专利名称：ad hoc网络中的呼叫接入控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及ad hoc网络的呼叫接入控制(call admission control)。
背景技术：
ad hoc无线网络是公知的，其中，节点随着时间的过去而加入和离开网络。这些节点例如可以形成Bluetooth或WiFi网络，尽管许多其它可应用的网络架构和信号传送协议在本领域也是已知的。这些节点可以包括个人移动电信装置、个人数字助理、远程传感器以及许多其它装置。T.S.Rappaport在2002年的Parson Education International，2ndedition“Wireless Communications，Principles and Practice”中提供了对adhoc网络的综述。
ad hoc网络不需要具有任何永久性固定基础结构，因而，网络功能必须按分布式方式在网络节点之间协调。呼叫可以通过相邻节点之间的接续无线链路，根据称为多跳(multi-hop)的处理而转发通过ad hoc网络。每一个节点都充当路由器并且向相邻节点转发呼叫数据，直至其最终目的地。这与常规蜂窝无线网络形成对比，在常规蜂窝无线网络中，每一个移动装置都直接与基站通信，基站控制所有发送和择路功能。
ad hoc网络的一个特征是它们的功率控制、呼叫接入控制、网络拓扑以及择路算法之间的关系。每一个节点都具有有限的发送功率容量，因而，如果几个呼叫被择路通过该节点，则需要在它们之间共享功率。如果一特定节点处理太多的呼叫，则可用功率可能不足以提供在相邻节点之间的链路上的可接受信干噪比(SINR)。功率控制和择路算法被设置成，尝试针对ad hoc网络的节点之间的所有链路维持可接受的SINR。
呼叫接入控制机制确定新节点是否可以接入到网络中，例如，接入来自想要加入网络的移动装置的新呼叫。希望接入尽可能多的用户，同时最小化因接入新用户而导致的额外同信道干扰所造成的针对现有呼叫的SINR的任何减小。接入判定基于针对SINR的几个因子，包括可用无线电资源、可用时间和频率信道、发送功率、针对接入点的可接入性以及网络的节点之间的可接受链路质量。
在针对功率控制的早期工作中，提出了利用集中控制系统来平衡所有无线电链路的SINR。请参阅J.M.Aein，“Power balancing in systemsreemploying frequency reuse”，COMSAT Tech.Rev.，pp.277-299，1973。然而，针对功率控制的后期工作提出了分布在网络节点之间的SINR平衡算法——参见G.J.Foschini and Z.Milj anic，“A Simple DistributedAutonomous Power Control Algorithm and its Convergence”，IEEETransactions on Vehicular Technology，Vol.42，No.4，November 1993。另外，请参阅J.Zander，“Distributed Co-channel Interference Control inCellular Radio Systems”，IEEE Transactions on Vehicular Technology，Vol.41，No.3，pp.305-311，August 1992。
针对这种所谓的以接入为中心的方法，使用同步或异步迭代方法的算法几何收敛至有限功率电平，以使在网络系统可按其所有功率约束都可得到满足的方式实行的情况下，网络中的所有用户链路满足要求的SINR阈值。然而，如果对于指定的SINR阈值没有可实行的功率分配，则该算法的迭代因网络的不可行性而发散。因此，需要有效的机制，以在早期阶段决定网络的节点是否可以同时服务于一组链路，并且新链路是否能够被接入已经可行的系统。尽管分布式功率控制方案比集中式功率控制方案更实用，但在动态网络环境下，这种方法可能需要去除一些现有呼叫，以便平衡针对其余现有呼叫的整体业务质量(QoS)需求。请参阅M.Andersin，Z.Rosberg and J.Zander，“Gradual removals in cellularradio networks”，Wireless Networks，vol.2，no.1，pp.27-43，(1996)。
