本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體地，涉及一種頻譜接入方法及裝置。

背景技術(shù)：

LTE(Long Term Evolution，長(zhǎng)期演進(jìn))是由3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計(jì)劃)組織制定的UMTS(Universal Mobile Telecommunications System，通用移動(dòng)通信系統(tǒng))技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)。在世界范圍內(nèi)，由于對(duì)現(xiàn)有的LTE服務(wù)需求量的急劇增加以及可用頻譜資源的短缺，現(xiàn)今多家信息與通信技術(shù)公司及運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開始嘗試探索并評(píng)估使用非授權(quán)頻段的可行性。其中三段位于5GHz附近的U-NII頻段：U-NII-1(5150-5250MHz),U-NII-2(5250-5725MHz)及U-NII-3(5725-5850MHz)被認(rèn)為是十分適合未來(lái)提供給LTE新服務(wù)的頻譜資源。而對(duì)于提議在該頻段運(yùn)行的LTE服務(wù)，我們稱其為L(zhǎng)TE-U或居于非授權(quán)頻段的LTE服務(wù)(LAA)。一些信息與通信技術(shù)公司及運(yùn)營(yíng)商也已經(jīng)對(duì)使用該頻段做了評(píng)估，并認(rèn)為這種擴(kuò)展到非授權(quán)頻段而使用的LTE服務(wù)將很大程度上緩解以往在授權(quán)頻段上因需求量過大而導(dǎo)致的用戶體驗(yàn)問題，以及頻譜使用效率的問題等。例如在3GPP中的Release 13標(biāo)準(zhǔn)中提出了使用載波聚合技術(shù)而擴(kuò)展至5GHz頻段的下行LTE信號(hào)傳輸服務(wù)。

不過相比如今使用在授權(quán)頻段上的LTE服務(wù)，LTE-U將會(huì)同時(shí)與現(xiàn)今的許多非授權(quán)頻段的服務(wù)工作于相同的信道，進(jìn)而產(chǎn)生相互的信號(hào)干擾以及沖突問題。如今工作于非授權(quán)頻段上的無(wú)線局域網(wǎng)服務(wù)中，最普遍并大量使用的就是802.11家族，也就是我們通常提到的路由器或Wi-Fi服務(wù)。而由于未來(lái)LTE-U的基站將很有可能布置于家居或室內(nèi)公共環(huán)境中，從而增加了Wi-Fi發(fā)送端與LTE-U下行傳輸發(fā)送端共存于相同局域網(wǎng)中的可能性。因此，LTE-U與802.11家族設(shè)備間的合理共存問題將是當(dāng)今與未來(lái)一個(gè)亟待解決的焦點(diǎn)。

LTE-U為未來(lái)的授權(quán)頻譜服務(wù)，而802.11設(shè)備大多則是工作于ISM頻段上的無(wú)授權(quán)頻譜服務(wù)，因此二者最本質(zhì)的一個(gè)區(qū)別便是LTE-U系列的用戶服務(wù)將會(huì)首先被保護(hù)，而802.11的服務(wù)僅能在保證不對(duì)授權(quán)頻譜用戶造成過嚴(yán)重影響下才能進(jìn)行。二者另一個(gè)明顯區(qū)別則在于自身為維護(hù)并改善服務(wù)質(zhì)量而采用的控制及保護(hù)平面。LTE-U將繼承大部分原先3GPP中LTE服務(wù)的控制平面，十分高效有序地管理其用戶數(shù)據(jù)流的每次頻譜接入或數(shù)據(jù)傳輸。而802.11低成本服務(wù)的特點(diǎn)也影響到它的控制平面部分，其主要以CSMA/CA機(jī)制或能量偵測(cè)的方法來(lái)控制頻譜的接入與空閑。因此當(dāng)LTE-U與802.11設(shè)備共存于有限的局域網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，802.11設(shè)備將由于其為非授權(quán)頻譜用戶的特點(diǎn)而主動(dòng)避讓正在使用該頻譜的LTE-U服務(wù)。同時(shí)正因?yàn)?02.11設(shè)備簡(jiǎn)易的頻譜接入?yún)f(xié)議，在多個(gè)LTE-U用戶同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)一個(gè)相同的信道時(shí)，802.11的服務(wù)甚至?xí)呌诮K止，在這種情況下，將會(huì)對(duì)802.11用戶的用戶體驗(yàn)產(chǎn)生很嚴(yán)重的負(fù)面影響。雖然LTE-U的服務(wù)需要被授權(quán)保護(hù)，但是802.11這一技術(shù)已經(jīng)十分成熟并廣泛分布于我們生活當(dāng)中，并已成為我們?cè)L問互聯(lián)網(wǎng)時(shí)一種十分高效方便的途徑。因此如何在保證LTE-U的用戶體驗(yàn)情況下，最大化802.11的傳輸吞吐量將成為兩者共存問題當(dāng)中一個(gè)至關(guān)重要的研究主題。

