專利名稱：用于一無線通訊系統(tǒng)的頻道分配方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無線通訊系統(tǒng)的頻道分配方法及裝置，特別是涉及一種利用 圖形接口，仿真群播模式下基站覆蓋范圍重迭的問題，以進(jìn)行頻道分配的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在無線通訊系統(tǒng)中，例如無線局域網(wǎng)絡(luò)，若兩個(gè)或兩個(gè)以上的基站(彼此之間無 關(guān)聯(lián))具有重迭的無線信號(hào)覆蓋范圍，且操作在相同頻率信道，在其中一個(gè)基站覆蓋范圍 內(nèi)工作的無線裝置所傳輸?shù)男盘?hào)可能會(huì)影響到在另一個(gè)基站覆蓋范圍內(nèi)工作的無線裝置。 在無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中稱之為基本服務(wù)集重迭(Overlapping Basic Service Sets, OBSS)問 題。請(qǐng)參考圖1，圖1說明無線傳輸遭遇基站覆蓋范圍重迭的情形。在圖1中，基站BSl 及BS2操作在相同頻率信道，且具有重迭的無線信號(hào)覆蓋范圍(如斜線區(qū)域)。在此情形 下，假如基站BSl及BS2同時(shí)要傳送數(shù)據(jù)給在重迭區(qū)域的一無線裝置STAl，由于基站BSl及 BS2不在彼此涵蓋范圍之內(nèi)，即基站BSl及BS2無法檢測(cè)到對(duì)方的存在，因此當(dāng)某一方與無 線裝置STAl進(jìn)行傳輸時(shí)，另一方會(huì)誤以頻道是凈空的，而將數(shù)據(jù)傳遞出去。結(jié)果造成信號(hào) 碰撞，導(dǎo)致所有發(fā)送至無線裝置STAl的數(shù)據(jù)丟失的情況。在單播模式(unicast)下，上述隱藏終端(hidden terminal)的問題可藉由一請(qǐng) 求傳送(Request TOSend，RTS) /接受發(fā)送(Clear To Send, CTS)機(jī)制來解決。在請(qǐng)求傳送 /接受發(fā)送機(jī)制下，發(fā)送端在傳送數(shù)據(jù)前先送出請(qǐng)求傳送分組，而接收端在收到請(qǐng)求傳送訊 息時(shí)，會(huì)送出接受發(fā)送分組來告訴發(fā)送端可以送出數(shù)據(jù)，并且告訴其它的無線裝置在這段 時(shí)間內(nèi)不能傳送任何數(shù)據(jù)，以避免碰撞。然而，請(qǐng)求傳送/接受發(fā)送機(jī)制無法應(yīng)用于群播模 式(multicast)。因此，在群播模式下，傳統(tǒng)上須藉由分配不同的頻道給相鄰且具有重迭區(qū) 域的基站，來解決上述基站覆蓋范圍重迭的問題。請(qǐng)參考圖2及圖3，圖2及圖3說明了現(xiàn)有技術(shù)分別針對(duì)兩種特定網(wǎng)絡(luò)型態(tài) (network topology)分配頻道的情況。一般來說，現(xiàn)有技術(shù)會(huì)采用先來先服務(wù)(First come First Serve)的方式選擇基站的頻道。例如，若基站BSl需進(jìn)行群播傳輸而先選擇使用頻 道Fa，則相鄰且具重迭區(qū)域的基站將會(huì)選擇另一個(gè)頻道Fb來使用，以此類推。然而，上述先 來先服務(wù)的方式僅適用于少數(shù)特定的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)型態(tài)。隨著網(wǎng)絡(luò)型態(tài)越來越復(fù)雜，在基站可 使用頻道數(shù)量有限的情況下，如何有效率地分配頻道仍是一個(gè)懸而未決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的即在于提供一種用于無線通訊系統(tǒng)的頻道分配方法及裝置。本發(fā)明揭示一種用于一無線通訊系統(tǒng)的頻道分配方法。該無線通訊系統(tǒng)包含有多 個(gè)基站。該多個(gè)基站具有重迭的信號(hào)覆蓋范圍，而形成多個(gè)互相獨(dú)立的信號(hào)重迭區(qū)域。