一種異構網絡中的頻譜資源共享方法、裝置及系統與流程

本發明涉及無線通信技術領域，尤其涉及一種異構網絡中的頻譜資源共享方法、裝置及系統。

背景技術：

隨著移動互聯網與云計算技術的發展，移動用戶數目急劇增加，移動視頻等占用大量帶寬的新業務的出現，導致數據業務的需求呈現指數性的增長。傳統的宏基站覆蓋方式在容量上會隨著用戶的數量增多以及帶寬需求增大而難以滿足需要，尤其是一些熱點地區，簡單的宏覆蓋無法滿足用戶流量需求，并且同構覆蓋方式會出現覆蓋盲區，因此，長期演進(LTE，Long Term Evolution)引入了異構網絡，使得組網的形態更加靈活，異構網絡模式主要是指在宏小區中放置低功率節點(LPN，Lower Power Node)，例如遠程射頻單元、微微基站(Pico)、家庭基站(Femto)、中繼節點等，用于熱點覆蓋或者盲區覆蓋，下文將LPN覆蓋的小區稱為LPN小區。

目前異構網絡中宏小區和LPN小區的頻譜使用方案主要有以下三種：

(1)完全獨立，即宏小區和LPN小區各自使用各自的頻譜，當工作在非連續頻段時，相互之間沒有干擾，但是頻譜效率很低；

(2)完全共享，該方案可以提高頻譜效率，但同頻干擾嚴重，需要設計好的抗干擾方案；

(3)部分共享，在工作頻帶中劃分出一段共享頻段(shared part)，宏小區可以使用整個工作頻帶，LPN小區僅能使用shared part，該方案在宏小區和LPN小區負載較高時，在shared part上存在同頻干擾。

目前異構網絡中宏小區和LPN小區的頻譜使用方案存在以下問題：完全獨立方案的頻譜效率低；完全共享方案同頻干擾嚴重，需要設計好的抗干 擾方案，如配置幾乎空白子幀(ABS，Almost Blank Subframe)，這會使得系統的總體吞吐量受到損失；部分共享方案中由于LPN小區僅能使用shared part，而shared part上的同頻干擾隨著網絡負載的增加而愈加嚴重，干擾協調所產生的增益有限，這可能導致LPN小區仍然沒有合適的頻譜可用。

另外，現有的部分共享方案是基于LTE的標準帶寬進行頻譜劃分的，而現有動態頻譜分配技術中可用的空閑頻譜通常與LTE的標準帶寬不匹配，例如廣播電視空閑頻譜通常為6MHz、7MHz和8MHz，宏基站和LPN使用其中的5MHz帶寬，因此存在頻譜資源的浪費。現有異構網絡的頻譜資源共享方案并沒有考慮在動態頻譜分配技術下進行重新的優化設計，導致系統帶寬以外的空閑頻譜資源無法發揮提高系統性能的作用。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發明提供一種異構網絡中的頻譜資源共享方法、裝置及系統，用來解決現有異構網絡中頻譜使用方案存在的頻譜利用率低、同頻干擾嚴重等問題。

為了達到上述技術目的，本發明提供一種異構網絡中的頻譜資源共享方法，包括：宏基站將可用頻帶劃分為互不重疊的低功率節點(LPN)小區專用頻帶、宏小區專用頻帶以及LPN小區和宏小區共享頻帶；宏基站根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。

本發明還提供一種異構網絡中的頻譜資源共享方法，包括：LPN從宏基站接收可用頻帶劃分結果，其中，可用頻帶由宏基站劃分為互不重疊的LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶以及LPN小區和宏小區共享頻帶；LPN根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。

本發明還提供一種異構網絡中的頻譜資源共享裝置，應用于宏基站，包括：設置模塊，用于將可用頻帶劃分為互不重疊的LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶以及LPN小區和宏小區共享頻帶；處理模塊，用于根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。

本發明還提供一種異構網絡中的頻譜資源共享裝置，應用于LPN，包括： 接收模塊，用于從宏基站接收可用頻帶劃分結果，其中，可用頻帶由宏基站劃分為互不重疊的LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶以及LPN小區和宏小區共享頻帶；處理模塊，用于根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。

本發明還提供一種異構網絡中的頻譜資源共享系統，包括：宏基站以及LPN；宏基站用于將可用頻帶劃分為互不重疊的LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶以及LPN小區和宏小區共享頻帶，根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶，并將所述可用頻帶劃分結果發送給LPN；LPN用于根據所述可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。

在本發明中，宏基站將可用頻帶劃分為互不重疊的LPN小區專用頻帶(L-clear part)、宏小區專用頻帶(M-clear part)和LPN小區和宏小區共享頻帶(Shared part)；宏基站根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。通過本發明，解決了現有異構網絡中頻譜使用方案存在的頻譜利用率低、同頻干擾嚴重等問題。

