分配無線信道的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】公開了一種分配無線信道的方法和系統(tǒng)。該方法包括：確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的一個或多個優(yōu)先無線信道；確定自組織子網(wǎng)存在分配優(yōu)先無線信道的條件；以及在所述一個或多個優(yōu)先無線信道空閑的情況下，分配所述一個或多個優(yōu)先無線信道之一。
【專利說明】分配無線信道的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及分配無線信道的方法和系統(tǒng)，且更具體地，涉及能夠協(xié)調(diào)高速數(shù)據(jù)傳 輸?shù)姆峙錈o線信道的方法和系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在使用密集無線信道的情況下，在2. 4G通信技術(shù)的WiFi802. I lb/g或者 WiFi-Direct環(huán)境下，一般辦公常用的頻帶不重疊的信道為，第一信道（2412MHz),第六 信道（2437MHz)，第i^一信道（2462MHz)，而在正在發(fā)展的5G通信技術(shù)中，存在5. 725? 5. 825GHz的4個可用信道。隨著共享同一信道的移動設(shè)備的數(shù)量的增加，這些移動設(shè)備之 間產(chǎn)生的共信道干擾也增加。當需要高效傳輸重要數(shù)據(jù)時，該信道上的數(shù)據(jù)傳輸性能可能 得不到保證。因此，需要考慮如何合理分配信道來解決共用同一信道時的干擾控制問題和 高效的數(shù)據(jù)傳輸問題。
[0003] 在高通公司的發(fā)明專利申請 US20120020234(A1)、US20110282989(A1)、 US20110255450(A1), US20110243010 (Al), US20090111506 (Al) , W02011143496 (Al), W02011130626(A1)、W02011123799(A1)、W02012015698(A1)中，給出了一些信道干擾控制的 解決方案，但是它們都是利用頻譜空隙來實現(xiàn)接入和調(diào)節(jié)，且僅針對單個移動設(shè)備來分配 信道。
[0004] 在 2007 年 08 月 23 公開的另一公開的 Floyd Backs, Gary Vacon, et al.的題為 "Program for distributed channel selection,power adjustment and load balancing decision in a wireless network" 的美國專利申請公開 US2007195721A1 中，公開了一種 在接入點端進行自動信道選擇的方法，從而使得信道利用率最大化。在該申請中，對接入點 進行功率控制從而使得多個接入點可以共用同一個信道，減少彼此覆蓋網(wǎng)絡(luò)間的干擾。
[0005] 在 2011 年 10 月 04 日授權(quán)的題為 Young Han Kim, Min Su Kang, Soongsil University Research Consortium 的"Channel management method and channel selection method for wireless node in wireless ad-hoc network" 的美國專利 US8031664(B2)中公開了一種信道管理方法和信道選擇方法用于對一個無線節(jié)點，進行： 在某一干擾范圍內(nèi)進行干擾均衡的信道選擇；這種信道選擇基于某一信道分配概率。
[0006] 但是，仍需要一種能夠通過合理分配無線信道來協(xié)調(diào)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種分配無線信道的方法，包括：確定專用于傳輸優(yōu) 先數(shù)據(jù)的一個或多個優(yōu)先無線信道；確定自組織子網(wǎng)存在分配優(yōu)先無線信道的條件；以及 在所述一個或多個優(yōu)先無線信道空閑的情況下，分配所述一個或多個優(yōu)先無線信道之一。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種分配無線信道的系統(tǒng)，包括：第一確定裝置，被 配置為確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的一個或多個優(yōu)先無線信道；第二確定裝置，被配置為確 定自組織子網(wǎng)存在分配優(yōu)先無線信道的條件；以及分配裝置，被配置為在所述一個或多個 優(yōu)先無線信道空閑的情況下，分配所述一個或多個優(yōu)先無線信道之一。
[0009] 如此，可以臨時給要優(yōu)先傳輸?shù)哪承?shù)據(jù)或某個自組織網(wǎng)絡(luò)分配一個優(yōu)先無線信 道，這比給其分配其他普通無線信道來講，可以更安全、高效、誤碼率少地進行快速傳輸。這 樣保證了例如某些重要數(shù)據(jù)或自組織子網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)的快速傳輸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分配無線信道的方法的流程示意圖。
[0011] 圖2A是示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的分配信道的方法的無線通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示例的示意 圖。圖2B是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分配信道的方法的示例示意圖。
