CN101237670B - 一种分时共享信道模式下的上行资源分配方法和基站 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种分时共享信道模式下的上行资源分配方法，基站初始接入网络，检测网络中是否存在邻居基站，若存在，则接收来自邻居基站的上行资源选择通知消息，所述上行资源选择通知消息中携带有邻居基站所选择的上行资源信息；所述初始接入网络的基站分配与邻居基站所选择的上行资源互不重叠的上行资源。本发明实施例还同时公开了一种分时共享信道模式下的上行资源分配基站，应用该方法和基站可以使得不同的基站分配到不同的上行资源，从而避免了相互间可能出现的冲突，并避免了重复传输相同信令的可能，节约了资源。

Description

一种分时共享信道模式下的上行资源分配方法和基站
技术领域
本发明涉及无线通信技术，特别涉及一种分时共享信道模式下的上行资源分配方法和基站。 
背景技术
无线通信技术的不断发展对无线频谱提出了越来越多的需求，而现有的频谱资源有限，所以需要提高无线频谱的利用率，特别是授权频段的利用率。近年来提出了认知无线电技术，支持认知无线电技术的无线设备能够动态感知周围环境的变化，并根据环境变化自适应调整内部状态，从而有效利用空闲频谱，而且能够避免对其它***，特别是授权用户造成干扰。但是，空闲频谱资源也非常有限，所以需要各无线设备与其它设备分时共享同一信道。共享的方式有很多种，可以是基于异步的载波帧听/冲突检测方式的分时信道共享，也可以是基于同步协作方式的分时信道共享。 
现有技术中提出了一种基于同步协作方式分时共享信道的方式，这种方式将一个MAC帧分为两部分：一部分用于传输***中没有受到干扰的数据(common)，称为公共子帧；另一部分用于传输存在干扰的数据，称为干扰子帧。干扰子帧周期性的、唯一的分配给某一***，此时干扰子帧称为这个***的主子帧以及其它***的辅子帧。在一个***的主子帧中，***可以以最大功率进行发射，而其它的***在此期间则要降低自己的发射功率甚至不发射，以避免对使用主子帧的***造成干扰，这个子帧称为邻居***的辅子帧。公共子帧可以是一个MAC帧的一部分，也可以占用MAC帧的一个完整帧(此时，这个公共子帧也称为共享子帧Shared Sub-frame)。公共子帧和干扰子帧的分配方式有多种。 
图1为两个相互间存在干扰的***结构的示意图，如图1所示，***A由基站A、终端1、终端2和终端3组成，***B由基站B、终端4、终端5和终端6组成。其中，终端3虽然属于***A，但由于它同时处于基站B的覆盖范围之内，所以终端3在通信过程中会受到基站B的干扰，同时终端3也会对基站B产生一定的干扰，终端4与终端3的情况相同。图2为图1所示***采用上述一种分时共享MAC帧方式进行数据传输的示意图。采用这种分时共享方式后，在公共子帧中，***A传输与终端1和终端2相关的数据，同时，***B传输与终端5和终端6相关的数据；在***A的主子帧中(称为***B的辅子帧)，***A传输与终端3相关的数据，***B在此期间则要降低发射功率或者不发射，从而避免对***A造成干扰；相应地，在下一个MAC帧***B的主子帧中(称为***A的辅子帧)，***B传输与终端4相关的数据，而***A此时则要降低发射功率或者不发射，以避免对***B造成干扰。图2中只显示出了下行信道的分时共享方式，上行信道与下行信道类似。 
但是，在这种分时共享信道的方式下，当处于共同覆盖区的终端，如图1中的终端3和终端4进行上行测距(ranging)时，终端发送出的上行ranging请求信号可能会被两个相邻的基站同时接收到，相应的两个基站可能会同时响应这个上行ranging请求，即都为该上行ranging请求分配上行ranging资源，从而造成资源的浪费与冲突。 
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的主要目的在于提供一种分时共享信道模式下的上行资源分配方法，该方法能够避免资源浪费与冲突。 