在Bambos等人的一系列论文(1995年，2000年)中，引入了活动链路保护的概念，以便在新链路正接入网络的同时最小化当前活动链路的SINR的劣化。例如参见N.Bambos，S.C.Chen and G.J.Pottie，“Radiolink admission algorithms for wireless networks with power control andactive link quality protection”，in Proc.IEEE INFOCOM’95，Boston，MA，(1995)，另外参见N.Bambos，S.C.Chen and G.J.Pottie，“Channel accessalgorithms with active link protection for wireless communications networkswith power control”，IEEE/ACM Transactions on Networking 8(5)，pp.583-597，(2000)。
对于这种方法来说，试图形成针对网络的新链路的节点首先开始以较低功率进行发送。接着，针对该新链路的发送功率按δ＞1的因子逐渐增大，直到成功接入系统为止。响应于该新链路造成的增大的干扰，当前活动链路根据标准分布式功率控制算法更新它们的功率，但代替满足要求的SINR阈值，它们致力于也是δ＞1倍的增强SINR阈值目标。这样，现有链路在整个功率更新处理中保持活动，同时系统协商是否接入该新链路。如果新链路不能够被接纳，则它们简单地从网络退出，而不造成针对现有活动链路的QoS的任何下降。Bambos等人提出的算法(2000年)没有假定存在任何链路间通信、集中式计算系统乃至一次一个地接入链路。尽管这种方法消除了基于以接入为中心的功率控制的许多假定，但在网络拥塞与否时都自适应地调节δ的问题仍未解决。而且，对于被系统拒绝的新链路来说，退出系统之前等待的耗时量构成了功率资源的浪费，由此生成针对其它活动链路的不适当干扰。
M.Xiao，N.B.Shroff and E.K.P.Chong在“Distributed admissioncontrol for power-controlled cellular wireless systems”，IEEE/ACMTransactions on Networking，vol.9，no.6，pp.790-800，Dec.2001中提出了不同的方法。提出一种基于称为判别式的系统参数的呼叫接入控制(CAC)，该系统参数基于针对现有的可行网络系统的不等式约束矩阵来表征接入新链路的可行性。要接入的节点针对新链路最初以恒定功率电平操作，同时该方法测试其针对网络的可接入性。这种方法的一个缺点在于，其必需等到网络系统稳定下来以进行接入判定为止，或者必须在接入之前的迭代处理期间满足上限干扰准则。因而，在任一情况下都出现等待时段，而且如果新链路最终被网络拒绝，则对现有网络链路的功率电平产生了不必要的干扰。
提出了一种以接入为中心的功率控制，其中每一个入局呼叫(仅考虑上行链路)首先监测来自所有活动基站的导频音以便测量基站到移动站功率增益，该以接入为中心的功率控制捕获从基站到移动站的路径的功率损耗。参见M.Andersin，Z.Rosberg and J.Zander，“Gradual removalsin cellular radio networks”，Wireless Networks，vol.2，no.1，pp.27-43，(1996)。对于信道中的每一个现有移动站到基站上行链路来说，该算法假定将接收器的热噪声电平和发送器的功率电平通知给所有其它上行链路。在接收到这个信息时，所有上行链路接着可以计算所需功率电平，以满足SINR阈值，或者直到违反上行链路的最大功率约束为止，在该情况下，拒绝新呼叫。这里，该方法假定每次仅一个新呼叫在尝试接入，并且假定可以获取针对现有的可行系统的全局信息。Grandhi等人的研究(1993年)表明，如果针对全局链路增益矩阵的信息可用，即，针对所有链路的增益已知，并且通过忽略白噪声因子，则可以确定最大可实现信干比(SIR)，并且假设其大于阈值要求，则存在针对所有功率约束的可行方案。请参阅S.A.Grandhi，R.Vijayan，D.J.Goodman and J.Zander，“Centralized power control in cellular radio systems”，IEEE Transactions onVehicular Technology，42(4)，pp.466-468，(1993)——下文中，称为“Grandhi(1993)”。
发明内容