[0012] 圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的進行信道分配的詳細方法中的共信道干 擾表CIT (Co-channel Interference Table, CIT)的生成和更新的流程圖。圖3B示出了 共信道干擾表CIT的例子。圖3C示出了共信道干擾指示值（Co-channel Interference Indication Value, CIIV)進行8比特的歸一化的例子。
[0013] 圖4是說明一個示例的分配信道方法的具體示意流程圖。
[0014] 圖 5 不出了信道使用注冊表（Channel Usage Registration Map，CURM)的一個例 子。
[0015] 圖6是示出了自組織子網(wǎng)在等待隊列、A類信道和B類信道之間的相互切換的示 意圖。
[0016] 圖7A-C是示出設(shè)置不同的信道門限值Vth的三個具體實施例的示意圖。
[0017] 圖8是示出了一個自組織子網(wǎng)的解散過程的示意圖。
[0018] 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的分配無線信道的系統(tǒng)的示意方框圖。

【具體實施方式】
[0019] 現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明的具體實施例，在附圖中例示了本發(fā)明的例子。盡管將結(jié) 合具體實施例描述本發(fā)明，但將理解，不是想要將本發(fā)明限于所述的實施例。相反，想要覆 蓋由所附權(quán)利要求限定的在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)包括的變更、修改和等價物。應(yīng)注意，這 里描述的方法步驟都可以由任何功能塊或功能布置來實現(xiàn)，且任何功能塊或功能布置可被 實現(xiàn)為物理實體或邏輯實體、或者兩者的組合。
[0020] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分配無線信道的方法的流程示意圖。
[0021] 圖1所示的分配無線信道的方法100包括：確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的一個或 多個優(yōu)先無線信道（SlOl);確定自組織子網(wǎng)存在分配優(yōu)先無線信道的條件（S102);以及 在所述一個或多個優(yōu)先無線信道空閑的情況下，分配所述一個或多個優(yōu)先無線信道之一 (S103)。
[0022] 在一個實施例中，所述分配優(yōu)先無線信道的條件可以包括如下中的一種或幾種： 兩個無線移動設(shè)備之間存在要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其中，需要分配優(yōu)先無線信道來傳輸所述 優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；新加入未分配信道的自組織子網(wǎng)需要分配優(yōu)先無線信道；自組織子網(wǎng)中 需要分配優(yōu)先無線信道；已有的移動設(shè)備或自組織子網(wǎng)的干擾值大于預(yù)定值時；已分配了 信道的自組織子網(wǎng)請求分配優(yōu)先無線信道等。當然，分配優(yōu)先無線信道的條件不限于上述 幾種。而且上述的自組織子網(wǎng)的干擾值可以通過共信道干擾值、頻譜利用率、實時丟包率、 平均傳輸時延、無線傳輸路徑損耗中的一種或多種來表不。
[0023] 在一個實施例中，所述確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的優(yōu)先無線信道的步驟SlOl可 以包括：從所有可用無線信道中找到其利用率小于第一預(yù)定閾值的一個或多個無線信道， 作為所述一個或多個優(yōu)先無線信道。
[0024] 在一個實施例中，所述無線信道的利用率可以用如下中的至少一個來確定：無線 信道的頻譜利用率；無線信道的共信道干擾指示值；無線信道的接入設(shè)備的數(shù)目；在該無 線信道上的平均丟包率。當然，所述無線信道的利用率還可以用其他因素來確定，只要這些 因素可以反映無線信道的占用和干擾情況。
[0025] 這樣，可以將所有可用的無線信道根據(jù)無線信道的占用和干擾情況劃分為至少兩 類：一類是允許嚴重干擾的普通信道(A類信道)，一類是專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的優(yōu)先無線 信道組成的輕干擾信道池或無干擾信道（B類信道)。
[0026] 在一個實施例中，所述確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的優(yōu)先無線信道的步驟SlOl可 以在如下條件之一下發(fā)生：經(jīng)過第一預(yù)定時間段；當要傳輸所述要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時；當 有新加入自組織子網(wǎng)時；當自組織子網(wǎng)的干擾大于預(yù)定值時(請發(fā)明人加入其他可能的情 況)。也就是說，例如，可以定期地(例如每三天或者每周一次）根據(jù)當前各個無線信道的無 線信道的占用和干擾情況(例如，無線信道的頻譜利用率）來重新確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù) 的優(yōu)先無線信道。這樣能夠經(jīng)常地保持專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的優(yōu)先無線信道是適合于當前 情況的。
