專利名稱：頻譜分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及認(rèn)知無線電領(lǐng)域，尤其涉及一種頻譜分配方法。
背景技術(shù)：
截至2009年7月，全球移動(dòng)用戶達(dá)44億。中國移動(dòng)用戶已經(jīng)達(dá)到7. 1億。到2015 年，中國可為公眾移動(dòng)通信規(guī)劃約1000MHz帶寬頻譜資源，但距離工信部電信研究院估算 的1360MHz總帶寬需求還有300MHz左右的缺口，頻譜資源緊張。4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的帶寬 是3G的10倍，意味著更大的帶寬需求，無線寬帶移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展受到頻譜資源緊 缺的挑戰(zhàn)。尤其是在移動(dòng)通信系統(tǒng)使用的高峰期頻率資源更加緊張。在最新頒布的物權(quán)法 中，無線電頻譜資源已經(jīng)與土地、礦山、森林等共同被列為最重要的國家戰(zhàn)略性資源。如何 最有效地利用有限的資源，同時(shí)開發(fā)新的資源，成為無線電頻譜領(lǐng)域的重要課題。認(rèn)知無線電技術(shù)的提出是為了解決現(xiàn)有頻譜資源利用不足的情況。認(rèn)知無線電技 術(shù)允許非授權(quán)用戶/從用戶(Secondary User, SU)伺機(jī)的接入授權(quán)用戶/主用戶(Primary User, PU)的授權(quán)頻段進(jìn)行SU的通信。主、從用戶之間的頻譜共享的前提是從用戶對主用 戶的干擾小于主用戶的干擾溫度限。但是，從用戶大多使用的頻譜檢測技術(shù)為發(fā)射機(jī)檢測， 例如匹配濾波器檢測、能量檢測、靜態(tài)循環(huán)特征檢測等。但是從用戶的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處于 不同的干擾地位，需要根據(jù)不同的干擾地位實(shí)施不同的檢測方案。在主系統(tǒng)和從系統(tǒng)共存的環(huán)境中，從系統(tǒng)一方面要避免對主系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，另一 方面也要避免受到主系統(tǒng)的干擾。圖1給出了主從系統(tǒng)共存時(shí)的干擾情況。其中實(shí)線圈代 表從發(fā)射機(jī)的干擾范圍；虛線圈代表從接收機(jī)的受干擾范圍。當(dāng)主接收機(jī)C處于A的干擾 范圍內(nèi)并且A和C使用了相同的頻率時(shí)，從系統(tǒng)將造成對主系統(tǒng)的干擾；當(dāng)D處于從接收機(jī) B的受干擾范圍內(nèi)并且B和D使用相同的頻率時(shí)，主系統(tǒng)將造成對從系統(tǒng)的干擾。對于從發(fā)射機(jī)A來說，為了不對主系統(tǒng)接收機(jī)產(chǎn)生干擾，應(yīng)該使用其干擾范圍內(nèi) 主接收機(jī)未使用的頻率作為發(fā)射頻率；對于從接收機(jī)B來說，為了不受到主系統(tǒng)發(fā)射機(jī)的 干擾，應(yīng)該使用其受干擾范圍內(nèi)主發(fā)射機(jī)未使用的頻率作為信號(hào)接收頻率。因此對于從發(fā) 射機(jī)來說頻譜空洞是其干擾范圍內(nèi)主接收機(jī)未使用的頻率，而從接收機(jī)的頻譜空洞是其受 干擾范圍內(nèi)主發(fā)射機(jī)未使用的頻率。從發(fā)射機(jī)和從接收機(jī)的頻譜空洞是不同的，從發(fā)射機(jī) 的頻譜空洞只與主接收機(jī)相關(guān)，而從接收機(jī)的頻譜空洞只與主發(fā)射機(jī)相關(guān)。通過圖1對這種頻譜空洞進(jìn)行進(jìn)一步說明假設(shè)頻率全集為F= {fl,f2,-,fn}, 從發(fā)射機(jī)A干擾范圍內(nèi)的主接收機(jī)使用了頻率H、f3、f4，那么可以用于A發(fā)射的頻譜空洞 集合為Ft= {f2，f5，…，fn}。從接收機(jī)B受干擾范圍內(nèi)的主發(fā)射機(jī)使用了頻率fl、f2， 那么可用于B接收的頻譜空洞集合為Fr = {f3，f4，…，fn}。可用于A向B通信的頻率集 合為:F' = {f5, f6,…，fn}。圖2給出了隱蔽站問題的示意圖，其中實(shí)線圈代表主用戶PUl和從用戶SUl的通 信范圍，虛線圈代表SUl的頻譜感知范圍。