CN111432413A - 离散频谱下选择可用频点的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种离散频谱下选择可用频点的方法和装置。所述方法包括：测量静默帧内所有频点的上行资源的功率，得到各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率，所述静默帧为周期发送的，在静默帧内系统只发送下行数据，上行不发送任何数据的无线帧；计算各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率的平均值，得到各频点的噪声分布图；对每个频点的功率数据进行分段，计算每个频点的各数据段的占比；根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列；根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点。本发明实施例能够充分利用空闲频点，提升频谱利用率。

Description

离散频谱下选择可用频点的方法和装置
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种离散频谱下选择可用频点的方法和装置。
背景技术
随着我国工业化和信息化融合不断深入，无线电技术和应用将进一步向各行业领域渗透，无线电频谱供需矛盾日益突出。1GHz以下低频段是黄金频段，具备良好的覆盖能力，但受早期技术限制，多数频谱以窄带形式分配，大量离散频段空闲(综合使用率不足千分之一)，需要提升频率资源的利用效率。我国目前采用固定的频谱分配政策，对已分配频率的回收和再利用是一个非常复杂的过程，不但需要较长的时间且往往还需要经济补偿。
目前为了充分利用空闲的频点，提升频谱利用率，通常在已有网络工作的情况下进行扫频，对频谱进行测量，从而可以获得空闲的频点。
但是在已经完成网络建设的情况下，已有设备在工作，扫频仪无法区分哪些是外部干扰，哪些是本系统在使用的频率，因此在系统扩展频点的时候无法准确了解频谱的使用情况，无法选择可用频点。
发明内容
针对现有技术问题，本发明实施例提供一种离散频谱下选择可用频点的方法和装置。
第一方面，本发明实施例提供一种离散频谱下选择可用频点的方法，所述方法包括：
测量静默帧内所有频点的上行资源的功率，得到各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率，所述静默帧为周期发送的，在静默帧内系统只发送下行数据，上行不发送任何数据的无线帧；
计算各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率的平均值，得到各频点的噪声分布图；
对每个频点的功率数据进行分段，计算每个频点的各数据段的占比；
根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列；
根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点。
第二方面，本发明实施例提供一种离散频谱下选择可用频点的装置，所述装置包括：
测量单元，用于测量静默帧内所有频点的上行资源的功率，得到各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率，所述静默帧为周期发送的，在静默帧内系统只发送下行数据，上行不发送任何数据的无线帧；
第一计算单元，用于计算各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率的平均值，得到各频点的噪声分布图；
第二计算单元，用于对每个频点的功率数据进行分段，计算每个频点的各数据段的占比；
排序单元，用于根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列；
选择单元，用于根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述第一方面提供的方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述第一方面提供的方法。
本发明实施例通过基站在静默帧内测量空闲频点的底噪和干扰功率，得到各频点的功率分布情况，计算各频点分段数据占比，根据所要求的数据段的占比对频点进行优先级排序，在频点扩充时可以根据该排序情况选择最优频点使用，能够充分利用空闲频点，提升频谱利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明一实施例提供的离散频谱下选择可用频点的方法的流程示意图；
图2为特定频点的底噪分布图；
图3为本发明一实施例提供的离散频谱下选择可用频点的装置的结构示意图；
图4为本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明实施例提供的一种离散频谱下选择可用频点的方法的流程示意图。
如图1所示，本发明实施例提供的离散频谱下选择可用频点的方法具体包括以下步骤：
S11、测量静默帧内所有频点的上行资源的功率，得到各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率，所述静默帧为周期发送的，在静默帧内系统只发送下行数据，上行不发送任何数据的无线帧；
具体地，本发明实施例在链路时频资源中，设计一个静默帧，每N个无线帧发送一次。在该静默帧中，只发送下行数据，上行不发送任何数据。
由于扫频器无法区分哪些是外部干扰，哪些是本系统在使用的频率。本发明实施例采用基站侧在静默帧内，对频谱范围内所有频点的上行资源进行功率测量。由于本系统在静默帧内关闭工作，测量到的信号为空闲频点的底噪或者其他系统的干扰噪声。
本发明实施例针对目前大量离散频段空闲的情况，通过在静默帧的功率测量，感知空闲频点的底噪和干扰情况。
S12、计算各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率的平均值，得到各频点的噪声分布图；
具体地，根据感知结果，通过计算各频点的底噪、干扰功率，并取平均值，得到频谱的噪声分布情况。
图2示出了特定频点的底噪分布图。