較佳地，本發明實施例中，宏基站根據宏基站和LPN的網絡狀態和射頻能力動態調整可用頻帶劃分結果，如此，使得頻譜的使用更加靈活，解決了宏小區和LPN小區之間的干擾問題，提高了異構網絡的吞吐量和頻譜利用率。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享方法的流程圖；

圖2為本發明實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享方法的流程圖；

圖3為本發明實施例的應用場景示意圖；

圖4為本發明實施例一的流程圖；

圖5為本發明實施例二的流程圖；

圖6為本發明實施例二的可用頻帶劃分示意圖；

圖7為本發明實施例三的流程圖；

圖8為本發明實施例三的可用頻帶劃分示意圖；

圖9為本發明實施例四的流程圖；

圖10為本發明實施例四的可用頻帶劃分示意圖；

圖11為本發明實施例五的流程圖；

圖12為本發明實施例五的可用頻帶劃分示意圖；

圖13為本發明一實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享裝置的示意圖；

圖14為本發明一實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享裝置的示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖1為本發明實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享方法的流程圖。如圖1所示，本實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享方法包括以下步驟：

步驟11：宏基站將可用頻帶劃分為互不重疊的LPN小區專用頻帶(L-clear part)、宏小區專用頻帶(M-clear part)以及LPN小區和宏小區共享頻帶(Shared part)。

其中，LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶、LPN小區和宏小區共享頻帶占所述可用頻帶的比例分別為λ、θ、μ，且滿足λ+μ+θ＝1。

于此，步驟11包括：

宏基站針對下屬所有LPN小區統一劃分可用頻帶；或者，

宏基站針對下屬每個LPN小區分別劃分可用頻帶。

于此，步驟11之后，該方法還包括：宏基站將可用頻帶劃分結果發送給LPN。

其中，可用頻帶劃分結果包括：

LPN小區專用頻帶的頻譜范圍、宏小區專用頻帶的頻譜范圍以及LPN 小區和宏小區共享頻帶的頻譜范圍；或者，

用于確定LPN小區專用頻帶的頻譜范圍、宏小區專用頻帶的頻譜范圍以及LPN小區和宏小區共享頻帶的頻譜范圍的信息。

步驟12：宏基站根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。

具體而言，步驟12包括：

宏基站通過頻譜感知使用LPN小區和宏小區共享頻帶；或者，

宏基站根據對LPN小區和宏小區共享頻帶的占用時間配置和LPN小區和宏小區共享頻帶的最大占用時間使用LPN小區和宏小區共享頻帶。

其中，宏基站通過頻譜感知使用LPN小區和宏小區共享頻帶包括：宏基站通過頻譜感知發現LPN小區和宏小區共享頻帶中的空閑頻譜，并在空閑頻譜上調度下屬終端。

其中，宏基站每次占用LPN小區和宏小區共享頻帶進行數據傳輸的時間長度不超過LPN小區和宏小區共享頻帶的最大占用時間。

其中，LPN小區和宏小區共享頻帶的最大占用時間的確定方式包括以下任一項：由宏基站確定；由網絡統一預定義。

于此，該方法還包括：宏基站根據宏基站和LPN的網絡狀態和射頻能力動態調整可用頻帶劃分結果。其中，網絡狀態包括以下任一項或多項：負載、干擾、信道質量。射頻能力包括以下任一項或多項：支持的系統帶寬、頻率范圍、載波數量、配置多個不連續的頻段的能力。

圖2為本發明實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享方法的流程圖。如圖2所示，本實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享方法包括以下步驟：

步驟21：低功率節點LPN從宏基站接收可用頻帶劃分結果；其中，可用頻帶由宏基站劃分為互不重疊的LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶以及LPN小區和宏小區共享頻帶；LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶、LPN小區和宏小區共享頻帶占所述可用頻帶的比例分別為λ、θ、μ，且滿足λ+μ+θ＝1。

其中，可用頻帶劃分結果包括：

LPN小區專用頻帶的頻譜范圍、宏小區專用頻帶的頻譜范圍以及LPN小區和宏小區共享頻帶的頻譜范圍；或者，

用于確定LPN小區專用頻帶的頻譜范圍、宏小區專用頻帶的頻譜范圍以及LPN小區和宏小區共享頻帶的頻譜范圍的信息。

于步驟21之前，該方法還包括：LPN將網絡狀態和射頻能力發送給宏基站，供所述宏基站根據宏基站和LPN的網絡狀態和射頻能力劃分可用頻帶或者動態調整可用頻帶劃分結果。其中，網絡狀態包括以下任一項或多項：負載、干擾、信道質量。射頻能力包括以下任一項或多項：支持的系統帶寬、頻率范圍、載波數量、配置多個不連續的頻段的能力。

