专利名称：一种分配上行资源的方法
技术领域：
本发明涉及无线资源的分配方法，特别涉及一种分配上行资源的方法。
背景技术：
当前出现了一些免许可系统，比如无线区域网(WRAN)系统。其中，WRAN技术是一种新兴的网络技术，为偏远地区且较低密度人口地区提供高带宽大范围的覆盖。WRAN是一种免许可运营的网络，即其工作频带不需要授权，其使用认知无线电技术，寻找未被许可用户(LU)占用的当前空闲频带进行通信，例如可以在无线数字电视(DTV)的许可频带中，寻找没有被占用的频带作为WRAN的承载频带。
WRAN采用基于时分双工(TDD)的正交频分复用多址(OFDMA)技术进行通信，WRAN采用的帧结构为每个帧分为两个子帧，其中一个为下行子帧，经过一个保护时间后跟着一个上行子帧。下行子帧包括前导(preamble)、帧控制头(FCH)、指示下行无线资源如何分配的DS-MAP消息、指示上行无线资源如何分配的US-MAP消息、下行信道描述(DCD)消息、上行信道描述(UCD)消息和下行PHY协议数据单元(PDU)；上行子帧包括初始化消息(Initialization)、带宽资源请求消息(BW request)、紧急共存环境通知消息(UCS Notification)和由不同用户设备发送的上行PHY PDU。其中，US-MAP消息用于指示下行帧中的Initialization、BWrequest、UCS Notification和上行PHY PDU占用哪些上行时隙以及占用多宽的上行时隙发送；Initialization用于用户设备和所属基站的初始同步；BWrequest用于用户设备向所属基站请求上行带宽资源；UCS Notification用于用户设备向基站报告检测到LU时与LU紧急共存情况。在每一帧中，从上行子帧到下行子帧之间插入的保护时间用于保证基站有充分的时间由发送变为接收。同样，对于当前帧的上行子帧和下一帧的下行子帧之间也有一个保护时间，该保护时间用于保证基站能够接收到所有用户设备发送的消息。
目前，基站可以采用上述的帧结构构造发送给用户设备的消息，如发送US-MAP消息，其中分别可以携带用户设备可以发送给基站的Initialization、BW request和UCS Notification占用的上行时隙所在频带以及占用上行时隙的宽度。通常，基站为Initialization、BW request和UCSNotification分配固定宽度的上行时隙且通过US-MAP消息通知给用户设备，用户设备根据该US-MAP消息确定Initialization、BW request和UCSNotification所占用的上行时隙，分别通过相应的上行时隙给基站发送这些特定上行消息。
当然，以上的帧结构不仅为WRAN系统采用的帧结构，还可以为其他免许可系统采用的帧结构。
但是，基站这样为这些上行消息分配固定宽度的上行时隙的方法存在着缺点第一，这些特定上行消息是基于竞争的，在所分配的相应上行时隙中会有多个用户设备同时向所属基站发送这些特定上行消息，很容易产生冲突，特别是当一个基站上驻留的用户设备很多时，这会使基站无法正确接收到所有用户设备发送的特定上行消息；第二，当这些特定上行消息所占用的时隙由于多径和噪音的影响，传输质量比较差时，基站无法检测到；第三，当这些特定上行消息所占用的时隙由于受到LU的干扰，传输质量差时，基站无法检测到且无法重新分配相应的时隙。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种分配上行资源的方法，该方法能够使基站根据当前免许可系统性能为特定上行消息动态分配上行资源，满足免许可系统性能最优的要求。
根据上述目的，本发明的技术方案是这样实现的
一种分配上行资源的方法，其特征在于，该方法包括基站计算得到多个用户设备发送的特定上行消息当前帧的冲突率，判断该冲突率是否不在设定的阈值范围内，如果是，则调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口，通过下行消息在下一帧向用户设备发送调整后的特定上行消息所占用的上行时隙和发送回退窗口的信息，用户设备在下一帧采用调整后的上行时隙和发送回退窗口中的一个发送机会上发送特定上行消息。
