專利名稱：超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法
超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種頻帶分配方法，特別是有關(guān)于一種用以將超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的 若干個(gè)頻帶分配給若干個(gè)終端裝置的方法。
背景技術(shù)：
超寬帶(UWB)無線電系統(tǒng)使用的頻寬介于3. IGHz至10. 6GHz之間，在此頻率范圍 內(nèi)提供超過100個(gè)讓終端裝置傳送無線信號(hào)的頻帶。由于UWB無線電系統(tǒng)具有以極低的傳 輸功率及使用非常寬的頻帶，來達(dá)到高容量的傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，因此已成為目前無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域 研發(fā)的主要項(xiàng)目。其中，如何讓UWB無線電系統(tǒng)可在終端用戶數(shù)目增加的情況下仍可維持 高數(shù)據(jù)傳輸率以及低功率消耗是研發(fā)的重點(diǎn)之一。當(dāng)有新用戶欲使用新的終端裝置在室內(nèi) 環(huán)境進(jìn)行無線傳輸時(shí)，UWB無線電系統(tǒng)必須分配一頻帶給此新終端裝置。雖然在同一室內(nèi)環(huán) 境，但是每一個(gè)終端裝置周遭環(huán)境略有不同，而且每一個(gè)終端裝置與信號(hào)接收器之間的距 離也不同，所以適當(dāng)?shù)姆峙漕l帶可進(jìn)一步達(dá)成維持高數(shù)據(jù)傳輸率以及低功率消耗的功效。如果為了分配最適當(dāng)頻帶以得到最低的系統(tǒng)傳輸功率，可使用最佳化算法，其先 偵測所有終端裝置在所有頻道的所需功率，再根據(jù)所有可能的頻帶分配組合計(jì)算所有可能 分配情況的系統(tǒng)傳輸功率。但是最佳化算法需要過多的運(yùn)算量。請參閱圖1，其繪示現(xiàn)有技術(shù)的頻帶分配方法的步驟流程圖。圖中，現(xiàn)有的頻帶分 配方法在步驟11先量測每一終端裝置于UWB無線電系統(tǒng)的頻帶中傳送信號(hào)所需的平均功 率，接著在步驟12根據(jù)所需平均功率對所有終端裝置進(jìn)行排序，由所需平均功率最小的終 端裝置排到所需平均功率最大的終端裝置，在步驟13從上述排序結(jié)果中依序選出尚未分 配頻帶的終端裝置，在步驟14由所選終端裝置掃描UWB無線電系統(tǒng)中的上未分配的頻帶， 以找出所選終端裝置需要最小功率的頻帶，在步驟15將所掃描到的頻帶分配給所選終端 裝置，再接著執(zhí)行步驟13，直到所有終端裝置接分配到頻帶。上述現(xiàn)有技術(shù)雖然可讓終端裝置使用較佳的頻帶進(jìn)而讓UWB無線電系統(tǒng)的功率 降低，但是若讓K個(gè)終端裝置從S個(gè)頻帶進(jìn)行頻帶分配，則現(xiàn)有技術(shù)的頻帶分配方法的演算 復(fù)雜度為O(K2S),即表示當(dāng)終端裝置的數(shù)目增加時(shí)，頻帶分配方法所需的演算量會(huì)成終端 裝置的數(shù)目的平方級增加，造成UWB無線電系統(tǒng)的反應(yīng)速度變慢。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本發(fā)明的其中一目的就是在提供一種超寬帶無線網(wǎng) 絡(luò)之頻帶分配方法，其利用一信道模型以解決頻帶分配所需的運(yùn)算量隨著終端裝置數(shù)目增 加而急速增加的缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的目的在于提出一種超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，用以將一超寬 帶無線網(wǎng)絡(luò)的若干個(gè)頻帶分配給若干個(gè)終端裝置，此頻帶分配方法包含下列步驟。首先，量 測每一終端裝置于若干個(gè)頻帶中傳送信號(hào)所需的功率，再根據(jù)一具有頻帶平均增益隨著頻 率增高而遞減的特征的信道模型、一頻帶分配算法及對應(yīng)每一終端裝置的功率量測值，分配若干個(gè)頻帶的至少一給每一終端裝置。其中，此信道模型由一 SV模型及一路徑衰減模型所組成。其中，若干個(gè)頻帶的分布范圍介于3. IGHz至10. 6GHz之間。