具有抗干擾功能的無線資源管理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種戰(zhàn)術(shù)無線接入系統(tǒng)的無線資源管理方法。本發(fā)明要解決的問題是在部分信道受干擾條件下，提高移動用戶成功接入的概率。本發(fā)明包括的部分主要有：用戶分組管理、基站信道管理、組用戶信道分配管理、基站公告管理、移動用戶信道管理五個(gè)模塊。本方法實(shí)現(xiàn)的基本流程是：用戶分組管理模塊對移動用戶進(jìn)行分組；基站信道管理模塊對信道的UP/DOWN、忙/閑狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并對建鏈的用戶分配業(yè)務(wù)信道；組用戶信道分配管理模塊進(jìn)行組用戶值守信道分配運(yùn)算；基站公告管理模塊發(fā)送組號與信道號映射表；最后移動用戶信道管理模塊響應(yīng)該表，完成無線資源管理。
【專利說明】具有抗干擾功能的無線資源管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別是戰(zhàn)術(shù)無線接入系統(tǒng)中，為提高系統(tǒng)抗干擾能力和頻譜資源利用率而采取的無線資源管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由超短波電臺構(gòu)建的戰(zhàn)術(shù)無線接入系統(tǒng)包括基站和用戶電臺，基站控制器通過有線接入地域網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)同小區(qū)、跨小區(qū)移動用戶間撥號通信，也支持有線用戶與移動用戶撥號通信。
[0003]本系統(tǒng)中，基站使用的8個(gè)信道功能和地位同等，即每個(gè)信道均可作為信令信道和業(yè)務(wù)信道。因此，在基站覆蓋局部范圍內(nèi)部分頻段受干擾條件下，為提高系統(tǒng)抗干擾能力，必須采用合適的無線資源管理策略，既保證每個(gè)信道下值守的用戶數(shù)量均勻，又能使用戶值守的信道可變。因此，本系統(tǒng)采用將用戶分組管理，基于組用戶信道分配管理的策略。
[0004]組用戶信道分配管理策略的核心思想如下:
[0005](I)每個(gè)組下的用戶數(shù)盡量均勻；
[0006](2)同一個(gè)組下的所有用戶分配同樣的信道；
[0007](3)每個(gè)信道下分配的用戶數(shù)量盡量均勻；
[0008](4)同一個(gè)組映射的信道號必須可變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種具有抗干擾功能的無線資源管理方法的設(shè)計(jì)方案。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:在戰(zhàn)術(shù)無線接入系統(tǒng)中，在部分頻段受干擾條件下，通過設(shè)計(jì)合理的無線資源管理方法，提高用戶接入成功的概率。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0011]具有抗干擾功能的無線資源管理方法包括用戶分組管理模塊、基站信道管理模塊、組用戶信道分配管理模塊、基站公告管理模塊、移動用戶信道管理模塊。用戶分組管理模塊受用戶入網(wǎng)、用戶退網(wǎng)、業(yè)務(wù)建鏈等事件觸發(fā)驅(qū)動，更新當(dāng)前基站下組I至組8的有效空閑用戶數(shù)量?；竟婀芾砟K受定時(shí)器周期性驅(qū)動，基站信道管理模塊、組用戶信道分配管理模塊和移動用戶信道管理模塊統(tǒng)一受基站公告管理模塊控制，周期性對基站信道狀態(tài)監(jiān)控、為組用戶分配值守信道，實(shí)現(xiàn)該戰(zhàn)術(shù)無線接入系統(tǒng)的無線資源管理。
