專利名稱：基于優(yōu)先級的動態(tài)信道分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行動態(tài)信道分配的方法和實現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
在蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中，由網(wǎng)絡(luò)，例如運營商所管理的數(shù)據(jù)傳輸資源用于在終端之間建立連接。在無線電接口中，數(shù)據(jù)傳輸資源是指在終端(如移動電話)和基站之間的頻帶?？捎妙l帶可通過各種方式劃分為物理數(shù)據(jù)傳輸資源，即信道，其中最通用的方式是時分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)。在基于TDMA的系統(tǒng)中，頻帶上的頻率被劃分為時隙，每一個時隙在周期性重復(fù)時形成信道。同樣，在基于CDMA的系統(tǒng)中，所有用戶在同一頻帶上通信，這使得用戶能利用為該連接分配的一個或多個擴(kuò)頻碼相互區(qū)別開來。
可用于單個運營商的數(shù)據(jù)傳輸資源就用戶數(shù)量來說實際上很有限，因此必須優(yōu)化可用頻帶的使用以再用網(wǎng)絡(luò)中的頻率。由于基站在頻率的無線電范圍只擴(kuò)展某一距離，再用就變得可能，因此在網(wǎng)絡(luò)中可再用同一頻率和同一信道而不會造成過多干擾。除了再用相同信道，地形的改變和使用該信道的相鄰信道也對這些信道造成干擾。在CDMA系統(tǒng)中，所有連接使用同一頻率，在這種情況下這些連接相互之間引起一些干擾。使用可以想象到的不同擴(kuò)頻碼可最小化這種干擾。
在移動系統(tǒng)中，移動臺相互之間造成的干擾可通過各種方式消除。降低干擾的一種有效方式是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，這使得可用資源，如無線電信道，能劃分到基站以便最小化在此通信的終端相互之間造成的干擾。終端之間的信道分配區(qū)分兩種主要的對立方法在小區(qū)之間可固定劃分信道，或者不用精確確定小區(qū)的可用信道就可動態(tài)劃分信道。信道分配也可利用固定和動態(tài)分配的混合方法執(zhí)行。
固定信道分配(FCA)基于這個事實，即以小區(qū)的預(yù)定業(yè)務(wù)負(fù)載為基礎(chǔ)可用信道被固定不變地劃分到小區(qū)。該方法尤其應(yīng)用于由宏小區(qū)組成的蜂窩無線電系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中業(yè)務(wù)量相對穩(wěn)定。在業(yè)務(wù)量變化很大的蜂窩無線電系統(tǒng)中固定連接信道到小區(qū)的做法并不可取，因為在該小區(qū)范圍內(nèi)出現(xiàn)的連接建立可能遇到擁塞，即使相鄰小區(qū)將擁有可用的空閑數(shù)據(jù)傳輸資源。如果被借用信道不干擾正在進(jìn)行的連接的話，信道的借用方法允許從相鄰小區(qū)自由借用信道。從若干其它相鄰小區(qū)接入被借用信道的權(quán)力接著被禁止。在宏小區(qū)環(huán)境中數(shù)據(jù)傳輸資源的分配常應(yīng)用動態(tài)信道分配(DCA)，在此情況下信道和小區(qū)并不固定依賴于對方。任何小區(qū)能使用任意信道直到信道的干擾級別保持在容許限制內(nèi)。由于在連接期間可能出現(xiàn)改變?nèi)舾尚^(qū)的需要，因此在網(wǎng)絡(luò)中用小尺寸的小區(qū)調(diào)整動態(tài)信道分配。在經(jīng)常使用微小區(qū)網(wǎng)絡(luò)的城市環(huán)境中，業(yè)務(wù)量的暫時和本地起伏很顯著，而且對任何區(qū)域資源的暫時需要可能變得廣泛。
例如，DECT系統(tǒng)應(yīng)用最小干擾(MI)方法用于信道分配，其中基站為終端搜索多半沒有干擾的未用信道。最小干擾方法對諸如語音的同類通信效果相當(dāng)好，從而分配用于語音的信道對相鄰信道造成的干擾基本上保持一致。突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在這方面更容易出問題，因為當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時干擾被擴(kuò)展到相鄰連接，而在靜止期間不會造成干擾。圖2A示出了兩個終端202A和202B，它們在基站200的覆蓋區(qū)內(nèi)。突發(fā)數(shù)據(jù)204在終端202A和基站200之間傳輸。在圖2A所示的情況下，當(dāng)終端202B聽到終端202A正在相鄰信道上通信時，終端202B在箭頭所示時刻并不遭遇來自該信道的干擾。在這種情況下，終端在搜索干擾最小的信道時可能做出不利推斷，因為分配用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的連接可能暫時處于這種模式，數(shù)據(jù)在這種模式下并不移動，由此不會對相鄰連接造成干擾。
