[发明专利]一种动态频率选择方法、装置、基站及网络系统

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种动态频率选择技术。

背景技术

认知无线电(CR，Cognitive Radio)是针对频带资源越来越紧张，而授权频带利用率却不高的矛盾提出的解决方案。认知无线电的关键技术是灵活高效地根据频谱实际被占用的情况，自适应利用“频谱空洞”，即网络系统中的所有授权系统均没有使用的频段；或在不干扰授权系统的情况下，充分利用空闲频段。也就是说，采用认知无线电技术的系统，即认知系统，需要与其所在网络系统中的授权系统以及其它认知系统在有限的频带资源下同时工作。

图1为现有认知系统所在网络系统与授权系统的关系示意图，如图1所示，该网络系统包括一个认知系统及其邻近认知系统。

其中，认知系统包括一个基站(BS，Base Station)和多个认知系统用户，BS的覆盖范围如图1中虚线所示。覆盖范围存在重叠区域的认知系统为邻近认知系统，如图中认知系统2、3和4为认知系统1的邻近认知系统，认知系统1、2、3和4可构成一个网络系统。

授权系统是工作在授权信道上的系统，其覆盖范围如图1中实线所示。

认知系统工作在没有授权系统使用的空闲信道上，且与其邻近认知系统竞争这些空闲信道。如图1所示，认知系统1只能在授权系统1和授权系统2都没有使用的空闲信道上工作，且与认知系统2、3和4竞争这些空闲信道。

因此，认知系统的工作环境会随着所在网络系统中的授权系统以及其它认知系统使用信道的情况不断变化，也会因为与邻近认知系统的竞争失败，而导致该认知系统不能再使用其正在使用的信道。因此，认知系统需要执行动态频率选择流程，为该认知系统准备好下一跳使用的信道。此时，认知系统在工作时会应用到动态频率选择(DFS，Dynamic Frequency Selecting)技术，执行动态频率选择流程。

认知系统占用的信道分为非排他信道和排他信道。非排他信道允许和其它的认知系统通过传输功率控制(TPC，Transmission Power Control)共享。排他信道在同一时间段内只能由一个系统占用，下面讨论的可用信道只涉及认知系统占用的排他信道。

图2为现有认知系统的动态频率选择方法流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤200：获得自身的可用信道信息。

步骤201：认知系统在自身的可用信道中随机选定一个信道。

步骤202：向邻近认知系统发送DFS通告。

该DFS通告中包括：选定信道的中心频点，以及该认知系统发送DFS通告的时间。

步骤203：等待。

为了避免在接收到邻近认知系统的DFS通告之前就发生跳转，从而减小邻近系统之间的互相干扰，认知系统在跳转到选定信道工作之前会等待一个合理的时间，该等待期的最小值应该是两个邻近认知系统传播时延的两倍。

步骤204：判断是否到达预先设置的跳转到该信道的时间，如果到达，则执行步骤205；否则执行步骤207。

步骤205：接入成功，则该选定信道为选定的下一跳信道，跳转到选定信道进行工作。

步骤206：判断是否接收到冲突的DFS通告，接收到冲突的DFS通告，则执行步骤207；没有接收到冲突的DFS通告，则执行步骤203继续等待。

冲突的DFS通告是指邻近认知系统发送的包括该选定信道的DFS通告。

步骤207：判断是否自身发送通告的时间较早，是则执行步骤203继续等待；否则确定本次竞争接入失败，执行步骤200或步骤201。

本步骤中，比较自身发送DFS通告的时间，与接收到的邻近认知系统DFS通告携带的发送DFS通告的时间，如果自身发送通告的时间较早，则依然将该选定信道作为下一跳信道继续等待，否则确定本次竞争接入失败，放弃将该选定信道作为下一跳信道，并在该认知系统的候选信道信息没有发生变化时直接执行步骤201重新选定一个信道；在该认知系统的候选信道信息发生变化时执行步骤200。

步骤203～步骤207为认知系统根据自身的和接收到的DFS通告确定本次竞争接入成功或失败的步骤。

实际应用中，认知系统可以在选定信道后，即完成动态频率选择过程，也就是说认知系统在动态频率选择时，可以不执行步骤202～步骤207的流程。

由以上所述的动态频率选择方法流程可知，认知系统在选定一个信道时，是在自身预先保存或设置的可用信道中随机选择，这样，就会造成多个邻近认知系统竞争同一个信道，即发生碰撞，从而造成在某一信道的接入碰撞率过高，以及系统多次接入失败，造成接入不公平。