基于共存的发射功率确定方法、频谱协调器及数据库

摘要

本发明公开了一种基于共存的发射功率确定方法、频谱协调器及数据库，涉及无线通信领域。本发明公开的基于共存的发射功率确定方法包括：数据库接收频谱协调器（SC）发送的次级系统用户设备的共存需求信息；所述数据库根据所述共存需求信息确定所述次级系统用户设备的可用频率及各可用频率的最大发射功率限制。本发明还公开了一种SC和数据库。本申请技术方案减少了数据库针对这部分频谱发射功率限制的无用计算；数据库向频谱协调器提供的可用频谱及发射功率限制能够满足次级系统的频谱分配意愿。

权利要求

1.一种基于共存的发射功率确定方法，其特征在于，该方法包括：

数据库接收频谱协调器SC发送的次级系统用户设备的共存需求信息；

所述数据库根据所述共存需求信息确定所述次级系统用户设备的可用频率及各可用频率的最大发射功率限制；

其中，所述数据库接收SC发送的次级系统用户设备的共存需求信息指：所述数据库接收所述SC发送的用于限制次级系统用户设备的频谱使用，以避免该次级系统用户设备与其他次级系统用户设备间相互干扰的共存需求信息；所述共存需求信息包括以下信息中的一项或多项：频谱数量需求信息，频域隔离需求信息，发射参数的限制信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频域隔离需求信息表示为：禁用频谱信息，或者，与指定频段中心频率或频段边缘的频域隔离距离信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据库根据所述共存需求信息确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的可用频率指：所述数据库选择次级系统用户设备所在位置上主系统用户设备未使用的，且满足所述共存需求信息的频谱作为所述次级系统用户设备的可用频谱。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据库根据所述共存需求信息确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的各可用频率的最大发射功率限制指：所述数据库基于各可用频谱的主系统用户设备保护原则，传播模型，及次级系统用户设备参数分别计算发起频谱资源申请的次级系统用户设备在各可用频谱上的最大发射功率限制。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述数据库接收SC发送的次级系统用户设备的共存需求信息之前，该方法还包括：所述SC接收次级系统用户设备发起的频谱资源申请，根据现有次级系统用户设备的空闲频谱使用情况分析确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的共存需求信息，将所确定的次级系统用户设备的共存需求信息发送给所述数据库。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述SC将所确定的次级系统用户设备的共存需求信息发送给所述数据库指：所述SC将所确定的共存需求信息包含在空闲频谱申请消息中发送给所述数据库；或者所述SC将所确定的共存需求信息形成独立的共存需求消息发送给所述数据库。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述SC将所确定的共存需求信息形成独立的共存需求消息发送给所述数据库时，所述SC向数据库发出空闲频谱申请的同时发送所述共存需求消息，或者，所述SC接收到数据库反馈的主系统未使用频谱列表后，发送所述共存需求消息。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述SC接收到数据库反馈的主系统用户设备未使用频谱列表后，发送所述共存需求消息的过程如下：所述数据库根据SC提供的空闲频谱申请消息中的次级系统用户设备的位置信息，选出所述位置上主系统用户设备未使用的频谱，直接发送给所述SC，所述SC根据次级系统用户设备的共存需求，对未被主系统用户设备使用的频谱进行限制，向数据库发送共存需求消息，以供所述数据库进行可用频谱的确定。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述数据库将可用频谱及对应的最大发射功率限制信息发送给所述SC，所述SC根据所接收到的可用频谱及对应的最大发射功率限制信息，再次进行次级系统用户设备间自共存处理，确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备最终的可用频谱及发射功率限制信息。

10.一种频谱协调器SC，其特征在于，包括：

第一单元，收到次级系统用户设备WSD发起的频谱资源申请后，根据现有次级系统用户设备的空闲频谱使用情况分析确定发起频谱资源申请的WSD的共存需求信息，第二单元，将所确定的共存需求信息发送给数据库；

其中，所述次级系统用户设备的共存需求信息指：用于限制次级系统用户设备的频谱使用，以避免该次级系统用户设备与其他次级系统用户设备间相互干扰的共存需求信息；

所述共存需求信息包括以下信息中的一项或多项：

频谱数量需求信息，频域隔离需求信息，发射参数的限制信息。

11.如权利要求10所述的SC，其特征在于，

所述第二单元将所确定的共存需求信息包含在空闲频谱申请消息中发送给所述数据库；或者将所确定的共存需求信息形成独立的共存需求消息发送给所述数据库。

12.如权利要求11所述的SC，其特征在于，所述第二单元将所确定的共存需求信息形成独立的共存需求消息发送给所述数据库时，向数据库发出空闲频谱申请的同时发送所述共存需求消息，或者，接收到数据库反馈的主系统未使用频谱列表后，发送所述共存需求消息。

13.如权利要求10至12任一项所述的SC，其特征在于，还包括

第三单元，根据数据库发送的可用频谱及对应的最大发射功率限制信息，再次进行次级系统用户设备间自共存处理，确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备最终的可用频谱及发射功率限制信息。

14.一种数据库，其特征在于，包括：

第一单元，接收频谱协调器SC发送的共存需求信息；

第二单元，根据所述共存需求信息确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的可用频率及各可用频率的最大发射功率限制；

其中，所述次级系统用户设备的共存需求信息指：用于限制次级系统用户设备的频谱使用，以避免该次级系统用户设备与其他次级系统用户设备间相互干扰的共存需求信息；

所述共存需求信息包括以下信息中的一项或多项：

频谱数量需求信息，频域隔离需求信息，发射参数的限制信息。

15.如权利要求14所述的数据库，其特征在于，所述第二单元选择次级系统用户设备所在位置上主系统用户设备未使用的，且满足所述共存需求信息的频谱作为所述次级系统用户设备的可用频谱。

