一种信道借用方法

摘要

本发明公开了一种信道借用方法，包括以下步骤：1）服务小区确认本小区信道被占完，并且仍有用户尝试接入，服务小区确认本小区待接入用户数N1；2）服务小区向周边小区发送信道借用请求，确认可以借用的信道总数N2，并借来相应数量的信道，同时通知周边小区中与被借小区同频的小区不可以使用所借的信道，正在使用的除外；3）按照距最优点最近的原则，将部分正在通信的用户切换到部分借来的信道上，并将剩余信道分配给待接入的用户；4）用户通信完成后将借来的信道归还，解除对周边小区的信道锁定，以此来降低由于信道借用带来的对周边小区的干扰，从而增加系统的整体吞吐率。

权利要求

1.一种信道借用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)服务小区确认本小区信道被占完，并且仍有用户尝试接入，服务小区确认本小区待接入用户数N1；

2)服务小区向周边小区发送信道借用请求，确认可以借用的信道总数N2，并借来相应数量的信道，同时通知周边小区中与被借小区同频的小区不可以使用所借的信道，正在使用的除外；

3)按照距最优点最近的原则，将部分正在通信的用户切换到部分借来的信道上，并将剩余信道分配给待接入的用户；

4)用户通信完成后将借来的信道归还，解除对周边小区的信道锁定；

其中，步骤3)具体包括：

对所借信道按干扰来源进行分类；

针对每种不同的干扰来源，统计相应的所借信道数目，每种情况对应一个或两个最优点；

所述最优点的近似计算：

其中，PR和PI分别为有用信号功率和干扰信号功率；

PR＝46-(30.18+26.0*log10(d))d为Ue到服务基站的距离，PI可以用同样的方式计算，不同的是d为Ue到干扰基站的距离；

根据分完类的信道挑选用户：

对于干扰对应最优点为两个的情况，挑出距离这两个最优点距离最小的相应数量的用户，所挑出的用户数量和针对每种不同的干扰来源所统计的所借信道数目相同；

对于干扰对应的最优点为1个的情况，挑出距离最优点最近的相应数量的用户，所挑出的用户数量和针对每种不同的干扰来源所统计的所借信道数目相同。

2.根据权利要求1所述的信道借用方法，其特征在于，步骤2)具体包括：服务小区向周边小区发送信道请求信息，周边小区根据统计的业务信息,根据前一时刻以及当前时刻的业务量预测下一时刻的业务量，并留有相应数量的信道，剩余的信道标志为可借信道，给服务小区反馈可借信道信息，同时反馈正在使用的信道信息；

服务小区根据所借信道不重复的原则确认总的可借信道数N2；

当N1＝N2时，直接到步骤3)进行信道分配；

当N1

当N1>N2时，需要拒绝待接入用户中的N1-N2个。

3.如权利要求2所述的信道借用方法，其特征在于，当N1

4.如权利要求2所述的信道借用方法，其特征在于，当N1>N2时，计算所有待接入用户到服务小区基站的距离，按距离大小进行排序，拒绝距离服务小区基站较远的N1-N2个用户的接入请求。

5.如权利要求1所述的信道借用方法，其特征在于，所述最优点为服务小区中信干噪比最大的点，最优点可以通过测量或者计算近似获得。

6.如权利要求1所述的信道借用方法，其特征在于，先处理干扰小区比较多的情况，然后再处理干扰小区比较少的情况。

7.如权利要求1所述的信道借用方法，其特征在于，在步骤3)中，对按照最优点最近原则找出的用户，如果所找出的用户正在通信，那么将他们切换到对应的所借的信道上；如果所找出的用户为待接入用户，那么该用户就直接使用此信道进行通信；剩余的所借信道发给待接入用户。

说明书

一种信道借用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种信道借用技术的信道借用以及分配方案。

背景技术

[0002] 随着3G技术商用的逐渐成熟，4G技术也有望在未来两到三年内正式投入使用。为了提高传输速率,4G接入方式放弃了3G的CDMA（Code Division Multiple Access，码分多址），而采用OFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址）。这样一来，频谱资源的紧缺和日益增加的移动业务量之间的矛盾便日益凸显。

[0003] 信道分配技术主要分为固定信道分配（Fixed Channel Allocation）和动态信道分配（Dynamic Channel Allocation）。作为固定信道分配的改进，信道借用（Channel Borrowing）技术于上个世纪90年代提出，以解决某个小区负载超过负荷的情形。信道借用主要思想是在某个小区用户量激增的情况下，向周围负载较轻的小区借用信道来供用户接入。信道借用根据是否限制周围小区使用所借来的频率分为两类:Channel Borrowing With Locking和Channel Borrowing WithoutLocking。前者的思路是借来相应信道后通知周围小区不能使用该信道以避免共道干扰；后者的思路是减小本小区在所借信道上的发射功率以降低对周围小区的影响。Channel Borrowing With Locking技术降低了周边小区的可用信道数，而Channel Borrowing Without Locking技术对于本小区来说，由于降低了发射功率，所以性能并不能达到最好。

