信道借用方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種信道借用方法，所述方法包括以下步驟:S1:統(tǒng)計(jì)當(dāng)前邊緣波束的空余信道數(shù)及預(yù)留信道數(shù)，并判斷當(dāng)前新接入的用戶相對(duì)所述當(dāng)前邊緣波束的位置；S2:根據(jù)所述當(dāng)前邊緣波束的空余信道數(shù)以及預(yù)留信道數(shù)，優(yōu)先將預(yù)留信道分配給所述用戶，若所述當(dāng)前邊緣波束無(wú)預(yù)留信道，則將所述當(dāng)前邊緣波束的空余信道分配給所述用戶；S3:若所述當(dāng)前邊緣波束中無(wú)空余信道，則根據(jù)所述用戶相對(duì)所述當(dāng)前邊緣波束的位置進(jìn)行信道借用；S4:定期執(zhí)行步驟S1至S3。本發(fā)明利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)各邊緣波束資源相同這一特點(diǎn)，并針對(duì)信道借用時(shí)可能產(chǎn)生的同頻干擾情況進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)而提高了信道利用率。
【專利說(shuō)明】信道借用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種信道借用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著陸地蜂窩3G技術(shù)商用的逐漸成熟，4G技術(shù)有望在近期全面投入使用。而跟陸地蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的為解決陸地蜂窩系統(tǒng)覆蓋范圍的問(wèn)題的下一代寬帶移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)也成為了研究熱點(diǎn)。下一代寬帶移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)旨在提供更廣泛的地域覆蓋與更高的傳輸速率。其主要目的為將地面成熟的LTE系統(tǒng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)引入衛(wèi)星系統(tǒng)，如多輸入多輸出(Multiple-1nput Multipie-Out-put,ΜΙΜΟ)、正交頻分多址(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,0FDM)o其中，隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)量的增加，頻譜資源緊缺這一問(wèn)題的重要性便日益凸顯。
[0003]信道分配技術(shù)主要分為固定信道分配(Fixed Channel Allocation)和動(dòng)態(tài)信道分配(Dynamic Channel Allocation)。作為固定信道分配的改進(jìn)，信道借用(ChannelBorrowing)技術(shù)于上個(gè)世紀(jì)90年代提出，以解決某個(gè)小區(qū)出現(xiàn)突發(fā)通信的情況。其主要思想是在某個(gè)小區(qū)出現(xiàn)用戶量激增的情況下，向周圍負(fù)載較輕的小區(qū)借用信道以供用戶接入。信道借用根據(jù)是否限制周圍小區(qū)使用所借來(lái)的頻率分為兩類:Channel BorrowingWith Locking和Channel Borrowing Without Locking。前者的思路是當(dāng)借用信道后通知鄰小區(qū)不能使用該信道以避免同頻干擾；后者的思路是通過(guò)減小本小區(qū)在所借信道上的發(fā)射功率以減少同頻干擾的影響。因此，Channel Borrowing With Locking技術(shù)降低了周邊小區(qū)的可用信道數(shù)，而Channel Borrowing Without Locking技術(shù)對(duì)于本小區(qū)來(lái)說(shuō)，由于降低了發(fā)射功率，所以性能并不能達(dá)到最好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種信道借用方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中信道利用率不高的缺陷。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種信道借用方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]SI:統(tǒng)計(jì)當(dāng)前邊緣波束的空余信道數(shù)及預(yù)留信道數(shù)，并判斷當(dāng)前新接入的用戶相對(duì)所述當(dāng)前邊緣波束的位置；