該 方法包含有將該多個(gè)基站仿真成一因子圖的多個(gè)變量節(jié)點(diǎn)，每一變量節(jié)點(diǎn)具有一變量，該變量代表每一基站將被配置的頻道；將該多個(gè)互相獨(dú)立的信號(hào)重迭區(qū)域仿真成該因子圖的 多個(gè)限制節(jié)點(diǎn)，每一限制節(jié)點(diǎn)與形成該相對(duì)應(yīng)信號(hào)重迭區(qū)域的基站所對(duì)應(yīng)的變量節(jié)點(diǎn)相連 接，每一限制節(jié)點(diǎn)具有一限制條件，該限制條件代表形成該信號(hào)重迭區(qū)域的基站須被分配 到不同的頻道；以及利用該因子圖進(jìn)行運(yùn)算，以決定分配給該多個(gè)基站的頻道。
本發(fā)明還揭示一種用于一無線通訊系統(tǒng)的裝置，用來執(zhí)行前述方法，以對(duì)該無線 通訊系統(tǒng)進(jìn)行頻道分配。






圖1說明無線傳輸遭遇基站覆蓋范圍重迭的情形。
圖2及圖3說明了現(xiàn)有技術(shù)分別針對(duì)兩種特定網(wǎng)絡(luò)型態(tài)分配頻道的情況t
圖4為一因子圖的示意圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一流程的示意圖。
圖6為具有基站覆蓋范圍重迭問題的一網(wǎng)絡(luò)型態(tài)示意圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例仿真圖6網(wǎng)絡(luò)型態(tài)所產(chǎn)生的一因子圖。
附圖符號(hào)說明
BS4基站
無線裝置 頻道 限制節(jié)點(diǎn) 變數(shù)節(jié)點(diǎn)
BSl STAl
FA F1
一 CN5 VN4
f\、f2、f3、CNl X1 x5、VNl ‘ SI
OAl 0A5 50
500、502、504、506、508
軟信息
信號(hào)重迭區(qū)域 流程
驟 步
具體實(shí)施例方式藉由網(wǎng)絡(luò)本身分散的特性，本發(fā)明采用具有分散計(jì)算特性的因子圖(Factor Graphs)來仿真群播模式下基站覆蓋范圍重迭的問題，以有效率地對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)形態(tài) (network topology)進(jìn)行頻道分配，而改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。因子圖是采用和積算法(Sum-Product Algorithms)，以一致且有效率的圖形觀 點(diǎn)，來處理在通訊、信號(hào)處理、和人工智能領(lǐng)域上，各式各樣的編碼。首先，請(qǐng)參考圖4，圖4 為一因子圖的示意圖，其是用來解一方程式f (X1, x2, x3, x4, x5) = f1 (X1, X3) · f2 (x2, x3) · f3 (x3，x4，x5)，(式 1)由式1可知，f函式可表示為函式、f2函式及f3函式的積。同時(shí)，函式僅與 X1^ X3有關(guān)，f2函式僅與X2、X3有關(guān)，即f3函式僅與x3、X4、X5有關(guān)。因子圖的概念即是以圖 形觀點(diǎn)，來處理變量與函式間的關(guān)系。以圖4為例，各函式是以方塊代表，又稱為限制節(jié)點(diǎn) (Constraint Node)或代理節(jié)點(diǎn)(Agent Node)，而X1 X5是以圓形表示，又稱為變量節(jié)點(diǎn) (Variable Node)。限制節(jié)點(diǎn)與變量節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)機(jī)是根據(jù)函式與變量間的關(guān)系而定，例如，
函式僅與Xl、X3有關(guān)，則函式所代表的限制節(jié)點(diǎn)僅連接Xl、X3所代表的變量節(jié)點(diǎn)。以
