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    本發明揭露一種多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，包含：從一超載中繼站找出有複數個傳輸路徑選擇的一使用者群；從此使用者群找出有最多傳輸路徑選擇的一使用者；中斷此使用者的傳輸連結，藉此，降低此超載中繼站的頻寬使用量；以及從至少一未滿載中繼站群找出一最佳傳輸路徑與此使用者傳輸連結。
    公开号:TW201306622A
    申请号:TW100126844
    申请日:2011-07-28
    公开日:2013-02-01
    发明作者:吳燦明；王思喨
    申请人:私立中原大學；
    IPC主号:H04L45-00
    专利说明:
    多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統及方法
    本發明係有關於通信系統頻寬使用超載排除與路徑選擇，特別是有關於多躍(multihop)蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統及方法。
    在傳統蜂巢式(cellular)系統，基地台藉由自己的天線收發無線電信號以執行信號處理，藉此提供使用者通信服務。但是，基地台的服務範圍與頻率資源卻是受到相當多的限制。
    為了因應下一代蜂巢式系統對高速資料傳輸、擴大服務範圍以及提供較佳多媒體應用傳輸品質的支援要求，S. Dixit等人將多躍中繼技術(multihop relay technique)整合在蜂巢式系統內，藉以研究其傳輸路徑與中繼分布等問題(S. Dixit,E. Yanmaz,and O.K. Tonguz,“On the design of self-organized cellular wireless networks,”IEEE Commun. Mag.,vol. 43,pp. 86-93,July 2005.)。在多躍蜂巢式系統(multihop cellular system)，使用者可以直接連結至基地台，或者是經由中繼站聯結至基地台。因此，就基地台的服務範圍而言，其可以供給較多的傳輸路徑以增加系統的服務容量。然而，當許多使用者同時要求相同的中繼站提供傳輸服務時，此中繼站就有可能會產生超載(overload)的現象，中繼站超載的問題則會影響到整個系統的服務品質。
    就習知解決超載現象的技術大約可分為兩類：一為負載的動態平衡(dynamic balance of the load)，其數學理論揭露於O.K. Tonguz and E. Yanmaz,“The mathematical theory of dynamic load balancing in cellular networks,”IEEE Trans. Mobile Comput.,vol. 7,pp. 1504-1518,Dec. 2008.；以及另一為降低資料傳輸率(reduction of the data rate)，其為一次佳解決方案，因為其最佳解決方案被當成搜尋問題複雜性(NP-hard)(Y. Liu,R. Hoshyar,X. Yang,and R. Tafazolli,“Integrated radio resource allocation for multihop cellular networks with fixed relay stations,”IEEE J. Sel. Area Commun.,vol. 24,pp. 2137-2146,Nov. 2006.)。
    前項技術應用於當被服務的使用者與一未超載中繼站間的傳輸頻道條件與此被服務的使用者與一超載中繼站間的傳輸頻道條件相似時，則此被服務的使用者將會把大量傳輸資料從原本超載中繼站移至此未超載中繼站。然而，當此未超載中繼站如果距離原本超載中繼站太遠，或者是新的傳輸頻道有許多干擾，或者是新的傳輸頻道會產生嚴重衰減，則此被服務的使用者將需要從此未超載中繼站獲得更大的使用傳輸容量以維持原本的傳輸品質。因此整個系統的服務容量下降，並且亦有可能導致本來未超載中繼站反而出現超載現象。
    有鑑於上述習知技術之缺點，本發明提供一種多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統及方法，可改進習知超載排除技術之缺點、解決習知超載排除技術可能導致之系統服務容量下降與產生其他超載現象之問題，並且同時維持系統服務品質。
    本發明之目的之一，係藉由中斷一超載中繼站與使用者的傳輸連結，以降低此超載中繼站的頻寬使用量，藉此，排除此超載中繼站的頻寬超載使用情況。
    本發明之另一目的，係藉由降低一超載中繼站之使用者的傳輸頻寬，以降低此超載中繼站的頻寬使用量，藉此，排除此超載中繼站的頻寬超載使用情況。
    本發明之又一目的，係提供一最佳傳輸路徑以連結一使用者，其中此使用者中斷與一超載中繼站的傳輸連結。