所述计算当前帧的冲突率的过程为基站分别统计错误接收特定上行消息计数器和处理完成特定上行消息计数器；A、基站在当前帧的特定上行消息所占用的上行时隙的各个发送机会中处理从用户设备接收到的特定上行消息，处理完成一个为处理完成特定上行消息计数器加1，如果解析得不到正确的特定上行消息，转入步骤B；B、基站判断在该发送机会接收到数据符号的功率是否大于设定的门限值，如果是，则将错误接收特定上行消息计数器加1；C、基站根据错误接收特定上行消息计数器和处理完成特定上行消息计数器计算得到特定上行消息冲突率。
所述基站还统计正确接收特定上行消息计数器和空接收特定上行消息计数器，其中，在步骤A中还包括如果解析得到正确的特定上行消息，则将正确接收特定上行消息计数加1；在步骤B中还包括，如果否，则将空接收特定上行消息计数器加1。
步骤B所述的门限值是根据免许可系统的背景噪音和免许可系统的接收灵敏度设定的。
步骤C所述计算得到特定上行消息冲突率的过程为特定上行消息冲突率等于错误接收特定上行消息计数器除以处理完成特定上行消息计数器得到的值。
所述基站还设置有上一帧计算得到的特定上行消息冲突率，步骤C所述计算得到特定上行消息冲突率的过程为特定上行消息冲突率＝a×定值与上一帧计算得到的特定上行消息冲突率+(1-a)×错误接收特定上行消息计数器/处理完成特定上行消息计数器，其中，a为0～1之间、免许可系统根据所传输的数据平滑需求确定的固定系数。
所述的阈值范围是根据免许可系统的负荷平衡需求设定的，为一个百分比数值。
所述调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口的过程为判断该冲突率是否大于阈值范围的上限，如果是，则将下一帧特定上行消息所占用的上行时隙的宽度加大或/和发送回退窗口增大；判断该冲突率是否小于阈值范围的下限，如果是，则将下一帧特定上行消息所占用的上行时隙的宽度减小或/和发送回退窗口减小；根据调度静默时间检测特定上行消息所占用的上行时隙所在频带上是否存在被许可用户干扰或频带所在的信道干扰或衰落值大于设定的值，如果是，则将下一帧特定上行消息所占用的上行时隙调整到未被许可用户干扰或信道干扰不大于设定的值的频带上。
所述调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口的过程为C1、判断该冲突率是否大于阈值范围的上限，如果是，执行步骤C2；C2、根据调度静默时间检测特定上行消息所占用的上行时隙所在频带上是否存在被许可用户干扰或频带所在的信道干扰或衰落值大于设定的值，如果是，则将下一帧特定上行消息所占用的上行时隙调整到未被许可用户干扰或频带所在的信道干扰不大于设定的值的频带上；如果否，则将下一帧特定上行消息所占用的上行时隙的宽度加大或/和发送回退窗口增大。
所述的特定上行消息为初始化消息Initialization、带宽资源请求消息BWrequest或紧急共存环境通知消息UCS Notification。
从上述方案可以看出，本发明的基站在当前帧计算特定上行消息的冲突率，并判断所计算的冲突率是否达到预先设置的阈值范围，如果是，则调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口。因此，本发明提供的方法使基站根据当前免许可系统性能为特定上行消息动态分配上行资源，满足免许可系统性能最优的要求。
图1为本发明为特定上行消息分配上行资源的方法流程图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举具体实施例并参照附图，对本发明进行进一步详细的说明。
为了使基站根据当前免许可系统性能为特定上行消息动态分配上行资源，发明的基站在当前帧计算特定上行消息的冲突率，并判断所计算的冲突率是否达到预先设置的阈值范围，如果是，则调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口。
具体地，本发明的基站在当前帧检测到分配给用户设备发送这些特定上行消息的上行时隙是否满足需要，即通过相应的上行时隙多个用户设备分别发送的多个特定上行消息不会发生冲突，基站能够在相应的上行时隙上正确解析得到多个用户设备分别发送的多个特定上行消息，如果是，基站继续判断相应的上行时隙是否已经完全满足了发送特定上行消息的需要，如果是，则在下一帧对分配给用户设备发送这些特定上行消息的上行时隙和/或发送回退窗口进行调整，如果否，则在下一帧不对分配给用户设备发送这些特定上行消息的上行时隙和/或发送回退窗口进行调整；如果否，则基站在下一帧对分配给用户设备发送的这些特定上行消息的上行时隙和/或发送回退窗口进行调整。
