專利名稱：向具有m個小區(qū)的通信系統(tǒng)的小區(qū)分配至少一個傳輸參數(shù)的至少一個值的方法
在無線的基于無線電信道的通信網(wǎng)上，尤其是在點對多點的無線電接入網(wǎng)-也稱為"無線電本地環(huán)路"或"RLL"-上，多個網(wǎng)絡(luò)終端單元分別經(jīng)一個或多個無線電信道連接到基站-也稱為"無線電基站"或"RBS"-上。在telecom Report(電信報導)Nr.18(1995)，第1期"無線地通向空線信號"，36,37頁中，例如說明了無線語音和數(shù)據(jù)通信用的無線接入網(wǎng)。所說明的通信系統(tǒng)是與現(xiàn)代寬帶基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)合的一種RLL用戶連接-例如"光纖到路邊"-，在短時間內(nèi)和無大的花費地此通信系統(tǒng)是可代替有線連接導線的敷設(shè)來實現(xiàn)的。分配給各個用戶的網(wǎng)絡(luò)終端單元RNT-無線電網(wǎng)絡(luò)終端-是經(jīng)傳輸媒體"無線電信道"和基站RBS連接到上級通信網(wǎng)上的，例如連接到面向ISDN的固定網(wǎng)上的。
通過多媒體應(yīng)用的逐步推廣，必須迅速和安全地經(jīng)通信網(wǎng)，尤其是經(jīng)無線的通信網(wǎng)，或經(jīng)移動無線電系統(tǒng)傳輸高比特速率的數(shù)據(jù)流。為此，尤其是在空氣接口方面，在技術(shù)和經(jīng)濟上只有費事地能實現(xiàn)的，接入傳輸媒體的控制用的方法，以及信號復用、編碼和調(diào)制用的費事的方法是必要的。例如為了未來第三代移動通信的實現(xiàn)，在通用移動通信系統(tǒng)-也稱為UMTS(通用移動電信系統(tǒng))-中，將匯總用于語音和/或數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C式移動無線電的和無繩電話的，以及無線電尋呼的，當今還分開的系統(tǒng)，由此使得擴充的業(yè)務(wù)范圍和統(tǒng)一的終端設(shè)備成為可能。為此類似于蜂窩式移動無線電，將面積覆蓋地要開展業(yè)務(wù)的地區(qū)-例如歐洲-劃分為不同大小的、部分重疊的無線電小區(qū)-例如劃分為宏小區(qū)、微小區(qū)和皮小區(qū)-，以便用供支配的頻譜滿足對交換技術(shù)和傳輸技術(shù)資源的、按部分地區(qū)的-例如城內(nèi)或鄉(xiāng)區(qū)-極其不同的需求。將一個基站分配給一個無線電小區(qū)，此基站是經(jīng)無線的傳輸媒體"無線電信道"與像移動站或無線的網(wǎng)絡(luò)終端單元那樣的多個分散的通信裝置連接的。為了在布置在無線通信系統(tǒng)(Kommunikationsanordnung)的無線電小區(qū)中的分散的通信裝置和基站之間，使雙向的信息交換成為可能，在分散的通信裝置和中央基站之間分別建立雙工作業(yè)連接，在此情況下采用FDD方法-"頻分雙工作業(yè)"-或TDD方法-"時分雙工作業(yè)"-作為雙向信息交換用的當前雙工作業(yè)方法。為了控制布置在無線通信系統(tǒng)中的中央的和分散的通信裝置，對共同使用的傳輸媒體"無線電信道"的接入，采用例如像FDMA-頻分多址-，TDMA-時分多址-和CDMA-碼分多址-那樣的多重訪問方法-多址。此外，例如像在未來無線通信系統(tǒng)中使用的TD/CDMA訪問方法那樣的所述多重訪問方法的聯(lián)合-也稱為混合方法-也是已知的。
與FDMA和TDMA多重訪問方法相反，在CDMA多重訪問方法上由布置在無線通信系統(tǒng)的一個無線電小區(qū)或小區(qū)中的所有通信裝置或用戶同時使用同一頻段。為了使得由各個通信裝置發(fā)送的用戶信號在接收機上是可分離的，將按頻譜擴展這些用戶信號，即在寬帶的頻譜段中轉(zhuǎn)換。用于頻譜擴展的方法，例如是在當前移動通信中經(jīng)常采用的DS原理"直接序列"，根據(jù)此DS原理，為了頻譜擴展低比特速率的每個窄帶用戶信號與獨有的、分配給用戶的寬帶擴展函數(shù)相乘，此擴展函數(shù)也稱為CDMA碼。由此產(chǎn)生的寬帶信號含有窄帶的有用信號或用戶信號，以及獨有的精細結(jié)構(gòu)，按此精細結(jié)構(gòu)在接收機上有用信號或用戶信號是可以從另外的重疊的寬帶發(fā)送信號中分離的。