步驟22：LPN根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。

于此，步驟22包括：

LPN通過頻譜感知使用LPN小區和宏小區共享頻帶；或者，

LPN根據對LPN小區和宏小區共享頻帶的占用時間配置和LPN小區和宏小區共享頻帶的最大占用時間使用LPN小區和宏小區共享頻帶。

其中，LPN通過頻譜感知使用所述LPN小區和宏小區共享頻帶包括：LPN通過頻譜感知發現LPN小區和宏小區共享頻帶中的空閑頻譜，并在空閑頻譜上調度下屬終端。

其中，LPN每次占用LPN小區和宏小區共享頻帶進行數據傳輸的時間長度不超過LPN小區和宏小區共享頻帶的最大占用時間。

其中，LPN小區和宏小區共享頻帶的最大占用時間的確定方式包括以下任一項：由宏基站確定；由網絡統一預定義。

圖3為本發明實施例的應用場景示意圖。如圖3所示，以兩層異構網絡為例，異構網絡例如包含一個宏基站及其下屬的一個或多個LPN(圖3中以3個為例，即LPN1、LPN2及LPN3)，宏基站和LPN之間以X2接口連接，宏基站可以針對下屬所有LPN小區統一劃分可用頻帶，此時可用頻帶劃分結果只有一個；也可以針對下屬每個LPN小區分別劃分可用頻帶，此時針對不同的LPN小區，可用頻帶劃分結果可能不同。

以下通過多個實例對本發明進行具體說明。

實施例一

于本實施例中，以單個LPN的可用頻帶劃分和更新過程為例進行描述。當宏基站下屬有多個LPN時，若宏基站對下屬所有LPN統一劃分可用頻帶，則宏基站綜合考慮宏基站和所有LPN的網絡狀態和射頻能力，統一劃分和更新可用頻帶，并將可用頻帶劃分結果發送給所有LPN；若宏基站對下屬每個LPN分別劃分可用頻帶，則宏基站根據宏基站和每個LPN的網絡狀態和射頻能力，分別為每個LPN劃分和更新可用頻帶，并將可用頻帶劃分結果分別發送給每個LPN。如圖4所示，本實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享方法包括以下步驟：

步驟101：宏基站將可用頻帶劃分為三類；

具體而言，宏基站將可用頻帶劃分為：LPN小區專用頻帶(L-clear part)、宏小區專用頻帶(M-clear part)、LPN小區和宏小區共享頻帶(Shared part)；其中，LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶、LPN小區和宏小區共享頻帶占所述可用頻帶的比例分別為λ、θ、μ，且滿足λ+μ+θ＝1；其中，Shared part為宏小區和LPN小區通過頻譜感知共享使用的頻帶；

宏基站進行初始可用頻帶劃分時，需要考慮宏基站和LPN的網絡狀態和射頻能力；初始可用頻帶劃分可由宏基站自動完成，或者以人工方式配置；

可選地，在宏基站進行初始可用頻帶劃分之前，宏基站和LPN可以先按照默認的頻帶配置方式工作在可用頻帶上，然后LPN將其網絡狀態和射頻能力發送給宏基站，供宏基站進行初始可用頻帶劃分時做參考；

其中，網絡狀態包括如下任一項或多項：負載、干擾、信道質量；射頻能力包括如下任一項或多項：支持的系統帶寬、頻率范圍、載波數量、配置多個不連續頻段的能力；

步驟102a：宏基站向LPN發送可用頻帶劃分結果；

具體而言，宏基站將可用頻帶劃分結果發送給下屬LPN，其中，可用頻帶劃分結果包括：LPN小區專用頻帶的頻率范圍、LPN小區和宏小區共享頻帶的頻率范圍；可選地，還可以包括宏小區專用頻帶的頻率范圍；或者，可用頻帶劃分結果包含能夠計算出以上三個頻率范圍的信息，比如包含起始 基準頻率(例如可用頻帶的頻率下限或者上限)，以及各個頻率范圍的上下限相對于起始基準頻率的頻偏；或者，頻帶劃分方案限制為L-clear part，Shared part，M-clear part是連續頻段，且頻率依次升高，此時，可用頻帶劃分結果包含可用頻帶的范圍和各頻帶占可用頻帶的比例(λ、μ、θ)；其中，可用頻帶的范圍可以表示為以下任一種：可用頻帶的頻率下限和上限、可用頻帶的頻率下限及帶寬、可用頻帶的頻率上限及帶寬；

