一种无线链路配置方法及系统

本发明涉及无线通信领域，具体而言，涉及认知无线电技术以及 数据库协调分配频谱资源方法。

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。实现业务繁忙系统(次 级系统)借用频谱利用率较低系统(主系统)的频谱资源，并且次级 系统采取一定的保护机制，从而在不对主系统造成干扰的前提下，提 高整体网络的频谱资源利用率。这成为了解决需求增加与资源有限之 间矛盾的主要手段，也是认知无线电技术的核心思想。

由于多个次级系统或运营商的存在，在借用主系统频谱资源时， 可能出现次级系统或运营商间干扰的问题，这要求次级系统或运营商 间有可靠的协调机制；另一方面，多个次级系统或运营商竞争主系统 资源，需要保障次级系统或运营商的接入公平性，避免出现某次级系 统或运营商急需借用主系统资源，但得不到满足；而某次级系统或运 营商本身资源并不十分紧缺(如借用主系统资源只是为了增强用户的 感受)却得到了较多的借用资源。对主系统空闲频谱资源进行合理的 分配，这样才能最大限度的提高频谱利用率。这也要求有一个控制节 点可以统筹各次级系统或运营商对主系统空闲频谱的接入。

本发明的主要目的在于提供一种无线链路配置方法及系统，以至 少解决上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线链路配置方法，包括： 向所述归属的中心控制节点发送空闲频谱资源申请，所述中 心控制节点汇总所述空闲频谱资源申请，并向所述中心控制节点归属 的数据库发起空闲频谱资源分配请求；所述数据库按照所述空闲频谱 资源分配请求协调分配下属中心控制节点间空闲频谱资源；所述中心 控制节点响应所述数据库完成空闲频谱资源协调分配。

进一步地，该方法中，所述数据库按照所述空闲频谱资源分配请 求协调分配下属中心控制节点间空闲频谱资源的步骤包括：所述数据 库根据频谱礼仪信息，及各中心控制节点覆盖范围内的负载状态，通 信质量状况信息，对当前空闲频谱资源进行协调分配。

进一步地，该方法中，所述对当前空闲频谱资源进行协调分配步 骤包括：将当前可用的空闲频谱资源分配给所述发起空闲频谱资源分 配请求的中心控制节点；或者当没有可用空闲频谱资源时，通过与其 他中心控制节点协调，将所述其它中心控制节点所占用的空闲频谱资 源分配给所述发起空闲频谱资源分配请求的中心控制节点。

进一步地，该方法中，所述中心控制节点响应所述数据库完成空 闲频谱资源协调分配的步骤包括：频谱资源发生变化的中心控制节 点，根据数据库命令完成其下属资源的重配，并向所述数据库发 送数据库更新请求。

进一步地，该方法中，所述频谱资源发生变化的中心控制节点包 括：发起空闲频谱资源分配请求并获得空闲频谱资源的中心控制节点 和/或通过协调分配将一部分其占用的空闲资源频谱分配给其它中心 控制节点的中心控制节点。

进一步地，该方法中，所述根据数据库命令完成其下属资源 的重配时，对于中心控制节点间交叠覆盖的区域必须与对应中心控制 节点协商后再进行其下属的资源分配。

进一步地，该方法中，所述空闲频谱资源指未被主系统使用的频 谱资源。

根据本发明的一个方面，提供了一种数据库，包括：主系统频谱 资源使用信息，中心控制节点对空闲频谱资源的使用信息，中心控制 节点系统信息，频谱礼仪信息；所述数据库负责对所述中心控制节点 间的空闲频谱资源协调分配。

进一步地，所述主系统频谱使用情况信息包括：正在使用频谱资 源信息，空闲频谱资源信息，不允许使用频谱资源信息。

进一步地，所述空闲频谱资源信息至少包括：频点，工作带宽、 覆盖范围、空闲状态可能的持续时间、允许最大发射功率。

进一步地，所述中心控制节点对空闲频谱资源的使用信息包括： 所述中心控制节点使用的空闲频谱资源，及所述中心控制节点所在位 置。

进一步地，中心控制节点系统信息包括：负载状态信息，通信质 量信息，使用统计规律信息。

进一步地，所述频谱礼仪信息包括：中心控制节点优先级，干扰 规避策略，频谱租赁规则。

根据本发明的一个方面，提供了一种中心控制节点，所述中心控 制节点是基于系统或运营商的功能或物理实体，其中包括：所述中心 控制节点下属空闲频谱资源使用情况信息，负载信息及通信质量 状况信息；所述中心控制节点完成所述空闲频谱资源重配。