在碼分無線電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃或網(wǎng)絡(luò)擴充時，即在實現(xiàn)具有所采用CDMA多重訪問方法的無線蜂窩式通信網(wǎng)時，給實現(xiàn)無線電小區(qū)的每個基站或每個中央的通信裝置分配一個基站專用的，代表擴展函數(shù)的CDMA碼。分配給基站的CDMA碼也稱為CDMA基碼或CDMA碼種子，因為從這些CDMA基碼或CDMA碼種子中分別導出那些小區(qū)專用的CDMA碼，在用于實現(xiàn)無線電信道的連接建立時，給布置在有關(guān)無線電小區(qū)中的分散的通信裝置分配這些CDMA碼。CDMA基碼以及從CDMA基碼中導出的、和在CDMA多重訪問方法的無線電小區(qū)之內(nèi)采用的CDMA碼可以既代表正交的CDMA碼，也代表非正交的CDMA碼，在此情況下正交的CDMA碼是互相獨立的-即兩個正交的CDMA碼的互相關(guān)性值具有值0；非正交的CDMA碼具有與值0稍微偏離的互相關(guān)性。
在實現(xiàn)或擴充基于CDMA多重訪問方法的無線蜂窩式通信網(wǎng)時，必須將僅在有限范圍中供支配的CDMA基碼分配到布置在無線電小區(qū)中的基站上，或分配給無線通信裝置的各個無線電小區(qū)。
在歐洲專利文獻0 681 776中例如說明了，用于向移動無線電網(wǎng)的基站分配分別代表傳輸參數(shù)值的頻率的一種方法，在此方法中從輸入信息出發(fā)，這些輸入信息至少包括對于每次一個基站所必要的頻率數(shù)目，在移動無線電網(wǎng)中允許的頻率，和在所分配相同和/或相鄰頻率的情況下，關(guān)于在基站之間可能的干擾作用的信息。在應(yīng)多重進行的頻率分配過程的范圍內(nèi)，從那些基站群中每次選擇一個基站，給這個群是還未指定所有安排的頻率的，在此情況下按一個第一基站選擇準則，和必要時按其它基站選擇準則選擇基站。取決于所選擇的基站按一個第一頻率選擇準則，和必要時按其它頻率選擇準則選擇頻率，并且隨后指定給所選擇的基站。一直重復頻率指定過程，直到在考慮像基站和頻率選擇準則那樣的所有附加條件的情況下，給所有的基站分配了必要數(shù)目的頻率時為止。
基于本發(fā)明的任務(wù)在于，改善無線通信網(wǎng)的，尤其是基于CDMA多重訪問方法的蜂窩式通信網(wǎng)的實現(xiàn)或規(guī)劃，以及改善這樣通信網(wǎng)的擴充的實現(xiàn)。通過權(quán)利要求1的特征解決此任務(wù)。
用于向具有m個小區(qū)通信系統(tǒng)的小區(qū)，分配至少一個傳輸參數(shù)的至少一個值的，按本發(fā)明方法的主要特征在于，考慮相鄰的小區(qū)，和分別給每個小區(qū)隨機地分配至少一個傳輸參數(shù)的至少一個值，在此情況下至少一個傳輸參數(shù)的n個不同值是可供支配的。為各自相鄰的小區(qū)分別求出代表至少一個傳輸參數(shù)的當前分配值的相互傳輸技術(shù)影響的一個干擾值，并且隨后求出代表所有干擾值之和的總干擾值。一直改變至少一個傳輸參數(shù)的不同值的數(shù)目和這些值向有關(guān)小區(qū)的分配，直到達到一個最小的總干擾值時為止。
按本發(fā)明方法的主要優(yōu)點在于，用經(jīng)濟和技術(shù)上最小的花費實現(xiàn)向通信系統(tǒng)的小區(qū)很迅速地分配至少一個傳輸參數(shù)的值，其中有利地不必預先確定和分析處理附加條件或選擇準則。有利的是規(guī)劃性的考慮和隨后進一步處理以文件方式記錄的考慮是不必要的，以至于用簡單的裝置實現(xiàn)通信系統(tǒng)的，尤其是無線蜂窩式通信網(wǎng)的，時間優(yōu)化的和成本低的規(guī)劃。此外，通過按本發(fā)明的方法減少向通信系統(tǒng)的小區(qū)有差錯地分配傳輸參數(shù)值的概率，由此有利地改善應(yīng)實現(xiàn)的通信系統(tǒng)的功能性和運行安全性。通過按本發(fā)明的方法也可以向通信系統(tǒng)的小區(qū)分配多個傳輸參數(shù)的值。
本發(fā)明方法的一個附加的優(yōu)點在于，附加地為各不相鄰的小區(qū)分別求出代表至少一個傳輸參數(shù)的、當前分配值的、相互傳輸技術(shù)影響的一個其它干擾值，并且隨后從所有干擾值的和其它干擾值的可加權(quán)的總和中，形成代表所有干擾值的總和的總干擾值-權(quán)利要求2。在此有利的發(fā)展中，在向通信系統(tǒng)的m個小區(qū)分配至少一個傳輸參數(shù)的值時，也附加地考慮不相鄰小區(qū)的相互傳輸技術(shù)的影響或干擾，由此進一步改善或優(yōu)化向通信系統(tǒng)的m個小區(qū)分配至少一個傳輸參數(shù)的值，并且因此進一步減少整個通信系統(tǒng)的易受干擾性。
