专利名称：微型基站及网络资源分配方法
技术领域：
本发明关于一种微型基站及网络资源分配方法；详细而言，本发明所提供的微型基站及网络资源分配方法是利用微型基站的周边环境信息进行网络资源分配。
背景技术：
长久以来，在室内使用无线移动通讯网络往往会遇到收讯不良、传输速率过慢等问题。主要原因在于，高频无线信号在经过墙壁阻隔之后快速地衰退，所以使用者在室内便无法获得良好的信号品质。虽然市面上提供多种使用不同网络接口(例如无线高传真 (Wireless Fidelity ；Wi-Fi)及高速封包存取(High Speed Packet Access ；HSPA)的通信设备以解决前述问题，但却增加了使用者的成本。微型基站(Femtocell Base Station ； Femto-BS)便是被用来解决室内无线移动通讯网络的各种问题。由于微型基站属于蜂巢式系统，故能达到无缝式的换手(seamless handover)，藉此改善室内的通讯品质。由于使用者任意地布署微型基站，因此微型基站之间的距离可能极为靠近。这些彼此之间极为靠近的微型基站便称为共站的(co-located)微型基站。若同时有相当多的微型基站被布署于同一大型基站(Macrocell)的信号范围内，要将网络资源(例如无线资源)以正交的方式分配给微型基站有其难度，因为网络资源有限。于此情形下，这些共站的微型基站便须共同使用网络资源。然而，当共站的微型基站的密度很高时，如何分配网络资源便为一个棘手的问题。关于共站的微型基站的网络资源分配，传统技术是采用随机分配或平均分配的方式。随机分配的方式是指当一微型基站需使用网络资源时，便以随机的方式存取目前的可用网络资源单位。平均分配的方式则是指将全部的网络资源平均地方配给共站的微型基站。由于随机分配方式与平均分配的方式皆未考虑到个别微型基站的需求，因此网络资源无法被有效率地使用，且容易产生干扰的情形。综上所述，本发明所属技术领域仍亟需一种资源分配机制，以使网络资源被有效率地使用，并降低干扰的发生。
发明内容
为解决前述问题，本发明提供了一种微型基站(Femtocell Base Station ； Femto-BQ、网络资源分配方法、其电脑可读取记录媒体及其电脑程序产品。本发明所提供的微型基站，其具有多个邻近微型基站。所述微型基站及所述这些邻近微型基站属于一无线网络系统。所述微型基站包含一收发器(transceiver)及一处理器，其中所述处理器电性连接至所述收发器。所述收发器用以接收一讯框(frame)。所述处理器会根据所述讯框判断所述无线网络系统具有多个可用网络资源单位。所述处理器更会决定所述这些可用网络资源单位被所述微型基站及所述这些邻近微型基站使用且未产生干扰的一预期数目，其中，所述预期数目与所述这些可用网络资源单位的一总数及所述这些邻近微型基站的一总数相关。所述处理器更会根据所述预期数目，计算所述微型基站使用不同数目个所述这些可用网络资源单位的多个策略机率值。所述处理器更会根据所述这些策略机率值，计算所述这些可用网络资源单位中，所述微型基站能使用的一分配数目。本发明所提供的网络资源分配方法，其是适用于一微型基站。所述微型基站具有多个邻近微型基站，且所述微型基站及所述这些邻近微型基站属于一无线网络系统。所述网络资源分配方法包含以下步骤(a)令所述微型基站判断所述无线网络系统具有多个可用网络资源单位；(b)令所述微型基站决定所述这些可用网络资源单位被所述微型基站及所述这些邻近微型基站使用且未产生干扰的一预期数目，所述预期数目与所述这些可用网络资源单位的一总数及所述这些邻近微型基站的一总数相关；(c)令所述微型基站根据所述预期数目，计算所述微型基站使用不同数目个所述这些可用网络资源单位的多个策略机率值；以及(d)令所述微型基站根据所述这些策略机率值，计算所述这些可用网络资源单位中，所述微型基站能使用的一分配数目。本发明所提供的微型基站及其网络资源分配方法利用微型基站的周边环境信息 (例如可用网络资源单位的一总数及邻近微型基站的一总数)进行网络资源分配，因此使网络资源被有效率地使用，并降低干扰的发生。为让本发明的上述目的、技术特征和优点能更明显易懂，下文以较佳实施例配合所附图式进行详细说明。