在本发明中，发送机会是指基站在当前帧理论上可以接收到的特定上行消息的数目，其根据上行时隙宽度的增大而增大；发送回退窗口是指基站向所管辖用户设备发送的指示分配给用户设备多少个发送机会的信息，用户设备接收到该发送回退窗口后，从中随机选取一个发送机会发送特定上行消息，基站设置的发送回退窗口越小，用户设备发送特定上行消息的发送概率也就越大。
图1为本发明为特定上行消息分配上行资源的方法流程图，其具体步骤为步骤100、基站通过下行消息向用户设备发送当前帧特定上行消息所占用的上行时隙和在所占用上行时隙中发送机会的信息。
在本发明中，当前帧特定上行消息所占用的上行时隙的信息可以通过当前帧下行消息中的US-MAP消息发送，包括所占用的上行时隙的宽度和所占用的上行时隙所在的频带。
在所占用上行时隙中发送机会的信息可以通过当前帧下行消息中的UCD消息发送，发送机会的信息实际上为现有技术的一个发送回退窗口控制，该回退窗口有两个参数，回退窗口开始参数和回退窗口结束参数，都可以从0～15进行取值，根据这两个参数值用户设备就可以从发送回退窗口中的发送机会中随机选取一个发送机会发送特定上行消息。如果增大发送回退窗口，则对用户设备来说，发送概率就会降低；如果减小发送回退窗口，则对用户设备来说，发送概率就会增大。
步骤101、基站分别统计正确接收特定上行消息计数器、错误接收特定上行消息计数器、空接收特定上行消息计数器和处理完成特定上行消息计数器。
步骤102、基站在当前帧的特定上行消息所占用的上行时隙的发送机会中如果解析得到特定上行消息，则将正确接收特定上行消息计数器和处理完成特定上行消息计数器分别加1；如果解析得不到特定上行消息，则转入步骤103。
步骤103、基站判断在该发送机会接收到数据符号的功率是否大于设定的门限值，如果是，则执行步骤104；否则，执行步骤105。
计算接收到数据符号的功率的公式(1)为 其中，k表示数据符号在OFDM调制的子载波位置，而i属于数据符号在OFDM调制的时隙位置。
设定的门限值是根据免许可系统系统的背景噪音和免许可系统的接收灵敏度设定的。
步骤104、基站将错误接收特定上行消息计数器和处理完成特定上行消息计数器分别加1。
步骤105、基站将空接收特定上行消息计数器和处理完成特定上行消息计数器分别加1。
步骤106、基站在当前帧的特定上行消息所占用的上行时隙的所有发送机会中都处理完成所接收到的特定上行消息后，根据错误接收特定上行消息计数器和处理完成特定上行消息计数器计算得到特定上行消息冲突率，判断该冲突率是否不在设定的阈值范围内，如果是，执行步骤107；否则，执行步骤108。
计算得到特定上行消息冲突率的公式分别为公式(2)和公式(3)冲突率(collisionRate)＝错误接收特定上行消息计数器(ReceiveErrorCount)/处理完成特定上行消息计数器(TotalOppCount)(2)；collisionRate＝a*(上一帧的collisionRate)+(1-a)*ReceiveErrorCount/TotalOppCount，(3)，其中a是免许可系统设定一个固定系数，位于0到1之间，该a与数据平滑的需求有关，a取值越大，平滑越好，但是数据及时性越差，反之，a取值越小，平滑越差，数据及时性越好。
如果基站存储有上一帧的特定上行消息冲突率，就可以根据公式(3)计算当前帧的特定上行消息冲突率，这样计算会更加准确，如果基站没有存储有上一帧的特定上行消息冲突率，就可以根据公式(2)计算当前帧的特定上行消息冲突率。
在本发明中，特定上行消息冲突率实际上就是特定上行消息冲突概率。
本发明设定一个阈值范围，包括阈值范围的上限和阈值范围的下限，该阈值范围是根据免许可系统的负荷均衡要求决定的，是一个百分比数值。
步骤107、基站调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口，通过下行消息在下一帧向用户设备发送调整后的特定上行消息所占用的上行时隙和发送回退窗口的信息，用户设备在下一帧采用调整后的上行时隙和发送回退窗口中的一个发送机会发送特定上行消息。
步骤108、基站不调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口，通过下行消息在下一帧向用户设备发送不调整的特定上行消息所占用的上行时隙和发送回退窗口的信息，用户设备在下一帧采用不调整的上行时隙和发送回退窗口中的一个发送机会发送特定上行消息。