本發(fā)明方法的一個有利的進一步發(fā)展，在向通信系統(tǒng)的m個小區(qū)補充至少一個其它的小區(qū)時，如此實現(xiàn)至少一個傳輸參數(shù)的至少一個值的分配，使得至少一個傳輸參數(shù)的給m個小區(qū)已經(jīng)分配的值是保持已分配的。一直改變至少一個傳輸參數(shù)的總共給m個小區(qū)和給至少一個所補充小區(qū)分配的不同值的數(shù)目，和一直改變至少一個值的向至少一個所補充小區(qū)的分配，直到達到最小的總干擾值時為止-權(quán)利要求3。通過此有利的進一步發(fā)展，按本發(fā)明的方法是，既在網(wǎng)絡(luò)建立的規(guī)劃時-即在向通信系統(tǒng)的m個小區(qū)首次指定至少一個傳輸參數(shù)的值時-，也在所計劃的網(wǎng)絡(luò)擴充時-即在向通信系統(tǒng)的已經(jīng)存在的m個小區(qū)補充至少一個其它的小區(qū)時-可有利地采用的。
有利地借助于迭代優(yōu)化來改變至少一個傳輸參數(shù)的值的數(shù)目，和這些值的向有關(guān)小區(qū)的分配，在此情況下所有干擾值的總和是目標函數(shù)的代表一個可加權(quán)優(yōu)化目標的一個函數(shù)組分。在迭代優(yōu)化的范圍內(nèi)如此優(yōu)化目標函數(shù)的可加權(quán)優(yōu)化目標，使得所有干擾值的總和達到一個最小的總干擾值，和目標函數(shù)達到一個最佳的或最小的函數(shù)值-權(quán)利要求4。在迭代優(yōu)化時，可以有利地采用向通信系統(tǒng)的m個小區(qū)分配至少一個傳輸參數(shù)的值用的、已知和成熟的優(yōu)化對策。用于實現(xiàn)迭代優(yōu)化的優(yōu)化對策的實例是"模擬退火(Simulated Annealing)"，遺傳學的算法，或者甚至于是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(霍普菲爾德網(wǎng)絡(luò)，Hopfield-Netz)-權(quán)利要求12。例如按標準在集成電路線路布局設(shè)計中的組合優(yōu)化問題中應(yīng)用迭代優(yōu)化，和通過按本發(fā)明的方法有利地在通信網(wǎng)的規(guī)劃與擴充時采用迭代優(yōu)化。例如在以下的文獻中說明了用于實現(xiàn)優(yōu)化對策的這樣的算法-"自然和仿真系統(tǒng)中的匹配"，J.H.Holland著，第二版，MIT出版社，劍橋，1992，-"搜索，優(yōu)化和機器學習中的遺傳學算法"，D.E.Goldberg著，AddisonWessley出版社，麻薩諸塞州，1989。-"模擬退火時的優(yōu)化"，S.Kirkpatrick,C.D.Gelatt,M.P.Vecchi著，Science(科學)，卷220,No.4598,1983。
按一個有利的進一步發(fā)展，目標函數(shù)具有代表可加權(quán)優(yōu)化目標的一個其它的函數(shù)組分，通過此函數(shù)組分考慮至少一個傳輸參數(shù)的當前分配給所有小區(qū)的不同值的數(shù)目。此外目標函數(shù)可以具有代表可加權(quán)優(yōu)化目標的一個其它的函數(shù)組分，通過此函數(shù)組分考慮至少一個傳輸參數(shù)的當前分別分配給各相鄰小區(qū)的相同值的數(shù)目。隨后在迭代優(yōu)化的范圍內(nèi)，如此加權(quán)可加權(quán)的優(yōu)化目標，和如此優(yōu)化目標函數(shù)，使得給小區(qū)分配至少一個傳輸參數(shù)的不同值的最小數(shù)目，和/或相鄰小區(qū)盡可能不具有至少一個傳輸參數(shù)的相同值-權(quán)利要求5。通過分別代表可加權(quán)優(yōu)化目標的其它函數(shù)組分來擴充目標函數(shù)，改善至少一個傳輸參數(shù)的值向通信系統(tǒng)m個小區(qū)的分配，或?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化對策的細化，因為在規(guī)劃和擴充通信網(wǎng)時，可以有利地考慮其它的傳輸技術(shù)的附加條件。在迭代優(yōu)化的范圍內(nèi)，通過目標函數(shù)的各個函數(shù)組分的適當加權(quán)，以這種方式和方法有利地實現(xiàn)至少一個參數(shù)的值的分配，使得至少一個傳輸參數(shù)的當前分配給所有小區(qū)的不同值的數(shù)目是最小的，并且同時不給相鄰小區(qū)分配至少一個傳輸參數(shù)的相同值。因此實現(xiàn)至少一個傳輸參數(shù)的值的向通信系統(tǒng)m個小區(qū)的最佳分配，即實現(xiàn)至少一個傳輸參數(shù)的相鄰值的最小相互干擾，和因而實現(xiàn)在利用通信系統(tǒng)時的最小的易受干擾性。
例如給布置在一個小區(qū)中的中央通信裝置分配至少一個傳輸參數(shù)的至少一個值-權(quán)利要求6。中央通信裝置例如是可以通過布置在移動無線電通信網(wǎng)的無線電小區(qū)中的基站實現(xiàn)的。