16.如权利要求15所述的数据库，其特征在于，所述第二单元基于各可用频谱的主系统用户设备保护原则，传播模型，及次级系统用户设备参数分别计算发起频谱资源申请的次级系统用户设备在各可用频谱上的最大发射功率限制。

说明书

基于共存的发射功率确定方法、频谱协调器及数据库

技术领域

[0001] 本发明涉及无线通信领域，具体而言，涉及认知无线电技术、次级系统用户设备发射功率的确定方法。

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（IMT,International Mobile Telecom）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IMT系统所用。通过认知无线电技术IMT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（TVWS，TV White Space），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] 共存是认知无线电系统要考虑的关键问题，首先，次级系统使用主系统的频谱资源的前提是不对主系统造成有害干扰，目前标准讨论中引入了一个逻辑实体，称为地理位置信息数据库（Geo-location database），或数据库。该逻辑实体负责对主系统的保护，即根据主系统干扰保护原则要求，对次级系统用户设备（或空闲频谱用户设备，WSD，White Space Device）的运行参数做出限制，从而保证主系统不受干扰，上面所述的问题也被称作主次系统间共存问题；又由于多个次级系统的存在，在借用主系统空闲频谱资源时，数据库只能保证多个次级系统用户设备累加干扰满足主次系统共存条件，但并不负责次级系统之间的频谱分配，及彼此间干扰共存问题（该问题也被称作次级系统间自共存）。因此标准讨论中又引入了另一逻辑实体，称为频谱协调器（SC,Spectrum Coordinator），或共存实体，该逻辑实体用于解决上面提到的次级系统间自共存问题，即通过限制次级系统的发射参数，实现多个次级系统用户设备的共存。

[0004] 可见，WSD的发射功率限制将由两者共同确定，如图1所示，WSD使用参数的确定需要先后经过Geo-location DB，SC的两次计算：计算1，计算2。

[0005] 其中，计算1为DB根据WSD的位置信息选出其所在位置上的空闲频谱（WS,White Space），然后基于主用户的保护准则在所有所述WS上为该WSD分别计算最大发射功率限制，形成WS列表，在运行参数1消息中发送给SC；当存在多个WSD时，DB会考虑多个WSD的累加干扰满足主用户保护准则，给出每个WSD的最大发射功率限制值；

[0006] 计算2为SC做进一步的WSD间协调管理（包括共存，优先级分配等原则），在DB提供的WS列表中选择部分WS，并调整选出WS的发射参数限制使之满足WSD间共存要求，形成新的WS列表，在运行参数2消息中发送给WSD。

[0007] 在上述流程中，两次计算依据的原则不同，但先后顺序是确定的，因此在计算1中，由于没有考虑计算2中所涉及的原则，而出现计算1中对某些WS的发射参数限制计算成为了无用计算，即计算1针对WSD位置上的所有WS都会分别计算发射参数限制，但SC根据共存及优先级分配原则将排除其中的一部分WS，计算1对于这部分WS的发射参数限制计算就是无用计算；另外，当存在多个WSD时，在满足主用户保护的前提下，所述多个WSD的发射功率组合有很多种，Geo-location DB出于主用户保护的原则为WSD做的功率分配，并不一定能符合次级系统设备的意愿。

发明内容

[0008] 本发明提出一种基于共存的发射功率确定方法、频谱协调器及数据库，以提高数据库实现多个次级系统用户设备共存的效率。

[0009] 为了解决上述问题，本发明公开了一种基于共存的发射功率确定方法，该方法包括：

[0010] 数据库接收频谱协调器（SC）发送的次级系统用户设备的共存需求信息；

[0011] 所述数据库根据所述共存需求信息确定所述次级系统用户设备的可用频率及各可用频率的最大发射功率限制。

[0012] 可选地，上述方法中，所述数据库接收SC发送的次级系统用户设备的共存需求信息指：所述数据库接收所述SC发送的用于限制次级系统用户设备的频谱使用，以避免该次级系统用户设备与其他次级系统用户设备间相互干扰的共存需求信息，其中，所述共存需求信息包括以下信息中的一项或多项：

[0013] 频谱数量需求信息，频域隔离需求信息，发射参数的限制信息。

[0014] 可选地，上述方法中，所述频域隔离需求信息表示为：禁用频谱信息，或者，与指定频段中心频率或频段边缘的频域隔离距离信息。

[0015] 可选地，上述方法中，所述数据库根据所述共存需求信息确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的可用频率指：所述数据库选择次级系统用户设备所在位置上主系统用户设备未使用的，且满足所述共存需求信息的频谱作为所述次级系统用户设备的可用频谱。

[0016] 可选地，上述方法中，所述数据库根据所述共存需求信息确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的各可用频率的最大发射功率限制指：所述数据库基于各可用频谱的主系统用户设备保护原则，传播模型，及次级系统用户设备参数分别计算发起频谱资源申请的次级系统用户设备在各可用频谱上的最大发射功率限制。

[0017] 可选地，所述数据库接收SC发送的次级系统用户设备的共存需求信息之前，该方法还包括：

[0018] 所述SC接收次级系统用户设备发起的频谱资源申请，根据现有次级系统用户设备的空闲频谱使用情况分析确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的共存需求信息，将所确定的次级系统用户设备的共存需求信息发送给所述数据库。