图IA是描绘第一及第二实施例的无线网络系统的示意图； 图IB是描绘微型基站的内部元件示意图； 图IC是描绘一个符合正交分频多工技术的讯框的示意图；及图2是描绘第三实施例的网络资源分配方法的流程图。主要元件符号说明1无线网络系统
10讯框
11大型基站
13微型基站
15微型基站
17微型基站
19微型基站
131收发器
133处理器
具体实施例方式以下将通过实施例来解释本发明所提供的微型基站及网络资源分配方法。然而， 本发明的实施例并非用以限制本发明须在如实施例所述的任何环境、应用或方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以直接限制本发明。需说明者， 以下实施例及图示中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示。本发明的第一实施例为一无线网络系统1，其示意图是描绘于图IA中。无线网络系统1包含一大型基站(macrocell) 11及四个微型基站(Femtocell Base Station ； Femto-BS)13、15、17及19。大型基站11具有一信号范围11a，且微型基站13、15、17及19 皆被部署于大型基站11的信号范围Ila内。于此部署型态下，微型基站13、15、17及19为共站的(co-located)微型基站。须说明者，本发明未限制微型基站13、15、17及19的数目； 换言之，于其他实施态样中，无线网络系统可包含其它数目个微型基站。于本实施例中，微型基站13、15、17及19采用相同的网络资源分配方法。因此，以下将以微型基站13为主，进行详细的解说，而微型基站15、17及19的运作方式则可依此类推。如前所述，微型基站13、15、17及19为共站的微型基站，因此，对微型基站13而言，微型基站15、17及19为其邻近微型基站。图IB是描绘微型基站13的内部元件示意图。微型基站13包含一收发器 (transceiver) 131及一处理器133，且收发器131与处理器133电性连接。收发器131可为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知的各种收发器。处理器133可为本发明所属技术领域中具有通常知识者所熟知的各种处理器、中央处理装置(central processing unit)、微处理器或其它计算装置其中的任一种。收发器131会接收一讯框(frame)，处理器133则会根据此讯框判断无线网络系统1具有多个可用网络资源单位，并据此得知这些可用网络资源单位的一总数。以下将以参数Ma代表这些可用网络资源单位的总数。当无线网络系统1采用不同的编码技术时，可用网络资源单位将会随所采用的编码技术而有所不同。举例而言，倘若无线网络系统1采用于正交分频多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing ；OFDM)技术，则各可用网络资源单位为一讯框中的一资源区块 (resource block)。图IC是描绘一个符合正交分频多工技术的讯框10，其中，每一方格代表一资源区块，因此，每一个方格可视为本发明的网络资源单位。图IC中，每一黑色方格代表已被使用的网络资源单位，而每一白色方格则代表可用网络资源单位。但，倘若无线网络系统 1 是采用宽频多重分码存取(Wideband Code Division Multiple Access ；WCDMA)技术，则各可用网络资源单位为一分码比例。如何由所接收的讯框判断无线网络系统1有哪些可用网络资源单位的技术为本发明所属技术领域的通常知识，故不赘言。本发明的重点在于如何分配所述这些可用网络资源单位。另一方面，微型基站13会知悉其附近有哪些邻近微型基站。举例而言，处理器133 可根据收发器131所接收的信号的强弱，得知微型基站15、17及19为其邻近微型基站，并据此得知邻近微型基站的一总数(以变数N表示)。由此邻近微型基站的总数N，便可得知共站的微型基站的总数(以变数S表示)。具体而言，共站的微型基站的总数为邻近基站的总数加上1，数目1代表微型基站13本身。如何得知有哪些邻近基站为本发明所属技术领域的通常知识，亦不赘言。接着，处理器133便决定这些可用网络资源单位被微型基站13及其邻近微型基站 (亦即微型基站15、17及19)使用且未产生干扰的一预期数目，此预期数目与这些可用网络资源单位的总数Ma及这些邻近微型基站的总数N相关。由于预期数目与微型基站的总数N 相关，亦表示与共站的微型基站的总数S相关。举例而言，处理器133可利用这些可用网络资源单位的总数Ma及邻近微型基站的总数N，决定此预期数目。