[0027] 所述要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以是例如WiFi網(wǎng)絡(luò)或自組織子網(wǎng)中的兩個移動設(shè)備之 間要傳輸?shù)囊欢我曨l、一些圖片、或其他分享的重要數(shù)據(jù)等，通常需要保證這種優(yōu)先數(shù)據(jù)比 其他普通數(shù)據(jù)更安全和高效的傳輸。因此，應(yīng)該對這種優(yōu)先數(shù)據(jù)分配專用信道，以便安全快 速地傳輸。
[0028] 在一個實施例中，該方法100還可以包括：在所述一個或多個優(yōu)先無線信道都不 空閑的情況下，給所述要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分配除了所述一個或多個優(yōu)先無線信道以外的其 他無線信道中的下述符合條件的無線信道之一：具有最小共信道干擾指示值的無線信道； 具有小于各自的第二預(yù)定閾值的共信道干擾指示值的無線信道之一；共信道干擾指示值與 各自的共信道干擾門限的比值最小的無線信道；共信道干擾指示值與各自的共信道干擾門 限的比值小于1且最小的無線信道。即，如果沒有可用的優(yōu)先無線信道，可以給要優(yōu)先傳 輸?shù)臄?shù)據(jù)分配除了優(yōu)先無線信道以外的普通無線信道中共信道干擾指示值較小的一個。當 然，在該步驟的一個實施例中，設(shè)置共信道干擾門限的目的是例如為了不給優(yōu)先數(shù)據(jù)分配 干擾太大的普通信道，如果所有的普通信道的共信道干擾值都大于共信道干擾門限，這說 明普通信道的干擾都太大了，如果給優(yōu)先數(shù)據(jù)分配干擾過大的普通信道，該優(yōu)先數(shù)據(jù)的傳 輸速度和質(zhì)量都將被極大地降級，如此，還不如使該優(yōu)先數(shù)據(jù)進入等待隊列，以等待各個優(yōu) 先無線信道中的早前的優(yōu)先數(shù)據(jù)傳輸完、或等待空閑的優(yōu)先無線信道或等待出現(xiàn)具有小于 共信道干擾門限的最小共信道干擾指示值的普通無線信道。
[0029] 在一個實施例中，所述共信道干擾指示值可以通過如下步驟來計算：計算使用一 個具體無線信道中的各個移動設(shè)備的共信道干擾值；以及使用相應(yīng)的加權(quán)因子對所計算的 各個共信道干擾值進行加權(quán)平均，以得到所述具體無線信道的共信道干擾指示值，其中，所 述移動設(shè)備的共信道干擾值通過使用該同一無線信道的各個移動設(shè)備的實時丟包率、平均 傳輸時延、無線傳輸路徑損耗中的一個或多個來計算。當然，還可以使用其他參數(shù)來計算一 個無線信道的共信道干擾指示值，這是公知的技術(shù)，在此不贅述。
[0030] 在一個實施例中，所述分配優(yōu)先無線信道的條件可以包括如下中的一種或幾種： 兩個無線移動設(shè)備之間存在要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其中，需要分配優(yōu)先無線信道來傳輸所述 優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；新加入未分配信道的自組織子網(wǎng)需要分配優(yōu)先無線信道；自組織子網(wǎng)中 需要分配優(yōu)先無線信道；已有的移動設(shè)備或自組織子網(wǎng)的干擾值大于預(yù)定值時；已分配了 信道的自組織子網(wǎng)請求分配優(yōu)先無線信道；等待隊列中存在等待分配優(yōu)先無線信道的自組 織子網(wǎng)。
[0031] 在一個實施例中，該優(yōu)先無線信道的分配可以在如下情況之一下結(jié)束：當經(jīng)過預(yù) 定時間段時；當該優(yōu)先數(shù)據(jù)的傳輸完成時；在接收到請求結(jié)束該優(yōu)先無線信道的分配時； 等等。在一個實施例中，該優(yōu)先無線信道可以每次僅給分配給一個優(yōu)先數(shù)據(jù)的傳輸，也就是 說，每次該優(yōu)先無線信道僅承載一個優(yōu)先數(shù)據(jù)的傳輸，那么盡可能減少優(yōu)先數(shù)據(jù)的傳輸受 到其他數(shù)據(jù)的帶寬占用和其他數(shù)據(jù)的傳輸干擾的影響，因此通常將安全、高效、誤碼率少地 傳輸，從而保證了該優(yōu)先數(shù)據(jù)的快速傳輸。當然，也可以規(guī)定該優(yōu)先無線信道可以承載的優(yōu) 先數(shù)據(jù)的個數(shù)，或規(guī)定該優(yōu)先無線信道的利用率閾值(例如頻譜利用率閾值，共信道干擾值 閾值等等）使得該優(yōu)先無線信道可以在利用率閾值范圍內(nèi)承載最多的優(yōu)先數(shù)據(jù)。
[0032] 在一個實施例中，所述要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可以在自組織子網(wǎng)中的移動設(shè)備之間傳 輸。在一個實施例中，在分配所述一個或多個優(yōu)先無線信道之一給自組織子網(wǎng)之后，該自 組織子網(wǎng)中的所有移動設(shè)備可以使用分配的優(yōu)先無線信道之一相互通信。注意，在本實施 例中，該自組織子網(wǎng)可以是用戶自己組織的包括一定數(shù)量的移動設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，其中，一個移 動設(shè)備可以作為主節(jié)點來管理其他作為從節(jié)點的移動設(shè)備，例如管理從節(jié)點進入自組織子 網(wǎng)、從節(jié)點離開自組織子網(wǎng)、從節(jié)點的認證、向無線接入設(shè)備請求信道分配、給各個節(jié)點分 配信道、收集子網(wǎng)內(nèi)的各個移動設(shè)備的共信道干擾值、發(fā)送這些共信道干擾值等等。