其中，頻帶分配算法為一運(yùn)算復(fù)雜度為O(KS)的算法，K為該若干個(gè)終端裝置的數(shù) 目，而S為該若干個(gè)頻帶的數(shù)目。根據(jù)本發(fā)明的另一目的，提出一種超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，用以將一超 寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的若干個(gè)頻帶分配給若干個(gè)終端裝置，終端裝置的數(shù)目為K，而頻帶的數(shù)目為 N，N及K皆為正整數(shù)且N大于K，此頻帶分配方法包含下列步驟。首先，量測每一終端裝置 于每一頻帶中傳送信號(hào)所需的功率，再根據(jù)所量測的功率將每一終端裝置分配若干個(gè)頻帶 的其中之一。接著，判斷是否有終端裝置分配到頻率高于第K頻帶的頻帶，若有，則根據(jù)一 具有頻帶平均增益隨著頻率增高而遞減特征的信道模型，判斷是否可將分配到頻率高于第 K頻帶的終端裝置重新分配至頻率低于或等于第K頻帶的頻帶。當(dāng)可將分配到頻率高于第 K頻帶的終端裝置重新分配至頻率低于或等于第K頻帶的頻帶時(shí)，對分配到頻率高于第K頻 帶的終端裝置重新分配頻帶。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法解決了頻帶分 配所需的運(yùn)算量隨著終端裝置數(shù)目增加而急速增加的缺點(diǎn)。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)之頻帶分配方法的步驟流程圖。圖2為本發(fā)明的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法的步驟流程圖。圖3為本發(fā)明的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法的實(shí)施例的步驟流程圖。圖4為系統(tǒng)傳輸功率與用戶人數(shù)的比較曲線圖。
具體實(shí)施方式請參閱圖2，其為本發(fā)明之超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法的步驟流程圖。圖中， 頻帶分配方法用以將一超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的若干個(gè)頻帶分配給若干個(gè)終端裝置，包含下列步 驟。首先，在步驟S21量測每一終端裝置于若干個(gè)頻帶中傳送信號(hào)所需的功率。由于超寬帶 (UffB)無線網(wǎng)絡(luò)的若干個(gè)頻帶的分布范圍介于3. IGHz至10. 6GHz之間，與頻寬較窄的WIFI 相比，超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)具有明顯的路徑衰減現(xiàn)象以及多路徑現(xiàn)象，即表示使用的頻帶頻率 越高，則頻帶平均增益越低。由一 SV(SaIeh-ValenzUela)模型及一路徑衰減(path loss) 模型所組成的信道模型可觀察出，接近3. IGHz的頻帶平均增益與接近10. 6GHz的頻帶平均 增益的差距可達(dá)10dB。路徑衰減(path loss)模型較佳為下述方程式Zf = 201ogP^
I c ；Lf為每一頻帶的中心頻率，d為每一終端裝置與一信號(hào)傳送目標(biāo)之間的距離，c為 光速。而SVGaleh-Valenzuela)模型為此技術(shù)領(lǐng)域者所熟知，在此不再贅述。因此，在步驟S22決定一具有上述特征的信道模型，接著在步驟S23，利用上述信 道模型，以及一頻帶分配算法和對應(yīng)每一終端裝置的功率量測值，將該若干個(gè)頻帶的至少
5一個(gè)頻帶分配給每一終端裝置。通過參考信道模型來進(jìn)行頻帶分配，若優(yōu)先將若干個(gè)頻帶中較低頻率的頻帶分配 給終端裝置，則用戶可使用運(yùn)算復(fù)雜度為0(KS)的算法，K為該若干個(gè)終端裝置的數(shù)目，而S 為該若干個(gè)頻帶的數(shù)目。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明進(jìn)行頻帶分配的運(yùn)算復(fù)雜度比現(xiàn)有技術(shù) 低一個(gè)級數(shù)，所以當(dāng)終端裝置的數(shù)目增加時(shí)，頻帶分配的運(yùn)算量不會(huì)急速增加，更符合實(shí)際 應(yīng)用的需求。請參閱圖3，其為本發(fā)明的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法的實(shí)施例的步驟流程 圖。