之后，处理器133根据此预期数目，计算微型基站13使用不同数目个可用网络资源单位的多个策略机率值。为便于后续说明，所述这些策略机率值以ρ = ■[/^丨表示，其中，变数Ai的下标Is的值为1至Ma。换句话说，处理器133计算微型基站13使用1个可用网络资源单位的策略机率值P1、使用2个可用网络资源单位的策略机率值p2、...及使用Ma个可用网络资源单位的策略机率值Pi。需说明者，Pl、P2、...及/7Ma的和为1。处理器133再根
据这些策略机率值(亦即，P = IAj=Ip1,Λ,···,A^j),计算这些可用网络资源单位中，微
型基站13能使用的一分配数目。由上述说明可知，与先前技术相较，第一实施例的微型基站13的处理器133于计算其所使用的网络资源单位的分配数目时，至少考虑了二个周边环境信息(亦即，可用网络资源单位的总数Ma及所述这些邻近微型基站的总数)，因此能有效率地使用网络资源单位，且降低干扰的发生机率。本发明的第二实施例亦为无线网络系统1，第二实施例与第一实施例的差异在于微型基站13的处理器133如何分配可用网络资源单位，因此，以下仅描述二实施例的差异处。微型基站13于知悉邻近微型基站的总数N，且知悉无线网络系统1的可用网络资源单位的总数Ma后，便会据以进行后续的网络资源分配。具体而言，处理器133根据可用网络资源单位的总数Ma、邻近微型基站的总数N、策略机率值P = Wj= ^15jP2, ···, 」及可用网络资源单位的任一个仅被微型基站13及其邻近微型基站(亦即微型基站15、17及19) 其中一个使用的一机率值，决定预期数目。举例而言，处理器133可利用公式(1)决定此预期数目
MaS
权利要求
1.一种微型基站，具有多个邻近微型基站，所述微型基站及所述这些邻近微型基站属于一无线网络系统，所述微型基站包含一收发器，用以接收一讯框；以及一处理器，电性连接至所述收发器，且用以执行以下运作根据所述讯框判断所述无线网络系统具有多个可用网络资源单位，决定所述这些可用网络资源单位被所述微型基站及所述这些邻近微型基站使用且未产生干扰的一预期数目，所述预期数目与所述这些可用网络资源单位的一总数及所述这些邻近微型基站的一总数相关，根据所述预期数目，计算所述微型基站使用不同数目个所述这些可用网络资源单位的多个策略机率值，以及根据所述这些策略机率值，计算所述这些可用网络资源单位中，所述微型基站能使用的一分配数目。
2.如权利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述处理器利用所述这些可用网络资源单位的所述总数及所述这些邻近微型基站的所述总数，决定所述预期数目。
3.如权利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述处理器根据所述这些可用网络资源单位的所述总数、所述这些邻近微型基站的所述总数、所述这些策略机率值及所述这些可用网络资源单位的任一个仅被所述微型基站及所述这些邻近微型基站其中的一个使用的一机率值，决定所述预期数目。
4.如权利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述处理器自多个候选机率组合中，选出使所述预期数目最大化者，其中各所述多个候选机率组合包含多个机率值，所述处理器以使所述预期数目最大化的所述候选机率组合所包含的所述这些机率值作为所述这些策略机率值。
5.如权利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述处理器根据所述这些可用网络资源单位的任一个未被所述微型基站及所述这些邻近微型基站的任一个使用的一机率值、所述这些可用网络资源单位被所述微型基站及所述这些邻近微型基站中超过一个使用的一数目及所述这些可用网络资源单位未被所述微型基站及所述这些邻近微型基站的任一个使用的一数目，计算所述这些可用网络资源单位中，所述微型基站能使用的所述分配数目。
