本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及物聯(lián)網(wǎng)白頻譜資源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的搭建方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)滲透到生活的各個(gè)方面。但是，對(duì)于偏遠(yuǎn)農(nóng)村居民來說，因地處偏遠(yuǎn)而無法連接到網(wǎng)絡(luò)。在國(guó)家大力提倡物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)+的情形下，為偏遠(yuǎn)農(nóng)村提供穩(wěn)定、易推廣、易搭建的寬帶網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)+的基礎(chǔ)。因此，提供低成本、易部署、性能穩(wěn)定的農(nóng)村無線網(wǎng)絡(luò)解決方案成為了非常重要的研究領(lǐng)域，并受到了政府的高度重視。

網(wǎng)絡(luò)的搭建大致可分為兩類：有線網(wǎng)絡(luò)連接和無線網(wǎng)絡(luò)連接。其中，有線網(wǎng)絡(luò)連接是通過光纖、網(wǎng)線等線纜連接到路由器或者交換機(jī)上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。無線網(wǎng)絡(luò)連接可分為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)連接(如移動(dòng)、聯(lián)通等)和無線局域網(wǎng)絡(luò)連接(如WiFi常用采取802.11協(xié)議的無線局域網(wǎng)等)。但是，這些均不適于在偏遠(yuǎn)農(nóng)村進(jìn)行寬帶接入。主要原因如下：

(1)由于農(nóng)村的面積比較大，人口比較分散，而且有些農(nóng)村的位置非常偏遠(yuǎn)，如果通過鋪設(shè)光纖和網(wǎng)線來向居民提供網(wǎng)絡(luò)連接，則需要復(fù)雜而且龐大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。但是，網(wǎng)絡(luò)的利用率低導(dǎo)致費(fèi)用高，這樣就會(huì)使得前期的設(shè)備投資較大而使得收費(fèi)較高，因而推廣性差。

(2)采用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)不適合進(jìn)行寬帶接入。雖然現(xiàn)在通過4G網(wǎng)絡(luò)可以達(dá)到100Mbps的下行速度，可以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)的需求，但是偏遠(yuǎn)農(nóng)村的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋差且移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的費(fèi)用太高，因而也不適于推廣農(nóng)村寬帶接入。

(3)由于WiFi采用的是2.4GHz的公共頻段，因此提供滿意的性能的傳輸距離只有50-100米，不適宜長(zhǎng)距離傳輸。雖然可以通過多路由來搭建長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)，但是增加額外的設(shè)備必然會(huì)導(dǎo)致搭建網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備成本增加而同樣不利于推廣，不適合農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)的搭建。

通過分析以上方案的缺點(diǎn)可知，對(duì)于農(nóng)村互聯(lián)網(wǎng)接入需要提供一種易部署和低成本的通信網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明通過提供一種物聯(lián)網(wǎng)白頻譜資源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的搭建方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中成本高的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了降低成本的技術(shù)效果。

本發(fā)明提供了一種物聯(lián)網(wǎng)白頻譜資源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的搭建方法，至少包括：

向服務(wù)端發(fā)送白頻譜信息獲取請(qǐng)求；

接收白頻譜信息響應(yīng)；

根據(jù)接收到的白頻譜信息進(jìn)行跳頻。

進(jìn)一步地，在所述向服務(wù)端發(fā)送白頻譜信息獲取請(qǐng)求之前，還至少包括：

向所述服務(wù)端發(fā)送注冊(cè)信息，使所述服務(wù)端根據(jù)所述注冊(cè)信息對(duì)所述白頻譜信息獲取請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。

進(jìn)一步地，所述注冊(cè)信息包括：經(jīng)緯度信息、物理位置信息、類型信息、標(biāo)記信息和/或編號(hào)信息。

進(jìn)一步地，在所述向所述服務(wù)端發(fā)送注冊(cè)信息之前，通過socket套接字與所述服務(wù)端建立通信連接。

進(jìn)一步地，在所述根據(jù)接收到的白頻譜信息進(jìn)行跳頻之后，將所述白頻譜信息進(jìn)行廣播。

本發(fā)明提供的物聯(lián)網(wǎng)白頻譜資源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的搭建系統(tǒng)，至少包括：

信息發(fā)送模塊，用于向服務(wù)端發(fā)送白頻譜信息獲取請(qǐng)求；

信息接收模塊，用于接收白頻譜信息響應(yīng)；

跳頻模塊，用于根據(jù)接收到的白頻譜信息進(jìn)行跳頻。

進(jìn)一步地，還至少包括：

注冊(cè)模塊，用于向所述服務(wù)端發(fā)送注冊(cè)信息，使所述服務(wù)端根據(jù)所述注冊(cè)信息對(duì)所述白頻譜信息獲取請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。