在隱蔽站問題產(chǎn)生的場景中，由于SUl在頻譜感 知過程中不能檢測到PUl的工作頻率fl，因此，當(dāng)SUl使用fl與SU2通信時(shí)會(huì)對PUl對應(yīng)的主接收 機(jī)PU2產(chǎn)生意外的干擾?？梢钥闯鯯Ul將PU2所使用的頻率看成了頻譜空洞，這是 因?yàn)閺挠脩敉ㄟ^檢測發(fā)射機(jī)的頻率來估計(jì)主接收機(jī)的頻率，造成了頻譜感知的誤檢，產(chǎn)生 了隱蔽站問題。實(shí)際上頻率fl是否屬于頻譜空洞用于SUl的發(fā)射，取決于PU2而不是PUl。 由于PU2處于SUl的干擾范圍內(nèi)，所以fl不是SUl的頻譜空洞。認(rèn)知無線電中的暴露站問題發(fā)生在主接收機(jī)處于從系統(tǒng)干擾范圍外，而主發(fā)射機(jī) 處于其檢測范圍內(nèi)時(shí)，如圖3所示。由于SUl檢測到PUl在使用f2進(jìn)行通信，因此便會(huì)認(rèn) 為f2不屬于頻譜空洞。然而f2是可以用于SUl向SU2通信的，而不會(huì)對主系統(tǒng)PU2產(chǎn)生 干擾。暴露站問題的產(chǎn)生與隱蔽站問題的產(chǎn)生類似，也是因?yàn)橥ㄟ^檢測主發(fā)射機(jī)的頻率來 代替主接收機(jī)的頻率，造成了頻譜感知過程的失敗。實(shí)際上SUl的頻譜空洞僅與其干擾范 圍內(nèi)的主接收機(jī)相關(guān)，與PUl是否使用f2無關(guān)，只與其干擾范圍內(nèi)主接收機(jī)的頻率相關(guān)，因 此f2是SUl的頻譜空洞?？梢钥闯觯瑑H僅通過檢測主發(fā)射機(jī)的頻譜感知方式，不能避免主從系統(tǒng)間的干擾， 并且會(huì)降低頻譜資源的利用率，造成了隱蔽站和暴露站問題的產(chǎn)生。在認(rèn)知無線電技術(shù)應(yīng) 用到移動(dòng)通信系統(tǒng)的過程中，由于移動(dòng)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特殊性，系統(tǒng)內(nèi)部的干 擾問題對移動(dòng)通信系統(tǒng)對頻譜資源的有效利用造成不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種頻譜分配方法，能夠避免隱蔽站和暴露站問題的發(fā)生， 降低從用戶對主用戶的干擾的概率。本發(fā)明的另一目的是提出一種認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)中的頻譜分配方法，能夠?qū)崿F(xiàn)認(rèn) 知移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)的干擾協(xié)調(diào)，減少干擾的產(chǎn)生概率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種頻譜分配方法，包括以下步驟從發(fā)射機(jī)進(jìn)行接收機(jī)檢測，確定發(fā)射頻譜空洞，且從接收機(jī)進(jìn)行發(fā)射機(jī)檢測，確定 接收頻譜空洞；通過對所述發(fā)射頻譜空洞與所述接收頻譜空洞取交集，獲得從系統(tǒng)的頻率集，并 根據(jù)該頻率集對所述從發(fā)射機(jī)和從接收機(jī)進(jìn)行頻譜分配。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)中的頻譜分配方法，所述 認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)為頻分雙工模式(FrequencyDivision Duplexing，簡稱FDD)系統(tǒng)，所述 頻譜分配方法包括以下步驟從基站(Base Station，簡稱BS)和從移動(dòng)臺(tái)(Mobile Station，簡稱MS)進(jìn)行發(fā) 射機(jī)檢測，確定接收頻譜空洞，并進(jìn)行接收機(jī)檢測，確定發(fā)射頻譜空洞；所述從基站通過小區(qū)的公共控制信道匯總當(dāng)前小區(qū)內(nèi)所有的從移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射頻 譜空洞和接收頻譜空洞，將每個(gè)從移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射頻譜空洞與所述從基站的接收頻譜空洞取 交集，以及將每個(gè)從移動(dòng)臺(tái)的接收頻譜空洞與所述從基站的發(fā)射頻譜空洞取交集，獲得當(dāng) 前小區(qū)的所有從移動(dòng)臺(tái)的上下行頻率集；所述從基站根據(jù)當(dāng)前小區(qū)的所有從移動(dòng)臺(tái)的上下行頻率集進(jìn)行頻譜分配。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)中的頻譜分配方法，所述 認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)為時(shí)分雙工模式(Time DivisionDuplexing，簡稱TDD)系統(tǒng)，所述頻譜 分配方法包括以下步驟