在現(xiàn)有的解決辦法中，主要以CSAT(Carrier Sensing Adaptive Transmission,載波偵聽自適應(yīng)傳輸協(xié)議)與LBT(Listen-before-Talk，傳輸前幀聽協(xié)議)兩種方法來(lái)調(diào)控LTE-U與802.11設(shè)備間的傳輸與頻譜接入。CSAT的基本想法即通過設(shè)定一特定長(zhǎng)度的循環(huán)區(qū)間與占用時(shí)間比來(lái)達(dá)到讓LTE-U與802.11之間的共存。本質(zhì)上是一種時(shí)域管理的方法。這一方法可以直接避免LTE-U與802.11設(shè)備之間因?yàn)楣灿妙l譜而導(dǎo)致的信號(hào)干擾問題。盡管CSAT用最直接的方式隔離開了兩種信號(hào)，從而避免了兩者之間的沖突，但是這既是這種方法的優(yōu)點(diǎn)也同樣是它的缺點(diǎn)。缺點(diǎn)在于，當(dāng)我們?cè)O(shè)置了特定的循環(huán)區(qū)間長(zhǎng)度以及兩種信號(hào)所占用的時(shí)間比，LTE-U的區(qū)間將完全隔離802.11的任何服務(wù)，這從時(shí)域上很大程度地降低了802.11的吞吐量。另有評(píng)估結(jié)果顯示，當(dāng)LTE-U接入其循環(huán)工作周期時(shí)，不會(huì)像802.11設(shè)備一樣先進(jìn)行信道檢測(cè)，而是會(huì)直接接入信道，這種方式會(huì)使仍在工作的802.11服務(wù)受到干擾，從而引起吞吐量的下降。不僅如此，在固定的循環(huán)區(qū)間長(zhǎng)度情況下，隨著LTE-U占用循環(huán)區(qū)間時(shí)間比的增加，802.11用戶的吞吐量也將大幅下降。

LBT機(jī)制是指在LTE-U與802.11在占用頻譜進(jìn)行傳輸前，先對(duì)該頻譜進(jìn)行檢測(cè)并判斷該信道是否處于空閑。若信道處于空閑，則兩者之一可以聲明該信道將被使用，從而避免兩者同時(shí)進(jìn)行傳輸而產(chǎn)生的干擾問題。

相比CSAT，LBT的機(jī)制較為“文明”，因?yàn)長(zhǎng)TE-U與802.11在接入頻譜前，都會(huì)先對(duì)其將要使用的頻譜進(jìn)行檢測(cè)并聲明。但是802.11的LBT機(jī)制還包括隨機(jī)避退(Random Backoff)與指數(shù)避退(Exponential Backoff)。兩種避退方式的基本思想就是在接入頻譜前再添加一段時(shí)間來(lái)檢測(cè)是否的確在這段時(shí)間內(nèi)也沒有其他用戶使用該頻譜。這種等待將會(huì)很大程度提高LTE-U的接入可能性，從而導(dǎo)致802.11的傳輸長(zhǎng)時(shí)間處于等待狀態(tài)，最終吞吐量大幅度下降。

現(xiàn)有技術(shù)中的LTE-U與802.11共存的方案，802.11用戶的吞吐量受到了很大的影響，并不能提升802.11用戶的吞吐量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種頻譜接入方法，解決當(dāng)多個(gè)LTE-U用戶與多個(gè)802.11用戶分別共存于多個(gè)信道時(shí)，如何盡可能地同時(shí)提升802.11用戶與全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種頻譜接入方法，包括：