進(jìn)一步地，所述注冊(cè)信息包括：經(jīng)緯度信息、物理位置信息、類型信息、標(biāo)記信息和/或編號(hào)信息。

進(jìn)一步地，還至少包括：

網(wǎng)絡(luò)連接模塊，用于通過socket套接字與所述服務(wù)端建立通信連接。

進(jìn)一步地，還至少包括：

廣播模塊，用于將所述白頻譜信息進(jìn)行廣播。

本發(fā)明中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

根據(jù)獲取到的白頻譜信息進(jìn)行跳頻，實(shí)現(xiàn)了在白頻譜頻段進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)白頻譜的有效利用，無需增加通信設(shè)備和布線，不僅易部署，而且還降低了成本。同時(shí)，還提高了頻譜的利用率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的物聯(lián)網(wǎng)白頻譜資源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的搭建方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的物聯(lián)網(wǎng)白頻譜資源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的搭建系統(tǒng)的模塊圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例通過提供一種物聯(lián)網(wǎng)白頻譜資源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的搭建方法及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中成本高的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了降低成本的技術(shù)效果。

本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，總體思路如下：

根據(jù)獲取到的白頻譜信息進(jìn)行跳頻，實(shí)現(xiàn)了在白頻譜頻段進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)白頻譜的有效利用，無需增加通信設(shè)備和布線，不僅易部署，而且還降低了成本。同時(shí)，還提高了頻譜的利用率。

為了更好地理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說明書附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。

參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的物聯(lián)網(wǎng)白頻譜資源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的搭建方法，至少包括：

步驟S110：向服務(wù)端發(fā)送白頻譜信息獲取請(qǐng)求；

在本實(shí)施例中，白頻譜信息獲取請(qǐng)求CHANNEL_AVAILABLE_DB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表1所示：

表1白頻譜信息獲取請(qǐng)求CHANNEL_AVAILABLE_DB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說明，在步驟S110之前，向服務(wù)端發(fā)送注冊(cè)信息，使服務(wù)端根據(jù)注冊(cè)信息對(duì)白頻譜信息獲取請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。

在本實(shí)施例中，注冊(cè)信息包括但不限于：經(jīng)緯度信息、物理位置信息、類型信息、標(biāo)記信息和/或編號(hào)信息。其中，物理位置信息可以包括具體的行政區(qū)域、道路、街道等；類型信息至少可以包括：商業(yè)類型和非商業(yè)類型。

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行說明，在向服務(wù)端發(fā)送注冊(cè)信息之前，通過socket套接字與服務(wù)端建立通信連接。

在本實(shí)施例中，協(xié)議采用TCP可靠傳輸協(xié)議。在建立完成socket網(wǎng)絡(luò)通信之后，通過send()函數(shù)以及recv()函數(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。具體地，通過socket向服務(wù)端發(fā)送通信連接請(qǐng)求REQUEST_AVAILABLE_DB。該通信連接請(qǐng)求的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表2所示：

表2通信連接請(qǐng)求REQUEST_AVAILABLE_DB的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在發(fā)送通信連接請(qǐng)求REQUEST_AVAILABLE_DB后，服務(wù)端會(huì)返回確認(rèn)信息CONFIRM_AVAILABLE_DB，以表明連接成功。

步驟S120：接收白頻譜信息響應(yīng)；

步驟S130：根據(jù)接收到的白頻譜信息進(jìn)行跳頻，從而能夠在白頻譜頻段進(jìn)行通信。

步驟S140：將白頻譜信息進(jìn)行廣播，從而使其他設(shè)備能夠感知到白頻譜信息，并能夠跳頻到白頻譜頻段進(jìn)行通信。

這里需要說明的是，在服務(wù)端的Web程序中調(diào)用Google地圖API，從而可以在Google地圖上顯示通信設(shè)備的地理位置信息。具體地，Web瀏覽器發(fā)送地圖數(shù)據(jù)請(qǐng)求，Google地圖服務(wù)器接收請(qǐng)求查詢地圖數(shù)據(jù)庫，返回XML格式的數(shù)據(jù)，Web頁面解析XML數(shù)據(jù)將地圖顯示出來。由于設(shè)備在白頻譜信息數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)有經(jīng)度和緯度信息，因此，服務(wù)端在接收到帶有經(jīng)緯度坐標(biāo)的請(qǐng)求參數(shù)時(shí)，可以將設(shè)備位置在Google地圖上顯示出來。

在本實(shí)施例中，服務(wù)端為云平臺(tái)。

這里還需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例將白頻譜信息存儲(chǔ)在地圖上的每一個(gè)像素點(diǎn)中，每一個(gè)像素點(diǎn)有一個(gè)經(jīng)緯度的地址信息，且每個(gè)像素點(diǎn)存儲(chǔ)了該地址的白頻譜信息，以這種方式，能夠便捷地得到白頻譜信息。

此外，可以通過頻率監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)各通信設(shè)備的頻率以及信號(hào)功率等信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)與比較閾值進(jìn)行對(duì)比，從而判斷出通信設(shè)備是否跳頻成功，即判斷是否接入白頻譜頻段。若通信設(shè)備沒有接入白頻譜頻段，則發(fā)送提示信息以提示該設(shè)備沒有跳頻成功。