從基站和從移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行發(fā)射機(jī)檢測，確定接收頻譜空洞，并進(jìn)行接收機(jī)檢測，確定 發(fā)射頻譜空洞；所述從基站通過小區(qū)的公共控制信道匯總當(dāng)前小區(qū)內(nèi)所有的從移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射頻 譜空洞和接收頻譜空洞，將每個(gè)從移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空洞以及所述從基站 的接收頻譜空洞和發(fā)射頻譜空洞共取交集，獲得當(dāng)前小區(qū)的所有從移動(dòng)臺(tái)的時(shí)分雙工頻率 集；所述從基站根據(jù)當(dāng)前小區(qū)的所有從移動(dòng)臺(tái)的時(shí)分雙工頻率集進(jìn)行頻譜分配?；谏鲜黾夹g(shù)方案，本發(fā)明分析主從用戶之間的干擾問題，發(fā)現(xiàn)隱蔽站暴露站問 題的產(chǎn)生原因是由于從系統(tǒng)沒有區(qū)分發(fā)射機(jī)和接收機(jī)在干擾中的不同地位。因此本發(fā)明將 從發(fā)射機(jī)能夠使用的頻譜空洞作為發(fā)射頻譜空洞。發(fā)射頻譜空洞是周圍主接收機(jī)沒有使用 的頻率，因此從發(fā)射機(jī)使用發(fā)射頻譜空洞發(fā)射時(shí)不會(huì)對主接收機(jī)造成干擾。本發(fā)明將從接 收機(jī)能夠使用的頻譜空洞作為接收頻譜空洞。接收頻譜空洞是周圍主發(fā)射機(jī)沒有使用的頻 率，從接收機(jī)使用接收頻譜空洞進(jìn)行接收不會(huì)受到主發(fā)射機(jī)的干擾。這種分類方式能夠有 效避免從用戶對主用戶的干擾，同時(shí)從用戶也不會(huì)受到主用戶的干擾。本發(fā)明根據(jù)頻譜空 洞的分類提出移動(dòng)通信系統(tǒng)下的頻譜空洞分配策略，能夠根據(jù)本小區(qū)和相鄰小區(qū)的頻譜空 洞占用信息實(shí)現(xiàn)小區(qū)從用戶頻譜空洞的有效分配。因此，本發(fā)明能夠有效的解決主從系統(tǒng) 之間的 干擾，也能夠協(xié)調(diào)使用頻譜空洞，解決從系統(tǒng)內(nèi)部的干擾問題。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā) 明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1為主系統(tǒng)和從系統(tǒng)共存的環(huán)境中主從系統(tǒng)之間的干擾情況示意圖。圖2為認(rèn)知無線電中的隱蔽站問題的示意圖。圖3為認(rèn)知無線電中的暴露站問題的示意圖。圖4為本發(fā)明頻譜分配方法的一實(shí)施例的流程示意圖。圖5為本發(fā)明認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)為FDD系統(tǒng)的上下行頻率集的確定流程示意圖。圖6為本發(fā)明認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)為TDD系統(tǒng)的TDD頻率集的確定流程示意圖。圖7為本發(fā)明認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜分配方法的一實(shí)施例的流程示意圖。圖8為本發(fā)明認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜分配方法實(shí)施例的小區(qū)間頻譜空洞分配 的應(yīng)用場景示意圖。圖9為本發(fā)明認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜分配方法實(shí)施例的一種幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示意 圖。