[发明专利]信道分配优化方法及信道分配优化设备

说明书

技术领域

本发明涉及信道分配优化方法及信道分配优化设备，具体而言，涉及通过基于多次迭代的信道切换过程实现的信道分配优化方法及信道分配优化设备。

背景技术

在频谱共享中，将无线信道采用适当的方式分配给不同的系统从而实现系统间更好的共存是至为重要的。一方面，需要给具有重叠覆盖区域的相邻系统分配以不同的信道，从而避免相邻系统间的共信道干扰。如图1所示，由于系统1和系统2彼此相邻，需要给系统1和系统2分配不同的信道，使得BS(基站)1与从属于BS1的SS(用户站)1之间的传输将不会对BS2与从属于BS2的SS2之间的通信链路产生干扰。另一方面，需要确保尽可能多的系统能够获得专有信道满足其传输需求。否则，未能成功获得专用传输信道的这些系统不得不与其它系统共享无线信道，甚至中止其当前的传输工作。显然，在这种情况下，频谱利用率将会降低，业务的QoS(业务质量)不能得到很好的保证；换言之，系统间不能实现有效的共存。

一般而言，在频谱共享中，不存在一个全局的中央控制器实现跨系统的无线资源管理。此外，在集中模式下实现跨系统的全局信道分配优化需要中央控制器收集/保持诸多信息，加之网络拓扑的动态变化将加重传播这些信息的负荷；因此，集中式的全局信道分配优化方式难以在实际网络建设中得到应用。在这种情况下，可选方式是在分布式模式下实现信道分配，其中每个系统自适应地选择其工作信道。

当前，IEEE 802.16h标准规定了一种信道分配优化的过程，以便为IBS(初始化基站)获得专用信道：首先，IBS尝试通过频谱感测过程发现空闲(无干扰)信道；如果IBS未能发现任何空闲信道，则应通过使其相邻基站的工作信道切换至其它空闲信道，即通过改变相邻系统的信道分布，从而腾出空闲信道作为自己的专有工作信道。

然而，IEEE 802.16h仅定义了单跳的信道分配优化机制，这意味着IBS仅要求其相邻基站切换工作信道来为其腾出空闲信道。如果IBS不能发现：在某个信道上所有相邻基站都具有一个备份空闲(backup idle)信道，则通过802.16h中定义的信道分配优化的过程IBS将无法获得一个空闲信道作为其专用信道。

图2示出了在获得空闲信道用于工作信道之前，IBS(BS5)及其相邻基站的初始信道分配示意图以及初始信道分配信息。如图2所示，IBS的初始信道分配信息包括每个信道上的相邻基站的ID，以及这些相邻基站的backup_idle信道等，其中BS1、BS2、BS4、BS6、BS7和BS8均是BS5的相邻基站，而BS 3和BS 9为是BS 5的相邻基站的相邻基站。假设有三个信道可以分配给各个基站，在此分别使用不同的阴影表示。

如图2所示，BS1和BS7均工作于信道1上。然而，由于BS7没有backup_idle信道，所以BS5不能请求BS7和BS1切换至其它信道以腾出信道1作为BS5的工作信道，尽管BS1具有信道3作为backup_idle信道。类似地，BS5不能请求在信道2或信道3上的相邻基站切换至其它信道以腾出信道2或信道3作为自己的工作信道，因为工作于信道2或信道3上的这些相邻基站并不都具备backup_idle信道。在这种情况下，如果采用802.16h中定义的信道分配优化机制的话，BS5必须中止其传输，或必须与其它相邻基站共享信道来传输业务报文。然而，如果当前的信道分配可以通过某种机制改变为图3中所示的信道分配情况，则BS5可以获得一个专用工作信道。显然，在这种情况下，与802.16h中定义的信道分配优化机制相比，此种新机制可以得到提高频谱效率，且能更有效地保证BS5的服务质量(QoS)。

因此，期望设计此种信道分配优化机制，以便于系统间更好的共存。

发明内容

本发明提出了一种基于多次迭代的分布式信道分配优化机制。

基本的信道分配优化过程分为两个阶段：信道分配优化路径搜索阶段和信道切换阶段。在信道分配优化路径搜索阶段中，IBS通过多次迭代，与其它基站协商以发现信道分配优化路径。在成功发现信道分配优化路径后，IBS及其它相邻基站启动信道切换过程，从而可以避免无用的信道切换。

此外，为了避免在迭代过程中不能及时收敛问题，预先设置迭代次数的阈值。一旦当前迭代次数＞该阈值，在当前信道上的信道分配优化路径搜索过程将停止，并转至其它信道以发现另一路径。

根据本发明的一方面，提供了一种通信系统中的信道分配优化方法，其中所述通信系统包括所述初始化基站、以及所述初始化基站的多级相邻基站。