常規(guī)信道分配方法也不適用于非對稱業(yè)務(wù)，尤其是在使用時分雙工(TDD)的系統(tǒng)中，即，上行鏈路和下行鏈路方向例如在同一頻帶上實現(xiàn)，這樣某些時隙分配給上行鏈路業(yè)務(wù)而其它時隙分配給下行鏈路業(yè)務(wù)。圖1示意了上述情形。在頻率f1處所示的幀100A，4個時隙X1-X4分配給上行鏈路方向，而4個時隙Y1-Y4分配給下行鏈路方向。在頻率f2處所示的幀100B，2個時隙X1-X2分配給上行鏈路方向，而6個時隙Y1-Y6分配給下行鏈路方向。該圖表明，例如在上行鏈路方向上在頻率f1相應(yīng)于時隙102A的傳輸與在頻率f2在下行鏈路方向102C的傳輸同時執(zhí)行。上述情形可發(fā)生在例如，當(dāng)在下行鏈路方向暫時需要許多數(shù)據(jù)傳輸容量的用戶工作于頻率f2時。當(dāng)終端位置相互靠近時，例如在頻率f1接收上行鏈路傳輸?shù)幕荆瑘D1所示的情形造成嚴(yán)重干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)提供用于信道分配的一種改進(jìn)方法和裝置以便解決上述問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于在蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行動態(tài)信道分配的方法，其特征在于，所述方法包括步驟基于終端的位置，將通過無線電連接與所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的基站通信的多個所述終端分為一個或多個終端組；根據(jù)對終端組來說質(zhì)量最佳的信道，為所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中的無線電信道的每個終端組形成優(yōu)先級列表，并且從所述優(yōu)先級列表上的信道分配一個或多個無線電信道給所述終端。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種蜂窩無線電系統(tǒng)，包括至少一個基站、通過無線電連接與所述基站通信的至少一個終端，以及用于在所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行動態(tài)信道分配的控制器，
其特征在于，所述控制器被設(shè)置成基于終端的位置，將通過無線電連接與所述蜂窩無線電系統(tǒng)的基站通信的多個所述終端分為一個或多個終端組，所述控制器還被設(shè)置成根據(jù)對終端組來說質(zhì)量最佳的信道，為所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中無線電信道的每個終端組形成優(yōu)先級列表，并且從所述優(yōu)先級列表上的信道分配一個或多個無線電信道給終端。
本發(fā)明涉及一種用于在無線網(wǎng)中執(zhí)行動態(tài)信道分配的方法和實現(xiàn)該方法的裝置。無線網(wǎng)優(yōu)選地為移動網(wǎng)，這使得無線電信道能動態(tài)分配給終端。本發(fā)明可應(yīng)用于數(shù)字移動網(wǎng)，但不局限于例如移動網(wǎng)的多路接入方法。本發(fā)明優(yōu)選應(yīng)用于使用時分雙工TDD的移動網(wǎng)，但本發(fā)明并不局限于此而是也可應(yīng)用于使用頻分雙工FDD的其它無線網(wǎng)。終端優(yōu)選移動電話，但也可以是包括無線電發(fā)射機(jī)和接收機(jī)并位于該無線網(wǎng)的覆蓋區(qū)的任何裝置。這種裝置的例子有計算機(jī)、家用電器等。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，根據(jù)某一標(biāo)準(zhǔn)，例如基于從終端到基站的距離，劃分位于無線網(wǎng)基站范圍內(nèi)的終端為小組。根據(jù)位置信息可更明確地進(jìn)行分組，在此情況下處于同一距離的終端優(yōu)選分在同一組。分組基于這樣一個事實，即位置相互靠近的終端在不同無線電信道上遇到的干擾彼此接近。終端組的尺寸各異，最小的組僅有一個終端，而最大的組包括在特定覆蓋區(qū)內(nèi)的所有終端。被劃分為優(yōu)先和候選信道的特定數(shù)量信道因此可分配用于從基站的可用信道空間中構(gòu)成的每個終端組。候選信道，或備用信道，可用于例如終端需要更多無線電信道容量的情形。當(dāng)優(yōu)先級列表上的信道遇到來自周圍信道的嚴(yán)重干擾時也可使用備用信道，并停止使用優(yōu)先信道。信道在優(yōu)先級列表和備用列表之間的轉(zhuǎn)移很慢，這樣終端組所遇到的干擾保持穩(wěn)定。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，優(yōu)先級列表由無線電信道形成，將為每個終端組分配這些信道給上行鏈路和下行鏈路方向。無線電信道最好基于優(yōu)先值在優(yōu)先級列表上按優(yōu)先權(quán)順序排列。如果終端報告該信道質(zhì)量好則其優(yōu)先值增大，而如果終端報告該信道質(zhì)量差則其優(yōu)先值下降。信道的質(zhì)量好壞可通過例如為變量設(shè)置門限值來解決，如分組的否定應(yīng)答(NACK)，循環(huán)冗余校驗(CRC)或信干比(SIR)。因此優(yōu)選根據(jù)對信道使用的測量結(jié)果按優(yōu)先權(quán)順序排列優(yōu)先級列表上的信道。此外，根據(jù)優(yōu)選實施例，信道按優(yōu)先順序排列以便上行鏈路信道根據(jù)基站所執(zhí)行的測量來排列，而下行鏈路信道根據(jù)終端執(zhí)行的測量按優(yōu)先權(quán)順序排列。當(dāng)終端通過蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)建立數(shù)據(jù)傳輸連接時，在所述終端組的優(yōu)先級列表上的一個或多個最佳信道根據(jù)優(yōu)選實施例分配給終端。服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也可用于分配，從而分配相應(yīng)于QoS級別的信道給終端。