按照載波偵聽自適應(yīng)傳輸協(xié)議為多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一條無(wú)線信道設(shè)定循環(huán)時(shí)間區(qū)間；其中，所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包含m條無(wú)線信道，每一條所述無(wú)線信道均被一組LTE-U用戶和一組802.11用戶占用；

分配每一條所述無(wú)線信道中的LTE-U時(shí)間周期以及802.11時(shí)間周期；其中，所述LTE-U時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的LTE-U用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域，所述802.11時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的802.11用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域；

從所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有所述LTE-U用戶中選取一組LTE-U用戶，作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i；

計(jì)算與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶分別在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量；

根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

實(shí)施本發(fā)明，具有如下有益效果：

本發(fā)明提供的頻譜接入方法，在現(xiàn)有時(shí)域管理方式CSAT的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)802.11用戶在本地信道LTE-U用戶占用頻譜時(shí)選擇性訪問鄰近非本地LTE-U的時(shí)間周期。通過計(jì)算802.11用戶接入LTE-U用戶所在信道時(shí)分別獲得的吞吐量，以及分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選取合適的802.11用戶訪問非本地信道，保證802.11用戶的接入不會(huì)對(duì)正在使用中的LTE-U用戶造成無(wú)法接受的干擾，即平衡802.11用戶可以提升的吞吐量與其對(duì)LTE-U用戶吞吐量的影響，達(dá)到802.11用戶與LTE-U用戶共存時(shí)，提升802.11用戶與全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的目的。

進(jìn)一步地，所述從所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有所述LTE-U用戶中選取一組LTE-U用戶，作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i，具體包括：

比較所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一組所述LTE-U用戶的帶寬大??；

選擇帶寬最小的LTE-U用戶作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i。

在進(jìn)一步方案中，選擇待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i的過程，根據(jù)LTE-U用戶的帶寬大小來(lái)選擇，可以更大程度地利用信道疊加后產(chǎn)生的頻譜間隙為802.11用戶獲得最多的吞吐量。

進(jìn)一步地，所述計(jì)算與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶分別在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，具體包括：

提取與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶WLAN₁～WLAN_m-1；

從所述(m-1)組802.11用戶WLAN₁～WLAN_m-1中依次選取一組802.11用戶在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道，計(jì)算吞吐量T_ij，以及吞吐量衰減量D_ij；

其中，所述吞吐量T_ij為選取第j組802.11用戶WLAN_j在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶WLAN_j獲得的吞吐量；所述吞吐量衰減量D_ij為選取第j組802.11用戶WLAN_j在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶WLAN_j對(duì)LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量；1≤j≤m-1。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道，具體包括：

計(jì)算與所述(m-1)組802.11用戶一一對(duì)應(yīng)的(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1；其中，K_j＝T_ij/D_ij；

比較所述(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1，將平衡變量值最大的一組802.11用戶設(shè)為可接入第i條無(wú)線信道的802.11用戶WLAN_x；

設(shè)定所述802.11用戶WLAN_x在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)定了平衡變量值。平衡變量值設(shè)定的意義是找到為802.11ac提升的吞吐量與LTE-U被干擾時(shí)降低的吞吐量的平衡點(diǎn)，當(dāng)平衡變量值為1時(shí)，為802.11提升的吞吐量與LTE-U被干擾時(shí)降低的吞吐量達(dá)到平衡。平衡變量值越大，則代表全局網(wǎng)絡(luò)吞吐量提升越多，直接有效地提升全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道，具體包括：

計(jì)算與所述(m-1)組802.11用戶一一對(duì)應(yīng)的(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1；其中，K_j＝T_ij/D_ij；

選取吞吐量衰減量小于13％的n組802.11用戶；

比較與所述n組802.11用戶對(duì)應(yīng)的n個(gè)平衡變量值，將平衡變量值最大的一組802.11用戶設(shè)為可接入第i條無(wú)線信道的802.11用戶WLAN_x；

設(shè)定所述802.11用戶WLAN_x在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)LTE-U用戶造成的吞吐量衰減量小于13％的802.11用戶才可以被接入第i條無(wú)線信道。根據(jù)發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在犧牲掉9％的LTE-U的吞吐量基礎(chǔ)上，802.11提升的吞吐量與LTE-U被干擾時(shí)降低的吞吐量達(dá)到平衡，設(shè)定13％作為吞吐量衰減量的閾值，能保證LTE-U信道質(zhì)量的誤碼率不低于1.0e-2的級(jí)別。LTE-U為未來(lái)的授權(quán)頻譜服務(wù)，保障其信道質(zhì)量有利于提高本發(fā)明的實(shí)用性。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種頻譜接入裝置，包括：