圖10為本發(fā)明認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜分配方法的另一實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。從用戶對主用戶的一種干擾是由于從用戶單純的對主發(fā)射機(jī)進(jìn)行檢測造成的，這 類干擾的典型代表就是隱蔽站問題。而與隱蔽站問題相對應(yīng)的暴露站問題造成的是從用戶 可用頻譜空洞的減少，暴露站問題的產(chǎn)生原因也是從用戶沒有對主接收機(jī)檢測，根據(jù)主接收機(jī)的頻譜使用情況確定發(fā)射使用的頻譜空洞。因此本發(fā)明在分析暴露站隱蔽站問題的基 礎(chǔ)上將頻譜空洞分為發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空洞，分別用于從用戶的發(fā)射和接收。其中 發(fā)射頻譜空洞是對主接收機(jī)進(jìn)行檢測得到的主接收機(jī)沒有使用的授權(quán)頻譜，接收頻譜空洞 是對主發(fā)射機(jī)進(jìn)行檢測得到的主發(fā)射機(jī)沒有使用的授權(quán)頻譜。在將頻譜空洞分類的基礎(chǔ) 上，由于從用戶使用的頻譜空間空洞不同于以前的不分類的方式，因此本發(fā)明提出了一種 基于頻譜空洞分類的新的頻譜分配的方法，以及以移動(dòng)通信系統(tǒng)作為從系統(tǒng)的頻譜分配的 方式。 從上述分析可以看出，從發(fā)射機(jī)的可用頻譜和從接收機(jī)的可用頻譜之間是有所區(qū) 別的，從發(fā)射機(jī)的頻譜空洞只與主接收機(jī)相關(guān)，從接收機(jī)的頻譜空洞只與主發(fā)射機(jī)相關(guān)。為 了對兩種類型的頻譜空洞進(jìn)行區(qū)分，我們稱用于從發(fā)射機(jī)的頻譜空洞為發(fā)射頻譜空洞，而 用于從接收機(jī)的頻譜空洞為接收頻譜空洞。發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空洞的定義明確的區(qū)分了從發(fā)射機(jī)和從接收機(jī)的頻譜 空洞，這對于頻譜感知以及頻譜分配都是非常重要的。發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空洞分別 隸屬于從發(fā)射機(jī)和從接收機(jī)，具有雙向通信能力的從設(shè)備應(yīng)該同時(shí)具有發(fā)射頻譜空洞和接 收頻譜空洞。例如，圖1中從發(fā)射機(jī)A的發(fā)射頻譜空洞為Ft = F-{fl，f3，f4}，從接收機(jī)B 的接收頻譜空洞為Fr = F-{fl，f2}。發(fā)射頻譜空洞只與主接收機(jī)相關(guān)，而接收頻譜空洞只與主發(fā)射機(jī)相關(guān)，因此兩種 頻譜空洞的檢測方式也是不同的。接收頻譜空洞的檢測可以通過現(xiàn)有的匹配濾波器檢測、 能量檢測、靜態(tài)循環(huán)特征檢測等發(fā)射機(jī)檢測技術(shù)實(shí)現(xiàn)。發(fā)射頻譜空洞的檢測要求從發(fā)射機(jī) 檢測到主接收機(jī)的工作情況，可以通過本振泄漏功率檢測技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。但是這種接收機(jī)檢 測技術(shù)還需要解決檢測范圍小，檢測時(shí)間長的問題。發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空洞具有以下特點(diǎn) 發(fā)射頻譜空洞只與主接收機(jī)頻率相關(guān)，隸屬于從發(fā)射機(jī)；接收頻譜空洞只與主 發(fā)射機(jī)頻率相關(guān)，隸屬于從接收機(jī)。 從系統(tǒng)通信的建立過程中，不僅要考慮從發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻譜空洞，而且要考慮 從接收機(jī)的接收頻譜空洞。通信頻率需要從發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空洞的交集中選擇。 兩種頻譜空洞的檢測技術(shù)有所不同一方面，接收頻譜空洞的檢測需要從接收 機(jī)能夠檢測到其受干擾范圍內(nèi)的主發(fā)射機(jī)，可以采用發(fā)射機(jī)檢測技術(shù)。另一方面，發(fā)射頻 譜空洞的檢測要求從發(fā)射機(jī)能夠檢測到其干擾范圍內(nèi)的主接收機(jī)，可以采用接收機(jī)檢測技 術(shù)。