為其連接支付更高費用的用戶在此情況下能比為其連接支付費用較低的用戶獲得更好的信道。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在上行鏈路和下行鏈路方向上對上述優(yōu)先級列表為每個終端組保存候選列表。候選列表按優(yōu)先權(quán)順序包括在必要時為優(yōu)先級列表信道提供補(bǔ)充的信道。候選列表上的信道也可替代質(zhì)量級別或優(yōu)先值下降到低于預(yù)定門限值的那些優(yōu)先級列表信道。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，候選列表上的信道基于在可用時隙執(zhí)行的信號強(qiáng)度測量或接收功率測量按優(yōu)先權(quán)順序排列。在此情況下，例如從可用時隙的相鄰信道測量干擾強(qiáng)度。上行鏈路測量在基站執(zhí)行，而下行鏈路測量在終端執(zhí)行。終端告知基站測量結(jié)果，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中優(yōu)先級和候選列表保存于基站中。本發(fā)明并不局限于在基站保存所述列表，這些列表也可在例如基站控制器或另一對應(yīng)的蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)部分實現(xiàn)。最好基站控制測量特定終端組中的終端以便使該終端組執(zhí)行的測量數(shù)最大?；疽虼四軈f(xié)調(diào)，例如屬于一個特定終端組的兩個終端不同時測量相同信道。
本發(fā)明的解決方案有幾個優(yōu)點。由于優(yōu)先級列表和候選列表之間的變化量不大使得分配給各組使用的信道組穩(wěn)定，因此該解決方案非常適合于以分組形式發(fā)送業(yè)務(wù)。最后進(jìn)行為不同信道執(zhí)行的干擾測量，而暫時靜止的干擾信道不容易被分配使用。
本發(fā)明的解決方案也使得在使用時分雙工(TDD)的蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)能為非對稱連接正確分配臨時性的較大帶寬。一般來說，非對稱連接的問題在于，在頻率的上行鏈路方向分配的時隙可以是分配給相鄰頻率的下行鏈路方向的時隙。本發(fā)明的解決方案使得遭受非對稱的信道在使用期間能獲得差的測量報告，以及從優(yōu)先級列表快速轉(zhuǎn)移這些信道。


下面通過參考附圖借助優(yōu)選實施例描述本發(fā)明，其中圖1是在上行鏈路和下行鏈路方向兩個相鄰頻率如何關(guān)于時隙重疊；圖2A是位于基站區(qū)域的兩個終端，其中一個終端在使用突發(fā)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基站方向上通信；圖2B是移動網(wǎng)；圖3A-3C是本發(fā)明方法的流程圖；圖4是本發(fā)明的信道劃分原理圖；圖5是如何基于傳播損耗分組終端；圖6是本發(fā)明裝置的優(yōu)選實施例。
具體實施例方式
下面參考附圖1到6，并且在說明書中主要借助應(yīng)用CDMA但不局限于此的蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)詳細(xì)描述本發(fā)明。圖2B是包括基站200A-200D的移動系統(tǒng)的粗略描述。基站的覆蓋區(qū)稱為小區(qū)，在圖中由C1-C4指示，而且對應(yīng)基站200A-200D。小區(qū)可重疊而且在對方之上擴(kuò)展；在圖中小區(qū)C2部分重疊小區(qū)C1和C3。圖中示意在每個小區(qū)C1-C4的區(qū)域內(nèi)有一個或多個移動臺202A-202F。移動臺為例如移動電話，但也可是其它裝置，如計算機(jī)、家用電器或裝有無線電接收機(jī)和/或發(fā)射機(jī)器件的類似物。在使用碼分多址方法的無線網(wǎng)，如移動網(wǎng)中，所有用戶同時使用相同頻帶。若干實際應(yīng)用，以及類似如圖2B所示的小區(qū)C1-C4的相鄰小區(qū)，使用相同頻帶。
用戶的擴(kuò)頻碼趨于正交選擇，由此能避免互相關(guān)。實際上，擴(kuò)頻碼彼此之間并不完全正交，因此用戶互相干擾。在圖2B中，接收機(jī)202D-202F相互干擾，而且受到來自其它小區(qū)C1-C3區(qū)域內(nèi)的終端202A-202C的干擾。當(dāng)每個終端發(fā)送的信號沿各個路徑傳播到接收機(jī)時，干擾還發(fā)生在終端202A-202F之間。這所謂的多路徑傳播導(dǎo)致這樣一個事實，即用戶信號到達(dá)接收機(jī)作為被各種方式延遲的分量，由此造成對其它用戶的干擾。
在基站200A-200D以及終端202A-202F之間傳輸?shù)男畔⒗秒p向無線電連接借助無線電信道執(zhí)行。上行鏈路方向是指從終端指向基站的信息流，而下行鏈路方向是指從基站指向終端的傳輸。上行鏈路和下行鏈路方向在CDMA中例如利用頻分雙工(FDD)區(qū)分，在此情況下上行鏈路和下行鏈路方向位于不同頻率區(qū)域，或利用時分雙工(TDD)區(qū)分，在此情況下可暫時區(qū)分傳輸方向。例如，UMTS的FDD模式使用下述信道DCH對上行鏈路和下行鏈路方向用于在基站200A-200D及終端202A-202F之間傳送用戶和控制信息。BCH(廣播信道)在下行鏈路方向用于從小區(qū)傳送信息到終端，而PCH(尋呼信道)用于在系統(tǒng)不知道終端位置時從終端請求位置數(shù)據(jù)。FACH(前向接入信道)用于在基站知道終端位置時發(fā)送信息給終端，而RACH(隨機(jī)接入信道)可用于終端在上行鏈路方向傳送控制信息例如以便建立連接，而SCH(同步信道)可用于系統(tǒng)傳送同步信息給終端。