專利名稱：多載波時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)靈活支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及時(shí)分雙工移動(dòng)通信技術(shù)，更確切地說是涉及多載波時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)中，小區(qū)或基站的不同載波使用不同上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)以靈活支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)的方法。
背景技術(shù)：
在目前第三代移動(dòng)通信時(shí)分雙工(TDD)通信方式的標(biāo)準(zhǔn)(參見3GPP相關(guān)技術(shù)規(guī)范)中，都僅僅規(guī)定了單載波的工作方式。為了滿足高密度應(yīng)用環(huán)境下的通信需要，基站應(yīng)設(shè)計(jì)為多載波工作，基于該思想所設(shè)計(jì)的“多載波時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)”，無線基站采用多載波工作方式，可以在一個(gè)小區(qū)內(nèi)使用多個(gè)載波，如三個(gè)載頻f0、f1、f2，來增加小區(qū)的容量，或者說在增加系統(tǒng)容量的同時(shí)又降低了系統(tǒng)成本，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、便于對(duì)系統(tǒng)的控制和管理、并提高系統(tǒng)效率。
但一個(gè)基站通常使用一套或一組射頻收發(fā)信機(jī)，在多載波工作時(shí)，所有載頻如f0、f1、f2，只能同時(shí)接收或者同時(shí)發(fā)送，否則在基站內(nèi)部就將產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，使得系統(tǒng)無法正常發(fā)射與接收。
而且傳統(tǒng)的TDD系統(tǒng)在組成蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)的移動(dòng)通信系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)碼分多址(CDMA)移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本要求，運(yùn)營(yíng)商在做系統(tǒng)規(guī)劃時(shí)，相鄰小區(qū)使用相同載波頻率，則相鄰小區(qū)必須同步工作，即同時(shí)發(fā)射下行信號(hào)并同時(shí)接收上行信號(hào)，否則，通信系統(tǒng)內(nèi)各基站間將相互干擾。
上述問題的存在，大大限制了TDD系統(tǒng)支持相鄰小區(qū)使用不同上下行比例的非對(duì)稱業(yè)務(wù)的可能性，或者說需要以犧牲一定的系統(tǒng)容量為代價(jià)，來使相鄰小區(qū)可以支持使用不同上下行比例的非對(duì)稱業(yè)務(wù)。
圖1是執(zhí)行3GPP標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)典型TDD蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)多載波基站工作狀態(tài)的示意圖，圖中給出三個(gè)小區(qū)101、102、103，每個(gè)小區(qū)的基站111、112、113使用單個(gè)或者多個(gè)相同載頻(如3個(gè)載頻f0、f1、f2)，各小區(qū)中有多個(gè)正在工作的終端131、132、133、134、...、13n。在目前的正常工作狀態(tài)下，各個(gè)小區(qū)的三個(gè)載頻必須同時(shí)進(jìn)行收發(fā)轉(zhuǎn)換，即各個(gè)小區(qū)內(nèi)基站的所有載頻必須同時(shí)進(jìn)行下行發(fā)射或者同時(shí)進(jìn)行上行接收，這樣可以避開各個(gè)載頻相互之間在上下行重疊時(shí)隙內(nèi)的干擾。而且相鄰小區(qū)也必須協(xié)調(diào)一致，采用相同的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間(在同一轉(zhuǎn)換點(diǎn)上)，如果各小區(qū)使用不同的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間，如小區(qū)基站111、112、113的三個(gè)載波f0、f1、f2采用的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間分別為t1、t2、t3，則在上下行重疊的時(shí)間內(nèi)必然導(dǎo)致相互干擾。
圖2中示意出TDD系統(tǒng)基站的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。包括射頻收發(fā)信機(jī)及天線系統(tǒng)。一般情況下，其天線系統(tǒng)由1至n個(gè)天線201、202、...、20n，與1至n個(gè)天線對(duì)應(yīng)連接的1至n條饋線211、212、...、21n連接組成。1至n條饋線將1至n個(gè)天線對(duì)應(yīng)連接至室內(nèi)機(jī)架上的1至n臺(tái)射頻收信機(jī)231、232、...、23n和1至n臺(tái)射頻發(fā)信機(jī)241、242、...、24n，然后再與基帶信號(hào)處理單元251連接。在TDD系統(tǒng)中，通過射頻開關(guān)或者環(huán)行器之類的部件221、222、...、22n實(shí)現(xiàn)收發(fā)轉(zhuǎn)換，即可由一套天線和饋線對(duì)應(yīng)一套射頻收發(fā)信機(jī)。