時(shí)域設(shè)置模塊，用于按照載波偵聽自適應(yīng)傳輸協(xié)議為多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一條無(wú)線信道設(shè)定循環(huán)時(shí)間區(qū)間；其中，所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包含m條無(wú)線信道，每一條所述無(wú)線信道均被一組LTE-U用戶和一組802.11用戶占用；

參數(shù)設(shè)置模塊，用于分配每一條所述無(wú)線信道中的LTE-U時(shí)間周期以及802.11時(shí)間周期；其中，所述LTE-U時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的LTE-U用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域，所述802.11時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的802.11用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域；

LTE-U用戶選取模塊，用于從所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有所述LTE-U用戶中選取一組LTE-U用戶，作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i；

變量計(jì)算模塊，用于計(jì)算與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶分別在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量；

頻譜拼入模塊，用于根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

本發(fā)明提供的頻譜接入裝置，在現(xiàn)有時(shí)域管理方式CSAT的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)802.11用戶在本地信道LTE-U用戶占用頻譜時(shí)選擇性訪問鄰近非本地LTE-U的時(shí)間周期。通過計(jì)算802.11用戶接入LTE-U用戶所在信道時(shí)分別獲得的吞吐量，以及分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選取合適的802.11用戶訪問非本地信道，保證802.11用戶的接入不會(huì)對(duì)正在使用中的LTE-U用戶造成無(wú)法接受的干擾，即平衡802.11用戶可以提升的吞吐量與其對(duì)LTE-U用戶吞吐量的影響，達(dá)到802.11用戶與LTE-U用戶共存時(shí)，提升802.11用戶與全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的目的。

進(jìn)一步地，所述LTE-U用戶選取模塊包括：

帶寬比較單元，用于比較所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一組所述LTE-U用戶的帶寬大?。?/p>

選取單元，用于選擇帶寬最小的LTE-U用戶作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i。

進(jìn)一步地，所述變量計(jì)算模塊包括：

提取單元，用于提取與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶WLAN₁～WLAN_m-1；

吞吐量計(jì)算單元，用于從所述(m-1)組802.11用戶WLAN₁～WLAN_m-1中依次選取一組802.11用戶在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道，計(jì)算吞吐量T_ij，以及吞吐量衰減量D_ij；

其中，所述吞吐量T_ij為選取第j組802.11用戶WLAN_j在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶WLAN_j獲得的吞吐量；所述吞吐量衰減量D_ij為選取第j組802.11用戶WLAN_j在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶WLAN_j對(duì)LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量；1≤j≤m-1。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述頻譜拼入模塊包括：

平衡變量計(jì)算單元，用于計(jì)算與所述(m-1)組802.11用戶一一對(duì)應(yīng)的(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1；其中，K_j＝T_ij/D_ij；

802.11用戶選取單元，用于比較所述(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1，將平衡變量值最大的一組802.11用戶設(shè)為可接入第i條無(wú)線信道的802.11用戶WLAN_x；

設(shè)定單元，用于設(shè)定所述802.11用戶WLAN_x在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述頻譜接入模塊包括：

平衡變量計(jì)算單元，用于計(jì)算與所述(m-1)組802.11用戶一一對(duì)應(yīng)的(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1；其中，K_j＝T_ij/D_ij；

衰減量篩選單元，用于選取吞吐量衰減量小于13％的n組802.11用戶；

802.11用戶選取單元，用于比較與所述n組802.11用戶對(duì)應(yīng)的n個(gè)平衡變量值，將平衡變量值最大的一組802.11用戶設(shè)為可接入第i條無(wú)線信道的802.11用戶WLAN_x；

設(shè)定單元，用于設(shè)定所述802.11用戶WLAN_x在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供的頻譜接入方法的實(shí)施例一的流程圖：

圖2是本發(fā)明提供的頻譜接入方法的實(shí)施例二的流程圖；

圖3是本發(fā)明提供的頻譜接入方法的實(shí)施例二的頻譜接入示意圖；

圖4是本發(fā)明提供的頻譜接入裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1，是本發(fā)明提供的頻譜接入方法的實(shí)施例一的流程圖，本實(shí)施例中，頻譜接入方法包括：

