[發明專利]基于認知無線電的終端群接入網切換網絡側控制方法

有效

• 申請號: 201110230738.3
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN102333348A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 黃劉生;趙賀楠;張銀東;徐宏力
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學蘇州研究院
• 主分類號: H04W28/08
• 分類號: H04W28/08;H04W48/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 范晴

技術領域

本發明屬于無線區域網絡優化技術領域，具體涉及一種面向負載均衡的認知無線電網絡中終端群接入網(RAN，Radio?Access?Network)切換網絡側控制方法，可用于解決多個認知用戶終端同時發出網絡切換請求時，由于缺少協調而造成的基站擁堵以及某些用戶終端的頻繁網絡切換問題。

背景技術

現有的大多數無線網絡都是基于固定的頻譜分配方案，即由相關政府部門將頻段授權給持證人，允許其在一定地域范圍內長期使用。據聯邦通訊委員會(Federal?Communication?Commission，FCC)統計顯示，相當大的無線授權頻段未能充分利用，其時間地域使用率從15％到85％不等。隨著近年來無線應用的井噴式增加使得對頻譜資源的需求也急劇增長，但是可用的頻譜資源卻日趨緊張，為了緩解該狀況，認知無線電技術應運而生，該技術通過充分利用使用率低的頻段來滿足日益增長的無線通信需求。

認知無線電通過智能感知周圍的可用頻段，間歇性地接入已授權頻段來提高頻譜利用率。具有認知功能的終端(Cognitive?terminal)能夠根據周圍的無線電環境自適應地調整工作頻率、調制方式和發射功率等參數，在不干擾授權用戶通信的前提下與其共享頻譜。但當某一頻譜上出現授權用戶或信道質量惡化時，認知終端需要改變工作頻譜，也就是進行頻譜的移動。

2004年11月第一個基于認知無線電的無線標準IEEE?802.22工作組成立，目標為：在不影響已有電視設備服務的前提下，使用廣播電視頻段為具有認知功能的非授權用戶提供廉價的無線接入服務。IEEE802.22固定無線區域網絡(WRAN)的市場定位為偏遠或地形復雜的地區(這些區域鋪設有線寬帶通信系統非常困難，且開銷也非常昂貴)，但適用范圍并不局限于此，還包括單家庭住宅、多戶住宅、SOHO、小型商行和校園等。

802.22系統工作在54-862MHz的VHF/UHF廣播電視頻段，是一種點到多點的網絡，由一個基站(BS，Base?Station)控制蜂窩小區內的多個用戶設備(CPEs，Consumer?Premise?Equipments)的媒體接入，通過下行鏈路向CPEs傳輸數據，CPEs通過上行鏈路向BS做出應答。本發明所述基站皆對應于認知無線電網絡體系結構中的次基站，即只能機會式占用授權頻段的基站。在WRAN網絡中，通信需求較密集的區域可通過多基站覆蓋來提供通信保證，如圖1所示，通過合理地頻譜分配算法可以使這些基站工作在不同頻段，從而避免干擾，因而對于處于該區域的CPEs來說，選擇一個合適的蜂窩網絡接入以盡可能地減少切換次數則顯得至關重要。通常的網絡選擇都由兩步構成：(1)CPE向信號較好的BS發出接入請求；(2)BS根據自身負載情況，簡單地接受請求或拒絕請求。

當某個授權用戶出現，接入同一BS的多個CPEs必須放棄對原頻段的占用，切換到其他蜂窩網絡。然而，當這些用戶終端同時發出接入請求時，由于相互之間缺少協調，很可能會同時向同一個BS發出接入請求，造成該BS負載過重，從而導致一些CPEs的接入得不到響應，這些沒有得到響應的CPEs不得不重新向其他BS發出接入請求。同樣地，這些未得到響應的CPEs也可能同時向另一BS發出接入請求，造成后續BS的超載，這樣就還會有CPEs繼續進行接入請求，造成了網絡切換的頻繁發生，以及CPEs之間網絡切換的不公平。即使多個CPEs的同時接入請求未能超越BS的能力范圍，但如果這些CPEs都集中工作在一個頻段范圍，那么該頻段范圍的授權用戶的出現也會造成大面積的網絡切換。相反，如果這些CPEs均勻分布在各個BS之間，網絡整體的切換概率則會減小很多。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于認知無線電的終端群接入網切換網絡側控制方法，減少了現有技術中無線網絡頻繁的網絡切換，使得多個同時需要進行網絡切換的CPEs能夠更公平地接入到滿足自身通信需求的網絡中，該方法不僅適用于WRAN系統，也適用于多種接入網絡并存的認知無線網絡環境。

為了解決現有技術中的這些問題，本發明提供的技術方案是：

一種基于認知無線電的終端群接入網切換網絡側控制方法，其特征在于所述方法包括以下步驟：

(1)用戶終端CPE(Customer-Premises?Equipment)通過全向感知天線進行實時頻譜檢測分析，獲得可接入網絡列表；