CN104768197A

CN104768197A - 信道选择的方法和装置

Info

Publication number: CN104768197A
Application number: CN201510117655.1A
Authority: CN
Inventors: 龙航; 夏腾; 郑侃; 邢旻瑶
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2015-03-17
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2035-03-17
Also published as: CN104768197B

Abstract

本申请公开了一种信道选择方法和对应的装置，该方法包括：计算一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率；根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道；当判断结果为是时，从所述站点与其他站点共享的信道中，选择满足特定条件的新信道；其中，所述特定条件包括：所述站点使用新信道的预计使用率高于所述使用率。该方法从所述站点与其他站点共享的信道中，选择满足特定条件的新信道，所述站点使用新信道的预计使用率高于所述使用率，从而解决了多个无线通信通信系统站点共享多个信道时，相互干扰的问题。

Description

信道选择的方法和装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种信道选择的方法和装置。

背景技术

近几年来，随着智能手机、平板电脑等各种无线通信设备的普遍使用，无线数据通信的需求日益增长。而无线通信所需要的授权频谱有限，因此，新兴的通信技术——3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)拟将LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统部署在免许可频谱。由于免许可频谱的开放性，可同时被众多的无线通信系统使用，那么，在免许可频谱上众多的无线通信系统如何实现信道的共享。这里的共享是指多个无线通信系统的站点共用多条信道进行数据传输。具体的，多条信道中的一条，在一个信道选择周期内为一个无线通信系统的站点提供数据传输，而在另一个信道选择周期内为另一个无线通信系统的站点提供数据传输。无线通信系统的站点在共享信道时，如何避免无线通信系统的站点之间的相互干扰、提高频谱利用效率和提高数据传输速率是一个值得研究的课题。

目前，LTE系统主要部署于5GHz频谱，在该频谱上还部署了Wi-Fi(WirelessFidelity，无线保真)系统。一个无线通信系统下，具有多个使用该系统的站点。所以，需要提供一种LTE系统和Wi-Fi系统实现信道的共享的方案，即LTE系统站点与LTE系统站点之间、LTE系统站点与Wi-Fi系统站点之间、Wi-Fi系统站点与Wi-Fi系统站点之间的信道的共享的方案。

现有两种信道资源的共享的方案，一种是准动态共享方法，另一种是动态共享方法。

现在以LTE系统站点与LTE系统站点之间的信道的共享为例来介绍准动态共享方法和动态共享方法。

对于准动态共享方法，LTE系统站点规定了一个调整周期T_c。该调整周期T_c被分为发送阶段T_on和静默阶段T_off两部分。在T_on阶段LTE系统站点占用信道发送数据，而在T_off阶段LTE系统站点保持静默并监听信道。一个调整周期T_c结束后，LTE系统站点将根据上一个调整周期T_c中T_off阶段监听到的信道忙闲信息，来调整接下来的调整周期中T_on的大小。例如，监听到信道闲的信息时，加大T_on。对于同步系统，LTE系统站点的发送阶段T_on高度重叠，因此，LTE系统站点之间的干扰严重。

对于动态共享方法，LTE系统中引入LBT(Listen Before Talk，对话前监听)机制。LBT机制规定LTE系统在“数据传输”前，需要先进行“信道监听”，当检测到信道空闲时，系统才能够进行数据传输。当检测到信道忙碌时，系统进入“扩展监听”状态，即系统监听时间向后延长一段时间。因此，再次数据传输的时间随之延迟，相当于进行一定时间的退避。该动态共享方法可以很好的解决多个LTE系统站点共享单一信道的问题，但对于多个LTE系统站点共享多个信道时，如何进行时间的退避以避免无线通信系统的站点之间干扰则没有给出解决方案。

因此，发明人在对现有的通信技术进行研究的基础上提供一种解决多个无线通信通信系统站点共享多个信道时，相互干扰的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种解决多个无线通信通信系统站点共享多个信道时相互干扰的问题的方法，具体的，一种信道选择方法，包括：