可用頻帶劃分結果可以包含在現有消息中發送，例如切換請求、X2建立請求、基站配置更新、小區激活請求等，也可以單獨發送；

可選地，步驟102b：LPN收到可用頻帶劃分結果消息后，向宏基站發送確認消息，表示正確接收到了可用頻帶劃分結果消息；

步驟103：宏基站和LPN根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶；

步驟104：宏基站重新進行可用頻帶劃分；

由于宏小區和LPN小區的網絡狀態的變化，例如負載的變化、可用頻帶上干擾狀態的變化、當前鏈路信道質量的變化，宏基站需要重新劃分可用頻帶，以提高異構網絡的吞吐量和頻譜效率，另外，宏基站重新劃分可用頻帶時還需要考慮宏基站和LPN的射頻能力，以避免可用頻帶劃分結果無效；可用頻帶被重新劃分后仍然劃分為三個類，且三類頻帶占可用頻帶的比例滿足λ+μ+θ＝1，即重新劃分后各類頻帶仍然互不重疊；

步驟105a：宏基站向LPN發送可用頻帶劃分更新消息；

具體而言，可用頻帶劃分更新消息包含的信息元素可以和可用頻帶劃分結果消息相同，也可以僅僅包含與可用頻帶劃分結果相比發生變化的信息元素，比如重新進行可用頻帶劃分后，LPN小區專用頻帶的頻率范圍保持不變，則可用頻帶劃分更新消息可以僅僅包含LPN小區和宏小區共享頻帶的頻率范圍，以及宏小區專用頻帶的頻率范圍；

可選地，步驟105b：LPN收到可用頻帶劃分更新消息后，向宏基站發送確認消息，表示正確接收到了可用頻帶劃分更新消息；

宏基站重新進行可用頻帶劃分及向LPN發送可用頻帶劃分更新消息的過程可以周期地進行，例如提前設置可用頻帶劃分更新的周期，或者由觸發 事件觸發進行，其中，觸發事件例如為宏小區專用頻帶無法滿足宏小區的基本業務要求，或者，宏小區專用頻帶上的信號噪聲比低于預設門限，或者，LPN小區專用頻帶無法滿足LPN小區的基本業務要求，或者，LPN小區專用頻帶上的信號噪聲比低于預設門限等；

步驟106：宏基站和LPN根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。

實施例二

于本實施例中，宏基站針對所有LPN小區統一劃分可用頻帶，以可用頻帶劃分后每一類頻帶都是連續的頻帶為例進行描述。于此，可用頻帶的帶寬例如為8MHz，頻率范圍為470～478MHz，宏基站將可用頻帶劃分為三類：L-clear part、Shared part和M-clear part，每一類都是連續的頻帶，帶寬分別為3MHz，2MHz和3MHz，即λ＝0.375，μ＝0.25，θ＝0.375，可用頻帶劃分結果如圖6所示，于本實施例中，對Shared part資源的使用方式為LPN及其下屬終端通過頻譜感知與宏小區共享Shared part資源。如圖5所示，本實施例包括以下步驟：

步驟201：宏基站將可用頻帶劃分為三類；

優選地，宏基站根據宏基站和LPN的網絡狀態和射頻能力劃分可用頻帶；

本實施例中，具體的可用頻帶劃分結果如圖6所示，宏基站可用頻帶的帶寬為8MHz，頻率范圍為470～478MHz，可用頻帶被劃分為三類：L-clear part、Shared part和M-clear part，對應的頻率范圍分別為470～473MHz、473～475MHz、475～478MHz；其中，L-clear part為LPN小區的專用頻帶，宏小區下屬的每個LPN小區可以在L-clear part中決定在哪個/哪些時頻資源進行傳輸，而不用考慮與宏小區之間的同頻干擾；M-clear part為宏小區的專用頻帶，宏小區在M-clear part上也不用考慮與LPN小區之間的同頻干擾問題；Shared part為宏小區和宏小區下屬的每個LPN小區都可以使用的頻帶，在Shared part上LPN小區和宏小區通過頻譜感知實現共存；

在本實施例中，僅LPN小區進行頻譜感知，宏小區按照占用時間配置(例如，占用時長、占用周期)使用Shared part，LPN小區通過頻譜感知發 現Shared part中的空閑頻譜，并在所述空閑頻譜上調度下屬終端，且LPN小區和宏小區每次占用Shared part進行數據傳輸的時間長度不超過Shared part的最大占用時間；

步驟202a：宏基站向LPN發送可用頻帶劃分結果；

具體而言，宏基站將可用頻帶劃分結果發送給宏基站下屬的所有LPN，其中，可用頻帶劃分結果包括：L-clear part的頻率范圍、Shared part的頻率范圍、M-clear part的頻率范圍；具體而言，可用頻帶劃分結果包含的內容為：λ、μ、θ，三者的取值分別為λ＝0.375，μ＝0.25，θ＝0.375；若是宏基站第一次向LPN通知可用頻帶劃分結果，則可用頻帶劃分結果還需要包含可用頻帶的頻率上限470MHz及可用頻帶的帶寬為8MHz；

