频谱资源配置方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种频谱资源配置方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 随着无线电技术的不断进步，各种各样的无线电业务大量涌现，而无线电业务所 依托的频谱资源是有限的，面对人们对带宽需求的不断增加，频谱资源表现出极为紧张的 局面；而另一方面在传统的固定频谱分配模式下，频谱资源的利用率却不高。从某种意义上 讲，是这种固定分配给授权系统的频谱分配制度造成了频谱资源极为紧张的局面。而认知 无线电技术就打破了传统意义上的频谱固定分配制度，将频谱在系统间动态分配，提高了 频谱的利用效率。典型的，如随着人们日常通信需求的不断提高，已经不满足于简单的语音 数据通信，视频流媒体业务在人们通信生活中的比重不断增加，这要求更大的带宽作为支 撑，国际移动电话（International Mobile Telecom,简称为IMT)系统显现出前所未有的频 谱紧张局面，而对于广播电视系统来讲，频谱资源在很大程度上存在着可利用的空间，如某 些广播电视系统频谱在某些地区并未被使用；某些广播电视系统频谱在某地区虽有覆盖， 但某些时刻没有被使用，整体利用率偏低。而固定的频谱分配方式使得上述未被使用的频 谱资源无法重新利用，例如无法为MT系统所用。通过认知无线电技术頂T系统通过对广播 电视系统信息的获取，伺机的占用广电系统在空间和时间上未使用的频谱资源（TV White Space，简称为TVWS)，从而提高广播电视系统频谱的利用率，改善了 IMT系统频谱紧张的局 面。
[0003] 这种次级系统伺机占用主系统频谱资源的频谱使用方式，必须保证对主用户有效 地保护，即次级系统使用主系统频谱资源时，不能对主系统用户造成有害干扰，这是认知无 线电技术能够实现的前提条件。为了达到这样的目的，首先，次级系统的使用频谱及发射参 数将受到主系统保护要求的限制，在最初确定这些参数时需要进行准确的决策；其次，次级 系统需要及时获知主用户的出现，以便在发现次级系统所占用频谱资源上的主用户重新出 现时，及时退出所述频谱资源，避免对主用户的干扰。
[0004] 进一步的，由于可能存在多个次级用户设备同时使用主系统空闲频谱，TVWS可以 使用的另一个必要条件是各次级系统能够在TVWS上的实现共存，互不干扰的使用TVWS资 源，即彼此间干扰在容忍范围内。因此，次级系统间的干扰规避也是在频谱资源分配决策时 所必须要考虑的因素。
[0005] 在目前标准组织ETSI RRS的讨论中，TV频段认知无线电（Cognitive Radio,简称 为CR)技术系统架构如图1所示架构，其中：
[0006] 地理位置信息数据库（Geolocation Database,简称为GLDB)负责主系统保护，为 次级用户设备或次级系统管理节点提供主系统频谱使用情况，避免主系统受到次级系统的 干扰。具体的，为次级用户设备提供其所在位置上的空闲频谱资源，并根据主用户保护准 贝1J，计算次级用户设备所允许的最大发射功率；
[0007] 频谱控制器（Spectrum Controller,简称为SC)为次级系统频谱资源重配置管理 节点，负责各次级用户设备间的共存管理，优先级管理，及测量管理。分为两种模式：管理模 式下负责下属各次级用户设备间的共存解决及频谱分配；信息模式下负责向下属次级用户 设备提供共存解决所需的共存环境信息。
[0008] 认知系统（Cognitive Radio System,简称为CRS)为次级系统，包含若干个次级用 户设备（White Space Device,简称为WSD);其可代表长期演进技术（Long Term Evolution, 简称为LTE)，3G系统，2G系统等蜂窝网系统网络，或者无线局域网（Wireless Local Area Network，简称为 WLAN)，无线区域网（Wireless Regional Area Network，简称为 WRAN)，全 球微波互联接入（Worldwide Interoperability for Microwave Access，简称为 Wimax)等 IEEE802系统网络，CRS中具体与上层节点（GLDB/SC)进行交互的为蜂窝网系统中的基站或 IEEE系统下的接入点。
[0009] 架构中包含两大类CRS，一类与GLDB直接相连，称为非协调CRS，即CRS间共存不 需要管理节点SC的参与，而是通过网络的自共存机制解决；另一类通过SC与GLDB间接 相连，这类次级系统设备间共存不能自己解决，而需要通过SC的辅助，即要么需要SC统一 管理下属次级用户设备间共存，确定次级用户设备的运行参数（管理模式）；要么SC向次 级用户设备提供共存所需的共存环境信息，由次级用户设备决策满足共存要求的运行参数 (信息模式）。由上面方案可见，非协调CRS内部各次级用户设备间可以实现共存，协调CRS 内部各次级用户设备间也可以实现共存。而针对非协调CRS下属次级用户设备与协调CRS 下属次级用户设备间的共存，需要另外考虑。
[0010] 在相关技术中，并没有考虑非协调次级用户设备与协调次级用户设备间的干扰， 这将造成两类次级用户设备对空闲频谱资源的恶意竞争，影响网络性能，降低频谱效率，甚 至使原本空闲的频谱资源无法使用，背离了认知无线电技术的初衷。