    本發明揭露一種多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其包含下列步驟：(a)從一超載中繼站找出具有複數個傳輸路徑選擇的一使用者群，其中此使用者群的使用者數量不為零；(b)從此使用者群中找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者，其中此使用者的傳輸路徑選擇包含至少一未滿載中繼站群；(c)中斷此使用者與此超載中繼站的傳輸連結，藉此，降低此超載中繼站的頻寬使用量；以及(d)從此至少一未滿載中繼站群找出一最佳傳輸路徑與此使用者傳輸連結。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，當步驟(a)的此使用者群的使用者數量為零時，執行包含下列步驟：(e)從此超載中繼站的使用者中找出一最大傳輸頻寬使用者；以及(f)降低此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬，藉此降低此超載中繼站的頻寬使用量。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，當步驟(b)的此使用者的傳輸路徑選擇不包含此至少一未滿載中繼站群時，執行包含下列步驟：(e)以及(f)。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，當此超載中繼站的頻寬使用量依然超載時，執行包含下列步驟：(a)；(b)；(c)；(d)；(e)以及(f)。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中此超載中繼站屬於一超載中繼站群，當此超載中繼站群的超載中繼站數量不為零時，執行包含下列步驟：(a)；(b)；(c)；(d)；(e)以及(f)。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中步驟(c)包含：將此使用者排除於此超載中繼站的使用者之外；以及將此超載中繼站排除於此使用者的傳輸路徑選擇之外。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中步驟(d)包含：比較經此超載中繼站的一第一傳輸路徑的一第一時間與經從此至少一未滿載中繼站群選取的一第二傳輸路徑的一第二時間，當此第一、第二時間差值小於一預設值時，此第二傳輸路徑即為此最佳傳輸路徑。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中此最佳傳輸路徑包含一最短傳輸路徑。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中此最佳傳輸路徑包含一最佳通信頻道路徑。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中步驟(f)包含：將此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬減去一預設頻寬縮減值，藉此降低此超載中繼站的頻寬使用量。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中步驟(f)包含：將此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬乘以一預設頻寬縮減比例值，藉此降低此超載中繼站的頻寬使用量。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中此使用者群包含通信裝置及/或其他中繼站。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中此至少一未滿載中繼站群包含至少一位於相同基地台及/或不同基地台傳輸連結的中繼站。
    本發明亦揭露一種多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其包含：複數個中繼站，與一基地台傳輸連結形成一多躍蜂巢式通信網路，其中此複數個中繼站具有至少一中繼站在傳輸超載時，執行包含下列步驟：(a)找出此至少一中繼站的使用者中具有複數個傳輸路徑選擇的一使用者群，其中此使用者群的使用者數量不為零；(b)從此使用者群中找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者，其中此使用者的傳輸路徑選擇包含至少一未滿載中繼站群；(c)中斷此使用者的傳輸連結，藉此降低頻寬使用量；以及(d)從此至少一未滿載中繼站群找出一最佳傳輸路徑與此使用者傳輸連結。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中此至少一中繼站在步驟(a)的此使用者群的使用者數量為零時，執行包含下列步驟：(e)找出一最大傳輸頻寬使用者；以及(f)降低此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬，以降低頻寬使用量。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中此至少一中繼站在步驟(b)的此使用者的傳輸路徑選擇不包含此至少一未滿載中繼站群時，執行包含下列步驟：(e)以及(f)。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中此至少一中繼站的頻寬使用量依然超載時，執行包含下列步驟：(a)；(b)；(c)；(d)；(e)以及(f)。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中步驟(c)包含：排除此使用者於此至少一中繼站的使用者之外；以及排除此至少一中繼站於此使用者的傳輸路徑選擇之外。