因此， 這樣的自組織子網(wǎng)內(nèi)的移動設(shè)備與WiFi環(huán)境下松散的各個移動設(shè)備是不同的。注意，在一 個實施例中，要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是在這樣的自組織子網(wǎng)內(nèi)的例如兩個(或更多）移動設(shè)備之 間要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，而不是普通的WiFi網(wǎng)絡(luò)中任意兩個移動設(shè)備之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。另外，在 另一實施例中，注意，在分配所述一個或多個優(yōu)先無線信道之一給自組織子網(wǎng)之后，該自組 織子網(wǎng)中的所有移動設(shè)備都可以使用該分配的信道來相互通信，也就是說，在該實施例中， 一旦(通過例如子網(wǎng)內(nèi)的主節(jié)點的請求分配無線信道而）給該子網(wǎng)分配了一個優(yōu)先無線信 道，則該子網(wǎng)內(nèi)的所有移動設(shè)備都可以用該分配的優(yōu)先無線信道來安全、高效、誤碼率少地 傳輸數(shù)據(jù)。這樣，這些實施例還創(chuàng)新性地將優(yōu)先無線信道的分配應(yīng)用于自組織子網(wǎng)中，使得 能夠解決以前沒有涉及的在自組織子網(wǎng)中的優(yōu)先無線信道的分配問題。
[0033] 在一個實施例中，所述自組織子網(wǎng)可以包括受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，其中，在該受限區(qū)域網(wǎng) 絡(luò)內(nèi)的認證移動設(shè)備之間能夠互相通信，而該受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的認證移動設(shè)備不能與未認 證移動設(shè)備以及該受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)外的其他移動設(shè)備進行通信。該受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)還可以指的 是可以通過物理方式人為控制和任意調(diào)節(jié)其范圍的唯一界定的區(qū)域。類似于含有多個移 動設(shè)備節(jié)點的點對點網(wǎng)絡(luò)，在該受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的認證無線移動設(shè)備之間可以互相通信， 而該受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的認證無線移動設(shè)備不能與未認證無線移動設(shè)備以及該受限區(qū)域網(wǎng) 絡(luò)外的其他無線移動設(shè)備進行通信。受限區(qū)域的例子包括但不限于通過一個或多個紅外線 發(fā)射器發(fā)射的紅外線交集來唯一界定的區(qū)域、通過一個或多個燈光發(fā)射器發(fā)射的光線交集 來唯一界定的區(qū)域(其中，該燈光發(fā)射器發(fā)射的光線應(yīng)具有良好的指向性，優(yōu)選地是發(fā)光二 極管（Light Emitting Diode, LED)的光)、通過一個或多個微波發(fā)射器發(fā)射的微波交集來 唯一界定的區(qū)域、近場通信（Near Field Communication, NFC)技術(shù)的受限區(qū)域、其他信號 覆蓋的受限區(qū)域等等。諸如受限區(qū)域的自組織點對點網(wǎng)絡(luò)的詳細說明可參考與本發(fā)明同 一發(fā)明人于2013年2月22日在中國專利局提交的在審中國專利申請No. 201310056656. 0 和與本發(fā)明同一發(fā)明人于2013年5月14日在中國專利局提交的在審中國專利申請 201310176417. 9,其全文被引用附于此。在這些文獻中，發(fā)明人使用名稱"自組織子網(wǎng)"作 為自組織網(wǎng)絡(luò)的名稱，因此在本公開中，也利用"自組織子網(wǎng)"作為自組織網(wǎng)絡(luò)的一個非限 制性示例。
[0034] 如此，可以臨時給要優(yōu)先傳輸?shù)哪承?shù)據(jù)或某個自組織網(wǎng)絡(luò)分配一個優(yōu)先無線信 道，這比給其分配其他普通無線信道來講，可以更安全、高效、誤碼率少地進行快速傳輸。這 樣保證了例如某些重要數(shù)據(jù)或自組織子網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)的快速傳輸。
[0035] 下面參考圖2A來描述根據(jù)本發(fā)明的分配信道的方法的一個具體的示例實施例。
[0036] 圖2A是示出應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的分配信道的方法的無線通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示例的示意 圖。
[0037] 如圖 2A 中，存在四個自組織子網(wǎng)（Organized Wireless Group，0WG) 1、2、3、 4和一個中央控制節(jié)點（Central Controller, CC來表示)。每個自組織子網(wǎng)可以是基于 WiFi-Direct的P2P (Peer-to-Peer)子網(wǎng)，也能是一個Ad-hoc子網(wǎng)簇、受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)等等。 通常的要求每個子網(wǎng)中含有一個主節(jié)點和〇個或多個從節(jié)點。