至少一個傳輸參數(shù)的可分別分配給一個小區(qū)的值，例如可以代表一個傳輸頻率或一個傳輸頻段-權(quán)利要求7-，或代表在CDMA多重訪問方法的范圍內(nèi)可利用的，正交或非正交的CDMA碼-權(quán)利要求8。既在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃或首次初始化時，也在無線通信網(wǎng)的通信網(wǎng)擴充時，可有利地采用本發(fā)明方法，在此情況下例如以特別簡單和成本低的方式可以給布置在無線通信系統(tǒng)中的小區(qū)分配一個或多個傳輸頻率或傳輸頻段。例如在移動通信系統(tǒng)的，尤其是按UMTS標準的移動通信系統(tǒng)的，或基于CDMA多重訪問方法的無線用戶接入網(wǎng)的規(guī)劃或方案設(shè)計時，是可采用按本發(fā)明方法的，在此情況下以很簡單和成本低的方式可以向基站分配正交或非正交的CDMA碼或CDMA基碼。
此外，為了求取分別代表當前分配CDMA碼的、相互傳輸技術(shù)影響的干擾值，分別求出當前分配的CDMA碼的互相關(guān)性，在此情況下總干擾值代表所有所求出的互相關(guān)性的總和-權(quán)利要求9。通過相鄰CDMA碼的互相關(guān)性的計算，以很簡單的方式求出當前分配CDMA碼的各自傳輸技術(shù)的影響，由此進一步簡化按本發(fā)明方法的實現(xiàn)。
按一種有利的發(fā)展，給中央通信單元分配正交的和/或偽隨機的CDMA碼，在此情況下從所分配的CDMA碼中導出其它的通信單元專用的碼-權(quán)利要求13。通過從"最佳"分配的CDMA碼或CDMA基碼中導出通信單元專用的碼，實現(xiàn)通信系統(tǒng)的小區(qū)之間的最小的蜂窩間干擾。
在程序技術(shù)上有利地實現(xiàn)至少一個傳輸參數(shù)的至少一個值的分配-權(quán)利要求15。通過這個有利的發(fā)展使得至少一個傳輸參數(shù)的值的、自動的和時間優(yōu)化的分配成為可能，在此情況下產(chǎn)生的結(jié)果是以一般可讀的數(shù)據(jù)格式可以存儲的，并且因而通過支持網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的其它的計算機程序可以進一步處理這些結(jié)果。
從其它的權(quán)利要求中獲悉按本發(fā)明方法的其它有利發(fā)展。
以下借助于多個附圖更準確地闡述按本發(fā)明的方法。在此展示的

圖1A和圖1B為在覆蓋地區(qū)中無線通信系統(tǒng)或通信網(wǎng)的，代表網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃結(jié)果的蜂窩式布置，圖2A和圖2B為基于非正交的，分配給無線通信系統(tǒng)小區(qū)的CDMA碼的互相關(guān)性矩陣，以及目標函數(shù)，在按本發(fā)明方法的范圍內(nèi)如此優(yōu)化此目標函數(shù)，使得實現(xiàn)最佳的分配，即以最小的傳輸技術(shù)影響實現(xiàn)供支配CDMA碼的向通信系統(tǒng)各個小區(qū)的分配，圖3A至圖3C為在按本發(fā)明方法的范圍內(nèi)所進行的，供支配CDMA碼向通信系統(tǒng)小區(qū)初始首次指定的一個第一結(jié)果，以及代表目標函數(shù)結(jié)果的，基于CDMA碼的初始首次指定的初始值，在此情況下附加地示出了目標函數(shù)的分別代表可加權(quán)優(yōu)化目標的函數(shù)組分，圖4為組合優(yōu)化算法-"模擬退火"-的原理性流程，迭代地重復優(yōu)化算法的內(nèi)部循環(huán)，圖5A至圖5C為代表按本發(fā)明方法結(jié)果的，CDMA碼向通信網(wǎng)的小區(qū)或基站的最終分配結(jié)果，以及基于CDMA碼向通信網(wǎng)的小區(qū)最終分配的目標函數(shù)的最終結(jié)果。
圖1A中示出了布置在覆蓋地區(qū)中的通信系統(tǒng)KA，在此實施例中此通信系統(tǒng)代表基于CDMA多重訪問方法的無線通信網(wǎng)-例如基于CDMA技術(shù)的無繩本地環(huán)路系統(tǒng)"WLL"。作為已進行的而未詳述的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的結(jié)果，無線通信網(wǎng)例如取決于覆蓋地區(qū)的地形特點劃分為4個無線電小區(qū)或小區(qū)Z1…4，在此情況下在此實施例中具有例如集成全向天線的中央通信裝置或基站BS1…4是布置在每個小區(qū)Z1…4中的。各個小區(qū)Z1…4的尺寸和各自的布置，以及基站BS1…4的選址是通過已進行的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的結(jié)果準確規(guī)定的，和在圖1A中示出的。