本发明试图提供针对网络的呼叫接入控制，其中，在前述全局链路增益信息不可用时可以进行对最大可实现SIR的预测。
广泛地说，本发明提供了一种控制入局节点接入网络的方法，在所述网络中，通过无线链路在该网络的节点之间发生通信，所述方法包括以下步骤 监测步骤，该监测步骤监测所述网络中的发送方节点的发送，以提供与所述发送方节点各自的位置相对应的位置数据； 模拟位置数据提供步骤，该模拟位置数据提供步骤基于针对所述发送方节点的所述位置数据，提供与所述网络中的通过所述链路接收来自所述发送方节点中的相应发送方节点的发送的接收方节点的位置相对应的模拟位置数据； 参数计算步骤，该参数计算步骤计算与在包括所述入局节点时为在所述网络中通过所述链路进行发送时的信号干扰关系的最大可实现值相对应的参数，作为针对所述发送方节点的所述位置数据和针对所述接收方节点的所述模拟位置数据的函数；以及 入局节点接入步骤，该入局节点接入步骤根据所述参数的值接入所述入局节点。
本方法可以在入局节点处执行，其不需要具有有关网络中的所有链路增益的全局信息。
可以在计算与所述信号干扰关系的所述最大可实现值相对应的所述参数之前，测试针对所述接收方节点的所述模拟位置数据的准确度。这种测试可以通过计算在没有所述入局节点的情况下为在所述网络中通过所述链路进行发送时的所述信号干扰关系的测试最大可实现值，作为针对所述发送方节点的所述位置数据和针对所述接收方节点的所述模拟位置数据的函数，并且确定计算出的所述信号干扰关系的所述测试最大可实现值是否具有对应于可行网络的值来完成。
在所述信号干扰关系的所述测试最大可实现值不对应于可行网络的情况下，可以重新模拟与接收方节点的位置相对应的位置数据。
可以通过假定与各个被监测的发送方节点相对应的接收方节点的位置在包围相应发送方节点的预定区域内的基本上随机的位置处，来提供针对所述接收方节点的所述模拟位置数据。所述预定区域可以对应于居中于所述相应发送方节点的圆形区域。
如果计算出的在包括所述入局节点时为在所述网络中通过所述链路进行发送时的所述信号干扰关系的所述最大可实现值取针对预定接入值的预定关系，则可以将所述入局节点接入所述网络。
可以多次计算所述信号干扰关系的所述最大可实现值，以提供所述最大可实现值的多个计算值，从而可以形成所述多个计算值的平均值，并且将该平均值与所述接入值进行比较。
本发明还包括被设置成执行前述方法的无线节点和用于执行该方法的计算机程序。
参照下面通过例示性实施例给出的对本发明实施方式的描述以及附图，将清楚本发明的特征和优点，在附图中 图1是ad hoc无线网络的示意性例示图； 图2是图1所示网络中的节点的发送/接收电路的示意性框图； 图3是图2中所示的控制器执行的处理的示意图；以及 图4是根据本发明的接入控制处理的框图。
具体实施例方式 1、网络概况 参照图1，无线网络1包括多个发送/接收无线节点n1、n2、n3、n4、n5等，这些节点可以在按发送节点操作时的功率电平P部分地确定的发送范围内彼此通信。在图1中，可以在节点n2与节点n3之间建立用于信号通信的传送路径，作为通过节点n1中转的多跳。相邻节点之间的发送路径构成链路，对于该链路来说，两个节点中的一个节点充当发送方节点s，而另一节点操作为接收方节点r。一般来说，在网络1中存在M-1条链路。这些链路可以是双向的，以在相邻节点n之间提供上行链路和下行链路。因而，节点n2与n3之间的通信通过图1中的链路m1和m2经由节点n1而进行。
网络1是其中节点n随着时间的过去而加入和离开网络的ad hoc网络。节点n例如可以形成Bluetooth或WiFi网络，尽管许多其它可应用的网络架构和信号传送协议对本领域技术人员也是已知的。这些节点可以包括个人移动电信装置、个人数字助理、远程传感器以及许多其它装置。在图1的实施例中，节点n3充当针对网络的接入点，以允许例如通过常规陆基电信网络2，将信号择路到网络和对来自网络的信号进行择路。
图2是多个节点n中的一个节点的网络通信电路构成的示意性例示图，应当明白，其它节点包括对应的电路和接入控制软件。节点n包括天线3以及相关联的射束形成电路4，射束形成电路4控制天线3的定向模式的取向。接收器5被设置成接收来自下行链路m的数据信号，而发送器6将数据信号馈送至天线3以在上行链路M上进行发送。节点可以在可按频率和/或时间分割的不同信道中处理多个数据信号流。射束形成电路4和发送器的操作通过控制器7来控制。