进一步地，所述中心控制节点完成所述空闲频谱资源重配步骤包 括：中心控制节点与数据库交互协调空闲频谱资源；所述中心控制节 点与其它中心控制节点交互空闲频谱资源使用信息避免干扰；所述中 心控制节点按照与所述数据库及其它中心控制节点的交互结果发送 对应测量配置消息至下属，并控制所述下属完成空闲频谱资 源重配。

根据本发明的一个方面，提供了一种无线链路配置系统，包括： 申请发送单元，用于将空闲频谱资源申请发送至中心控制节点； 汇总上报单元，用于汇总所述申请发送模块发送的空闲频谱资源 申请，并将所述汇总结果上报至数据库；协调分配单元，用于根据所 述汇总上报模块上报的汇总结果协调分配所述中心控制节点间的空 闲频谱资源；分配响应单元，用于响应协调分配单元，完成空闲频谱 资源协调分配。

进一步地，所述协调分配单元根据所述中心控制节点覆盖范围内 的负载状态，通信质量状况，及频谱礼仪，对当前空闲频谱资源为各 中心控制节点进行协调分配。

进一步地，所述分配响应单元根据数据库命令完成空闲频谱资源 发生变化的中心控制节点下属资源重配，并向所述数据库发送数 据库更新请求。

通过本发明，数据库(DB，Database)根据各中心控制节点(CCP， Central control point)覆盖范围内负载状态，通信质量状况，及频谱 礼仪，对主系统空闲频谱资源(WS，White Spaces)进行统一的分配； 进一步的，各中心控制节点为其控制范围内协调分配所获取的 WS频谱资源。其获得的好处是：解决多次级系统或多运营商竞争主 系统资源时，可能出现的次级系统间的干扰问题；同时保障了各次级 系统或运营商接入主系统空闲频谱的公平性；解决了次级系统或运营 商内各间可能出现的干扰问题；保障了各间接入公平性。

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请 的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构 成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例方法流程图；

图2是本发明实施例应用场景图；

图3是本发明实施例无线链路配置流程图；

图4是本发明实施例无线链路配置另一信令流程图；

图5是本发明实施例数据库触发CCP进行WS频谱资源重配流 程图；

图6是本发明实施例无线链路配置系统模块图。

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的 是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。

根据本发明的实施例，提供了一种无线链路配置方法，如图1所 示，该方法包括：

S10：向上述归属的中心控制节点发送空闲频谱资源申 请，上述中心控制节点汇总上述空闲频谱资源申请，并向上述中心控 制节点归属的数据库发起空闲频谱资源分配请求；

S11：上述数据库按照上述空闲频谱资源分配请求协调分配下属 中心控制节点间空闲频谱资源；

S12：上述中心控制节点响应上述数据库完成空闲频谱资源协调 分配。

通过该实施例，解决多次级系统或多运营商竞争主系统资源时， 可能出现的次级系统间的干扰问题；同时保障了各次级系统或运营商 接入主系统空闲频谱的公平性；解决了次级系统或运营商内各间 可能出现的干扰问题；保障了各间接入公平性。

步骤S11可以通过如下方式实现，上述数据库根据频谱礼仪信 息，及各中心控制节点覆盖范围内的负载状态，通信质量状况信息， 对当前空闲频谱资源进行协调分配。

步骤S11中对当前空闲频谱资源进行协调分配步骤包括：将当前 可用的空闲频谱资源分配给上述发起空闲频谱资源分配请求的中心 控制节点；或者当没有可用空闲频谱资源时，通过与其他中心控制节 点协调，将上述其它中心控制节点所占用的空闲频谱资源分配给上述 发起空闲频谱资源分配请求的中心控制节点。

步骤S12可以通过如下方式实现，频谱资源发生变化的中心控制 节点，根据数据库命令完成其下属资源的重配，并向上述数据库 发送数据库更新请求。

步骤S12中上述频谱资源发生变化的中心控制节点包括：发起空 闲频谱资源分配请求并获得空闲频谱资源的中心控制节点和/或通过 协调分配将一部分其占用的空闲资源频谱分配给其它中心控制节点 的中心控制节点。

步骤S12中上述根据数据库命令完成其下属资源的重配时， 对于中心控制节点间交叠覆盖的区域必须与对应中心控制节点协商 后再进行其下属的资源分配。上述空闲频谱资源指未被主系统使 用的频谱资源。

