專利名稱：微型基站及網絡資源分配方法
技術領域：
本發明關于一種微型基站及網絡資源分配方法；詳細而言，本發明所提供的微型基站及網絡資源分配方法是利用微型基站的周邊環境信息進行網絡資源分配。
背景技術：
長久以來，在室內使用無線移動通訊網絡往往會遇到收訊不良、傳輸速率過慢等問題。主要原因在于，高頻無線信號在經過墻壁阻隔之后快速地衰退，所以使用者在室內便無法獲得良好的信號品質。雖然市面上提供多種使用不同網絡接口(例如無線高傳真 (Wireless Fidelity ；Wi-Fi)及高速封包存取(High Speed Packet Access ；HSPA)的通信設備以解決前述問題，但卻增加了使用者的成本。微型基站(Femtocell Base Station ； Femto-BS)便是被用來解決室內無線移動通訊網絡的各種問題。由于微型基站屬于蜂巢式系統，故能達到無縫式的換手(seamless handover)，藉此改善室內的通訊品質。由于使用者任意地布署微型基站，因此微型基站之間的距離可能極為靠近。這些彼此之間極為靠近的微型基站便稱為共站的(co-located)微型基站。若同時有相當多的微型基站被布署于同一大型基站(Macrocell)的信號范圍內，要將網絡資源(例如無線資源)以正交的方式分配給微型基站有其難度，因為網絡資源有限。于此情形下，這些共站的微型基站便須共同使用網絡資源。然而，當共站的微型基站的密度很高時，如何分配網絡資源便為一個棘手的問題。關于共站的微型基站的網絡資源分配，傳統技術是采用隨機分配或平均分配的方式。隨機分配的方式是指當一微型基站需使用網絡資源時，便以隨機的方式存取目前的可用網絡資源單位。平均分配的方式則是指將全部的網絡資源平均地方配給共站的微型基站。由于隨機分配方式與平均分配的方式皆未考慮到個別微型基站的需求，因此網絡資源無法被有效率地使用，且容易產生干擾的情形。綜上所述，本發明所屬技術領域仍亟需一種資源分配機制，以使網絡資源被有效率地使用，并降低干擾的發生。
發明內容
為解決前述問題，本發明提供了一種微型基站(Femtocell Base Station ； Femto-BQ、網絡資源分配方法、其電腦可讀取記錄媒體及其電腦程序產品。本發明所提供的微型基站，其具有多個鄰近微型基站。所述微型基站及所述這些鄰近微型基站屬于一無線網絡系統。所述微型基站包含一收發器(transceiver)及一處理器，其中所述處理器電性連接至所述收發器。所述收發器用以接收一訊框(frame)。所述處理器會根據所述訊框判斷所述無線網絡系統具有多個可用網絡資源單位。所述處理器更會決定所述這些可用網絡資源單位被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站使用且未產生干擾的一預期數目，其中，所述預期數目與所述這些可用網絡資源單位的一總數及所述這些鄰近微型基站的一總數相關。所述處理器更會根據所述預期數目，計算所述微型基站使用不同數目個所述這些可用網絡資源單位的多個策略機率值。所述處理器更會根據所述這些策略機率值，計算所述這些可用網絡資源單位中，所述微型基站能使用的一分配數目。本發明所提供的網絡資源分配方法，其是適用于一微型基站。所述微型基站具有多個鄰近微型基站，且所述微型基站及所述這些鄰近微型基站屬于一無線網絡系統。所述網絡資源分配方法包含以下步驟(a)令所述微型基站判斷所述無線網絡系統具有多個可用網絡資源單位；(b)令所述微型基站決定所述這些可用網絡資源單位被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站使用且未產生干擾的一預期數目，所述預期數目與所述這些可用網絡資源單位的一總數及所述這些鄰近微型基站的一總數相關；(c)令所述微型基站根據所述預期數目，計算所述微型基站使用不同數目個所述這些可用網絡資源單位的多個策略機率值；以及(d)令所述微型基站根據所述這些策略機率值，計算所述這些可用網絡資源單位中，所述微型基站能使用的一分配數目。本發明所提供的微型基站及其網絡資源分配方法利用微型基站的周邊環境信息 (例如可用網絡資源單位的一總數及鄰近微型基站的一總數)進行網絡資源分配，因此使網絡資源被有效率地使用，并降低干擾的發生。為讓本發明的上述目的、技術特征和優點能更明顯易懂，下文以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。