將圖1A中所示的無線通信網(wǎng)KN的布局技術(shù)，或通信網(wǎng)KN各個小區(qū)Z1…4的布置映射在圖1B中的相鄰圖G中，在此情況下每個基站BS1…4準確地相當于相鄰圖G中的一個節(jié)點K1…4。相鄰圖G的分別連接兩個節(jié)點K1…4的每個邊，分別代表至少部分地具有共同邊界走向的兩個相鄰的小區(qū)Z1…4或基站BS1…4。按圖1B，例如第一和第四節(jié)點K1,4是通過一個邊連接的，由此第一和第四基站BS1,4是表征為相鄰的。在圖1A中是可相應(yīng)地看到第一和第四小區(qū)Z1,4之間的共同邊界走向的。此外按圖1B第一和第二基站BS1,2，以及第二和第四基站BS2,4，以及第二和第三基站BS2,3是表征為相鄰的。在第一和第三節(jié)點K1,3之間未安排相鄰圖G中的邊，因為無線通信網(wǎng)KA的第一和第三小區(qū)Z1,3不具有共同的邊界走向-請參閱圖1A。
為了使得按CDMA多重訪問方法方案設(shè)計的通信網(wǎng)KA的優(yōu)化的，即無干擾的運行成為可能，必須給布置在CDMA通信網(wǎng)KA的小區(qū)Z1…4之內(nèi)的每個基站BS1…4分配一個或多個基站專用的CDMA碼或CDMA基碼c1…7-請參閱圖2A，在此情況下應(yīng)盡可能避免或減少分配給相鄰小區(qū)Z1…4的CDMA碼c1…7的相互影響或干擾。以下示范性地說明向基站BS1…4分配準確一個CDMA碼c1…7。必須以這種方式和方法進行向CDMA通信網(wǎng)KA的小區(qū)Z1…4分配CDMA碼c1…7，使得蜂窩間噪聲的、代表CDMA碼c1…7的相互干擾的值是最小的。在此實施例中，有7個全局非正交的CDMA碼c1…7供在圖1A中所示CDMA通信網(wǎng)KN的配置支配，應(yīng)將這些CDMA碼c1…7至少部分地在初始的碼指定的范圍內(nèi)，即在CDMA碼c1…7代表網(wǎng)絡(luò)建立的首次指定時，最佳地分配到布置在CDMA通信網(wǎng)KA中的基站BS1…4上。
在圖2A中示出了在此實施例中所分配CDMA碼c1…7的，對稱于主對角線的互相關(guān)性矩陣KC，在此情況下互相關(guān)性矩陣KC中所示的每個互相關(guān)性值kc1_1…kc7_7分別代表兩個CDMA碼c1…7之間的相互影響或附屬性或干擾。布置在互相關(guān)性矩陣KC的主對角線上的值kc1_1,kc2_2…,kc7_7具有值1，因為各自等同的CDMA碼c1…7具有最大的附屬性或相關(guān)性。由于在此實施例中給CDMA通信網(wǎng)KA中給各個小區(qū)Z1…4既分配正交的，也分配非正交的CDMA碼c1…7，所以不是布置在互相關(guān)性矩陣KC的主對角線上的相關(guān)性值，部分地也具有與0偏離的值。例如按圖2A第一和第五CDMA碼c1,5不具有附屬性-即第一和第五CDMA碼c1,5是相互正交的，因而互相關(guān)性矩陣KC中的相應(yīng)值kc1_5具有值0。
按本發(fā)明，借助于圖2B中所示的應(yīng)優(yōu)化的目標函數(shù)E，實現(xiàn)供支配CDMA碼c1…7的向CDMA通信網(wǎng)KA各個小區(qū)Z1…4的分配。在此實施例中，目標函數(shù)E具有分別代表一個可加權(quán)優(yōu)化目標的三個函數(shù)組分f1…3，在按本發(fā)明方法的范圍內(nèi)，借助于組合的優(yōu)化算法分別迭代地改善這些函數(shù)組分，和因而綜合優(yōu)化目標函數(shù)E。以用一個第一加權(quán)系數(shù)k1加權(quán)的第一函數(shù)組分f1來考慮在分配步驟上分配給小區(qū)Z1…4的不同CDMA碼c1…7的數(shù)目。此外，通過目標函數(shù)E的用一個第二加權(quán)系數(shù)k2加權(quán)的函數(shù)組分f2來在相鄰小區(qū)Z1…4中確定所分配的相同CDMA碼c1…7的數(shù)目，以及通過目標函數(shù)E的用一個第三加權(quán)系數(shù)k3加權(quán)的函數(shù)組分f3從所分配CDMA碼c1…7的那些互相關(guān)性值c1_1…c7_7中形成總和，這些互相關(guān)性值是布置在CDMA通信網(wǎng)KA的相鄰小區(qū)Z1…4中的。按圖2B第一加權(quán)系數(shù)k1具有值k1=1000，第二加權(quán)系數(shù)k2具有值k2=2000，以及第三加權(quán)系數(shù)k3具有值k3=1000。