6.如权利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述收发器更自所述这些可用网络资源单位中，存取所述分配数目个可用网络资源单位。
7.如权利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述无线网络系统采用于正交分频多工技术，各所述可用网络资源单位为一讯框中的一资源区块。
8.如权利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述无线网络系统采用宽频多重分码存取技术，各所述可用网络资源单位为一分码比例。
9.一种网络资源分配方法，适用于一微型基站，所述微型基站具有多个邻近微型基站， 所述微型基站及所述这些邻近微型基站属于一无线网络系统，所述网络资源分配方法包含以下步骤(a)令所述微型基站判断所述无线网络系统具有多个可用网络资源单位；(b)令所述微型基站决定所述这些可用网络资源单位被所述微型基站及所述这些邻近微型基站使用且未产生干扰的一预期数目，所述预期数目与所述这些可用网络资源单位的一总数及所述这些邻近微型基站的一总数相关；(C)今所述微型基站根据所述预期数目，计算所述微型基站使用不同数目个所述这些可用网络资源单位的多个策略机率值；以及(d)令所述微型基站根据所述这些策略机率值，计算所述这些可用网络资源单位中，所述微型基站能使用的一分配数目。
10.如权利要求9所述的网络资源分配方法，其特征在于，所述步骤(b)令所述微型基站利用所述这些可用网络资源单位的所述总数及所述这些邻近微型基站的所述总数，决定所述预期数目。
11.如权利要求9所述的网络资源分配方法，其特征在于，所述步骤(b)令所述微型基站根据所述这些可用网络资源单位的所述总数、所述这些邻近微型基站的所述总数、所述这些策略机率值及所述这些可用网络资源单位的任一个仅被所述微型基站及所述这些邻近微型基站其中的一个使用的一机率值，决定所述预期数目。
12.如权利要求9所述的网络资源分配方法，其特征在于，所述步骤(c)包含下列步骤令所述微型基站自多个候选机率组合中，选出使所述预期数目最大化者，各所述多个候选机率组合包含多个机率值；以及令所述微型基站以使所述预期数目最大化的所述候选机率组合所包含的所述这些机率值作为所述这些策略机率值。
13.如权利要求9所述的网络资源分配方法，其特征在于，所述步骤(d)今所述微型基站更根据所述这些可用网络资源单位的任一个未被所述微型基站及所述这些邻近微型基站的任一个使用的一机率值、所述这些可用网络资源单位被所述微型基站及所述这些邻近微型基站中超过一个使用的一数目及所述这些可用网络资源单位未被所述微型基站及所述这些邻近微型基站的任一个使用的一数目，计算所述这些可用网络资源单位中，所述微型基站能使用的所述分配数目。
14.如权利要求9所述的网络资源分配方法，其特征在于，更包含下列步骤今所述微型基站自所述这些可用网络资源单位中，存取所述分配数目个可用网络资源单位。
15.如权利要求9所述的网络资源分配方法，其特征在于，所述无线网络系统采用正交分频多工技术，各所述可用网络资源单位为一讯框中的一资源区块。
16.如权利要求9所述的网络资源分配方法，其特征在于，所述无线网络系统采用宽频多重分码存取技术，各所述可用网络资源单位为一分码比例。
全文摘要
一种微型基站及网络资源分配方法。所述微型基站判断有多个可用网络资源单位。所述微型基站会决定所述这些可用网络资源单位被所述微型基站及其邻近微型基站使用且未产生干扰的一预期数目。所述预期数目与所述这些可用网络资源单位的一总数及所述这些邻近微型基站的一总数相关。所述微型基站会根据所述预期数目，计算所述微型基站使用不同数目个所述这些可用网络资源单位的多个策略机率值，再根据所述这些策略机率值，计算所述这些可用网络资源单位中，所述微型基站能使用的一分配数目。
文档编号H04W72/04GK102448170SQ201110308049
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月29日 优先权日2010年10月5日
发明者罗耿介, 连绍宇, 陈光祯 申请人:财团法人资讯工业策进会