本发明实施例的另一个目的在于提供一种分时共享信道模式下的上行资源分配基站，应用该基站能够避免资源浪费与冲突。 
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的： 
一种分时共享信道模式下的上行资源分配方法，该方法包括以下步骤： 
基站初始接入网络，检测网络中是否存在邻居基站，若存在，则接收来自邻居基站的上行资源选择通知消息，所述上行资源选择通知消息中携带有邻居基站所选择的上行资源信息； 
初始接入网络的基站分配与邻居基站所选择的上行资源互不重叠的上行资源； 
其中，若采用分时共享媒体接入控制MAC帧的方式实现资源共享时； 
所述邻居基站所选择的上行资源信息为邻居基站所选择的主子帧信息； 
所述初始接入网络的基站分配与邻居基站所选择的上行资源互不重叠的上行资源的方法为： 
所述初始接入网络的基站选择与邻居基站不同的子帧作为自身的主子帧，并仅在自身的主子帧期间分配上行资源； 
或者，对处于共同覆盖区的终端，仅在主子帧期间分配上行资源，对不会受到邻居***干扰或不会干扰邻居***的终端，在主子帧期间或公共子帧期间分配上行资源。 
一种分时共享信道模式下的上行资源分配基站，该基站包括检测模块、资源选择通知模块以及上行资源分配模块； 
所述检测模块，用于检测网络中是否存在邻居基站，并将检测结果发送给资源选择通知模块； 
所述资源选择通知模块，用于接收来自检测模块的检测结果，若不存在邻居基站，则通知上行资源分配模块网络中无邻居基站；若存在邻居基站，则接收来自所述邻居基站的上行资源选择通知消息，并将邻居基站所选择的上行资源通知给上行资源分配模块； 
所述上行资源分配模块，用于接收来自资源选择通知模块的通知消息，并根据所述通知消息进行上行资源分配：若存在邻居基站，则分配与邻居基站所选择的上行资源不同的上行资源；若不存在邻居基站，则根据自身需要分配上行资源； 
其中，当采用分时共享媒体接入控制MAC帧的方式实现资源共享时； 
所述邻居基站所选择的上行资源信息为邻居基站所选择的主子帧信息； 
所述上行资源分配模块选择与邻居基站不同的子帧作为自身的主子帧，并仅在自身的主子帧期间分配上行资源；或者，对处于共同覆盖区的终端，仅在主子帧期间分配上行资源，对不会受到邻居***干扰或不会干扰邻居***的终端，在主子帧期间或公共子帧期间分配上行资源。 
可见，采用本发明实施例的技术方案，网络中的各基站通过协商，获得各不重复的上行资源，这样，各基站即可在各自的上行资源中传输信令，从而避免了相互间可能出现的冲突，并避免了重复响应相同信令的可能，节约了资源。 
附图说明
图1为现有技术两个相互间存在干扰的***结构的示意图； 
图2为图1所示***采用分时共享MAC帧方式进行数据传输的示意图； 
图3为本发明基站组成结构的示意图； 
图4为本发明方法的总体流程图； 
图5为本发明方法较佳实施例的流程图。 
具体实施方式
在本发明实施例中，各基站进行共享资源分配协商，并根据协商结果进行上行资源分配。 
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步地详细说明。 
图3为本发明的基站组成结构的示意图，如图3所示，该基站主要包括检测模块301、资源选择通知模块302以及上行资源分配模块303； 
检测模块301，用于检测网络中是否存在邻居基站，并将检测结果发送给资源选择通知模块302； 
资源选择通知模块302，用于接收来自检测模块301的检测结果，若不 存在邻居基站，则通知上行资源分配模块303网络中无邻居基站；若存在邻居基站，则接收来自所述邻居基站的上行资源选择通知消息，并将邻居基站所选择的上行资源通知给上行资源分配模块303； 
上行资源分配模块303，用于接收来自资源选择通知模块302的通知消息，并根据通知消息进行上行资源分配：若存在邻居基站，则分配与邻居基站所选择的上行资源不同的上行资源；若不存在邻居基站，则根据自身需要分配上行资源。 