步驟202b：LPN收到可用頻帶劃分結果消息后，向宏基站發送確認消息，表示正確接收到了可用頻帶劃分結果消息；

如果Shared part的最大占用時間由宏基站確定，則宏基站還需要將Shared part的最大占用時間通知給LPN，其中，Shared part的最大占用時間可以包含在可用頻帶劃分結果消息中進行通知，或者，也可以通過專用消息進行通知；

步驟203：LPN和宏基站根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶；

具體而言，宏基站將M-clear part配置為其專用頻帶，在M-clear part上宏基站不必考慮與LPN小區之間的干擾問題，并將Shared part配置為共享頻帶，當M-clear part不滿足宏小區的業務需求時，宏基站按照占用時間配置和Shared part的最大占用時間使用共享頻帶；

LPN將L-clear part配置為其專用頻帶，在L-clear part上LPN不必考慮與宏小區之間的干擾問題，并將Shared part配置為共享頻帶，當L-clear part不滿足LPN小區的業務需求時，LPN通過頻譜感知方法使用共享頻帶，且每次占用共享頻帶進行數據傳輸的時間長度不超過Shared part的最大占用時間；

LPN通過頻譜感知使用共享頻帶的方法如下：LPN和下屬終端通過頻譜感知獲取Shared part中宏小區沒有占用的空閑頻譜，在空閑頻譜上調度下 屬終端，從而實現在Shared part上宏小區和LPN小區之間的共存，即LPN和下屬終端自主檢測宏小區對Shared part資源的占用情況，LPN在檢測到的Shared part的空閑資源上調度LPN的下屬終端，其中，由于感知結果存在一定的誤差，因此，在Shared part的空閑資源上，LPN可以采用跳頻的方式調度下屬終端，使宏小區和LPN小區之間的干擾隨機化，如此，通過頻譜感知使用空閑頻譜資源和跳頻方式調度資源較好地保證了宏小區和LPN小區的服務質量。

需要說明的是，當宏基站覆蓋范圍內只有一個LPN時，宏基站可以將對Shared part的占用時間配置通知給LPN，此時，LPN可以直接使用宏基站沒有占用的Shared part頻譜資源，同時還可以對宏基站可以占用的Shared part資源進行頻譜感知，在感知結果為空閑的頻譜上調度下屬終端。

實施例三

于本實施例中，宏基站針對所有LPN小區統一劃分可用頻帶，以可用頻帶劃分后每一類頻帶都是非連續的頻帶為例進行描述。于此，可用頻帶的帶寬例如為8MHz，頻率范圍為470～478MHz，宏基站將可用頻帶劃分為三類：L-clear part、Shared part和M-clear part，其中L-clear part和Shared part都有2個頻段構成，M-clear part是連續的頻帶，可用頻帶劃分結果如圖8所示，在本實施例中，對Shared part資源的使用方式為宏基站及其下屬終端通過頻譜感知與LPN小區共享Shared part資源。如圖7所示，本實施例包括以下步驟：

步驟301：宏基站將可用頻帶劃分為三類；

優選地，宏基站根據宏基站和LPN的網絡狀態和射頻能力劃分可用頻帶；

本實施例中，具體的可用頻帶劃分結果如圖8所示，宏基站可用頻帶的帶寬為8MHz，頻率范圍為470～478MHz，可用頻帶被劃分為三類：L-clear part、Shared part和M-clear part，其中，L-clear part的頻率范圍為470～472MHz和472.5～473.5MHz，即分別為2MHz和1MHz帶寬的兩個頻段，Shared part的頻率范圍為472～472.5MHz和473.5～475MHz，即分別為0.5MHz和1.5MHz帶寬的兩個頻段，M-clear part的頻率范圍為475～ 478MHz，即3MHz帶寬的頻段，即λ＝0.375，μ＝0.25，θ＝0.375；

L-clear part為LPN小區的專用頻帶，宏小區下屬的每個LPN小區可以在L-clear part中決定在哪個/哪些時頻資源進行傳輸，而不用考慮與宏小區之間的同頻干擾；M-clear part為宏小區的專用頻帶，宏小區在M-clear part上也不用考慮與LPN小區之間的同頻干擾問題；Shared part為宏小區和宏小區下屬的每個LPN小區都可以使用的頻帶，在Shared part上LPN小區和宏小區通過頻譜感知實現共存；

在本實施例中，僅宏小區進行頻譜感知，LPN小區按照占用時間配置(例如，占用時長、占用周期)使用Shared part，宏小區通過頻譜感知發現Shared part中的空閑頻譜，并在所述空閑頻譜上調度下屬終端，且LPN小區和宏小區每次占用Shared part進行數據傳輸的時間長度不超過Shared part的最大占用時間；