結(jié)合參見圖3說明各個(gè)小區(qū)各個(gè)載波使用相同的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間的正常工作狀態(tài)及各個(gè)小區(qū)載波使用不相同的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間的無法正常工作的狀態(tài)。在圖中分別用橫線、右斜線、左斜線圖案框?qū)?yīng)表示下行f0、f1、f2；分別用方格、白、黑圖案框?qū)?yīng)表示上行f0、f1、f2。在圖1所示的實(shí)例中，在現(xiàn)在正常的工作狀態(tài)下，基站111、112、113的各三個(gè)載頻f0、f1、f2使用相同的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間t1，在t1前全部并同時(shí)用于下行，在t1時(shí)全部并同時(shí)轉(zhuǎn)換為上行。不論各個(gè)小區(qū)內(nèi)的基站是否使用智能天線或者是否采用分集發(fā)射或分集接收，當(dāng)每個(gè)小區(qū)的基站使用不同的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間時(shí)，例如基站111三個(gè)載頻f0、f1、f2的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間為t1，基站112三個(gè)載頻f0、f1、f2的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間為t2，而基站113三個(gè)載頻f0、f1、f2的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間為t3，則在上下行重疊的t1到t2時(shí)間內(nèi)，基站111(上行)將受到來自基站112(下行)的強(qiáng)干擾；在上下行重疊的t2到t3時(shí)間內(nèi)，基站113也受到來自基站112(下行)的強(qiáng)干擾，和在上下行重疊的t3到t1時(shí)間內(nèi)，基站113還受到來自基站111的強(qiáng)干擾(下行)。由于基站天線一般架設(shè)得比較高，發(fā)射功率也比用戶終端大得多，故在上述干擾出現(xiàn)的時(shí)間內(nèi)，基站根本無法正確接收來自終端的信號(hào)，使在被干擾的時(shí)隙內(nèi)無法正常通信。
然而在多載波的TDD基站中，使用智能天線技術(shù)，如果還能采用讓每個(gè)載波使用不同的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間，并且可以通過無線資源控制技術(shù)解決上述多個(gè)小區(qū)、多個(gè)基站的多個(gè)載波使用不同的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間時(shí)的互相干擾問題，則可提高系統(tǒng)靈活性。
但根據(jù)圖2所示，現(xiàn)有的TDD基站設(shè)計(jì)是不可能如此工作的。因?yàn)槊刻咨漕l收發(fā)信機(jī)都同時(shí)支持多載波，每套射頻收發(fā)信機(jī)使用共同的開關(guān)或者環(huán)行器221、222、...、22n來進(jìn)行上下行轉(zhuǎn)換并使用共同的天線和饋線系統(tǒng)。
如第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)之一的TD-SCDMA系統(tǒng)中，其明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是支持不對(duì)稱業(yè)務(wù)。但在現(xiàn)有多載波基站中，由于多個(gè)載波使用同一收發(fā)信機(jī)，其上下行轉(zhuǎn)換必然同時(shí)進(jìn)行，再者如果在規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的相鄰小區(qū)使用相同載波頻率(CDMA系統(tǒng)的基本要求)，則相鄰小區(qū)為了最大限度避免干擾，通常要求幀同步以及采用相同比例的上下行時(shí)隙配置，使系統(tǒng)支持非對(duì)稱上下行業(yè)務(wù)的靈活性受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種多載波時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)靈活支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)的方法，使各基站或者說各小區(qū)，各基站在不同工作載波上以及相鄰小區(qū)可以使用不同的上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)，或者支持上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)不同的不對(duì)稱業(yè)務(wù)的方法，包括在同一基站的不同載波上或不同基站的相同或不相同載波上，均可使用不同的上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種多載波時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)靈活支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)的方法，在相鄰的不同小區(qū)的多個(gè)載頻之間和同小區(qū)的多個(gè)載頻上，支持不同上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)的非對(duì)稱業(yè)務(wù)，其特征在于包括A.在初始配置的某載頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例不能支持請(qǐng)求的非對(duì)稱業(yè)務(wù)所要求的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例時(shí)，判斷是否可以通過改變一載頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例來接納此請(qǐng)求，包括A1.從該請(qǐng)求發(fā)出的小區(qū)中選擇一個(gè)當(dāng)前有剩余資源的載頻；A2.通過分析確定在改變?cè)撦d頻的上下行時(shí)隙配置時(shí)，會(huì)被干擾的該小區(qū)中工作在其他載頻上的業(yè)務(wù)及該小區(qū)的相鄰小區(qū)中會(huì)被干擾的工作在所有載頻上的業(yè)務(wù)；A3.利用快速動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)將上述會(huì)被干擾的業(yè)務(wù)調(diào)整到該會(huì)被干擾業(yè)務(wù)的工作載頻或者其他載頻的其他非干擾時(shí)隙上來規(guī)避干擾；B.在步驟A1至A3的執(zhí)行均滿足要求時(shí)，改變?cè)撦d頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例接納所述的請(qǐng)求并執(zhí)行步驟C，否則拒絕該請(qǐng)求；C.在由獨(dú)立的接收天線、饋電電纜、收信機(jī)連接組成的上行鏈路中接收上行射頻信號(hào)，和在由獨(dú)立的發(fā)信機(jī)、饋電電纜、發(fā)射天線連接組成的下行鏈路中發(fā)送下行射頻信號(hào)；D.在請(qǐng)求的業(yè)務(wù)結(jié)束時(shí)，將該載頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例改變?yōu)槌跏寂渲玫纳舷滦袠I(yè)務(wù)時(shí)隙比例。