S11、按照載波偵聽自適應(yīng)傳輸協(xié)議為多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一條無(wú)線信道設(shè)定循環(huán)時(shí)間區(qū)間；其中，所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包含m條無(wú)線信道，每一條所述無(wú)線信道均被一組LTE-U用戶和一組802.11用戶占用；

S12、分配每一條所述無(wú)線信道中的LTE-U時(shí)間周期以及802.11時(shí)間周期；其中，所述LTE-U時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的LTE-U用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域，所述802.11時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的802.11用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域；

S13、從所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有所述LTE-U用戶中選取一組LTE-U用戶，作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i；

S14、計(jì)算與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶分別在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量；

S15、根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

本發(fā)明提供的頻譜接入方法的實(shí)施例一，在現(xiàn)有時(shí)域管理方式CSAT的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)802.11用戶在本地信道LTE-U用戶占用頻譜時(shí)選擇性訪問鄰近非本地LTE-U的時(shí)間周期。即為L(zhǎng)TE-U用戶選擇一個(gè)合適的802.11用戶接入該LTE-U用戶所在的無(wú)線信道，使得802.11用戶在無(wú)法于本地的非802.11時(shí)間周期工作時(shí)，接入該LTE-U用戶所在的信道工作，提升802.11用戶的吞吐量；通過計(jì)算802.11用戶接入LTE-U用戶所在信道時(shí)分別獲得的吞吐量，以及分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選取合適的802.11用戶訪問非本地信道，保證802.11用戶的接入不會(huì)對(duì)正在使用中的LTE-U用戶造成無(wú)法接受的干擾，即平衡802.11用戶可以提升的吞吐量與其對(duì)LTE-U用戶吞吐量的影響，使得在802.11用戶的吞吐量得到提升的同事，LTE-U用戶的吞吐量沒有過多下降；達(dá)到802.11用戶與LTE-U用戶共存時(shí)，提升802.11用戶與全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的目的。

本實(shí)施例在具體實(shí)施時(shí)，先建立集合W和集合L，集合W和L中分別包含所有802.11用戶及LTE-U用戶，即W＝{WLAN₁，WLAN₂，WLAN₃，…，WLAN_m}，L＝{Cell₁，Cell₂，Cell₃，…，Cell_m}。先從集合L中提取第1組LTE-U用戶Cell₁，為其計(jì)算集合W中，非第1條信道上的802.11用戶，即第2條信道～第m條信道上的802.11用戶分別可以獲得的吞吐量和分別對(duì)其造成的吞吐量衰減量，從而選擇最適合接入該LTE-U用戶Cell₁所在的無(wú)線信道的802.11用戶WLAN_j，接入該LTE-U用戶Cell₁所在的無(wú)線信道；

然后，從集合W中剔除WLAN_j，更新集合W；從集合L中提取第2組LTE-U用戶Cell₂，從集合W中選擇非第2條信道上的，最適合接入第2組LTE-U用戶Cell₂所在的無(wú)線信道的802.11用戶WLAN_k，接入LTE-U用戶Cell₂所在的無(wú)線信道；

依次類推，對(duì)集合L中的第i組用戶Cell_i計(jì)算802.11用戶在LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶獲得的吞吐量，以及802.11用戶對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量；根據(jù)所述吞吐量和吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

參見圖2，是本發(fā)明提供的頻譜接入方法的實(shí)施例二的頻譜接入示意圖；本實(shí)施例中，頻譜接入方法包括：

S21、按照載波偵聽自適應(yīng)傳輸協(xié)議為多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一條無(wú)線信道設(shè)定循環(huán)時(shí)間區(qū)間；其中，所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包含m條無(wú)線信道，每一條所述無(wú)線信道均被一組LTE-U用戶和一組802.11用戶占用；

S22、分配每一條所述無(wú)線信道中的LTE-U時(shí)間周期以及802.11時(shí)間周期；其中，所述LTE-U時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的LTE-U用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域，所述802.11時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的802.11用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域；

S23、從所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有所述LTE-U用戶中選取一組LTE-U用戶，作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i，具體為：比較所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一組所述LTE-U用戶的帶寬大??；選擇帶寬最小的LTE-U用戶作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i；