步驟302：宏基站向LPN發送可用頻帶劃分結果；

具體而言，宏基站將可用頻帶劃分結果發送給宏基站下屬的所有LPN，其中，可用頻帶劃分結果包括：L-clear part的頻率范圍、Shared part的頻率范圍。具體地，可用頻帶劃分結果包括：起始基準頻率為470MHz，L-clear part各部分相對與起始基站頻率的頻偏為0～2MHz和2.5～3.5MHz，Shared part各部分相對與起始基站頻率的頻偏為2～2.5MHz和3.5～5MHz；

步驟303：LPN和宏基站根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶；

具體而言，宏基站將M-clear part配置為其專用頻帶，在M-clear part上宏基站不必考慮與LPN小區之間的干擾問題，并將Shared part配置為共享頻帶，當M-clear part不滿足宏小區的業務需求時，宏基站通過頻譜感知方法使用共享頻帶，且每次占用共享頻帶進行數據傳輸的時間長度不超過Shared part的最大占用時間；

宏基站通過頻譜感知使用共享頻帶的方法如下：宏基站和下屬終端通過頻譜感知獲取Shared part中LPN小區沒有占用的空閑頻譜，在空閑頻譜上調度下屬終端，從而實現在Shared part上宏小區和LPN小區之間的共存，即宏基站和下屬終端自主檢測LPN小區對Shared part資源的占用情況，宏 基站在檢測到的Shared part的空閑資源上調度下屬終端，其中，由于感知結果存在一定的誤差，因此，在Shared part的空閑資源上，宏基站可以采用跳頻的方式調度下屬終端，使宏小區和LPN小區之間的干擾隨機化，如此，通過頻譜感知使用空閑頻譜資源和跳頻方式調度資源較好地保證了宏小區和LPN小區的服務質量；

LPN將L-clear part配置為其專用頻帶，在L-clear part上LPN不必考慮與宏小區之間的干擾問題，并將Shared part配置為共享頻帶，當L-clear part不滿足LPN小區的業務需求時，LPN按照占用時間配置和Shared part的最大占用時間使用共享頻帶。

實施例四

于本實施例中，假設宏小區中有2個LPN小區(宏小區中有更多LPN小區的情況與此類似)，宏基站針對每個LPN小區分別劃分可用頻帶，本實施例中，以可用頻帶劃分后每一類都是連續的頻段為例進行描述，對于可用頻帶劃分后每一類都是非連續的頻段的情況與此類似。于此，可用頻帶的帶寬例如為8MHz，頻率范圍為470～478MHz，宏基站對LPN1和LPN2的頻帶劃分結果如圖10所示。在本實施例中，宏小區的專用頻帶和共享頻帶需要綜合考慮多個LPN小區的可用頻帶劃分結果得到。如圖9所示，本實施例包括以下步驟：

步驟401：宏基站針對LPN1和LPN2分別劃分可用頻帶；

優選地，宏基站根據自身以及LPN1和LPN2的網絡狀態和射頻能力劃分可用頻帶；

本實施例中，具體的可用頻帶劃分結果如圖10所示，宏基站可用頻帶的帶寬為8MHz，頻率范圍為470～478MHz，針對LPN1和LPN2的可用頻帶劃分結果分別如圖10的上半部分和下半部分所示；

L-clear part1為LPN1小區的專用頻帶，LPN1小區可以在L-clear part1中決定在哪個/哪些時頻資源進行傳輸，而不用考慮與宏小區之間的同頻干擾，當L-clear part1不能滿足LPN1小區的業務需求時，LPN1小區可以在Shared part1上自由調度下屬終端；

L-clear part2為LPN2小區的專用頻帶，LPN2小區可以在L-clear part2中決定在哪個/哪些時頻資源進行傳輸，而不用考慮與宏小區之間的同頻干擾，當L-clear part2不能滿足LPN2小區的業務需求時，LPN2小區可以在Shared part2上自由調度下屬終端；

宏小區專用頻帶M-clear part和共享頻帶Shared part需要根據多個可用頻帶劃分結果得出，具體而言，宏小區專用頻帶為所有可用頻帶劃分結果中宏小區專用頻帶的交集，LPN小區和宏小區共享頻帶為所有可用頻帶劃分結果中LPN小區和宏小區共享頻帶的并集；在本實施例中，宏小區專用頻帶M-clear part是兩個可用頻帶劃分結果中M-clear part1和M-clear part2的交集，LPN小區和宏小區共享頻帶Shared part是兩個可用頻帶劃分結果中Shared part1和Shared part2的并集；

在本實施例中，僅宏小區進行頻譜感知，LPN小區按照占用時間配置(例如，占用時長、占用周期)使用各自的共享頻帶，宏小區通過頻譜感知發現自己共享頻帶中的空閑頻譜，并在所述空閑頻譜上調度下屬終端，且LPN小區和宏小區每次占用各自共享頻帶進行數據傳輸的時間長度不超過Shared part的最大占用時間；