下行鏈路共用信道(DSCH)尤其適用于傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。所述信道可用于發(fā)送預(yù)定給若干終端的控制和開放交通信息。上面通過舉例介紹了一些無線電信道，但對于本發(fā)明來說所有信道的介紹在此并不相關(guān)。無線電信道上的傳輸在指定形式的突發(fā)中執(zhí)行，包括例如導(dǎo)頻符號、用戶數(shù)據(jù)和控制信息。導(dǎo)頻符號通常位于突發(fā)中間，因此描述無線電信道造成的失真對突發(fā)中的所有用戶數(shù)據(jù)的最可能影響。導(dǎo)頻符號為終端202A-202F以及基站200A-200D共知的符號集合。接收突發(fā)的一方基于這些導(dǎo)頻符號構(gòu)成信道的沖擊響應(yīng)，以便闡明多路徑傳播分量的強(qiáng)度和延遲?；跊_擊響應(yīng)為接收機(jī)，例如RAKE接收機(jī)中的最佳信號分量分配指狀(finger)分支。由此從導(dǎo)引符號獲得的信道估計信息在接收機(jī)中用于干擾消除；該信息旨在用于從接收的用戶信號中去除干擾，在此情況下由發(fā)射機(jī)發(fā)送的信息可盡可能準(zhǔn)確地接收。
圖3A-3C通過優(yōu)選實施例示意了本發(fā)明的方法。圖3A示出了如何將終端分為終端組。在本方法的起始步驟300，沒有終端位于無線網(wǎng)的覆蓋區(qū)，但它們開始出現(xiàn)在該蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域，蜂窩無線網(wǎng)，如移動網(wǎng)，利用已知方法測量位于該蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的終端位置。在GSM系統(tǒng)中例如利用三角測量技術(shù)定位，其中終端確定涉及三個不同基站的定時超前(TA)。定時超前使得能確定到每個基站的距離在約550米的精度內(nèi)，對應(yīng)單個比特傳輸期間的光傳播距離。GPS(全球定位系統(tǒng))能提供更精確的定位，使得定位精度為幾米或甚至幾厘米。在此情況下，蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)根據(jù)步驟304將同一區(qū)域內(nèi)的終端形成終端組，而且蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)為每個組分配特定的無線電信道組。當(dāng)終端根據(jù)其位置定位于終端組時，之后到達(dá)對應(yīng)區(qū)域的終端可與該區(qū)域的其它終端分配在同一組。隨著終端在蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中移動到另一終端組的區(qū)域，該終端最好轉(zhuǎn)換到其所移動到的區(qū)域的終端組。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，對終端所屬的終端組的數(shù)量沒有限制。例如當(dāng)終端移動到對應(yīng)兩個終端組區(qū)域的區(qū)域時，該終端可屬于這兩個終端組而且獲得這些信道的使用。
圖3B解釋了根據(jù)優(yōu)選實施例如何保存上行鏈路優(yōu)先級列表。在本方法的起始步驟310終端已經(jīng)在移動網(wǎng)內(nèi)通信，因此可以得到關(guān)于終端經(jīng)受的干擾的測量信息。在步驟312，基站等待來自終端的測量結(jié)果，這些終端已經(jīng)通過基站建立了與位于該蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)或該區(qū)域外部的另一終端的連接。為保存優(yōu)先級列表，基站最好使用由終端發(fā)送的涉及終端在所使用的連接上經(jīng)受的干擾的測量報告。在步驟314，基站接收由該終端發(fā)送的測量報告。在連接期間，若干測量報告重復(fù)，例如周期性發(fā)送。測量報告可基于例如否定應(yīng)答(NACK)，即由于在從基站到終端的數(shù)據(jù)傳輸期間發(fā)生的傳輸差錯終端可能拒絕的預(yù)定給終端的數(shù)據(jù)分組數(shù)。終端可根據(jù)循環(huán)冗余校驗(CRC)、信干比或另一相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)報告連接是否質(zhì)量高。
在步驟316評價所使用的連接的質(zhì)量，如果終端報告連接質(zhì)量好，例如超過特定門限值，基站在步驟318根據(jù)公式(1)增大所述信道的優(yōu)先級，式中P指信道優(yōu)先級而N指測量數(shù)。P能獲得0-1范圍內(nèi)的值，而1可用作初值。
(1)---Pi+1=Pi×Ni+1Ni+1]]>描述測量數(shù)的N依照公式(2)增大。最好為N指定上限或某一時限，在此情況下N被置0。否則N可增大到新測量結(jié)果不會影響P值的比例(proportion)。
(2)Ni+1＝Ni+1如果終端發(fā)送涉及所測量的信道的報告，根據(jù)這個報告所用信道為質(zhì)量差的信道，那么在步驟322根據(jù)公式(3)降低其優(yōu)先值。在此情況下N值仍根據(jù)公式(2)增大。
