端的网络使用请求，获取所述物联终端所请求使用的频谱；

当由某个物联网终端发送网络使用请求时，所述网络请求中可以包括所述物联网终端的位置、所需要使用的频谱、所需要使用的时间中的一样或者多样。可以通过工作人员的其它网络将所述网络使用请求发送至主机。

其中，可以通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master记录物联网终端的历史使用记录。当接收到物联网终端的网络使用请求时，可以根据物联网终端的标识，查找所述标识对应的使用习惯，当所述物联网终端为位置可变化的物联网终端时，可以根据所述使用习惯确定所述物联网终端的位置变化信息、频谱、使用时间等。如果所述物联网终端为固定位置的物联网终端，可以直读取所述物联网终端的位置信息、频谱、使用时间等。

在步骤S203中，将所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息进行比较，确定所请求使用的频谱是否与登记的频谱使用信息冲突。

根据读取所登记的频谱使用信息，以及请求使用的频谱，两者进行比较，判断是否存在位置和时间的相同或相近，如果位置和时间相同或相近，可进一步判断频谱是否相同或相近，根据相近的程度进一步确定可能会造成冲突的程度，从而生成冲突检测结果。优选的一种实施方式中，如图3所示，进行比较的过程可以包括：

在步骤S301中，获取物联网终端的历史频谱使用样本数据，所述历史频谱使用样本数据包括多个频谱使用者位置环境信息、多个频段以及不同频段的数据传输可靠度；

所述位置环境信息可以包括物联网终端所在环境的障碍物的多少、障碍物的种类等。

在步骤S302中，根据所述历史频谱使用样本数据，学习得到在传输可靠度大于预定值时，所对应的频谱使用者位置、频段的匹配关系；

根据大量的历史样本数据，可以确定不同位置在不同的频谱间隔、不同的物联网终端间隔进行使用时，对物联网终端进行数据传输时的可靠度，根据该可靠度确定不同的位置所对应的位置间隔或者频谱间隔的匹配关系。比如在位置A，物联网终端使用频段间隔为X时，物联网终端的距离必须大于Y等。

在步骤S303中，判断请求使用的频谱与登记的频谱使用信息，是否符合所学习得到的匹配关系。

根据学习得到的匹配关系，对请求使用的频谱与登记的频谱使用信息进行比较，判断是否符合预先学习的匹配要求，如果符合，则不会产生频谱冲突，如果不符合，则可能会产生频谱冲突。

通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master登记物联网终端的频谱使用信息，当接收物联网终端发送的网络使用请求时，判断所述网络使用请求所请求使用的频谱，是否与登记的频谱使用信息冲突，从而使得物联网终端能够及时的获取频谱冲突信息，减少数据出错或通信失败的可能性。

图4为本申请实施例提供的频谱冲突检测方法的实现流程示意图，在图2所述的频谱冲突检测方法的基础上，所述方法还包括：

在步骤S401中，获取用户的电视频道的使用习惯数据；

可以由长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master统计用户的电视播放频道，从而可以根据电视播放频道确定所述播放频道对应的频谱。

所述用户的电视频道的使用习惯数据，可以包括使用时段、频道信息、切换频率等。

在步骤S402中，根据所述使用习惯数据，确定频段可用数据，所述频段可用数据包括用户的位置及对应的可用频段，或者用户的位置所对应的可用频段和时段；

由于电视广播频谱的范围是确定的，当用户的使用习惯为在A时段经常使用频道B时，则可以将A时段中的频道B所对应的频谱分别登记为不可用时段和频段。

如果用户的使用习惯为经常切换，且切换频率大于一定频率值时，则可将切换的多个频道对应的频谱登记为不可用频段。

在步骤S403中，当所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息冲突，将所述可用数据推荐至物联网终端。

