一種頻譜利用率的處理方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種頻譜利用率的處理方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，無線通信技術(shù)及其應(yīng)用已經(jīng)深入到了人們生活的 各個(gè)方面。近幾年來，以智能手機(jī)為中心，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、車載網(wǎng)絡(luò)、可穿戴設(shè)備和智能家居等 新興技術(shù)和產(chǎn)業(yè)開始爆發(fā)，使得不同形式的無線產(chǎn)品和無線業(yè)務(wù)大量興起。
[0003] 無線業(yè)務(wù)需要通過頻譜進(jìn)行通信，為了充分利用頻譜資源并保證無線業(yè)務(wù)在運(yùn)行 期間不會(huì)造成服務(wù)擁塞，需要對(duì)頻譜使用情況進(jìn)行測(cè)量。目前的頻譜測(cè)量是根據(jù)接收到的 頻譜數(shù)據(jù)來判斷頻譜的利用情況，進(jìn)一步確定哪個(gè)地方的頻段利用率低，可以進(jìn)行頻譜復(fù) 用，但是無法獲知某個(gè)頻段的頻譜利用情況是否穩(wěn)定，從而導(dǎo)致無線通信的有效性無法得 到保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種頻譜利用率的處理方法及裝置，旨在解決現(xiàn)有 技術(shù)中只能從頻譜利用率中分析得到某個(gè)地方某個(gè)時(shí)刻的頻譜利用情況，不足以保證無線 通信的有效性的問題。
[0005] 本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種頻譜利用率的處理方法，包括：
[0006] 在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，測(cè)量每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)同一頻段內(nèi)各個(gè)信道的頻譜信號(hào)強(qiáng)度；
[0007] 根據(jù)測(cè)量到的所述頻譜信號(hào)強(qiáng)度，生成所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述頻段的頻譜利用率 序列；
[0008] 獲取所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述頻譜利用率序列的熵；
[0009] 輸出所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述頻譜利用率序列的熵，并根據(jù)輸出結(jié)果判斷所述預(yù)設(shè) 的時(shí)間段內(nèi)所述頻段的頻譜利用狀況是否穩(wěn)定。
[0010] 本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種頻譜利用率的處理裝置，包括：
[0011] 測(cè)量單元，用于在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，測(cè)量每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)同一頻段內(nèi)各個(gè)信道的頻 譜信號(hào)強(qiáng)度；
[0012] 生成單元，用于根據(jù)測(cè)量到的所述頻譜信號(hào)強(qiáng)度，生成所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述頻 段的頻譜利用率序列；
[0013] 獲取單元，用于獲取所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述頻譜利用率序列的熵；
[0014] 輸出單元，用于輸出所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述頻譜利用率序列的熵，并根據(jù)輸出結(jié) 果判斷所述預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)所述頻段的頻譜利用狀況是否穩(wěn)定。
[0015] 本發(fā)明實(shí)施例通過熵來量化頻譜利用率，根據(jù)量化的結(jié)果確定頻譜利用的情況是 否穩(wěn)定，可以保證進(jìn)行頻譜分配后，未注冊(cè)用戶能夠穩(wěn)定地利用分配的頻段進(jìn)行有效通信。
【附圖說明】
[0016] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的頻譜利用率的處理方法的實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的頻譜利用率的處理方法S102的具體實(shí)現(xiàn)流程圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的950MHz頻段預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)各信道的平均頻譜利用率 示例圖；
[0019]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的950MHz頻段預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)各信道的頻譜利用率序列 的摘值示例圖；
[0020] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的頻譜利用率的處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0022] 圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的頻譜利用率的處理方法的實(shí)現(xiàn)流程，詳述如下：
[0023] 在S101中，在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)，測(cè)量每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)同一頻段內(nèi)各個(gè)信道的頻譜信 號(hào)強(qiáng)度。