(3)---Pi+1=Pi×NiNi+1]]>由于優(yōu)先級列表中存儲了終端組可用的最佳信道，最好為優(yōu)先級列表信道設(shè)置門限值，在步驟324即檢測該門限值。如果優(yōu)先值變得低于門限值，則根據(jù)步驟326從優(yōu)先級列表中去除該信道而且最好用候選列表中的最佳信道取代。在表1中，如果優(yōu)先級信道的門限值(如果該信道的優(yōu)先級低于門限值則從優(yōu)先級列表中去除該信道)為例如0.40，那么隨著其優(yōu)先值下降到0.38就從優(yōu)先級列表中去除信道(906.6:8)。在此情況下，信道(906.6:8)被所述終端組的下行鏈路候選列表上的最佳可能信道取代，而且信道(906.6:8)被轉(zhuǎn)換到候選列表。圖3C詳細(xì)解釋了如何使用候選列表。
表1介紹了在一個終端組的優(yōu)先級列表中的內(nèi)容例子。該表有一列描述順序，其中值1指示最佳信道，連續(xù)編號的增大表示信道優(yōu)先級降低。將使用的無線電資源在“信道”列確定，因為在表1中無線電資源是利用GSM系統(tǒng)示意的。例如，具有連號1的最佳信道是在頻率910.2MHz的第三時隙?！皟?yōu)先級”列根據(jù)公式1或3計算，而在公式1、2和3中需要的測量報告數(shù)保存在“索引”列?！澳Ｊ健绷忻枥L信道的模式，即信道是被占用還是空閑。根據(jù)本方法的步驟320，終端組的優(yōu)先級列表總是在從終端獲得涉及信道質(zhì)量的測量報告時更新。表1所示的優(yōu)先級列表示出了終端組的優(yōu)先級列表一個例子，但顯然可以組合所有終端組的優(yōu)先級列表以便在表1添加一列來識別終端組。上面描述了下行鏈路優(yōu)先級列表的保存。在優(yōu)選實施例中上行鏈路優(yōu)先級列表的保存通過上述的相同方式執(zhí)行，除了是由基站而不是由終端執(zhí)行信道質(zhì)量測量。當(dāng)終端從蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)要求無線電資源時，從優(yōu)先級列表分配信道。根據(jù)優(yōu)選實施例，從該終端的終端組的優(yōu)先級列表中分配最佳可用信道。根據(jù)另一優(yōu)選實施例，QoS標(biāo)準(zhǔn)用于分配，即具有更高質(zhì)量級別的用戶可比質(zhì)量級別較低的用戶使用更好的信道。

表1.優(yōu)先級列表圖3C通過方法步驟形式示出了如何保存上行鏈路候選列表的例子。在本方法的起始步驟340，蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)區(qū)域包括基于例如終端的位置被劃分為終端組的終端。為每個終端組分配優(yōu)先級列表，而且優(yōu)先級列表包括該終端組可使用的最佳信道。根據(jù)優(yōu)選實施例，為優(yōu)先級列表信道分配候選列表。如果必要的話，取代優(yōu)先級列表信道的備用信道存儲到候選列表。根據(jù)優(yōu)選實施例，基于在空閑模式執(zhí)行的測量按優(yōu)先權(quán)順序排列候選列表上的信道。在此質(zhì)量指的是例如信號強(qiáng)度測量。在上行鏈路方向上基站根據(jù)步驟342執(zhí)行測量，而在下行鏈路方向上終端執(zhí)行測量并告知基站測量結(jié)果?；咀詈每刂平K端的功能以便屬于同一組的兩個終端不測量同一信道。表2示出了終端組的候選列表的例子?！绊樞颉绷幸匀缤瑑?yōu)先級列表的相同方式示意了信道的優(yōu)先權(quán)順序，而“信道”列示意了信道的物理定義。“質(zhì)量”列最好是例如在方法步驟344中將計算的涉及為該信道執(zhí)行的測量的信號強(qiáng)度的加權(quán)平均。信號強(qiáng)度最好從空閑時隙測量，在此情況下信號強(qiáng)度較大指示干擾較大由此質(zhì)量較差。當(dāng)計算加權(quán)平均時，例如可加權(quán)最近的測量多于舊的測量結(jié)果。加權(quán)因子此時可以為例如直線下降。

表2.候選列表圖4示出了例如在單個運營商網(wǎng)絡(luò)中如何使用信道。頂部的分層結(jié)構(gòu)單元400示意了運營商所使用的信道空間。借助網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃運營商的信道空間被劃分為基站。當(dāng)使用固定信道分配FCA時，每個基站具有考慮再用的特定信道。因此，例如兩個相鄰基站可使用相同信道。但基站的扇區(qū)化趨于降低在這些信道上工作的用戶相互之間造成的干擾。在此，扇區(qū)化是指基站發(fā)送同一信道到不同方向。該分層結(jié)構(gòu)的第二級402A和402B示出了分配給基站的信道組?；究捎玫男诺澜M可以是固定的或這些信道可以在這些基站之間動態(tài)改變，如線404所示?；局g的動態(tài)信道分配可以應(yīng)用于例如負(fù)載和干擾嚴(yán)重的的情形。在圖4所示的分層結(jié)構(gòu)中最低級別示意了由基站覆蓋區(qū)內(nèi)的終端形成的終端組。在基站402A區(qū)域的終端形成兩個終端組406A和406B，而在基站402B區(qū)域的終端形成兩個終端組406C和406D。終端組404A的信道組稱為信道，它們位于該終端組的優(yōu)先級和候選列表上。基站信道402A也可以是固定的以及在終端組404A到404B之間動態(tài)分配。線408A和408B示出了在基站的影響區(qū)域內(nèi)信道如何在終端組404A和404B之間動態(tài)轉(zhuǎn)換。實際上，基站之間的信道可根據(jù)連接404間接動態(tài)轉(zhuǎn)換的事實也指示，信道能在不同基站的終端組之間動態(tài)轉(zhuǎn)換，例如在終端組404B和404C之間。