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中步驟(d)包含：比較經由此至少一中繼站的一第一傳輸路徑的一第一時間與經由從此至少一未滿載中繼站群所選取的一第二傳輸路徑的一第二時間，當此第一、第二時間差值小於一預設值時，此第二傳輸路徑即為此最佳傳輸路徑。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中此最佳傳輸路徑包含一最短傳輸路徑。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中此最佳傳輸路徑包含一最佳通信頻道路徑。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中步驟(f)包含：將此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬減去一預設頻寬縮減值，藉此降低頻寬使用量。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中步驟(f)包含：將此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬乘以一預設頻寬縮減比例值，藉此降低頻寬使用量。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中此使用者群包含通信裝置及/或此複數個中繼站的其他中繼站。
    前述之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中此至少一未滿載中繼站群包含至少一位於此基地台及/或一另一基地台傳輸連結的其他中繼站。
    本發明在此所探討的方向為一種多躍蜂巢式系統，為了能徹底地瞭解本發明，將在下列的描述中提出詳盡的結構及其元件與方法步驟。顯然地，本發明的施行並未限定於多躍蜂巢式系統之技藝者所熟習的特殊細節。另一方面，眾所周知的結構及其元件並未描述於細節中，以避免造成本發明不必要之限制。此外，為提供更清楚之描述及使熟悉該項技藝者能理解本發明之發明內容，圖示內各部分並沒有依照其相對之尺寸而繪圖，某些尺寸與其他相關尺度之比例會被突顯而顯得誇張，且不相關之細節部分亦未完全繪出，以求圖示之簡潔。本發明的較佳實施例會詳細描述如下，然而除了這些詳細描述之外，本發明還可以廣泛地施行在其他的實施例中，且本發明的範圍不受限定，其以之後的專利範圍為準。
    請參照第一圖，其為本發明之一較佳實施例10之系統方塊圖。其中，兩基地台BSA與BSB表不同服務範圍的基地台，其等可以是相同系統也可以是不同系統，兩基地台BSA與BSB可以用一網路線12連接。複數個中繼站(例如：RSA1、RSA2、RSA3、RSA4、RSA5、RSA6、RSA7、RSB1)在兩基地台BSA與BSB相對的服務範圍與兩基地台BSA與BSB相對連結。以下，發明人僅用第一圖所示之實施例作為本發明之說明，而當整個系統在實際運作具有更多基地台與中繼站時，其等之動作方式係相同於本實施例之動作方式，此部分為熟習此項技藝者可依本實施例而推知，故之後不再加以贅述。
    請參照第一圖，假設中繼站RSA1、RSA5以及RSA6為超載狀態，則此三個中繼站將被基地台BSA記錄在一超載中繼站列表形成一超載中繼站集合。中繼站RSA1會從其使用者中找出具有複數個傳輸路徑選擇的使用者成一使用者群，在本實施例中，此使用者群將包含使用者uA11(3個傳輸路徑選擇101、101A與101B)、uA12(2個傳輸路徑選擇102與102A)以及uA13(2個傳輸路徑選擇103與103A)。接著，中繼站RSA1會從此使用者群中找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者，在本實施例中為使用者uA11，其中使用者uA11的傳輸路徑選擇包含至少一未滿載中繼站成一未滿載中繼站群(例如：中繼站RSA2與RSA3)。然後中繼站RSA1中斷與使用者uA11的傳輸連結101以降低中繼站RSA1的頻寬使用量，藉此排除中繼站RSA1的超載狀態。最後，使用者uA11從未滿載中繼站群(例如：中繼站RSA2與RSA3)找出一最佳傳輸路徑傳輸連結，在本實施例中，使用者uA11可以選擇連結中繼站RSA2的傳輸路徑選擇101A，也可以選擇連結中繼站RSA3的傳輸路徑選擇101B。由於連結中繼站RSA2的傳輸路徑選擇101A提供比連結中繼站RSA3的傳輸路徑選擇101B還好的通信狀況(例如：中繼站RSA2可以提供使用者uA11所要求的傳輸頻寬，而中繼站RSA3僅能提供使用者uA11所要求的一小部分傳輸頻寬)，因此使用者uA11將以連結中繼站RSA2的傳輸路徑選擇101A做為其最佳傳輸路徑。
    發明人在此要強調的是，上述使用者uA11在其最佳傳輸路徑選擇的操作上，係以最佳通信頻道為依據，在某些狀況下可能是最短傳輸路徑(經由傳輸路徑選擇101B及中繼站RSA3與基地台BSA連結)，但在某些況下(如上述提及之狀況)，也有可能不是最短傳輸路徑(經由傳輸路徑選擇101A、中繼站RSA2及中繼站RSA4與基地台BSA連結)。使用者uA11的最佳傳輸路徑選擇，亦可藉由下列步驟決定：比較經由中繼站RSA1之傳輸路徑(一第一傳輸路徑)的時間(一第一時間)以及經由中繼站RSA2之傳輸路徑(一第二傳輸路徑)的時間(一第二時間)，當此第一、第二時間的差值小於一預設值時，則經由中繼站RSA2之傳輸路徑即為使用者uA11的最佳傳輸路徑選擇。
    此外，當中繼站RSA1中斷與使用者uA11的傳輸連結101時，中繼站RSA1會將使用者uA11排除在中繼站RSA1的使用者之外，而使用者uA11亦會將中繼站RSA1排除在使用者uA11的傳輸路徑選擇之外。