S24、計(jì)算與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶分別在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量；

S25、根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

本實(shí)施例中，步驟S24“計(jì)算與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶分別在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量”，具體包括：

提取與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶WLAN₁～WLAN_m-1；

從所述(m-1)組802.11用戶WLAN₁～WLAN_m-1中依次選取一組802.11用戶在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道，計(jì)算吞吐量T_ij，以及吞吐量衰減量D_ij；

其中，所述吞吐量T_ij為選取第j組802.11用戶WLAN_j在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶WLAN_j獲得的吞吐量；所述吞吐量衰減量D_ij為選取第j組802.11用戶WLAN_j在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶WLAN_j對(duì)LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量；1≤j≤m-1。

步驟S25“根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道”，具體包括：

計(jì)算與所述(m-1)組802.11用戶一一對(duì)應(yīng)的(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1；其中，K_j＝T_ij/D_ij；

選取吞吐量衰減量小于13％的n組802.11用戶；

比較與所述n組802.11用戶對(duì)應(yīng)的n個(gè)平衡變量值，將平衡變量值最大的一組802.11用戶設(shè)為可接入第i條無(wú)線信道的802.11用戶WLAN_x；

設(shè)定所述802.11用戶WLAN_x在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

本實(shí)施例在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，作出了幾點(diǎn)改進(jìn)。在選擇待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i的過程中，本實(shí)施例通過比較所有LTE-U用戶的帶寬大小，優(yōu)先為帶寬小的LTE-U用戶選擇802.11用戶接入其信道。

根據(jù)3GPP LTE技術(shù)所使用的帶寬種類，主要以20MHz，15MHz，10MHz，5MHz，3MHz，1.4MHz這六種為主，通過載波聚合技術(shù)提供更優(yōu)質(zhì)的用戶體驗(yàn)及數(shù)據(jù)傳輸；而在5GHz頻段工作的802.11設(shè)備，其帶寬則是以20MHz為基礎(chǔ)而成倍增加至40MHz，80MHz或甚至160MHz。因此當(dāng)LTE-U與20MHz 802.11設(shè)備協(xié)同工作于5GHz頻段時(shí)，以15MHz，10MHz，5MHz，3MHz，1.4MHz帶寬進(jìn)行聚合的LTE-U信號(hào)則有可能產(chǎn)生不同大小的頻譜間隙。因此，在選擇待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i的過程中，根據(jù)LTE-U用戶的帶寬大小來(lái)選擇，可以更大程度地利用信道疊加后產(chǎn)生的頻譜間隙為802.11用戶獲得最多的吞吐量。

此外，本實(shí)施例設(shè)定了平衡變量值，平衡變量值設(shè)定的意義是找到為802.11ac提升的吞吐量與LTE-U被干擾時(shí)降低的吞吐量的平衡點(diǎn)，當(dāng)平衡變量值為1時(shí)，為802.11提升的吞吐量與LTE-U被干擾時(shí)降低的吞吐量達(dá)到平衡。平衡變量值越大，則代表全局網(wǎng)絡(luò)吞吐量提升越多，直接有效地提升全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。本實(shí)施例通過先對(duì)吞吐量衰減量進(jìn)行閾值篩選，再選取平衡變量值大的802.11用戶接入非本地信道。

參見圖3，是本發(fā)明提供的頻譜接入方法的實(shí)施例二的頻譜接入示意圖；如圖3所示，最開始有三個(gè)LTE-U用戶和三個(gè)802.11用戶，建立集合L＝{Cell₁，Cell₂，Cell₃}，集合W＝{WLAN₁，WLAN₂，WLAN₃}。在三個(gè)LTE-U用戶中Cell₁與20MHz的802.11信號(hào)疊加后，可以提供的空白頻譜最多，達(dá)到15MHz，因此我們先為Cell₁選擇合適的802.11用戶接入其所在信道。根據(jù)對(duì)吞吐量衰減量的篩選，超過13％的會(huì)被放棄，而未超過13％的將會(huì)按照平衡變量值的大小來(lái)選擇，平衡變量值越大的會(huì)被優(yōu)先選擇接入。正如圖3所示，WLAN₁的接入會(huì)超過吞吐量衰減量的門限值，所以被放棄，而WLAN₂與WLAN₃的接入不會(huì)超過衰減的門限值，但是WLAN₃的接入使平衡變量值更大，所以最后我們返回{Cell₁，WLAN₃}這一組合作為協(xié)同工作的LTE-U用戶與802.11用戶。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例與實(shí)施例一相同的一點(diǎn)是，在選取了一個(gè)LTE-U用戶，為其選擇適合的802.11用戶接入后，會(huì)更新802.11用戶集合，選取第二組LTE-U用戶，即其余LTE-U用戶中最大的一組LTE-U用戶，為其選擇適合的802.11用戶接入。依次類推，盡量為每組LTE-U用戶都選擇適合的802.11用戶接入，以最大限度提升全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。