控制器7包括可操作以运行如下更详细描述的控制和连接-CAC算法的处理器和关联存储器。控制器7还运行功率控制算法，用于控制节点的发送功率P和由该节点处理的链路m的各个不同信道之间的功率分布，以实现针对单独链路的令人满意的SINR。利用本地干扰测量而运行的分布式自主功率控制算法的细节，可以在G.J.Foshini and Z.Miljanic，“Asimple distributed autonomous power control algorithm and itsconvergence”，IEEE Transactions on Vehicular Technology，vol 42，pp.641-646，1993中找到。因而，网络中的节点各自使用这种算法来调节它们的发送功率。然而，对于网络来说，可能达到饱和点，在该饱和点处，增大节点n的功率P不能改进其SINR和关联业务质量(QoS)。在这种情况下，网络1变为不合适。
对于节点n1来说，图2的电路充当转发器，以接收来自节点n2的信号并且将它们发送至在节点n2的发送范围之外的节点n3。通过天线3从节点n2接收信号并将接收到的信号传递至接收器5。将接收到的信号传递至发送器6，以通过天线3将该信号发送至节点n3。
对于节点n2来说，图2的电路充当针对链路ml的双工头端。
这个实施例中的节点n5构成将通过开通到节点n1的链路m3来尝试加入网络1的入局节点。这将创建总计M条链路。开通链路m3的可实行性根据节点n5的控制器7所运行的CAC算法来判断，下面将对其进行更详细的说明。
当网络在操作时，每一个节点n处理的来自相应链路的信号被充当噪声的其它链路上的信号所劣化。例如考虑节点n1的操作，它接收来自n2的信号，并将它们发送至节点n3。节点nl还接收来自范围内的其它网络节点(如图1中所示的节点n4和n5)的不需要的信号。这些不需要的信号在节点n1处对从节点n2接收到的信号产生干扰，这可以根据前述SIR来测量，或者如果考虑由诸如白噪声的外部或内部噪声造成的劣化则根据SINR来测量。
2、基本网络模型 在ad hoc网络中，诸如n的节点随着时间的过去而加入和离开网络1。下面的讨论考虑具有M-1对活动并发通信(所谓的活动链路，其中M＞1)的ad hoc网络系统。每一条通信链路都包括接收方节点和发送方节点，并且在不损失一般性的情况下，存在向接收方节点子集R＝{r1、r2、...、rM-1}发送数据包的另一发送方节点子集S＝{s1、s2、...、sM-1}。下面的分析涉及其中发送方节点si向接收方节点ri进行发送的下行链路。在这种动态环境下的功率控制的目的在于确保所有通信对实现超过要求阈值的SINR。
下面，考虑其中由M表示的新入局链路想要加入具有M-1条链路的网络1的情况。例如，节点n5可能想要接入网络1并且开通与节点n1的链路m3。在这种情况下，节点n5希望确定在其接入网络时将联合实现的最大可实现SIR。
将
表示为第ri个接收方节点与第si个发送方节点之间的通信链路的增益 其中，
是衰减因子，x、y、z表示网络1中的三维坐标位置，而下标ri和si分别表示接收方节点和发送方节点。参数v是表示链路的传播路径损耗的常量。假定
(1≤i≤M)是独立的log正态同分布的随机变量，其期望值为0dB，log方差为σ2。范围在4-10dB的σ的值和范围在3-5的传播常量v通常提供针对城市传播的良好模型——参见W.C.Y.Lee，Mobile Cellular Telecommunication Systems，McGraw Hill Publications，NewYork，1989。
一般来说，假定在接入新节点时，在扩大的系统中存在M对干扰节点，可以将第ri个接收方节点的SINR表示为 其中，
是发送方节点si的发送功率，ηη＞0是由节点ri检测到的白噪声。对于每一个接收方节点ri来说，假定存在表示它必须支持以便成功操作的接收方节点ri最小业务质量(QoS)的由γ∞＞0表示的公共SINR或SIR阈值要求。根据上述讨论，可以得到 采用矩阵格式，关系(2.1)和(2.2)可以表达为 (I-F)P≥Θ，P＞0 其中，F＝(Fij)是在i＝j时项Fij＝0而在i≠j时项的矩阵，1≤i，j≤M。利用Perron-Frobenius定理可以表明，如果F的谱半径位于半径为1的单位圆内，则，(I-F)可逆并且存在唯一解 P*＝(I-F)-1Θ＞0 然而，为了获得唯一解P*，需要获取针对链路增益矩阵的全局信息。为了获取这种信息，需要确定网络的各个单独链路的增益，这又需要与网络中的所有相关发送方节点和接收方节点的位置有关的信息。当尝试接入网络1时，这种信息对于诸如n5的节点是不可获得的。