当前帧的特定上行消息冲突率大于基站所设定的阈值范围的上限时，有可能说明当前帧分配给特定上行消息的上行时隙的宽度过窄或/和发送回退窗口过小，导致特定上行消息发生了冲突，解决的方法为将下一帧分配给特定上行消息的上行时隙的宽度加大或/和发送回退窗口增大。增大发送回退窗口的过程为重新设置包含有发送机会的发送回退窗口的两个参数，即将发送回退窗口开始参数设置的数值设置的比当前帧设置的小和发送回退窗口结束参数的数值设置的比当前帧设置的大，从而减小发送概率。
当前帧的特定上行消息冲突率大于基站所设定的阈值范围的上限时，还有可能说明当前帧分配给特定上行消息的上行时隙所在的频带被LU干扰，这时就需要采用现有技术调度静默时间(QP)感应检测是否存在LU干扰，如果是，则调整下一帧分配给特定上行消息的上行时隙所在的频带，使其所在的频带没有LU干扰。
由于当前帧的特定上行消息冲突率大于基站所设定的阈值范围的上限时，有两种可能性且分别有两种解决方式，所以本发明在决定采用哪种解决方式之前，还可以首先判断当前帧分配给特定上行消息的上行时隙所在的频带是否存在LU干扰，如果是，则采用调整频带的方式；否则，则采用调整分配给特定上行消息的上行时隙的宽度或/和发送机会的方式。
当前帧的特定上行消息冲突率大于基站所设定的阈值范围的上限时，还有一种可能性是当前帧的特定上行消息所分配的上行时隙所在子信道衰落比较严重，这时，需要基站按照现有技术进行信道估计，如果确定达到设定的衰落值，则调整当前帧的特定上行消息所分配的上行时隙所在的子信道，调整到衰落不严重的子信道上。
当前帧的特定上行消息冲突率小于基站所设定的阈值范围的下限时，有可能说明当前帧分配给特定上行消息的上行时隙的宽度过大或/和发送回退窗口过小，导致上行资源的浪费，解决的方法为将下一帧分配给特定上行消息的上行时隙的宽度变窄或/和发送回退窗口减小。增大发送回退窗口的过程为重新设置包含有发送机会的回退窗口的两个参数，即将发送回退窗口开始参数设置的数值设置的比当前帧设置的大和发送回退窗口结束参数的数值设置的比当前帧设置的小，从而增大发送概率。将下一帧分配给特定上行消息的上行时隙的宽度变窄可以使上行资源节省，发送概率的增大可以使用户设备加快发送特定上行消息的速度。
在本发明中，特定上行消息为Initialization、BW request或UCSNotification，以下采用这几个消息为例，在WRAN中分别详细说明本发明提供的方法。
UCS Notification所占用的UCS上行时隙的分配当用户设备检测到有LU时，如果已经分配了上行信道，则在所分配的上行信道内发送UCS Notification给所属基站；如果未分配上行信道，则在所分配的UCS上行时隙上发送UCS Notification给所属基站。
该UCS Notification在所分配的UCS上行时隙上发送时，只携带一个通用的介质访问控制(MAC)头，用于标识检测到LU所占用频带的消息，该消息可以进行加密后设置在通用的MAC头中，而不携带包括LU干扰报告的PDU。
基站在UCS上行时隙的每个发送机会检测用户设备可能发送的UCSNotification，在每个UCS上行时隙的发送机会上，可能存在UCSNotification，也有可能不存在UCS Notification，还有可能存在多个UCSNotification发生冲突的情况。因此，对于在UCS上行时隙的每个发送机会上，基站进行处理的过程为在UCS上行时隙的每个发送机会上解析UCS Notification。
当可以解析到UCS Notification时，在所设置的正确接收UCSNotification的计数器(ReceiveValidUSCCount)中加1，在所设置的处理完成一个UCS Notification的计数器(TotalUSCOppCount)中加1。
当未能解析到UCS Notification时，那么计算在该发送机会上的数据符号功率，这些数据符号是调制到正交频分复用(OFDM)的频域上的，并且可能跨越了所分配的USC上行时隙的数据符号，具体为 其中，k表示数据符号在OFDM调制的子载波位置，而i属于数据符号在OFDM调制的时隙位置。