由于主接收機(jī)的干擾忍受程度不同，所以在檢測的過程中不同的接收機(jī)有不同的檢測 標(biāo)準(zhǔn)。通過發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空洞的分類方式，使得從系統(tǒng)可以用于發(fā)射和接收 的頻譜空洞的定義更加明確，可以避免隱蔽站和暴露站問題的發(fā)生，這一點(diǎn)可以通過圖2 和圖3分別進(jìn)行說明圖2中，SUl作為從發(fā)射機(jī)將檢測其干擾范圍內(nèi)的主接收機(jī)，PU2所使用的頻率Π 將通過接收機(jī)檢測技術(shù)被檢測出來。也就是說，π不屬于SUl的發(fā)射頻譜空洞，不會(huì)用于 SUl和SU2之間的通信，從而避免了隱蔽站。圖3中SUl通過接收機(jī)檢測技術(shù)檢測其接收頻 譜空洞，而不會(huì)檢測主發(fā)射機(jī)PUl的發(fā)射頻率f2，所以f2屬于SUl的發(fā)射頻譜空洞。并且 SU2通過發(fā)射機(jī)檢測技術(shù)也不會(huì)檢測到PU1，所以f2也是SU2的接收頻譜空洞。因此f2可以用于SUl和SU2的通信，從而避免了暴露站問題。總之，根據(jù)從發(fā)射機(jī)和從接收機(jī)的可用頻譜空洞的不同特點(diǎn)，將頻譜空洞分類為 發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空洞，明確了兩種頻譜空洞的不同用途，能夠解決頻譜感知過程 中的隱蔽站和暴露站問題?；谏鲜龇治?，下面給出本發(fā)明的一種頻譜分配方法的實(shí)施例，如圖4所示，為本 發(fā)明頻譜分配方法的一實(shí)施例的流程示意圖。在本實(shí)施例中，頻譜分配流程包括以下步 驟步驟101、從發(fā)射機(jī)進(jìn)行接收機(jī)檢測，確定發(fā)射頻譜空洞，且從接收機(jī)進(jìn)行發(fā)射機(jī) 檢測，確定接收頻譜空洞；步驟102、通過對所述發(fā)射頻譜空洞與所述接收頻譜空洞取交集，獲得從系統(tǒng)的頻
率集；步驟103、根據(jù)該頻率集對所述從發(fā)射機(jī)和從接收機(jī)進(jìn)行頻譜分配。在本實(shí)施例中，在從發(fā)射機(jī)與從接收機(jī)之間通信的建立過程中，需要分別考慮從 發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻譜空洞和從接收機(jī)的接收頻譜空洞，因此待分配的通信頻率需要從該發(fā)射 頻譜空洞和接收頻譜空洞的交集中選擇。通過對頻率空洞的分類，可以避免隱蔽站和暴露 站問題的發(fā)生，降低從用戶對主用戶的干擾的概率?；陬l譜空洞分類的思想，本發(fā)明提出頻譜空洞分類下的認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)的雙 工鏈路頻率選擇方案。認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè)雙工系統(tǒng)，移動(dòng)臺(tái)與基站的上下行鏈路的 頻率之間存在著一定的聯(lián)系，不同的雙工方式對于頻譜空洞的選擇會(huì)帶來不同的影響。對于FDD系統(tǒng)來說，為了保證收發(fā)信機(jī)上下行鏈路的干擾隔離，上下行頻率之間 需要一定的頻率間隔。通信從系統(tǒng)的BS和MS通過頻譜檢測獲得各自的發(fā)射頻譜空洞和接 收頻譜空洞Ft_BS為BS的發(fā)射頻譜空洞；Fr_BS為BS的接收頻譜空洞；Ft_MS為MS的發(fā) 射頻譜空洞；Fr_MS為MS的接收頻譜空洞。如圖5所示，為了滿足MS發(fā)射和BS接收的頻率要求，上行鏈路頻率fu需要從Ft_ MS和Fr_BS的交集即上行頻率候選集F_ul中選擇；同樣的，下行鏈路頻率fd需要從Ft_BS 和Fr_MS的交集即下行頻率候選集F_dl中選擇。由于上下行頻率之間需要保證一定的頻率間隔f；，所以在某一方向的鏈路的頻率 確定之后，另一方向的鏈路的頻率需要與之保持至少fo的頻率間隔以保證上下行鏈路之間 不會(huì)相互干擾。而對于TDD系統(tǒng)來說，上下行采用相同頻率，所以該頻率既要滿足從系統(tǒng)BS發(fā)射 和接收的要求，也要滿足從系統(tǒng)MS發(fā)射和接收要求。如圖6所示，TDD系統(tǒng)通信頻率應(yīng)該 從BS和MS所有的頻譜空洞的交集，即TDD頻率候選集F中選擇。如圖7所示，為本發(fā)明認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜分配方法的一實(shí)施例的流程示意 圖。