计算一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率；

根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道；

当判断结果为是时，从所述站点与其他站点共享的信道中，选择满足特定条件的新信道；其中，所述特定条件包括：所述站点使用新信道的预计使用率高于所述使用率。

本申请实施例还提供一种信道选择装置，包括：

信道监听模块，用于计算一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率；

信道选择模块，用于：

根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道；

本申请实施例还提供另一种信道选择装置，包括：

能量监测器，用于监听信道的干扰信号功率；

处理器，用于：

根据干扰信号功率判定一个无线通信系统对当前信道的占用状态和空闲状态；

统计信道选择周期内所述无线通信系统在占用状态使用当前信道进行数据传输的累计时长，并算得使用率为累计时长与信道选择周期的比值；

根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道；

本申请实施例提供的信道选择方法和装置，至少具有如下有益效果：

该方法从所述站点与其他站点共享的信道中，选择满足特定条件的新信道，所述站点使用新信道的预计使用率高于所述使用率，从而解决了多个无线通信通信系统站点共享多个信道时，相互干扰的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的信道选择方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的计算一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率的流程图。

图3为本申请实施例提供的选择满足特定条件的新信道的流程图。

图4为本申请实施例提供的更新信道的等级值的示例图。

图5为本申请实施例提供的信道选择装置的结构示意图。

图6为本申请实施例提供的信道选择装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决多个无线通信通信系统站点共享多个信道时，相互干扰的技术问题，本申请实施例提供了一种信道选择方法。该方法从所述站点与其他站点共享的信道中，选择满足特定条件的新信道，所述站点使用新信道的预计使用率高于所述使用率，从而解决了多个无线通信通信系统站点共享多个信道时，相互干扰的问题。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的信道选择方法的流程图，具体包括以下步骤：

S100：计算一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率。

无线通信系统的站点可以是基站、手机终端等具有无线通信功能的网络设备。

信道是指具有一个具有设定的频率上下限的电磁波频谱。无线通信系统的站点使用该信道进行数据传输。

在多个无线通信系统的站点共用多条信道进行数据传输的场合，对于某一个无线通信系统的站点而言，当前信道的使用率反映了无线通信系统的站点在一个信道选择周期内使用当前信道的状况。

一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率，应当如何计算，后面会作详细说明，此处不再赘述。

S200：根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道。

使用率越高，说明在该信道选择周期内，该无线通信系统的站点使用当前信道越频繁，可以传输的数据量越大，即数据传输速率越大，频谱利用效率越高，其他无线通信系统的站点对该站点使用当前信道的干扰越小。与之相反，使用率越低，说明当前信道被其他站点占用的次数越多，当前信道对与本站点数据传输速率小、频谱利用效率低、其他站点对本站点使用当前信道的干扰大。因此，当使用率低至一定程度，则需要变更当前信道，以改善通信状况，即提高数据传输速率、提高频谱利用效率。至于，如何根据使用率判断本站点是否需要重新选择信道后面会进行详细说明。

S300：当判断结果为是时，从所述站点与其他站点共享的信道中，选择满足特定条件的新信道；其中，所述特定条件包括：所述站点使用新信道的预计使用率高于所述使用率。

当使用率低至一定程度，则需要变更当前信道。从本站点与其他站点共享的信道中，选择满足特定条件的新信道。特定条件要求本站点使用新信道的预计使用率高于所述使用率。如何选择满足特定条件的新信道，后面会详细说明。

在本申请实施例中，从所述站点与其他站点共享的信道中，选择满足特定条件的新信道，所述站点使用新信道的预计使用率高于所述使用率，从而解决了多个无线通信通信系统站点共享多个信道时，相互干扰的问题。

下面对如何计算无线通信系统的站点使用当前信道的使用率，进行详细描述。

请参照图2，进一步的，计算一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率，具体包括：

S101：获取信道选择周期；

S102：统计信道选择周期内所述站点使用当前信道进行数据传输的累计时长；

S103：计算所述累计时长与信道选择周期的比值；

S104：算得所述比值为所述站点使用当前信道的使用率。

在本申请实施例中，信道选择周期可以是一个预设的固定参数值，也可以是一个动态调整的可变参数值。在信道选择周期内，本站点使用选定的当前信道。经历一个信道选择周期后，本站点根据实际的数据传输状况，决定是否使用新信道。在计算使用率的过程中，通过读取或调用的方式取得信道选择周期。