[0019] 可选地，上述方法中，所述SC将所确定的次级系统用户设备的共存需求信息发送给所述数据库指：

[0020] 所述SC将所确定的共存需求信息包含在空闲频谱申请消息中发送给所述数据库；或者

[0021] 所述SC将所确定的共存需求信息形成独立的共存需求消息发送给所述数据库。

[0022] 可选地，上述方法中，所述SC将所确定的共存需求信息形成独立的共存需求消息发送给所述数据库时，所述SC向数据库发出空闲频谱申请的同时发送所述共存需求消息，或者，所述SC接收到数据库反馈的主系统未使用频谱列表后，发送所述共存需求消息。

[0023] 可选地，上述方法中，所述SC接收到数据库反馈的主系统用户设备未使用频谱列表后，发送所述共存需求消息的过程如下：

[0024] 所述数据库根据SC提供的空闲频谱申请消息中的次级系统用户设备的位置信息，选出所述位置上主系统用户设备未使用的频谱，直接发送给所述SC，所述SC根据次级系统用户设备的共存需求，对未被主系统用户设备使用的频谱进行限制，向数据库发送共存需求消息，以供所述数据库进行可用频谱的确定。

[0025] 可选地，上述方法还包括，所述数据库将可用频谱及对应的最大发射功率限制信息发送给所述SC，所述SC根据所接收到的可用频谱及对应的最大发射功率限制信息，再次进行次级系统用户设备间自共存处理，确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备最终的可用频谱及发射功率限制信息。

[0026] 本发明还公开了一种频谱协调器（SC），包括：

[0027] 第一单元，收到次级系统用户设备（WSD）发起的频谱资源申请后，根据现有次级系统用户设备的空闲频谱使用情况分析确定发起频谱资源申请的WSD的共存需求信息，[0028] 第二单元，将所确定的共存需求信息发送给数据库。

[0029] 可选地，上述SC中，其特征在于，

[0030] 所述第二单元将所确定的共存需求信息包含在空闲频谱申请消息中发送给所述数据库；或者

[0031] 将所确定的共存需求信息形成独立的共存需求消息发送给所述数据库。

[0032] 可选地，上述SC中，所述第二单元将所确定的共存需求信息形成独立的共存需求消息发送给所述数据库时，向数据库发出空闲频谱申请的同时发送所述共存需求消息，或者，接收到数据库反馈的主系统未使用频谱列表后，发送所述共存需求消息。

[0033] 可选地，上述SC还包括

[0034] 第三单元，根据数据库发送的可用频谱及对应的最大发射功率限制信息，再次进行次级系统用户设备间自共存处理，确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备最终的可用频谱及发射功率限制信息。

[0035] 本发明还公开了一种数据库，包括：

[0036] 第一单元，接收频谱协调器（SC）发送的共存需求信息；

[0037] 第二单元，根据所述共存需求信息确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的可用频率及各可用频率的最大发射功率限制。

[0038] 可选地，上述数据库中，所述第二单元选择次级系统用户设备所在位置上主系统用户设备未使用的，且满足所述共存需求信息的频谱作为所述次级系统用户设备的可用频谱。

[0039] 可选地，上述数据库中，所述第二单元基于各可用频谱的主系统用户设备保护原则，传播模型，及次级系统用户设备参数分别计算发起频谱资源申请的次级系统用户设备在各可用频谱上的最大发射功率限制。

[0040] 本申请技术方案，通过频谱协调器向数据库发送共存需求信息，使得数据库可以根据需求对空闲频谱作进一步的筛选。其获得的有益效果是：减少了数据库针对这部分频谱发射功率限制的无用计算；数据库向频谱协调器提供的可用频谱及发射功率限制能够满足次级系统的频谱分配意愿。

附图说明

[0041] 图1为现有技术方案流程示意图；

[0042] 图2为本发明的方法流程图；

[0043] 图3为本发明实施例中场景1信令流程图；

[0044] 图4为本发明实施例中场景2信令流程图；

[0045] 图5为本发明实施例中场景3信令流程图；

[0046] 图6为本发明实施例中场景4信令流程图；

[0047] 图7为本发明实施例中场景5信令流程图。

具体实施方式

[0048] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

[0049] 实施例1

[0050] 本实施例提供一种基于共存的发射功率确定方法，如图2所示，包括如下操作：

[0051] 数据库接收SC发送的次级系统用户设备的共存需求信息，根据所述共存需求信息确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的可用频率及各可用频率的最大发射功率限制。

[0052] 在上述方法中，数据库接收SC发送的次级系统用户设备的共存需求信息之前，是SC收到次级系统用户设备发起的频谱资源申请后，根据现有次级系统用户设备的空闲频谱使用情况分析确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的共存需求信息，再将所确定的共存需求信息发送给数据库。

[0053] 上述共存需求信息是对发起空闲频谱申请的次级系统用户设备所使用频谱的限制信息，其主要用于限制次级系统用户设备的频谱使用，以避免该次级系统用户设备与其他次级系统用户设备间相互干扰。其中，其他次级系统用户设备，指正在使用空闲频谱的次级系统用户设备，和/或，正在申请空闲频谱的次级系统用户设备。

[0054] 本实施例中，共存需求信息包括但不限于以下信息中的一项或多项：

[0055] 频谱数量需求信息，频域隔离需求信息，发射参数的限制信息。

[0056] 其中，频域隔离需求信息具体指根据各次级系统用户设备的位置信息、发射参数信息、传播模型，分析彼此间干扰关系，确定次级系统用户设备间互不干扰时，所使用频谱的频域隔离距离需求。频域隔离需求信息可以表示为：禁用频谱信息，或者，与指定频段中心频率或频段边缘的频域隔离距离信息。所述发射参数的限制，指在某些频谱上的发射功率限制需求。

