专利名称：一种蜂窝网络中基站资源的调度方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及移动通信和现代控制理论。
背景技术：
基站资源的优化调度是一种新型的网络优化技术，它可以使基站覆盖范围扩大，一方面可以使正在建设的基站数目减少，另一方面应用于已建好的基站，可使基站覆盖更大的范围，从而使现有网络的覆盖质量提高，减少覆盖盲区。因此，基站资源的优化调度在目前的GSM、CDMA等2G系统和WCDMA、TD-SCDMA等UMTS系统中获得了广阔的应用前景。基站资源优化有着广泛的用途，主要有四个方面 I.解决城市办公楼、密集居民小区的信号深度覆盖问题。在大中城市，虽然基站已建设得很密集，但是由于建筑物对信号的阻挡和衰减，使室内和建筑物阴影区内的信号电平大大降低，从而产生覆盖盲区。这时如果在密集居民小区附近一个基站开出第四小区安装基站覆盖延伸系统，放在第3层作为伞型小区，就能比较好的解决信号盲区和弱信号区域的覆盖，由于基站覆盖延伸系统是安装在现有基站上，所以不存在基站选址问题，可以低成本、高效快速的解决城市办公楼、密集居民小区信号的深度覆盖问题。2.解决公路干线山路遮挡覆盖问题。公路覆盖由于受地势地貌等因素影响较大，虽然许多高等级公路可由附近基站覆盖，但仍存在数量较多、距离较短的盲区。若在盲区附近合适的基站上加装基站覆盖延伸系统就相对容易，还能经济、快捷、合理地解决了高等级公路、和县级、乡级等公路上的盲区问题。3.解决边远区域话务稀少和大面积信号覆盖问题。在解决边远区域话务量稀少和大面积信号覆盖问题时，在要覆盖的区域内附近利用地理位置较高的基站安装基站覆盖延伸系统，增强信号强度，有效的扩大了覆盖范围，既能解决大面积信号覆盖问题，又能大大降低了投资成本和维护成本。4.解决海面信号覆盖问题。在海面的覆盖中，由于海面无法架设基站，只能靠海岸基站进行航道覆盖，距离短，效果差，如果在要覆盖的航道附近利用地理位置较高的基站开出第四伞型小区放在第3层，加装基站覆盖延伸系统后，信号覆盖强度增强，加大基站的覆盖范围，在适当增加原基站建设投资和工程量的情况下，就能够有效的解决了原来覆盖手段的不能解决的网络问题。一种典型的基站资源优化方法如图I所示，现有的蜂窝网络优化模型如图2所示。因此，为实现基站的高效利用，有必要设计一种高效的基站资源优化调度方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决蜂窝网络中基站资源使用效率较低的问题。本发明为解决上述技术问题提供一种蜂窝网络中基站资源的调度方法，其特征在于
A、用户站对来自于蜂窝网络的邻近中继站信号强度进行观测和测量；B、用户站向相应基站发出容量分配请求；
C、采用自适应传输方法提高带宽利用率；
D、设置用户连接状态自适应切换控制器。所述步骤A中，用户站通过对信号强度的测量值进行判断，用于选取直接传输方式或通过中继站的多跳传输方式。基站对中继站和用户的容量分配通过自适应切换控制器实现，总的工作流程如图3所示。所述步骤B中，如果蜂窝网络没有用于作为中继站的备用节点，则基站对相应的用户站分配容量；如果蜂窝网络存在作为中继站的备用节点，则用户站与中继站进行数据信息交换，并且基站对相应的中继站分配容量。具体子步骤为首先，用户站实时计算基站和用户站之间的信道增益，并且计算中继站与用户站之间的信道增益，通过上面的值判断备用中继站是否存在，若不存在，则其直接向基站发送资源分配请求，并且基站向中继站发送周期性的广播信息；若存在，则用户站与中继站之间进行协同信息交换；然后用户站向基站发送资源分配请求，若此时不存在可用资源，则拒绝用户站的请求信息，并停止分配请求；若此时存在满足用户站请求的资源，则对用户站进行资源分配，判断此时是否存在中继站，若不存在，则设置用户站的传输功率为pwDT，并调整中继站的业务流，若存在中继站，则判断其是否使用协同方式对用户站进行传输功率设置，若其不使用协同方式，则用户站的传输功率为pwRS，并调整中继站的业务流，若使用协同方式，则用户站的传输功率为PwCoRS，并调整中继站的业务流。在中继站端，其对基站与中继站之间的信道增益C进行计算，并将接收的广播信息和信道增益C周期性的发送至用户站，此行为用于计算中继站和用户站之间的信道增益，资源调度流程如图4所示。所述步骤C中，由于蜂窝网络中的带宽有限，为提高带宽利用率，对在上述调度算法中时用的广播信息采用满足网络性能优化的自适应传输机制，其结构如图5所示。其中
为广播信号的输出-力时间序号，&为控制信号^为广播信号的期望输出， 为无线干扰信号，Sn为控制误差，
权利要求