    請再參照第一圖，在中繼站RSA1中斷與使用者uA11的傳輸連結101之後，如果中繼站RSA1的超載狀態並未獲得完全解決(中繼站RSA1的頻寬使用量依然超載)，則中繼站RSA1會再從其使用者中找出具有複數個傳輸路徑選擇的使用者成一使用者群，在此次選取中，此使用者群僅包含使用者uA12(2個傳輸路徑選擇102與102A)以及uA13(2個傳輸路徑選擇103與103A)(因使用者uA11已非中繼站RSA1的使用者)。接著，中繼站RSA1會從此使用者群中找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者，在此是以使用者uA12為例，其中使用者uA12的傳輸路徑選擇包含至少一未滿載中繼站形成一未滿載中繼站群(如中繼站RSB1)。然後中繼站RSA1中斷與使用者uA12的傳輸連結102，藉以降低中繼站RSA1的頻寬使用量，藉此解決中繼站RSA1的超載問題。最後，使用者uA12從未滿載中繼站群找出一最佳傳輸路徑傳輸連結，在此，使用者uA12僅能選擇連結中繼站RSB1的傳輸路徑選擇102A。
    發明人在此要強調的是，上述使用者uA12在其最佳傳輸路徑選擇的操作上，並不限定在位於相同基地台BSA服務範圍內傳輸連結的中繼站，其選擇也可以是位於不同基地台BSB服務範圍內傳輸連結的中繼站RSB1。
    同理，當中繼站RSA1中斷與使用者uA12的傳輸連結102時，中繼站RSA1會將使用者uA12排除在中繼站RSA1的使用者之外，而使用者uA12亦會將中繼站RSA1排除在使用者uA12的傳輸路徑選擇之外。
    請再參照第一圖，在中繼站RSA1中斷與使用者uA11及uA12的傳輸連結101及102之後，若中繼站RSA1的超載狀態已經獲得完全解決(中繼站RSA1的頻寬容量大於其使用者所要求的總頻寬使用量)，則中繼站RSA1將被基地台BSA從其超載中繼站列表中刪除，亦即，中繼站RSA1將被排除在先前所提及的超載中繼站集合之外。並且，由於中繼站RSA1已非超載狀態，因此使用者uA13仍保有傳輸路徑選擇103A，並且以傳輸路徑選擇103與中繼站RSA1傳輸連結。
    請再參照第一圖，在基地台BSA將中繼站RSA1從其超載中繼站列表中刪除之後，若其超載中繼站集合不為零(中繼站RSA5以及RSA6仍為超載狀態)，中繼站RSA5會從其使用者中找出具有複數個傳輸路徑選擇的使用者成一使用者群，在本實施例中，中繼站RSA5並無法找出此使用者群，因為其使用者僅具有單傳輸路徑選擇，因此，此使用者群為零。接著，中繼站RSA5會從其使用者中找出一最大傳輸頻寬使用者，並降低此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬，以降低中繼站RSA5的頻寬使用量，藉此排除中繼站RSA5的超載狀態。
    上述之降低最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬，可藉由下列步驟實施：將此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬減去一預設頻寬縮減值，藉此降低中繼站RSA5的頻寬使用量；或亦可藉由下列步驟實施：將此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬乘以一預設頻寬縮減比例值，藉此降低中繼站RSA5的頻寬使用量。
    在中繼站RSA5調降最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬之後，若中繼站RSA5的超載狀態已經獲得完全解決(中繼站RSA5的頻寬容量大於其使用者所要求的總頻寬使用量)，則中繼站RSA5將被基地台BSA從其超載中繼站列表中刪除，亦即中繼站RSA5將被排除在先前所提及的超載中繼站集合之外。
    請再參照第一圖，在基地台BSA將中繼站RSA1及RSA5從其超載中繼站列表中刪除之後，若其超載中繼站集合仍不為零(中繼站RSA6仍為超載狀態)，中繼站RSA6會從其使用者中找出具有複數個傳輸路徑選擇的使用者成一使用者群，在本實施例中，此使用者群將包含使用者uA61(2個傳輸路徑選擇111與111A)、uA62(2個傳輸路徑選擇112與112A)以及中繼站RSA7(3個傳輸路徑選擇113、113A與103B)。接著，中繼站RSA6會從此使用者群中找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者，在本實施例中為中繼站RSA7，其中中繼站RSA7的傳輸路徑選擇包含至少一未滿載中繼站形成一未滿載中繼站群(例如：中繼站RSA2與RSA4)。然後，中繼站RSA6中斷與中繼站RSA7的傳輸連結113以降低中繼站RSA6的頻寬使用量，藉此，排除中繼站RSA6的超載狀態。最後，中繼站RSA7從未滿載中繼站群(例如：中繼站RSA2與RSA4)找出一最佳傳輸路徑連結，在本實施例中，中繼站RSA7可以選擇連結中繼站RSA2的傳輸路徑選擇113B，也可以選擇連結中繼站RSA4的傳輸路徑選擇113A。假設由於連結中繼站RSA4的傳輸路徑選擇113A提供了比連結中繼站RSA2的傳輸路徑選擇113B還好的通信狀況(例如：中繼站RSA4的傳輸頻道衰減小於中繼站RSA2的傳輸頻道衰減，或者是經由中繼站RSA4的頻道傳輸干擾小於中繼站RSA2的頻道傳輸干擾)，因此中繼站RSA7將以連結中繼站RSA4的傳輸路徑選擇113A為其最佳傳輸路徑。