4此類推，即可繪出圖4所示的因子圖。另外，在限制節(jié)點(diǎn)與變量節(jié)點(diǎn)間所傳遞的數(shù)據(jù)為軟信 息(Soft-information) Si，每一軟信息僅相關(guān)于相鄰限制節(jié)點(diǎn)與變量節(jié)點(diǎn)，并可根據(jù)其它 相關(guān)軟信息，判斷其內(nèi)容。例如，節(jié)點(diǎn)X3至節(jié)點(diǎn)f3的軟信息SI (x3, f3)可表示為SI (x3, f3) = SI (f\，x3) · SI (f2, x3)，以此類推，只要執(zhí)行的次數(shù)足夠多，即可得出f(Xl，x2, x3, x4, x5)的結(jié)果。因子圖除了可簡(jiǎn)化復(fù)雜的運(yùn)算外，由于其是以圖形觀點(diǎn)表示函式與變量間的關(guān) 系，因此當(dāng)要擴(kuò)充運(yùn)算條件時(shí)，只要判斷出新增的節(jié)點(diǎn)與原始節(jié)點(diǎn)的關(guān)系，即可輕易地?cái)U(kuò)充 因子圖。請(qǐng)參考圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例一流程50的示意圖，流程50用來實(shí)現(xiàn)用于一無 線通訊系統(tǒng)的頻道配置方法。該無線通訊系統(tǒng)，例如一無線局域網(wǎng)絡(luò)，包含有多個(gè)基站。該 多個(gè)基站具有重迭的信號(hào)覆蓋范圍，而形成多個(gè)互相獨(dú)立的信號(hào)重迭區(qū)域。流程50包含以 下步驟步驟500:開始。步驟502 將該多個(gè)基站仿真成一因子圖的多個(gè)變量節(jié)點(diǎn)，每一變量節(jié)點(diǎn)具有一 變量，該變量代表每一基站將被配置的頻道。步驟504 將該多個(gè)互相獨(dú)立的信號(hào)重迭區(qū)域仿真成該因子圖的多個(gè)限制節(jié)點(diǎn)， 每一限制節(jié)點(diǎn)與形成該相對(duì)應(yīng)信號(hào)重迭區(qū)域的基站所對(duì)應(yīng)的變量節(jié)點(diǎn)相連接，每一限制節(jié) 點(diǎn)具有一限制條件，該限制條件代表形成該信號(hào)重迭區(qū)域的基站須被分配到不同的頻道。步驟506 利用該因子圖進(jìn)行運(yùn)算，以決定分配給該多個(gè)基站的頻道。步驟508:結(jié)束。根據(jù)流程50，本發(fā)明實(shí)施例將無線通訊系統(tǒng)中具有重迭信號(hào)覆蓋范圍的基站分別 仿真成因子圖的變數(shù)節(jié)點(diǎn)，并將上述基站所形成的每一獨(dú)立信號(hào)重迭區(qū)域定義為因子圖的 限制節(jié)點(diǎn)。其中，每一變量節(jié)點(diǎn)代表的變量為每一基站將被配置的頻道，而每一限制節(jié)點(diǎn)與 形成相對(duì)應(yīng)信號(hào)重迭區(qū)域的基站所對(duì)應(yīng)的變量節(jié)點(diǎn)相連接，其代表的限制條件為形成相對(duì) 應(yīng)信號(hào)重迭區(qū)域的基站須被分配到不同的頻道。如此一來，本發(fā)明實(shí)施例可利用具有分散 計(jì)算特性的因子圖來仿真群播模式下基站覆蓋范圍重迭的問題，以有效率地對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)型 態(tài)進(jìn)行頻率分配。另外，由于限制條件僅須由與限制節(jié)點(diǎn)相連接的變量節(jié)點(diǎn)來定義，因此本 發(fā)明實(shí)施例可大幅降低對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)型態(tài)進(jìn)行頻道分配的復(fù)雜度。舉例來說，請(qǐng)參考圖6，圖6為具有基站覆蓋范圍重迭問題的一網(wǎng)絡(luò)型態(tài)示意圖。 如圖6所示，基站BSl BS4具有重迭的信號(hào)覆蓋范圍，而形成互相獨(dú)立的信號(hào)重迭區(qū)域 OAl 0A5。在此情形下，若以圓形表示變量節(jié)點(diǎn)，以方塊表示限制節(jié)點(diǎn)，則本發(fā)明實(shí)施例仿 真圖6網(wǎng)絡(luò)型態(tài)所產(chǎn)生的一因子圖將如圖7所示。