如果请求使用的频谱与登记的频谱使用信息冲突，则可向物联网终端推荐当前时间可用的频段，从而使得物联网终端能够正常有效的进行数据传输。

另外，作为本申请进一步优选的实施方式中，所述方法还包括：

通过对非直播的数据进行缓存，比如缓存在用户的机顶盒或者电视盒子等大容量的存储设备，从而可以使得可用的频谱时段进行迁移，更好的适应物联网终端的通信要求。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

图5为本申请实施例提供的一种TVWS的频谱冲突检测装置的结构示意图，详述如下：

所述TVWS的频谱冲突检测装置，包括：

登记单元501，用于通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master登记物联网终端的频谱使用信息；

请求接收单元502，用于若新接收到物联网终端的网络使用请求，获取所述物联终端所请求使用的频谱；

冲突确定单元503，用于将所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息进行比较，确定所请求使用的频谱是否与登记的频谱使用信息冲突。

优选的，所述登记单元用于：

优选的，所述冲突确定单元包括：

图5所述TVWS的频谱冲突检测装置，与图2所述的TVWS的频谱冲突检测方法对应。

图6是本发明一实施例提供的TVWS的频谱冲突检测设备的示意图。如图6所示，该实施例的TVWS的频谱冲突检测设备6包括：处理器60、存储器61以及存储在所述存储器61中并可在所述处理器60上运行的计算机程序62，例如TVWS的频谱冲突检测程序。所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各个TVWS的频谱冲突检测方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤101至103。或者，所述处理器60执行所述计算机程序62时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图5所示模块501至503的功能。

示例性的，所述计算机程序62可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器61中，并由所述处理器60执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序62在所述TVWS的频谱冲突检测设备6中的执行过程。例如，所述计算机程序62可以被分割成登记单元、请求接收单元和冲突确定单元，各单元具体功能如下：

所述TVWS的频谱冲突检测设备可包括，但不仅限于，处理器60、存储器61。本领域技术人员可以理解，图6仅仅是TVWS的频谱冲突检测设备6的示例，并不构成对TVWS的频谱冲突检测设备6的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述TVWS的频谱冲突检测设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器60可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器61可以是所述TVWS的频谱冲突检测设备6的内部存储单元，例如TVWS的频谱冲突检测设备6的硬盘或内存。所述存储器61也可以是所述TVWS的频谱冲突检测设备6的外部存储设备，例如所述TVWS的频谱冲突检测设备6上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器61还可以既包括所述TVWS的频谱冲突检测设备6的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器61用于存储所述计算机程序以及所述TVWS的频谱冲突检测设备所需的其他程序和数据。所述存储器61还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，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单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，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，在本发明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。

所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种TVWS的频谱冲突检测方法，其特征在于，所述方法包括：

若新接收到物联网终端的网络使用请求，获取所述物联网终端所请求使用的频谱；

将所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息进行比较，确定所请求使用的频谱是否与登记的频谱使用信息冲突；

其中，所述将所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息进行比较，确定所请求使用的频谱是否与登记的频谱使用信息冲突的步骤包括：

2.根据权利要求1所述的TVWS的频谱冲突检测方法，其特征在于，所述通过长期演进的空白电视信号频段主机LTE-TVWS master登记物联网终端的频谱使用信息的步骤包括：

3.根据权利要求1所述的TVWS的频谱冲突检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取用户的电视频道的使用习惯数据；

4.根据权利要求3所述的TVWS的频谱冲突检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.一种TVWS的频谱冲突检测装置，其特征在于，所述装置包括：

请求接收单元，用于若新接收到物联网终端的网络使用请求，获取所述物联网终端所请求使用的频谱；

冲突确定单元，用于将所请求使用的频谱与登记的频谱使用信息进行比较，确定所请求使用的频谱是否与登记的频谱使用信息冲突；

其中，所述冲突确定单元包括：

6.根据权利要求5所述的TVWS的频谱冲突检测装置，其特征在于，所述登记单元用于：

7.一种TVWS的频谱冲突检测设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述TVWS的频谱冲突检测方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述TVWS的频谱冲突检测方法的步骤。