    發明人在此要強調的是，上述中繼站RSA7在其最佳傳輸路徑選擇的操作上，仍以最佳通信頻道為依據，在本實施例中，其最佳傳輸路徑剛好是最短傳輸路徑(經由傳輸路徑選擇113A及中繼站RSA4與基地台BSA連結)，但並不限定於此。此外，中繼站RSA7的最佳傳輸路徑選擇，亦可藉由先前使用者uA11的最佳傳輸路徑的選擇方法加以實施，此部分為熟習此項技藝者根據本發明先前的揭露即可加以推知，故在此不再贅述。另一點要說明的是，前述之實施例所提及的使用者或使用者群，並不限定於終端通信裝置，其等也可以是中繼通信裝置，包含通信裝置及/或中繼站(如本實施例的中繼站RSA7)。
    同理，當中繼站RSA6中斷與其使用者(中繼站RSA7)的傳輸連結113時，中繼站RSA6會將中繼站RSA7排除在中繼站RSA6的使用者之外，而中繼站RSA7亦會將中繼站RSA6排除在中繼站RSA7的傳輸路徑選擇之外。
    請再參照第一圖，在中繼站RSA6中斷與中繼站RSA7的傳輸連結113之後，如果中繼站RSA6的超載狀態並未獲得完全解決(中繼站RSA6的頻寬使用量依然超載)，則中繼站RSA6會再從其使用者中找出具有複數個傳輸路徑選擇的使用者成一使用者群，在此次選取中，此使用者群僅包含使用者uA61(2個傳輸路徑選擇111與111A)以及uA62(2個傳輸路徑選擇112與112A)(因中繼站RSA7已非中繼站RSA6的使用者)。接著，中繼站RSA6會從此使用者群中找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者，在此是以使用者uA61為例，其中使用者uA61的傳輸路徑選擇包含至少一未滿載中繼站形成一未滿載中繼站群(如中繼站RSA4)。然後中繼站RSA6中斷與使用者uA61的傳輸連結111，藉以降低中繼站RSA6的頻寬使用量，藉此解決中繼站RSA6的超載問題。最後，使用者uA61從未滿載中繼站群找出一最佳傳輸路徑傳輸連結，在此，使用者uA61僅能選擇連結中繼站RSA4的傳輸路徑選擇111A。
    同理，當中繼站RSA6中斷與使用者uA61的傳輸連結111時，中繼站RSA6會將使用者uA61排除在中繼站RSA6的使用者之外，而使用者uA61亦會將中繼站RSA6排除在使用者uA61的傳輸路徑選擇之外。
    請再參照第一圖，在中繼站RSA6中斷與中繼站RSA7及使用者uA61的傳輸連結113及111後，如果中繼站RSA6的超載狀態仍未完全排除(中繼站RSA6的頻寬使用量依然超載)，則中繼站RSA6會再從其使用者中找出具有複數個傳輸路徑選擇的使用者成一使用者群，在此次選取，此使用者群僅剩使用者uA62(2個傳輸路徑選擇112與112A)(因中繼站RSA7及使用者uA61已非中繼站RSA6的使用者)。但由於使用者uA62的傳輸路徑選擇112A並不包含至少一未滿載中繼站(假設中繼站RSA5為滿載狀態)，因此中繼站RSA6將採取從其使用者中找出一最大傳輸頻寬使用者，並降低此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬，以降低中繼站RSA6的頻寬使用量，藉此排除中繼站RSA6的超載狀態。
    上述之降低最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬，係可藉由先前實施例所揭露的方式加以實施(降低中繼站RSA5最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬)，故在此不再贅述。
    在中繼站RSA6中斷與中繼站RSA7及使用者uA61的傳輸連結113及111，並調降最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬之後，若中繼站RSA6的超載狀態已完全解決(中繼站RSA6的頻寬容量大於其使用者所要求的總頻寬使用量)，則中繼站RSA6將被基地台BSA從其超載中繼站列表中刪除，亦即中繼站RSA6將被排除在先前所提及的超載中繼站集合之外。
    至此，第一圖所示之較佳實施例在基地台BSA陸續將中繼站RSA1、RSA5及RSA6從其超載中繼站列表中刪除之後，則其超載中繼站集合為零，此即表示第一圖所示之較佳實施例中的中繼站超載問題已經完全排除。亦即，本多躍蜂巢式系統實施例內沒有中繼站超載的現象。
    請參照第二圖，其為本發明之一較佳實施方法20之步驟流程圖。在步驟22，從一超載中繼站集合找出一超載中繼站。其中，此超載中繼站集合可為一基地台所記錄的列表資料，當此超載中繼站集合不為零(或者空集合)，則表示在本發明的實施例中仍有中繼站超載的現象等待排除。在步驟24，判斷此超載中繼站的使用者是否有其他傳輸路徑選擇？其中，上述之其他傳輸路徑選擇包含至少一未滿載中繼站形成至少一未滿載中繼站群，並且此至少一未滿載中繼站群包含至少一位於相同基地台及/或不同基地台傳輸連結的中繼站。
    若此超載中繼站的所有使用者都沒有其他傳輸路徑選擇，則進行步驟212。在步驟212，從此超載中繼站的使用者找出一最大傳輸頻寬使用者。而在步驟214，降低此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬。其中，上述之降低傳輸頻寬的方式可以是將此最大傳輸頻寬使用者所占用的傳輸頻寬減去一預設頻寬縮減值(亦即收回部分使用頻寬)，藉此降低此超載中繼站的頻寬使用量；也可以是將此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬乘以一預設頻寬縮減比例值，以降低此超載中繼站的頻寬使用量。在步驟216，更新此超載中繼站集合。其中，當此超載中繼站超載的現象已經排除，則將此超載中繼站從上述基地台所記錄的列表資料中刪除，亦即，將此超載中繼站排除於上述超載中繼站集合之外。