[0009]S2:根據(jù)所述當(dāng)前邊緣波束的空余信道數(shù)以及預(yù)留信道數(shù)，優(yōu)先將預(yù)留信道分配給所述用戶，若所述當(dāng)前邊緣波束無(wú)預(yù)留信道，則將所述當(dāng)前邊緣波束的空余信道分配給所述用戶；
[0010]S3:若所述當(dāng)前邊緣波束中無(wú)空余信道，則根據(jù)所述用戶相對(duì)所述當(dāng)前邊緣波束的位置進(jìn)行信道借用；
[0011]S4:定期執(zhí)行步驟SI至S3。[0012]進(jìn)一步地，步驟S2具體包括:
[0013]統(tǒng)計(jì)當(dāng)前邊緣波束的預(yù)留信道數(shù)，若存在預(yù)留信道，則將預(yù)留信道分配給所述用戶使用；若無(wú)預(yù)留信道，且所述當(dāng)前邊緣波束存在空余信道，則分配空余信道給所述用戶使用，若所述分配的空余信道不造成同頻干擾，則在對(duì)應(yīng)邊緣波束預(yù)留相應(yīng)的信道，所述對(duì)應(yīng)邊緣波束為與所述當(dāng)前邊緣波束間隔一個(gè)波束位置的邊緣波束。
[0014]進(jìn)一步地，當(dāng)所述用戶結(jié)束通信時(shí)，統(tǒng)計(jì)所述對(duì)應(yīng)邊緣波束的信道使用狀況，若所述相應(yīng)的信道均處于空閑狀態(tài)，則釋放所述分配得到的空余信道，并解除所述相應(yīng)的信道的預(yù)留狀態(tài)；若所述相應(yīng)的信道處于占用狀態(tài)，則將所述分配得到的空余信道轉(zhuǎn)換為預(yù)留狀態(tài)。
[0015]進(jìn)一步地,步驟S3具體包括:
[0016]若所述用戶處于所述當(dāng)前邊緣波束與中心波束共同覆蓋的區(qū)域，則所述當(dāng)前邊緣波束向中心波束借用信道分配給所述用戶，并在中心波束中將所借用的信道鎖定，當(dāng)所述用戶結(jié)束使用并將所借用的信道返還給中心波束后，解除所借用的信道的鎖定；
[0017]若所述用戶處于所述當(dāng)前邊緣波束與鄰區(qū)邊緣波束共同覆蓋的區(qū)域，則向鄰區(qū)邊緣波束借用信道，若所借用的信道不產(chǎn)生同頻干擾，則將所借用的信道分配給所述用戶使用；若引起同頻干擾，即當(dāng)前邊緣波束存在另外的用戶正在使用所借用的信道，則所述當(dāng)前邊緣波束與鄰區(qū)邊緣波束通過(guò)所借用的信道，以不同時(shí)隙作為區(qū)分，分別為所述用戶以及所述另外的用戶傳輸數(shù)據(jù)；
[0018]若所述用戶處于當(dāng)前邊緣波束覆蓋的中心區(qū)域，則在所述用戶鄰近的區(qū)域?qū)ふ蚁噜徲脩?，以使所述用戶與所述相鄰用戶共享信道，并分別通過(guò)不同時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。
[0019]進(jìn)一步地，若所述用戶處于當(dāng)前邊緣波束覆蓋的中心區(qū)域，則優(yōu)先尋找正在通信的相鄰用戶，以使所述用戶與所述尋找得到的相鄰用戶共享信道，并分別通過(guò)不同時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。
[0020]進(jìn)一步地，若所述用戶處于所述當(dāng)前邊緣波束與鄰區(qū)邊緣波束共同覆蓋的區(qū)域，且鄰區(qū)邊緣波束無(wú)空余信道，則所述用戶與相鄰且正在通信的用戶共享信道，并通過(guò)不同時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。
[0021](三)有益效果
[0022]本發(fā)明利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)各邊緣波束資源相同這一特點(diǎn)，并針對(duì)信道借用時(shí)可能產(chǎn)生的同頻干擾情況進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)而提高了信道利用率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種信道借用方法的流程圖；