圖中，頻帶分配方法用以將一超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的K個(gè)頻帶分配給N個(gè)終端裝置，N及K 皆為正整數(shù)且N大于K。此方法首先在步驟31量測每一終端裝置于每一頻帶中傳送信號(hào)所 需的功率。其中，量測結(jié)果可紀(jì)錄功率值或是如表1所示紀(jì)錄由功率由小至大的排序。 表 1接著在步驟32根據(jù)所量測的功率將每一終端裝置分配若干個(gè)頻帶之其一。例如， 依序?qū)⒃撊舾蓚€(gè)終端裝置分配至可以最小功率傳送信號(hào)的頻帶。在步驟33判斷是否有終 端裝置分配到頻率高于第K頻帶的頻帶，若有，則在步驟34根據(jù)一具有頻帶平均增益隨著 頻率增高而遞減特征的信道模型，判斷是否可將分配到頻率高于第K頻帶的終端裝置重新 分配至頻率低于或等于第K頻帶的頻帶。由于參考信道模型可得知，頻率越高則路徑衰減 越嚴(yán)重，因此盡可能將終端裝置分配到低頻率的頻帶。當(dāng)可將分配到頻率高于第K頻帶的終端裝置重新分配至頻率低于或等于第K頻帶 的頻帶時(shí)，則在步驟35，對分配到頻率高于第K頻帶的終端裝置重新分配頻帶。此外，在步驟32進(jìn)行頻帶分配時(shí)，當(dāng)若干個(gè)終端裝置中的第一終端裝置及第二終 端裝置分配至相同頻帶時(shí)，則將第一終端裝置及第二終端裝置分別分配至其可以次小功率 傳送信號(hào)的頻帶。以表1為例，在步驟32可依序?qū)⒔K端裝置分配到所需功率最小的頻帶，終端裝置1 分配到頻帶1，終端裝置2分配到頻帶2。當(dāng)欲分配終端裝置3及終端裝置4時(shí)，其所需功 率最小的頻帶皆為頻帶1，與終端裝置1重復(fù)，因此將頻帶1保留，而分別將終端裝置1、終 端裝置3及終端裝置4分配至其可以次小功率傳送信號(hào)的頻帶，即為頻帶4、頻帶3及頻帶 6。由于終端裝置4分配到頻帶6，其頻率高于頻帶4的頻率，因此進(jìn)一步判斷能否讓 終端裝置3及終端裝置4分配到較低頻率的頻帶。由于每一個(gè)終端裝置的周遭環(huán)境不同，不見得將所有終端裝置分配至低頻率頻帶可讓超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)有較低的消耗功率，因此比 對終端裝置4的功率量測數(shù)據(jù)，即表1，發(fā)現(xiàn)頻帶1的所需功率逼于頻帶6，因此將終端裝置 4分配至頻帶1。 通過上述可得知，使用信道模型的特征來分配頻帶，可讓頻帶分配算法為一運(yùn)算 復(fù)雜度為0(KS)的算法(K為該若干個(gè)終端裝置的數(shù)目，而S為該若干個(gè)頻帶的數(shù)目)，如此 可兼顧降低運(yùn)算復(fù)雜度以及降低系統(tǒng)傳輸功率的功效。請續(xù)參閱圖4，其繪示系統(tǒng)傳輸功率 與用戶人數(shù)的比較曲線圖。圖中可發(fā)現(xiàn)使用本發(fā)明的頻帶分配方法的系統(tǒng)傳輸功率低于標(biāo) 準(zhǔn)算法最少2dB，因此本發(fā)明可兼顧降低系統(tǒng)傳輸功率以及運(yùn)算復(fù)雜度的功效。
權(quán)利要求
一種超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，用以將一超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的若干個(gè)頻帶分配給若干個(gè)終端裝置，其特征在于，該頻帶分配方法包含量測每一該若干個(gè)終端裝置于該若干個(gè)頻帶中傳送信號(hào)所需的功率；以及根據(jù)一具有頻帶平均增益隨著頻率增高而遞減的特征的信道模型、一頻帶分配算法及對應(yīng)每一該若干個(gè)終端裝置的功率量測值，分配該若干個(gè)頻帶的至少一個(gè)給每一該若干個(gè)終端裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，其中該信道 模型由一 SV模型及一路徑衰減模型所組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，其中路徑衰 減模型為Lf = 201ogfKcJ其中Lf為每一該若干個(gè)頻帶的中心頻率，d為每一該若干個(gè)終端裝置與一信號(hào)傳送目 標(biāo)之間的距離，c為光速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，其中該若干 個(gè)頻帶的分布范圍介于3. IGHz至10. 