    在步驟26，判斷上述超載中繼站集合是否為零(空集合)？當其不為零時，表示在本發明實施例中仍有其他中繼站超載的現象等待排除，則再重複從步驟22開始執行。當其為零時，則結束本實施方法(步驟28，結束)。
    若此超載中繼站的至少一使用者具有其他傳輸路徑選擇，則進行步驟222。在步驟222，從此超載中繼站的使用者中找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者。在步驟224，將此超載中繼站從此使用者的傳輸路徑選擇刪除，並將此使用者排除於此超載中繼站的使用者之外；亦即中斷此使用者與此超載中繼站的傳輸連結，藉此降低此超載中繼站的頻寬使用量。在步驟226，找出此使用者的一最佳傳輸路徑。其中，此最佳路徑係以最佳通信頻道為依據，在某些狀況下可能是最短傳輸路徑，但在某些況下不是最短傳輸路徑。其包含可藉由下列步驟決定：比較經由此超載中繼站之一第一傳輸路徑的一第一時間與經由從上述至少一未滿載中繼站群選取的一第二傳輸路徑的一第二時間，當此第一、第二時間的差值小於一預設值時，則此第二傳輸路徑即為此最佳傳輸路徑。在步驟228，此使用者選取此最佳傳輸路徑連結，並且更新此超載中繼站集合。接著，執行上述步驟26的判斷，在此不再贅述。
    發明人要說明的是，本實施方法提及的使用者或使用者群，可以是終端通信裝置，也可以是中繼通信裝置，並不僅限定於終端通信裝置。
    以下為本發明之實施例與習知技術在模擬結果(例如：使用者容量、傳輸功率以及中斷概率(outage probability))的比較說明。發明人在此要強調的是，以下為測試所設定之數據與測試所得之資料僅用以說明本發明實施例之測試過程與結果，非用以限定本發明實施例之實行。假設一多躍蜂巢式通信系統的傳輸頻寬為300 MHz，其使用者的資料傳輸率為1M、800k、600k、400k以及200k位元/秒，並且非均勻散佈於此多躍蜂巢式通信系統的服務範圍。使用者的跳躍(hop)次數設定為最多3次。整體系統的位元錯誤率(bit error rate；BER)設定為10-5。
    請參照第三A圖，其為本發明之一較佳實施例與習知系統在使用者容量的比較曲線圖。當使用者數量在300個以下時，中繼站並沒有超載的問題。一旦使用者數量超過300個以上時，則中繼站產生超載現象，本發明系統在10個中繼站時減少使用者的資料傳輸速率比集成無線配置(Integrated Radio Resource Allocation；IRRA)系統在10個中繼站時所減少使用者的資料傳輸速率還少；並且本發明系統在10個中繼站時減少使用者的資料傳輸速率亦比集成蜂巢特置中繼(Integrated Cellular and Ad hoc Relaying；iCAR)系統在10個中繼站時減少使用者的資料傳輸速率還少。當使用者數量在300個以上且中繼站數量為20個時，本發明系統亦提供比集成無線配置系統與集成蜂巢特置中繼系統還高的資料傳輸速率。
    請參照第三B圖，其為本發明之一較佳實施例與習知系統在傳輸功率的比較曲線圖。本發明系統無論在中繼站數量為10或20個時，其傳輸功率均相對低於集成無線配置系統以及集成蜂巢特置中繼系統在中繼站數量為10或20個時的傳輸功率。
    請參照第三C圖，其為本發明之一較佳實施例與習知系統在中斷概率的比較曲線圖。本發明系統在中繼站數量為10時，其中斷概率均相對低於集成無線配置系統以及集成蜂巢特置中繼系統在中繼站數量為10時的中斷概率。本發明系統在中繼站數量為20時，其中斷概率大約相等於集成無線配置系統在中繼站數量為20時的中斷概率，但小於集成蜂巢特置中繼系統在中繼站數量為20時的中斷概率。
    依照上面實施例中的描述，本發明可能有許多的修正與差異。因此需在其附加的權利請求項之範圍內加以理解，除上述詳細描述外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例中施行。上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述申請專利範圍內。
    10．．．本發明之一較佳實施例
    12．．．網路線
    BSA．．．基地台
    BSB．．．基地台
    RSA1．．．中繼站
    RSA2．．．中繼站
    RSA3．．．中繼站
    RSA4．．．中繼站
    RSA5．．．中繼站
    RSA6．．．中繼站
    RSA7．．．中繼站
    RSB1．．．中繼站
    uA11．．．使用者
    uA12．．．使用者
    uA13．．．使用者
    uA61．．．使用者
    uA62．．．使用者
    101．．．傳輸路徑
    101A．．．傳輸路徑選擇
    101B．．．傳輸路徑選擇
    102．．．傳輸路徑
    102A．．．傳輸路徑選擇
    103．．．傳輸路徑
    103A．．．傳輸路徑選擇
    111．．．傳輸路徑
    111A．．．傳輸路徑選擇
    112．．．傳輸路徑
    112A．．．傳輸路徑選擇
    113．．．傳輸路徑
    113A．．．傳輸路徑選擇
    113B．．．傳輸路徑選擇
    20．．．本發明之一較佳實施方法
