具有抗干扰功能的无线资源管理方法
【专利摘要】本发明公开一种战术无线接入系统的无线资源管理方法。本发明要解决的问题是在部分信道受干扰条件下，提高移动用户成功接入的概率。本发明包括的部分主要有：用户分组管理、基站信道管理、组用户信道分配管理、基站公告管理、移动用户信道管理五个模块。本方法实现的基本流程是：用户分组管理模块对移动用户进行分组；基站信道管理模块对信道的UP/DOWN、忙/闲状态进行监控，并对建链的用户分配业务信道；组用户信道分配管理模块进行组用户值守信道分配运算；基站公告管理模块发送组号与信道号映射表；最后移动用户信道管理模块响应该表，完成无线资源管理。
【专利说明】具有抗干扰功能的无线资源管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域，特别是战术无线接入系统中，为提高系统抗干扰能力和频谱资源利用率而采取的无线资源管理方法。
【背景技术】
[0002]由超短波电台构建的战术无线接入系统包括基站和用户电台，基站控制器通过有线接入地域网交换机，实现同小区、跨小区移动用户间拨号通信，也支持有线用户与移动用户拨号通信。
[0003]本系统中，基站使用的8个信道功能和地位同等，即每个信道均可作为信令信道和业务信道。因此，在基站覆盖局部范围内部分频段受干扰条件下，为提高系统抗干扰能力，必须采用合适的无线资源管理策略，既保证每个信道下值守的用户数量均匀，又能使用户值守的信道可变。因此，本系统采用将用户分组管理，基于组用户信道分配管理的策略。
[0004]组用户信道分配管理策略的核心思想如下:
[0005](I)每个组下的用户数尽量均匀；
[0006](2)同一个组下的所有用户分配同样的信道；
[0007](3)每个信道下分配的用户数量尽量均匀；
[0008](4)同一个组映射的信道号必须可变。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种具有抗干扰功能的无线资源管理方法的设计方案。本发明要解决的技术问题是:在战术无线接入系统中，在部分频段受干扰条件下，通过设计合理的无线资源管理方法，提高用户接入成功的概率。
[0010]本发明的技术方案是这样实现的:
[0011]具有抗干扰功能的无线资源管理方法包括用户分组管理模块、基站信道管理模块、组用户信道分配管理模块、基站公告管理模块、移动用户信道管理模块。用户分组管理模块受用户入网、用户退网、业务建链等事件触发驱动，更新当前基站下组I至组8的有效空闲用户数量。基站公告管理模块受定时器周期性驱动，基站信道管理模块、组用户信道分配管理模块和移动用户信道管理模块统一受基站公告管理模块控制，周期性对基站信道状态监控、为组用户分配值守信道，实现该战术无线接入系统的无线资源管理。
[0012]所述用户分组管理模块从组I至组8中选择用户数量最少的组号，分配给每个新入网的用户；该模块还为每个退网的用户注销已分配的组号，并更新该组下的用户数量；当基站为用户建链成功后，该模块临时注销该用户已分配的组号，并更新该组下的用户数量。因此，用户分组管理模块实时地输出当前基站下的空闲用户总数和组I至组8下的用户数量表。用户分组管理模块保证组I至组8下的用户数尽量均匀。
[0013]所述基站信道管理模块周期性地扫描8个基站信道的UP/D0WN状态、忙/闲状态；当基站为用户建链成功后，该模块临时标记已分配的业务信道为忙状态。只有UP且空闲的信道才可用于组用户分配，因此，基站信道管理模块周期性输出空闲基站信道总数和信道是否可用于组用户分配的状态表。
[0014]所述组用户信道分配管理模块根据用户分组管理模块和基站信道管理模块的输出，周期性地运行组用户信道分配算法，该算法保证每个空闲的基站信道下值守的用户数尽量均匀。因此，组用户信道分配管理模块周期性输出组号与信道号映射表。该算法为同一个组下的所有用户分配同样的信道，且同一个组映射的信道号可变，并保证每个信道下分配的用户数量尽量均匀。