步驟402a：宏基站向LPN1發送可用頻帶劃分結果；

步驟402b：宏基站向LPN2發送可用頻帶劃分結果；

具體而言，宏基站分別將LPN1和LPN2的可用頻帶劃分結果發送給LPN1和LPN2；

步驟403：LPN1、LPN2和宏基站根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶；

具體而言，宏基站將M-clear part1和M-clear part2的交集對應的頻帶配置為其專用頻帶，在專用頻帶上宏基站不必考慮與每個LPN小區之間的干擾問題，并將Shared part1和Shared part2并集對應的頻帶配置為共享頻帶，當宏小區專用頻帶不滿足宏小區的業務需求時，宏基站通過頻譜感知方法使用共享頻帶，且每次占用共享頻帶進行數據傳輸的時間長度不超過Shared part的最大占用時間；

宏基站通過頻譜感知使用共享頻帶的方法如下：宏基站和下屬終端通過 頻譜感知獲取共享頻帶中LPN小區沒有占用的空閑頻譜，在空閑頻譜上調度下屬終端，從而實現在共享頻帶上宏小區和LPN小區之間的共存，即宏基站和下屬終端自主檢測LPN小區對共享頻帶資源的占用情況，宏基站在檢測到的共享頻帶的空閑資源上調度下屬終端，其中，由于感知結果存在一定的誤差，因此，在共享頻帶的空閑資源上，宏基站可以采用跳頻的方式調度下屬終端，使宏小區和LPN小區之間的干擾隨機化，如此，通過頻譜感知使用空閑頻譜資源和跳頻方式調度資源較好地保證了宏小區和LPN小區的服務質量；

LPN1將L-clear part1配置為其專用頻帶，在L-clear part1上LPN1不必考慮與宏小區之間的干擾問題，并將Shared part1配置為共享頻帶，當L-clear part1不滿足LPN1小區的業務需求時，LPN1按照占用時間配置和Shared part的最大占用時間使用共享頻帶；

LPN2將L-clear part2配置為其專用頻帶，在L-clear part2上LPN2不必考慮與宏小區之間的干擾問題，并將Shared part2配置為共享頻帶，當L-clear part2不滿足LPN2小區的業務需求時，LPN2按照占用時間配置和Shared part的最大占用時間使用共享頻帶。

需要說明的是，上述所有實施例中僅給出了宏小區或者LPN小區通過頻譜感知使用共享頻帶的方法，當然也可以采用宏小區和LPN小區同時通過頻譜感知使用共享頻帶的方法，即宏基站和LPN在調度下屬終端之前都要通過頻譜感知獲取共享頻帶中的空閑頻譜，然后在獲取的空閑頻譜上調度下屬終端，且每次占用共享頻帶進行數據傳輸的時間長度不超過Shared part的最大占用時間。

實施例五

于本實施例中，假設宏小區中有2個LPN小區(宏小區中有更多LPN小區的情況與此類似)，宏基站首先將可用頻帶劃分為3類：L-clear part、M-clear part、Shared part，然后再將L-clear part劃分為LPN1專用頻帶(L-clear part1)和LPN2專用頻帶(L-clear part2)，即L-clear part1和L-clear part2互不交疊。本實施例以可用頻帶劃分后每一類都是連續的頻段為例進行描述，對于可用頻帶劃分后每一類都是非連續的頻段的情況與此類似。于此， 可用頻帶的帶寬例如為8MHz，頻率范圍為470～478MHz，宏基站對LPN1和LPN2的可用頻帶劃分結果如圖12所示。如圖11所示，本實施例包括以下步驟：

步驟501：宏基站針對LPN1和LPN2分別劃分可用頻帶；

優選地，宏基站根據自身以及LPN1和LPN2的網絡狀態和射頻能力劃分可用頻帶；

本實施例中，具體的可用頻帶劃分結果如圖12所示，宏基站可用頻帶的帶寬為8MHz，頻率范圍為470～478MHz；L-clear part1為LPN1小區的專用頻帶，L-clear part2為LPN2小區的專用頻帶，L-clear part1和L-clear part2互不交疊，每個LPN小區使用各自的專用頻帶時不用考慮與宏小區之間的同頻干擾；M-clear part為宏小區的專用頻帶，宏小區在M-clear part上不用考慮與LPN小區之間的同頻干擾問題；LPN小區和宏小區可以通過頻譜感知共享Shared part資源；