[0057] 具体地，上述共存需求信息可以是在次级系统用户设备向频谱协调器发起空闲频谱请求后，包含在频谱协调器发送给数据库的空闲频谱申请消息中，或者形成独立的共存需求消息发送给数据库的。

[0058] 要说明的是，空闲频谱申请消息，还包含次级系统用户设备参数，其中包括以下至少之一：天线位置，定位精度，设备类型，设备辅射类型，技术标识，设备统一标识，天线高度，极化方式，天线方向角，天线俯仰角。

[0059] 当共存需求信息形成独立的共存需求消息进行发送时，发送时机包括：频谱协调器向数据库发出空闲频谱申请的同时发送共存需求消息，或者，接收到数据库反馈的主系统用户设备未使用频谱列表后，发送共存需求消息。

[0060] 接收到数据库反馈的未使用频谱列表后，发送共存需求消息的具体过程如下：

[0061] 数据库根据频谱协调器提供的空闲频谱申请消息中的次级系统用户设备的位置信息，选出所述位置上主系统用户设备未使用的频谱，不进行最大允许发射功率的计算，就直接发送给频谱协调器，频谱协调器根据次级系统用户设备的共存需求，对未被主系统用户设备使用的频谱进行限制，向数据库发送共存需求消息，供所述数据库做可用频谱的确定。

[0062] 数据库确定次级系统用户设备的可用频谱指，数据库根据次级系统用户设备所在位置上主系统用户设备的频谱使用情况，以及共存需求信息，为次级系统用户设备确定可用频谱，即选择次级系统用户设备所在位置上主系统用户设备未使用的，且满足所述共存需求的频谱作为该次级系统用户设备的可用频谱。

[0063] 上述计算各可用频谱的最大发射功率限制指，数据库基于各可用频谱的主系统用户设备保护原则，传播模型，及次级系统用户设备参数分别计算该次级系统用户设备在各可用频谱上的最大发射功率限制。

[0064] 基于上述方法，有些方案提出，数据库将可用频谱及对应的最大发射功率限制信息发送给频谱协调器后，频谱协调器还可以再次进行次级系统用户设备间自共存处理，确定最终WSD的可用频谱及发射功率限制信息。

[0065] 下面结合各附图说明上述方法在不同场景下的具体实现。

[0066] 场景1：

[0067] WSD1发出空闲频谱资源分配请求，共存需求为“禁用频率限制”时，该WSD可用频谱及发射功率限制确定的信令流程如图3所示，下面对其做详细说明：

[0068] 步骤301：WSD1向SC发送WS频谱资源申请，并提供设备参数，其中包括：天线位置（东经54.2度，北纬67度），定位精度（100m），设备类型（Fixed WSD），设备辅射类型（频谱模板信息），技术标识（LTE），设备统一标识（如FCC device ID），天线高度（10m），极化方式（水平极化），天线方向角（全向天线），天线俯仰角（25度）；

[0069] 步骤302：SC收到WSD1的频谱资源申请后，查找该WSD1所在位置区域内及相邻区域内现有WSD的TVWS频谱使用情况，分析共存需求；

[0070] WSD1附近存在3个WSD工作在TVWS资源上，分别为：WSD2、WSD3、WSD4。具体信息如表1所示。

[0071] 表1为WSD1附近其他WSD的TVWS频谱使用情况表

[0072]

[0073] SC利用传播模型，计算上述3个WSD与WSD1之间的干扰关系（这里需要根据WSD1的类型来假定其发射功率，本实施例中假定WSD1发射功率为40dBm），确定彼此间的频域隔离距离，以WSD2与WSD1为例考虑，两设备的位置是固定的，WSD2以上表中的工作参数进行工作，WSD1以假定的发射功率发射，在各自的发射模板下，计算满足各自小区预置性能需求（如吞吐量等）时，所需频域隔离的距离，得出：（这种计算过程也可以根据经验值的积累得到）

[0074] WSD2与WSD1间频域隔离距离为两个TV信道，即WSD2所使用的TV信道34及其第一邻道不能为WSD1所用，TV信道33、34、35对于WSD1为禁用频谱；

[0075] WSD3与WSD1间的频域隔离距离为1个TV信道，即不同频即可，WSD3所使用的信道40对于WSD1为禁用频谱；

[0076] WSD4同样保证不同频即可，即信道45对于WSD1为禁用频谱。

[0077] 因此，共存需求为：WSD1禁用信道：33、34、35、40、45。

[0078] 步骤303：SC向DB发送WS频谱申请消息，其中包含申请WS资源的WSD设备参数，及步骤2分析中确定的WSD1禁用信道信息；

[0079] 步骤304：DB确定WSD1的可用频谱；并计算各可用频谱上的最大发射功率限制；

[0080] 可用频谱的确定：1、DB基于WSD1的位置，查找TV系统频谱使用情况，存在TV系统在该区域上未使用的TVWS资源包括：{信道25、30、34、40、45、46、50}。2、考虑共存需求禁用频谱为{信道33、34、35、40、45}，因此，WSD1的可用频谱为：{信道25、30、46、50}。