所述步驟A中，所述的初始配置的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例不能支持請(qǐng)求的非對(duì)稱業(yè)務(wù)所要求的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例，包括在請(qǐng)求的非對(duì)稱業(yè)務(wù)要求的數(shù)據(jù)傳輸速率超過初始配置的上行或下行方向可能傳輸?shù)淖畲笏俾蕰r(shí)；或者，按初始配置承擔(dān)業(yè)務(wù)后所剩余的資源已不夠承擔(dān)該請(qǐng)求的業(yè)務(wù)時(shí)。
所述步驟A2中的分析確定，是考察在該請(qǐng)求用戶的賦形波束方向上，在比初始分配時(shí)隙多的時(shí)隙內(nèi)是否有所述的其他載頻和所述的相鄰小區(qū)正在此賦形波束方向接收來自用戶終端的信號(hào)；或者說在比初始分配時(shí)隙少的時(shí)隙內(nèi)是否有所述的其他載頻和所述的相鄰小區(qū)正向此賦形波束方向向用戶終端發(fā)射信號(hào)。
所述的考察進(jìn)一步包括由無線網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)所述請(qǐng)求用戶的來波方向以及賦形波束寬度，通過查詢系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)無線資源進(jìn)行管理實(shí)現(xiàn)的，該數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)記錄并更新無線網(wǎng)絡(luò)控制器管理范圍內(nèi)每個(gè)工作終端的狀態(tài)，包括所分配的含有載波頻率、時(shí)隙及碼道的無線資源，承載的業(yè)務(wù)，根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行常規(guī)測(cè)量的數(shù)據(jù)以及終端所在的位置信息，該位置信息包括工作終端與基站間的距離及相對(duì)方位，和管理范圍內(nèi)所有小區(qū)天線的相互位置及每小區(qū)天線賦形波束寬度的數(shù)據(jù)。
所述步驟A3，也是由無線網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)所述請(qǐng)求用戶的來波方向以及賦形波束寬度，通過查詢系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)無線資源進(jìn)行管理來判斷可以用快速動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)來克服所述的干擾。
本發(fā)明提出在多載波的時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)中，不同載波以及不同基站之間使用不同上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)、支持上下行占用不同比例資源的非對(duì)稱業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)方法。
本發(fā)明以TD-SCDMA系統(tǒng)為例，公開了在采用智能天線的TDD系統(tǒng)中，通過在無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)中建立一個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄了所有正在工作的終端的數(shù)據(jù)，無線網(wǎng)絡(luò)控制器在需要調(diào)整現(xiàn)有時(shí)隙分配比例以接收用戶的非對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)，通過分析智能天線賦形波束的指向，利用數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，確定在改變上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)可能受干擾的小區(qū)、載頻及時(shí)隙，然后就可以使用快速動(dòng)態(tài)信道分配(DCA)技術(shù)來避開使用不同上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)的干擾。
本發(fā)明提出在時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)中，基站使用多載波，在相鄰的不同小區(qū)之間或者同小區(qū)的不同載頻上，可以使用不同的上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)，以靈活支持不對(duì)稱業(yè)務(wù)?；驹O(shè)備采用波束賦形天線，可以動(dòng)態(tài)跟蹤用戶終端的位置信息，進(jìn)而無線網(wǎng)絡(luò)控制器可以根據(jù)用戶終端的位置信息以及賦形波束寬度等信息對(duì)使用不同上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)可能出現(xiàn)的干擾情況進(jìn)行分析。在靈活支持各種非對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)，根據(jù)上述分析結(jié)果，可以采用快速DCA技術(shù)避開干擾，即將受干擾用戶業(yè)務(wù)調(diào)整到其工作載頻的其他時(shí)隙或者其他載頻上的非干擾時(shí)隙上，以提高系統(tǒng)使用效率和容量。
為支持上述靈活配置方式，多載波TDD基站的收信和發(fā)信必須分別使用有足夠隔離的天線和饋線系統(tǒng)，以及有足夠隔離的獨(dú)立控制的射頻收信機(jī)和射頻發(fā)信機(jī)。