在一个信道选择周期内，根据信道在本站点与其他站点的分配状况，当信道分配给本站点时，本站点使用当前信道进行数据传输。在一个信道选择周期内，当前信道可以多次分配给本站点使用，也可以仅分配一次给本站点使用。在本申请实施例中，统计信道选择周期内，本站点使用当前信道进行数据传输的累计时长。并且，计算累计时长与信道选择周期的比值，从而算得该比值为本站点使用当前信道的使用率。通过设置信道选择周期，可以根据实际情形决定重新选择信道的频率，提高了信道选择方法的实际应用效果。

下面来详细介绍如何根据使用率判断本站点是否需要重新选择信道。

进一步的，根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道，具体包括：

获取信道的使用率阈值；

当使用率小于等于使用率阈值时，需要重新选择信道。

本申请实施例中，设置了信道的使用率阈值。同样，信道选择周期可以是一个预设的固定参数值，也可以是一个动态调整的可变参数值。当使用率小于等于使用率阈值时，说明当前信道处于繁忙状态。而本站点与其他站点共享的除当前信道之外的信道中可能处于空闲状态的信道。因此，为了提高本站点的数据传输速率、提高空闲信道的频谱利用效率，需要变更本站点使用的信道。

下面来详细介绍如何选择满足特定条件的新信道。

请参照图3，进一步的，选择满足特定条件的新信道，具体包括：

获取默认等级值；

当存在与所述默认等级值对应的信道时，从对应的信道中随机选择一个满足所述特定条件的信道；

当不存在与所述默认等级值对应的信道时，按照优先选择较高等级值对应的信道的方式，从低于所述默认等级值的等级值对应的信道中随机选择一个满足所述特定条件的信道。

下面以一个具体的场景来介绍，选择满足特定条件的新信道的过程。假设，本站点使用当前信道C_m进行数据传输。本站点持有一张信道等级表，如下表1：

等级值	信道
		0	C₁
1	C₃，C₄
		2	C₂
3	……C_m，……

表1 信道等级表

其中，C_n表示信道N，n为自然数。

信道等级表可以由无线通信系统的运营商发布给各个无线通信系统的站点，也可以由各无线通信系统的站点主动监听各信道获得。对于本站点持有的信道等级表，一个信道的等级值越高，意味着该信道被其他站点使用的使用率低，而可以分配给本站点进行数据传输的累计时长越长，本站点使用该信道的预计使用率越高。

例如，表1中的内容表明，对于本站点而言，信道1对于本站点而言，具有最高等级值——0级。信道3、信道4对于本站点而言，等级值为1级，依次类推。假定，默认等级值为0级。在选择满足特定条件的新信道时，首先从默认等级值的信道中进行选择。此时，选择信道1作为新信道。假设不存在与默认等级值对应的信道时，则按照优先选择较高等级值对应的信道的方式，从等级值为1级的C₃，C₄两个信道中随机选择一个。

当然，这里的默认等级值还可以是1级。例如，闲置最高等级值信道1作为本站点的紧急通信信道。或将最高等级值信道1用来为高级客户使用。默认等级值根据实际情况自由设定，提高了信道选择方法的适应性。

进一步的，选择满足特定条件的新信道，还包括：

更新信道的等级值。

信道的等级值动态更新，极大的提高了信道选择方法的适应性。

下面来介绍如何更新信道的等级值。

请参照图4，进一步的，更新信道的等级值，具体包括：

S201：获取信道检测周期、信道占用阈值、信道空闲阈值；

S202：统计信道检测周期内的信道占用次数和信道空闲次数；

S203：计算信道占用次数和信道空闲次数的比值；

S204：当所述比值大于等于信道占用阈值时降低该信道对应的等级值，当所述比值小于等于信道空闲阈值时升高该信道对应的等级值。

进一步的，更新信道的等级值，还包括：

当最低等级值对应所有信道时，重置默认等级值对应所有信道。

在本申请实施例中，对于信道检测周期、信道占用阈值、信道空闲阈值中任意一个参数而言，可以是一个预设的固定参数值，也可以是一个动态调整的可变参数值。

信道检测周期是指对信道的等级值进行维护的周期。在信道检测周期内维持信道的等级值，而经历一个信道检测周期后，根据实际情形进行信道的等级值的调整。

首先，统计信道检测周期内的信道占用次数和信道空闲次数。当站点静默时，站点可用来对信道的状况进行监听。站点监听的结果具有两种，一种是该信道处于闲置状态，另一种是该信道被占用时，由其他站点进行数据传输。