该基站进一步包括资源更新模块304和更新请求发送模块305； 
资源更新模块304，用于接收来自更新请求发送模块305的更新上行资源设置请求，并判断更新后的上行资源设置是否与邻居基站的上行资源设置相冲突，若不冲突，则将更新后的上行资源设置通知给邻居基站；若冲突，则资源更新模块304向邻居基站发送更新上行资源设置请求，并将接收到的来自于邻居基站的响应消息发送给更新请求发送模块305； 
更新请求发送模块305，用于向资源更新模块304发送更新上行资源设置请求，并根据资源更新模块发送来的邻居基站响应消息通知上行资源分配模块303更新或维持原有上行资源设置：若所述响应消息中显示邻居基站同意让出自身的上行资源，则更新请求发送模块305通知上行资源分配模块303更新原有上行资源设置；若响应消息中显示邻居基站不同意让出自身的上行资源，则更新请求发送模块305通知上行资源分配模块303维持原有上行资源设置。 
该基站进一步包括更新请求接收模块306，该更新请求接收模块用于，接收来自邻居基站的更新上行资源设置请求，并向邻居基站回送是否同意让出自身上行资源的响应消息。 
如果某基站在某次要求更新自身上行资源设置时失败，可在随后继续发起更新请求，比如，该基站在首次请求更新上行资源设置时希望能够增加两个时隙，但是没有得到邻居基站的同意，这样，该基站在随后可以选择继续维持原有上行资源设置，也可以选择继续发起更新上行资源设置请求，如这 次只希望能够增加一个时隙，后续处理与首次请求更新时相同，不再赘述。 
基于上述基站设备，图4为本发明方法的总体流程图，如图4所示，包括以下步骤： 
步骤401：基站初始接入网络，检测网络中是否存在邻居基站，若存在，则接收来自邻居基站的上行资源选择通知消息。 
上述上行资源选择通知消息中携带有邻居基站所选择的上行资源信息。比如，若采用图2所示的分时共享MAC帧的资源共享方式，则本步骤中所述的上行资源选择通知消息中携带的是邻居基站所选择的主子帧信息。 
初始接入网络的基站与邻居基站可通过如下方式进行信息交互，获取所需信息：初始接入网络的基站通过查询数据库获知有无邻居基站以及邻居基站的位置，并向邻居基站发送请求消息，请求获取邻居基站已经选择的上行资源信息，邻居基站相应的回送上行资源选择通知消息；或者，基站在初始接入网络时向网络中的各邻居基站发送广播消息，邻居基站根据广播消息得知有新基站加入网络，向该基站发送上行资源选择通知消息。上述方法均为现有技术，不作详细介绍。 
步骤402：初始接入网络的基站分配与邻居基站所选择的上行资源互不重叠的上行资源。 
本步骤中，初始接入网络的基站根据步骤401的结果分配自身的上行资源：若检测结果显示网络中没有邻居基站，则初始接入网络的基站可按自身需要分配上行资源，若检测结果显示网络中有其它的邻居基站，则初始接入网络的基站分配与步骤401中所述的邻居基站已经选择的上行资源不同的上行资源，可选的，初始接入网络的基站将自身所选择的上行资源通知邻居基站。 
相应地，若采用图2所示的分时共享MAC帧资源共享方式，则初始接入网络的基站分配与邻居基站所选择的上行资源不同的上行资源的方法为：初始接入网络的基站选择与邻居基站不同的子帧作为自身的主子帧，并仅在自身的主子帧期间分配上行资源，而在公共子帧和辅子帧期间不分配上行资 源。或者，仅在对应终端的无干扰区域分配上行资源，即对处于共同覆盖区的终端，仅在主子帧分配上行资源，对不会受到邻居***干扰或不会干扰邻居***的终端，可以在主子帧分配上行资源，也可以在公共子帧分配上行资源。 
进一步地，当网络中的任一基站需要更新自身的上行资源设置时，比如，网络中的某一基站因为数据传输的需要，希望在现有所选择的上行资源基础上增加上行资源，那么，该基站首先需要判断更新后的上行资源设置是否会与现有邻居基站的上行资源设置发生冲突，若不冲突，则仅需将更新后的上行资源设置通知给邻居基站；若冲突，则需要向邻居基站发送更新上行资源设置请求，若在请求发出后收到邻居基站回送的同意让出自身上行资源的消息，则该基站更新自身上行资源设置，若邻居基站不同意让出自身上行资源，则该基站只能维持原有上行资源设置，不能更新，或者进行新的更新上行资源设置过程。 
