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1、(10)申请公布号 CN 102946642 A (43)申请公布日 2013.02.27 C N 1 0 2 9 4 6 6 4 2 A *CN102946642A* (21)申请号 201210505090.0 (22)申请日 2012.11.30 H04W 72/04(2009.01) (71)申请人哈尔滨工业大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大 直街92号 (72)发明人沙学军 李月 吴玮 邱昕 赵龙海 姜来为 (74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人张宏威 (54) 发明名称 一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配 方法 (57) 摘要 。
2、一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配 方法，涉及一种异构网络资源分配方法。它是为 了在异构网络下实现资源复用，进而提高频谱效 率。本发明提出了一种基站辅助的异构网络资源 分配方法。在蜂窝和自组网组成的异构网络中， 基站根据资源调度表，定期广播各扇区可用于自 组网的资源。各终端用户根据可用资源优先选择 通过自组网方式通信，采用AODV协议建立多跳路 由，并在路由建立完成后，参与通信的各节点分别 告知基站该链路所占用的资源。待本次通信结束 后，参与通信的各节点告知基站通信已结束，释放 相应资源。本发明使用于无线通信过程中。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 (19)中。
3、华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 2 页 1/2页 2 1.一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法，其特征是： 在异构网络下，基站定期广播SIB2信令，公布各扇区可用于自组网的频率资源；各终 端保存本扇区内可用于自组网的频率资源； 它的资源分配方法由以下步骤实现： 步骤一、源节点要发起业务请求时，判断自组网模式是否可用，如果判断结果为是，则 执行步骤一一；如果判断结果为否，则执行步骤一二； 步骤一一、源节点在其所处扇区工作频率f 1 下发出RREQ信令，发起路由查询过程，同 时上报资源占用信令给基站，告知f 1 频率已被信源使用，并。
4、执行步骤二； 步骤一二、启动蜂窝模式进行通信； 步骤二、中继节点收到RREQ信令后，对所述RREQ信令进行转发；转发原则为：当转发 节点处于本扇区内，则在工作频率f 1 下对RREQ信令进行转发；当转发节点处于两扇区交界 处，则在临扇区的工作频率f 2 下对RREQ信令进行转发； 步骤三、判断转发节点是否为目的节点，如果判断结果为是，则目的节点按RREQ信令 的转发路径向源节点回复RREP消息，完成自组网链路的建立，并执行步骤四；如果判断结 果为否，则返回执行步骤二； 步骤四、自组网链路中的各节点分别将频率f 1 、频率f 2 已被使用的消息上报给基站；源 节点和目的节点之间通过自组网链路通信。
5、；完成蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配。 2.根据权利要求1一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法，其特征在于在通 信结束后，源节点向基站发送资源释放通知，告知基站自组网所用资源已经释放。 3.根据权利要求1一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法，其特征在于当中 继节点和目的节点在一个时间周期内没有收到源节点发来的新数据时，则向基站发送资源 释放信令，告知所用资源已经释放。 4.根据权利要求3一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法，其特征在于时间 周期采用空闲检测定时器设定并检测。 5.根据权利要求1一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法，其特征在于在自 组网通信过程中，中继。