基站比较计算得到的Power和门限P1的大小，该门限P1根据WRAN系统的背景噪音和WRAN系统的接收灵敏度确定。
如果Power大于P1，那么可能的原因是多个不同的用户设备发送的多个UCS Notification发生了冲突，但是也可能是UCS上行时隙所在频带上发生了LU干扰，或者在该发送机会上发生了深度衰落。无论什么原因，都按照发生冲突来处理这个情形，即在所设置的错误接收UCS Notification的计数器(ReceiveErrorUSCCount)上加1，在TotalUSCOppCount上加1；如果Power不大于P1，那么原因是没有任何用户设备在该发送机会上发送UCS Notification，在所设置的未接收到UCS Notification的计数器(ReceiveNullUSCCount)上加1，在TotalUSCOppCount上加1。
这样，基站就可以计算出当前帧在UCS上行时隙上接收UCSNotification的接收性能了，以下具体叙述这一过程。
采用以下公式计算当前帧在UCS上行时隙上的UCS Notification冲突率(USCcollisionRate)USCcollisionRate＝ReceiveErrorUSCCount/TotalUSCOppCount另外，为了计算得到的USCcollisionRate更加准确，可以把当前帧的USCcollisionRate和上一帧的USCcollisionRate进行相关。如果在上一帧时基站没有调整UCS上行时隙的宽度和UCS回退窗口的大小，那么当前帧的USCcollisionRate按照如下进行计算USCcollisionRate＝a*(上一帧的USCcollisionRate)+(1-a)*ReceiveErrorUSCCount/TotalUSCOppCount，其中a是WRAN系统设定一个固定系数，位于0到1之间，该a与数据平滑的需求有关，a取值越大，平滑越好，但是数据及时性越差，反之，a取值越小，平滑越差，数据及时性越好。
如果计算得到的USCcollisionRate大于设定的阈值范围的上限R1，比如85％，该R1根据WRAN系统的负荷均衡能力设定，那么可能的原因是在当前帧的UCS上行时隙中为发送UCS Notification分配的发送机会太少，造成多个用户设备分别在当前帧的UCS上行时隙发送的UCS Notification之间发生冲突。这时，基站就可以对下一帧的UCS上行时隙进行调整，调整的过程为基站加大下一帧UCS上行时隙的宽度，可以使更多不同用户设备分别发送更多的UCS Notification，比如将下一帧UCS上行时隙的宽度增大一倍。由于UCS Notification属于紧急通知，而且不需要基站应答，所以UCS上行时隙的宽度不能被基站调整的过大，因此，基站在加大UCS上行时隙宽度或不加大UCS上行时隙宽度的同时，还可以加大接收UCD Notification的UCS发送回退窗口，即分别设置接收UCD Notification的发送回退窗口的UCS Notification回退开始(UCS Notification Backoff Start)和UCSNotification回退结束(UCS Notification Backoff End)这两个参数，这两个参数的更改也意味着降低了各个用户设备在当前帧UCS发送机会的选择发送时的概率降低，也就是选择更大范围的发送机会进行UCS Notification发送。因此，本发明通过加大UCS上行时隙的宽度和UCS发送回退窗口的大小缓解了下一帧UCS上行时隙不够多个用户设备使用的情况。
如果计算得到的USCcollisionRate小于阈值范围的下限R2，比如30％，WRAN系统已经满足了当前UCS Notification的发送需要，此时可以考虑降低UCS上行时隙对整个WRAN系统资源的占用，另外，也要考虑将UCSNotification尽快发送给基站的需求，所以此时考虑减少UCS上行时隙的宽度，或/和通过调整UCS发送回退窗口的大小加快用户设备上报UCSNotification的速度。
通过上一帧或者上几帧的UCS上行时隙的宽度加大和发送回退窗口加大后，当前帧的UCS上行时隙的USCcollisionRate仍然大于设定的R1，那么可能的原因是当前帧的UCS上行时隙信道状态比较差，另外也可能出现LU对当前WRAN系统的干扰。因此，本发明需要解决，解决的办法如以下所述。