上述上行资源为上行初始ranging资源，或者，对于无线城域网的正交频分多址(Wireless MAN-OFDMA)物理层来说，所述上行资源为上行初始ranging资源、上行周期性ranging资源以及上行切换ranging资源。 
以下通过实施例对本发明方法作进一步地详细说明，图5为本发明方法较佳实施例流程图，本实施例中的上行资源为上行初始ranging资源，如图5所示，包括以下步骤： 
步骤501：基站初始接入网络，检测网络中是否存在邻居基站；若不存在，则执行步骤502；若存在，则执行步骤503。 
步骤502：初始接入网络的基站按自身需要分配自己的上行初始ranging资源。 
若之后该基站希望更新自身的上行初始ranging资源设置，则执行步骤506。 
步骤503：初始接入网络的基站接收来自邻居基站的上行资源选择通知消息。 
若网络中存在邻居基站，则表示当前初始接入网络的基站需要与其它邻居 基站分时共享信道资源，则该初始接入网络的基站与邻居基站进行信息交互，接收来自邻居基站的上行资源选择通知消息，通过该消息获知邻居基站已经选择的上行初始ranging资源。 
步骤504：初始接入网络的基站选择与邻居基站已经选择的上行初始ranging资源不同的上行初始ranging资源。 
步骤505：初始接入网络的基站将自身选择的上行初始ranging资源通知给邻居基站。 
步骤506：网络中的任一基站需要更新自身的上行初始ranging资源设置，则首先判断更新后的上行初始ranging资源设置是否会与现有邻居基站上行初始ranging资源设置发生冲突，若不冲突，则执行步骤507；若冲突，则执行步骤508。 
步骤507：需要更新上行初始ranging资源设置的基站将更新后的上行初始ranging资源设置通知给邻居基站，结束流程。 
步骤508：需要更新上行初始ranging资源设置的基站向邻居基站发送更新上行资源设置请求，该消息中携带有更新后的上行初始ranging资源设置。 
步骤509：邻居基站向需要更新上行初始ranging资源设置的基站回送响应消息，若邻居基站不同意让出自身的上行初始ranging资源，则所述需要更新上行初始ranging资源设置的基站只能维持原有上行初始ranging资源设置，而不能更新，并结束流程；若邻居基站同意让出自身的上行初始ranging资源，则所述需要更新上行初始ranging资源设置的基站更新原有上行初始ranging资源设置，并结束流程。 
通过分时共享MAC帧方式来实现各基站上行资源分配的方法流程与图5所以流程类似，区别仅在于各基站是在各自的主子帧中分配上行资源或者仅在对应主子帧和公共子帧分配上行资源。但如何选择各自的主子帧以及需要更新自身的主子帧设置时如何操作等过程均与图5相同，此处不再赘述。 
可见，采用本发明实施例的技术方案，网络中的各基站通过协商，获得了各不重复的上行资源，这样，各基站即可在各自的上行资源中传输信令， 从而避免了相互间可能出现的冲突，并避免了重复响应相同信令的可能，节约了资源。 
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (7)

1.一种分时共享信道模式下的上行资源分配方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
基站初始接入网络，检测网络中是否存在邻居基站，若存在，则接收来自邻居基站的上行资源选择通知消息，所述上行资源选择通知消息中携带有邻居基站所选择的上行资源信息；
初始接入网络的基站分配与邻居基站所选择的上行资源互不重叠的上行资源；
其中，若采用分时共享媒体接入控制MAC帧的方式实现资源共享时；