3、收敛SIR预测 根据本发明，使用另一种方法来估计F的矩阵特性，并且预测针对所有活动链路的最大可实现SIR，以使可以在针对入局节点的新链路抵达网络时测试可行性条件(2.2)。通过从等式(2.1)中的SINR的定义中忽略白噪声因子，可以将节点ri的
定义为 1≤i≤M，其中，
是发送方节点发送功率。还应注意到，通过比较(2.1)和(3.1)，得到下面的不等式 其中，SIR值构成针对所有接收方节点ri的SINR的上限准则。
为了求出公用于所有链路的最大可实现SIR，构造M×M维不可约非负矩阵A＝(Aij)，使得i＝j时Aij＝0，而i≠j时1≤i，j≤M。
等式(3.1)可以写为本征系(eigensystem) AP＝ΛP 其中， 上述Grandhi等人(1993)考虑了包括具有本征值
的M×M维不可约非负矩阵的矩阵A。
Grandhi表明，对于对应本征向量P*具有严格正项的本征值来说，存在唯一的SIR值γM*，这是针对所有链路的最大可实现或实际SIR值，其可以利用作为发送器功率向量的P*表达为以在该系统中实现γM*。
对于利用根据等式(3.1)的SIR测量的名义(notional)集中式功率控制(CPC)方案来说，名义中央控制器可以获取矩阵A的知识，即，所有活动链路中的信号强度的知识。接着，利用Grandhi的方法，可以计算该系统中的所有链路的最大可实现SIR值γM*，并且还可以计算发送器功率P*，以便获得网络系统中的γM*。
然而，希望与网络1形成新链路M的新到节点对没有这种与在网络中组成活动链路M-1的节点的位置有关的全局信息。因而，新到节点不能得到矩阵A的知识，因为这需要链路增益G的知识，而这又需要节点的位置的知识——参见等式(2.0)和(2.1)。
根据本发明，通过建立CPC方案的模拟来展开真实矩阵A的近似。这种模拟在此被称为准集中式功率控制(QCPC)方案，并且被设置成根据算法模拟来预测网络中的实际最大可实现SIR。QCPC模拟可以通过试图接入网络的节点n来运行。如果预测的SIR值大于阈值要求，并且假定产生的判断误差足够小，则由新节点对限定的新链路将被接入到网络中。接着，所有现有活动链路响应于该新节点根据某些分布式功率控制算法来自主调节它们的功率电平。
4、呼叫接入控制机制 对于试图接入网络的诸如节点n5的节点来说，为了建立与链路M相对应的链路，例如，链路m3，进行下面的假定 (i)可以由新链路M的入局节点确定活动链路M-1的数量。
(ii)所有发送方节点获知它们周围的同信道发送方节点位置的位置，即，已知针对所有i的3维坐标
应注意到，可以利用射束形成技术或者利用后面更详细描述的智能天线来确定(i)和(ii)。然而，入局节点不能获知针对活动链路M-1的接收方节点的位置。
(iii)可以测量入局接收方节点与其它活动发送方节点之间的链路增益
(1≤j≤M)。实际上，这可以通过要求所有发送方节点发送恒定功率导频音来实现，这在典型的蜂窝系统中是常用手段。
(iv)每一个节点的无线电覆盖范围具有已知半径R0。
基于这些假定，针对新链路M的新入局接收方节点可以测量
j≠M。
新发送方节点不知道活动接收方节点的精确位置(仅可以测量累积干扰)，但根据本发明，接收方节点的位置可以通过假定各接收方节点各向同性(即，基本随机地)设置在环绕其相应的针对所有这种节点都具有公共半径R0的发送方节点的球内的位置处来模拟。由此，可以根据半径R0的球内的一致空间分布来近似等式(2.0)中使用的前一(x，y，z)位置。基于这种信息，试图接入以建立新链路M的节点可以构造M×M维矩阵A＝(Aij)，使得i≠j时而i＝j时Aij＝0。利用上述Grandhi等人(1993)的方法，并且通过执行对活动接收方节点相对于它们的发送方节点的位置的模拟，针对新链路M的入局节点n可以决定是否将本身接入现有网络。
为此，QCPC模拟链路增益矩阵A被定义为 其中，k是采样整数，其中，k≤N，并且 使得在半径R0的球内随机定位坐标
对于i≠j，i≠M来说，使其中， QCPC模拟链路增益矩阵可以用于预测SIR并且改进在呼叫接入控制中的判决。在没有预测的情况下，呼叫首先被接入，并且或者继续被服务或者在等待时段之后的随后时刻被拒绝。借助于SIR预测，接入判定可以由新节点恰好在抵达网络的位置时进行。
下面，参照图3和4进行更详细的说明，图3和4分别例示了图2中所示的控制器7运行的处理和在呼叫接入控制处理中执行的步骤。在这个实施例中，通过试图接入网络的节点n5的控制器7运行的算法来执行控制接入控制系统。