本實(shí)施例中，設(shè)定對(duì)LTE-U用戶造成的吞吐量衰減量小于13％的802.11用戶才可以被接入第i條無(wú)線信道是為了保證LTE-U信道的質(zhì)量，避免802.11用戶接入時(shí)對(duì)LTE-U用戶的影響過大。

由于LTE-U服務(wù)仍未投入實(shí)際使用，發(fā)明人使用矢量信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，另外使用信號(hào)分析儀去分析LTE-U與802.11ac部分帶寬疊加時(shí)產(chǎn)生的影響。為仿照真實(shí)場(chǎng)景構(gòu)建真實(shí)的LTE-U與802.11ac信號(hào)之間的干擾，固定了LTE-U對(duì)802.11的信號(hào)強(qiáng)度影響，也固定了LTE-U發(fā)送端對(duì)802.11ac接收端的信號(hào)強(qiáng)度影響和LTE-U的基站對(duì)LTE-U接收端的信號(hào)強(qiáng)度影響。在實(shí)驗(yàn)中，還使用了SystemVue軟件平臺(tái)模擬LTE-U與802.11ac信號(hào)干擾時(shí)返回實(shí)時(shí)的LTE-U信號(hào)吞吐量。通過調(diào)整802.11ac信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)吞吐量D_ij和吞吐量衰減量D_ij的接入閾值，最終確認(rèn)在犧牲掉9％的LTE-U的吞吐量的基礎(chǔ)上，802.11用戶可以提升的吞吐量與其對(duì)LTE-U用戶吞吐量的影響達(dá)到平衡，最終設(shè)定13％作為L(zhǎng)TE-U衰減值的一個(gè)閾值，保證LTE-U的信道質(zhì)量BER不得低于1.0e-2的級(jí)別。LTE-U為未來(lái)的授權(quán)頻譜服務(wù)，保障其信道質(zhì)量有利于提高本發(fā)明的實(shí)用性。

利用上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)明人構(gòu)建五個(gè)信道的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，采用LTE-U時(shí)間周期與802.11時(shí)間周期比例為1:1的CSAT協(xié)議，每個(gè)循環(huán)周期為50ms，總傳輸時(shí)間為500ms，按照本實(shí)施例提供的頻譜接入算法，模擬頻譜接入過程，最終在五條信道上為802.11用戶提升約40％的吞吐量，并為全局網(wǎng)絡(luò)多貢獻(xiàn)28％的吞吐量。由此說(shuō)明，本發(fā)明提供的頻譜接入方法，可以有效達(dá)到提升802.11用戶與全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的目的。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明提供的頻譜接入方法，可基于載波聚合技術(shù)聚合多個(gè)不同或相同的帶寬的信道，即本發(fā)明所述的每一條無(wú)線信道，可包含多個(gè)不同或相同的帶寬聚合，每一條無(wú)線信道上的一組LTE-U用戶，可包含不止一個(gè)LTE-U用戶。

本實(shí)施例通過先對(duì)吞吐量衰減量進(jìn)行閾值篩選，再選取平衡變量值大的802.11用戶接入非本地信道，其中吞吐量衰減量閾值設(shè)為13％，這只是其中一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。在其他實(shí)施例中，也可以不采用閾值篩選，直接比較平衡變量值選擇802.11用戶；或者設(shè)置其他閾值，本發(fā)明不限于此。即步驟S25“根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道”還可以以下述步驟實(shí)現(xiàn)：

計(jì)算與所述(m-1)組802.11用戶一一對(duì)應(yīng)的(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1；其中，K_j＝T_ij/D_ij；

比較所述(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1，將平衡變量值最大的一組802.11用戶設(shè)為可接入第i條無(wú)線信道的802.11用戶WLAN_x；

