信道借用方法
【专利摘要】本发明提供一种信道借用方法，所述方法包括以下步骤:S1:统计当前边缘波束的空余信道数及预留信道数，并判断当前新接入的用户相对所述当前边缘波束的位置；S2:根据所述当前边缘波束的空余信道数以及预留信道数，优先将预留信道分配给所述用户，若所述当前边缘波束无预留信道，则将所述当前边缘波束的空余信道分配给所述用户；S3:若所述当前边缘波束中无空余信道，则根据所述用户相对所述当前边缘波束的位置进行信道借用；S4:定期执行步骤S1至S3。本发明利用卫星通信系统各边缘波束资源相同这一特点，并针对信道借用时可能产生的同频干扰情况进行了优化，进而提高了信道利用率。
【专利说明】信道借用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信领域，尤其涉及一种信道借用方法。
【背景技术】
[0002]随着陆地蜂窝3G技术商用的逐渐成熟，4G技术有望在近期全面投入使用。而跟陆地蜂窝移动通信系统相对应的为解决陆地蜂窝系统覆盖范围的问题的下一代宽带移动卫星通信系统也成为了研究热点。下一代宽带移动卫星通信系统旨在提供更广泛的地域覆盖与更高的传输速率。其主要目的为将地面成熟的LTE系统相关关键技术引入卫星系统，如多输入多输出(Multiple-1nput Multipie-Out-put,ΜΙΜΟ)、正交频分多址(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,0FDM)o其中，随着移动业务量的增加，频谱资源紧缺这一问题的重要性便日益凸显。
[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(ChannelBorrowing)技术于上个世纪90年代提出，以解决某个小区出现突发通信的情况。其主要思想是在某个小区出现用户量激增的情况下，向周围负载较轻的小区借用信道以供用户接入。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 BorrowingWith Locking和Channel Borrowing Without Locking。前者的思路是当借用信道后通知邻小区不能使用该信道以避免同频干扰；后者的思路是通过减小本小区在所借信道上的发射功率以减少同频干扰的影响。因此，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](一)要解决的技术问题
[0005]本发明要解决的技术问题是:提供一种信道借用方法，以克服现有技术中信道利用率不高的缺陷。
[0006](二)技术方案
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供了一种信道借用方法，所述方法包括以下步骤:
[0008]SI:统计当前边缘波束的空余信道数及预留信道数，并判断当前新接入的用户相对所述当前边缘波束的位置；
[0009]S2:根据所述当前边缘波束的空余信道数以及预留信道数，优先将预留信道分配给所述用户，若所述当前边缘波束无预留信道，则将所述当前边缘波束的空余信道分配给所述用户；
[0010]S3:若所述当前边缘波束中无空余信道，则根据所述用户相对所述当前边缘波束的位置进行信道借用；
[0011]S4:定期执行步骤SI至S3。[0012]进一步地，步骤S2具体包括:
[0013]统计当前边缘波束的预留信道数，若存在预留信道，则将预留信道分配给所述用户使用；若无预留信道，且所述当前边缘波束存在空余信道，则分配空余信道给所述用户使用，若所述分配的空余信道不造成同频干扰，则在对应边缘波束预留相应的信道，所述对应边缘波束为与所述当前边缘波束间隔一个波束位置的边缘波束。
[0014]进一步地，当所述用户结束通信时，统计所述对应边缘波束的信道使用状况，若所述相应的信道均处于空闲状态，则释放所述分配得到的空余信道，并解除所述相应的信道的预留状态；若所述相应的信道处于占用状态，则将所述分配得到的空余信道转换为预留状态。
[0015]进一步地,步骤S3具体包括:
[0016]若所述用户处于所述当前边缘波束与中心波束共同覆盖的区域，则所述当前边缘波束向中心波束借用信道分配给所述用户，并在中心波束中将所借用的信道锁定，当所述用户结束使用并将所借用的信道返还给中心波束后，解除所借用的信道的锁定；
[0017]若所述用户处于所述当前边缘波束与邻区边缘波束共同覆盖的区域，则向邻区边缘波束借用信道，若所借用的信道不产生同频干扰，则将所借用的信道分配给所述用户使用；若引起同频干扰，即当前边缘波束存在另外的用户正在使用所借用的信道，则所述当前边缘波束与邻区边缘波束通过所借用的信道，以不同时隙作为区分，分别为所述用户以及所述另外的用户传输数据；
[0018]若所述用户处于当前边缘波束覆盖的中心区域，则在所述用户邻近的区域寻找相邻用户，以使所述用户与所述相邻用户共享信道，并分别通过不同时隙传输数据。