[0015]所述基站公告管理模块周期性调度基站信道管理模块和组用户信道分配管理模块的运行。最后，该模块将组号与信道号映射表作为基站公告内容的一部分，周期性发送至移动用户信道管理模块。
[0016]所述移动用户信道管理模块能够接收基站公告，并解析组号与信道号映射表，控制用户电台按组号值守在对应的基站信道上，实现系统对用户的无线资源管理功能。
[0017]在战术无线接入系统中，通过采取将用户分组，按组分配信道的无线资源管理方法，能够使所有用户均匀、公平地占有信道资源；也使所有信道所承受的载荷更加均匀；尤其在部分频段受干扰条件下，通过随机动态改变组用户分配的信道资源，能够提高用户接入成功的概率，提升系统整体抗干扰性能。在战场环境下，使用超短波频段的设备数量众多，频率资源非常宝贵，且频谱环境受干扰非常普遍，采用该无线资源管理方法的战术无线接入系统，可以提升系统频率资源利用率和系统整体抗干扰性能。
【专利附图】
【附图说明】 [0018]图1是本发明所述的具有抗干扰功能的战术无线接入系统组成示意图；
[0019]图2是本发明所述的具有抗干扰功能的无线资源管理模块组成示意图；
[0020]图3是本发明所述的用户分组管理模块流程图；
[0021]图4是本发明所述的组用户信道分配算法流程图；
[0022]图5是本发明所述的系统受干扰前后组号与信道号映射表变化示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明作进一步的说明:
[0024]如图1所示，一种具有抗干扰功能的战术无线接入系统，包括基站和用户电台:
[0025](I)基站由基站控制器和8部基站电台组成，基站控制器可接入地域网交换机，8部基站电台相当于基站的8路基站信道。
[0026](2)单基站下大约支持50个用户电台入网。为实现本发明所述无线资源管理方法，将用户分成组I至组8进行管理。本发明最终使每个组映射I个基站信道，由用户电台主动切换至该信道。
[0027]如图2所示，一种具有抗干扰功能的无线资源管理方法，包括以下模块:
[0028](I)用户分组管理模块。该模块的主要功能是实时维护组用户数表，使组I至组8下的用户数尽量均匀，为组用户信道分配算法提供输入。如图3所示，用户分组管理模块受用户入网/退网、建链/拆链事件触发驱动。该模块为新入网用户选择当前用户数最小的组号分配，为退网的用户注销与已分配组号的映射关系；将建链成功的用户从已分配的组中临时注销，将拆链成功的用户从已分配的组中恢复映射关系。
[0029](2)基站信道管理模块。该模块的主要功能是监控8个基站信道的状态，维护参与组用户信道分配的信道状态表。该模块周期性地扫描8个基站信道的UP/D0WN状态、忙/闲状态；当基站为用户建链成功后，该模块临时标记已分配的业务信道为忙状态。只有UP且空闲的信道才可用于组用户分配，因此，基站信道管理模块周期性输出空闲基站信道总数和信道是否可用于组用户分配的状态表。
[0030](3)组用户信道分配管理模块。该模块是本发明的核心模块，根据用户分组管理模块和基站信道管理模块的输出，周期性地运行组用户信道分配算法，该算法保证每个空闲的基站信道下值守的用户数尽量均匀。而且，该算法通过动态随机改变基站电台序号与信道号的映射关系 ，实现了动态改变组用户分配的信道，极大地提升了系统频谱资源利用率和系统抗干扰性能。
[0031]如图4所示，组用户信道分配管理模块是在定时器的驱动下周期性运行的。首先，算法初始化基站电台用户数表，即各电台下映射的用户数清零。其次，算法进行8次循环运算，每次先从用户分组管理模块输出的组用户数表中选择用户数最多的组号，记为maxlndex ;再从基站电台用户数表中选择用户数最少的电台序号,记为minlndex ;然后将该最小电台序号minlndex分配给当前具有最多用户数的组；并分别更新基站电台用户数表和组用户数表，即将已分配电台序号的组对应的用户数清零，将已分配电台序号映射的用户数置为原用户数加上该组下的用户数。最后，经过8次循环后，算法输出组号与基站电台序号的映射表，即首先将组号对应的用户与基站电台关联，再通过动态随机改变电台序号与信道号的映射关系，最终实现了组用户信道号的分配，输出组号与信道号映射关系表。