[0012]所述用戶分組管理模塊從組I至組8中選擇用戶數(shù)量最少的組號，分配給每個(gè)新入網(wǎng)的用戶；該模塊還為每個(gè)退網(wǎng)的用戶注銷已分配的組號，并更新該組下的用戶數(shù)量；當(dāng)基站為用戶建鏈成功后，該模塊臨時(shí)注銷該用戶已分配的組號，并更新該組下的用戶數(shù)量。因此，用戶分組管理模塊實(shí)時(shí)地輸出當(dāng)前基站下的空閑用戶總數(shù)和組I至組8下的用戶數(shù)量表。用戶分組管理模塊保證組I至組8下的用戶數(shù)盡量均勻。
[0013]所述基站信道管理模塊周期性地掃描8個(gè)基站信道的UP/D0WN狀態(tài)、忙/閑狀態(tài)；當(dāng)基站為用戶建鏈成功后，該模塊臨時(shí)標(biāo)記已分配的業(yè)務(wù)信道為忙狀態(tài)。只有UP且空閑的信道才可用于組用戶分配，因此，基站信道管理模塊周期性輸出空閑基站信道總數(shù)和信道是否可用于組用戶分配的狀態(tài)表。
[0014]所述組用戶信道分配管理模塊根據(jù)用戶分組管理模塊和基站信道管理模塊的輸出，周期性地運(yùn)行組用戶信道分配算法，該算法保證每個(gè)空閑的基站信道下值守的用戶數(shù)盡量均勻。因此，組用戶信道分配管理模塊周期性輸出組號與信道號映射表。該算法為同一個(gè)組下的所有用戶分配同樣的信道，且同一個(gè)組映射的信道號可變，并保證每個(gè)信道下分配的用戶數(shù)量盡量均勻。
[0015]所述基站公告管理模塊周期性調(diào)度基站信道管理模塊和組用戶信道分配管理模塊的運(yùn)行。最后，該模塊將組號與信道號映射表作為基站公告內(nèi)容的一部分，周期性發(fā)送至移動用戶信道管理模塊。
[0016]所述移動用戶信道管理模塊能夠接收基站公告，并解析組號與信道號映射表，控制用戶電臺按組號值守在對應(yīng)的基站信道上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對用戶的無線資源管理功能。
[0017]在戰(zhàn)術(shù)無線接入系統(tǒng)中，通過采取將用戶分組，按組分配信道的無線資源管理方法，能夠使所有用戶均勻、公平地占有信道資源；也使所有信道所承受的載荷更加均勻；尤其在部分頻段受干擾條件下，通過隨機(jī)動態(tài)改變組用戶分配的信道資源，能夠提高用戶接入成功的概率，提升系統(tǒng)整體抗干擾性能。在戰(zhàn)場環(huán)境下，使用超短波頻段的設(shè)備數(shù)量眾多，頻率資源非常寶貴，且頻譜環(huán)境受干擾非常普遍，采用該無線資源管理方法的戰(zhàn)術(shù)無線接入系統(tǒng)，可以提升系統(tǒng)頻率資源利用率和系統(tǒng)整體抗干擾性能。
【專利附圖】

【附圖說明】 [0018]圖1是本發(fā)明所述的具有抗干擾功能的戰(zhàn)術(shù)無線接入系統(tǒng)組成示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明所述的具有抗干擾功能的無線資源管理模塊組成示意圖；
[0020]圖3是本發(fā)明所述的用戶分組管理模塊流程圖；
[0021]圖4是本發(fā)明所述的組用戶信道分配算法流程圖；
[0022]圖5是本發(fā)明所述的系統(tǒng)受干擾前后組號與信道號映射表變化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明:
[0024]如圖1所示，一種具有抗干擾功能的戰(zhàn)術(shù)無線接入系統(tǒng)，包括基站和用戶電臺:
[0025](I)基站由基站控制器和8部基站電臺組成，基站控制器可接入地域網(wǎng)交換機(jī)，8部基站電臺相當(dāng)于基站的8路基站信道。
[0026](2)單基站下大約支持50個(gè)用戶電臺入網(wǎng)。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述無線資源管理方法，將用戶分成組I至組8進(jìn)行管理。本發(fā)明最終使每個(gè)組映射I個(gè)基站信道，由用戶電臺主動切換至該信道。
[0027]如圖2所示，一種具有抗干擾功能的無線資源管理方法，包括以下模塊:
[0028](I)用戶分組管理模塊。該模塊的主要功能是實(shí)時(shí)維護(hù)組用戶數(shù)表，使組I至組8下的用戶數(shù)盡量均勻，為組用戶信道分配算法提供輸入。如圖3所示，用戶分組管理模塊受用戶入網(wǎng)/退網(wǎng)、建鏈/拆鏈?zhǔn)录|發(fā)驅(qū)動。該模塊為新入網(wǎng)用戶選擇當(dāng)前用戶數(shù)最小的組號分配，為退網(wǎng)的用戶注銷與已分配組號的映射關(guān)系；將建鏈成功的用戶從已分配的組中臨時(shí)注銷，將拆鏈成功的用戶從已分配的組中恢復(fù)映射關(guān)系。
[0029](2)基站信道管理模塊。該模塊的主要功能是監(jiān)控8個(gè)基站信道的狀態(tài)，維護(hù)參與組用戶信道分配的信道狀態(tài)表。該模塊周期性地掃描8個(gè)基站信道的UP/D0WN狀態(tài)、忙/閑狀態(tài)；當(dāng)基站為用戶建鏈成功后，該模塊臨時(shí)標(biāo)記已分配的業(yè)務(wù)信道為忙狀態(tài)。只有UP且空閑的信道才可用于組用戶分配，因此，基站信道管理模塊周期性輸出空閑基站信道總數(shù)和信道是否可用于組用戶分配的狀態(tài)表。
[0030](3)組用戶信道分配管理模塊。該模塊是本發(fā)明的核心模塊，根據(jù)用戶分組管理模塊和基站信道管理模塊的輸出，周期性地運(yùn)行組用戶信道分配算法，該算法保證每個(gè)空閑的基站信道下值守的用戶數(shù)盡量均勻。而且，該算法通過動態(tài)隨機(jī)改變基站電臺序號與信道號的映射關(guān)系 ，實(shí)現(xiàn)了動態(tài)改變組用戶分配的信道，極大地提升了系統(tǒng)頻譜資源利用率和系統(tǒng)抗干擾性能。
[0031]如圖4所示，組用戶信道分配管理模塊是在定時(shí)器的驅(qū)動下周期性運(yùn)行的。首先，算法初始化基站電臺用戶數(shù)表，即各電臺下映射的用戶數(shù)清零。其次，算法進(jìn)行8次循環(huán)運(yùn)算，每次先從用戶分組管理模塊輸出的組用戶數(shù)表中選擇用戶數(shù)最多的組號，記為maxlndex ;再從基站電臺用戶數(shù)表中選擇用戶數(shù)最少的電臺序號,記為minlndex ;然后將該最小電臺序號minlndex分配給當(dāng)前具有最多用戶數(shù)的組；并分別更新基站電臺用戶數(shù)表和組用戶數(shù)表，即將已分配電臺序號的組對應(yīng)的用戶數(shù)清零，將已分配電臺序號映射的用戶數(shù)置為原用戶數(shù)加上該組下的用戶數(shù)。最后，經(jīng)過8次循環(huán)后，算法輸出組號與基站電臺序號的映射表，即首先將組號對應(yīng)的用戶與基站電臺關(guān)聯(lián)，再通過動態(tài)隨機(jī)改變電臺序號與信道號的映射關(guān)系，最終實(shí)現(xiàn)了組用戶信道號的分配，輸出組號與信道號映射關(guān)系表。
[0032]該算法的核心是每次將具有用戶數(shù)最少的基站電臺分配給具有用戶數(shù)最多的組。由于用戶分組管理模塊保證組用戶數(shù)表足夠均勻，因此，該算法最后的輸出保證了每個(gè)信道下映射的用戶數(shù)是均勻的。
[0033](4)基站公告管理模塊。該模塊受定時(shí)器驅(qū)動，周期性調(diào)度基站信道管理模塊和組用戶信道分配管理模塊的運(yùn)行。最后，該模塊將組號與信道號映射表作為基站公告內(nèi)容的一部分，周期性發(fā)送至移動用戶信道管理模塊。
[0034](5)移動用戶信道管理模塊該模塊能夠接收基站公告，并解析組號與信道號映射表，控制用戶電臺按組號值守在對應(yīng)的基站信道上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對用戶的無線資源集中管理。
[0035]如圖5所示，系統(tǒng)部分頻段受干擾前后，再其他外部條件不改變的情況下，如無建鏈/拆鏈操作，無用戶入網(wǎng)/退網(wǎng)操作，無信道連接丟失等，該無線資源管理方法輸出的組號與信道號映射關(guān)系有所改變。假定初始階段，某區(qū)域中信道I受干擾，恰好組I中某些用戶在該區(qū)域中，此時(shí)這些用戶在信道I下是不能成功接入的；經(jīng)過本發(fā)明所述的無線資源管理調(diào)配，組I受干擾后分配了信道4，這些用戶能夠重新成功接入了。