然后，计算信道占用次数和信道空闲次数的比值。该比值越大，则说明该信道越繁忙，无法作为新信道。而当该比值越小，则说明该信道越空闲，可以作为新信道。为了动态的维护信道的等级值，需要设定相应的参照。在本申请实施例中，设定信道占用阈值，当比值大于等于信道占用阈值时，降低该信道对应的等级值。同时设定信道空闲阈值，当比值小于等于信道空闲阈值时升高该信道对应的等级值。

当共享的所有信道都处于最低等级值时，重置默认等级值对应所有信道。

在本申请实施例中，信道的等级值动态更新，而选定的信道等级值高于当前信道的等级值，等级值越高的信道对于本站点越处于空闲状态，因而，本站点使用新信道的预计使用率高于当前信道的使用率。

以上为本申请实施例提供的信道选择的方法，基于同样的思路，本申请实施例还提供了一种信道选择的装置。

请参照图5，为本申请实施例提供一种信道选择装置1的结构示意图。

一种信道选择装置1，包括：

信道监听模块10，用于计算一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率；

信道选择模块20，用于：

根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道；

进一步的，信道监听模块10，用于计算一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率，具体用于：

获取信道选择周期；

统计信道选择周期内所述站点使用当前信道进行数据传输的累计时长；

计算所述累计时长与信道选择周期的比值；

算得所述比值为所述站点使用当前信道的使用率。

进一步的，信道选择模块20，用于根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道，具体用于：

获取信道的使用率阈值；

当使用率小于等于使用率阈值时，需要重新选择信道。

进一步的，信道选择模块20，用于选择满足特定条件的新信道，具体用于：

获取默认等级值；

进一步的，信道选择装置11还包括信道等级维护模块30，用于：

更新信道的等级值。

进一步的，信道等级维护模块30，用于更新信道的等级值，具体用于：

获取信道检测周期、信道占用阈值、信道空闲阈值；

统计信道检测周期内的信道占用次数和信道空闲次数；

计算信道占用次数和信道空闲次数的比值；

当所述比值大于等于信道占用阈值时降低该信道对应的等级值，当所述比值小于等于信道空闲阈值时升高该信道对应的等级值。

进一步的，信道等级维护模块30，用于更新信道的等级值，还用于：

请参照图6，进一步的，一种信道选择装置1，包括：

能量监测器11，用于监听信道的干扰信号功率；

处理器12，用于：

根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道；

在本申请实施例提供的信道选择装置1中，由能量监测器11来监听信道的干扰信号功率。而其余功能由处理器12来执行。

信道选择装置1从本站点与其他站点共享的信道中，选择满足特定条件的新信道。本站点使用新信道的预计使用率高于所述使用率，从而解决了多个无线通信通信系统站点共享多个信道时，相互干扰的问题。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种信道选择方法，其特征在于，包括：

计算一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率；

根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，计算一个无线通信系统的站点使用当前信道的使用率，具体包括：

获取信道选择周期；

计算所述累计时长与信道选择周期的比值；

算得所述比值为所述站点使用当前信道的使用率。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道，具体包括：

获取信道的使用率阈值；

当使用率小于等于使用率阈值时，需要重新选择信道。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选择满足特定条件的新信道，具体包括：

获取默认等级值；

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，选择满足特定条件的新信道，还包括：

更新信道的等级值。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，更新信道的等级值，具体包括：

获取信道检测周期、信道占用阈值、信道空闲阈值；

统计信道检测周期内的信道占用次数和信道空闲次数；

计算信道占用次数和信道空闲次数的比值；

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，更新信道的等级值，还包括：

当所有信道处于最低等级值时，重置所有信道的等级值为默认等级值。

8.一种信道选择装置，其特征在于，包括：

信道选择模块，用于：

根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道；

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括信道等级维护模块，所述信道等级维护模块用于：

调用信道检测周期、信道占用阈值、信道空闲阈值；

统计信道检测周期内的信道占用次数和信道空闲次数；

计算信道占用次数和信道空闲次数的比值；

10.一种信道选择装置，其特征在于，包括：

能量监测器，用于监听信道的干扰信号功率；

处理器，用于：

根据使用率判断所述站点是否需要重新选择信道；