[0024] 作為例子，對(duì)頻譜信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量可以通過如下方式實(shí)現(xiàn)：
[0025] 在實(shí)驗(yàn)中，采用自制的單極天線和頻譜監(jiān)測(cè)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊等來完成頻譜的 測(cè)量，分別對(duì)三個(gè)地點(diǎn)及315M、433M、470M、CDMA、GSM和2. 4G這六個(gè)頻段進(jìn)行了頻譜測(cè)量。 由于各個(gè)頻段的帶寬不同，根據(jù)不同頻段進(jìn)行了不同信道的劃分，總共劃分了 263個(gè)信道， 具體的劃分方法如表1所示：
[0026]表1
[0027]
[0028] 在買驗(yàn)迓捏中，n」以令預(yù)墳時(shí)丨日」段為1小時(shí)，母個(gè)早位時(shí)丨日」為1分鉀，而頻譜測(cè)量 設(shè)備每隔200ms掃描一次，從而每隔200ms測(cè)量得到各個(gè)頻段各個(gè)信道的頻譜信號(hào)強(qiáng)度。
[0029] 在S102中，根據(jù)測(cè)量到的所述頻譜信號(hào)強(qiáng)度，通過能量檢測(cè)方法利用閾值判斷法 得到所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述頻段的頻譜利用率序列。
[0030] 則如圖2所示，S102具體為：
[0031] S201，利用閾值和所述單位時(shí)間內(nèi)每次測(cè)量得到的每個(gè)所述信道的頻譜信號(hào)強(qiáng)度 進(jìn)行比較，判定該信道是否被占用。
[0032]S202,根據(jù)每個(gè)所述信道的占用狀態(tài)，計(jì)算出所述預(yù)設(shè)時(shí)間段所述頻段內(nèi)每個(gè)所 述信道的頻譜利用率。
[0033] 在每次掃描獲取到頻譜信號(hào)強(qiáng)度之后，通過預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度閾值對(duì)每個(gè)信道此刻 的占用情況進(jìn)行判定，當(dāng)頻譜信號(hào)強(qiáng)度高于該預(yù)設(shè)的信號(hào)強(qiáng)度閾值時(shí)，判定該信道被占用， 則可以根據(jù)判定結(jié)果，獲取到每次測(cè)量時(shí)每個(gè)信道的占用狀態(tài)，以此計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)每 個(gè)信道的頻譜利用率。
[0034]S203,將計(jì)算出的所述頻譜利用率進(jìn)行歸一化處理后，生成所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所 述頻段的頻譜利用率序列。
[0035] 為了方便后續(xù)對(duì)頻譜利用率進(jìn)行量化，對(duì)頻譜利用率進(jìn)行歸一化處理，并生成的 頻譜利用率序列。
[0036] 作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在S101之后，S102之前，可以對(duì)測(cè)量得到的頻譜信號(hào) 強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，以將原始測(cè)量數(shù)據(jù)中的噪聲數(shù)據(jù)、無關(guān)數(shù)據(jù)、空缺值等無效數(shù)據(jù)去 除，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量，提高計(jì)算出的頻譜利用率的精確性。
[0037] 在S103中，獲取所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述頻譜利用率序列的熵。
[0038] 在本實(shí)施例中，為了簡便起見，采用柱狀圖法對(duì)頻譜熵進(jìn)行估計(jì)。
[0039] 設(shè)觀測(cè)的頻譜利用率序列為，其中，所述N為該頻段的信道總數(shù)，分別為該頻段內(nèi) 信道1、信道2、……、信道N的頻率利用率，把該頻譜利用率序列劃分為L個(gè)子區(qū)間，則頻 譜利用率的序列落入第k個(gè)區(qū)間內(nèi)的個(gè)數(shù)為，則有，頻率利用率落入第k個(gè)區(qū)間的概率為， 且。
[0040] 則所述頻譜利用率序列的熵為：
[0041]
[0042] 在S104中，輸出所述預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)所述頻譜利用率序列的熵，并根據(jù)輸出結(jié)果判 斷所述預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)所述頻段的頻譜利用狀況是否穩(wěn)定。
[0043] 由于熵是表示了信息的不確定性，根據(jù)最大熵定律可知，當(dāng)熵值越大，則表示的信 息的不確定性就越大，因此，在本實(shí)施例中，通過將預(yù)設(shè)的時(shí)間段內(nèi)頻段的頻譜利用率序列 輸出，就能夠根據(jù)輸出結(jié)果來判斷在預(yù)設(shè)的時(shí)間段中頻段內(nèi)的頻譜利用率是否穩(wěn)定。
[0044] 作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以利用matlab使熵具有可視化，輸出結(jié)果。
[0045] 作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)現(xiàn)示例，所述單位時(shí)間為一分鐘，預(yù)置采樣值為60,就可以根 據(jù)輸出結(jié)果獲知一個(gè)小時(shí)內(nèi)每個(gè)頻段的頻譜利用情況是否穩(wěn)定。本發(fā)明實(shí)施例并非根據(jù)各 個(gè)頻段頻譜利用率的取值區(qū)間進(jìn)行量化間隔的選取，這樣做的優(yōu)勢(shì)就是可以更加公平的比 較各個(gè)頻段各個(gè)子信道的熵值，避免了動(dòng)態(tài)選取量化間隔求得的熵值在比較期間存在不確 定性。這樣得到的最大熵為即為0.7。
[0046] 基于上文所述的頻譜利用率的量化方法，圖3和圖4分別示出了通過matlab輸出 的在950MHz頻段一個(gè)小時(shí)內(nèi)各信道的平均頻