高密度無線局域網部署的信道分配方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及通信領域，尤其設及一種高密度無線局域網部署的信道分配方法。
【背景技術】
[0002] 隨著計算機技術、微電子技術和數字信號處理技術的發展，無線通信技術取得了 非凡的進步。無線局域網（wirelesslocalareanetwork,簡稱WLAN)利用無線射頻（radio 化equency，簡稱R巧技術，W無線電波作為傳輸介質，通過設計相應的信道多址接入與控 制協議支持便攜式終端隨時隨地接入并訪問互聯網，為通信移動化、個性化和多媒體應用 提供了可能。
[0003] 由于無線頻譜的排他性和不可再生性，任何無線通信網絡都不可能有足夠多的 獨立信道分配給網內每個站點/終端使用，而分配給WLAN的工作頻段主要在2. 4GHz和 5. 8GHz的ISM頻段，完全正交的信道僅有3個。因此，基于有限的無線信道資源部署WLAN 必須首先設計信道共享利用和資源分配機制。目前，WLAN已廣泛部署在住宅小區、辦公大 樓、公共場所等室內外區域，用W組建無線企業網、區域無線專網等。WLAN密集部署會帶 來3個問題：一是有限正交信道資源與接入點覆蓋小區高度重疊，必然造成信道沖突；二是 存在嚴重的小區間干擾；=是用戶效用和公平性等性能指標惡化。配置了頻譜感知功能的 WLAN設備通過分析無線通信場景，能獲取F當前臨時可用的空白（whitespace,W巧頻譜資 源，為WLAN提供了動態可用的新的通信資源。WLAN實時尋找并動態接入WS頻段，能緩解甚 至消除覆蓋區域重疊帶來的信道接入沖突，但WLAN非協調部署仍需制定合理的信道分配 機制，使每個WLAN設備在ISM頻段或WS頻段選擇工作信道。與基于預留的信道分配機制 不同，基于ISM頻段和WS頻段的WLAN信道分配機制需要解決兩個問題；一是確定信道優先 級，即在ISM信道和WS信道之間進行選擇時，除了避免彼此干擾外，信道優先級也應納入考 慮；二是確定頻譜異質性指標，即對不同的接入點（accesspoint,AP)，信道可用性是不同 的，與授權用戶（primaryuser,PU)的位置和活躍度有關。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，本發明提供一種高密度無線局域網部署的信道分配方法W解決上述問 題。
[0005] 本發明提供的高密度無線局域網部署的信道分配方法，包括：
[0006]a.尋找臨時可用的空白頻譜資源，并確定其信道的優先級；
[0007]b.建立潛在干擾預測模型，所述潛在干擾預測模型為工作信道、可用域和干擾域 的關系板型；
[0008]C.根據潛在干擾預測模型，進行信道分配。
[0009] 進一步，步驟C包括根據潛在干擾預測模型，利用分布式非協調信道分配算法進 行信道分配。
[0010] 進一步，所述潛在干擾預測模型為：
[0011]ipi(y，z) =(UAzfllAy一z)/UAz
[0012] 其中，y，z分別代表干擾設備和被干擾設備；^,是z的可用域，lA,^是y和z之 間的干擾域；i為工作信道，ipi(y，z)為z的可用域UA,中存在潛在干擾的百分比。
[0013] 進一步，所述分布式非協調信道分配算法包括
[0014]cl.獲取可用的空白頻譜資源并構成當前潛在可用信道集合；
[0015]c2.在當前潛在可用信道集合中，優先選擇ISM信道；
[0016]c3.根據效用函數表征接入點在尋找工作信道時的選擇偏好；
[0017]c4.當接入點檢測到網絡環境變化時，在所述可用信道集合中依據步驟c2確定的 優先級隨機選取一條信道i作為當前工作信道分配給接入點；
[0018]c5.根據步驟c2確定的優先級選取一條信道作為分配給接入點的候選信道；
