物联网白频谱资源服务网络的搭建方法及系统与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及物联网白频谱资源服务网络的搭建方法及系统。

背景技术：

在互联网时代，网络已经渗透到生活的各个方面。但是，对于偏远农村居民来说，因地处偏远而无法连接到网络。在国家大力提倡物联网和互联网+的情形下，为偏远农村提供稳定、易推广、易搭建的宽带网络是发展物联网以及互联网+的基础。因此，提供低成本、易部署、性能稳定的农村无线网络解决方案成为了非常重要的研究领域，并受到了政府的高度重视。

网络的搭建大致可分为两类：有线网络连接和无线网络连接。其中，有线网络连接是通过光纤、网线等线缆连接到路由器或者交换机上进行网络连接。无线网络连接可分为移动通信网络的网络连接(如移动、联通等)和无线局域网络连接(如WiFi常用采取802.11协议的无线局域网等)。但是，这些均不适于在偏远农村进行宽带接入。主要原因如下：

(1)由于农村的面积比较大，人口比较分散，而且有些农村的位置非常偏远，如果通过铺设光纤和网线来向居民提供网络连接，则需要复杂而且庞大的网络系统。但是，网络的利用率低导致费用高，这样就会使得前期的设备投资较大而使得收费较高，因而推广性差。

(2)采用移动通信网络不适合进行宽带接入。虽然现在通过4G网络可以达到100Mbps的下行速度，可以达到网络的需求，但是偏远农村的移动网络信号覆盖差且移动网络的费用太高，因而也不适于推广农村宽带接入。

(3)由于WiFi采用的是2.4GHz的公共频段，因此提供满意的性能的传输距离只有50-100米，不适宜长距离传输。虽然可以通过多路由来搭建长距离网络，但是增加额外的设备必然会导致搭建网络的设备成本增加而同样不利于推广，不适合农村网络的搭建。

通过分析以上方案的缺点可知，对于农村互联网接入需要提供一种易部署和低成本的通信网络。

技术实现要素：

本发明通过提供一种物联网白频谱资源服务网络的搭建方法及系统，解决了现有技术中成本高的技术问题，实现了降低成本的技术效果。

本发明提供了一种物联网白频谱资源服务网络的搭建方法，至少包括：

向服务端发送白频谱信息获取请求；

接收白频谱信息响应；

根据接收到的白频谱信息进行跳频。

进一步地，在所述向服务端发送白频谱信息获取请求之前，还至少包括：

向所述服务端发送注册信息，使所述服务端根据所述注册信息对所述白频谱信息获取请求进行响应。

进一步地，所述注册信息包括：经纬度信息、物理位置信息、类型信息、标记信息和/或编号信息。

进一步地，在所述向所述服务端发送注册信息之前，通过socket套接字与所述服务端建立通信连接。

进一步地，在所述根据接收到的白频谱信息进行跳频之后，将所述白频谱信息进行广播。

本发明提供的物联网白频谱资源服务网络的搭建系统，至少包括：

信息发送模块，用于向服务端发送白频谱信息获取请求；

信息接收模块，用于接收白频谱信息响应；

跳频模块，用于根据接收到的白频谱信息进行跳频。

进一步地，还至少包括：

注册模块，用于向所述服务端发送注册信息，使所述服务端根据所述注册信息对所述白频谱信息获取请求进行响应。

进一步地，所述注册信息包括：经纬度信息、物理位置信息、类型信息、标记信息和/或编号信息。

进一步地，还至少包括：

网络连接模块，用于通过socket套接字与所述服务端建立通信连接。

进一步地，还至少包括：

广播模块，用于将所述白频谱信息进行广播。

本发明中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

根据获取到的白频谱信息进行跳频，实现了在白频谱频段进行通信，从而实现了对白频谱的有效利用，无需增加通信设备和布线，不仅易部署，而且还降低了成本。同时，还提高了频谱的利用率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的物联网白频谱资源服务网络的搭建方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的物联网白频谱资源服务网络的搭建系统的模块图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种物联网白频谱资源服务网络的搭建方法及系统，解决了现有技术中成本高的技术问题，实现了降低成本的技术效果。

本发明实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

根据获取到的白频谱信息进行跳频，实现了在白频谱频段进行通信，从而实现了对白频谱的有效利用，无需增加通信设备和布线，不仅易部署，而且还降低了成本。同时，还提高了频谱的利用率。

为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参见图1，本发明实施例提供的物联网白频谱资源服务网络的搭建方法，至少包括：

步骤S110：向服务端发送白频谱信息获取请求；

在本实施例中，白频谱信息获取请求CHANNEL_AVAILABLE_DB的数据结构如表1所示：

表1白频谱信息获取请求CHANNEL_AVAILABLE_DB的数据结构

对本发明实施例进行说明，在步骤S110之前，向服务端发送注册信息，使服务端根据注册信息对白频谱信息获取请求进行响应。

在本实施例中，注册信息包括但不限于：经纬度信息、物理位置信息、类型信息、标记信息和/或编号信息。其中，物理位置信息可以包括具体的行政区域、道路、街道等；类型信息至少可以包括：商业类型和非商业类型。

