CN110808798A - 一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，包括地理位置数据库，用于查询当前区域的可用频谱；频谱管理器，用于收集周边地理区域不同频段的空闲频谱资源，形成频谱资源池；主系统，用于提供空闲频谱资源，包括当授权频谱自身频谱富余，则将空闲频谱资源放入频谱资源池；次系统，用于共享主系统的空闲频谱资源，空闲频谱资源为适用于次系统传输数据的频谱资源；其中，频谱管理器能够通过因特网访问地理位置数据库，以查询可用频谱适用范围，进而为次系统配置合适次系统通信的空闲频谱资源。本发明使得不同网络根据需求和条件能获得空闲无线频谱资源，达到提升无线频谱利用效率的目标。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信频谱技术领域，尤其涉及一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统。
背景技术
无线频谱资源包括授权频谱，诸如CDMA2000、WCDMA、HSPA、LTE和IMT的移动网络、无线电和电视广播、GPS、无线电天文学、用于卫星通信的地面站以及许多其它的用途：也包括免授权频谱，例如针对乡村区域的无线区域网(WRAN)宽带接入以及无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)采用的工业、科学和医疗(ISM)共享频带。随着无线通信业务的飞速发展和日益增长的移动数据使用量，无线频谱资源显得越发紧张，使得有限频谱资源和猛增的需求间的矛盾日益突出。传统的频谱分配方式拒绝没有得到授权的用户利用授权频段：缺乏授权用户使用空闲的免授权频谱资源的方法，这无疑大大限制了频谱利用率，资源浪费严重。
为了协调频谱的使用，IEEE802.19[1]工作组正在开发共存管理器(coexistencemanager)，如图14所示，802.19.1系统的网络架构包括共存管理器，共存启用器，共存发现和信息服务器3个实体和6个逻辑接口(接口A，B1，B2，B3，C，D)以及3个外部元件(TVWS数据库，TVBD网络或设备和运营商管理实体)。它定义电视空白空间的共存规则，即主要网络和用户是所选频带的现任用户，具有对频带的优先接入形式。主要网络包括诸如用于商业无线电和电视广播网络。仅当存在未被主要用户使用的资源时，才允许次要网络和用户使用所选频带。次要网络包括任何在TV空白空间(TVWS)中未获许可地进行操作，并且使用TV频带设备(TVBD)要求的传输设备。次要网络和设备可使用认知无线电或其它技术检测现任的主要TV广播方的信号出现在局部的TV频带空白空间中，以便使未获许可的次要用户能够立即放弃使用该频带。
该标准通过相异或独立操作的TVBD网络和相异的TVBD提供标准共存方法，达到IEEE802无线标准族能够最有效使用TV空白空间的目的。然而，该标准仅仅考虑TV空白空间空闲频谱资源，并未涉及其它网络或系统，缺乏扩展性。由于不同的标准遵循不同的协议，不同无线网络具有不同带宽，所以如果相异的无线系统在同一位置同时操作，则会彼此干扰。在此情况下，如何在不同或独立操作的无线网络和使用不同频段的设备间提供共存方法来有效使用各个空闲频带的方法仍未得到解决。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，所述技术方案如下：
本发明提供了一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，包括：
地理位置数据库，用于查询当前区域的可用频谱，并能够发送和接收频谱信息及其发射特征和操作参数；
频谱管理器，用于收集周边地理区域不同频段的空闲频谱资源，获得所述空闲频谱资源的管理权限，形成频谱资源池，或通过侦听免授权频段判断信道是否空载，若是，则将所述免授权频段的频谱资源放入频谱资源池；
主系统，用于提供空闲频谱资源，包括当授权频谱自身频谱富余，则将空闲频谱资源放入频谱资源池；