如图2所示，在指定时长内(如3小时)抓取到3×105个数据，大部分数据的功率分布在[-120,-100]之间。
本发明实施例提供的各频点的噪声分布图能够准确了解频谱的使用情况。
S13、对每个频点的功率数据进行分段，计算每个频点的各数据段的占比；
具体地，对每个频点的数据进行分段统计，计算分段数据占比。
如图2所示，在数据段为[-120,-100]之间的数据占比最大。
S14、根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列。
本发明实施例计算出分段数据占比，根据所要求的数据段的占比对频点进行优先级排序，在频点扩充时可以根据该排序情况选择最优频点使用。
具体地，功率分布低的频点为空闲频点，选择频点时所要求的功率数据段通常较低。
S15、根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点。
本发明实施例通过基站在静默帧内测量空闲频点的底噪和干扰功率，得到各频点的功率分布情况，计算各频点分段数据占比，根据所要求的数据段的占比对频点进行优先级排序，在频点扩充时可以根据该排序情况选择最优频点使用，能够充分利用空闲频点，提升频谱利用率。
可选地，本发明实施例用于223-235MHz遥测、遥控、数据传输等业务使用的频段范围。
在上述实施例的基础上，S13具体包括：
对每个频点，计算各数据段分布的数据占该频点所有数据的比例。
具体地，如图2所示，在数据段为[-120,-100]之间的数据占比最大。
在上述实施例的基础上，S14具体包括：
将所要求的数据段的占比按照从大到小的顺序对各频点排序，优先级依次降低，得到优先级队列。
S15具体包括：根据所述优先级队列选择优先级最高的频点作为扩充频点。
具体地，本发明实施例计算出分段数据占比，根据某一数据段的占比对频点进行优先级排序，在频点扩充时可以根据该排序情况选择最优频点使用。
图3示出了本发明实施例提供的一种离散频谱下选择可用频点的装置的结构示意图。
如图3所示，本发明实施例提供的离散频谱下选择可用频点的装置包括测量单元11、第一计算单元12、第二计算单元13、排序单元14以及选择单元15，其中：
所述测量单元11，用于测量静默帧内所有频点的上行资源的功率，得到各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率，所述静默帧为周期发送的，在静默帧内系统只发送下行数据，上行不发送任何数据的无线帧；
具体地，本发明实施例在链路时频资源中，设计一个静默帧，每N个无线帧发送一次。在该静默帧中，只发送下行数据，上行不发送任何数据。
本发明实施例针对目前大量离散频段空闲的情况，通过在静默帧的功率测量，感知空闲频点的底噪和干扰情况。
所述第一计算单元12，用于计算各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率的平均值，得到各频点的噪声分布图；
具体地，根据感知结果，通过计算各频点的底噪、干扰功率，并取平均值，得到频谱的噪声分布情况。
图2示出了特定频点的底噪分布图。
如图2所示，在指定时长内(如3小时)抓取到3×105个数据，大部分数据的功率分布在[-120,-100]之间。
本发明实施例提供的各频点的噪声分布图能够准确了解频谱的使用情况。
所述第二计算单元13，用于对每个频点的功率数据进行分段，计算每个频点的各数据段的占比；
具体地，对每个频点的数据进行分段统计，计算分段数据占比。
如图2所示，在数据段为[-120,-100]之间的数据占比最大。
所述排序单元14，用于根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列；
本发明实施例计算出分段数据占比，根据所要求的数据段的占比对频点进行优先级排序，在频点扩充时可以根据该排序情况选择最优频点使用。
具体地，功率分布低的频点为空闲频点，选择频点时所要求的功率数据段通常较低。
所述选择单元15，用于根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点。
本发明实施例通过基站在静默帧内测量空闲频点的底噪和干扰功率，得到各频点的功率分布情况，计算各频点分段数据占比，根据所要求的数据段的占比对频点进行优先级排序，在频点扩充时可以根据该排序情况选择最优频点使用，能够充分利用空闲频点，提升频谱利用率。
在上述实施例的基础上，所述第二计算单元13，用于对每个频点，计算各数据段分布的数据占该频点所有数据的比例。
在上述实施例的基础上，所述排序单元14，用于将所要求的数据段的占比按照从大到小的顺序对各频点排序，优先级依次降低，得到优先级队列。
在上述实施例的基础上，所述选择单元15，用于根据所述优先级队列选择优先级最高的频点作为扩充频点。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如图1的方法。
图4示出了本发明一实施例提供的电子设备的结构示意图。
如图4所示，本发明实施例提供的电子设备包括存储器21、处理器22、总线23以及存储在存储器21上并可在处理器22上运行的计算机程序。其中，所述存储器21、处理器22通过所述总线23完成相互间的通信。
所述处理器22用于调用所述存储器21中的程序指令，以执行所述程序时实现如图1的方法。
例如，所述处理器执行所述程序时实现如下方法：
测量静默帧内所有频点的上行资源的功率，得到各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率，所述静默帧为周期发送的，在静默帧内系统只发送下行数据，上行不发送任何数据的无线帧；
计算各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率的平均值，得到各频点的噪声分布图；
对每个频点的功率数据进行分段，计算每个频点的各数据段的占比；
根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列；
根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点。