在圖7中，變量節(jié)點(diǎn)Vm VN4對(duì)應(yīng)至 基站BSl BS4，分別用來表示每一基站將被配置的頻道Fa Fd ；而限制節(jié)點(diǎn)CNl CN5則 對(duì)應(yīng)至信號(hào)重迭區(qū)域OAl 0A5，與形成相對(duì)應(yīng)信號(hào)重迭區(qū)域的基站所對(duì)應(yīng)的變量節(jié)點(diǎn)相 連接，用來表示形成相對(duì)應(yīng)信號(hào)重迭區(qū)域的基站須被分配到不同的頻道的限制條件。例如，限制節(jié)點(diǎn)CNl對(duì)應(yīng)基站BSl及BS2所形成的信號(hào)重迭區(qū)域0A1，因此限制節(jié) 點(diǎn)cm須與基站BSl及BS2所對(duì)應(yīng)的變量節(jié)點(diǎn)VBl及VB2相連接，且其代表的限制條件為 基站BSl所使用的頻通道Fa需不相同于基站BS2所使用的頻率信道Fb，即Fa興Fb。類似 地，限制節(jié)點(diǎn)CN5對(duì)應(yīng)基站BS2、BS3及BS4所形成的信號(hào)重迭區(qū)域0A5，因此限制節(jié)點(diǎn)CN5
5須與基站BS2、BS3及BS4所對(duì)應(yīng)的變量節(jié)點(diǎn)VN2、VN3及VN4相連接，且其代表的限制條件
為Fb興Fc興Fd。在因子圖中定義好每一限制節(jié)點(diǎn)的限制條件后，軟訊息可藉由下列四個(gè)步驟在變 量節(jié)點(diǎn)與限制節(jié)點(diǎn)間反復(fù)傳遞，以決定每一基站使用的頻道步驟1 初始變量節(jié)點(diǎn)(例如， 初始每一基站所有可使用頻道的配置機(jī)率)；步驟2 將軟訊息從變量節(jié)點(diǎn)向限制節(jié)點(diǎn)傳 遞；步驟3 將軟訊息從限制節(jié)點(diǎn)回傳至變量節(jié)點(diǎn)；以及步驟4 根據(jù)預(yù)先定義的停止條件， 停止軟訊息的傳遞，并進(jìn)行硬決策(hard decision)。在進(jìn)行硬決策之后，本發(fā)明實(shí)施例可 根據(jù)變量節(jié)點(diǎn)與限制節(jié)點(diǎn)間的協(xié)調(diào)結(jié)果，選擇基站的群播頻道。上述因子圖的運(yùn)作為本領(lǐng) 域的技術(shù)人員所知，因此詳細(xì)操作方式于此不多加贅述。請(qǐng)注意，由于基站覆蓋范圍重迭的問題發(fā)生在信號(hào)重迭區(qū)域存在欲接收傳輸?shù)臒o 線裝置，因此，在本發(fā)明實(shí)施例中，上述限制條件成立的條件在于每一信號(hào)重迭區(qū)域需包含 至少一無線裝置。在此情形下，本發(fā)明實(shí)施例可將基站與存在信號(hào)重迭區(qū)域的無線裝置分 別視為上述變量節(jié)點(diǎn)與限制節(jié)點(diǎn)，以藉由因子圖的分散計(jì)算方式，解決群播模式下基站覆 蓋范圍重迭的問題。更進(jìn)一步地，本發(fā)明還可通過對(duì)限制條件進(jìn)行加權(quán)來增加頻道配置運(yùn)算的效能。 例如，在某一基站可選擇頻道較少的情況下，利用加權(quán)方式改變相對(duì)應(yīng)限制節(jié)點(diǎn)的限制條 件，以優(yōu)先決定該基站使用的頻道。如此相對(duì)應(yīng)變化，亦屬本發(fā)明的范圍。在硬件實(shí)現(xiàn)上，本發(fā)明可根據(jù)不同無線通訊系統(tǒng)的需求而定義基站與無線裝置所 代表的意義。對(duì)無線局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)而言，基站代表的是無線網(wǎng)絡(luò)接取器(Access Point)，而 無線裝置則代表配備有無線網(wǎng)卡的裝置，例如筆記型計(jì)算機(jī)，或相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。