次系统，用于共享所述主系统的空闲频谱资源，所述空闲频谱资源为适用于次系统传输数据的频谱资源；
其中，所述频谱管理器能够通过因特网访问所述地理位置数据库，以查询可用频谱适用范围，进而为次系统配置合适次系统通信的空闲频谱资源。
进一步地，所述次系统能够感知其所处的频谱环境，若主系统需要占用次系统当前正在使用的信道，则所述次系统在预设的时间内释放该信道，以供主系统使用。
作为其中一种可实现的技术方案，所述频谱管理器为集中式部署空闲频谱资源，包括：所述频谱管理器接收次系统的空闲频谱资源请求后，所述频谱管理器向所述次系统作出集中式空闲频谱资源配置响应，其中，所述空闲频谱资源请求的消息包括以下字段：
信道竞争能力，表示次系统使用空闲频谱资源的设备是否具有竞争信道的能力；
资源需求量，表示所述次系统需要获取的最小空闲频谱资源；
更多数据标识，表示所述次系统在当前数据传输结束后是否期望长期使用空闲频谱资源；
标准类型，表示所述次系统遵循的标准协议，体现无线网络基本的频谱应用策略；
位置信息，表示所述次系统使用空闲频谱资源的设备所在区域；
所述集中式空闲频谱资源配置响应消息包括以下字段：
空闲频谱使用策略，包括起始频率、配置带宽、资源占用时长、频带允许最大发射功率；
资源标识，包括竞争标识和私有标识，所述竞争标识表示次系统采用竞争方式共享所述空闲频谱资源，所述私有标识表示次系统以私有独占方式使用所述空闲频谱资源；
持续使用频谱策略，对应于所述空闲频谱资源请求的消息中所述更多数据标识字段为真的前提下，所述持续使用频谱策略表示后续期望长期使用空闲频谱资源的方式。
作为另一种可实现的技术方案，所述频谱管理器为分布式部署空闲频谱资源，包括：所述频谱管理器接收次系统的空闲频谱资源请求后，所述频谱管理器向次系统作出分布式空闲频谱资源配置响应列表，并在次系统从所述分布式空闲频谱资源配置响应列表中选择空闲频谱资源后，所述次系统向所述频谱管理器回复分布式空闲频谱资源确认消息，其中，所述空闲频谱资源请求的消息包括以下字段：
信道竞争能力，表示次系统使用空闲频谱资源的设备是否具有竞争信道的能力；
资源需求量，表示所述次系统需要获取的最小空闲频谱资源；
更多数据标识，表示所述次系统在当前数据传输结束后是否期望长期使用空闲频谱资源；
标准类型，表示所述次系统遵循的标准协议，体现无线网络基本的频谱应用策略，包括数字蜂窝系统帧长、WiFi系统带宽；
位置信息，表示所述次系统使用空闲频谱资源的设备所在区域；
所述分布式空闲频谱资源配置响应列表消息包括各个空闲频谱资源、对应信道使用策略列表及其索引；
所述分布式空闲频谱资源确认消息包括所述次系统从所述分布式空闲频谱资源配置响应列表中选择的空闲频谱资源的索引号。
进一步地，所述空闲频谱资源请求的消息中的标准类型包括数字蜂窝系统帧长、WiFi系统带宽；
所述频谱管理器根据所述空闲频谱资源请求的消息中的位置信息，结合地理位置数据库的信息，判断待分配的频谱资源在该位置是否可用以及是否符合干扰限制。
进一步地，所述集中式空闲频谱资源配置响应消息的持续使用频谱策略包括以私有独占式、机会通信或对等方式使用空闲频谱资源。
进一步地，所述分布式空闲频谱资源配置响应列表消息的对应信道使用策略列表包括：
空闲频谱使用策略，包括起始频率、配置带宽、资源占用时长、频带允许最大发射功率；
资源标识，包括竞争标识和私有标识，所述竞争标识表示次系统采用竞争方式共享所述空闲频谱资源，所述私有标识表示次系统以私有独占方式使用所述空闲频谱资源；
持续使用频谱策略，对应于所述空闲频谱资源请求的消息中所述更多数据标识字段为真的前提下，所述持续使用频谱策略表示后续期望长期使用空闲频谱资源的方式。
可选地，所述次系统为包括移动网络的基础设施网络，对应用户设备为次系统设备。
可选地，所述次系统为WiFi网络，对应WiFi站点为次系统设备。