本發(fā)明方法中，公開了一種時(shí)分雙工多載波移動(dòng)通信系統(tǒng)支持不同比例非對(duì)稱業(yè)務(wù)的一種設(shè)計(jì)方法。此方法的核心技術(shù)是根據(jù)系統(tǒng)的相關(guān)測(cè)量信息，利用先進(jìn)的無線資源管理控制以及智能天線波束賦形方法，在充分分析干擾的基礎(chǔ)上進(jìn)而規(guī)避干擾，從而實(shí)現(xiàn)基站的多個(gè)載波以及相鄰小區(qū)的多個(gè)載波可以靈活配置上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)，進(jìn)而靈活支持不同比例的非對(duì)稱業(yè)務(wù)，既規(guī)避了載波間的相互干擾，又提高了系統(tǒng)資源分配的效率，充分體現(xiàn)了TDD系統(tǒng)支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)的特點(diǎn)。
采用本發(fā)明方法的多載波TD-SCDMA系統(tǒng)與目前標(biāo)準(zhǔn)的TD-SCDMA系統(tǒng)相比，可大大降低系統(tǒng)內(nèi)干擾，解決TDD蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，同一小區(qū)中及鄰近小區(qū)間采用不同上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間以靈活支持不對(duì)稱業(yè)務(wù)的問題，提高了系統(tǒng)使用效率和容量，又不增加額外的成本和復(fù)雜度。


圖1是目前3GPP標(biāo)準(zhǔn)TDD系統(tǒng)多載波基站工作狀態(tài)示意圖；
圖2是目前TDD系統(tǒng)基站的典型結(jié)構(gòu)示意框圖；圖3是3GPP標(biāo)準(zhǔn)的TDD系統(tǒng)多載波基站上下行同時(shí)轉(zhuǎn)換情況下的正常工作狀態(tài)與上下行不同時(shí)轉(zhuǎn)換情況下的無法正常工作的狀態(tài)示意圖；圖4是支持本發(fā)明方法的多載波TD-SCDMA系統(tǒng)的基站結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是具有智能天線的時(shí)分雙工系統(tǒng)干擾方向示意圖；圖6是TD-SCDMA上下行時(shí)隙初始配置及其調(diào)整配置方案示意圖，包括6-A和6-B；圖7是不同基站不同載波采用不同上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)通過無線資源控制來避免干擾的流程框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以TD-SCDMA系統(tǒng)為例，說明了在時(shí)分雙工系統(tǒng)多載波基站工作時(shí)，利用不同載波、不同上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)來支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)，既避免相互干擾，又盡可能提高系統(tǒng)效率的資源分配方法。
本發(fā)明方法的核心是在多載波時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)中，讓多個(gè)載波中的某個(gè)載波的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間與其它載波的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間可以不相同。
多載波時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)，將一個(gè)具有多個(gè)載波、相同或者接近相同覆蓋區(qū)域的扇區(qū)看作一個(gè)小區(qū)。在此小區(qū)中，將選一個(gè)載波作為主載波，將所有公共信道，如下行導(dǎo)引時(shí)隙DwPTS、廣播信道BCH、尋呼信道PCH、前向接入信道FACH及上行隨機(jī)接入信道RACH等，均安排在主載波上。主載波剩余的資源(時(shí)隙及碼道)和其它載波的所有資源(時(shí)隙及碼道)均作為傳輸業(yè)務(wù)使用。
不同載波的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間將根據(jù)非對(duì)稱業(yè)務(wù)的需要確定。
為了實(shí)現(xiàn)不同載波使用不同上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間，以支持不同比例的不對(duì)稱業(yè)務(wù)，需要對(duì)現(xiàn)有基站進(jìn)行改造，圖4中示出本發(fā)明基站的基本結(jié)構(gòu)。
接收天線陣由天線單元501、502，...，50n組成，它們分別通過接收饋線511、512、...、51n連接至收信機(jī)531、532、...、53n；發(fā)射天線陣由天線單元551、552，...，55n組成，它們分別通過發(fā)射饋線561、562、...、56n連接至發(fā)信機(jī)541、542、...、54n。圖中571是基帶信號(hào)處理單元。該結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)TDD基站(見圖2)的基本結(jié)構(gòu)相比較，其差別在于無需使用射頻開關(guān)或者環(huán)行器，接收和發(fā)射使用各自的天線和饋線，并分別連接至收信機(jī)和發(fā)信機(jī)。
TDD系統(tǒng)在每一載波上使用完全相同的頻率進(jìn)行接收和發(fā)射。在工程實(shí)際中，多個(gè)載波是工作在相鄰的載波頻率上，而且，當(dāng)每個(gè)載波的上下行轉(zhuǎn)換時(shí)間不同時(shí)，必須避免本基站內(nèi)相鄰載波之間的干擾，在基站設(shè)備內(nèi)，發(fā)信機(jī)對(duì)收信機(jī)的泄漏必須非常低，或者，它們之間的隔離至少要在60dB以上(如60至80dB之間)。此外接收天線和發(fā)射天線之間的隔離也應(yīng)當(dāng)足夠高(例如60dB以上)。對(duì)后者，應(yīng)當(dāng)通過天線(陣)設(shè)計(jì)和工程安裝來實(shí)現(xiàn)。
參見圖5，圖中示意出具有智能天線的時(shí)分雙工系統(tǒng)在上下行不同時(shí)轉(zhuǎn)換情況下的干擾情況。
TD-SCDMA系統(tǒng)的基站使用了智能天線，使用賦形波束對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和發(fā)射，在此賦形波束外的信號(hào)能量密度將比波束內(nèi)的低10倍至數(shù)十倍。