圖IA是描繪第一及第二實施例的無線網絡系統的示意圖； 圖IB是描繪微型基站的內部元件示意圖； 圖IC是描繪一個符合正交分頻多工技術的訊框的示意圖；及圖2是描繪第三實施例的網絡資源分配方法的流程圖。主要元件符號說明1無線網絡系統
10訊框
11大型基站
13微型基站
15微型基站
17微型基站
19微型基站
131收發器
133處理器
具體實施例方式以下將通過實施例來解釋本發明所提供的微型基站及網絡資源分配方法。然而， 本發明的實施例并非用以限制本發明須在如實施例所述的任何環境、應用或方式方能實施。因此，關于實施例的說明僅為闡釋本發明的目的，而非用以直接限制本發明。需說明者， 以下實施例及圖示中，與本發明非直接相關的元件已省略而未繪示。本發明的第一實施例為一無線網絡系統1，其示意圖是描繪于圖IA中。無線網絡系統1包含一大型基站(macrocell) 11及四個微型基站(Femtocell Base Station ； Femto-BS)13、15、17及19。大型基站11具有一信號范圍11a，且微型基站13、15、17及19 皆被部署于大型基站11的信號范圍Ila內。于此部署型態下，微型基站13、15、17及19為共站的(co-located)微型基站。須說明者，本發明未限制微型基站13、15、17及19的數目； 換言之，于其他實施態樣中，無線網絡系統可包含其它數目個微型基站。于本實施例中，微型基站13、15、17及19采用相同的網絡資源分配方法。因此，以下將以微型基站13為主，進行詳細的解說，而微型基站15、17及19的運作方式則可依此類推。如前所述，微型基站13、15、17及19為共站的微型基站，因此，對微型基站13而言，微型基站15、17及19為其鄰近微型基站。圖IB是描繪微型基站13的內部元件示意圖。微型基站13包含一收發器 (transceiver) 131及一處理器133，且收發器131與處理器133電性連接。收發器131可為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知的各種收發器。處理器133可為本發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知的各種處理器、中央處理裝置(central processing unit)、微處理器或其它計算裝置其中的任一種。收發器131會接收一訊框(frame)，處理器133則會根據此訊框判斷無線網絡系統1具有多個可用網絡資源單位，并據此得知這些可用網絡資源單位的一總數。以下將以參數Ma代表這些可用網絡資源單位的總數。當無線網絡系統1采用不同的編碼技術時，可用網絡資源單位將會隨所采用的編碼技術而有所不同。舉例而言，倘若無線網絡系統1采用于正交分頻多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing ；OFDM)技術，則各可用網絡資源單位為一訊框中的一資源區塊 (resource block)。圖IC是描繪一個符合正交分頻多工技術的訊框10，其中，每一方格代表一資源區塊，因此，每一個方格可視為本發明的網絡資源單位。圖IC中，每一黑色方格代表已被使用的網絡資源單位，而每一白色方格則代表可用網絡資源單位。但，倘若無線網絡系統 1 是采用寬頻多重分碼存取(Wideband Code Division Multiple Access ；WCDMA)技術，則各可用網絡資源單位為一分碼比例。如何由所接收的訊框判斷無線網絡系統1有哪些可用網絡資源單位的技術為本發明所屬技術領域的通常知識，故不贅言。本發明的重點在于如何分配所述這些可用網絡資源單位。另一方面，微型基站13會知悉其附近有哪些鄰近微型基站。舉例而言，處理器133 可根據收發器131所接收的信號的強弱，得知微型基站15、17及19為其鄰近微型基站，并據此得知鄰近微型基站的一總數(以變數N表示)。由此鄰近微型基站的總數N，便可得知共站的微型基站的總數(以變數S表示)。具體而言，共站的微型基站的總數為鄰近基站的總數加上1，數目1代表微型基站13本身。如何得知有哪些鄰近基站為本發明所屬技術領域的通常知識，亦不贅言。接著，處理器133便決定這些可用網絡資源單位被微型基站13及其鄰近微型基站 (亦即微型基站15、17及19)使用且未產生干擾的一預期數目，此預期數目與這些可用網絡資源單位的總數Ma及這些鄰近微型基站的總數N相關。由于預期數目與微型基站的總數N 相關，亦表示與共站的微型基站的總數S相關。舉例而言，處理器133可利用這些可用網絡資源單位的總數Ma及鄰近微型基站的總數N，決定此預期數目。