进一步地，当所述频谱管理器接收所述WiFi网络发送的空闲频谱资源请求，所述频谱管理器根据所述空闲频谱资源请求为WiFi网络配置空闲频谱资源，并将配置得到的集中式空闲频谱资源配置响应消息发送至WiFi网络，其中，WiFi使用资源总时长低于所述空闲频谱使用策略中的资源占用时长，所述WiFi网络根据所述集中式空闲频谱资源配置响应消息获取空闲频谱资源，使用LBT方式在共享频带传输WiFi数据。
本发明的目标是实现在不同或独立操作的无线网络和使用不同频段的设备间使用空闲频谱资源，本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
a.简化了尝试访问空闲频谱的交互流程，适用范围广，在存在诸如频谱管理器的频谱资源池的前提下，只要网络有使用共享(空闲)频谱的意愿，不需要逐个频段分别尝试访问，网络一次性就能确定是否存在空闲资源，是否能够接入并工作在空闲的频带上；
b.减少信令开销，节省时延，尤其适合处理突发性数据流：信令消息中的"持续使用频谱策略"字段具有"一次分配，多次使用"的特点，不需要在每个新数据发送前重复确认资源使用权，从而降低了信令开销，节省时延；
c.提升空闲频谱使用效率：频谱管理器管理空闲频谱且空闲资源满足网络使用要求的情况下，就能最大限度地被无线网络使用，服务于网络。
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基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统的集中式部署频谱资源示意图；
图2是本发明实施例提供的无线电空闲资源共享系统的频谱管理器接收的空闲频谱资源请求的消息字段示意图；
图3是本发明实施例提供的频谱管理器发送的集中式空闲频谱资源配置响应消息的字段示意图；
图4是本发明实施例提供的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统的分布式部署频谱资源示意图；
图5是本发明实施例提供的频谱管理器发送的分布式空闲频谱资源配置响应列表消息的字段示意图；
图6是本发明实施例提供的频谱管理器接收的分布式空闲频谱资源确认消息的字段示意图；
图7是本发明实施例提供的频谱管理器集中式部署空闲频谱资源的第一通信时序图；
图8是本发明实施例提供的对应于图7的空闲频谱资源请求消息的字段示意图；
图9是本发明实施例提供的对应于图7的集中式空闲频谱资源配置响应消息的字段示意图；
图10是本发明实施例提供的频谱管理器集中式部署空闲频谱资源的第二通信时序图；
图11是本发明实施例提供的频谱管理器集中式部署空闲频谱资源的第三通信时序图；
图12是本发明实施例提供的频谱管理器集中式部署空闲频谱资源的第四通信时序图；
图13是本发明实施例提供的频谱管理器分布式部署空闲频谱资源的通信时序图；
图14是现有技术中802.19.1系统的网络架构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
本发明公开的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统要求网络满足以下假设条件：
(1)参与空闲频谱资源的次系统能自动感知所处的频谱环境，在机会式使用共享频谱的场景中，一旦主系统需要占用次系统正在使用的信道，次系统能够在规定时间内快速释放该信道供主系统使用。
(2)存在地理位置数据库，用于可用频谱的查询。例如传送和接收诸如频谱信息、发射特征以及其它允许的操作参数。通过地理位置数据库查询可用频谱，从而控制频谱使用区域，降低甚至可以避免次系统对主系统产生干扰。
在本发明的一个实施例中，提供了一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，包括：
地理位置数据库，用于查询当前区域的可用频谱，并能够发送和接收频谱信息及其发射特征和操作参数；
频谱管理器，用于收集周边地理区域不同频段的空闲频谱资源，获得所述空闲频谱资源的管理权限，形成频谱资源池，或通过侦听免授权频段判断信道是否空载，若是，则将所述免授权频段的频谱资源放入频谱资源池；