圖5示出了如何基于終端的位置分組終端。該圖示意了兩個基站200A和200B?；?00A服務(wù)兩個終端202A-202B，它們基本上位于距離500A的相同區(qū)域內(nèi)，由此構(gòu)成終端組406A。當(dāng)考慮TDMA系統(tǒng)時，在該圖所示的例子中，基站2002A有兩個頻率F1和F2在使用中。基站200B服務(wù)四個終端202C-202F，其中202C-202D基本上位于距離500B的相同區(qū)域內(nèi)，由此構(gòu)成終端組406B。終端202E-202F位于距離500C，由此構(gòu)成終端組406C。當(dāng)考慮TDMA系統(tǒng)時，基站200B在圖4所示的例子中可使用兩個頻率F3和F4。即使基站202B服務(wù)多個用戶，兩個頻率也分配給基站202A和202B。在蜂窩無線網(wǎng)中，例如在基站控制器中，無線電信道可預(yù)先分配給終端組以便在下行鏈路方向某些終端組比其它終端組具有更大容量。例如在圖5中，終端組406C可在下行鏈路方向包括若干信道。在此情況下，近距離到達(dá)終端200B而且在下行鏈路方向需要許多容量的終端202E可以放入組406C。因此，涉及包括同時在上行鏈路和下行鏈路方向上通信的終端的終端組的問題可減小。在這種情況下，在上行鏈路方向上通信的終端可例如增大發(fā)射功率，由此使在下行鏈路方向上接收的終端的接收變復(fù)雜。在另一實施例中，上行鏈路和下行鏈路信道之間的預(yù)先規(guī)劃不在基站之間執(zhí)行。然而，那時因非對稱導(dǎo)致問題的信道，在使用和空閑時隙期間執(zhí)行的測量中獲得較差的測量結(jié)果，因此不容易被分配使用。在優(yōu)選實施例中，當(dāng)新的終端進(jìn)入該組時，例如202B基本上到達(dá)組406A的區(qū)域時，蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)確定終端的位置。例如基于在隨機(jī)接入信道RACH上發(fā)送的突發(fā)可確定位置。該突發(fā)在三個不同基站進(jìn)行分析而且利用三角測量方法來確定終端的位置。終端依次報告服務(wù)基站從所有周圍基站接收的控制信號強(qiáng)度。為維持保存優(yōu)先級和候選列表所需的測量報告，終端在優(yōu)選實施例中用蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)控制信道發(fā)送信號。
圖6描述了本發(fā)明的接收機(jī)的優(yōu)選實施例。接收機(jī)包括用于接收寬帶組合信號的一個或多個天線600。信號在通過射頻部分602后進(jìn)入模數(shù)變換器604，在此模擬信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字模式并抽樣。在接收機(jī)單元606從寬帶信號搜索每個用戶的多路徑傳播分量和其時延。匹配濾波器(MF)例如用于恢復(fù)這些信號分量。通過相對接收信號滑動所述濾波器可確定在不同時延的信號功率。在優(yōu)選實施例中，接收機(jī)為RAKE型的CDMA接收機(jī)，其中具有不同時延的最佳分量指向不同RAKE分支以接收用戶信號。一個RAKE分支包括例如檢測級608，其中當(dāng)用戶信號可區(qū)別于組合信號時，接收的組合信號與用戶擴(kuò)頻碼相關(guān)。在檢測級608，從用戶信號構(gòu)成初始符號估計。這些符號估計在一個或多個干擾消除級610得以改良，而且獲得由用戶發(fā)送的符號的最終符號估計作為其輸出。由此檢測的這些符號應(yīng)用到解碼612，在此釋放為用戶信號執(zhí)行的交織和信道編碼。信道編碼的釋放導(dǎo)致獲得有關(guān)所用無線電信道質(zhì)量的接收信號的信息。解碼例程612提供與本發(fā)明的控制器614的連接，在圖3到5介紹的優(yōu)選實施例中本發(fā)明的方法步驟正是為該控制器實現(xiàn)的。為控制器614實現(xiàn)的本方法步驟優(yōu)選為通用處理器軟件，但也可實現(xiàn)為ASIC(特定應(yīng)用集成電路)或通過獨立邏輯組件實現(xiàn)。控制器614也與數(shù)據(jù)庫616通信，在此數(shù)據(jù)庫中存儲了優(yōu)先級和候選列表例如作為索引表。這些表格的形成例如可用于提供每個用戶組特定上行鏈路優(yōu)先級列表616A，特定下行鏈路優(yōu)先級列表616B，特定上行鏈路候選列表616C以及特定下行鏈路候選列表616D。顯然，例如所有用戶組的上行鏈路候選列表也可在單個上行鏈路候選列表616C中實現(xiàn)?？刂破饕部膳c發(fā)射機(jī)單元618通信，由此分配信道列表上的信道給用戶。發(fā)射機(jī)單元基本上包括如同介紹的接收機(jī)部件600-612的相應(yīng)裝置部件，但它們的描述在此不是必需的。顯然，除了在圖6中描述的部件，接收機(jī)還包括其它裝置部件，但它們的描述與本發(fā)明無關(guān)。
即使上面是通過參考附圖中的例子描述本發(fā)明的，但顯然本發(fā)明并不局限于此，而是可在所附權(quán)利要求書公開的發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于在蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行動態(tài)信道分配的方法，其特征在于，所述方法包括步驟基于終端的位置，將通過無線電連接與所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的基站通信的多個所述終端分為一個或多個終端組；根據(jù)對終端組來說質(zhì)量最佳的信道，為所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中的無線電信道的每個終端組形成優(yōu)先級列表，并且從所述優(yōu)先級列表上的信道分配一個或多個無線電信道給所述終端。