发明内容

[0004] 本发明要解决的问题是提供一种信道借用方法,以克服现有技术中由于限制周边小区使用所借信道造成的信道利用率下降或者由于降低本小区在使用所借信道上功率而导致的用户性能不好的缺陷。

[0005] 为达到上述目的，本发明的一种信道借用方法，包括以下步骤：

[0006] 1）服务小区确认本小区信道被占完，并且仍有用户尝试接入，服务小区确认本小区待接入用户数N1；

[0007] 2）服务小区向周边小区发送信道借用请求，确认可以借用的信道总数N2，并借来相应数量的信道，同时通知周边小区中与被借小区同频的小区不可以使用所借的信道，正在使用的除外；

[0008] 3）按照距最优点最近的原则，将部分正在通信的用户切换到部分借来的信道上，并将剩余信道分配给待接入的用户；

[0009] 4）用户通信完成后将借来的信道归还，并通知周边小区解除对所借信道的锁定。

[0010] 进一步，步骤2）具体包括：

[0011] 服务小区向周边小区发送信道请求信息，周边小区根据统计的业务信息,根据前一时刻以及当前时刻的业务量预测下一时刻的业务量，并留有相应数量的信道，剩余的信道标志为可借信道，给服务小区反馈可借信道信息，同时反馈正在使用的信道信息；

[0012] 服务小区根据所借信道不重复的原则确认总的可借信道数N2；

[0013] 当N1＝N2时，直接到步骤3）进行信道分配；

[0014] 当N1

[0015] 当N1>N2时，需要拒绝待接入用户中的(N1-N2)个。

[0016] 进一步，当N1

[0017] 进一步，当N1>N2时，计算所有待接入用户到服务小区基站的距离，按距离大小进行排序，拒绝距离服务小区基站较远的(N1-N2)个用户的接入请求。

[0018] 进一步，步骤3）具体包括：

[0019] 对所借信道按干扰来源进行分类；

[0020] 针对每种不同的干扰来源，统计相应的所借信道数目，每种情况对应一个或两个最优点。

[0021] 进一步，所述最优点为服务小区中信干噪比最大的点，最优点可以通过测量或者计算近似获得。

[0022] 进一步，对于干扰对应最优点为两个的情况，挑出距离这两个最优点距离最近的相应数量的用户，所挑出的用户数量和针对每种不同的干扰来源所统计的所借信道数目相同。

[0023] 进一步，对于干扰对应的最优点为一个的情况，挑出距离最优点最近的相应数量的用户，所挑出的用户数量和针对每种不同的干扰来源所统计的所借信道数目相同。

[0024] 进一步，先处理干扰小区比较多的情况，然后再处理干扰小区比较少的情况。

[0025] 进一步，在步骤3）中，对按照最优点最近原则找出的用户，如果所找出的用户正在通信，那么将他们切换到对应的所借的信道上；如果所找出的用户为待接入用户，那么该用户就直接使用此信道进行通信；剩余的所借信道发给待接入用户。

[0026] 本发明的信道借用方法，按照最优点最近原则，将所接信道按照干扰源对应分配给用户进行通信，无需降低本小区在使用所借信道上功率、限制周边小区使用所借信道就可以有效避免共道干扰问题。

附图说明

[0027] 图1为本发明的一种信道借用方法的流程图；

[0028] 图2a小区模型；

[0029] 图2b为与图2a对应的频率复用因子为3的情况下的热点小区模型（小区1为热点小区），其中标相同的数字表示使用相同的频段；

[0030] 图2c为部分频率复用的场景，本算法在部分频率复用场景中依然适用；

[0031] 图3a、3b、3c为一种信道的切换过程,图3a为UE1切换之前，图3b为切换之后，图3c为将UE1切换信道之后剩余的信道分配给UE2。

具体实施方式

[0032] 下面结合附图及实施实例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

[0033] 如图1所示，本发明的一种信道借用方法，包括以下步骤：

[0034] 1）发送信道借用请求：本发明要求基站首先根据自身的业务情况，确定此时小区处于“热点”状态，即需要向周边小区借用信道，并且确认需要接入的用户数N1，同时向周边六个小区发送信道借用请求。小区模型如图2a和2b所示，此时小区1为“热点”，需要向周边小区借用信道。

[0035] 2）确认可借信道数：周边小区统计前一时刻和当前时刻小区的业务情况，假设前一时刻某周边小区用户数为M1,当前时刻用户数为M2，则下一时刻用户数可预测为M3=(M1+M2)/2。当M3>M2时，此周边小区需在未用信道中保留(M3-M2)个信道，此部分信道标志为不可借，其余未用信道标志为可借；当M3≤M2时，所有未用信道都标志为可借。同时，周边小区向小区1反馈可借信道信息，以及其正在使用的信道信息，以便小区1进行信道筛选和信道分类。