[0032]该算法的核心是每次将具有用户数最少的基站电台分配给具有用户数最多的组。由于用户分组管理模块保证组用户数表足够均匀，因此，该算法最后的输出保证了每个信道下映射的用户数是均匀的。
[0033](4)基站公告管理模块。该模块受定时器驱动，周期性调度基站信道管理模块和组用户信道分配管理模块的运行。最后，该模块将组号与信道号映射表作为基站公告内容的一部分，周期性发送至移动用户信道管理模块。
[0034](5)移动用户信道管理模块该模块能够接收基站公告，并解析组号与信道号映射表，控制用户电台按组号值守在对应的基站信道上，实现系统对用户的无线资源集中管理。
[0035]如图5所示，系统部分频段受干扰前后，再其他外部条件不改变的情况下，如无建链/拆链操作，无用户入网/退网操作，无信道连接丢失等，该无线资源管理方法输出的组号与信道号映射关系有所改变。假定初始阶段，某区域中信道I受干扰，恰好组I中某些用户在该区域中，此时这些用户在信道I下是不能成功接入的；经过本发明所述的无线资源管理调配，组I受干扰后分配了信道4，这些用户能够重新成功接入了。
[0036]以上所描述的仅为本发明一种较佳实施例，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。
【权利要求】
1.具有抗干扰功能的无线资源管理方法，其特征在于包括用户分组管理模块、基站信道管理模块、组用户信道分配管理模块、基站公告管理模块、移动用户信道管理模块。用户分组管理模块受用户入网、用户退网、业务建链等事件触发驱动，更新当前基站下组I至组8的有效空闲用户数量。基站公告管理模块受定时器周期性驱动，基站信道管理模块、组用户信道分配管理模块和移动用户信道管理模块统一受基站公告管理模块控制，周期性对基站信道状态监控、为组用户分配值守信道，实现系统的无线资源管理。
2.根据权利要求1所述的具有抗干扰功能的无线资源管理方法，其特征在于用户分组管理模块从组I至组8中选择用户数量最少的组号，分配给每个新入网的用户；该模块还为每个退网的用户注销已分配的组号，并更新该组下的用户数量；当基站为用户建链成功后，该模块临时注销该用户已分配的组号，并更新该组下的用户数量。因此，用户分组管理模块实时地输出当前基站下的空闲用户总数和组I至组8下的用户数量表。
3.根据权利要求1所述的具有抗干扰功能的无线资源管理方法，其特征在于基站信道管理模块周期性地扫描8个基站信道的UP/DOWN状态、忙/闲状态；当基站为用户建链成功后，该模块临时标记已分配的业务信道为忙状态。只有UP且空闲的信道才可用于组用户分配，因此，基站信道管理模块周期性输出空闲基站信道总数和信道是否可用于组用户分配的状态表。
4.根据权利要求1所述的具有抗干扰功能的无线资源管理方法，其特征在于组用户信道分配管理模块根据用户分组管理模块和基站信道管理模块的输出，周期性地运行组用户信道分配算法，该算法保证每个空闲的基站信道下值守的用户数尽量均匀。因此，组用户信道分配管理模块周期性输出组号与信道号映射表。
5.根据权利要求1所述 的具有抗干扰功能的无线资源管理方法，其特征在于基站公告管理模块周期性调度基站信道管理模块和组用户信道分配管理模块的运行，并将组号与信道号映射表作为基站公告内容的一部分，周期性发送至移动用户信道管理模块。
6.根据权利要求1所述的具有抗干扰功能的无线资源管理方法，其特征在于移动用户信道管理模块能够接收基站公告，并解析组号与信道号映射表，控制用户电台按组号值守在对应的基站信道上，实现系统对用户的无线资源管理功能。
【文档编号】H04W16/10GK104023338SQ201310083692
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年3月1日 优先权日:2013年3月1日
【发明者】吴克平, 姜园, 徐杰, 宋福晓, 方洪俊, 武华伍 申请人:北京海格神舟通信科技有限公司