主系统，用于提供空闲频谱资源，包括当授权频谱自身频谱富余，则将空闲频谱资源放入频谱资源池；
次系统，用于共享所述主系统的空闲频谱资源，所述空闲频谱资源为适用于次系统传输数据的频谱资源；
其中，所述频谱管理器能够通过因特网访问所述地理位置数据库，以查询可用频谱适用范围，进而为次系统配置合适次系统通信的空闲频谱资源。
频谱管理器，简写为SMEnabler，其可收集周边地理区域不同频段的空闲频谱，形成一个逻辑上的频谱资源池。例如，若授权频谱自身频谱富余，则将其空闲频谱放入频谱池中，租借给其它系统使用。租用系统可能是没有授权频谱的系统，如无线局域网，也可能是自身授权频谱己经全部用完的授权系统。频谱管理器协助频谱持有者(主系统)管理被次系统使用的频谱资源，提高频谱利用率。频谱管理器持有的空闲频谱包含但不受限于诸如蜂窝移动系统，TV空白空间，卫星频带以及其它空白或未被主系统使用的频谱资源，也可包括免授权空闲频谱资源。这里将提供空闲频谱(也称作共享频谱，视场景确定)资源的系统称为主系统，共享主系统空闲频谱资源的系统称为次系统。对工作在免授权频带的系统而言，每个通信系统既是主系统(使用频谱资源时〉又是次系统(释放频谱资源时)。对免授权频段的共享频谱而言，频谱管理器可通过周期侦听免授权频段判断信道是否空载，是否适合次系统通信。若空闲或适合次系统通信，则免授权频段的共享频谱资源可放入频谱管理器的频谱资源池。无论是空闲频谱，还是共享频谱，都是指可适用于次系统传输数据的频谱资源。需要指出的是，频谱管理器可通过因特网访问地理位置数据库，查询可用频谱使用范围，控制频谱使用区域，为次系统配置合适的频谱资源。
基于频谱管理器和假设条件，作为其中一种可实现的技术方案，所述频谱管理器为集中式部署空闲频谱资源，如图1所示：首先，如果主系统工作在授权频段，则RMEnabler可与主系统协商，协助主系统管理空闲频谱资源，获得空闲频谱；或者RMEnabler周期侦听免授权频段，获取适合次系统工作的免授权共享频谱。然后，所述频谱管理器接收次系统的空闲频谱资源请求SHRRequest，所述频谱管理器向所述次系统作出集中式空闲频谱资源配置响应SHRResponse，如图2所示，所述空闲频谱资源请求的消息包括以下字段：
信道竞争能力，其表示次系统使用空闲频谱的设备是否具有竞争信道的能力，例如发送之前监听(Listen-Before-Talk,简称LBT)，发送之前不监听(Non-ListenBefore-Talk，简称Non-LBT)，次系统将卸载到空闲频谱的最小数据量，当前数据传输结束后是否仍使用空闲频谱，次系统遵循的标准协议，以及设备的地理位置；
资源需求量，表示所述次系统需要获取的最小空闲频谱资源；
更多数据标识，表示次系统在当前数据传输结束后是否仍有数据，是否期望长期使用空闲频谱；
标准类型，表示次系统遵循的标准协议，该字段可体现无线网络基本的频谱应用策略，例如数字蜂窝系统帧长，WiFi系统带宽；
位置信息，表示次系统使用空闲频谱的设备的区域。根据位置信息，结合地理位置数据库信息，频谱管理器可初步判断分配的频谱资源在所述位置是否可用，是否符合干扰限制。通过控制频谱使用区域，一定程度上降低次系统对主系统产生干扰。
如图3所示，所述集中式空闲频谱资源配置响应消息包括以下字段：
空闲频谱使用策略，包括起始频率、配置带宽、资源占用时长、频带允许最大发射功率，如果空闲频谱资源用于WiFi网络传输，WiFi使用资源总时长应低于所述资源占用时长；
资源标识，包括竞争标识和私有标识，所述竞争标识表示次系统采用竞争方式共享所述空闲频谱资源，所述私有标识表示次系统以私有独占方式使用所述空闲频谱资源；
持续使用频谱策略，对应于所述空闲频谱资源请求的消息中所述更多数据标识字段为真的前提下(即已知次系统期望持续使用频谱资源)，所述持续使用频谱策略表示后续期望长期使用空闲频谱资源的方式，例如私有独占式，机会通信，对等方式或其它频谱共享方式。