[0036]以上所描述的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實(shí)施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
【權(quán)利要求】
1.具有抗干擾功能的無線資源管理方法，其特征在于包括用戶分組管理模塊、基站信道管理模塊、組用戶信道分配管理模塊、基站公告管理模塊、移動用戶信道管理模塊。用戶分組管理模塊受用戶入網(wǎng)、用戶退網(wǎng)、業(yè)務(wù)建鏈等事件觸發(fā)驅(qū)動，更新當(dāng)前基站下組I至組8的有效空閑用戶數(shù)量?；竟婀芾砟K受定時(shí)器周期性驅(qū)動，基站信道管理模塊、組用戶信道分配管理模塊和移動用戶信道管理模塊統(tǒng)一受基站公告管理模塊控制，周期性對基站信道狀態(tài)監(jiān)控、為組用戶分配值守信道，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無線資源管理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗干擾功能的無線資源管理方法，其特征在于用戶分組管理模塊從組I至組8中選擇用戶數(shù)量最少的組號，分配給每個(gè)新入網(wǎng)的用戶；該模塊還為每個(gè)退網(wǎng)的用戶注銷已分配的組號，并更新該組下的用戶數(shù)量；當(dāng)基站為用戶建鏈成功后，該模塊臨時(shí)注銷該用戶已分配的組號，并更新該組下的用戶數(shù)量。因此，用戶分組管理模塊實(shí)時(shí)地輸出當(dāng)前基站下的空閑用戶總數(shù)和組I至組8下的用戶數(shù)量表。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗干擾功能的無線資源管理方法，其特征在于基站信道管理模塊周期性地掃描8個(gè)基站信道的UP/DOWN狀態(tài)、忙/閑狀態(tài)；當(dāng)基站為用戶建鏈成功后，該模塊臨時(shí)標(biāo)記已分配的業(yè)務(wù)信道為忙狀態(tài)。只有UP且空閑的信道才可用于組用戶分配，因此，基站信道管理模塊周期性輸出空閑基站信道總數(shù)和信道是否可用于組用戶分配的狀態(tài)表。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗干擾功能的無線資源管理方法，其特征在于組用戶信道分配管理模塊根據(jù)用戶分組管理模塊和基站信道管理模塊的輸出，周期性地運(yùn)行組用戶信道分配算法，該算法保證每個(gè)空閑的基站信道下值守的用戶數(shù)盡量均勻。因此，組用戶信道分配管理模塊周期性輸出組號與信道號映射表。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的具有抗干擾功能的無線資源管理方法，其特征在于基站公告管理模塊周期性調(diào)度基站信道管理模塊和組用戶信道分配管理模塊的運(yùn)行，并將組號與信道號映射表作為基站公告內(nèi)容的一部分，周期性發(fā)送至移動用戶信道管理模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗干擾功能的無線資源管理方法，其特征在于移動用戶信道管理模塊能夠接收基站公告，并解析組號與信道號映射表，控制用戶電臺按組號值守在對應(yīng)的基站信道上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對用戶的無線資源管理功能。
【文檔編號】H04W16/10GK104023338SQ201310083692
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】吳克平, 姜園, 徐杰, 宋福曉, 方洪俊, 武華伍 申請人:北京海格神舟通信科技有限公司