如圖5中的一個(gè)具有智能天線的TDD蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，由n個(gè)基站組成，基站均使用3扇區(qū)覆蓋天線，即每個(gè)基站可視為覆蓋三個(gè)小區(qū)。如圖中所示的基站304覆蓋三個(gè)小區(qū)I、II、III，基站305覆蓋三個(gè)小區(qū)I’、II’、III’，當(dāng)基站304和其第II扇區(qū)內(nèi)的終端311通信時(shí)，此基站304的收發(fā)賦形波束可以是321，其主瓣波束寬度大約只有15°左右。由于基站天線一般架設(shè)得比較高，而且天線增益也比較高，故，在此波束321指向內(nèi)的鄰近基站305的小區(qū)I’以及本小區(qū)II內(nèi)，工作在與該波束321指向相同方向的載頻將可能受到干擾，而除上述以外其它載頻和小區(qū)受干擾的可能性則非常小。而且，這些可能受干擾的小區(qū)或載頻也只有當(dāng)它們的賦形波束，如322，指向該賦形波束321且在發(fā)生時(shí)隙重疊(見圖3)時(shí)才受到干擾。當(dāng)它們的賦形波束指向其它方向，如323時(shí)，則干擾非常小，幾乎不會(huì)影響通信。
當(dāng)用戶終端311移動(dòng)時(shí)，此賦形波束321將跟著終端改變方向，此時(shí)可能受到干擾的基站(或小區(qū))也會(huì)隨之變化。所以，需要在無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)側(cè)設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)記錄所管理范圍內(nèi)每個(gè)工作終端的狀態(tài)，包括所分配的無線資源(載波頻率、時(shí)隙及碼道)、承載的業(yè)務(wù)、根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定需要常規(guī)測(cè)量的數(shù)據(jù)以及終端所在的位置(相對(duì)基站的距離及方位，或者其信號(hào)到達(dá)基站的來波方向)等等。
為了避免基站之間的干擾，無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)還必須在上述數(shù)據(jù)庫(kù)中隨時(shí)記錄并更新管理范圍內(nèi)所有小區(qū)天線的相互位置及每小區(qū)天線賦形波束寬度的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)作為無線資源管理(RRM)的重要依據(jù)。
下面結(jié)合圖5以TD-SCDMA多載波系統(tǒng)對(duì)非對(duì)稱業(yè)務(wù)靈活支持的實(shí)現(xiàn)為例說明。
首先，在建網(wǎng)時(shí)，根據(jù)上下行的業(yè)務(wù)量統(tǒng)計(jì)，設(shè)置上下行時(shí)隙分配方案?；?04的扇區(qū)II，使用載頻f0，f1，f2，相鄰基站305的扇區(qū)I’同樣使用載頻f0，f1，f2。扇區(qū)II和扇區(qū)I’載頻f0，f1，f2初始時(shí)隙配置情況如圖6-A所示，在轉(zhuǎn)換點(diǎn)2前后各配置3個(gè)上行時(shí)隙和3個(gè)下行時(shí)隙。當(dāng)終端用戶311在基站304的扇區(qū)II發(fā)起呼叫，申請(qǐng)高速下載業(yè)務(wù)，且需要4個(gè)下行時(shí)隙支持時(shí)，按照目前的時(shí)隙配置方案，任何一個(gè)載波都無法支持這個(gè)用戶的請(qǐng)求，如果沒有本發(fā)明方法的支持，則會(huì)拒絕該用戶的接入請(qǐng)求。但若采用本發(fā)明的方法，則可以通過改變時(shí)隙配置方式來支持該用戶請(qǐng)求。
其支持該用戶請(qǐng)求的具體過程是選擇負(fù)荷較少的載頻，假設(shè)載頻f1目前沒有負(fù)荷(或負(fù)荷很少)，則選定f1；由于下行資源受限，而上行方向卻有剩余資源，可以通過改變上下行時(shí)隙配置來支持用戶請(qǐng)求，即可以將f1時(shí)隙配置改變?yōu)閳D6-B所示的配置方式；接著進(jìn)一步判斷，如果改變f1的上下行時(shí)隙配置，對(duì)本小區(qū)其它載頻f0，f2以及波束賦形指向內(nèi)相鄰小區(qū)所有載頻的影響，例如對(duì)基站305的扇區(qū)I’的f0，f1，f2的影響。由于基站采用了智能天線對(duì)波束賦形，因此對(duì)用戶311的來波方向可以確定為321，此時(shí)僅在該波束賦形方向321會(huì)對(duì)其他用戶造成干擾。根據(jù)前面干擾分析部分的說明可以知道，在對(duì)用戶311波束賦形方向321內(nèi)，本小區(qū)載頻f0，f2以及基站305的扇區(qū)I’的f0，f1，f2僅在圖6-B中轉(zhuǎn)換點(diǎn)2前的一個(gè)上行時(shí)隙中(上下行重疊時(shí)隙內(nèi))工作的用戶會(huì)受到干擾。RNC作為無線資源管理控制的中心，其記錄有當(dāng)前無線資源使用的情況，通過查詢資料庫(kù)，可以得到在可能被干擾的波束賦形方向和時(shí)隙中的用戶情況。例如在該時(shí)隙，305的扇區(qū)I’，載頻f1上有用戶在322方向發(fā)送上行信息，則會(huì)被321的強(qiáng)下行信號(hào)干擾；在確定存在干擾后，就可以采用快速DCA技術(shù)將322方向的用戶調(diào)整到載頻f1的其他上行時(shí)隙或者其他載頻f0、f2的上行非干擾時(shí)隙(即載頻f0、f1、f2的其他上行時(shí)隙)，以規(guī)避干擾；如果可以成功規(guī)避干擾，則可以改變基站304的扇區(qū)II、f1的時(shí)隙配置如圖6-B所示，以支持用戶311的高速下載業(yè)務(wù)請(qǐng)求。
當(dāng)用戶業(yè)務(wù)結(jié)束后，則恢復(fù)原有的配置方式如圖6-A所示。
由于干擾僅在特定空間方向以及有限時(shí)間的范圍出現(xiàn)，因此采用DCA規(guī)避干擾不成功的概率應(yīng)該是較小的，但如果DCA無法成功進(jìn)行調(diào)整，則拒絕用戶311的高速下載業(yè)務(wù)請(qǐng)求。由此可見，采用本發(fā)明的方法，可以有效提高資源利用效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)非對(duì)稱業(yè)務(wù)的靈活支持。
參見圖7，是改變上下行配置、為避免干擾的無線資源管理流程。