按照正常流程调度QP，检测当前的通信频段上是否存在LU的干扰，如果是，可以调整UCS上行时隙所在的频带。例如，受LU干扰的频带为1MHz，当前帧UCS上行时隙位于第一个1MHz频带内，则把UCS上行时隙调整到第三个1MHz的部分带宽以内。
在上述调整时，可以考虑把发送Initialization、UCS Notification和BWRequest的三个上行时隙所在频带一起改变，也可以单独改变发送UCSNotification的上行时隙所在的频带。
BW request所占用的上行时隙的分配当用户设备需要发送上行数据且又没有足够的上行信道带宽时，用户设备将发送BW request。用户设备有两个发送BW request的方法，第一是在当前帧分配的上行信道中发送；第二是用户设备在当前帧没有分配上行信道或者上行信道的带宽分配不足以发送BW request时，用户设备就需要在BW request上行时隙上发送BW request。
该BW request在所分配的上行时隙发送时，按照现有技术只携带一个通用MAC头和一个带宽请求子头，基站在接收到该BW request后，会通过下行消息给用户设备发送带宽许可消息，对接收到的BW request进行确认。
BW request的上行时隙的分配基本类似于UCS上行时隙的分配，但是根据BW request的用途，略有不同。
基站在上行时隙的每个发送机会检测用户设备可能发送的BW request，在每个上行时隙的发送机会上，可能存在BW request，也有可能不存在BWrequest，还有可能存在多个BW request发生冲突的情况。因此，对于在上行时隙的每个发送机会上，基站进行处理的过程为在上行时隙的每个发送机会上解析BW request。
当可以解析到BW request时，在所设置的正确接收BW request的计数器(ReceiveValidBWCount)中加1，在所设置的处理完成一个BW request的计数器(TotalBWOppCount)中加1。
当未能解析到BW request时，那么计算在该发送机会上的数据符号功率，这些数据符号是调制到正交频分复用(OFDM)的频域上的，并且可能跨越了所分配的上行时隙的数据符号，具体为 其中，k表示数据符号在OFDM调制的子载波位置，而i属于数据符号在OFDM调制的时隙位置。
基站比较计算得到的Power和门限P1的大小，该门限P1根据WRAN系统的背景噪音和WRAN系统接收灵敏度确定。
如果Power大于P1，那么可能的原因是多个不同的用户设备发送的多个BW request发生了冲突，但是也可能是上行时隙所在频带上发生了LU干扰，或者在该发送机会上发生了深度衰落。无论什么原因，都按照发生冲突来处理这个情形，即在所设置的错误接收BW request的计数器(ReceiveErrorBWCount)上加1，在TotalBWOppCount上加1；如果Power不大于P1，那么原因是没有任何用户设备在该发送机会上发送BW request，在所设置的未接收到BW request的计数器(ReceiveNullBWCount)上加1，在TotalBWOppCount上加1。
这样，基站就可以计算出当前帧在上行时隙上接收BW request的接收性能了，以下具体叙述这一过程。
采用以下公式计算当前帧在上行时隙上的BW request冲突率(BWcollisionRate)BWcollisionRate＝ReceiveErrorBWCount/TotalBWOppCount另外，为了计算得到的BWcollisionRate更加准确，可以把当前帧的BWcollisionRate和上一帧的BWcollisionRate进行相关。如果在上一帧时基站没有调整上行时隙的宽度和回退窗口的大小，那么当前帧的BWcollisionRate按照如下进行计算BWcollisionRate＝a*(上一帧的BWcollisionRate)+(1-a)*ReceiveErrorBWCount/TotalBWOppCount，其中a是WRAN系统设定一个固定系数，位于0到1之间，该a与数据平滑的需求有关，a取值越大，平滑越好，但是数据及时性越差，反之，a取值越小，平滑越差，数据及时性越好。