[0011] 针对相关技术中没有考虑非协调次级用户设备与协调次级用户设备间的干扰的 问题，目如尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0012] 针对相关技术中没有考虑非协调次级用户设备与协调次级用户设备间的干扰的 问题，本发明提供了一种频谱资源配置方法、装置及系统，以至少解决上述问题。
[0013] 根据本发明的一个方面，提供了一种频谱资源配置方法，包括：配置管理节点发送 用于请求获取非协调次级用户设备频谱的使用信息的第一请求消息；所述配置管理节点接 收携带所述非协调次级用户设备频谱的使用信息的第一响应消息，并依据所述使用信息进 行空闲频谱资源配置决策，或者向下属次级用户设备提供所述使用信息。
[0014] 优选地，在配置管理节点发送用于请求获取非协调次级用户设备频谱的使用信息 的第一请求消息之前，还包括：所述配置管理节点要为其下属次级用户设备做空闲频谱资 源配置决策；或者，所述配置管理节点收到下属次级用户设备空闲频谱使用情况请求。
[0015] 优选地，所述空闲频谱资源配置决策包括以下至少之一：为下属次级用户设备做 空闲频谱接入决策；为下属次级用户设备做空闲频谱资源重配置决策；为下属次级用户设 备做优先权信道接入决策。
[0016] 优选地，所述第一请求消息包括以下内容至少之一：相关的区域范围、使用的频段 范围、需要提供频谱使用信息的非协调次级用户设备类型。
[0017] 优选地，配置管理节点发送用于请求获取非协调次级用户设备频谱的使用信息的 第一请求消息包括以下至少之一：所述配置管理节点通过专用消息发送所述第一请求消 息；所述配置管理节点通过其他请求消息发送所述第一请求消息。
[0018] 优选地，所述配置管理节点通过其他请求消息发送所述第一请求消息包括以下至 少之一：所述配置管理节点通过信道请求消息发送所述第一请求消息；所述配置管理节点 通过重配置请求消息发送所述第一请求消息。
[0019] 优选地，所述第一响应消息包括以下内容至少之一：相关区域上完整的非协调次 级用户设备频谱使用信息；所述相关区域上与上一次信息交互时相比，非协调次级用户设 备频谱使用信息的变化信息。
[0020] 优选地，所述配置管理节点接收携带所述非协调次级用户设备频谱的使用信息的 第一响应消息包括以下至少之一：所述配置管理节点通过专用消息接收所述第一响应消 息；所述配置管理节点通过其他响应消息接收所述第一响应消息。
[0021] 优选地，所述配置管理节点通过其他响应消息接收所述第一响应消息包括以下至 少之一：所述配置管理节点通过可用信道响应消息接收所述第一响应消息；所述配置管理 节点通过重配置响应消息接收所述第一响应消息。
[0022] 优选地，所述非协调次级用户设备频谱的使用信息包括以下至少之一：所述非协 调次级用户设备的位置；所述非协调次级用户设备的设备参数；所述非协调次级用户设备 的运行参数；所述非协调次级用户设备所使用频谱的有效期；所述非协调次级用户设备的 干扰保护准则。
[0023] 优选地，所述非协调次级用户设备的设备参数包括以下至少之一：次级用户设备 的类型，设备标识，发射模板，天线高度，天线方向角，天线俯仰角，天线发射增益，天线极化 方式，邻道泄漏比；和/或，所述非协调次级用户设备的运行参数包括以下至少之一：工作 频点，带宽，发射功率，覆盖范围；和/或，所述非协调次级用户设备的干扰保护准则包括以 下至少之一：所述非协调次级用户设备的最大容忍干扰值，接收机邻道选择性，干扰保护 t匕，当前受到的总干扰值，频率保护带宽要求，地域隔离距离要求，对其他次级用户设备的 发射功率限制。
[0024] 优选地，所述配置管理节点依据所述使用信息进行空闲频谱资源配置决策包括： 配置管理节点为其下属次级用户设备确定配置频谱，及在所述配置频谱上的发射参数；其 中，所述配置频谱在主系统空闲频谱中选择，所述发射参数满足所述空闲频谱基于主系统 保护的发射限制信息，以及所述非协调次级用户设备的干扰保护准则。
[0025] 根据本发明的另一方面，还提供了一种频谱资源配置方法，包括：数据库接收用于 请求获取非协调次级用户设备频谱的使用信息的请求消息；所述数据库发送携带所述非协 调次级用户设备频谱的使用信息的响应消息。
[0026] 优选地，在所述数据库发送携带所述非协调次级用户设备频谱的使用信息的响应 消息之前，还包括：所述数据库获取非协调次级用户设备在每次频谱配置完成后反馈的所 述非协调次级用户设备频谱的使用信息。
[0027] 优选地，所述数据库发送携带所述非协调次级用户设备频谱的使用信息的响应消 息包括：所述数据库向发出所述请求消息的配置管理节点发送所述响应消息。
[0028] 根据本发明的再一方面，提供了一种频谱资源配置装置，位于配置管理节点中，包 括：第一发送模块，用于发送用于请求获取非协调次级用户设备频谱的使用信息的第一请 求消息；第一接收模块，用于接收携带所述非协调次级用户设备频谱的使用信息的第一响 应消息，并依据所述使用信息进行空闲频谱资源配置决策，或者向下属次级用户设备提供 所述使用信息。
[0029] 根据本发明的再一方面，还提供了一种频谱资源配置装置，位于数据库中，包括： 第二接收模块，用于接收用于请求获取非协调次级用户设备频谱的使用信息的请求消息； 第二发送模块，用于发送携带所述非协调次级用户设备频谱的使用信息的响应消息。
[0030] 根据本发明的还一方面，提供了一种频谱资源