6、节点作为主叫或被叫有蜂窝业务需求，则优先满足蜂窝业务，自组网 链路中断。 6.根据权利要求1一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法，其特征在于基站 定期广播SIB2信令是在BCCH信道进行的，所述SIB2信令的调度周期为80ms。 7.根据权利要求1一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法，其特征在于步骤 四中所述自组网链路中的各节点分别将占用资源上报给基站，所述每个节点将占用资源上 报给基站的具体方法是： 步骤A1、该节点通过随机接入过程进行随机接入； 步骤A2、接入后该节点向基站发送RRC Connection Request信令，并在信令中写入接 入原因是“建立自组网通信”； 步骤。
7、A3、基站检测到请求原因是“建立自组网通信”之后，向该节点回复RRCConnection Setup信令，并对相关资源进行配置； 步骤A4、该节点回复RRC Connection Setup Complete信令给基站，并在其中写入占用 资源信息。 权 利 要 求 书CN 102946642 A 2/2页 3 8.根据权利要求2或3的一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法，其特征在 于每个节点的资源释放通知的过程如下： 步骤B1、该节点通过随机接入过程进行随机接入； 步骤B2、接入后该节点向基站发送RRC Connection Request信令，并在信令中写入接 入原因是“建立自组网通信。
8、”； 步骤B3、基站检测到请求原因是“建立自组网通信”之后，向该节点回复RRCConnection Setup信令，并对相关资源进行配置； 步骤B4、该节点回复RRC Connection Setup Complete信令给基站，并在其中写入可释 放的资源信息。 权 利 要 求 书CN 102946642 A 1/7页 4 一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法 技术领域 0001 本发明涉及一种异构网络资源分配方法。 背景技术 0002 新一代蜂窝无线网络(LTE)采纳各种先进的技术来提高系统的频谱利用率，其 中包括物理层的先进技术，也包括MAC层的无线资源管理技术。物理层的技术包括OF。
9、DM、 MIMO、自适应调制编码技术、混合重传机制以及信道自适应技术。这些先进技术的引入能够 大幅度地提升频谱效率和数据传输速率。已经有很多研究人员对这些关键技术进行深入的 研究和改进。可见，从LTE系统内部的设计来提高频谱效率，提升的空间已经有限。本专利 考虑通过自组网将空闲的蜂窝频率资源利用起来。 0003 自组网是一种无基础设施的网络，每个终端都有路由功能，依靠终端之间的相互 协作来完成网络的建立和维护，具有多跳、无中心、临时性等特点。可用于军事领域，美国军 方战术网络技术的核心，“自愈式雷场系统”是其典型实例。也可用于民用领域，如集会、庆 典等临时性工作场合，以及地震、水灾等部分基础设。
10、施被破坏的环境。 0004 为提高蜂窝系统的频率空间复用能力，可将自组网作为蜂窝网的补充，进行异构 网络协作。当蜂窝系统和自组网两种网络同时存在时，如何合理的分配资源，提高蜂窝网络 和移动自组网的频谱利用效率是亟待解决的问题。 发明内容 0005 本发明是为了在异构网络下实现资源复用，进而提高频谱效率，从而提供一种蜂 窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法。 0006 一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法， 0007 在异构网络下，基站定期广播SIB2信令，公布各扇区可用于自组网的频率资源； 各终端保存本扇区内可用于自组网的频率资源； 0008 它的资源分配方法由以下步骤实现： 0009 。
11、步骤一、源节点要发起业务请求时，判断自组网模式是否可用，如果判断结果为 是，则执行步骤一一；如果判断结果为否，则执行步骤一二； 0010 步骤一一、源节点在其所处扇区工作频率f 1 下发出RREQ信令，发起路由查询过 程，同时上报资源占用信令给基站，告知f 1 频率已被信源使用，并执行步骤二； 0011 步骤一二、启动蜂窝模式进行通信； 0012 步骤二、中继节点收到RREQ信令后，对所述RREQ信令进行转发；转发原则为：当 转发节点处于本扇区内，则在工作频率f 1 下对RREQ信令进行转发；当转发节点处于两扇区 交界处，则在临扇区的工作频率f 2 下对RREQ信令进行转发； 0013 步骤三。