    212．．．從此超載中繼站的使用者找出一最大傳輸頻寬使用者
    214．．．降低此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬
    216．．．更新此超載中繼站集合
    22．．．從一超載中繼站集合找出一超載中繼站
    222．．．從此超載中繼站的使用者找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者
    224．．．將此超載中繼站排除於此使用者的傳輸路徑選擇之外，並將此使用者排除於此超載中繼站的使用者之外
    226．．．找出此使用者的一最佳傳輸路徑
    228．．．以此最佳傳輸路徑連結此使用者，並更新此超載中繼站集合
    24．．．此超載中繼站的使用者是否有其他傳輸路徑選擇？
    26．．．此超載中繼站集合是否為零？
    28．．．結束
    第一圖係本發明之一較佳實施例之系統方塊圖；
    第二圖係本發明之一較佳實施方法之步驟流程圖；
    第三A圖係本發明之一較佳實施例與習知系統在使用者容量的比較曲線圖；
    第三B圖係本發明之一較佳實施例與習知系統在傳輸功率的比較曲線圖；以及
    第三C圖係本發明之一較佳實施例與習知系統在中斷概率的比較曲線圖。
    20．．．本發明之較佳實施方法之步驟流程
    22．．．從一超載中繼站集合找出一超載中繼站
    24．．．此超載中繼站的使用者是否有其他傳輸路徑選擇？
    212．．．從此超載中繼站的使用者找出一最大傳輸頻寬使用者
    214．．．降低此最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬
    216．．．更新此超載中繼站集合
    26．．．此超載中繼站集合是否為零？
    28．．．結束
    222．．．從此超載中繼站的使用者找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者
    224．．．將此超載中繼站排除於此使用者的傳輸路徑選擇之外，並將此使用者排除於此超載中繼站的使用者之外
    226．．．找出此使用者的一最佳傳輸路徑
    228．．．以此最佳傳輸路徑連結此使用者，並更新此超載中繼站集合
    权利要求:
    Claims (25)
    [1] 一種多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其包含下列步驟：(a)　從一超載中繼站找出具有複數個傳輸路徑選擇的一使用者群，其中該使用者群的使用者數量不為零；(b)　從該使用者群中找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者，其中該使用者的傳輸路徑選擇包含至少一未滿載中繼站群；(c)　中斷該使用者與該超載中繼站的傳輸連結，藉此，降低該超載中繼站的頻寬使用量；以及(d)　從該至少一未滿載中繼站群找出一最佳傳輸路徑與該使用者傳輸連結。
    [2] 根據申請專利範圍第1項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，當步驟(a)的該使用者群的使用者數量為零時，執行包含下列步驟：(e)　從該超載中繼站的使用者中找出一最大傳輸頻寬使用者；以及(f)　降低該最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬，藉此降低該超載中繼站的頻寬使用量。
    [3] 根據申請專利範圍第2項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，當步驟(b)的該使用者的傳輸路徑選擇不包含該至少一未滿載中繼站群時，執行包含下列步驟：(e)以及(f)。
    [4] 根據申請專利範圍第3項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，當該超載中繼站的頻寬使用量依然超載時，執行包含下列步驟：(a)；(b)；(c)；(d)；(e)以及(f)。
    [5] 根據申請專利範圍第4項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中該超載中繼站屬於一超載中繼站群，當該超載中繼站群的超載中繼站數量不為零時，執行包含下列步驟：(a)；(b)；(c)；(d)；(e)以及(f)。
    [6] 根據申請專利範圍第1項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中步驟(c)包含：將該使用者排除於該超載中繼站的使用者之外；以及將該超載中繼站排除於該使用者的傳輸路徑選擇之外。
    [7] 根據申請專利範圍第1項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中步驟(d)包含：比較經該超載中繼站的一第一傳輸路徑的一第一時間與經從該至少一未滿載中繼站群選取的一第二傳輸路徑的一第二時間，當該第一、第二時間差值小於一預設值時，該第二傳輸路徑即為該最佳傳輸路徑。
    [8] 根據申請專利範圍第1項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中該最佳傳輸路徑包含一最短傳輸路徑。
    [9] 根據申請專利範圍第1項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中該最佳傳輸路徑包含一最佳通信頻道路徑。