[0038] 在每一個自組織子網(wǎng)中，通常，主節(jié)點維持子網(wǎng)會話和子網(wǎng)內(nèi)部各個節(jié)點間的連 接；當一個子網(wǎng)中的從節(jié)點離開該子網(wǎng)時，主節(jié)點刪除該離開的從節(jié)點在子網(wǎng)內(nèi)部的一切 連接信息并通知同一子網(wǎng)內(nèi)部的其他從節(jié)點；當主節(jié)點離開時，一個新的主節(jié)點在從節(jié)點 中產(chǎn)生，并且離開的主節(jié)點需要移交所有主節(jié)點信息和功能給新的主節(jié)點。在該實施例中， 各個子網(wǎng)內(nèi)部使用的彼此連接的工作信道可以統(tǒng)一由中央控制節(jié)點來分配。因為WiFi系 統(tǒng)下通?？捎玫姆侵丿B的信道個數(shù)是有限的，所以當在一個開放工作空間中存在很多自組 織子網(wǎng)的時候，多個子網(wǎng)可能共用一個信道，避免共信道干擾、提供高效的信道利用和保證 某些數(shù)據(jù)的安全高效傳輸是本公開的核心。
[0039] 圖2B是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的分配信道的方法的示例示意圖。
[0040] 圖2B顯示了該信道分配過程的如下步驟：確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的一個或多 個優(yōu)先無線信道（圖2B中的B類信道）；確定自組織子網(wǎng)存在分配優(yōu)先無線信道的條件(例 如一個自組織子網(wǎng)新加入時）；在所述一個或多個優(yōu)先無線信道空閑的情況下，分配所述一 個或多個優(yōu)先無線信道之一。
[0041] 1，優(yōu)先信道確定步驟：確定哪個或哪些信道是優(yōu)先信道。具體地，可以把所有可 用的信道劃分為兩組類型的信道。一種類型的信道，被定義為A類信道(普通信道)，該類 信道上允許高的共信道干擾存在，也即允許很多子網(wǎng)共享改信道從而通過競爭機制獲得信 道；另外一類信道，被定義為B類信道(優(yōu)先信道)，該類信道通常為低干擾信道或者為無干 擾信道，特別預(yù)留的用于把需要臨時高速數(shù)據(jù)需求或者極大干擾的子網(wǎng)切換工作到B類信 道上。注意，在本實施例中，可以對整個子網(wǎng)分配信道，而不是對某個單獨的移動設(shè)備分配 信道，這樣在給整個子網(wǎng)分配信道之后，整個子網(wǎng)內(nèi)部的所有移動設(shè)備都可以在該分配的 信道上進行數(shù)據(jù)傳輸。但是本發(fā)明不限于此，本發(fā)明也可適用于在單個移動設(shè)備(例如，子 網(wǎng)內(nèi)僅存在一個移動設(shè)備)和/或子網(wǎng)內(nèi)的一部分移動設(shè)備、和/或在子網(wǎng)內(nèi)的一部分移動 設(shè)備與子網(wǎng)外的一部分移動設(shè)備之間的通信的信道分配。
[0042] 下面將介紹示例而非限制的劃分準則。
[0043] 如3. 2所述，進行具體的信道分配之前可以先把所有系統(tǒng)中可用的信道劃分為兩 組類型的信道:A類信道和B類信道。該兩類信道的劃分通常符合如下條件(僅作為舉例， 為非限制）：
[0044] 1，假設(shè)系統(tǒng)中總信道個數(shù)為N (正整數(shù)）
[0045] 2, B類信道中的信道特點是無干擾或者有較低的環(huán)境干擾，而A類信道的信道特 點是允許嚴重的環(huán)境干擾。
[0046] 3,所述無干擾或者有較低的環(huán)境干擾的B類信道可以是其利用率小于第一預(yù)定 閾值的一個或多個無線信道，作為所述一個或多個優(yōu)先無線信道。
[0047] 4,所述無線信道的利用率用如下中的至少一個來確定：無線信道的頻譜利用率； 無線信道的共信道干擾指示值；無線信道的接入設(shè)備的數(shù)目；在該無線信道上的平均丟包 率等。
[0048] 5, A類信道中總信道個數(shù)為M (M小于N的正整數(shù)),則余下的（N-M)個信道可以屬 于B類信道
[0049] 6,通常A類信道中的個數(shù)多于B類信道(當然這并非限制，只是為了保證B類信道 的數(shù)量不要過多，免得使A類信道過于擁塞）
[0050] 所述確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的優(yōu)先無線信道（B類信道）的步驟在如下條件之 一下發(fā)生：經(jīng)過第一預(yù)定時間段；當要傳輸所述要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時；當有新加入自組織 子網(wǎng)時；當自組織子網(wǎng)的干擾大于預(yù)定值時(請發(fā)明人加入其他可能的情況)。也就是說， 例如，可以定期地(例如每三天或者每周一次i或隨時(例如當要傳輸所述要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)時；當加入新的設(shè)備或自組織子網(wǎng)時；等等)根據(jù)當前各個無線信道的無線信道的占用和 干擾情況(例如，無線信道的(頻譜）利用率）來重新確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的優(yōu)先無線信 道。這樣能夠經(jīng)常地保持專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的優(yōu)先無線信道是比較適合于當前情況的。
[0051] 圖2B中實例了三種情況(情況1、情況2、情況3)的信道分配實施例。