发明对应的一个应用场景如图2所示，主要涉及的网元有数据库 (DB，database)、中心控制节点及(CCP，Central control point)。

上述数据库包括：主系统频谱资源使用信息，中心控制节点对空 闲频谱资源的使用信息，中心控制节点系统信息，频谱礼仪信息；上 述数据库负责对上述中心控制节点间的空闲频谱资源协调分配。

上述主系统频谱使用情况信息包括：正在使用频谱资源信息，空 闲频谱资源信息，不允许使用频谱资源信息。

上述空闲频谱资源信息至少包括：频点，工作带宽、覆盖范围、 空闲状态可能的持续时间、允许最大发射功率。

上述中心控制节点对空闲频谱资源的使用信息包括：上述中心控 制节点使用的空闲频谱资源，及上述中心控制节点所在位置。

上述中心控制节点系统信息包括：负载状态信息，通信质量信息， 使用统计规律信息。

具体的，数据库DB可由主系统运营商或第三方提供，数据库包 含在本地或包含本地的若干个地区的主系统频谱资源使用信息；中心 控制节点对主系统空闲频谱资源的使用信息；以及中心控制节点系统 信息，至少包括：中心控制节点覆盖范围内的负载信息，通信质量状 况信息，使用统计规律信息；同时数据库中还存储频谱礼仪信息，至 少包括：CCP优先级，干扰规避策略，频谱租赁规则。主系统频谱状 态信息包括：正在使用的频谱资源信息，包括但不限于：频点，带宽， 可能的持续时间，覆盖范围和隔离带等信息；未使用的频谱资源信息， 包括但不限于：频点，工作带宽、覆盖范围、可能的持续时间、允许 最大发射功率等信息；不允许使用的频谱(可能是管理域限制频谱或 运营商预留频谱等)资源信息，包括但不限于：频点，工作带宽等信 息。各中心控制节点对主系统空闲频谱的使用信息包括：其使用的空 闲频谱，及该中心控制节点所在位置。数据库负责根据存储的频谱礼 仪对各CCP统筹分配主系统空闲频谱。

上述中心控制节点是基于系统或运营商的功能或物理实体，其中 包括：上述中心控制节点下属空闲频谱资源使用情况信息，负载 信息及通信质量状况信息；上述中心控制节点完成上述空闲频谱资源 重配。

上述中心控制节点完成上述空闲频谱资源重配步骤包括：中心控 制节点与数据库交互协调空闲频谱资源；上述中心控制节点与其它中 心控制节点交互空闲频谱资源使用信息避免干扰；上述中心控制节点 按照与上述数据库及其它中心控制节点的交互结果发送对应测量配 置消息至下属，并控制上述下属完成空闲频谱资源重配。

具体的，中心控制节点CCP表示一个系统或运营商的中心 控制节点，与DB间可以是固定的连接；至少包含以下功能： 1.汇聚来自各BS的WS频谱资源申请，并向DB发出WS资源 分配请求；2.包含下属各BS频谱资源使用信息，将获取到的 WS频谱资源协调分配给下属BS；3.接收来自DB的重配命令， 并控制下属BS执行相应重配；4.反馈配置更新消息给DB，包 括获取WS资源后重配信息更新，及退出WS后的配置更新； 5.向BS发送感知测量配置消息，其中包括所分配空闲频谱的同 频或邻频系统信息，感知测量门限等；6.反馈感知测量结果给 DB。

上述BS可以直接与CCP相连，其功能包括但不限于： 1.将得到的WS频谱资源分配到与其相连的各无线链路；2.改变 或调整无线通信技术的参数，例如，调制类型，发射功率；3. 管理和维护工作频谱，例如，工作频点和频段；4.负责和中心 控制节点的通信；5.频谱感知测量功能；6.感知测量数据处理能 力。