所述邻居基站所选择的上行资源信息为邻居基站所选择的主子帧信息；
所述初始接入网络的基站分配与邻居基站所选择的上行资源互不重叠的上行资源的方法为：
所述初始接入网络的基站选择与邻居基站不同的子帧作为自身的主子帧，并仅在自身的主子帧期间分配上行资源；
或者，对处于共同覆盖区的终端，仅在主子帧期间分配上行资源，对不会受到邻居***干扰或不会干扰邻居***的终端，在主子帧期间或公共子帧期间分配上行资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：所述初始接入网络的基站将自身所选择的上行资源通知给邻居基站。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
若网络中的任一基站需要更新自身的上行资源设置，则该基站首先判断更新后的上行资源设置是否会与邻居基站的上行资源设置发生冲突；
若不冲突，则将更新后的上行资源设置通知给邻居基站；若冲突，则向邻居基站发送更新上行资源设置请求，若收到邻居基站返回的同意让出自身上行资源消息，则所述基站更新自身上行资源设置；若收到邻居基站返回的不同意让出自身上行资源信息，则所述基站维持原有上行资源设置或者进行新的更新上行资源设置过程。
4.根据权利要求1～3中任一项所述方法，其特征在于，
所述上行资源为上行初始测距ranging资源；
或者为，上行初始ranging资源、上行周期ranging资源和上行切换ranging资源。
5.一种分时共享信道模式下的上行资源分配基站，其特征在于，该基站包括检测模块、资源选择通知模块以及上行资源分配模块；
所述检测模块，用于检测网络中是否存在邻居基站，并将检测结果发送给资源选择通知模块；
所述资源选择通知模块，用于接收来自检测模块的检测结果，若不存在邻居基站，则通知上行资源分配模块网络中无邻居基站；若存在邻居基站，则接收来自所述邻居基站的上行资源选择通知消息，并将邻居基站所选择的上行资源通知给上行资源分配模块；
所述上行资源分配模块，用于接收来自资源选择通知模块的通知消息，并根据所述通知消息进行上行资源分配：若存在邻居基站，则分配与邻居基站所选择的上行资源不同的上行资源；若不存在邻居基站，则根据自身需要分配上行资源；
其中，当采用分时共享媒体接入控制MAC帧的方式实现资源共享时；
所述邻居基站所选择的上行资源信息为邻居基站所选择的主子帧信息；
所述上行资源分配模块选择与邻居基站不同的子帧作为自身的主子帧，并仅在自身的主子帧期间分配上行资源；或者，对处于共同覆盖区的终端，仅在主子帧期间分配上行资源，对不会受到邻居***干扰或不会干扰邻居***的终端，在主子帧期间或公共子帧期间分配上行资源。
6.根据权利要求5所述的基站，其特征在于，
所述基站进一步包括资源更新模块以及更新请求发送模块；
所述资源更新模块用于，接收来自更新请求发送模块的更新上行资源设置请求，并判断更新后的上行资源设置是否与邻居基站的上行资源设置相冲突，若不冲突，则将更新后的上行资源设置通知给邻居基站；若冲突，则所述资源更新模块向邻居基站发送更新上行资源设置请求，并将接收到的来自于邻居基站的响应消息发送给更新请求发送模块；
所述更新请求发送模块用于，向资源更新模块发送更新上行资源设置请求，并根据资源更新模块发送来的邻居基站响应消息通知上行资源分配模块更新或维持原有上行资源设置：若所述响应消息中显示邻居基站同意让出自身的上行资源，则所述更新请求发送模块通知上行资源分配模块更新原有上行资源设置；若所述响应消息中显示邻居基站不同意让出自身的上行资源，则所述更新请求发送模块通知上行资源分配模块维持原有上行资源设置。
7.根据权利要求6所述的基站，其特征在于，所述基站进一步包括更新请求接收模块；
所述更新请求接收模块用于，接收来自邻居基站的更新上行资源设置请求，并向邻居基站回送是否同意让出自身上行资源的响应消息。
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