在本實(shí)施例中，認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)為FDD系統(tǒng)，該頻譜分配過程包括步驟201、從用戶包括從BS和從MS。頻譜空洞包括發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空 洞。因此，從BS和從MS都要進(jìn)行發(fā)射機(jī)檢測來確定接收頻譜空洞，又要進(jìn)行接收機(jī)檢測來 確定發(fā)射頻譜空洞。發(fā)射機(jī)檢測可以采用能量檢測、匹配濾波器檢測和循環(huán)平穩(wěn)特性檢測 等。接收機(jī)檢測使用本振泄漏檢測和基于干擾溫度的檢測等方法。步驟202、從BS通過小區(qū)的公共控制信道匯總當(dāng)前小區(qū)內(nèi)所有的從MS的發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空洞，將每個(gè)從MS的發(fā)射頻譜空洞與從BS的接收頻譜空洞取交集，以及將 每個(gè)從MS的接收頻譜空洞與從BS的發(fā)射頻譜空洞取交集，獲得當(dāng)前小區(qū)的所有從MS的上 下行頻率集。每個(gè)從MS通過各自的頻譜感知過程分別獲得各自的發(fā)射頻譜空洞Ft_MS和接收 頻譜空洞Fr_MS，并通過公共控制信道與從BS建立聯(lián)系，并將自身的頻譜空洞信息發(fā)給基 站。需要注意的是該公共控制信道為該認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)的授權(quán)頻譜，以保證從MS和從BS 能夠建立最初的通信連接。

從BS將所有η個(gè)從MS的頻譜空洞信息寫入頻譜空洞信息表，如表1所示。進(jìn)一步， 從BS的發(fā)射頻譜空洞Ft_BS與從MS的接收頻譜空洞Fr_MS⑴、Fr_MS⑵、…、Fr_MS (η) 分別取交集得到從BS與每個(gè)從MS的下行頻率集F_dl(l)、F_dl(2)、…？-們⑷；類似的可 以得到從BS和從MS的上行頻率集F_ul (1)、F_ul⑵、(η)，如表2所示。表2反映 了每個(gè)用戶的上下行備選頻率信息，以實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)的頻譜分配。其中下行頻率集F_dl(i) = Ft_BS Π Fr_MS(i)上行頻率集F_ul(i) = Fr_BS Π Ft_MS(i)
發(fā)射頻譜空洞 接收頻譜空洞 MS(I)Ft—MS(l)Fr—MS(l)
MS (2)Ft—MS (2)Fr—MS (2)
MS (η)Ft—MS (η)Fr—MS (η)表1頻譜空洞信息表
下行頻率集上行頻率集
MS(I) FTdT(T)Fr—ul(l)
MS (2)Ft—dl (2)Fr—ul(2)
MS (η)Ft—dl(η)Fr—ul(η)表2上下行頻率集信息表步驟203、從BS根據(jù)當(dāng)前小區(qū)的所有從MS的上下行頻率集進(jìn)行頻譜分配。由于在FDD系統(tǒng)中，相鄰小區(qū)包括本小區(qū)周圍一圈內(nèi)的小區(qū)(6個(gè))，相鄰小區(qū)之間 會(huì)相互干擾，而更遠(yuǎn)距離的小區(qū)這里認(rèn)為其干擾可以被忍受。為了避免小區(qū)間的干擾，當(dāng)一個(gè)頻譜空洞被某小區(qū)所使用后，應(yīng)該將該信息通知周邊小區(qū)，防止該頻率被再次使用。然而，一些情況下頻譜空洞可以被鄰近的小區(qū)同時(shí)使 用。例如，當(dāng)小區(qū)A的用戶距離BS較近時(shí)，其通信功率較小，不會(huì)影響鄰近小區(qū)使用該頻率。 這樣就需要屬于某一小區(qū)的BS將自身的頻譜空洞信息共享給其他小區(qū)。為了實(shí)現(xiàn)小區(qū)間 的頻譜空洞共享，BS作為每個(gè)小區(qū)的控制單元應(yīng)該建立相互的連接，實(shí)現(xiàn)小區(qū)間的頻譜信 息共享。在頻譜空洞信息的共享方面，BS通過小區(qū)的公共控制信道獲得MS的頻譜空洞信 息，而BS之間通過有線連接交換各自的頻譜空洞信息。在完成了小區(qū)間的頻譜空洞信息的共享后，從BS需要根據(jù)當(dāng)前小區(qū)的所有從MS 的上下行頻率集以及小區(qū)間的頻率限制關(guān)系進(jìn)行頻譜分配。下面給出一種分區(qū)域的頻譜分配方案實(shí)例，來提高頻譜空洞的利用率。在本實(shí)例 中，將從系統(tǒng)的小區(qū)分為小區(qū)中心和小區(qū)邊緣兩部分，如圖8所示。