[0052] 通常的WiFi環(huán)境下有三個工作信道，他們是第一信道（2412MHz),第六信道 (2437MHz )，第i^一信道（2462MHz )，以這幾個信道為例進行如下描述。
[0053] 從圖2B可以粗略地看出劃分的A類信道池和B類信道池、以及三種情況(情況1 : 存在3個可用信道；情況2 :存在5個可用信道；情況3 :存在N個可用信道）下的各個子網(wǎng) 的信道分配和切換示意圖。
[0054] 在第一種情況中，一般地在WiFi2. 4GHz工作環(huán)境下，通常有個三個可用信道(常 用的信道I - 2412MHz、信道2 - 2437MHz、信道3 - 2462MHz)，其中，信道1和2位于A類信道 池，且信道3位于B類信道池。在第二種情況中，存在5個可用信道，其中三個位于A類信 道池，且另外2個位于B類信道池。在第三種情況中，存在N個可用信道，其中M個可用信 道位于A類信道池，且其中（N-M)個可用信道位于B類信道池，其中M和N是正整數(shù)。
[0055] 通常，每當一個自組織子網(wǎng)有主節(jié)點牽頭形成網(wǎng)絡(luò)時，該主節(jié)點可能需要向中央 控制節(jié)點申請可用的信道。在穩(wěn)定的系統(tǒng)中可能存在很多自組織子網(wǎng)，其中有些子網(wǎng)工作 在同一信道上。在A類信道中，當有一些子網(wǎng)處于嚴重共信道干擾時，中央控制節(jié)點可能將 這些子網(wǎng)調(diào)度分配到B類信道，從而獲得通信效率的改善。在特定條件下，工作在B類信道 下的子網(wǎng)也可能切換分配回到高干擾的A類信道上。這一動態(tài)信道切換過程隨后詳述。
[0056] 圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的進行信道分配的詳細方法中的共信道干 擾表 CIT (Co-channel Interference Table, CIT)的生成和更新的流程圖。
[0057] 在確定了信道的劃分（即確定了哪些是優(yōu)先信道）之后，可以確定是否存在分配優(yōu) 先無線信道的條件。
[0058] 該確定自組織子網(wǎng)存在分配優(yōu)先無線信道的條件可以包括確定新加入一個優(yōu)先 自組織子網(wǎng)（其內(nèi)的移動設(shè)備之間需要優(yōu)先傳輸某個數(shù)據(jù))、而需要為該新加入的優(yōu)先自組 織子網(wǎng)分配優(yōu)先無線信道，但是該確定還可以包括如下中的至少一個：例如在兩個移動設(shè) 備(不論是否處于同一自組織子網(wǎng)或是否處于自組織子網(wǎng)內(nèi)還是單獨的移動設(shè)備）之間需 要優(yōu)先傳輸某個數(shù)據(jù)；自組織子網(wǎng)中需要分配優(yōu)先無線信道；已有的移動設(shè)備或自組織子 網(wǎng)的干擾值大于預(yù)定值時；已分配了信道的自組織子網(wǎng)請求分配優(yōu)先無線信道；等等。
[0059] 然后，可以根據(jù)各種情況來進行相應(yīng)的信道分配。
[0060] 首先，在所述一個或多個優(yōu)先無線信道空閑的情況下，可以分配所述一個或多個 優(yōu)先無線信道之一。如前所述，在已經(jīng)對所有可用信道劃分了 A類普通信道和B類優(yōu)先信 道之后，則查看B類優(yōu)先信道中是否有空閑的B類信道，如果有，則為該要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 的傳輸分配該空閑的B類信道。在此，確定B類信道是否空閑可以通過如下之一來實現(xiàn)：該 信道上是否沒有數(shù)據(jù)傳輸；該信道的利用率是否很小（例如是否小于某一預(yù)設(shè)門限，可以經(jīng) 過頻譜掃描得出的或者經(jīng)過經(jīng)驗觀察得出的該預(yù)設(shè)門限)。所述無線信道的利用率可以用 如下中的至少一個來確定：無線信道的頻譜利用率；無線信道的共信道干擾指示值；無線 信道的接入設(shè)備的數(shù)目；在該無線信道上的平均丟包率等。
[0061] 而在所述一個或多個優(yōu)先無線信道（B類信道）都不空閑的情況下，可以給所述要 優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分配除了所述一個或多個優(yōu)先無線信道（B類信道)以外的其他普通無線信 道(A類信道）中的下述符合條件的普通無線信道之一：具有最小共信道干擾指示值的普通 無線信道；具有小于第二預(yù)定閾值的共信道干擾指示值的普通無線信道之一；具有最小共 信道干擾指示值且所述最小共信道干擾指示值小于共信道干擾門限的普通無線信道。接下 來還會介紹示例的共信道干擾指示值的計算方式。
[0062] 具體地，如圖3A的右側(cè)所示，在無線通信系統(tǒng)運行時，通常存在很多自組織子網(wǎng)。 首先，對于已經(jīng)運行在無線通信系統(tǒng)中的現(xiàn)存的子網(wǎng)，它們的主節(jié)點可以周期性地檢測251 實時的共信道干擾值（Co-channel Interference Value, CIV在下面詳細介紹)，并且把 得到的CIV反饋252給中央控制節(jié)點用于更新共信道干擾表（Co-channel Interference Table，CIT)(該共信道干擾表CIT的例子見圖3B)。另一方面，當一個新的自組織子網(wǎng)將被 初始化準備工作于該系統(tǒng)中時，第一個節(jié)點作為主節(jié)點211先向中央控制節(jié)點請求212 - 個可用的信道。被分配信道后，主節(jié)點工作在被分配的信道上，并且接收從節(jié)點的加入請求 213。注意，目前只有具備區(qū)域受限性質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)(受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò))，從節(jié)點才能唯一的區(qū)分自 己同一區(qū)域的主節(jié)點并加入主節(jié)點維持的一個子網(wǎng)系統(tǒng)。此后,新加入的子網(wǎng)的主節(jié)點，同 上，會周期性地檢測251實時的共信道干擾值（CIV)，并且把得到的CIV反饋252給中央控 制節(jié)點用于更新共信道干擾表。