1.一种蜂窝网络中基站资源的调度方法，解决蜂窝网络中基站资源使用效率较低的问题，包括如下步骤A、用户站对来自于蜂窝网络的邻近中继站信号强度进行观测和测量；B、用户站向相应基站发出容量分配请求；C、采用自适应传输方法提高带宽利用率；D、设置用户连接状态自适应切换控制器。
2.根据权利要求I的方法，对于所述步骤A其特征在于用户站通过对信号强度的测量值进行判断，用于选取直接传输方式或通过中继站的多跳传输方式，基站对中继站和用户的容量分配通过自适应切换控制器实现。
3.根据权利要求I的方法，对于所述步骤B其特征在于如果蜂窝网络没有用于作为中继站的备用节点，则基站为相应的用户站分配容量；如果蜂窝网络存在作为中继站的备用节点，则用户站与中继站进行数据信息交换，并且基站为相应的中继站分配容量，具体子步骤为首先，用户站实时计算基站和用户站之间的信道增益，并且计算中继站与用户站之间的信道增益，通过上面的值判断备用中继站是否存在，若备用中继站不存在，则其直接向基站发送资源分配请求，并且基站向中继站发送周期性的广播信息；若备用中继站存在，则用户站与中继站之间进行协同信息交换，然后用户站向基站发送资源分配请求，若此时不存在可用资源，则拒绝用户站的请求信息，并停止分配请求；若此时存在满足用户站请求的资源，则对用户站进行资源分配，判断此时是否存在中继站，若中继站不存在，则设置用户站的传输功率为pwDT，并调整中继站的业务流，若中继站存在，则判断其是否使用协同方式对用户站进行传输功率设置，若其不使用协同方式，则用户站的传输功率为pwRS，并调整中继站的业务流，若使用协同方式，则用户站的传输功率为pwCoRS，并调整中继站的业务流， 在中继站端，其对基站与中继站之间的信道增益C进行计算，并将接收的广播信息和信道增益C周期性的发送至用户站，此行为用于计算中继站和用户站之间的信道增益。
4.根据权利要求I的方法，对于所述步骤C其特征在于由于蜂窝网络中的带宽有限，为提高带宽利用率，对在上述调度算法中时用的广播信息采用满足网络性能优化的自适应传输机制，其中为广播信号的输出-为时间序号，&为控制信号，&为广播信号的期望输出为无线干扰信号，力控制误差，= -JF1/+ , \为参考信号， 4为参考信号的矢量值，有之位长度为N的适应性滤波器,有为转移函数，&为脉冲响应，最小均方滤波器(FxLMS) 参数的更新规则为火+1 =吨，其中w力自适应控制器控制的收敛参数，为符号函数为参考信号矢量
5.根据权利要求I的方法，对于所述步骤C其特征在于设置自适应带宽控制器，其中间接适应性参数控制器为= ⑷,s(xIw/)='仏(x),直接适应性参数控制器为％(^K):^iCsix),适应性规则为w _ 厂7fSlCf (x)若卜,I < 4或者(Ilw/1=uZ并且W ^ °) y I 7IKz(xI)若卜/卜^/并也^^㈨-0 ’其中 7I 寸/5^ (4 = hCf {^+rf^fffCf (^),IKIlw _厂沾G (x)Ui若Ih I < K或者(Ih I 二 K并且W G W之0) f I T{-rMs bh)若IWI: TJg^^X M <O ’其中^卜匕巧‘㈨叫} =-mCAx>i+G Ph,IKIw — I(x)若 K>Il < t7D或者(IIwSI = 并且sISwIiCd (x)^°)B [若卜』= 并且Qgw^s(X) >0 ’其中 r( Yd^mCd ⑷=rssigG WG {A。wr
6.根据权利要求I的方法，对于所述步骤D其特征在于用户连接状态自适应切换控制器由切换控制器，适应性规则模块，观测控制器以及ANFIS模块组成，其中切换控制器为^ = ^ sgn⑷或= <，适应性规则为w 二 IWgC W 若I卜VI < I或(Kl = VswWR^wCs,㈨ ^ 0) S^re-Isl] ’ w {W}若卜3』= 并且5^^ 。,其中 T{rMslgc!W(4 二 MgCM- r-s；mf^ O),观测控制器为IKJW,= Sgn(Sf)^dz(Xlwr)I+/° + |g Jyjwi)|+g1"|u,I+|j.f }|+|^e|+|u0(x|w0)|+,^ ju^l + rf1']， sgn() 为符号函数，i为操作序号， =*[—/(jK).^f(jrg (x|wf) = (X) ’ Ud (.J =(x) ’ =~Sgn ⑷。
全文摘要
本发明提供一种蜂窝网络中基站资源的调度方法，通过用户站对来自于蜂窝网络的邻近中继站信号强度进行观测和测量、用户站向相应基站发出容量分配请求、采用自适应传输方法提高带宽利用率以及设置用户连接状态自适应切换控制器等步骤，实现了基站资源的高效利用。
文档编号H04W72/04GK102625450SQ20121005518
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者黄东 申请人:黄东