步驟700，初始上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例分配。系統(tǒng)在配置無線資源時(shí)，通常根據(jù)上下行業(yè)務(wù)量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，初步確定一個(gè)上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例，并根據(jù)此比例來初步分配所有小區(qū)的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙。
步驟710，有業(yè)務(wù)需求要改變上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)。當(dāng)有一個(gè)呼叫請(qǐng)求所提出的業(yè)務(wù)要求是原上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙分配可以支持的時(shí)候，則用常規(guī)方法分配無線資源，即使用相同的上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)。但當(dāng)所提出的業(yè)務(wù)要求是原上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙分配不可以支持時(shí)，則將判斷是否可以通過改變上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例來接納此業(yè)務(wù)。上述原上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙分配不支持新的請(qǐng)求，有兩種情況一種情況是此業(yè)務(wù)要求的數(shù)據(jù)傳輸速率超過該方向(指上行或下行方向)可能傳輸?shù)淖畲笏俾?；另一種情況是按照原上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙分配已經(jīng)承擔(dān)的業(yè)務(wù)，所剩余的資源已不夠再承擔(dān)該業(yè)務(wù)了。
步驟720，判斷有無資源。如果該小區(qū)的某一載頻可以通過改變其業(yè)務(wù)時(shí)隙比例配置，即改變其上下行時(shí)隙配置來支持該業(yè)務(wù)時(shí)，換句話說是在另一傳輸方向(上行或下行)還有足夠的資源用來傳輸此方向(下行或上行)的業(yè)務(wù)，則開始進(jìn)行改變上下行時(shí)隙比例的流程，執(zhí)行步驟730，否則，在資源條件已不可能改變其業(yè)務(wù)時(shí)隙比例時(shí)，將拒絕此業(yè)務(wù)請(qǐng)求，執(zhí)行步驟790。
例如，用戶需要高速下載服務(wù)，而當(dāng)前上下行時(shí)隙比例配置已無法支持，即用戶要求的下行數(shù)據(jù)傳輸速率已超過了下行時(shí)隙可以支持的最大傳輸速率，或者當(dāng)前所剩余的下行資源已不夠支持用戶要求時(shí)，可以判斷上行時(shí)隙是否還有剩余資源，來確定是否可以通過調(diào)整其上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)支持該業(yè)務(wù)，如果其上行時(shí)隙還有剩余資源且可以支持用戶需求，則可以進(jìn)入下一步的干擾分析，否則拒絕用戶需求。
步驟730，分析在調(diào)整其上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)可能導(dǎo)致的干擾。即分析對(duì)此呼叫請(qǐng)求所發(fā)生小區(qū)的選定的一個(gè)載頻(其具有足夠的資源)，當(dāng)改變其上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)時(shí)對(duì)該小區(qū)其它載頻以及對(duì)用戶方向上鄰近小區(qū)所有載頻的干擾(或者說分析該小區(qū)的其它載頻和鄰近小區(qū)所有載頻對(duì)該小區(qū)該載頻的干擾)。
其分析原則是考察在此用戶方向，即在該用戶的賦形波束方向上，在比原分配的上行或下行時(shí)隙多的上行或下行時(shí)隙內(nèi)是否有鄰近小區(qū)的載頻正在此賦形波束方向接收來自終端的信號(hào)，有則存在干擾；或者說在比原分配的上行或下行時(shí)隙少的上行或下行時(shí)隙內(nèi)是否有鄰近小區(qū)的載頻正向此賦形波束方向向終端發(fā)射信號(hào)，有則存在干擾。
上述分析的具體實(shí)現(xiàn)，可以通過RNC對(duì)無線資源的管理完成。RNC作為無線資源控制管理的實(shí)體，由于其內(nèi)部設(shè)立了系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)記錄了管理范圍內(nèi)每個(gè)工作終端的狀態(tài)，包括所分配的無線資源(載波頻率、時(shí)隙及碼道)、承載的業(yè)務(wù)、根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行常規(guī)測(cè)量的數(shù)據(jù)以及終端所在的位置(與基站間的距離及相對(duì)方位，或者終端信號(hào)到達(dá)基站的來波方向)等。同時(shí)，為了避免基站之間的干擾，無線網(wǎng)絡(luò)控制器還記錄并更新管理范圍內(nèi)所有小區(qū)天線的相互位置及每小區(qū)天線賦形波束寬度的數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)端RNC可以根據(jù)呼叫請(qǐng)求用戶的來波方向，查詢相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，判斷本小區(qū)其他載頻以及鄰近小區(qū)所有載頻在該呼叫請(qǐng)求用戶的賦形波束方向上是否有干擾存在，并且還可以判斷是否可以用快速動(dòng)態(tài)信道分配(DCA)技術(shù)來克服這些干擾。
步驟740，判斷能否克服干擾。這里的干擾是指如果在某個(gè)可能的載頻上接入新的請(qǐng)求，將引起的對(duì)同小區(qū)其它載頻的干擾，以及對(duì)該用戶方向相鄰小區(qū)的所有載頻的干擾。如果在所有可能的載頻上都存在干擾而且無法通過快速DCA方式消除干擾，則拒絕此業(yè)務(wù)請(qǐng)求，執(zhí)行步驟790，如果在所有可能的載頻上都不存在干擾，或者在任何載波頻率上都可以通過DCA技術(shù)避開干擾，則執(zhí)行步驟750。