[0019]进一步地，若所述用户处于当前边缘波束覆盖的中心区域，则优先寻找正在通信的相邻用户，以使所述用户与所述寻找得到的相邻用户共享信道，并分别通过不同时隙传输数据。
[0020]进一步地，若所述用户处于所述当前边缘波束与邻区边缘波束共同覆盖的区域，且邻区边缘波束无空余信道，则所述用户与相邻且正在通信的用户共享信道，并通过不同时隙传输数据。
[0021](三)有益效果
[0022]本发明利用卫星通信系统各边缘波束资源相同这一特点，并针对信道借用时可能产生的同频干扰情况进行了优化，进而提高了信道利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本发明实施方式提供的一种信道借用方法的流程图；
[0024]图2是本发明实施方式提供的另一种信道借用方法的流程图；
[0025]图3是本发明实施方式提供的小区模型使用边缘波束的示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0027]图1是本发明实施方式提供的一种信道借用方法的流程图，包括以下步骤:[0028]S1:统计当前边缘波束的空余信道数及预留信道数，并判断当前新接入的用户相对所述当前边缘波束的位置；
[0029]S2:根据所述当前边缘波束的空余信道数以及预留信道数，优先将预留信道分配给所述用户，若所述当前边缘波束无预留信道，则将所述当前边缘波束的空余信道分配给所述用户；
[0030]S3:若所述当前边缘波束中无空余信道，则根据所述用户相对所述当前边缘波束的位置进行信道借用；
[0031]S4:定期执行步骤SI至S3。
[0032]其中，步骤S2具体包括:
[0033]统计当前边缘波束的预留信道数，若存在预留信道，则将预留信道分配给所述用户使用；若无预留信道，且所述当前边缘波束存在空余信道，则分配空余信道给所述用户使用，若所述分配的空余信道不造成同频干扰，则在对应边缘波束预留相应的信道，所述对应边缘波束为与所述当前边缘波束间隔一个波束位置的边缘波束。
[0034]其中，当所述用户结束通信时，统计所述对应边缘波束的信道使用状况，若所述相应的信道均处于空闲状态，则释放所述分配得到的空余信道，并解除所述相应的信道的预留状态；若所述相应的信道处于占用状态，则将所述分配得到的空余信道转换为预留状态。
[0035]其中，步骤S3具体包括:
[0036]若所述用户处于所述当前边缘波束与中心波束共同覆盖的区域，则所述当前边缘波束向中心波束借用信道分配给所述用户，并在中心波束中将所借用的信道锁定，当所述用户结束使用并将所借用的信道返还给中心波束后，解除所借用的信道的锁定。
[0037]若所述用户处于所述当前边缘波束与邻区边缘波束共同覆盖的区域，则向邻区边缘波束借用信道，若所借用的信道不产生同频干扰，则将所借用的信道分配给所述用户使用；若引起同频干扰，即当前边缘波束存在另外的用户正在使用所借用的信道，则所述当前边缘波束与邻区边缘波束通过所借用的信道，以不同时隙作为区分，分别为所述用户以及所述另外的用户传输数据。
[0038]若所述用户处于当前边缘波束覆盖的中心区域，则在所述用户邻近的区域寻找相邻用户，以使所述用户与所述相邻用户共享信道，并分别通过不同时隙传输数据。
[0039]其中，若所述用户处于当前边缘波束覆盖的中心区域，则优先寻找正在通信的相邻用户，以使所述用户与所述寻找得到的相邻用户共享信道，并分别通过不同时隙传输数据。
[0040]其中，若所述用户处于所述当前边缘波束与邻区边缘波束共同覆盖的区域，且邻区边缘波束无空余信道，则所述用户与相邻且正在通信的用户共享信道，并通过不同时隙传输数据。
[0041]此外，本发明实施方式的信道借用方法的步骤还可以如图2所示。
[0042]其中，对于同步卫星边缘波束新用户接入的情况。如图3所示，边缘波束a此时有一个新用户尝试接入，且边缘波束a仍有空余信道。此时首先考察波束a的剩余信道状况，若存在预留信道，则将预留信道分配给新用户；若边缘波束a无预留信道，则分配一空余信道f2给新用户，假设信道f2不会对周边用户造成同频干扰，则新用户使用信道f2进行通信，并在边缘波束C、e中预留信道f2，以待当新用户接入边缘波束C、e后，优先使用预留信道f2。
[0043]对于同步卫星边缘波束用户结束通信释放信道的情况。在图3所示的小区模型中，边缘波束a此时有一用户结束通信，欲释放信道f\。此时首先考察波束C、e中信道的使用情况，若波束c、e中信道处于空闲状态(即信道仍处于预留状态，在这一时刻没有用户接入使用)，则波束a、C、e同时释放信道，等待重新分配；若波束C、e中至少存在一个波束正在使用信道，则在波束a中解除用户对信道的占用后，信道仍保持预留状态，当新用户接入边缘波束a后，优先使用信道f\。
[0044]对于同步卫星边缘波束新用户接入的情况。边缘波束a此时用户较多，边缘波束a的信道资源全部被分配，仍有一个用户尝试接入，此时根据待接入边缘波束a的地理位置确定信道借用及共享规则。