[0019]c6.重復執行c5,直到可用信道集合中的所有信道輪詢完畢。
[0020] 進一步，步驟c3中所述效用函數為
[0021]
【主權項】
1. 一種高密度無線局域網部署的信道分配方法，其特征在于：包括 a. 尋找臨時可用的空白頻譜資源，并確定其信道的優先級； b. 建立潛在干擾預測模型，所述潛在干擾預測模型為工作信道、可用域和干擾域的關 系豐吳型； c. 根據潛在干擾預測模型，進行信道分配。
2. 根據權利要求1所述的高密度無線局域網部署的信道分配方法，其特征在于：步驟c 包括根據潛在干擾預測模型，利用分布式非協調信道分配算法進行信道分配。
3. 根據權利要求1所述的高密度無線局域網部署的信道分配方法，其特征在于：所述 潛在干擾預測模型為： IPi(Y1Z) = (UAz Π IAy ^z)/UAz 其中，y，Z分別代表干擾設備和被干擾設備；說2是Z的可用域，IA 是y和Z之間的 干擾域；i為工作信道，IPiG, z)為z的可用域UAz中存在潛在干擾的百分比。
4. 根據權利要求2所述的高密度無線局域網部署的信道分配方法，其特征在于：所述 分布式非協調信道分配算法包括 cl.獲取可用的空白頻譜資源并構成當前潛在可用信道集合； c2.在當前潛在可用信道集合中，優先選擇ISM信道； c3.根據效用函數表征接入點在尋找工作信道時的選擇偏好； c4.當接入點檢測到網絡環境變化時，在所述可用信道集合中依據步驟c2確定的優先 級隨機選取一條信道i作為當前工作信道分配給接入點； c5.根據步驟c2確定的優先級選取一條信道作為分配給接入點的候選信道； c6.重復執行c5,直到可用信道集合中的所有信道輪詢完畢。
5. 根據權利要求4所述的高密度無線局域網部署的信道分配方法，其特征在于：步驟 c3中所述效用函數為
其中：
：時的效用值，s決定效用函數的斜率。
6. 根據權利要求5所述的高密度無線局域網部署的信道分配方法，其特征在于：步驟 c5還包括根據效用函數，選擇是否更換信道。
7. 根據權利要求6所述的高密度無線局域網部署的信道分配方法，其特征在于：當授 權用戶在空白頻譜資源的信道上的干擾小于其接收靈敏度與保護容限之差時，則該信道可 被接入點占用。
8. 根據權利要求6所述的高密度無線局域網部署的信道分配方法，其特征在于：所述 保護容限根據衰落余量和最小接收信干比獲取。
9. 根據權利要求4所述的高密度無線局域網部署的信道分配方法，其特征在于：步驟 cl還包括根據潛在干擾預測模型生成接入點的可用信道集合。
【專利摘要】本發明提供的高密度無線局域網部署的信道分配方法，其特征在于：包括a.尋找臨時可用的空白頻譜資源，并確定其信道的優先級；b.建立潛在干擾預測模型，所述潛在干擾預測模型為工作信道、可用域和干擾域的關系模型；c.根據潛在干擾預測模型，進行信道分配；本發明適用于密集部署WLAN的場所，可以通過頻譜感知獲得臨時可用的WS信道資源，能避免由于I SM信道資源不足導致的阻塞和干擾。并通過制定信道優先級，優先選用I SM信道并盡可能不分配WS信道，可以有效避免對授權用戶造成干擾和WLAN用戶站點頻繁切換。本發明的AP之間無需交互信息，非協調執行信道分配。利用模擬退火算法為AP選擇工作信道，兼顧了頻譜異質性，解決了WLAN密集部署造成的信道沖突、小區干擾、用戶效用和公平性等性能指標惡化問題。
【IPC分類】H04W72-04
【公開號】CN104754747
【申請號】CN201510201798
【發明人】吳維農, 卓靈, 唐夲, 馮文江, 黃天聰, 劉孝先, 肖靜薇, 李秉毅, 艾乾可
【申請人】國家電網公司, 國網重慶市電力公司信息通信分公司, 重慶大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月24日