[0024]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式提供的另一種信道借用方法的流程圖；
[0025]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式提供的小區(qū)模型使用邊緣波束的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0027]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種信道借用方法的流程圖，包括以下步驟:[0028]S1:統(tǒng)計(jì)當(dāng)前邊緣波束的空余信道數(shù)及預(yù)留信道數(shù)，并判斷當(dāng)前新接入的用戶相對(duì)所述當(dāng)前邊緣波束的位置；
[0029]S2:根據(jù)所述當(dāng)前邊緣波束的空余信道數(shù)以及預(yù)留信道數(shù)，優(yōu)先將預(yù)留信道分配給所述用戶，若所述當(dāng)前邊緣波束無(wú)預(yù)留信道，則將所述當(dāng)前邊緣波束的空余信道分配給所述用戶；
[0030]S3:若所述當(dāng)前邊緣波束中無(wú)空余信道，則根據(jù)所述用戶相對(duì)所述當(dāng)前邊緣波束的位置進(jìn)行信道借用；
[0031]S4:定期執(zhí)行步驟SI至S3。
[0032]其中，步驟S2具體包括:
[0033]統(tǒng)計(jì)當(dāng)前邊緣波束的預(yù)留信道數(shù)，若存在預(yù)留信道，則將預(yù)留信道分配給所述用戶使用；若無(wú)預(yù)留信道，且所述當(dāng)前邊緣波束存在空余信道，則分配空余信道給所述用戶使用，若所述分配的空余信道不造成同頻干擾，則在對(duì)應(yīng)邊緣波束預(yù)留相應(yīng)的信道，所述對(duì)應(yīng)邊緣波束為與所述當(dāng)前邊緣波束間隔一個(gè)波束位置的邊緣波束。
[0034]其中，當(dāng)所述用戶結(jié)束通信時(shí)，統(tǒng)計(jì)所述對(duì)應(yīng)邊緣波束的信道使用狀況，若所述相應(yīng)的信道均處于空閑狀態(tài)，則釋放所述分配得到的空余信道，并解除所述相應(yīng)的信道的預(yù)留狀態(tài)；若所述相應(yīng)的信道處于占用狀態(tài)，則將所述分配得到的空余信道轉(zhuǎn)換為預(yù)留狀態(tài)。
[0035]其中，步驟S3具體包括:
[0036]若所述用戶處于所述當(dāng)前邊緣波束與中心波束共同覆蓋的區(qū)域，則所述當(dāng)前邊緣波束向中心波束借用信道分配給所述用戶，并在中心波束中將所借用的信道鎖定，當(dāng)所述用戶結(jié)束使用并將所借用的信道返還給中心波束后，解除所借用的信道的鎖定。
[0037]若所述用戶處于所述當(dāng)前邊緣波束與鄰區(qū)邊緣波束共同覆蓋的區(qū)域，則向鄰區(qū)邊緣波束借用信道，若所借用的信道不產(chǎn)生同頻干擾，則將所借用的信道分配給所述用戶使用；若引起同頻干擾，即當(dāng)前邊緣波束存在另外的用戶正在使用所借用的信道，則所述當(dāng)前邊緣波束與鄰區(qū)邊緣波束通過(guò)所借用的信道，以不同時(shí)隙作為區(qū)分，分別為所述用戶以及所述另外的用戶傳輸數(shù)據(jù)。
[0038]若所述用戶處于當(dāng)前邊緣波束覆蓋的中心區(qū)域，則在所述用戶鄰近的區(qū)域?qū)ふ蚁噜徲脩?，以使所述用戶與所述相鄰用戶共享信道，并分別通過(guò)不同時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。
[0039]其中，若所述用戶處于當(dāng)前邊緣波束覆蓋的中心區(qū)域，則優(yōu)先尋找正在通信的相鄰用戶，以使所述用戶與所述尋找得到的相鄰用戶共享信道，并分別通過(guò)不同時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。
[0040]其中，若所述用戶處于所述當(dāng)前邊緣波束與鄰區(qū)邊緣波束共同覆蓋的區(qū)域，且鄰區(qū)邊緣波束無(wú)空余信道，則所述用戶與相鄰且正在通信的用戶共享信道，并通過(guò)不同時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。