[0045]若新用户位于边缘波束a与中心波束重叠覆盖区域，假设中心波束存在空余信道，则此时边缘波束a向中心波束借用信道并分配给新用户使用(因为中心波束与边缘波束使用不同的频段，故不考虑干扰影响)。当用户结束通信，则释放信道并归还给中心波束。
[0046]若新用户位于边缘波束a与边缘波束b重叠覆盖区域。假设边缘波束b接入用户比较少，存在空余信道，则此时边缘波束a向波束b借用信道，若信道对于新用户周围的UE不造成同频干扰，则将信道直接分配给新用户使用，通信结束后释放信道并归还给边缘波束b ;若信道对新用户附近的UE1造成同频干扰，即此时UE1在占用波束a中的信道进行通信。此时，边缘波束a与边缘波束b均使用信道协作为新用户及UE1通信，即新用户及UE1分别在不同时隙接收数据，这样可以减少同频干扰带来的影响，并在一定程度上提高频谱利用率。
[0047]若新用户位于边缘波束a的中心区域。则在新用户周围寻找一 UE(可以为地理位置上距离该新用户最近的UE)，假设为寻找得到的UE1正在占用信道进行通信，此时，边缘波束利用信道，通过不同时隙分别传输新用户及UE1的数据信息，在减少同频干扰的基础上为两个用户提供通信信道。其中，边缘波束的中心区域为该边缘波束不与其他波束的覆盖区域相重复的区域。
[0048]本发明实施方式提供的信道借用方法，按照信道共享原则，邻区波束通过相同信道，根据不同时隙向共用信道的UE协作传输数据，无需降低本小区在使用所借信道上的功率、限制周边小区使用所借信道就可以有效避免同频干扰问题。此外，本发明利用卫星通信系统各边缘波束资源相同这一特点，并针对信道借用时可能产生的同频干扰情况进行了优化，进而提高了信道利用率，使整个系统的频率复用因子近似为I。
[0049]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【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: Si:统计当前边缘波束的空余信道数及预留信道数，并判断当前新接入的用户相对所述当前边缘波束的位置； S2:根据所述当前边缘波束的空余信道数以及预留信道数，优先将预留信道分配给所述用户，若所述当前边缘波束无预留信道，则将所述当前边缘波束的空余信道分配给所述用户； S3:若所述当前边缘波束中无空余信道，则根据所述用户相对所述当前边缘波束的位置进行信道借用； S4:定期执行步骤SI至S3。
2.根据权利要求1所述的一种信道借用方法，其特征在于，步骤S2具体包括: 统计当前边缘波束的预留信道数，若存在预留信道，则将预留信道分配给所述用户使用；若无预留信道，且所述当前边缘波束存在空余信道，则分配空余信道给所述用户使用，若所述分配的空余信道不造成同频干扰，则在对应边缘波束预留相应的信道，所述对应边缘波束为与所述当前边缘波束间隔一个波束位置的边缘波束。
3.根据权利要求2所述的一种信道借用方法，其特征在于，当所述用户结束通信时，统计所述对应边缘波束的信道使用状况，若所述相应的信道均处于空闲状态，则释放所述分配得到的空余信道，并解除所述相应的信道的预留状态；若所述相应的信道处于占用状态，则将所述分配得到的空余信道转换为预留状态。
4.根据权利要求3所述的一种信道借用方法，其特征在于，步骤S3具体包括: 若所述用户处于所述当前边缘波束与中心波束共同覆盖的区域，则所述当前边缘波束向中心波束借用信道分配给所述用户，并在中心波束中将所借用的信道锁定，当所述用户结束使用并将所借用的信道返还给中心波束后，解除所借用的信道的锁定； 若所述用户处于所述当前边缘波束与邻区边缘波束共同覆盖的区域，则向邻区边缘波束借用信道，若所借用的信道不产生同频干扰，则将所借用的信道分配给所述用户使用；若引起同频干扰，即当前边缘波束存在另外的用户正在使用所借用的信道，则所述当前边缘波束与邻区边缘波束通过所借用的信道，以不同时隙作为区分，分别为所述用户以及所述另外的用户传输数据； 若所述用户处于当前边缘波束覆盖的中心区域，则在所述用户邻近的区域寻找相邻用户，以使所述用户与所述相邻用户共享信道，并分别通过不同时隙传输数据。
5.根据权利要求4所述的一种信道借用方法，其特征在于，若所述用户处于当前边缘波束覆盖的中心区域，则优先寻找正在通信的相邻用户，以使所述用户与所述寻找得到的相邻用户共享信道，并分别通过不同时隙传输数据。
6.根据权利要求4所述的一种信道借用方法，其特征在于，若所述用户处于所述当前边缘波束与邻区边缘波束共同覆盖的区域，且邻区边缘波束无空余信道，则所述用户与相邻且正在通信的用户共享信道，并通过不同时隙传输数据。
【文档编号】H04W16/06GK103906069SQ201410065352
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】崔琪楣, 陶小峰, 李左琳, 宋恒国 申请人:北京邮电大学