步驟750，改變此載頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例配置以支持其高速下載業(yè)務(wù)請(qǐng)求，并立即更新RNC的數(shù)據(jù)庫(kù)。
步驟760，分析和調(diào)整相應(yīng)受干擾小區(qū)的資源分配，直至通信過程結(jié)束由于在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，終端可能在不停地移動(dòng)著，故在上下行時(shí)隙比例不同的小區(qū)之間，此干擾也是變化的。因而，在整個(gè)通信過程中，要隨時(shí)分析干擾的變化，并盡可能用快速DCA技術(shù)來避開干擾，直至通信過程結(jié)束。
步驟770，當(dāng)通信結(jié)束后，立即恢復(fù)該業(yè)務(wù)原有的、初始分配的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例。
本發(fā)明在采用智能天線的時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)中，通過在RNC中建立數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄并更新所有正在工作的終端的信息，在分配與維護(hù)上下行比例不同的不對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)，通過分析智能天線的賦形波束指向，及利用數(shù)據(jù)庫(kù)信息來確定可能受干擾的小區(qū)、載波及時(shí)隙，再使用快速動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)避開干擾，從而使不同載頻及不同小區(qū)之間可使用不同的上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)。
根據(jù)智能天線技術(shù)確定賦形波束方向、無線網(wǎng)絡(luò)控制器利用數(shù)據(jù)庫(kù)信息統(tǒng)計(jì)用戶資源使用情況以及動(dòng)態(tài)信道分配都是現(xiàn)有的帶有智能天線的TDD移動(dòng)通信系統(tǒng)中已經(jīng)使用的技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案則利用智能天線得到的信息進(jìn)行干擾分析并進(jìn)而進(jìn)行規(guī)避。
本發(fā)明的基站設(shè)備，為了支持上述不同載頻及不同小區(qū)之間可使用不同上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)的技術(shù)，還必須使收信與發(fā)信分別使用有足夠隔離的各自的天線及饋線，且收信機(jī)與發(fā)信機(jī)能被獨(dú)立控制并有足夠隔離。
由于不同載頻及不同小區(qū)之間可使用不同的上下行轉(zhuǎn)換點(diǎn)，從而可靈活支持上下行不對(duì)稱業(yè)務(wù)，擴(kuò)大系統(tǒng)容量。
權(quán)利要求
1.一種多載波時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)靈活支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)的方法，在相鄰的不同小區(qū)的多個(gè)載頻之間和同小區(qū)的多個(gè)載頻上，支持不同上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)的非對(duì)稱業(yè)務(wù)，其特征在于包括A.在初始配置的某載頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例不能支持請(qǐng)求的非對(duì)稱業(yè)務(wù)所要求的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例時(shí)，判斷是否可以通過改變一載頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例來接納此請(qǐng)求；B.可以通過改變一載頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例來接納此請(qǐng)求時(shí)，改變?cè)撦d頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例接納所述的請(qǐng)求并執(zhí)行步驟C，否則拒絕該請(qǐng)求；C.在由獨(dú)立的接收天線、饋電電纜、收信機(jī)連接組成的上行鏈路中接收上行射頻信號(hào)，和在由獨(dú)立的發(fā)信機(jī)、饋電電纜、發(fā)射天線連接組成的下行鏈路中發(fā)送下行射頻信號(hào)；D.在請(qǐng)求的業(yè)務(wù)結(jié)束時(shí)，將該載頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例改變?yōu)槌跏寂渲玫纳舷滦袠I(yè)務(wù)時(shí)隙比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟A中，所述的初始配置的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例不能支持請(qǐng)求的非對(duì)稱業(yè)務(wù)所要求的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例，包括在請(qǐng)求的非對(duì)稱業(yè)務(wù)要求的數(shù)據(jù)傳輸速率超過初始配置的上行或下行方向可能傳輸?shù)淖畲笏俾蕰r(shí)；或者，按初始配置承擔(dān)業(yè)務(wù)后所剩余的資源已不夠承擔(dān)該請(qǐng)求的業(yè)務(wù)時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟A中，判斷是否可以通過改變一載頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例來接納此請(qǐng)求，包括A1.從該請(qǐng)求發(fā)出的小區(qū)中選擇到一個(gè)當(dāng)前有剩余資源的載頻；A2.通過分析確定在改變?cè)撦d頻的上下行時(shí)隙配置時(shí)，會(huì)被干擾的該小區(qū)中工作在其他載頻上的業(yè)務(wù)及該小區(qū)的相鄰小區(qū)中會(huì)被干擾的工作在所有載頻上的業(yè)務(wù)；A3.