[发明专利]一种公平的4G与5G网络动态频率分配方法

说明书

本发明公开了一种公平的4G与5G网络动态频率分配方法，包括以下步骤：步骤1，4G和5G频率动态共享基站系统启动或初始化阶段，该基站系统对无线资源进行初始分配；步骤2，4G和5G频率动态共享基站运行一段时间后，该基站系统基于超可靠和低延迟通信业务历史吞吐量，结合网络承载能力和无线资源利用率，动态分配部分无线资源，将系统剩余的无线资源，基于4G和5G网络历史吞吐量情况按比例进行动态分配，实现所有无线资源的重新分配；步骤3，4G和5G频率动态共享基站每隔一段时间后，重复步骤2，持续对无线资源进行动态调整。

技术领域

本发明涉及一种网络频率分配方法，特别是一种公平的4G与5G网络动态频率分配方法。

背景技术

随着网络强国、制造强国等一系列国家重大战略的实施，移动互联网、物联网、云计算为代表的新一代信息技术与传统产业的深度融合，各行业对频谱资源提出新的需求，我国无线电频谱资源结构性紧缺问题更加突出。随着5G移动通信系统大规模部署和广泛应用，未来移动通信系统对频谱资源的需求将会大幅增长，因此在5G时代，采用更加先进的频谱资源管理方法，提高频谱利用率，缓解供需矛盾。

(1)频谱共享概述

频谱共享有多种分类方式，基于频谱资源授权方式，可分为免许可频谱共享和授权频谱共享；基于频谱资源分配方式可分为静态共享和动态共享；基于频谱资源分配行为，可分为共存式共享和非协作式共享。

(2)4G/5G频谱共享技术

4G/5G频谱共享可分为静态频谱共享和动态频谱共享两类。静态频谱共享是指将频谱划分为固定不重合的两段，分别分配给4G(或称LTE)和5G(或称NR)使用。动态频谱共享是指LTE/NR可以根据业务需求，动态共享频率资源。动态频谱共享可以有两种方式，载波级频谱共享和PRB/TTI级频谱共享。

载波级频谱共享：主要优点为LTE和NR信道无碰撞，干扰较小；在分配带宽内，调度不受限。主要缺点为LTE频谱资源有限，分配部分带宽给NR使用会造成性能损失；资源调度不灵活；带宽资源有限，容量有限。

PRB/TTI级频谱共享：主要优点为按需充分使用频谱资源。主要缺点为存在LTE和NR信道碰撞，造成性能损失；为了避免干扰，调度受限，速率受限；对基站和终端要求较高。

(3)动态频谱共享实现技术

1)认知无线电

在非协作式、协作式、填充式、交织式、相邻动态频谱分配和分片动态频谱分配共享方式中，都需要用户对无线电磁频谱进行感知，以确定空闲频谱，同时需要强大的软硬件可重配置能力完成无线电参数的调整。能够完成该项工作的技术称为认知(感知)无线电技术。认知无线电技术通过接收无线电磁环境的无线电磁信息进行频谱感知，对频谱使用状态进行分析和预测以确定空闲频谱，进一步自适应地调整功率、频率、调制、编码等无线电特性参数发射无线电磁信号。因此，在不对主用户产生有害干扰前提下，利用主用户空闲频谱提高整体频谱利用率。

2)频谱池

频谱池是指通过频谱管理系统将不同用户的空闲频谱集中起来形成一个资源池。频谱池系统中提供空闲频谱的用户为主用户，通过申请和适用频谱的用户为次用户。主用户多为授权频谱用户，其频谱较多，可通过空闲出租给次用户使用并获得一定收益，次用户自身频谱不足，需要额外的频谱资源。次用户可能是非授权频谱用户，也可能是无空闲频谱的授权用户，频谱池系统通过移动的市场手段有效配置频谱资源。但需要有个第三方频谱管理系统对整个系统进行管理。

将频谱共享的多种方式和实现技术结合起来可更好地提高频谱利用率效果，例如为每个系统设定其私有和公有频谱池、时分动态频谱共享与空分动态频谱共享相结合、基于频谱池的认知无线电方案等可以更大程度提高频谱资源的利用率。