[0063] 在無線通信環(huán)境下，無論是否處于自組織子網(wǎng)中，每個移動設(shè)備都可能受到來自 共享同一信道的其他移動設(shè)備或者其他接入點（Access Point，AP)設(shè)備的共信道干擾。 因此，假設(shè)每一個移動設(shè)備節(jié)點都被配置有共信道干擾估計組件用于估計共信道干擾值 (Co-channel Interference Value, CIV)〇
[0064] 在此，移動設(shè)備的共信道干擾值CIV的一種可能的計算方式如下：
[0065] CIV=fun (實時丟包率；平均傳輸時延；無線傳輸路徑損耗；等其他可能的度量）
[0066] 其中，fun (*)表示*的函數(shù)。也就是說，可以通過該移動設(shè)備的實時丟包率、平均 傳輸時延、無線傳輸路徑損耗或其他可能的度量來計算得到該CIV。
[0067] 注意，對于計算整個子網(wǎng)的CIV來說，可以直接對自組織子網(wǎng)內(nèi)的所有移動設(shè)備 的共信道干擾值CIV求平均，作為該自組織子網(wǎng)的共信道干擾值CIV ;或者，對某些移動設(shè) 備(例如保護其通信）可以設(shè)置加權(quán)因子(例如大于1 )，可以在估計了自組織子網(wǎng)內(nèi)的各個 移動設(shè)備的共信道干擾值CIV之后，通過每個移動設(shè)備的加權(quán)因子來進行加權(quán)平均，以計 算該自組織子網(wǎng)的共信道干擾值。而對于共享同一信道的自組織子網(wǎng)或其他單個移動設(shè) 備，可以再對這些自組織子網(wǎng)或其他單個移動設(shè)備的所有共信道干擾值CIV進行平均(或 同理加權(quán)平均)，來得到表示該共享信道的共信道干擾指示值（Co-channel Interference Indication Value，CIIV)，來反映該信道的干擾情況。對信道的該共信道干擾指示值也可 以乘以另一加權(quán)因子（小于1或大于1)來增加或減小分配該信道的概率。舉例說明，假設(shè) 起初，共享信道1的有：移動設(shè)備100-1 (未示出）、移動設(shè)備100-2 (未示出）、自組織子網(wǎng) 101 (未示出）、自組織子網(wǎng)102 (未示出）、自組織子網(wǎng)103 (未示出），其各自的估計的共信 道干擾值CIV分別為例如50、50、100、100、200此時可以通過對共享同一信道1的移動設(shè)備 或自組織子網(wǎng)的估計的共信道干擾值CIV求平均，來計算得到關(guān)于該信道1的共信道干擾 指示值CIIVi (在此例中，計算得到信道1此時的CIIV1= (50+50+100+100+200) /5=200)。
[0068] 注意，在中央控制節(jié)點處存儲的共信道干擾表CIT包括各個可用信道的共信道干 擾指示值CIIV，而非各個移動設(shè)備或自組織子網(wǎng)的單獨的共信道干擾值CIV。該共信道干 擾表CIT的例子詳見圖3B。
[0069] 在圖3A中，在中央控制節(jié)點處，共信道干擾表CIT需要首先被初始化220。當其收 到任何來自系統(tǒng)內(nèi)某一子網(wǎng)匯報實時共信道干擾值，需要(通過重新計算分配給該子網(wǎng)的 信道的共信道干擾指示值CIIV)響應(yīng)地更新CIT，230和240。當某一新工作的子網(wǎng)向該中 央控制節(jié)點申請可工作的信道時，該中央控制節(jié)點根據(jù)一定的算法進行信道分配，300,該 分配算法將在稍后進一步介紹。
[0070] 每一個自組織子網(wǎng)都受到來自其他共信道子網(wǎng)的干擾。因此我們需要一種手段來 標志系統(tǒng)中所有信道上的共信道干擾的大小。一個可能的實例如果3. 5的共信道干擾表 CIT所示，該表中顯示了系統(tǒng)中的所有信道及其所屬類別（A類信道或者B類信道，及其共組 頻率)，以及在每個信道上的子網(wǎng)個數(shù)和工作的總節(jié)點數(shù)(移動設(shè)備數(shù))。用共信道干擾指示 值CIIV來表示實時測量的一個信道的共信道干擾的大小(在一個實施例中，將共信道干擾 指示值CIIV進行8比特的歸一化，得到一個對應(yīng)的8比特值(例如在00000000 2和Iimm2 之間(其中，下標2代表二進制數(shù)值)，以便于在無線通信中的比特傳輸)，如圖3C所示。
[0071] CIIV的檢測方法很多，可以采用不同的參量來計算，主要表示環(huán)境中的實時監(jiān) 測的共信道干擾。在CIT表格中記錄的是共享同一信道的各個移動設(shè)備或自組織子網(wǎng) 的共信道干擾值的平均值。CIIV的計算方法還可以參考2012年07月19日公開的題為 ^INTERFERENCE MEASUREMENT METHOD AND APPARATUS FOR USER EQUIPMENT HAVING MULTIPLE HETEROGENEOUS COMMUNICATION MODULES IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM^ 的美國專利申請US20120182896A1。
[0072] 接下來結(jié)合圖4介紹分配信道的方法的具體流程圖。