在本发明的一个实施例中，以移动网络(基础设施网络)为次系统，以用户设备(User Equipment)为次系统设备。若RMEnabler可根据候选的空闲频谱，信道状况或其它信息集中式部署空闲频谱，使得空闲频谱资源的多个无线电系统避免或减低相互之间的干扰，那么频谱管理器RMEnbler可以采用集中管理资源分配。
如图7所示，首先，当RMEnabler接收到基础设施网络发送的空闲频谱资源请求SHRRequest，如图8所示，该消息字段中，“信道竞争能力”标识为“LBT”，“更多数据”标识为逻辑真，若RMEnabler分配给基础设施网络的资源可持续采用对等方式使用，则它根据“标准类型”和“资源需求量”配置“空闲频谱使用策略”且“持续使用频谱策略”设为“对等方式”。基于提供地理覆盖区域的“位置信息”，RMEnabler向地理位置数据库进行可用频谱的查询，根据设备地理位置和地理位置数据库返回的信息选出适合的空闲频带作为候选资源。然后将候选资源填入集中式空闲频谱资源配置响应消息SHRResponse，如图9所示，然后将集中式空闲频谱资源配置响应消息SHRResponse发送至基础设施网络。在获得“资源需求量”的资源后，移动网络在共享频带私有独占传输蜂窝数据。最后，若当前资源传输蜂窝数据后，后续“更多数据”采用对等方式(如LBT)竞争信道，完成数据传输。
在本发明的另一个实施例中，以WiFi网络为次系统，以WiFi站点为次系统设备。特别地，如果WiFi网络在其它授权频谱资源上传输数据，如图10所示。首先，当频谱管理器RMEnabler接收到WiFi网络发送的携带“信道竞争能力”标识为“LBT”、“更多数据”标识为真的空闲频谱资源请求SHRequest后，如果频谱管理器RMEnabler分配给WiFi网络的资源允许采用对等方式，则它可将“竞争标识/私有标识”和“持续使用频谱策略”设为“对等方式”'，然后将集中式空闲频谱资源配置响应SHRResponse发送给WiFi网络。接着，在得到资源后，WiFi数据可使用LBT方式在共享频带传输数据。
在本发明的一个实施例中，如图11所示，若集中式空闲频谱资源配置响应SHRResponse字段“持续使用频谱策略”标识设为“私有使用”，则移动网络可一直独占空闲频谱资源，直至数据传输完成。例如频谱管理器RMEnabler将其他授权用户的频谱资源临时租用给移动网络完成数据传输。
在本发明的一个实施例中，如图12所示，当集中式空闲频谱资源配置响应SHRResponse字段“持续使用频谱策略”标识设为“机会通信”时，移动网络可私有使用空闲频谱资源，一旦监测到主系统需要占用正在使用的信道，蜂窝系统必须快速释放该信道，以供主系统使用，例如，移动网络在TV空白空间传输数据，若信道开始传输电视信号，则移动网络需要退回到授权频段。
作为另一种可实现的技术方案，所述频谱管理器为分布式部署空闲频谱资源，如图4所示：同样地，首先，如果主系统工作在授权频段，则频谱管理器RMEnabler可与主系统协商，协助主系统管理空闲频谱资源，获得空闲频谱；或者频谱管理器RMEnabler周期侦听免授权频段，获取适合次系统工作的免授权共享频谱。然后，所述频谱管理器接收次系统的空闲频谱资源请求，所述频谱管理器向次系统作出分布式空闲频谱资源配置响应列表SHRList，并在次系统从所述分布式空闲频谱资源配置响应列表中选择空闲频谱资源后，所述次系统向所述频谱管理器回复分布式空闲频谱资源确认消息SHRConfirm，同样如图2所示，所述空闲频谱资源请求的消息包括以下字段：
信道竞争能力，表示次系统使用空闲频谱资源的设备是否具有竞争信道的能力；
资源需求量，表示所述次系统需要获取的最小空闲频谱资源；
更多数据标识，表示所述次系统在当前数据传输结束后是否期望长期使用空闲频谱资源；
标准类型，表示所述次系统遵循的标准协议，体现无线网络基本的频谱应用策略，包括数字蜂窝系统帧长、WiFi系统带宽；
位置信息，表示所述次系统使用空闲频谱资源的设备所在区域；
如图5所示，所述分布式空闲频谱资源配置响应列表消息包括各个空闲频谱资源、对应信道使用策略列表及其索引；其中，所述分布式空闲频谱资源配置响应列表消息的对应信道使用策略列表包括：