[0036] 小区1根据周边小区的反馈，确定总的可用信道数N2，这里对可借信道中有重复的情况只算一个（例如，可能从小区2和小区6中借来同一个信道，此时只算一个）。同时通知周边小区中与被借小区同频的小区不可以使用所借的信道，正在使用的除外。

[0037] 当N1＝N2时，直接进行信道分类，准备分配。

[0038] 当N1

[0039] 当N1>N2时，需要拒绝待接入用户中的(N1-N2)个。

[0040] 信道选择：当N1

[0041] 拒绝部分用户：当N1>N2时，计算所有待接入用户到本小区基站的距离，按距离大小进行排序，拒绝距离基站较远的(N1-N2)个用户的接入请求。

[0042] 3）对所借信道按干扰来源进行分类：针对每种不同的干扰来源，统计相应的所借信道数目，每种情况对应一个或两个最优点（小区1中信干噪比最大的点，可以通过测量获得）。

[0043] 最优点的近似计算：

[0044]

[0045] 其中，PR和PI分别为有用信号功率和干扰信号功率。

[0046] PR=46-(30.18+26.0*log10(d))

[0047] d为Ue到服务基站的距离，PI可以用同样的方式计算，不同的是d为Ue到干扰基站的距离。

[0048] 根据分完类的信道挑选用户：

[0049] 对于干扰对应最优点为两个的情况，挑出距离这两个最优点距离最小的相应数量的用户（此时利用这两个最优点挑出的总用户数与这种干扰情况对应的所借的信道数相等，并且保证同一用户不重复挑）。

[0050] 对于干扰对应的最优点为1个的情况，挑出相应数量的距离最优点最近的用户（与这种干扰情况对应的所借的信道数相等，同一用户不重复挑）。

[0051] 对按照最优点最近原则找出的用户应该有N′2个，N′2为借来的信道中受周围一圈六个小区干扰的信道数，因为可能有部分被借信道不受周围一圈小区的干扰。

[0052] 其中,先处理干扰小区比较多的情况，然后再处理干扰小区比较少的情况。

[0053] 信道分配：若按上述方法挑出的用户正在通信，那么将它切换到相应干扰对应的所借信道上；如果所挑出的用户为待接入用户，那么此用户直接用此信道进行通信。将剩余信道分发给待接入用户。

[0054] 4）信道归还：小区1中，对使用从周边小区所借来的信道的用户，完成通信后将信道归还，并解除步骤2）周边小区中与被借小区同频的小区对所借信道的锁定。

[0055] 需要指出的本发明的信道借用方法应用于小区间信道借用，但不限于此领域，还适用于其他领域，例如：卫星通信，ad hoc网络，车载自组网等等。

[0056] 实施例1

[0057] 考虑频率复用因子为3的情况。如图2a和2b所示，小区1此时用户较多，本小区的信道资源全分配完，仍有一个用户尝试接入，而周边小区的用户则比较少，有空余信道，确定小区1为“热点”小区。

[0058] 小区1向周边六个小区发送信道借用请求，周边小区根据前一时刻和当前时刻业务量确定本小区的可借信道数，并向小区1反馈可借信道信息和正在使用的信道信息。同时通知周边小区中与被借小区同频的小区不可以使用所借的信道，正在使用的除外。

[0059] 假设周边六个小区给小区1反馈的总可用信道数大于1，此时则需要从可借信道中挑选出一个，优先选择在小区1中使用时干扰较小的信道（根据周边六个小区给小区1反馈的正在使用的信道信息来确定）。

[0060] 若只从小区2借用一个信道，小区1中待接入的用户离小区4和6比较近（假设借来的信道小区4和6也都在使用），如果直接将借来的信道直接发给待接入的用户，会造成很大的干扰。假设此种干扰情况对应的信干噪比最大的点位图2a中的五角星所标记的点，此时找出离五角星最近的正在通信的用户，假设为UE1，其正在使用信道f1，将此用户切换到借来的信道f2上，而将信道f1分配给待接入用户，以此来减小干扰（若按此原则找出来的用户恰为待接入用户，则直接将所借信道分配给它进行通信）；若借来的信道只受小区4的干扰，假设最优点在为图2a中的两个三角形处，此时只要找出离两个三角形最近的一个用户进行信道切换和分配即可。

[0061] 实施例2

[0062] 仍考虑频率复用因子为3的情况，条件与实例一中一样，若从小区2和6借用信道，则需要考虑信道的重复性，如果小区2和小区6所反馈的可用信道有相同的，那么只算一个（从更多个小区借用信道原理一样）。这样对借来的多个信道进行分类，每类信道对应的最优点可能有一个，可能有两个，按照离最优点最近的原则选取用户，得到相应数量的用户。然后进行信道的切换和分配。