实施例一

图3是本发明实施例提供的一种无线链路配置方法流程 图，具体步骤如下：

步骤1：BS向CCP发送WS频谱资源申请，CCP收到下属BS 发送的WS资源申请消息后，向DB发出WS资源请求；

触发的原因可以是BS下属链路通信质量无法满足QoS需求，或 者负载过重等。

步骤2：DB根据其存储的各中心控制节点覆盖范围内的负载状 态信息，通信质量状况信息，及频谱礼仪，对主系统WS频谱资源做 各中心控制节点间协调分配决策；

所述协调分配包括将WS频谱资源分配给所述发出申请的CCP， 以及命令当前负载较轻的中心控制节点进行重配，释放其当前占用的 WS频谱资源。

步骤3：如果协调分配决策涉及相关CCP通过重配来释放其占用 的WS频谱资源，则DB向该CCP发出重配命令；

步骤4：相关CCP按照DB的命令进行重配，具体步骤在实施例 2中做详细说明；

步骤5：完成重配后，CCP向DB发送DB更新请求，DB回复 更新确认消息；

步骤6：DB向发出WS频谱资源请求的CCP发送WS资源请求 响应，其中包含分配给该CCP的WS频谱资源信息；

WS频谱资源信息包括但不限于：频点、工作带宽、发射参数要 求(如允许的最大发射功率等)。

步骤7：CCP做BS间WS频谱资源协调分配；

与步骤2中DB做CCP间WS频谱资源协调分配类似，CCP根 据其存储的各BS的负载状态信息及通信质量状况信息，将从DB中 获取到的WS频谱资源，协调分配给各。

值得注意的是：对于CCP独立覆盖的区域中，CCP可独立的对 下属BS做WS协调分配，对于CCP间重叠覆盖的区域，可能出现由 于CCP对BS的协调分配，而造成对相关CCP的干扰，因此对于CCP 间重叠覆盖的区域，CCP须根据DB提供的信息，与相关CCP进行 协商，然后再对下属BS进行资源分配，或重配控制。

步骤8：CCP将分配结果发送给所述发出WS资源申请的BS， 以及相关WS资源发生变化的BS；

步骤9：BS联合用户对所分配的WS频谱资源做感知测量，测 量结果层层上报，用于CCP及DB进行环境信息的学习；

所述感知测量结果至少包括所获取的WS频谱资源是否满足其 通信要求，当不满足时，还进一步包括干扰源信息。WS的干扰源可 能是同一区域内的邻频干扰，或相邻CCP区域内同频干扰。BS向 CCP反馈感知测量结果用以上层节点(DB或CCP)进行学习，并制 定相应的频谱分配策略，如重新分配WS资源给所述BS，或对干扰 原发射参数进行调整，以满足所述BS的工作要求，并不改变原来的 分配频谱。

步骤10：工作频谱发生变化的BS执行重配；

其中包括获取WS频谱资源的BS，及通过协调分配释放WS频 谱资源的BS。

步骤11：配置发生变化的BS向CCP发送BS配置更新消息， CCP回复以BS配置更新确认信息；

步骤12：CCP发送DB更新请求，DB回复以DB更新确认消息。

实施例二

图4是本发明实施例提供无线链路配置另一信令流程图，具 体步骤如下：

步骤1：BS触发向CCP发送WS频谱资源申请，CCP收到下属 BS发送的WS资源申请消息后，向DB发出WS资源请求；

触发的原因可以是BS下属链路通信质量无法满足QoS(Quality ofService)服务质量需求，或者负载过重等。

步骤2：DB根据其存储的各中心控制节点覆盖范围内的负载状 态信息，通信质量状况信息，及频谱礼仪，对主系统WS频谱资源做 各中心控制节点间协调分配决策；

此实施例中DB会为所述发出申请的CCP分配多个WS频谱资 源，供其选择。

步骤3：DB向发出WS频谱资源请求的CCP发送WS资源请求 响应，其中包含分配给该CCP的各WS频谱资源信息；

WS频谱资源信息包括但不限于：频点、工作带宽、发射参数要 求(如允许的最大发射功率等)。分配响应中同时包含测量配置信息， 其中具体包括所分配WS频谱的同频或邻频系统信息，测量门限等。

步骤4：CCP首先从DB分配的多个WS资源中选取一个，并将 其协调分配给发出资源申请的BS；

值得注意的是：对于CCP独立覆盖的区域中，CCP可独立的对 下属BS做WS协调分配，对于CCP间重叠覆盖的区域，可能出现由 于CCP对BS的协调分配，而造成对相关CCP的干扰，因此对于CCP 间重叠覆盖的区域，CCP须根据DB提供的信息，与相关CCP进行 协商，然后再对下属BS进行资源分配，或重配控制。