[0041]此外，本發(fā)明實(shí)施方式的信道借用方法的步驟還可以如圖2所示。
[0042]其中，對(duì)于同步衛(wèi)星邊緣波束新用戶接入的情況。如圖3所示，邊緣波束a此時(shí)有一個(gè)新用戶嘗試接入，且邊緣波束a仍有空余信道。此時(shí)首先考察波束a的剩余信道狀況，若存在預(yù)留信道，則將預(yù)留信道分配給新用戶；若邊緣波束a無(wú)預(yù)留信道，則分配一空余信道f2給新用戶，假設(shè)信道f2不會(huì)對(duì)周邊用戶造成同頻干擾，則新用戶使用信道f2進(jìn)行通信，并在邊緣波束C、e中預(yù)留信道f2，以待當(dāng)新用戶接入邊緣波束C、e后，優(yōu)先使用預(yù)留信道f2。
[0043]對(duì)于同步衛(wèi)星邊緣波束用戶結(jié)束通信釋放信道的情況。在圖3所示的小區(qū)模型中，邊緣波束a此時(shí)有一用戶結(jié)束通信，欲釋放信道f\。此時(shí)首先考察波束C、e中信道的使用情況，若波束c、e中信道處于空閑狀態(tài)(即信道仍處于預(yù)留狀態(tài)，在這一時(shí)刻沒(méi)有用戶接入使用)，則波束a、C、e同時(shí)釋放信道，等待重新分配；若波束C、e中至少存在一個(gè)波束正在使用信道，則在波束a中解除用戶對(duì)信道的占用后，信道仍保持預(yù)留狀態(tài)，當(dāng)新用戶接入邊緣波束a后，優(yōu)先使用信道f\。
[0044]對(duì)于同步衛(wèi)星邊緣波束新用戶接入的情況。邊緣波束a此時(shí)用戶較多，邊緣波束a的信道資源全部被分配，仍有一個(gè)用戶嘗試接入，此時(shí)根據(jù)待接入邊緣波束a的地理位置確定信道借用及共享規(guī)則。
[0045]若新用戶位于邊緣波束a與中心波束重疊覆蓋區(qū)域，假設(shè)中心波束存在空余信道，則此時(shí)邊緣波束a向中心波束借用信道并分配給新用戶使用(因?yàn)橹行牟ㄊc邊緣波束使用不同的頻段，故不考慮干擾影響)。當(dāng)用戶結(jié)束通信，則釋放信道并歸還給中心波束。
[0046]若新用戶位于邊緣波束a與邊緣波束b重疊覆蓋區(qū)域。假設(shè)邊緣波束b接入用戶比較少，存在空余信道，則此時(shí)邊緣波束a向波束b借用信道，若信道對(duì)于新用戶周圍的UE不造成同頻干擾，則將信道直接分配給新用戶使用，通信結(jié)束后釋放信道并歸還給邊緣波束b ;若信道對(duì)新用戶附近的UE1造成同頻干擾，即此時(shí)UE1在占用波束a中的信道進(jìn)行通信。此時(shí)，邊緣波束a與邊緣波束b均使用信道協(xié)作為新用戶及UE1通信，即新用戶及UE1分別在不同時(shí)隙接收數(shù)據(jù)，這樣可以減少同頻干擾帶來(lái)的影響，并在一定程度上提高頻譜利用率。
[0047]若新用戶位于邊緣波束a的中心區(qū)域。則在新用戶周圍尋找一 UE(可以為地理位置上距離該新用戶最近的UE)，假設(shè)為尋找得到的UE1正在占用信道進(jìn)行通信，此時(shí)，邊緣波束利用信道，通過(guò)不同時(shí)隙分別傳輸新用戶及UE1的數(shù)據(jù)信息，在減少同頻干擾的基礎(chǔ)上為兩個(gè)用戶提供通信信道。其中，邊緣波束的中心區(qū)域?yàn)樵撨吘壊ㄊ慌c其他波束的覆蓋區(qū)域相重復(fù)的區(qū)域。
[0048]本發(fā)明實(shí)施方式提供的信道借用方法，按照信道共享原則，鄰區(qū)波束通過(guò)相同信道，根據(jù)不同時(shí)隙向共用信道的UE協(xié)作傳輸數(shù)據(jù)，無(wú)需降低本小區(qū)在使用所借信道上的功率、限制周邊小區(qū)使用所借信道就可以有效避免同頻干擾問(wèn)題。此外，本發(fā)明利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)各邊緣波束資源相同這一特點(diǎn)，并針對(duì)信道借用時(shí)可能產(chǎn)生的同頻干擾情況進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)而提高了信道利用率，使整個(gè)系統(tǒng)的頻率復(fù)用因子近似為I。