綜上所述，本發(fā)明藉由網(wǎng)絡(luò)本身分散的特性，采用具有分散計(jì)算特性的因子圖來 仿真群播模式下基站覆蓋范圍重迭的問題，以有效率地對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)形態(tài)進(jìn)行頻道分配，而 改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明的權(quán)利要求所做的均等變化與修 飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種用于一無線通訊系統(tǒng)的頻道分配方法，該無線通訊系統(tǒng)包含有多個(gè)基站，該多個(gè)基站具有重迭的信號(hào)覆蓋范圍，而形成多個(gè)互相獨(dú)立的信號(hào)重迭區(qū)域，該方法包含有將該多個(gè)基站仿真成一因子圖的多個(gè)變數(shù)節(jié)點(diǎn)，每一變量節(jié)點(diǎn)具有一變量，該變量代表每一基站將被配置的頻道；將該多個(gè)互相獨(dú)立的信號(hào)重迭區(qū)域仿真成該因子圖的多個(gè)限制節(jié)點(diǎn)，每一限制節(jié)點(diǎn)與形成該相對(duì)應(yīng)信號(hào)重迭區(qū)域的基站所對(duì)應(yīng)的變量節(jié)點(diǎn)相連接，每一限制節(jié)點(diǎn)具有一限制條件，該限制條件代表形成該信號(hào)重迭區(qū)域的基站須被分配到不同的頻道；以及利用該因子圖進(jìn)行運(yùn)算，以決定分配給該多個(gè)基站的頻道。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該多個(gè)信號(hào)重迭區(qū)域的每一信號(hào)重迭區(qū)域包含至少一無線裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中每一變量節(jié)點(diǎn)的該變量更代表每一基站的所有可使 用頻道的配置機(jī)率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中利用該因子圖進(jìn)行運(yùn)算，以決定分配給該多個(gè)基站 的頻道的步驟，包含有初始該多個(gè)變數(shù)節(jié)點(diǎn)；在相連接的變量節(jié)點(diǎn)及限制節(jié)點(diǎn)間，反復(fù)傳遞相關(guān)于頻道配置數(shù)據(jù)的軟訊息；以及 根據(jù)一預(yù)設(shè)的停止條件來停止軟訊息的反復(fù)傳遞，并進(jìn)行硬決策，以決定分配給該多 個(gè)基站的頻道。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其還包含利用一加權(quán)方式改變?cè)摱鄠€(gè)限制節(jié)點(diǎn)的限制條件。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該多個(gè)基站操作于一群播模式。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該無線通訊系統(tǒng)是一無線局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
8.一種用于一無線通訊系統(tǒng)的裝置，用來執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法，以對(duì)該無線通 訊系統(tǒng)進(jìn)行頻道分配。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于一無線通訊系統(tǒng)的頻道分配方法及裝置。該無線通訊系統(tǒng)包含有多個(gè)基站。該多個(gè)基站具有重迭的信號(hào)覆蓋范圍，而形成多個(gè)互相獨(dú)立的信號(hào)重迭區(qū)域。該方法包含有將該多個(gè)基站仿真成一因子圖的多個(gè)變數(shù)節(jié)點(diǎn)；將該多個(gè)互相獨(dú)立的信號(hào)重迭區(qū)域仿真成該因子圖的多個(gè)限制節(jié)點(diǎn)；以及利用該因子圖進(jìn)行運(yùn)算，以決定分配給該多個(gè)基站的頻道。其中，每一變量節(jié)點(diǎn)代表每一基站將被配置的頻道，而每一限制節(jié)點(diǎn)代表形成該相對(duì)應(yīng)信號(hào)重迭區(qū)域的基站須被分配到不同的頻道。
文檔編號(hào)H04W16/02GK101945396SQ20091015875
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者吳峰旗, 吳承軒, 溫元錦, 陳俊才 申請(qǐng)人:雷凌科技股份有限公司