如果计算得到的BWcollisionRate大于设定的阈值范围的上限R1，比如85％，该R1根据WRAN系统的接入控制要求设定，那么可能的原因是在当前帧的上行时隙中为发送BW request分配的发送机会太少，造成多个用户设备分别在当前帧的上行时隙发送的BW request之间发生冲突。这时，基站就可以对下一帧的上行时隙进行调整，调整的过程为考虑到BW request的目的是为了申请上行信道的带宽，所以需要根据当前WRAN的上行资源区别对待。
如果当前WRAN的上行资源的分配在满足已有的用户设备的业务需要的情形下，还有较多的盈余，比如当前WRAN的上行资源还有30％没有分配，那么WRAN可以为更多的用户设备分配带宽，那么基站加大下一帧时隙的宽度，可以容纳更多的BW request消息。另外，也可以加大接收BWrequest的发送回退窗口，即分别设置接收BW request的发送回退窗口的BW request回退开始(Backoff Start)和BW request回退结束(Backoff)End这两个参数，这两个参数的更改也意味着降低了各个用户设备在当前帧发送机会的选择发送时的概率降低，也就是选择更大范围的发送机会进行BW request发送。因此，本发明通过加大上行时隙的宽度和发送回退窗口的大小缓解了下一帧上行时隙不够多个用户设备发送BW request使用的情况。
如果当前WRAN的上行资源的分配在满足已有的用户设备的业务需要的情形下，所剩下不多，比如仅有10％的上行资源，那么基站不能为更多的用户设备分配带宽，此时基站不能调整BW request所占用的上行时隙，因为即使更多接收到BW request消息，也不能为这些用户设备分配上行信道带宽。所以此时可以加大接收BW request的阿瑟回退窗口。
如果BWCcollisionRate小于阈值范围的下限R2，比如30％，WRAN系统已经满足了当前当前BW request的需要，考虑到BW request的目的是为了申请上行信道的带宽，所以需要根据当前WRAN的上行资源区别对待。如果当前WRAN的上行资源盈余不多，比如少于10％，此时可以考虑降低BW request所占用的上行时隙对整个WRAN的占用，即调整BWrequest所占用的上行时隙的宽度。
如果当前WRAN的上行资源盈余比较多，比如大于30％，此时BWrequest所占用的上行时隙不需要进行调整，但是改变发送回退窗口大小，以加快用户设备发送BW request的速度。
通过上一帧或者上几帧的上行时隙的宽度加大和发送回退窗口加大后，当前帧的上行时隙的BW request仍然大于设定的R1，那么可能的原因是当前帧的上行时隙信道状态比较差，另外也可能出现LU对当前WRAN系统的干扰。因此，本发明需要解决，解决的办法如以下所述。
按照正常流程调度QP，检测当前的通信频段上是否存在LU的干扰。如果是，可以调整上行时隙所在的频带。例如，受LU干扰的频带为1MHz，当前帧上行时隙位于第一个1MHz频带内，则把上行时隙调整到第三个1MHz的部分带宽以内。
Initialization所占用的上行时隙的分配Initialization目的是在用户设备在进入WRAN时，能够迅速调整其发送功率到合适的范围，同时与WRAN网络侧进行时间同步，其与UCSNotification所占用的上行时隙的分配过程基本类似，这里就不再重述。
除了根据上述特殊上行消息在使用过程中的状态调整所对应的上行时隙外，还可以结合其他的条件作为调整所对应的上行时隙位置和大小的依据。比如，根据WRAN系统的信道估计，发现所对应的上行时隙在频域上位于频率选择性衰落比较严重的子信道上。那么需要把所对应的上行时隙调整到信道状态好的子信道上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种分配上行资源的方法，其特征在于，该方法包括基站计算得到多个用户设备发送的特定上行消息当前帧的冲突率，判断该冲突率是否不在设定的阈值范围内，如果是，则调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口，通过下行消息在下一帧向用户设备发送调整后的特定上行消息所占用的上行时隙和发送回退窗口的信息，用户设备在下一帧采用调整后的上行时隙和发送回退窗口中的一个发送机会上发送特定上行消息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算当前帧的冲突率的过程为基站分别统计错误接收特定上行消息计数器和处理完成特定