[0049]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種信道借用方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: Si:統(tǒng)計(jì)當(dāng)前邊緣波束的空余信道數(shù)及預(yù)留信道數(shù)，并判斷當(dāng)前新接入的用戶相對(duì)所述當(dāng)前邊緣波束的位置； S2:根據(jù)所述當(dāng)前邊緣波束的空余信道數(shù)以及預(yù)留信道數(shù)，優(yōu)先將預(yù)留信道分配給所述用戶，若所述當(dāng)前邊緣波束無(wú)預(yù)留信道，則將所述當(dāng)前邊緣波束的空余信道分配給所述用戶； S3:若所述當(dāng)前邊緣波束中無(wú)空余信道，則根據(jù)所述用戶相對(duì)所述當(dāng)前邊緣波束的位置進(jìn)行信道借用； S4:定期執(zhí)行步驟SI至S3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種信道借用方法，其特征在于，步驟S2具體包括: 統(tǒng)計(jì)當(dāng)前邊緣波束的預(yù)留信道數(shù)，若存在預(yù)留信道，則將預(yù)留信道分配給所述用戶使用；若無(wú)預(yù)留信道，且所述當(dāng)前邊緣波束存在空余信道，則分配空余信道給所述用戶使用，若所述分配的空余信道不造成同頻干擾，則在對(duì)應(yīng)邊緣波束預(yù)留相應(yīng)的信道，所述對(duì)應(yīng)邊緣波束為與所述當(dāng)前邊緣波束間隔一個(gè)波束位置的邊緣波束。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種信道借用方法，其特征在于，當(dāng)所述用戶結(jié)束通信時(shí)，統(tǒng)計(jì)所述對(duì)應(yīng)邊緣波束的信道使用狀況，若所述相應(yīng)的信道均處于空閑狀態(tài)，則釋放所述分配得到的空余信道，并解除所述相應(yīng)的信道的預(yù)留狀態(tài)；若所述相應(yīng)的信道處于占用狀態(tài)，則將所述分配得到的空余信道轉(zhuǎn)換為預(yù)留狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種信道借用方法，其特征在于，步驟S3具體包括: 若所述用戶處于所述當(dāng)前邊緣波束與中心波束共同覆蓋的區(qū)域，則所述當(dāng)前邊緣波束向中心波束借用信道分配給所述用戶，并在中心波束中將所借用的信道鎖定，當(dāng)所述用戶結(jié)束使用并將所借用的信道返還給中心波束后，解除所借用的信道的鎖定； 若所述用戶處于所述當(dāng)前邊緣波束與鄰區(qū)邊緣波束共同覆蓋的區(qū)域，則向鄰區(qū)邊緣波束借用信道，若所借用的信道不產(chǎn)生同頻干擾，則將所借用的信道分配給所述用戶使用；若引起同頻干擾，即當(dāng)前邊緣波束存在另外的用戶正在使用所借用的信道，則所述當(dāng)前邊緣波束與鄰區(qū)邊緣波束通過(guò)所借用的信道，以不同時(shí)隙作為區(qū)分，分別為所述用戶以及所述另外的用戶傳輸數(shù)據(jù)； 若所述用戶處于當(dāng)前邊緣波束覆蓋的中心區(qū)域，則在所述用戶鄰近的區(qū)域?qū)ふ蚁噜徲脩簦允顾鲇脩襞c所述相鄰用戶共享信道，并分別通過(guò)不同時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種信道借用方法，其特征在于，若所述用戶處于當(dāng)前邊緣波束覆蓋的中心區(qū)域，則優(yōu)先尋找正在通信的相鄰用戶，以使所述用戶與所述尋找得到的相鄰用戶共享信道，并分別通過(guò)不同時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種信道借用方法，其特征在于，若所述用戶處于所述當(dāng)前邊緣波束與鄰區(qū)邊緣波束共同覆蓋的區(qū)域，且鄰區(qū)邊緣波束無(wú)空余信道，則所述用戶與相鄰且正在通信的用戶共享信道，并通過(guò)不同時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】H04W16/06GK103906069SQ201410065352
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】崔琪楣, 陶小峰, 李左琳, 宋恒國(guó) 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)