空闲频谱使用策略，包括起始频率、配置带宽、资源占用时长、频带允许最大发射功率；
资源标识，包括竞争标识和私有标识，所述竞争标识表示次系统采用竞争方式共享所述空闲频谱资源，所述私有标识表示次系统以私有独占方式使用所述空闲频谱资源；
持续使用频谱策略，对应于所述空闲频谱资源请求的消息中所述更多数据标识字段为真的前提下，所述持续使用频谱策略表示后续期望长期使用空闲频谱资源的方式。
所述分布式空闲频谱资源确认消息如图6所示，包括所述次系统从所述分布式空闲频谱资源配置响应列表中选择的空闲频谱资源的索引号，次系统使用频谱资源前需要回复由索引号对应自己选定的空闲频谱资源确认消息，根据索引号码，所述频谱管理器可以确定次系统选定的资源。
具体如图13所示，若频谱管理器RMEnabler采用分布式控制空闲频谱，则当RMEnabler接收到的空闲频谱资源请求消息SHRequest后，所述频谱管理器RMEnabler将各个空闲频谱资源随机或按某种准则按照图5所示的格式，增加对应索引号组成空闲频谱资源配置响应，并反馈到次系统(图13中为基础设施网络)，由使用空闲频谱资源的次系统选定适合的资源，将选择结果以空闲频谱资源确认消息SHRConfirm反馈给频谱管理器RMEnabler。次系统按照选定资源的使用方式传输数据。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，包括：
地理位置数据库，用于查询当前区域的可用频谱，并能够发送和接收频谱信息及其发射特征和操作参数；
频谱管理器，用于收集周边地理区域不同频段的空闲频谱资源，获得所述空闲频谱资源的管理权限，形成频谱资源池，或通过侦听免授权频段判断信道是否空载，若是，则将所述免授权频段的频谱资源放入频谱资源池；
主系统，用于提供空闲频谱资源，包括当授权频谱自身频谱富余，则将空闲频谱资源放入频谱资源池；
次系统，用于共享所述主系统的空闲频谱资源，所述空闲频谱资源为适用于次系统传输数据的频谱资源；
其中，所述频谱管理器能够通过因特网访问所述地理位置数据库，以查询可用频谱适用范围，进而为次系统配置合适次系统通信的空闲频谱资源。
2.根据权利要求1所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述次系统能够感知其所处的频谱环境，若主系统需要占用次系统当前正在使用的信道，则所述次系统在预设的时间内释放该信道，以供主系统使用。
3.根据权利要求1所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述频谱管理器为集中式部署空闲频谱资源，包括：所述频谱管理器接收次系统的空闲频谱资源请求后，所述频谱管理器向所述次系统作出集中式空闲频谱资源配置响应，其中，所述空闲频谱资源请求的消息包括以下字段：
信道竞争能力，表示次系统使用空闲频谱资源的设备是否具有竞争信道的能力；
资源需求量，表示所述次系统需要获取的最小空闲频谱资源；
更多数据标识，表示所述次系统在当前数据传输结束后是否期望长期使用空闲频谱资源；
标准类型，表示所述次系统遵循的标准协议，体现无线网络基本的频谱应用策略；
位置信息，表示所述次系统使用空闲频谱资源的设备所在区域；
所述集中式空闲频谱资源配置响应消息包括以下字段：
空闲频谱使用策略，包括起始频率、配置带宽、资源占用时长、频带允许最大发射功率；
资源标识，包括竞争标识和私有标识，所述竞争标识表示次系统采用竞争方式共享所述空闲频谱资源，所述私有标识表示次系统以私有独占方式使用所述空闲频谱资源；
持续使用频谱策略，对应于所述空闲频谱资源请求的消息中所述更多数据标识字段为真的前提下，所述持续使用频谱策略表示后续期望长期使用空闲频谱资源的方式。