6GHz之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，其中于該信 道模型中該若干個(gè)頻帶中較高頻率的頻帶的平均增益值低于較低頻率的頻帶的平均增益。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，當(dāng)該若干個(gè) 終端裝置的數(shù)目為N時(shí)，該頻帶分配方法更包含將優(yōu)先該若干個(gè)頻帶中較低頻率的N個(gè)頻 帶分配給該若干個(gè)終端裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，其中該頻帶 分配算法為一運(yùn)算復(fù)雜度為O(KS)的算法，K為該若干個(gè)終端裝置的數(shù)目，而S為該若干個(gè) 頻帶的數(shù)目。
8.一種超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，用以將一超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的若干個(gè)頻帶分配 給若干個(gè)終端裝置，該若干個(gè)終端裝置的數(shù)目為K，而該若干個(gè)頻帶的數(shù)目為N，N及K皆為 正整數(shù)且N大于K，其特征在于，該頻帶分配方法包含下列步驟(a)量測每一該若干個(gè)終端裝置于每一該若干個(gè)頻帶中傳送信號(hào)所需的功率；(b)根據(jù)所量測的功率將每一該若干個(gè)終端裝置分配該若干個(gè)頻帶之其一；(c)判斷是否有終端裝置分配到頻率高于第K頻帶的頻帶；(d)若有終端裝置分配到頻率高于第K頻帶的頻帶，則根據(jù)一具有頻帶平均增益隨著 頻率增高而遞減特征的信道模型，判斷是否可將分配到頻率高于第K頻帶的終端裝置重新 分配至頻率低于或等于第K頻帶的頻帶；以及(e)當(dāng)可將分配到頻率高于第K頻帶的終端裝置重新分配至頻率低于或等于第K頻帶 的頻帶時(shí)，對分配到頻率高于第K頻帶的終端裝置重新分配頻帶。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，其中在步驟 (b)還包含依序?qū)⒃撊舾蓚€(gè)終端裝置分配至可以最小功率傳送信號(hào)的頻帶。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，其還包含當(dāng)該若干個(gè)終端裝置中的第一終端裝置及第二終端裝置分配至相同頻帶時(shí)，則將該第 一終端裝置及該第二終端裝置分別分配至其可以次小功率傳送信號(hào)的頻帶。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，其中該信道 模型由一 SV模型及一路徑衰減模型所組成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，其中路徑 衰減模型為Z 2Ologf^I c )其中Lf為每一該若干個(gè)頻帶的中心頻率，d為每一該若干個(gè)終端裝置與一信號(hào)傳送目 標(biāo)的間的距離，C為光速。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，其特征在于，其中該若干 個(gè)頻帶的分布范圍介于3. IGHz至10. 6GHz之間。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的頻帶分配方法，用以將一超寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的若干個(gè)頻帶分配給若干個(gè)終端裝置。首先，量測每一該若干個(gè)終端裝置于該若干個(gè)頻帶中傳送信號(hào)所需的功率，再根據(jù)一具有頻帶平均增益隨著頻率增高而遞減的特征的信道模型、一頻帶分配算法及對應(yīng)每一該若干個(gè)終端裝置的功率量測值，分配該若干個(gè)頻帶的至少一個(gè)給每一該若干個(gè)終端裝置。在一實(shí)施例中，信道模型由一SV模型及一路徑衰減模型所組成，而頻帶分配算法為一運(yùn)算復(fù)雜度為O(KS)的算法，K為該若干個(gè)終端裝置的數(shù)目，而S為該若干個(gè)頻帶的數(shù)目。
文檔編號(hào)H04W72/08GK101902748SQ20091030262
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日
發(fā)明者楊長暻 申請人:佛山市順德區(qū)順達(dá)電腦廠有限公司