参照图3，控制器7运行主控制处理8，该主控制处理8控制供控制接入例程使用的多个辅助处理的实现。这些辅助处理包括响应于来自接收器5的数据获得与活动接收方节点的位置相对应的位置数据的接收方节点监测处理9。接收方位置数据模拟处理10利用该位置数据和下面更详细讨论的一些假定来模拟与接收方节点的位置相对应的数据。链路增益矩阵处理11利用来自处理9、10的数据构造等式(4.2)的QCPC模拟链路增益矩阵A。SIR处理12根据由矩阵处理11获得的矩阵来计算SIR的最大可实现值。主处理8比较SIR值和基准值，以判断该节点的接入是否可行。
图4例示了接入过程，该接入过程开始于步骤S.01。针对希望接入网络的新链路M(在这个实施例中，为链路m3)，定义SINR阈值γ∞。
在步骤S.01，节点n5确定在网络1内有多少对节点在操作。为此，图2中的控制器7驱动射束形成电路4，来定位来自网络中的单个活动节点n的发送的方向和增益
。所得数据被接收器5收集并馈送至控制器7。接着，控制器7根据这个数据来计算针对网络的M-1个发送方节点的位置。
在步骤S.03，初始化计数参数k。
接着，在步骤S.04，模拟M-1个接收方节点的位置。这通过利用上述随机分布假设模拟接收方节点的可能位置来执行，即，假定每一个接收方节点位于围绕其相应发送方节点的具有公共半径R0的球内的位置处。如下所述，针对准确度对这种初始随机分布进行测试，并且如果需要，则按连续尝试来更新，直到实现足够准确的模拟为止。
在步骤S.05，利用与发送方节点的位置和针对M-1条链路的接收方节点的模拟位置相对应的数据并且还利用针对链路M的节点的位置来构造M×M维的QCPC模拟链路增益矩阵A。根据等式(4.1)构造矩阵A。
接着，在步骤S.06，为了减小差错率，并且获知M-1个发送方节点的实际位置，入局节点的控制器7利用维数为(M-1)×(M-1)的减小矩阵A来计算M-1条链路的现有可行网络的最大可实现SIR值
这利用上述Grandhi等人(1993)的方法来执行。
假定M-1条链路的现有网络1在操作中，由此对于SIR阈值γ∞是可行的。如果计算出的最大可实现SIR值的值则因为模拟表示网络不可行(其实际上不是这种情况)，所以针对包含M-1对节点的现有可行系统的模拟接收方-发送方位置不够准确。在步骤S.07，通过确定是否成立来测试模拟的准确度，在的情况下，处理返回至步骤S.04。接着，利用前述各向同性径向模型设置一组更新的接收方节点位置，并且重复处理步骤S.04-S.06。重复这个处理本身直到获得节点位置的足够准确的模拟为止，如在步骤S.07测试的。
如果模拟足够准确，则在步骤S.08根据先前讨论的Grandhi等人(1993)的方法，利用M×M维矩阵A来计算M条链路的扩展网络的最大可实现SIR值
在步骤S.08递增参数k，并且重复处理N次，直到在步骤S.09确定k＝N为止，其中，N是模拟试验的总数。
这生成了涉及M对通信节点的预测公共SIR值的序列Γ。接着，比较这些预测值的频率分析和对应于针对要加入网络的新链路M的可接受概率测量的预定阈值α∈(0，1)。更详细来说 并且通过将γ∞表示为新链路必须实现以便接入到现有可行系统中的要求阈值，由此得到，如果 P(Γ≥γ∞)≥α(4.2) 其中 使得
则新链路被允许接入系统。在步骤S.10测试这种关系。如果关系成立，则在步骤S.11，控制器7指令发送器6开通链路，以使发送器6从这个实施例中的节点n5起在链路m3上开始发送。如果关系(4.2)不成立，则在步骤S.11立即拒绝该新链路。
如果节点n5被接入网络1，则由支持扩展网络的全部M条链路的所有节点n的控制器7运行的功率控制算法调节链路之间的功率分布，以使可以通过新接入的链路m3发送数据。
因而，根据前述，应当明白，入局节点不具有与已经可行网络中的所有其它链路增益有关的任何全局信息。而相反，基于与发送方节点相对于接收方节点的相对位置有关的一些适度假定，预测在被接入的情况下网络的实际最大可实现SIR。为了实现相对于真实SIR进行准确预测(或低判决误差)的高概率性，首先执行一系列模拟研究，以导出其它现有接收方节点相对于它们的发送方节点位置的位置。基于这种信息，对于每一种拓扑情况，接着构造准集中式功率控制(QCPC)方案，接着计算最大可实现SIR值。利用SIR预测器方案并且基于关于阈值要求的一些概率测量，新节点接着可以进行关于是否应当接入网络的即时判定。通过实现这种方案，新呼叫因其试图预测将由扩大系统中的所有链路(新链路和现有链路)共享的最大可实现SIR值，而对现有呼叫造成较少干扰。而且，该方案足够灵活，以考虑万一新呼叫被接纳，可以怎样实现针对所有现有链路的功率电平更新。