[0081] 最大允许发射功率的计算：分别针对上述4个可用信道进行计算，根据WSD1的设备参数，主系统用户设备保护准则，主系统用户设备信息，传播模型，采用现有技术可以计算得出WSD1在上述4个可用信道上的最大允许发射功率限制值。计算公式及参数（其中主系统相关参数存储在数据库中）解释如下：

[0082]

[0083]

[0084] 其中:

[0085] fBS:被感知BS发射机的运行频谱（MHz）

[0086] :WSD的目标运行频谱（MHz）

[0087] :某WSD在频率fCR上最大允许EIRP（dBm）

[0088] ：fBS上BS接收机处的最小输入功率；

[0089] PR(fWSD-fBS):对于频谱偏移设置适当的BS保护比，以防止WSD干扰BS接收机。当保护信号级别与接收机灵敏度很接近时（即当WSD运行接近广播覆盖边缘时），保护比还需要考虑接收机灵敏度衰落而包括3dB的余量

[0090] PR(0):同频BS保护比

[0091] :WSD与BS接收机的距离（m）

[0092] :天线高度为HWSD的WSD与天线高度为HDTT的BS接收机间距离为dCR-BS时的传输路径损失（dB）

[0093] σBS:BS发射机与BS接收机间阴影的标准差（dB）

[0094] :WSD与BS接收间阴影的标准差（dB）

[0095] μ:与BS试图覆盖的目标位置百分比相关的高斯置信因子

[0096] q:与试图保护的目标位置百分比相关的高斯置信因子

[0097] μσBS:期望信号（BS）变化相关的阴影余量

[0098] :与干扰信号（WSD）与期望信号（BS）间差别变化相关的阴影余量

[0099] :fBS上在BS接收机输入端假定的最小中值BS功率

[0100] MI:考虑在一个规定区域上同时工作的多个WSD（同频和邻频）的总干扰时，有3-6dB（与干扰数量相关）多重干扰余量（3dB对应于两个干扰，5dB对应于3个干扰，6dB对应于4个干扰）

[0101] SM:安全余量（dB）；这个余量用于抵消包括远处DTT干扰、脉冲干扰及其他主系统用户业务干扰在内的现存干扰源的干扰。需要考虑这个余量的范围（如3到20dB）。一些管理域考虑将安全余量设置为0dB。

[0102] Ddir:BS接收机天线方向差别（dB），与WSD信号有关

[0103] Dpol:BS接收机极化差别（dB），与WSD信号有关

[0104] Gi:BS接收装置的全向天线增益

[0105] Lf:BS接收装置的馈线损失

[0106] 计算结果如表2所示：

[0107] 表2为WSD1可用频谱列表

[0108]可用信道 最大允许发射功率（EIRP）
25 40dBm
30 50dBm
46 25dBm
50 10dBm

[0109] 步骤305：DB将上述可用频谱列表信息（运行参数）发送给SC；

[0110] 步骤306：SC进行自共存处理；

[0111] 步骤302在做共存需求分析时，对WSD1的发射功率做了假定，即WSD1发射功率为40dBm，从上表中可以看出，信道30，从主系统用户保护的角度，其发射功率可以达到50dBm，因此需要判断如果WSD1在信道30上以50dBm进行发射是否能满足WSD间自共存需求，判断结果为不会对其他WSD造成干扰；

[0112] 步骤307：通过步骤306的判断可知，无需对可用频谱列表作调整，因此，SC将上述可用频谱列表信息（运行参数）转发给WSD1；

[0113] 步骤308：WSD1根据实际需求选择可用信道确定发射功率；

[0114] 本实施例选择可用信道25为其工作频谱，发射功率为40dBm；

[0115] 步骤309、310：逐层反馈使用参数给SC、DB。

[0116] 场景2：

[0117] WSD1、WSD2发出空闲频谱资源分配请求，共存需求为彼此间频域隔离限制时，各WSD可用频谱及发射功率限制确定的信令流程如图4所示，下面对其做详细说明：

[0118] 步骤401：WSD1、WSD2向SC发送WS频谱资源申请，并提供设备参数，其中包括：天线位置（WSD1：东经54.1度，北纬67.5度；WSD2：东经54.2度，北纬67度），定位精度（100m），设备类型（Fixed WSD），设备辅射类型（频谱模板信息），技术标识（LTE），设备统一标识（如FCC device ID），天线高度（10m），极化方式（水平极化），天线方向角（全向天线），天线俯仰角（25度）；

[0119] 步骤402：SC收到WSD1、WSD2的频谱资源申请后，查找该WSD1、WSD2所在位置区域内及相邻区域内现有WSD的TVWS频谱使用情况，分析共存需求；

[0120] 相关区域内并没有正在运行的WSD设备，但由于WSD1与WSD2相距较近，彼此间存在共存问题：SC利用传播模型，计算上述2个WSD1与WSD2在各自位置上以预计的发射功率40dBm进行发射时，两者间互不干扰的要求下，频域隔离的大小。得出两设备工作频谱中心频率的间隔为24MHz（TV信道为8MHz），因此两设备工作频率的最小间隔为3个TV信道。

[0121] 步骤403：SC向DB发送WS频谱申请消息，其中包含申请WS资源的WSD设备参数，及步骤2分析中确定的WSD1、WSD2工作频率的频域间隔要求；

[0122] 步骤404：DB确定WSD1、WSD2的可用频谱；并计算各可用频谱上的最大发射功率限制；

[0123] 可用频谱的确定：1、DB基于WSD1、WSD2的所在位置，查找TV系统频谱使用情况，存在TV系统在该区域上未使用的TVWS资源包括：{信道25、26、28}。2、进一步考虑共存需求，两设备中心频率最小间隔为3个TV信道，因此，两设备仅能分别使用信道25，信道28。