    [10] 根據申請專利範圍第2項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中步驟(f)包含：將該最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬減去一預設頻寬縮減值，藉此降低該超載中繼站的頻寬使用量。
    [11] 根據申請專利範圍第2項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中步驟(f)包含：將該最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬乘以一預設頻寬縮減比例值，藉此降低該超載中繼站的頻寬使用量。
    [12] 根據申請專利範圍第1項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中該使用者群包含通信裝置及/或其他中繼站。
    [13] 根據申請專利範圍第1項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除方法，其中該至少一未滿載中繼站群包含至少一位於相同基地台及/或不同基地台傳輸連結的中繼站。
    [14] 一種多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其包含：複數個中繼站，與一基地台傳輸連結形成一多躍蜂巢式通信網路，其中該複數個中繼站具有至少一中繼站在傳輸超載時，執行包含下列步驟：(a)找出該至少一中繼站的使用者中具有複數個傳輸路徑選擇的一使用者群，其中該使用者群的使用者數量不為零；(b)從該使用者群中找出具有最多傳輸路徑選擇的一使用者，其中該使用者的傳輸路徑選擇包含至少一未滿載中繼站群；(c)中斷該使用者的傳輸連結，藉此降低頻寬使用量；以及(d)從該至少一未滿載中繼站群找出一最佳傳輸路徑與該使用者傳輸連結。
    [15] 根據申請專利範圍第14項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中該至少一中繼站在步驟(a)的該使用者群的使用者數量為零時，執行包含下列步驟：(e)找出一最大傳輸頻寬使用者；以及(f)降低該最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬，以降低頻寬使用量。
    [16] 根據申請專利範圍第15項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中該至少一中繼站在步驟(b)的該使用者的傳輸路徑選擇不包含該至少一未滿載中繼站群時，執行包含下列步驟：(e)以及(f)。
    [17] 根據申請專利範圍第16項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中該至少一中繼站的頻寬使用量依然超載時，執行包含下列步驟：(a)；(b)；(c)；(d)；(e)以及(f)。
    [18] 根據申請專利範圍第14項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中步驟(c)包含：排除該使用者於該至少一中繼站的使用者之外；以及排除該至少一中繼站於該使用者的傳輸路徑選擇之外。
    [19] 根據申請專利範圍第14項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中步驟(d)包含：比較經由該至少一中繼站的一第一傳輸路徑的一第一時間與經由從該至少一未滿載中繼站群所選取的一第二傳輸路徑的一第二時間，當該第一、第二時間差值小於一預設值時，該第二傳輸路徑即為該最佳傳輸路徑。
    [20] 根據申請專利範圍第14項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中該最佳傳輸路徑包含一最短傳輸路徑。
    [21] 根據申請專利範圍第14項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中該最佳傳輸路徑包含一最佳通信頻道路徑。
    [22] 根據申請專利範圍第15項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中步驟(f)包含：將該最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬減去一預設頻寬縮減值，藉此降低頻寬使用量。
    [23] 根據申請專利範圍第15項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中步驟(f)包含：將該最大傳輸頻寬使用者的傳輸頻寬乘以一預設頻寬縮減比例值，藉此降低頻寬使用量。
    [24] 根據申請專利範圍第14項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中該使用者群包含通信裝置及/或該複數個中繼站的其他中繼站。
    [25] 根據申請專利範圍第14項之多躍蜂巢式系統之傳輸路徑選擇與超載排除系統，其中該至少一未滿載中繼站群包含至少一位於該基地台及/或一另一基地台傳輸連結的其他中繼站。
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