上行消息计数器；A、基站在当前帧的特定上行消息所占用的上行时隙的各个发送机会中处理从用户设备接收到的特定上行消息，处理完成一个为处理完成特定上行消息计数器加1，如果解析得不到正确的特定上行消息，转入步骤B；B、基站判断在该发送机会接收到数据符号的功率是否大于设定的门限值，如果是，则将错误接收特定上行消息计数器加1；C、基站根据错误接收特定上行消息计数器和处理完成特定上行消息计数器计算得到特定上行消息冲突率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站还统计正确接收特定上行消息计数器和空接收特定上行消息计数器，其中，在步骤A中还包括如果解析得到正确的特定上行消息，则将正确接收特定上行消息计数加1；在步骤B中还包括，如果否，则将空接收特定上行消息计数器加1。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤B所述的门限值是根据免许可系统的背景噪音和免许可系统的接收灵敏度设定的。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤C所述计算得到特定上行消息冲突率的过程为特定上行消息冲突率等于错误接收特定上行消息计数器除以处理完成特定上行消息计数器得到的值。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站还设置有上一帧计算得到的特定上行消息冲突率，步骤C所述计算得到特定上行消息冲突率的过程为特定上行消息冲突率＝a×定值与上一帧计算得到的特定上行消息冲突率+(1-a)×错误接收特定上行消息计数器/处理完成特定上行消息计数器，其中，a为0～1之间、免许可系统根据所传输的数据平滑需求确定的固定系数。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的阈值范围是根据免许可系统的负荷平衡需求设定的，为一个百分比数值。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口的过程为判断该冲突率是否大于阈值范围的上限，如果是，则将下一帧特定上行消息所占用的上行时隙的宽度加大或/和发送回退窗口增大；判断该冲突率是否小于阈值范围的下限，如果是，则将下一帧特定上行消息所占用的上行时隙的宽度减小或/和发送回退窗口减小；根据调度静默时间检测特定上行消息所占用的上行时隙所在频带上是否存在被许可用户干扰或频带所在的信道干扰或衰落值大于设定的值，如果是，则将下一帧特定上行消息所占用的上行时隙调整到未被许可用户干扰或信道干扰不大于设定的值的频带上。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口的过程为C1、判断该冲突率是否大于阈值范围的上限，如果是，执行步骤C2；C2、根据调度静默时间检测特定上行消息所占用的上行时隙所在频带上是否存在被许可用户干扰或频带所在的信道干扰或衰落值大于设定的值，如果是，则将下一帧特定上行消息所占用的上行时隙调整到未被许可用户干扰或频带所在的信道干扰不大于设定的值的频带上；如果否，则将下一帧特定上行消息所占用的上行时隙的宽度加大或/和发送回退窗口增大。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的特定上行消息为初始化消息Initialization、带宽资源请求消息BW request或紧急共存环境通知消息UCS Notification。
全文摘要
本发明公开了一种分配上行资源的方法基站计算得到多个用户设备发送的特定上行消息当前帧的冲突率，判断该冲突率是否不在设定的阈值范围内，如果是，则调整下一帧特定上行消息所占用的上行时隙或/和发送回退窗口，通过下行消息在下一帧向用户设备发送调整后的特定上行消息所占用的上行时隙和发送回退窗口的信息，用户设备在下一帧采用调整后的上行时隙和发送回退窗口中的一个发送机会上发送特定上行消息。该方法能够使基站根据当前免许可系统性能为特定上行消息动态分配上行资源，满足免许可系统性能最优的要求。
文档编号H04Q7/38GK101047432SQ20061009393
公开日2007年10月3日 申请日期2006年6月23日 优先权日2006年6月23日
发明者吕林军, 揭明维 申请人:华为技术有限公司