12、、判断转发节点是否为目的节点，如果判断结果为是，则目的节点按RREQ 信令的转发路径向源节点回复RREP消息，完成自组网链路的建立，并执行步骤四；如果判 断结果为否，则返回执行步骤二； 说 明 书CN 102946642 A 2/7页 5 0014 步骤四、自组网链路中的各节点分别将频率f 1 、频率f 2 已被使用的消息上报给基 站；源节点和目的节点之间通过自组网链路通信；完成蜂窝系统基站辅助的异构网络资源 分配。 0015 在通信结束后，源节点向基站发送资源释放通知，告知基站自组网所用资源已经 释放。 0016 当中继节点和目的节点在一个时间周期内没有收到源节点发来的新数据时，则向 基站发。
13、送资源释放信令，告知所用资源已经释放。 0017 时间周期采用空闲检测定时器设定并检测。 0018 在自组网通信过程中，中继节点作为主叫或被叫有蜂窝业务需求，则优先满足蜂 窝业务，自组网链路中断。 0019 基站定期广播SIB2信令是在BCCH信道进行的，所述SIB2信令的调度周期为 80ms。 0020 步骤四中所述自组网链路中的各节点分别将占用资源上报给基站，所述每个节点 将占用资源上报给基站的具体方法是： 0021 步骤A1、该节点通过随机接入过程进行随机接入； 0022 步骤A2、接入后该节点向基站发送RRC Connection Request信令，并在信令中写 入接入原因是“建立自。
14、组网通信”； 0023 步骤A3、基站检测到请求原因是“建立自组网通信”之后，向该节点回复 RRCConnection Setup信令，并对相关资源进行配置； 0024 步骤A4、该节点回复RRC Connection Setup Complete信令给基站，并在其中写入 占用资源信息。 0025 每个节点的资源释放通知的过程如下： 0026 步骤B1、该节点通过随机接入过程进行随机接入； 0027 步骤B2、接入后该节点向基站发送RRC Connection Request信令，并在信令中写 入接入原因是“建立自组网通信”； 0028 步骤B3、基站检测到请求原因是“建立自组网通信”之后，向。
15、该节点回复 RRCConnection Setup信令，并对相关资源进行配置； 0029 步骤B4、该节点回复RRC Connection Setup Complete信令给基站，并在其中写入 可释放的资源信息。 0030 本发明采用基站为蜂窝用户和自组网用户分配资源，通过异构网络协作，实现了 资源复用，进而提高频谱效率。 附图说明 0031 图1是本发明的各节点间的通信原理示意图；图2是本发明的方法的信号流程示 意图；图3是RREQ帧的数据结构示意图；图4是RREP帧的数据结构示意图。 具体实施方式 0032 具体实施方式一、一种蜂窝系统基站辅助的异构网络资源分配方法， 0033 在异构网络。
16、下，基站定期广播SIB2信令，公布各扇区可用于自组网的频率资源； 说 明 书CN 102946642 A 3/7页 6 各终端保存本扇区内可用于自组网的频率资源； 0034 它的资源分配方法由以下步骤实现： 0035 步骤一、源节点要发起业务请求时，判断自组网模式是否可用，如果判断结果为 是，则执行步骤一一；如果判断结果为否，则执行步骤一二； 0036 步骤一一、源节点在其所处扇区工作频率f 1 下发出RREQ信令，发起路由查询过 程，同时上报资源占用信令给基站，告知f 1 频率已被信源使用，并执行步骤二； 0037 步骤一二、启动蜂窝模式进行通信； 0038 步骤二、中继节点收到RREQ信令。
17、后，对所述RREQ信令进行转发；转发原则为：当 转发节点处于本扇区内，则在工作频率f 1 下对RREQ信令进行转发；当转发节点处于两扇区 交界处，则在临扇区的工作频率f 2 下对RREQ信令进行转发； 0039 步骤三、判断转发节点是否为目的节点，如果判断结果为是，则目的节点按RREQ 信令的转发路径向源节点回复RREP消息，完成自组网链路的建立，并执行步骤四；如果判 断结果为否，则返回执行步骤二； 0040 步骤四、自组网链路中的各节点分别将频率f 1 、频率f 2 已被使用的消息上报给基 站；源节点和目的节点之间通过自组网链路通信；完成蜂窝系统基站辅助的异构网络资源 分配。 0041 在通。