設(shè)定所述802.11用戶WLAN_x在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種頻譜接入裝置，參見圖4，是本發(fā)明提供的頻譜接入裝置的結(jié)構(gòu)框圖，包括：

時(shí)域設(shè)置模塊31，用于按照載波偵聽自適應(yīng)傳輸協(xié)議為多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一條無(wú)線信道設(shè)定循環(huán)時(shí)間區(qū)間；其中，所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包含m條無(wú)線信道，每一條所述無(wú)線信道均被一組LTE-U用戶和一組802.11用戶占用；

參數(shù)設(shè)置模塊32，用于分配每一條所述無(wú)線信道中的LTE-U時(shí)間周期以及802.11時(shí)間周期；其中，所述LTE-U時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的LTE-U用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域，所述802.11時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的802.11用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域；

LTE-U用戶選取模塊33，用于從所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有所述LTE-U用戶中選取一組LTE-U用戶，作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i；

變量計(jì)算模塊34，用于計(jì)算與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶分別在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量；

頻譜拼入模塊35，用于根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

進(jìn)一步地，所述LTE-U用戶選取模塊包括：

帶寬比較單元，用于比較所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一組所述LTE-U用戶的帶寬大??；

選取單元，用于選擇帶寬最小的LTE-U用戶作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Cell_i。

進(jìn)一步地，所述變量計(jì)算模塊包括：

提取單元，用于提取與所述LTE-U用戶Cell_i處于不同信道的(m-1)組802.11用戶WLAN₁～WLAN_m-1；

吞吐量計(jì)算單元，用于從所述(m-1)組802.11用戶WLAN₁～WLAN_m-1中依次選取一組802.11用戶在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道，計(jì)算吞吐量T_ij，以及吞吐量衰減量D_ij；

其中，所述吞吐量T_ij為選取第j組802.11用戶WLAN_j在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶WLAN_j獲得的吞吐量；所述吞吐量衰減量D_ij為選取第j組802.11用戶WLAN_j在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Cell_i所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶WLAN_j對(duì)LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量；1≤j≤m-1。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述頻譜拼入模塊包括：

平衡變量計(jì)算單元，用于計(jì)算與所述(m-1)組802.11用戶一一對(duì)應(yīng)的(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1；其中，K_j＝T_ij/D_ij；

802.11用戶選取單元，用于比較所述(m-1)個(gè)平衡變量值K₁～K_m-1，將平衡變量值最大的一組802.11用戶設(shè)為可接入第i條無(wú)線信道的802.11用戶WLAN_x；

設(shè)定單元，用于設(shè)定所述802.11用戶WLAN_x在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

在另一個(gè)實(shí)施例中，所述頻譜接入模塊包括：

平衡變量計(jì)算單元，用于計(jì)算與所述(m-1)組802.11用戶一一對(duì)應(yīng)的(m-1)個(gè)平衡變量K₁～K_m-1；其中，K_j＝T_ij/D_ij；

衰減量篩選單元，用于選取吞吐量衰減量小于13％的n組802.11用戶；

802.11用戶選取單元，用于比較與所述n組802.11用戶對(duì)應(yīng)的n個(gè)平衡變量值，將平衡變量值最大的一組802.11用戶設(shè)為可接入第i條無(wú)線信道的802.11用戶WLAN_x；

設(shè)定單元，用于設(shè)定所述802.11用戶WLAN_x在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。

本發(fā)明提供的頻譜接入方法及裝置，在現(xiàn)有時(shí)域管理方式CSAT的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)802.11用戶在本地信道LTE-U用戶占用頻譜時(shí)選擇性訪問鄰近非本地LTE-U的時(shí)間周期。通過計(jì)算802.11用戶接入LTE-U用戶所在信道時(shí)分別獲得的吞吐量，以及分別對(duì)所述LTE-U用戶Cell_i造成的吞吐量衰減量，選取合適的802.11用戶訪問非本地信道，保證802.11用戶的接入不會(huì)對(duì)正在使用中的LTE-U用戶造成無(wú)法接受的干擾，即平衡802.11用戶可以提升的吞吐量與其對(duì)LTE-U用戶吞吐量的影響，達(dá)到802.11用戶與LTE-U用戶共存時(shí)，提升802.11用戶與全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的目的。

以上是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。