在本小區(qū)中心區(qū)域進(jìn)行 下行(上行)通信時(shí)，不會(huì)對相鄰小區(qū)下行(上行)鏈路的通信造成影響；在本小區(qū)的邊緣 區(qū)域使用某頻率進(jìn)行下行(上行)通信時(shí)，要保證相鄰小區(qū)的邊緣區(qū)域未使用該頻率，避免 小區(qū)間的干擾。對于兩個(gè)小區(qū)的不同鏈路來說，小區(qū)中心和邊緣的劃分不起作用，當(dāng)本小區(qū)采用 某一頻率進(jìn)行下行通信時(shí)，如果相鄰小區(qū)采用該頻率進(jìn)行上行通信，那么本小區(qū)基站會(huì)對 鄰近小區(qū)基站產(chǎn)生干擾。這是因?yàn)榛镜陌l(fā)射功率較大，且基站間的傳播條件一般較好。這 種干擾類似于TDD系統(tǒng)中的交叉時(shí)隙干擾。表3給出了 FDD系統(tǒng)中小區(qū)間的頻率限制關(guān)系的一種實(shí)例。以第一行為例，如果 頻率f用于本小區(qū)中心區(qū)域的上行鏈路時(shí)，相鄰小區(qū)只能用該頻率進(jìn)行小區(qū)中心的上行通 信，以及邊緣區(qū)域的上行通信。通過表3，BS便可以知道本小區(qū)哪些頻率可以使用以及如何 使用，哪 些頻率不能使用。表3如下
權(quán)利要求
1.一種頻譜分配方法，包括以下步驟從發(fā)射機(jī)進(jìn)行接收機(jī)檢測，確定發(fā)射頻譜空洞，且從接收機(jī)進(jìn)行發(fā)射機(jī)檢測，確定接收 頻譜空洞；通過對所述發(fā)射頻譜空洞與所述接收頻譜空洞取交集，獲得從系統(tǒng)的頻率集，并根據(jù) 該頻率集對所述從發(fā)射機(jī)和從接收機(jī)進(jìn)行頻譜分配。
2.一種認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，所述認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)為頻分雙工模式系 統(tǒng)，所述頻譜分配方法包括以下步驟從基站和從移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行發(fā)射機(jī)檢測，確定接收頻譜空洞，并進(jìn)行接收機(jī)檢測，確定發(fā)射 頻譜空洞；所述從基站通過小區(qū)的公共控制信道匯總當(dāng)前小區(qū)內(nèi)所有的從移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射頻譜空 洞和接收頻譜空洞，將每個(gè)從移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射頻譜空洞與所述從基站的接收頻譜空洞取交 集，以及將每個(gè)從移動(dòng)臺(tái)的接收頻譜空洞與所述從基站的發(fā)射頻譜空洞取交集，獲得當(dāng)前 小區(qū)的所有從移動(dòng)臺(tái)的上下行頻率集；所述從基站根據(jù)當(dāng)前小區(qū)的所有從移動(dòng)臺(tái)的上下行頻率集進(jìn)行頻譜分配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻譜分配方法，其中在頻譜分配前還包括所述從基站通過基站間的有線連接與相鄰小區(qū)的從基站共享發(fā)射頻譜空洞和接收頻 譜空洞；所述從基站根據(jù)當(dāng)前小區(qū)的所有從移動(dòng)臺(tái)的上下行頻率集以及小區(qū)間的頻率限制關(guān) 系進(jìn)行頻譜分配。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的頻譜分配方法，其中在認(rèn)知通信過程中的每一幀包括頻譜分 配時(shí)隙、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)隙、基站信息共享時(shí)隙和頻譜感知時(shí)隙，所述認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)中的所 有從基站和從移動(dòng)臺(tái)在每一幀的頻譜分配時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行頻譜分配，在每一幀的基站信息共享 時(shí)隙內(nèi)與相鄰小區(qū)的基站進(jìn)行信息共享，在每一幀的頻譜感知時(shí)隙進(jìn)行頻譜感知，確定發(fā) 射頻譜空洞和接收頻譜空洞。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頻譜分配方法，其中在每一幀的頻譜分配時(shí)隙對上一幀分配 的頻譜進(jìn)行復(fù)核。