在此应注意到，虽然上面描述了本发明的实施例，但在不脱离如所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以对上述实施例构建多种变型例和修改例。本领域技术人员将认识到针对上述实施例的修改例。
权利要求
1、一种控制入局节点接入网络的方法，在所述网络中，通过无线链路在该网络的节点之间发生通信，所述方法包括以下步骤
监测步骤，该监测步骤监测所述网络中的发送方节点的发送，以提供与所述发送方节点各自的位置相对应的位置数据；
模拟位置数据提供步骤，该模拟位置数据提供步骤基于针对所述发送方节点的所述位置数据，提供与所述网络中的通过所述链路接收来自所述发送方节点中的相应发送方节点的发送的接收方节点的位置相对应的模拟位置数据；
参数计算步骤，该参数计算步骤计算与在包括所述入局节点时为在所述网络中通过所述链路进行发送时的信号干扰关系的最大可实现值相对应的参数，作为针对所述发送方节点的所述位置数据和针对所述接收方节点的所述模拟数据的函数；以及
入局节点接入步骤，该入局节点接入步骤根据所述参数的值接入所述入局节点。
2、根据权利要求1所述的方法，所述方法在所述入局节点处执行。
3、根据权利要求1或2所述的方法，所述方法包括测试步骤，该测试步骤在计算与所述信号干扰关系的所述最大可实现值相对应的所述参数的值之前，测试针对所述接收方节点的所述模拟位置数据的准确度。
4、根据权利要求3所述的方法，其中，所述测试步骤包括以下步骤计算在没有所述入局节点的情况下为在所述网络中通过所述链路进行发送时的所述信号干扰关系的测试最大可实现值，作为针对所述发送方节点的所述位置数据和针对所述接收方节点的所述模拟位置数据的函数，并且确定计算出的所述关系的所述测试最大可实现值是否是与可行网络对应的值。
5、根据权利要求4所述的方法，所述方法包括以下步骤在所述信号干扰关系的所述测试最大可实现值不对应于可行网络的情况下，提供与接收方节点的位置相对应的重新模拟位置数据。
6、根据任一前述权利要求所述的方法，其中，通过假定与每一个被监测的发送方节点相对应的接收方节点的位置在包围相应发送方节点的预定区域内的基本上随机的位置处，来提供所述模拟位置数据。
7、根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定区域对应于居中于所述相应发送方节点的圆形区域。
8、根据任一前述权利要求所述的方法，所述方法包括以下步骤如果计算出的在包括所述入局节点时为在所述网络中通过所述链路进行发送时的所述信号干扰关系的所述最大可实现值取针对预定接入值的预定关系，则接入所述入局节点。
9、根据权利要求8所述的方法，所述方法包括以下步骤多次计算在包括所述入局节点时为在所述网络中通过所述链路进行发送时的所述信号干扰关系的所述最大可实现值以提供所述最大可实现值的多个计算值；形成所述多个计算值的平均值；以及比较所述平均值与所述接入值。
10、根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述参数计算步骤包括以下步骤利用所述发送方位置数据和针对所述接收方节点的所述模拟位置数据，针对所述网络的相应链路以所述发送方节点与所述接收方节点之间的距离的函数来计算链路增益，从而构造针对所述网络中的节点的链路增益矩阵。
11、根据权利要求10所述的方法，所述方法包括以下步骤根据所述链路增益矩阵，导出与为通过所述链路进行发送的信号干扰关系的所述最大可实现值相对应的所述参数的值。
12、一种无线节点，该无线节点被设置成执行如任一前述权利要求所述的方法。
13、一种用于无线节点的控制器，所述无线节点被设置成执行如权利要求1到12中的任一项所述的方法。
14、一种具有呼叫接入控制的无线节点，该呼叫接入控制用于对该无线节点作为入局节点接入到网络进行控制，在所述网络中，通过无线链路在节点之间发生通信，所述无线节点包括
监测装置，该监测装置被设置成，监测所述网络中的发送方节点的发送，以提供与所述发送方节点各自的位置相对应的位置数据；
接收方位置模拟装置，该接收方位置模拟装置用于基于针对所述发送方节点的所述位置数据，提供与所述网络中的通过所述链路接收来自所述发送方节点中的相应发送方节点的发送的接收方节点的位置相对应的模拟位置数据；
处理器装置，该处理器装置用于计算与在包括所述入局节点时为在所述网络中通过所述链路进行发送时的信号干扰关系的最大可实现值相对应的参数，作为针对所述发送方节点的所述位置数据和针对所述接收方节点的所述模拟数据的函数；以及
接入装置，该接入装置用于根据所述参数的值接入所述入局节点。