按本發(fā)明的方法，在稱為初始分配的第一分配步驟上，進行向CDMA通信網(wǎng)KA的小區(qū)Z1…4或基站BS1…4隨機分配供支配的CDMA碼c1…7。例如可以按擲色子方法進行CDMA碼c1…7的隨機分配。在圖3A和圖3B中示出了CDMA碼c1…7的向CDMA通信網(wǎng)KA的基站BS1…4或向相鄰圖G的節(jié)點K1…4初始分配的結(jié)果。在第一初始的分配步驟之后，給第一基站BS1分配了第五CDMA碼c5，給第二基站BS2分配了第六CDMA碼c6，給第三基站BS3分配了第二CDMA碼c2，和給第四基站BS4同樣分配了第二CDMA碼c2。圖3C中自行闡述地示出了基于圖3A中所示CDMA碼c2,5,6初始分配的目標函數(shù)E的結(jié)果，在此情況下更準確地示出了各個函數(shù)組分f1…3的結(jié)果的形成?；诔跏挤峙涞?，在圖3C中所示目標函數(shù)E的值，按本發(fā)明是目標函數(shù)E=6260的初始值，在此情況下在按本發(fā)明方法的范圍內(nèi)，借助于稱為"模擬退火"的組合優(yōu)化算法，迭代地改善或優(yōu)化目標函數(shù)和因而優(yōu)化初始值。在圖4中自行闡述地以流程圖形式示出了"模擬退火"的原理性過程。
如此多次地進行組合的優(yōu)化算法，即如此改變CDMA碼c1…7的數(shù)目和分配，直到優(yōu)化了目標函數(shù)E，或目標函數(shù)E的、分別代表一個可加權(quán)目標的函數(shù)組分f1…3，和實現(xiàn)了可預先給定的中斷準則時為止。在實現(xiàn)中斷準則-例如實現(xiàn)目標函數(shù)E的最小最終值-時，存儲供支配CDMA碼c1…7的至少一個部分的當前分配作為最終結(jié)果。在圖5A中，以表格形式示范性地示出了CDMA碼c1…7向基站BS1…4的、借助于組合的優(yōu)化算法求出的、最終的即"優(yōu)化"的分配。按優(yōu)化的分配，給第一基站BS1分配了第五CDMA碼c5，給第二基站BS2分配了第一CDMA碼c1，給第三基站BS3分配了第五CDMA碼c5，和給第四基站BS4分配了第六CDMA碼c6。在圖5B中繪制的相鄰圖G中，同樣示出了CDMA碼c1,5,6的最終分配。在圖5C中示出了相應(yīng)的目標函數(shù)E，此目標函數(shù)是基于CDMA碼c1,5,6向基站BS1…4的、所求出的"優(yōu)化"分配，在此情況下更準確地闡述了目標函數(shù)E的三個函數(shù)組分f1…3的部分結(jié)果。目標函數(shù)E的在圖5C中所示的和同時代表中斷準則的最終值，在此是借助于組合的優(yōu)化算法求出的最小值-請參閱圖3C。
通過已說明的方法，曾給圖1A中所示的通信系統(tǒng)KA，或給布置在CDMA通信網(wǎng)中的基站BS1…4分配不同CDMA碼c1…7的最小數(shù)目-僅三個不同CDMA碼c1,5,6的分配-，在此情況下相鄰的基站BS1…4或無線電小區(qū)Z1…4不具有相同的或等同的CDMA碼c1…7，并且分配給相鄰基站BS1…4的互相關(guān)性值kc1_1…kc7_7的CDMA碼c1,5,6的總和具有最小值。因而按圖5A的、CDMA碼的、代表按本發(fā)明方法最終結(jié)果的分配具有最小的相互干擾影響；這種分配因而被認為是最佳的，并且以一般可讀的數(shù)據(jù)格式存儲。通過其它計算機輔助的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具可以有利地進一步處理所存儲的最終結(jié)果。
附加地借助于所說明的方法，也可以給通信系統(tǒng)KA的有關(guān)小區(qū)Z1…4分配例如像無線電頻率或頻段那樣的其它傳輸參數(shù)的值。
此外也可以在網(wǎng)絡(luò)擴充時，即在向已經(jīng)存在的通信系統(tǒng)KA擴充其它的無線電小區(qū)或基站-未示出-時，采用按本發(fā)明的方法，在此情況下傳輸參數(shù)的已經(jīng)給基站BS1…4分配的值-例如已經(jīng)分配的CDMA碼c1…7-保持已分配，并且僅給新擴充的基站，借助于組合優(yōu)化算法，分別分配至少一個傳輸參數(shù)的至少一個值-例如CDMA碼c1…7或CDMA基碼。例如，在網(wǎng)絡(luò)擴充時，讀入分配的所存儲的最佳結(jié)果，以及在本方法的范圍內(nèi)，用一個標志配備基站BS1…4，給這些基站BS1…4已經(jīng)分配了至少一個傳輸參數(shù)的至少一個值。例如按在圖5B中兆示的發(fā)展方案，標志是可以通過在標志數(shù)據(jù)字段mdf中的，或標志存儲單元中的所設(shè)置的特征位-例如設(shè)置的比特-實現(xiàn)的，此標志存儲單元是分別分配給相鄰圖G的一個節(jié)點K1…4的。附加地可以給相鄰圖G的每一個節(jié)點K1…4分配用于存儲至少一個傳輸參數(shù)的至少一個所分配值的-例如所分配CDMA碼c1…7的-其它的值存儲單元wdf-請參閱圖5B。標志數(shù)據(jù)字段mdf中的、分配給一個節(jié)點K1…4的或分配給基站BS1…4的每一個特征位都顯示，在本方法的過程中是否允許改變在相應(yīng)的值存儲單元wdf中存儲的值。例如在網(wǎng)絡(luò)建立時，或在至少一個傳輸參數(shù)的值的首次分配時，清除所有的標志數(shù)據(jù)字段mdf，并且因而給每個節(jié)點K1…4或每個基站BS…4分配至少一個傳輸參數(shù)的至少一個值。在網(wǎng)絡(luò)擴充時，或在向已經(jīng)實現(xiàn)的通信系統(tǒng)KA擴充其它的基站時，讀入或裝載至少一個傳輸參數(shù)的已經(jīng)分配的值，并且相應(yīng)地在標志數(shù)據(jù)字段mdf中設(shè)置特征位。通過按本發(fā)明的方法，像在網(wǎng)絡(luò)建立時那樣對待擴充的基站。至少一個傳輸參數(shù)的已經(jīng)分配的值有利地保持不變，因為例如已經(jīng)在基站上分配的CDMA碼c1…7只能是用相當長的時間和相當高的成本費就地改變的。