6.一種認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜分配方法，所述認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)為時(shí)分雙工模式系 統(tǒng)，所述頻譜分配方法包括以下步驟從基站和從移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行發(fā)射機(jī)檢測，確定接收頻譜空洞，并進(jìn)行接收機(jī)檢測，確定發(fā)射 頻譜空洞；所述從基站通過小區(qū)的公共控制信道匯總當(dāng)前小區(qū)內(nèi)所有的從移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射頻譜空 洞和接收頻譜空洞，將每個(gè)從移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射頻譜空洞和接收頻譜空洞以及所述從基站的接 收頻譜空洞和發(fā)射頻譜空洞共取交集，獲得當(dāng)前小區(qū)的所有從移動(dòng)臺(tái)的時(shí)分雙工頻率集；所述從基站根據(jù)當(dāng)前小區(qū)的所有從移動(dòng)臺(tái)的時(shí)分雙工頻率集進(jìn)行頻譜分配。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻譜分配方法，其中在頻譜分配之前還包括所述從基站通過基站間的有線連接與相鄰小區(qū)的從基站共享發(fā)射頻譜空洞和接收頻 譜空洞；所述從基站根據(jù)當(dāng)前小區(qū)的所有從移動(dòng)臺(tái)的時(shí)分雙工頻率集以及小區(qū)間的頻率限制 關(guān)系進(jìn)行頻譜分配。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頻譜分配方法，其中在認(rèn)知通信過程中的每一幀包括頻譜分 配時(shí)隙、數(shù)據(jù)傳輸時(shí)隙、基站信息共享時(shí)隙和頻譜感知時(shí)隙，所述認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)中的所 有從基站和從移動(dòng)臺(tái)在每一幀的頻譜分配時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行頻譜分配，在每一幀的基站信息共享 時(shí)隙內(nèi)與相鄰小區(qū)的基站進(jìn)行信息共享，在每一幀的頻譜感知時(shí)隙進(jìn)行頻譜感知，確定發(fā) 射頻譜空洞和接收頻譜空洞。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的頻譜分配方法，其中在每一幀的頻譜分配時(shí)隙對上一幀分配 的頻譜進(jìn)行復(fù)核。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種頻譜分配方法，包括以下步驟從發(fā)射機(jī)進(jìn)行接收機(jī)檢測，確定發(fā)射頻譜空洞，且從接收機(jī)進(jìn)行發(fā)射機(jī)檢測，確定接收頻譜空洞；通過對所述發(fā)射頻譜空洞與所述接收頻譜空洞取交集，獲得從系統(tǒng)的頻率集，并根據(jù)該頻率集對所述從發(fā)射機(jī)和從接收機(jī)進(jìn)行頻譜分配。本發(fā)明還涉及一種認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻譜分配方法。本發(fā)明在頻譜分配過程中采用頻譜空洞分類，可以避免隱蔽站和暴露站問題的發(fā)生，降低從用戶對主用戶的干擾的概率；并進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)了認(rèn)知移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)的干擾協(xié)調(diào)，減少干擾的產(chǎn)生概率。
文檔編號(hào)H04W72/04GK102137409SQ20101010108
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者張英海, 李凡, 王衛(wèi)東, 王永濤, 王首峰 申請人:北京郵電大學(xué)