15、根据权利要求14所述的无线节点，所述无线节点包括测试装置，该测试装置可操作以在计算与所述信号干扰关系的所述最大可实现值相对应的所述参数之前测试针对所述接收方节点的所述模拟位置数据的准确度。
16、根据权利要求15所述的无线节点，其中，所述测试装置可操作以计算在没有所述入局节点的情况下为在所述网络中通过所述链路进行发送时的所述信号干扰关系的测试最大可实现值，作为针对所述发送方节点的所述位置数据和针对所述接收方节点的所述模拟位置数据的函数，并且确定计算出的所述信号干扰关系的所述测试最大可实现值是否是与可行网络对应的值。
17、根据权利要求16所述的无线节点，其中，所述接收方位置模拟装置被设置成，在所述信号干扰关系的所述测试最大可实现值不对应于可行网络的情况下，提供与接收方节点的位置相对应的重新模拟位置数据。
18、根据权利要求14到17中的任一项所述的无线节点，其中，所述接收方位置模拟装置被设置成，将与各个被监测的所述发送方节点相对应的接收方节点的位置模拟在包围相应发送方节点的预定区域内的基本上随机的位置处。
19、根据权利要求18所述的无线节点，其中，所述预定区域对应于居中于所述相应发送方节点的圆形区域。
20、根据权利要求14到19中的任一项所述的无线节点，其中，所述接入装置被设置成，如果计算出的在包括所述入局节点时为在所述网络中通过所述链路进行发送的所述信号干扰关系的所述最大可实现值取针对预定接入值的预定关系，则接入所述入局节点。
21、根据权利要求20所述的无线节点，其中，所述处理器装置可操作以多次计算在包括所述入局节点时为在所述网络中通过所述链路进行发送时的所述信号干扰关系的所述最大可实现值，以提供所述最大可实现值的多个计算值，并且形成所述多个计算值的平均值，并且所述接入装置可操作以比较所述平均值与所述接入值。
22、根据权利要求14到21中的任一项所述的无线节点，所述无线节点包括天线、用于控制所述天线的定向模式的射束形成电路、耦合至所述天线的发送器和接收器，以及耦合至所述天线、所述射束形成电路、所述发送器以及所述接收器的控制器。
23、根据权利要求14到22中的任一项所述的无线节点，其中，所述处理器装置被设置成根据以下步骤来计算所述参数
利用所述发送方位置数据和针对所述接收方节点的所述模拟位置数据，针对所述网络的相应链路以所述发送方节点与所述接收方节点之间的距离为函数来计算链路增益，从而构造针对所述网络中的节点的链路增益矩阵；和
根据所述链路增益矩阵导出所述参数的值。
24、一种计算机程序，该计算机程序由无线节点中的数据处理器运行，以提供呼叫接入控制，所述计算机程序可操作以执行如权利要求1到11中的任一项所述的方法。
25、一种计算机程序产品，该计算机程序产品由无线节点中的处理器运行，所述处理器用于对所述无线节点作为入局节点接入到网络进行控制，在所述网络中，通过无线链路在节点之间发生通信，所述计算机程序被设置成
监测所述网络中的发送方节点的发送，以提供与所述发送方节点各自的位置相对应的位置数据；
基于针对所述发送方节点的所述位置数据，提供与所述网络中的通过所述链路接收来自所述发送方节点中的相应发送方节点的发送的接收方节点的位置相对应的模拟位置数据；
计算在包括所述入局节点时为在所述网络中通过所述链路进行发送时的信号干扰关系的最大可实现值，作为针对所述发送方节点的所述位置数据和针对所述接收方节点的所述模拟位置数据的函数；以及
根据计算出的所述信号干扰关系的所述最大可实现值，将所述入局节点信号接入至所述网络。
全文摘要
无线节点(n5)可以控制其作为入局节点向网络的接入，在所述网络中，通过无线链路(m)在节点(n1、n2、n3等)之间发生通信。入局节点(n5)监测网络中的发送方节点的发送，以提供与它们各自的位置相对应的位置数据。节点(n5)具有控制器(7)，该控制器(7)利用针对发送方节点的位置数据，求出与网络中的接收方节点的位置相对应的模拟位置数据。控制器利用针对发送方节点的位置数据和针对接收方节点的模拟位置数据来构造链路增益矩阵，并且处理所述矩阵以计算在所述入局被假定成已加入网络时针对该网络的信号干扰关系(SIR)的最大可实现值，并且如果所述最大值超过阈值则所述入局节点被接入所述网络。通过分析在不包括入局节点的情况下的链路增益矩阵，来测试模拟接收方位置数据的准确度。
文档编号H04L12/28GK101331713SQ200680047286
公开日2008年12月24日 申请日期2006年11月27日 优先权日2005年12月15日
发明者陈忠明, 沈茂林 申请人:英国电讯有限公司