利用快速動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)將上述會(huì)被干擾的業(yè)務(wù)調(diào)整到該會(huì)被干擾業(yè)務(wù)的工作載頻或者其他載頻的其他非干擾時(shí)隙上來規(guī)避干擾；A4.判斷步驟A1至A3的執(zhí)行是否均能滿足要求，均能滿足要求時(shí)判斷為可以通過改變一載頻的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例來接納此請(qǐng)求。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟A2中的分析確定，是考察在該請(qǐng)求用戶的賦形波束方向上，在比初始分配時(shí)隙多的時(shí)隙內(nèi)是否有所述的其他載頻和所述的相鄰小區(qū)正在此賦形波束方向接收來自用戶終端的信號(hào)；或者說在比初始分配時(shí)隙少的時(shí)隙內(nèi)是否有所述的其他載頻和所述的相鄰小區(qū)正向此賦形波束方向向用戶終端發(fā)射信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的考察進(jìn)一步包括由無線網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)所述請(qǐng)求用戶的來波方向以及賦形波束寬度，通過查詢系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)無線資源進(jìn)行管理實(shí)現(xiàn)的，該數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)記錄并更新無線網(wǎng)絡(luò)控制器管理范圍內(nèi)每個(gè)工作終端的狀態(tài)，包括所分配的含有載波頻率、時(shí)隙及碼道的無線資源，承載的業(yè)務(wù)，根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行常規(guī)測(cè)量的數(shù)據(jù)以及終端所在的位置信息，該位置信息包括工作終端與基站間的距離及相對(duì)方位，和管理范圍內(nèi)所有小區(qū)天線的相互位置及每小區(qū)天線賦形波束寬度的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述步驟A3，是由無線網(wǎng)絡(luò)控制器根據(jù)所述請(qǐng)求用戶的來波方向以及賦形波束寬度，通過查詢系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)、對(duì)無線資源進(jìn)行管理來判斷可以用快速動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)來克服所述的干擾，該數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)記錄并更新無線網(wǎng)絡(luò)控制器管理范圍內(nèi)每個(gè)工作終端的狀態(tài)，包括所分配的含有載波頻率、時(shí)隙及碼道的無線資源，承載業(yè)務(wù)，根據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行常規(guī)測(cè)量的數(shù)據(jù)以及終端所在的位置信息，該位置信息包括工作終端與基站間的距離及相對(duì)方位，和管理范圍內(nèi)所有小區(qū)天線的相互位置及每小區(qū)天線賦形波束寬度的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟B、D中，在改變上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例的同時(shí)，對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)控制器中系統(tǒng)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)中的該項(xiàng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟C中，對(duì)所述上行鏈路與所述下行鏈路間進(jìn)行隔離控制，使所述發(fā)送對(duì)所述接收的泄漏盡量低；并獨(dú)立控制所述的收信機(jī)和發(fā)信機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及多載波時(shí)分雙工移動(dòng)通信系統(tǒng)靈活支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)的方法，在相鄰的不同小區(qū)的多個(gè)載頻之間和同小區(qū)的多個(gè)載頻上，可采用不同上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)以靈活支持非對(duì)稱業(yè)務(wù)。在初始配置的上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例不能支持請(qǐng)求的業(yè)務(wù)要求時(shí)，則通過改變上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例來接納此請(qǐng)求，在接納前需先分析確定在改變一載頻的上下行時(shí)隙配置時(shí)，會(huì)對(duì)本小區(qū)其他載頻以及相鄰小區(qū)的業(yè)務(wù)產(chǎn)生的干擾，再利用快速動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)對(duì)上述會(huì)被干擾的業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)整來規(guī)避干擾。在請(qǐng)求的業(yè)務(wù)結(jié)束時(shí)，需將其上下行業(yè)務(wù)時(shí)隙比例改變?yōu)槌跏寂渲玫谋壤?。支持不同上下行時(shí)隙轉(zhuǎn)換點(diǎn)，基站設(shè)備需要建立獨(dú)立的彼此隔離的上、下行鏈路。
文檔編號(hào)H04W72/04GK1750702SQ20041007468
公開日2006年3月22日 申請(qǐng)日期2004年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月13日
發(fā)明者李世鶴, 楊貴亮, 胡金玲 申請(qǐng)人:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司