4.根据权利要求1所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述频谱管理器为分布式部署空闲频谱资源，包括：所述频谱管理器接收次系统的空闲频谱资源请求后，所述频谱管理器向次系统作出分布式空闲频谱资源配置响应列表，并在次系统从所述分布式空闲频谱资源配置响应列表中选择空闲频谱资源后，所述次系统向所述频谱管理器回复分布式空闲频谱资源确认消息，其中，所述空闲频谱资源请求的消息包括以下字段：
信道竞争能力，表示次系统使用空闲频谱资源的设备是否具有竞争信道的能力；
资源需求量，表示所述次系统需要获取的最小空闲频谱资源；
更多数据标识，表示所述次系统在当前数据传输结束后是否期望长期使用空闲频谱资源；
标准类型，表示所述次系统遵循的标准协议，体现无线网络基本的频谱应用策略，包括数字蜂窝系统帧长、WiFi系统带宽；
位置信息，表示所述次系统使用空闲频谱资源的设备所在区域；
所述分布式空闲频谱资源配置响应列表消息包括各个空闲频谱资源、对应信道使用策略列表及其索引；
所述分布式空闲频谱资源确认消息包括所述次系统从所述分布式空闲频谱资源配置响应列表中选择的空闲频谱资源的索引号。
5.根据权利要求3或4所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述空闲频谱资源请求的消息中的标准类型包括数字蜂窝系统帧长、WiFi系统带宽；
所述频谱管理器根据所述空闲频谱资源请求的消息中的位置信息，结合地理位置数据库的信息，判断待分配的频谱资源在该位置是否可用以及是否符合干扰限制。
6.根据权利要求3所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述集中式空闲频谱资源配置响应消息的持续使用频谱策略包括以私有独占式、机会通信或对等方式使用空闲频谱资源。
7.根据权利要求4所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述分布式空闲频谱资源配置响应列表消息的对应信道使用策略列表包括：
空闲频谱使用策略，包括起始频率、配置带宽、资源占用时长、频带允许最大发射功率；
资源标识，包括竞争标识和私有标识，所述竞争标识表示次系统采用竞争方式共享所述空闲频谱资源，所述私有标识表示次系统以私有独占方式使用所述空闲频谱资源；
持续使用频谱策略，对应于所述空闲频谱资源请求的消息中所述更多数据标识字段为真的前提下，所述持续使用频谱策略表示后续期望长期使用空闲频谱资源的方式。
8.根据权利要求1所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述次系统为包括移动网络的基础设施网络，对应用户设备为次系统设备。
9.根据权利要求1所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，所述次系统为WiFi网络，对应WiFi站点为次系统设备。
10.根据权利要求9所述的基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统，其特征在于，当所述频谱管理器接收所述WiFi网络发送的空闲频谱资源请求，所述频谱管理器根据所述空闲频谱资源请求为WiFi网络配置空闲频谱资源，并将配置得到的集中式空闲频谱资源配置响应消息发送至WiFi网络，其中，WiFi使用资源总时长低于所述空闲频谱使用策略中的资源占用时长，所述WiFi网络根据所述集中式空闲频谱资源配置响应消息获取空闲频谱资源，使用LBT方式在共享频带传输WiFi数据。
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| CN201911132760.7A CN110808798A (zh) | 2019-11-19 | 2019-11-19 | 一种基于频谱管理器的无线电空闲资源共享系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2019
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