本发明实施例提供的电子设备，通过基站在静默帧内测量空闲频点的底噪和干扰功率，得到各频点的功率分布情况，计算各频点分段数据占比，根据所要求的数据段的占比对频点进行优先级排序，在频点扩充时可以根据该排序情况选择最优频点使用，能够充分利用空闲频点，提升频谱利用率。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如图1的步骤。
例如，所述处理器执行所述程序时实现如下方法：
测量静默帧内所有频点的上行资源的功率，得到各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率，所述静默帧为周期发送的，在静默帧内系统只发送下行数据，上行不发送任何数据的无线帧；
计算各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率的平均值，得到各频点的噪声分布图；
对每个频点的功率数据进行分段，计算每个频点的各数据段的占比；
根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列；
根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点。
本发明实施例提供的非暂态计算机可读存储介质，通过基站在静默帧内测量空闲频点的底噪和干扰功率，得到各频点的功率分布情况，计算各频点分段数据占比，根据所要求的数据段的占比对频点进行优先级排序，在频点扩充时可以根据该排序情况选择最优频点使用，能够充分利用空闲频点，提升频谱利用率。
本发明一实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：
测量静默帧内所有频点的上行资源的功率，得到各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率，所述静默帧为周期发送的，在静默帧内系统只发送下行数据，上行不发送任何数据的无线帧；
计算各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率的平均值，得到各频点的噪声分布图；
对每个频点的功率数据进行分段，计算每个频点的各数据段的占比；
根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列；
根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点。
本发明实施例中的功能模块可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现相关功能模块，本发明实施例不再赘述。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上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。

Claims (10)

1.一种离散频谱下选择可用频点的方法，其特征在于，所述方法包括：
测量静默帧内所有频点的上行资源的功率，得到各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率，所述静默帧为周期发送的，在静默帧内系统只发送下行数据，上行不发送任何数据的无线帧；
计算各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率的平均值，得到各频点的噪声分布图；
对每个频点的功率数据进行分段，计算每个频点的各数据段的占比；
根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列；
根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对计算每个频点的各数据段的占比包括：
对每个频点，计算各数据段分布的数据占该频点所有数据的比例。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列包括：
将所要求的数据段的占比按照从大到小的顺序对各频点排序，优先级依次降低，得到优先级队列。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点包括：
根据所述优先级队列选择优先级最高的频点作为扩充频点。
5.一种离散频谱下选择可用频点的装置，其特征在于，所述装置包括：
测量单元，用于测量静默帧内所有频点的上行资源的功率，得到各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率，所述静默帧为周期发送的，在静默帧内系统只发送下行数据，上行不发送任何数据的无线帧；
第一计算单元，用于计算各频点在静默帧内的数据的底噪和干扰功率的平均值，得到各频点的噪声分布图；
第二计算单元，用于对每个频点的功率数据进行分段，计算每个频点的各数据段的占比；
排序单元，用于根据所要求的数据段的占比对各频点进行排序，得到频点的优先级队列；
选择单元，用于根据所述优先级队列选择可用频点作为扩充频点。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二计算单元，用于对每个频点，计算各数据段分布的数据占该频点所有数据的比例。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述排序单元，用于将所要求的数据段的占比按照从大到小的顺序对各频点排序，优先级依次降低，得到优先级队列。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述选择单元，用于根据所述优先级队列选择优先级最高的频点作为扩充频点。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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程序时实现如权利要求1至4任一项所述离散频谱下选择可用频点的方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述离散频谱下选择可用频点的方法的步骤。
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