[0073] 具體的來說，當一個中央控制節(jié)點接收到來自某一自組織子網(wǎng)的主節(jié)點的信道分 配請求時，其首先檢查B類信道的可用性301 (是否有未被占用的B類信道)，如果有則分配 一個B類信道給該請求的子網(wǎng)。否則檢查A類信道中當前干擾最小的信道303,這通過比 較A類信道的共信道干擾值與該A類信道的預(yù)定信道干擾門限值V th的大小304 (特別注 明：如果采用比例控制公平性，例如，在303中可以選取最小的

【權(quán)利要求】
1. 一種分配無線信道的方法，包括： 確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的一個或多個優(yōu)先無線信道； 確定自組織子網(wǎng)存在分配優(yōu)先無線信道的條件；以及 在所述一個或多個優(yōu)先無線信道空閑的情況下，分配所述一個或多個優(yōu)先無線信道之 〇
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分配優(yōu)先無線信道的條件包括如下中的至 少一種： 兩個無線移動設(shè)備之間存在要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，其中，需要分配優(yōu)先無線信道來傳輸 所述優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)； 新加入未分配信道的自組織子網(wǎng)需要分配優(yōu)先無線信道； 自組織子網(wǎng)中需要分配優(yōu)先無線信道； 已有的移動設(shè)備或自組織子網(wǎng)的干擾值大于預(yù)定值時； 已分配了信道的自組織子網(wǎng)請求分配優(yōu)先無線信道； 等待隊列中存在等待分配優(yōu)先無線信道的自組織子網(wǎng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的優(yōu)先無線信道 的步驟包括： 從所有可用無線信道中找到其利用率小于第一預(yù)定閾值的一個或多個無線信道，作為 所述一個或多個優(yōu)先無線信道。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述無線信道的利用率用如下中的至少一個來 確定：無線信道的頻譜利用率；無線信道的共信道干擾指示值；無線信道的接入設(shè)備的數(shù) 目；在該無線信道上的平均丟包率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的優(yōu)先無線信道 的步驟在如下條件之一下發(fā)生： 經(jīng)過第一預(yù)定時間段； 當要傳輸所述要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時； 當有新加入的自組織子網(wǎng)時； 當自組織子網(wǎng)的干擾大于預(yù)定值時。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括： 在所述一個或多個優(yōu)先無線信道都不空閑的情況下，給所述要優(yōu)先傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分配 除了所述一個或多個優(yōu)先無線信道以外的其他無線信道中的下述符合條件的無線信道之 具有最小共信道干擾指示值的無線信道； 具有小于各自的第二預(yù)定閾值的共信道干擾指示值的無線信道之一； 共信道干擾指示值與各自的共信道干擾門限的比值最小的無線信道； 共信道干擾指示值與各自的共信道干擾門限的比值小于1且最小的無線信道。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，所述共信道干擾指示值通過如下步驟來計算： 計算使用一個具體無線信道中的各個移動設(shè)備的共信道干擾值；以及 使用相應(yīng)的加權(quán)因子對所計算的各個共信道干擾值進行加權(quán)平均，以得到所述具體無 線信道的共信道干擾指示值， 其中，所述移動設(shè)備的共信道干擾值通過使用該同一無線信道的各個移動設(shè)備的實時 丟包率、平均傳輸時延、無線傳輸路徑損耗中的一個或多個來計算。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在分配所述一個或多個優(yōu)先無線信道之一給自 組織子網(wǎng)中之后，該自組織子網(wǎng)中的所有移動設(shè)備使用分配的一個或多個優(yōu)先無線信道之 一相互通信。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的方法，其中，所述自組織子網(wǎng)包括受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，其中，在 該受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的認證移動設(shè)備之間能夠互相通信，而該受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的認證移動設(shè) 備不能與未認證移動設(shè)備以及該受限區(qū)域網(wǎng)絡(luò)外的其他移動設(shè)備進行通信。
10. -種分配無線信道的系統(tǒng)，包括： 第一確定裝置，被配置為確定專用于傳輸優(yōu)先數(shù)據(jù)的一個或多個優(yōu)先無線信道； 第二確定裝置，被配置為確定自組織子網(wǎng)存在分配優(yōu)先無線信道的條件；以及 分配裝置，被配置為在所述一個或多個優(yōu)先無線信道空閑的情況下，分配所述一個或 多個優(yōu)先無線信道之一。
【文檔編號】H04W72/10GK104349482SQ201310319684
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】笪斌, 王煒, 于海華, 張銀東, 楊林舉 申請人:株式會社理光