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，基于終端和基站之間的距離將所述終端劃分為終端組。
3.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在上行鏈路和下行鏈路方向為每個終端組形成優(yōu)先級列表。
4.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，為每個終端組形成候選列表以保留一個或多個候選無線電信道。
5.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，在上行鏈路和下行鏈路方向為每個終端組形成候選列表。
6.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，基于接收功率，按照強(qiáng)度順序排列在上行鏈路候選列表上保存的無線電信道，其中所述接收功率是在所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的基站中測量的。
7.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，基于接收功率，按照強(qiáng)度順序排列在上行鏈路候選列表上保存的無線電信道，其中所述接收功率是在一個或多個所述終端中測量的。
8.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的基站中保存終端組的優(yōu)先級列表。
9.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，在所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的基站中保存終端組的候選列表。
10.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，利用候選列表上的最佳信道取代將從所述優(yōu)先級列表中去除的無線電信道。
11.如權(quán)利要求4的方法，其特征在于，從候選列表中移動一個或多個無線電信道到優(yōu)先級列表，以增大可用無線電信道的數(shù)量。
12.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，基于根據(jù)使用無線電信道所得到的測量報告，在優(yōu)先級列表上保存一個或多個最佳質(zhì)量的無線電信道。
13.如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，在基站中形成上行鏈路無線電信道的測量報告。
14.如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，在終端中形成下行鏈路無線電信道的測量報告。
15.如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，基于在無線電信道上發(fā)送的分組的否定應(yīng)答形成測量報告。
16.如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，基于無線電信道的信干比形成測量報告。
17.如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，基于循環(huán)冗余檢驗形成測量報告。
18.如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，基于所使用的無線電信道是好或差的測量報告形成估計，并以此為基礎(chǔ)利用公式Pi+1=Pi×Ni+1Ni+1]]>計算信道的優(yōu)先值，式中P表示信道優(yōu)先值，N表示測量報告的數(shù)量，而i表示優(yōu)先值和測量報告的連續(xù)數(shù)量。
19.如權(quán)利要求12的方法，其特征在于，為優(yōu)先值設(shè)置門限值，并從優(yōu)先級列表中去除優(yōu)先值下降到低于門限值的信道。
20.一種蜂窩無線電系統(tǒng)，包括至少一個基站、通過無線電連接與所述基站通信的至少一個終端，以及用于在所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行動態(tài)信道分配的控制器，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成基于終端的位置，將通過無線電連接與所述蜂窩無線電系統(tǒng)的基站通信的多個所述終端分為一個或多個終端組，所述控制器還被設(shè)置成根據(jù)對終端組來說質(zhì)量最佳的信道，為所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中無線電信道的每個終端組形成優(yōu)先級列表，并且從所述優(yōu)先級列表上的信道分配一個或多個無線電信道給終端。
21.如權(quán)利要求20的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成基于終端和基站之間的距離將終端劃分為終端組。
22.如權(quán)利要求20的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成在上行鏈路和下行鏈路方向為每個終端組形成優(yōu)先級列表。
23.如權(quán)利要求20的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成為每個終端組形成候選列表，以保留一個或多個候選無線電信道。
24.如權(quán)利要求23的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成在上行鏈路和下行鏈路方向為每個終端組形成候選列表。