權(quán)利要求
1.用于向具有m個小區(qū)的通信系統(tǒng)(KA)的小區(qū)(Z…4)分配至少一個傳輸參數(shù)(C)的至少一個值(c1…7)的方法，-在此方法中至少一個傳輸參數(shù)(C)的n個不同值(c1…7)是可供支配的，-在此方法中考慮相鄰的小區(qū)(Z1…4)，-在此方法中給每個小區(qū)(Z1…4)分別隨機地分配至少一個傳輸參數(shù)(C)的至少一個值(c1…7)，-在此方法中為各自相鄰的小區(qū)(Z1…4)分別求出代表至少一個傳輸參數(shù)(C)的當前分配值(c1…7)的相互傳輸技術(shù)影響的一個干擾值(kc1_1…kc7_7)，-在此方法中求出代表所有已求出干擾值總和的一個總干擾值，-在此方法中一直改變至少一個傳輸參數(shù)(C)的不同值(c1…7)的數(shù)目，和不同值的向有關(guān)小區(qū)(Z1…4)的分配，直到達到一個最小的總干擾值時為止。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征在于，-附加地為各自不相鄰的小區(qū)(Z1…4)分別求出代表至少一個傳輸參數(shù)(C)的、當前分配值(c1…7)的、相互傳輸技術(shù)影響的一個其它干擾值(kc1_1…kc7_7)，和-從所有干擾值(kc1_1…kc7_7)和其它干擾值(kc1_1…kc7_7)的可加權(quán)的總和中，形成代表所有干擾值總和的總干擾值。
3.按以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在向通信系統(tǒng)(KA)的m個小區(qū)(Z1…4)擴充至少一個其它的小區(qū)時、如此進行至少一個傳輸參數(shù)(C)的至少一個值(c1…7)的分配，一至少一個傳輸參數(shù)(C)的給m個小區(qū)(Z1…4)已經(jīng)分配的值(c1…7)是保持已分配的，和-一直改變至少一個傳輸參數(shù)(C)的總共給m個小區(qū)(Z1…4)和給至少一個擴充小區(qū)已分配的不同值(c1…7)的數(shù)目，以及至少一個值(c1…7)的向至少一個擴充小區(qū)的分配，直到達到一個最小的總干擾值時為止。
4.按以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，-借助于迭代的優(yōu)化，改變至少一個傳輸參數(shù)(C)的值(c1…7)的數(shù)目，和這些值的向有關(guān)小區(qū)(Z1…4)的分配，-所有干擾值的總和是目標函數(shù)(E)的代表一個可加權(quán)優(yōu)化目標的一個函數(shù)組分(f3)，-在迭代優(yōu)化的范圍內(nèi)如此優(yōu)化目標函數(shù)(E)的可加權(quán)優(yōu)化目標，使得所有干擾值的總和達到一個最小的總干擾值，和目標函數(shù)(E)達到一個最佳的或最小的函數(shù)值。
5.按權(quán)利要求4的方法，其特征在于，-目標函數(shù)(E)具有代表可加權(quán)優(yōu)化目標的一個其它的函數(shù)組分(f1)，通過此函數(shù)組分考慮至少一個傳輸參數(shù)(C)的當前分配給所有小區(qū)(Z1…4)的不同值(c1…7)的數(shù)目，和/或-目標函數(shù)(E)具有代表可加權(quán)優(yōu)化目標的一個其它的函數(shù)組分(f2)，通過此函數(shù)組分考慮至少一個傳輸參數(shù)(C)的當前分配給各相鄰小區(qū)(Z1…4)的相同值(c1…7)的數(shù)目，和-在迭代優(yōu)化的范圍內(nèi)，如此加權(quán)可加權(quán)的優(yōu)化目標，和如此優(yōu)化目標函數(shù)(E)，--使得給小區(qū)(Z1…4)分配至少一個傳輸參數(shù)(C)的不同值(c1…7)的最小數(shù)目，和/或--使得相鄰小區(qū)(Z1…4)盡可能不具有至少一個傳輸參數(shù)(C)的相同值(c1…7)。
6.按以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，給布置在一個小區(qū)(Z1…4)中的中央通信裝置(BS1…4)分配至少一個傳輸參數(shù)(C)的至少一個值(c1…7)。