在本實(shí)施例中，頻率監(jiān)測(cè)設(shè)備為國(guó)產(chǎn)的白鷺HSA820頻譜儀，其測(cè)量的頻率范圍為9KHz到2GHz之間，支持對(duì)占用帶寬(OBW)、信道功率(CHP)以及領(lǐng)導(dǎo)功率比(ACPR)的一鍵測(cè)量。

參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供的物聯(lián)網(wǎng)白頻譜資源服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的搭建系統(tǒng)，至少包括：

網(wǎng)絡(luò)連接模塊100，用于通過socket套接字與服務(wù)端建立通信連接。

注冊(cè)模塊200，用于向服務(wù)端發(fā)送注冊(cè)信息，使服務(wù)端根據(jù)注冊(cè)信息對(duì)白頻譜信息獲取請(qǐng)求進(jìn)行響應(yīng)。

在本實(shí)施例中，注冊(cè)信息包括但不限于：經(jīng)緯度信息、物理位置信息、類型信息、標(biāo)記信息和/或編號(hào)信息。其中，物理位置信息可以包括具體的行政區(qū)域、道路、街道等；類型信息至少可以包括：商業(yè)類型和非商業(yè)類型。

信息發(fā)送模塊300，用于向服務(wù)端發(fā)送白頻譜信息獲取請(qǐng)求；

信息接收模塊400，用于接收白頻譜信息響應(yīng)；

跳頻模塊500，用于根據(jù)接收到的白頻譜信息進(jìn)行跳頻，從而能夠在白頻譜頻段進(jìn)行通信。

廣播模塊600，用于將白頻譜信息進(jìn)行廣播，從而使其他設(shè)備能夠感知到白頻譜信息，并能夠跳頻到白頻譜頻段進(jìn)行通信。

【技術(shù)效果】

1、根據(jù)獲取到的白頻譜信息進(jìn)行跳頻，實(shí)現(xiàn)了在白頻譜頻段進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)白頻譜的有效利用，無需增加通信設(shè)備和布線，不僅易部署，而且還降低了成本。同時(shí)，還提高了頻譜的利用率。

2、由于白頻譜寬帶接入使用的頻段更低，波長(zhǎng)更長(zhǎng)，因此有更強(qiáng)的穿透力，受環(huán)境干擾的可能性也會(huì)更低，因而傳播的距離也會(huì)更遠(yuǎn)，理論上傳輸距離可以達(dá)到160公里，因此本發(fā)明實(shí)施例還實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)距離傳輸。

3、通過Google地圖API來顯示設(shè)備的地理位置信息，將頻譜資源坐標(biāo)化來對(duì)頻譜資源進(jìn)行定位，實(shí)現(xiàn)了清晰直觀地查看通信設(shè)備的狀態(tài)信息和對(duì)頻譜資源進(jìn)行定位，從而可以方便地對(duì)頻譜資源和設(shè)備進(jìn)行管理。

4、在實(shí)現(xiàn)了跳頻之后，將白頻譜信息進(jìn)行廣播，使其他設(shè)備能夠感知到白頻譜信息，從而使其他設(shè)備也能夠跳頻到白頻譜頻段進(jìn)行通信，進(jìn)而提高了本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)用性。

5、本發(fā)明實(shí)施例中的服務(wù)端為云平臺(tái)，第一，通過云平臺(tái)提供的虛擬服務(wù)，使用戶不論在任何地方任何時(shí)間，只要有互聯(lián)網(wǎng)，就可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取服務(wù)，因而避免了因頻譜資源分布比較分散而需要多點(diǎn)部署服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，不僅能夠更好地滿足對(duì)于頻譜管理的需求，而且還降低了使用成本。第二，通過云平臺(tái)所擁有的超大規(guī)模的計(jì)算能力，滿足了大量白頻譜信息的計(jì)算需求。第三，通過云平臺(tái)所具有的高伸縮性的特點(diǎn)，滿足了后期隨著通信設(shè)備的增加，頻譜資源數(shù)據(jù)會(huì)成倍增加的需求，因而為后期平臺(tái)的擴(kuò)建預(yù)留了可操作空間。第四，由于云平臺(tái)具有資源分布和可靠性高的特點(diǎn)，因而保證了通信的穩(wěn)定。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實(shí)施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實(shí)施例、完全軟件實(shí)施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實(shí)施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)上實(shí)施的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式。

本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計(jì)算機(jī)程序指令實(shí)現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計(jì)算機(jī)程序指令到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個(gè)機(jī)器，使得通過計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的裝置。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可存儲(chǔ)在能引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能。

這些計(jì)算機(jī)程序指令也可裝載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，從而在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)現(xiàn)在流程圖一個(gè)流程或多個(gè)流程和/或方框圖一個(gè)方框或多個(gè)方框中指定的功能的步驟。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。