[0124] 最大允许发射功率的计算：分别针对上述2个可用信道进行计算，根据WSD1、WSD2的设备参数，主系统用户保护准则，主系统用户信息，传播模型，采用现有技术（具体方法见方法实施例1的描述）可以计算得出WSD1、WSD2在上述2个可用信道上的最大允许发射功率限制值。计算结果如表3所示：

[0125] 表3为可用频谱列表

[0126]设备 可用信道 最大允许发射功率（EIRP）
WSD1 25 40dBm
WSD2 28 50dBm

[0127] DB将计算得到的WSD允许最大发射功率与WSD自身设备支持最大发射功率做比较，取较小的值作为WSD的最大允许发射功率，本实施例中，两个固定WSD的发射功率最大值为45dBm，因此WSD2的发射功率限制为45dBm。

[0128] 步骤405：DB将上述可用频谱列表信息（运行参数）发送给SC；

[0129] 步骤406：SC进行自共存处理；

[0130] 步骤402在做共存需求分析时，对WSD2的发射功率做了假定，即WSD2发射功率为40dBm，从上表中可以看出，信道28，从主系统用户保护的角度，其发射功率可以达到45dBm，因此需要判断如果WSD2在信道28上以45dBm进行发射是否能满足WSD间自共存需求，判断结果为不会对其他WSD造成干扰；

[0131] 步骤407：通过步骤6的判断可知，无需对可用频谱列表作调整，因此，SC将上述可用频谱列表信息（运行参数）转发给WSD2；

[0132] 步骤408：WSD1、WSD2根据实际需求选择可用信道确定发射功率；

[0133] WSD1选择可用信道25为其工作频谱，发射功率为40dBm；

[0134] WSD2选择可用信道28为其工作频谱，发射功率为40dBm

[0135] 步骤409、410：逐层反馈使用参数给SC、DB。

[0136] 场景3：

[0137] WSD1、WSD2发出空闲频谱资源分配请求，共存需求为“发射参数限制”时，各WSD可用频谱及发射功率限制确定的信令流程如图5所示，下面对其做详细说明：

[0138] 步骤501：WSD1、WSD2向SC发送WS频谱资源申请，并提供设备参数，其中包括：天线位置（WSD1：东经55度，北纬67.5度；WSD2：东经54.2度，北纬67度），定位精度（100m），设备类型（WSD1：Fixed WSD；WSD2：portable WSD），设备辅射类型（频谱模板信息），技术标识（LTE），设备统一标识（如FCC device ID），天线高度（10m），极化方式（水平极化），天线方向角（全向天线），天线俯仰角（25度）；

[0139] 步骤502：SC收到WSD1、WSD2的频谱资源申请后，分析WSD1、WSD2间的共存关系；

[0140] 根据彼此的位置关系，传播模型，预期发射参数等信息，且在本实施例中，WSD1具有更高的资源分配优先级，即WSD1的发射需求是优先满足的，则假定WSD1发射功率为40dBm，计算WSD2与WSD1间基于频域隔离的发射参数限制。得出表4的结果：

[0141] 表4为共存需求信息表

[0142]

[0143] 步骤503：SC向DB发送WS频谱申请消息，其中包含申请WS资源的WSD设备参数，及步骤502分析中确定的与WSD1、WSD2工作频率的频域间隔相关的发射功率要求；

[0144] 步骤504：DB确定WSD1、WSD2的可用频谱；并计算各可用频谱上的最大发射功率限制；

[0145] 可用频谱的确定：1、DB基于WSD1、WSD2的所在位置，查找TV系统频谱使用情况，存在TV系统在该区域上未使用的TVWS资源包括：{信道25、26、28}。2、进一步考虑共存需求，WSD1具有较高的优先级，因此得到WSD1为40dBm时，各种组合情况下可用频谱列表：

[0146] 表5为基于WSD间共存的可用频谱列表

[0147]

[0148]

[0149] 最大允许发射功率的计算：基于主系统用户保护进一步计算发射功率限制，分别针对上述3个可用信道进行计算，根据WSD1、WSD2的设备参数，主系统用户保护准则，主系统用户信息，传播模型，采用现有技术（具体方法见方法实施例1的描述）可以计算得出WSD1、WSD2在可用信道上的最大允许发射功率限制值。计算结果如表6：

[0150] 表6为可用频谱列表

[0151]

[0152] 可见，为了优先满足WSD1的40dBm发射需求，其不能工作于信道25，将Case2与Case3形成可用信道列表；

[0153] 步骤505：DB将上述可用频谱列表信息（运行参数）发送给SC；

[0154] 步骤506：SC将上述可用频谱列表信息（运行参数）转发给WSD1、WSD2；

[0155] 步骤507：WSD1、WSD2根据实际需求选择可用信道确定发射功率；

[0156] WSD1选择可用信道26为其工作频谱，发射功率为40dBm；

[0157] WSD2选择可用信道25为其工作频谱，发射功率为30dBm

[0158] 步骤508、509：逐层反馈使用参数给SC、DB。

[0159] 场景4：

[0160] WSD1、WSD2发出空闲频谱资源分配请求，共存需求为“频谱数量需求”时，各WSD可用频谱及发射功率限制确定的信令流程如图6所示，下面对其做详细说明：