对本发明实施例进行说明，在向服务端发送注册信息之前，通过socket套接字与服务端建立通信连接。

在本实施例中，协议采用TCP可靠传输协议。在建立完成socket网络通信之后，通过send()函数以及recv()函数来进行数据的发送和接收。具体地，通过socket向服务端发送通信连接请求REQUEST_AVAILABLE_DB。该通信连接请求的数据结构如表2所示：

表2通信连接请求REQUEST_AVAILABLE_DB的数据结构

在发送通信连接请求REQUEST_AVAILABLE_DB后，服务端会返回确认信息CONFIRM_AVAILABLE_DB，以表明连接成功。

步骤S120：接收白频谱信息响应；

步骤S130：根据接收到的白频谱信息进行跳频，从而能够在白频谱频段进行通信。

步骤S140：将白频谱信息进行广播，从而使其他设备能够感知到白频谱信息，并能够跳频到白频谱频段进行通信。

这里需要说明的是，在服务端的Web程序中调用Google地图API，从而可以在Google地图上显示通信设备的地理位置信息。具体地，Web浏览器发送地图数据请求，Google地图服务器接收请求查询地图数据库，返回XML格式的数据，Web页面解析XML数据将地图显示出来。由于设备在白频谱信息数据库中存储有经度和纬度信息，因此，服务端在接收到带有经纬度坐标的请求参数时，可以将设备位置在Google地图上显示出来。

在本实施例中，服务端为云平台。

这里还需要说明的是，本发明实施例将白频谱信息存储在地图上的每一个像素点中，每一个像素点有一个经纬度的地址信息，且每个像素点存储了该地址的白频谱信息，以这种方式，能够便捷地得到白频谱信息。

此外，可以通过频率监测设备对各通信设备的频率以及信号功率等信息进行监测，并将监测到的数据与比较阈值进行对比，从而判断出通信设备是否跳频成功，即判断是否接入白频谱频段。若通信设备没有接入白频谱频段，则发送提示信息以提示该设备没有跳频成功。

在本实施例中，频率监测设备为国产的白鹭HSA820频谱仪，其测量的频率范围为9KHz到2GHz之间，支持对占用带宽(OBW)、信道功率(CHP)以及领导功率比(ACPR)的一键测量。

参见图2，本发明实施例提供的物联网白频谱资源服务网络的搭建系统，至少包括：

网络连接模块100，用于通过socket套接字与服务端建立通信连接。

注册模块200，用于向服务端发送注册信息，使服务端根据注册信息对白频谱信息获取请求进行响应。

在本实施例中，注册信息包括但不限于：经纬度信息、物理位置信息、类型信息、标记信息和/或编号信息。其中，物理位置信息可以包括具体的行政区域、道路、街道等；类型信息至少可以包括：商业类型和非商业类型。

信息发送模块300，用于向服务端发送白频谱信息获取请求；

信息接收模块400，用于接收白频谱信息响应；

跳频模块500，用于根据接收到的白频谱信息进行跳频，从而能够在白频谱频段进行通信。

广播模块600，用于将白频谱信息进行广播，从而使其他设备能够感知到白频谱信息，并能够跳频到白频谱频段进行通信。

【技术效果】

1、根据获取到的白频谱信息进行跳频，实现了在白频谱频段进行通信，从而实现了对白频谱的有效利用，无需增加通信设备和布线，不仅易部署，而且还降低了成本。同时，还提高了频谱的利用率。

2、由于白频谱宽带接入使用的频段更低，波长更长，因此有更强的穿透力，受环境干扰的可能性也会更低，因而传播的距离也会更远，理论上传输距离可以达到160公里，因此本发明实施例还实现了长距离传输。

3、通过Google地图API来显示设备的地理位置信息，将频谱资源坐标化来对频谱资源进行定位，实现了清晰直观地查看通信设备的状态信息和对频谱资源进行定位，从而可以方便地对频谱资源和设备进行管理。

4、在实现了跳频之后，将白频谱信息进行广播，使其他设备能够感知到白频谱信息，从而使其他设备也能够跳频到白频谱频段进行通信，进而提高了本发明实施例的实用性。

5、本发明实施例中的服务端为云平台，第一，通过云平台提供的虚拟服务，使用户不论在任何地方任何时间，只要有互联网，就可以通过网络获取服务，因而避免了因频谱资源分布比较分散而需要多点部署服务器和数据库，不仅能够更好地满足对于频谱管理的需求，而且还降低了使用成本。第二，通过云平台所拥有的超大规模的计算能力，满足了大量白频谱信息的计算需求。第三，通过云平台所具有的高伸缩性的特点，满足了后期随着通信设备的增加，频谱资源数据会成倍增加的需求，因而为后期平台的扩建预留了可操作空间。第四，由于云平台具有资源分布和可靠性高的特点，因而保证了通信的稳定。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。