之后，處理器133根據此預期數目，計算微型基站13使用不同數目個可用網絡資源單位的多個策略機率值。為便于后續說明，所述這些策略機率值以ρ = ■[/^丨表示，其中，變數Ai的下標Is的值為1至Ma。換句話說，處理器133計算微型基站13使用1個可用網絡資源單位的策略機率值P1、使用2個可用網絡資源單位的策略機率值p2、...及使用Ma個可用網絡資源單位的策略機率值Pi。需說明者，Pl、P2、...及/7Ma的和為1。處理器133再根
據這些策略機率值(亦即，P = IAj=Ip1,Λ,···,A^j),計算這些可用網絡資源單位中，微
型基站13能使用的一分配數目。由上述說明可知，與先前技術相較，第一實施例的微型基站13的處理器133于計算其所使用的網絡資源單位的分配數目時，至少考慮了二個周邊環境信息(亦即，可用網絡資源單位的總數Ma及所述這些鄰近微型基站的總數)，因此能有效率地使用網絡資源單位，且降低干擾的發生機率。本發明的第二實施例亦為無線網絡系統1，第二實施例與第一實施例的差異在于微型基站13的處理器133如何分配可用網絡資源單位，因此，以下僅描述二實施例的差異處。微型基站13于知悉鄰近微型基站的總數N，且知悉無線網絡系統1的可用網絡資源單位的總數Ma后，便會據以進行后續的網絡資源分配。具體而言，處理器133根據可用網絡資源單位的總數Ma、鄰近微型基站的總數N、策略機率值P = Wj= ^15jP2, ···, 」及可用網絡資源單位的任一個僅被微型基站13及其鄰近微型基站(亦即微型基站15、17及19) 其中一個使用的一機率值，決定預期數目。舉例而言，處理器133可利用公式(1)決定此預期數目
MaS
權利要求
1.一種微型基站，具有多個鄰近微型基站，所述微型基站及所述這些鄰近微型基站屬于一無線網絡系統，所述微型基站包含一收發器，用以接收一訊框；以及一處理器，電性連接至所述收發器，且用以執行以下運作根據所述訊框判斷所述無線網絡系統具有多個可用網絡資源單位，決定所述這些可用網絡資源單位被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站使用且未產生干擾的一預期數目，所述預期數目與所述這些可用網絡資源單位的一總數及所述這些鄰近微型基站的一總數相關，根據所述預期數目，計算所述微型基站使用不同數目個所述這些可用網絡資源單位的多個策略機率值，以及根據所述這些策略機率值，計算所述這些可用網絡資源單位中，所述微型基站能使用的一分配數目。
2.如權利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述處理器利用所述這些可用網絡資源單位的所述總數及所述這些鄰近微型基站的所述總數，決定所述預期數目。
3.如權利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述處理器根據所述這些可用網絡資源單位的所述總數、所述這些鄰近微型基站的所述總數、所述這些策略機率值及所述這些可用網絡資源單位的任一個僅被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站其中的一個使用的一機率值，決定所述預期數目。
4.如權利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述處理器自多個候選機率組合中，選出使所述預期數目最大化者，其中各所述多個候選機率組合包含多個機率值，所述處理器以使所述預期數目最大化的所述候選機率組合所包含的所述這些機率值作為所述這些策略機率值。
5.如權利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述處理器根據所述這些可用網絡資源單位的任一個未被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站的任一個使用的一機率值、所述這些可用網絡資源單位被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站中超過一個使用的一數目及所述這些可用網絡資源單位未被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站的任一個使用的一數目，計算所述這些可用網絡資源單位中，所述微型基站能使用的所述分配數目。