[0161] 步骤601：WSD1、WSD2向SC发送WS频谱资源申请，并提供设备参数，其中包括：天线位置（WSD1：东经55度，北纬67.5度；WSD2：东经54.2度，北纬67度），定位精度（100m），设备类型（WSD1：Fixed WSD；WSD2：portable WSD），设备辅射类型（频谱模板信息），技术标识（LTE），设备统一标识（如FCC device ID），天线高度（10m），极化方式（水平极化），天线方向角（全向天线），天线俯仰角（25度）；

[0162] 步骤602：SC收到WSD1、WSD2的频谱资源申请后，分析WSD1、WSD2的资源需求，确定各WSD的频谱数量需求信息；

[0163] 根据各WSD对频谱资源的实际需求（如负载大小等因素），评估得出WSD1需要带宽为10MHz，即需要占用2个连续TVWS信道，WSD2需要带宽5MHz，即需要占用1个TVWS信道；频域隔离距离评估，根据两设备的类型假定发射功率分别为WSD1，40dBm；WSD2，20dBm；通过两者位置关系，传播模型评估得到两设备在互干扰情况下，所需中心频点的频域隔离距离为24MHz。

[0164] 步骤603：SC向DB发送WS频谱申请消息，其中包含申请WS资源的WSD设备参数，及步骤2分析中确定的与WSD1、WSD2频谱数量需求信息；

[0165] 步骤604：DB确定WSD1、WSD2的可用频谱；并计算各可用频谱上的最大发射功率限制；

[0166] 可用频谱的确定：1、DB基于WSD1、WSD2的所在位置，查找TV系统频谱使用情况，存在TV系统在该区域上未使用的TVWS资源包括：{信道25、26、28、30}。2、进一步考虑共存需求，WSD1需要两个连续的TVWS信道，WSD2需要一个TVWS信道；因此，WSD1可用频谱为{信道25、26}，WSD2可用频谱为信道28或30，且两者之间的频域隔离距离为24MHz，因此WSD2的可用频谱为信道30：

[0167] 表7为基于WSD需求的可用频谱列表

[0168]设备 可用频谱
WSD1 25、26（使用中间10MHz）
WSD2 30

[0169] 最大允许发射功率的计算：基于主系统用户保护进一步计算发射功率限制，分别针对上述3个可用信道进行计算，根据WSD1、WSD2的设备参数，主系统用户保护准则，主系统用户信息，传播模型，采用现有技术（具体方法见方法实施例1的描述）可以计算得出WSD1、WSD2在可用信道上的最大允许发射功率限制值。计算结果如表8所示：

[0170] 表8为可用频谱列表

[0171]设备 可用频谱 最大允许发射功率
WSD1 25、26 40dBm
WSD2 30 20dBm

[0172] 步骤605：DB将上述可用频谱列表信息（运行参数）发送给SC；

[0173] 步骤606：SC将上述可用频谱列表信息（运行参数）转发给WSD1、WSD2；

[0174] 步骤607：WSD1、WSD2根据实际需求选择可用信道确定发射功率；

[0175] WSD1选择可用信道25、26为其工作频谱，发射功率为40dBm；

[0176] WSD2选择可用信道30为其工作频谱，发射功率为20dBm

[0177] 步骤608、609：逐层反馈使用参数给SC、DB。

[0178] 场景5：

[0179] WSD1发出空闲频谱资源分配请求，共存需求为“禁用频率限制”时，该WSD可用频谱及发射功率限制确定的信令流程如图7所示，下面对其做详细说明：

[0180] 步骤701：WSD1向SC发送WS频谱资源申请，并提供设备参数，其中包括：天线位置（东经54.2度，北纬67度），定位精度（100m），设备类型（Fixed WSD），设备辅射类型（频谱模板信息），技术标识（LTE），设备统一标识（如FCC device ID），天线高度（10m），极化方式（水平极化），天线方向角（全向天线），天线俯仰角（25度）；

[0181] 步骤702：SC收到WSD1的频谱资源申请后，向DB发送WS频谱申请消息，其中包含申请WS资源的WSD设备参数。

[0182] 步骤703：DB确定WSD1所在位置的主系统用户设备未使用频谱；

[0183] DB基于WSD1的位置，查找TV系统频谱使用情况，存在TV系统在该区域上未使用的TVWS资源包括：{信道25、30、34、40、45、46、50}。

[0184] DB向SC反馈主系统未使用频谱：{信道25、30、34、40、45、46、50}。

[0185] 步骤704：SC针对DB反馈的主系统用户设备未使用频谱查找该WSD1所在位置区域内及相邻区域内现有WSD的TVWS频谱使用情况，分析共存需求；

[0186] WSD1附近存在3个WSD工作在TVWS资源上，分别为：WSD2、WSD3、WSD4。具体信息如下表9所示。

[0187] 表9为WSD1附近的3个WSD的资源使用情况表

[0188]

[0189]

[0190] SC利用传播模型，计算上述3个WSD与WSD1之间的干扰关系（这里需要根据WSD1的类型来假定其发射功率，本实施例中假定WSD1发射功率为40dBm），确定彼此间的频域隔离距离，得出在满足彼此互不干扰的条件下：