7.按以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，至少一個傳輸參數(shù)(C)的可分配給一個小區(qū)(Z1…4)的一個值(c1…7)分別代表一個傳輸頻率或一個傳輸頻段。
8.按權(quán)利要求1至6之一的方法，其特征在于，至少一個傳輸參數(shù)(C)的可分配給一個小區(qū)(Z1…4)的一個值(c1…7)分別代表在CDMA多重訪問方法的范圍內(nèi)可利用的，正交或非正交的一個CDMA碼。
9.按權(quán)利要求8的方法，其特征在于，-為了求取分別代表當前分配CDMA碼的相互傳輸技術(shù)影響的干擾值(kc1_1…kc7_7)，分別求出當前分配的CDMA碼的互相關(guān)性，和-總干擾值代表所有求出的互相關(guān)性(kc1_1…kc7_7)的總和。
10.按權(quán)利要求9的方法，其特征在于，-所求出的所有互相關(guān)性(kc1_1…kc7_7)的總和是目標函數(shù)(E)的代表可加權(quán)優(yōu)化目標的函數(shù)組分(f3)，-在迭代優(yōu)化的范圍內(nèi)如此優(yōu)化目標函數(shù)(E)的可加權(quán)的優(yōu)化目標，使得所有互相關(guān)性(kc1_1…kc7_7)的總和達到一個最小的總值。
11.按權(quán)利要求10的方法，其特征在于，-所分配不同類型CDMA碼(c1…7)的數(shù)目是代表可加權(quán)的優(yōu)化目標的一個其它的函數(shù)組分(f1)，和/或-當前分配給各自相鄰中央通信單元(BS1…4)的相同類型CDMA碼(c1…7)的數(shù)目是代表可加權(quán)的優(yōu)化目標的一個其它的函數(shù)組分(f2)，-在迭代優(yōu)化的范圍內(nèi)如此優(yōu)化目標函數(shù)(E)的可加權(quán)的優(yōu)化目標，使得給中央通信單元(BS1…4)分配最小數(shù)目的不同CDMA碼(c1…7)，在此情況下相鄰的中央通信單元(BS1…4)盡可能不具有相同類型的CDMA碼(c1…7)。
12.按權(quán)利要求2至11之一的方法，其特征在于，在目標函數(shù)(E)的至少一個優(yōu)化目標的優(yōu)化方面，在像模擬退火那樣的，或借助于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的，或通過遺傳學算法的已知組合優(yōu)化方法的范圍內(nèi)，進行迭代優(yōu)化。
13.按權(quán)利要求8至12之一的方法，其特征在于，-給中央通信單元(BS1…4)分配正交的和/或偽隨機的CDMA碼(c1…7)，和-從所分配的CDMA碼(c1…7)中導出其它通信單元專用的CDMA碼。
14.按權(quán)利要求8至13之一的方法，其特征在于，-在向通信系統(tǒng)(KA)擴充至少一個其它的小區(qū)時，已經(jīng)分配的CDMA碼(c1…7)保持已分配的，和-如此選擇目標函數(shù)(E)的優(yōu)化目標的加權(quán)(k1…3)，--使得在迭代優(yōu)化的范圍內(nèi)給其它的小區(qū)僅分配最小數(shù)目的可供支配的和還未分配的CDMA碼(c1…7)，在此情況下所求出互相關(guān)性(kc1_1…kc7_7)的總和具有一個最小的總值。
15.按以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，在程序技術(shù)上實現(xiàn)至少一個傳輸參數(shù)(C)的至少一個值(c1…7)的分配。
16.按以上權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，通信系統(tǒng)(KA)是通過蜂窩式有線的，或?qū)Ь€連接的，或無導線的通信網(wǎng)，或者通過所述通信網(wǎng)的組合實現(xiàn)的。
全文摘要
給通信系統(tǒng)(KA)的m個小區(qū)(Z1...4)中的每一個隨機地分配至少一個傳輸參數(shù)(C)的至少一個值(c1...7)。一直改變當前分配的不同值(c1...7)的數(shù)目和這些值的向有關(guān)小區(qū)(Z1...4)的分配,直到所有相鄰小區(qū)(Z1...4)的相互傳輸技術(shù)的影響具有最小的總干擾值時為止。有利地用最小的花費使得尤其是無線通信網(wǎng)的時間優(yōu)化的、成本低的和無差錯的規(guī)劃成為可能。
文檔編號H04W16/18GK1311967SQ99809217
公開日2001年9月5日 申請日期1999年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月29日
發(fā)明者C·巴爾, A·戴恩策爾 申請人:西門子公司