步骤5：BS联合用户对所分配的WS频谱资源做感知测量，测 量结果层层上报，用于CCP及DB进行环境信息的学习；

所述感知测量结果至少包括所获取的WS频谱资源是否满足其 通信要求，当不满足时，还进一步包括干扰源信息。WS的干扰源可 能是同一区域内的邻频干扰，或相邻CCP区域内同频干扰。BS向 CCP反馈感知测量结果用以CCP进行学习，当感知测量结果能够确 定的干扰源时，CCP会将感知测量结果上报给DB，供其学习。并制 定相应的频谱分配策略，如CCP重新选取DB为其分配的WS资源 并分配给所述BS，BS将重新执行感知测量步骤；或者DB对干扰原 发射参数进行调整，以满足所述BS的工作要求，并继续分配该WS 资源给所述BS。

步骤6：工作频谱发生变化的BS执行重配；

其中包括获取WS频谱资源的BS，及通过协调分配释放WS频 谱资源的BS。

步骤7：配置发生变化的BS向CCP发送BS配置更新消息，CCP 回复以BS配置更新确认信息；

步骤8：CCP发送DB更新请求，DB回复以DB更新确认消息。

实施例三

图5是本发明实施例提供的数据库触发CCP进行WS频谱资源 重配信令流程，具体步骤如下：

步骤1：DB做WS资源CCP间协调分配；

做协调分配的原因可以是实施例1中有CCP发出WS频谱资源 申请时，DB触发的相关CCP的WS资源重配；或者DB做整体性能 优化，命令负载较轻或通信质量状态较好的CCP释放部分WS资源。

步骤2：DB向相关CCP发送WS重配命令；

步骤3：根据DB的重配命令，CCP做WS频谱资源协调决策；

如果DB所指定的WS频谱资源为负载较轻或通信质量状况较好 的BS所占用，则可通过步骤4、5、6直接执行指定WS频谱的释放， 并跳过7、8、9步的操作；

如果DB所指定的WS频谱资源为负载较重或通信质量状况较差 的BS所占用，此时无法直接执行释放WS频谱操作，将按如下步骤 操作；

步骤4：CCP将向负载较轻BS发送重配命令；

步骤5：负载较轻BS执行重配，释放部分WS频谱资源；

步骤6：BS完成重配后向CCP发送BS配置更新消息，CCP回 复以BS配置更新确认消息；

步骤7：CCP向负载较重BS发送重配命令；

重配命令中包括占用指定WS频谱资源的链路所要切换的WS频 谱信息(即通过4、5、6步释放出的WS资源)，包括频点，工作带 宽，发射参数要求等信息。

步骤8：负载较重BS执行WS频谱切换，将其占用的DB指定 要释放出的WS频谱让出；

步骤9：BS完成重配后向CCP发送BS配置更新消息，CCP回 复以BS配置更新确认消息；

步骤10：CCP向DB发送DB更新请求消息，DB回复以DB更 新确认消息。

这里需要注意的是，CCP在做WS资源协调分配策略时，涉及下 属BS所用WS资源的变化，同样要考虑不对相邻CCP造成干扰，须 与相关CCP进行协商后再进行WS资源分配。

根据本发明的实施例，提供了一种无线链路配置系统，，如图6 所示，该系统包括申请发送单元2、汇总上报单元4、协调分配单元 6和分配响应单元8，下面对上述结果进行详细描述。

申请发送单元2，用于将空闲频谱资源申请发送至中心控制 节点；汇总上报单元4，用于汇总所述申请发送模块发送的空闲 频谱资源申请，并将所述汇总结果上报至数据库；协调分配单元6， 用于根据所述汇总上报模块上报的汇总结果协调分配所述中心控制 节点间的空闲频谱资源；分配响应单元8，用于响应协调分配单元， 完成空闲频谱资源协调分配。

下面通过实施例对该无线链路配置系统做进一步描述。首先在 BS下属链路通信质量无法满足QoS需求，或者负载过重时，由申请 发送单元2向CCP发送空闲频谱资源申请；其次由汇总上报单元 4接收申请发送单元2发送的资源申请，并将所述资源申请上报至协 调分配单元6；协调分配单元6按照中心控制节点覆盖范围内的负载 状态、通信质量状况及频谱礼仪，将当前可用的空闲频谱资源分配给 所述发起空闲频谱资源分配请求的中心控制节点；或者当没有可用空 闲频谱资源时，通过与其他中心控制节点协调，将所述其它中心控制 节点所占用的空闲频谱资源分配给所述发起空闲频谱资源分配请求 的中心控制节点，并将所述分配结果发送至分配响应单元8；分配响 应单元8按照协调分配的结果完成空闲频谱资源发生变化的中心控 制节点下属资源重配，并向所述数据库发送数据库更新请求。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各 步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置 上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用 计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装 置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺 序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模 块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实 现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。