25.如權(quán)利要求23的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成基于接收功率，按照強(qiáng)度順序排列在上行鏈路候選列表上保存的無線電信道，其中所述接收功率是在蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的基站中測量的。
26.如權(quán)利要求23的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成基于接收功率，按照強(qiáng)度順序排列在下行鏈路候選列表上保存的無線電信道，其中所述接收功率是在一個或多個終端中測量的。
27.如權(quán)利要求23的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述基站被設(shè)置成保存終端組的優(yōu)先級列表。
28.如權(quán)利要求23的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述基站被設(shè)置成保存終端組的候選列表。
29.如權(quán)利要求23的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成用候選列表上的最佳信道取代從優(yōu)先級列表中去除的無線電信道。
30.如權(quán)利要求23的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成從候選列表中移動一個或多個無線電信道到優(yōu)先級列表，以增大可用無線電信道的數(shù)量。
31.如權(quán)利要求20的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成基于根據(jù)使用無線電信道所得到的測量報告，在優(yōu)先級列表上保存一個或多個最佳質(zhì)量的無線電信道。
32.如權(quán)利要求31的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述基站被設(shè)置成形成上行鏈路無線電信道的測量報告。
33.如權(quán)利要求31的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述終端被設(shè)置成形成下行鏈路無線電信道的測量報告。
34.如權(quán)利要求31的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述基站被設(shè)置成基于在無線電信道上發(fā)送的分組的否定應(yīng)答形成測量報告。
35.如權(quán)利要求31的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述基站被設(shè)置成基于無線電信道的信干比形成測量報告。
36.如權(quán)利要求31的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述基站被設(shè)置成基于循環(huán)冗余檢驗形成測量報告。
37.如權(quán)利要求31的蜂窩無線電系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成基于所使用的無線電信道是好或差的測量報告形成估計，并以此為基礎(chǔ)利用公式Pi+1=Pi×Ni+1Ni+1]]>計算信道的優(yōu)先值，式中P表示信道優(yōu)先值，N表示測量報告的數(shù)量，而i表示優(yōu)先值和測量報告的連續(xù)數(shù)量。
38.如權(quán)利要求37的方法，其特征在于，所述控制器被設(shè)置成為優(yōu)先值設(shè)置門限值，并從優(yōu)先級列表中去除優(yōu)先值下降到低于門限值的信道。
39.一種無線電網(wǎng)絡(luò)的無線電網(wǎng)絡(luò)單元，包括用于在蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行動態(tài)信道分配的裝置，其特征在于，所述用于執(zhí)行動態(tài)信道分配的裝置被設(shè)置成基于終端的位置，將通過無線電連接與所述無線電網(wǎng)絡(luò)通信的多個所述終端分為一個或多個終端組，為每個終端組形成一個優(yōu)先級列表，所述優(yōu)先級列表包含對于所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的多個無線電信道上的所述終端組來說是質(zhì)量最佳的多個信道；并且根據(jù)所述優(yōu)先級列表上的信道向終端組分配一個或多個無線電信道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行動態(tài)信道分配的方法，所述方法包括步驟基于終端的位置，將通過無線電連接與所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)的基站通信的多個所述終端分為一個或多個終端組；根據(jù)對終端組來說質(zhì)量最佳的信道，為所述蜂窩無線電網(wǎng)絡(luò)中的無線電信道的每個終端組形成優(yōu)先級列表，并且從所述優(yōu)先級列表上的信道分配一個或多個無線電信道給所述終端。
文檔編號H04J3/00GK1652629SQ200410101130
公開日2005年8月10日 申請日期2000年12月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月15日
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