在本實施例中，LPN小區和宏小區都要進行頻譜感知，每個小區每次占用Shared part進行數據傳輸的時間長度不超過Shared part的最大占用時間；

步驟502a：宏基站向LPN1發送可用頻帶劃分結果；

步驟502b：宏基站向LPN2發送可用頻帶劃分結果；

具體而言，宏基站分別將LPN1和LPN2的可用頻帶劃分結果發送給LPN1和LPN2，即宏基站向LPN1發送L-clear part1的頻率范圍和Shared part的頻率范圍；向LPN2發送L-clear part2的頻率范圍和Shared part的頻率范圍；

步驟503：LPN1、LPN2和宏基站根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶；

具體而言，宏基站將M-clear part配置為其專用頻帶，在專用頻帶上宏基站不必考慮與每個LPN小區之間的干擾問題，并將Shared part配置為共享頻帶，當宏小區專用頻帶不滿足宏小區的業務需求時，宏基站通過頻譜感知方法使用共享頻帶；

LPN1將L-clear part1配置為其專用頻帶，在L-clear part1上LPN不必考慮與宏小區之間的干擾問題，并將Shared part配置為共享頻帶，當L-clear part1不滿足LPN1小區的業務需求時，LPN1通過頻譜感知方法使用共享頻帶；

LPN2將L-clear part2配置為其專用頻帶，在L-clear part2上LPN不必考慮與宏小區之間的干擾問題，并將Shared part配置為共享頻帶，當L-clear part2不滿足LPN2小區的業務需求時，LPN2通過頻譜感知方法使用共享頻帶。

值得說明的是，在上述所有實施例中，如果沒有明確指出宏基站確定Shared part的最大占用時間，則Shared part的最大占用時間由網絡統一預定義，即在布網時Shared part的最大占用時間已設置，后續可以根據網絡的狀況(如負載、干擾等)進行統一調整。通過設置Shared part的最大占用時間可以避免某個小區一直占用Shared part，而導致其它小區無法使用Shared part資源的情況發生。

圖13為本發明一實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享裝置的示意圖。如圖13所示，本實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享裝置，應用于宏基站，包括：設置模塊601，用于將可用頻帶劃分為互不重疊的LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶以及LPN小區和宏小區共享頻帶；處理模塊602，用于根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。其中，LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶、LPN小區和宏小區共享頻帶占所述可用頻帶的比例分別為λ、θ、μ，且滿足λ+μ+θ＝1。

其中，該裝置還包括：發送模塊603，用于將可用頻帶劃分結果發送給LPN。

于一實施例中，設置模塊601，還用于根據宏基站和LPN的網絡狀態和射頻能力動態調整所述可用頻帶劃分結果。

于一實施例中，處理模塊602，用于根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶包括：

通過頻譜感知使用所述LPN小區和宏小區共享頻帶；或者，

根據對LPN小區和宏小區共享頻帶的占用時間配置和LPN小區和宏小區共享頻帶的最大占用時間使用LPN小區和宏小區共享頻帶。

于實際應用中，設置模塊601及處理模塊602例如為處理器等具有信息運算處理能力的通信元件，發送模塊603例如為發射器等具有信息傳輸功能的通信元件。

圖14為本發明一實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享裝置的示意圖。如圖14所示，本實施例提供的異構網絡中的頻譜資源共享裝置，應用于LPN，包括：接收模塊701，用于從宏基站接收可用頻帶劃分結果，其中，可用頻帶由宏基站劃分為互不重疊的LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶以及LPN小區和宏小區共享頻帶；處理模塊702，用于根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。其中，LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶、LPN小區和宏小區共享頻帶占所述可用頻帶的比例分別為λ、θ、μ，且滿足λ+μ+θ＝1。

其中，該裝置還包括：發送模塊703，用于將LPN的網絡狀態和射頻能力發送給宏基站，供宏基站根據宏基站和LPN的網絡狀態和射頻能力劃分可用頻帶或者動態調整可用頻帶劃分結果。

于一實施例中，處理模塊702，用于根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶包括：

通過頻譜感知使用LPN小區和宏小區共享頻帶；或者，

根據對LPN小區和宏小區共享頻帶的占用時間配置和LPN小區和宏小區共享頻帶的最大占用時間使用LPN小區和宏小區共享頻帶。

于實際應用中，接收模塊701例如為接收器等具有信息接收功能的通信元件，處理模塊702例如為處理器等具有信息處理功能的通信元件，發送模塊703例如為發射器等具有信息傳輸功能的通信元件。

此外，本發明實施例還提供一種異構網絡中的頻譜資源共享系統，包括：宏基站及LPN；宏基站用于將可用頻帶劃分為互不重疊的LPN小區專用頻帶、宏小區專用頻帶以及LPN小區和宏小區共享頻帶，根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶，并將可用頻帶劃分結果發送給LPN；LPN用于根據可用頻帶劃分結果配置工作頻帶。

此外，上述裝置及系統的具體處理流程同上述方法所述，故于此不再贅述。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。