18、信结束后，源节点向基站发送资源释放通知，告知基站自组网所用资源已经 释放。 0042 当中继节点和目的节点在一个时间周期内没有收到源节点发来的新数据时，则向 基站发送资源释放信令，告知所用资源已经释放。 0043 时间周期采用空闲检测定时器设定并检测。 0044 在自组网通信过程中，中继节点作为主叫或被叫有蜂窝业务需求，则优先满足蜂 窝业务，自组网链路中断。 0045 本发明提出了一种基站辅助下异构网络资源分配方法。本发明是基站为蜂窝用户 和自组网用户分配资源，通过异构网络协作，实现资源复用，提高频谱效率。 0046 基站根据自身的资源调度表，定期广播各扇区内可用于自组网的频率资源。各扇 区下。
19、的用户若有业务请求，优先考虑通过自组网建立通信链路；若自组网链路建立不成功， 再考虑用蜂窝链路。 0047 以图1为例进行说明，其中源节点S所处扇区内频率f 1 可用；目的节点D所处的扇 区内频率f 2 可用；节点R处于两个扇区的交界处，可以接收和发送频率为f 1 和f 2 的信号。 标记C1和C2为未参与自组网通信的节点，eNB为基站。 0048 上述过程中用到的信令描述如下： 0049 基站控制信令 0050 1、自组网可用资源广播 0051 自组网可用资源列表在BCCH信道广播，用SIB2信令承载。在SIB2信令中扩展 AdhocResource Available List域，列举可用。
20、于自组网的上行链路资源。该信令的调度周 期为80ms。用于解释的程序段为： 0052 说 明 书CN 102946642 A 4/7页 7 0053 2、占用资源上报 0054 占用资源上报过程如下： 0055 第一步，终端通过随机接入过程进行随机接入； 0056 第二步，随机接入过程完成后，终端向基站发送RRC Connection Request信令，并 在信令中指出接入原因是建立自组网通信。用于解释的程序段为： 0057 EstablishmentCause:ENUMERATEDemergency，highPriorityAccess， mt-Access，mo-Signalling，m。
21、o-Data，delayTolerantAccess-v1020，adhoc，spare1 0058 第三步，基站检测到请求原因是“adhoc”之后，给终端返回RRC Connection Setup 信令，对相关资源进行配置。 0059 第四步，终端返回RRC Connection Setup Complete信令给基站，并在其中附加占 用资源信息adhocResourceUsed。用于解释的程序段为： 0060 说 明 书CN 102946642 A 5/7页 8 0061 3、资源释放通知 0062 资源释放通知过程如下： 0063 第一步，终端通过随机接入过程进行随机接入； 0064 。
22、第二步，随机接入过程完成后，终端向基站发送RRC Connection Request信令，并 在信令中指出接入原因是建立自组网通信。 0065 EstablishmentCause:ENUMERATEDemergency，highPriorityAccess， mt-Access，mo-Signalling，mo-Data，delayTolerantAccess-v1020，adhoc，sparel 0066 第三步，基站检测到请求原因是“adhoc”之后，给终端返回RRC Connection Setup 信令，对相关资源进行配置。 0067 第四步，终端返回RRC Connection 。
23、Setup Complete信令给基站，并在其中附加可 释放的资源信息adhoc Resource Free。用于解释的程序段为： 0068 0069 图3是RREQ帧的数据结构示意图；表1是RREQ帧各字段描述： 0070 表1： 0071 说 明 书CN 102946642 A 6/7页 9 0072 图4是RREP帧的数据结构示意图，表2是RREP帧各字段描述： 0073 表2： 0074 说 明 书CN 102946642 A 7/7页 10 说 明 书CN 102946642 A 10 1/2页 11 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102946642 A 11 2/2页 12 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102946642 A 12 。