[0191] WSD2与WSD1间频域隔离距离为两个TV信道，即TV信道33、34、35对于WSD1为禁用频谱；

[0192] WSD3与WSD1间的频域隔离距离为1个TV信道，即不同频即可，信道40对于WSD1为禁用频谱；

[0193] WSD4同样保证不同频即可，即信道45对于WSD1为禁用频谱。

[0194] 因此，共存需求为：WSD1禁用信道：33、34、35、40、45。在主系统用户设备未使用频谱中，信道34、40、45为禁用频谱。

[0195] 步骤705：SC向DB发送共存需求消息，即信道34、40、45为禁用频谱。

[0196] 步骤706：DB确定WSD1的可用频谱；并计算各可用频谱上的最大发射功率限制；

[0197] 可用频谱的确定：TV系统在该区域上未使用的TVWS资源包括：{信道25、30、34、40、45、46、50}。SC反馈的禁用TVWS资源为{信道34、40、45}，因此，WSD1的可用频谱为：{信道25、
30、46、50}。

[0198] 最大允许发射功率的计算：分别针对上述4个可用信道进行计算，根据WSD1的设备参数，主系统用户保护准则，主系统用户信息，传播模型，采用现有技术（具体方法见方法实施例1的描述）可以计算得出WSD1在上述4个可用信道上的最大允许发射功率限制值。计算结果如表10所示：

[0199] 表10为可用频谱列表

[0200]可用信道 最大允许发射功率（EIRP）
25 40dBm
30 50dBm

[0201]46 25dBm
50 10dBm

[0202] 步骤707：DB将上述可用频谱列表信息（运行参数）发送给SC；

[0203] 步骤708：SC进行自共存处理；

[0204] 步骤702在做共存需求分析时，对WSD1的发射功率做了假定，即WSD1发射功率为40dBm，从上表中可以看出，信道30，从主系统用户保护的角度，其发射功率可以达到50dBm，因此需要判断如果WSD1在信道30上以50dBm进行发射是否能满足WSD间自共存需求，判断结果为不会对其他WSD造成干扰；

[0205] 步骤709：通过步骤706的判断可知，无需对可用频谱列表作调整，因此，SC将上述可用频谱列表信息（运行参数）转发给WSD1；

[0206] 步骤710：WSD1根据实际需求选择可用信道确定发射功率；

[0207] 选择可用信道25为其工作频谱，发射功率为40dBm；

[0208] 步骤711、712：逐层反馈使用参数给SC、DB。

[0209] 实施例2

[0210] 本申请技术方案涉及三个逻辑实体：数据库（DB,Geo-location Database）、频谱协调器（SC,Spectrum Controller）、次级系统用户设备（WSD,White Space Device），具体功能描述如下：

[0211] WSD：发起空闲频谱资源申请，接收运行参数列表（operational parameter），并根据列表选择确定自身的运行参数。

[0212] SC：接收WSD发送的空闲频谱资源申请，对WSD使用空闲频谱资源时所需要满足的WSD间共存需求进行评估，并向数据库发送空闲频谱资源申请，及共存需求信息；接收DB生成的空闲频谱列表。可选的，SC还可以执行WSD间自共存处理，并反馈给申请资源的WSD。

[0213] DB：根据SC发送的空闲频谱资源申请，及共存需求信息，查找满足需求的主系统用户未使用频谱，确定为所述WSD的可用频谱；并根据主系统用户运行参数，及主系统用户保护准则，计算发起资源申请WSD的在上述可用频谱上的发射参数限制；将相关信息形成的空闲频谱列表发送给SC。

[0214] 本实施例提供一种频谱协调器（SC），具体包括：

[0215] 第一单元，收到WSD发起的频谱资源申请后，根据现有次级系统用户设备的空闲频谱使用情况分析确定发起频谱资源申请的WSD的共存需求信息，

[0216] 第二单元，将所确定的共存需求信息发送给数据库。

[0217] 上述第二单元将所确定的共存需求信息包含在空闲频谱申请消息中发送给所述数据库；或者

[0218] 将所确定的共存需求信息形成独立的共存需求消息发送给所述数据库。

[0219] 其中，第二单元将所确定的共存需求信息形成独立的共存需求消息发送给所述数据库时，向数据库发出空闲频谱申请的同时发送共存需求消息，或者，接收到数据库反馈的主系统未使用频谱列表后，再发送共存需求消息。

[0220] 上述SC还可以包括第三单元，该单元根据数据库发送的可用频谱及对应的最大发射功率限制信息，再次进行次级系统用户设备间自共存处理，确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备最终的可用频谱及发射功率限制信息。

[0221] 实际应用中，上述SC可能位于网管侧网元（例如OAM、EMS、NMS等），或者核心网网元（例如MME、服务网关、业务网关等），或无线接入网网元（例如基站等）中。

[0222] 本实施例提供的SC可实现上述实施例1中的方法，其工作原理的详细说明可参见上述实施例1的相应内容，在此不再赘述。

[0223] 实施例3

[0224] 本实施例提供一种数据库，可实现上述实施例1中的方法，其至少包括如下两个单元。

[0225] 第一单元，接收频谱协调器（SC）发送的共存需求信息；

[0226] 第二单元，根据所述共存需求信息确定发起频谱资源申请的次级系统用户设备的可用频率及各可用频率的最大发射功率限制。

[0227] 上述第二单元选择次级系统用户设备所在位置上主系统用户设备未使用的，且满足所述共存需求信息的频谱作为所述次级系统用户设备的可用频谱，并基于各可用频谱的主系统用户设备保护原则，传播模型，及次级系统用户设备参数分别计算发起频谱资源申请的次级系统用户设备在各可用频谱上的最大发射功率限制。

[0228] 实际应用中，上述数据库可以是一个新建的网元，由主系统运营商，或者主次系统外的第三方运营商来运营。

[0229] 而本实施例提供的数据库的具体工作过程可参见上述实施例1的相应内容，在此不再赘述。

[0230] 本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

[0231] 以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。