6.如權利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述收發器更自所述這些可用網絡資源單位中，存取所述分配數目個可用網絡資源單位。
7.如權利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述無線網絡系統采用于正交分頻多工技術，各所述可用網絡資源單位為一訊框中的一資源區塊。
8.如權利要求1所述的微型基站，其特征在于，所述無線網絡系統采用寬頻多重分碼存取技術，各所述可用網絡資源單位為一分碼比例。
9.一種網絡資源分配方法，適用于一微型基站，所述微型基站具有多個鄰近微型基站， 所述微型基站及所述這些鄰近微型基站屬于一無線網絡系統，所述網絡資源分配方法包含以下步驟(a)令所述微型基站判斷所述無線網絡系統具有多個可用網絡資源單位；(b)令所述微型基站決定所述這些可用網絡資源單位被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站使用且未產生干擾的一預期數目，所述預期數目與所述這些可用網絡資源單位的一總數及所述這些鄰近微型基站的一總數相關；(C)今所述微型基站根據所述預期數目，計算所述微型基站使用不同數目個所述這些可用網絡資源單位的多個策略機率值；以及(d)令所述微型基站根據所述這些策略機率值，計算所述這些可用網絡資源單位中，所述微型基站能使用的一分配數目。
10.如權利要求9所述的網絡資源分配方法，其特征在于，所述步驟(b)令所述微型基站利用所述這些可用網絡資源單位的所述總數及所述這些鄰近微型基站的所述總數，決定所述預期數目。
11.如權利要求9所述的網絡資源分配方法，其特征在于，所述步驟(b)令所述微型基站根據所述這些可用網絡資源單位的所述總數、所述這些鄰近微型基站的所述總數、所述這些策略機率值及所述這些可用網絡資源單位的任一個僅被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站其中的一個使用的一機率值，決定所述預期數目。
12.如權利要求9所述的網絡資源分配方法，其特征在于，所述步驟(c)包含下列步驟令所述微型基站自多個候選機率組合中，選出使所述預期數目最大化者，各所述多個候選機率組合包含多個機率值；以及令所述微型基站以使所述預期數目最大化的所述候選機率組合所包含的所述這些機率值作為所述這些策略機率值。
13.如權利要求9所述的網絡資源分配方法，其特征在于，所述步驟(d)今所述微型基站更根據所述這些可用網絡資源單位的任一個未被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站的任一個使用的一機率值、所述這些可用網絡資源單位被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站中超過一個使用的一數目及所述這些可用網絡資源單位未被所述微型基站及所述這些鄰近微型基站的任一個使用的一數目，計算所述這些可用網絡資源單位中，所述微型基站能使用的所述分配數目。
14.如權利要求9所述的網絡資源分配方法，其特征在于，更包含下列步驟今所述微型基站自所述這些可用網絡資源單位中，存取所述分配數目個可用網絡資源單位。
15.如權利要求9所述的網絡資源分配方法，其特征在于，所述無線網絡系統采用正交分頻多工技術，各所述可用網絡資源單位為一訊框中的一資源區塊。
16.如權利要求9所述的網絡資源分配方法，其特征在于，所述無線網絡系統采用寬頻多重分碼存取技術，各所述可用網絡資源單位為一分碼比例。
全文摘要
一種微型基站及網絡資源分配方法。所述微型基站判斷有多個可用網絡資源單位。所述微型基站會決定所述這些可用網絡資源單位被所述微型基站及其鄰近微型基站使用且未產生干擾的一預期數目。所述預期數目與所述這些可用網絡資源單位的一總數及所述這些鄰近微型基站的一總數相關。所述微型基站會根據所述預期數目，計算所述微型基站使用不同數目個所述這些可用網絡資源單位的多個策略機率值，再根據所述這些策略機率值，計算所述這些可用網絡資源單位中，所述微型基站能使用的一分配數目。
文檔編號H04W72/04GK102448170SQ201110308049
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月29日 優先權日2010年10月5日
發明者羅耿介, 連紹宇, 陳光禎 申請人:財團法人資訊工業策進會