CN100574501C - 上行链路无线电资源控制方法、基站设备和无线电网络控制器 - Google Patents

Abstract

一种上行链路无线电资源控制方法，能够提高移动通信网络的容量和覆盖区，该方法包括步骤：测量总干扰和小区内干扰值；向无线电网络控制器报告测量值；响应来自基站的报告，在无线电网络控制器处，计算针对独立小区的容许总干扰；向基站发送与容许总干扰有关的信息；以及基站响应发送的容许总干扰，对多个移动站的上行链路数据分组传输进行调度，使其不超过针对各个小区所计算的容许总干扰。

Description

上行链路无线电资源控制方法、基站设备和无线电网络控制器

技术领域

本发明涉及宽带码分多址(WCDMA)技术中的上行链路数据分组传输，更具体地，涉及对网络系统的无线电资源进行管理的方法和设备，在所述网络系统中，每个基站安排移动站的上行链路数据分组传输。

背景技术

图1示出了典型的蜂窝移动通信网络系统。移动通信网络包括多个移动站(MS)101和105、与移动站相连的多个基站(BTS)102和104、以及与基站102和104相连的无线电网络控制器(RNC)103。基站分配给移动通信网络的各个小区。基站(BTS1)102为小区1服务，能够与位于小区1内的移动站(MS1，MS2)101和105进行通信。基站(BTS2)104为小区2服务，能够与位于小区2内的移动站(MS2，MS3，MS4)进行通信。

当移动站(MS1)101通过空中向基站收发机(BTS1)102无线发送上行链路数据分组时，基站102接收分组，并向无线电网络控制器(RNC)103转发接收到的分组。然后，无线电网络控制器103将接收到的分组发送到合适的上层。为了支持移动通信网络中来自多个移动站的高效上行链路分组传输，基站调度多个移动站，以在满足各个移动站的QoS(服务质量)要求的同时，将可支持的移动站的数量，或等效地，小区总的上行链路数据吞吐量最大化。作为上行链路数据分组调度的示例，提出了WCDMA移动系统的上行链路专用信道的增强(见3GPP TR 25.896 V1.2.1(2004-01)Technical Report 3rdGeneration Partnership Proj ect；Technical Specification Group RadioAccess Network；Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD；(Release 6))。在与JP，2001-523901，A相对应的WO99/13600中也描述了由基站进行的上行链路数据分组调度。

在BTS调度上行链路分组的传输中，针对调度的共用无线电资源是由小区接收的总干扰。如果基站具有更多的无线电资源，则该基站能够允许更大的上行链路吞吐量或更多数量的移动站。按常规，无线电网络控制器将各个小区的总干扰设置为预定义的固定等级。然后，基站调度器能够对移动站进行调度，高达该预定义的上限。

JP，2003-244754，A公开了无线电网络控制器计算所容许的干扰的特征。JP，2002-244754，A公开了网络控制器计算上行链路干扰、并向基站请求无线电资源的特征。

以下列出该说明书中引用的参考文献：

专利文献1：WO99/13600

专利文献2：JP，2003-244754，A

专利文献3：JP，2002-247639，A

非专利文献1：3GPP TR 25.896V1.2.1(2004-01)Technical Report3rd Generation Partnership Project；Technical Specification Group RadioAccess Network；Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD；(Release 6)

非专利文献2：3GPP TS 25.215 V5.5.0(2003-09)3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Radio AccessNetwork；Physical layer-Measurements(FDD)(Release 5)

发明内容

本发明要解决的问题：

与常规技术，即，使用预定义的固定总干扰的技术相关的主要问题在于，对可调度的无线电资源没有保证，从而减小了网络的覆盖区。图1示出了一个示例，其中基站(BTS1，BTS2)102和104对多个移动站的上行链路数据分组传输进行控制，无线电网络控制器103向两个小区(小区1和小区2)分配相等的总干扰，并且两个小区的移动站数量相同。在这种情况下，如果BTS1 102调度移动站(MS2)105，从而引起朝向小区2的高干扰，则小区2的总干扰增加。按常规，由于来自小区1的增加的干扰，BTS2 104将减少调度资源。小区2的调度资源减少将对小区1有利，从而BTS1 102将调度更多的上行链路数据分组，导致小区2的调度资源进一步减少。因此，小区2的可调度无线电资源将逐渐减少，两个小区容量的不平衡将增大。

常规技术的问题的其他影响在于网络的总体容量降低。考虑到上述相同的情况，如果BTS2 104调度比BTS1 102更多的数据分组，则可以改进两个小区的总容量，即使这样，BTS1 102也将调度比BTS2104更多的数据分组。

常规技术的问题的其他影响还在于网络的覆盖区减小。在存在彼此强烈干扰的大量小区的情况下，一些基站耗尽了可用无线电资源来调度移动站，结果阻止了上行链路数据分组的传输。换言之，由于上述问题，常规技术可能在网络中产生覆盖区空洞。

本发明的目的是为无线电网络控制器提供一种找到优化资源分配方法的方法，以使总体网络容量最大化、改善网络容量平衡和改善网络的覆盖区。因为无线电网络控制器应该在不知道随机分布的移动站和哪种无线电条件在时间上快速改变的情况下做出决定，以及快速资源重组是由基站调度器执行的，所以本目的具有意义。

用于解决问题的手段

本发明的目的由一种用于移动通信网络中的上行链路无线电资源控制的方法来实现，所述移动通信网络包括多个移动站、与多个移动站相连的多个基站、以及与多个基站相连的无线电网络控制器，所述多个基站服务于各个小区，所述方法包括如下步骤：在多个基站处，测量总干扰和小区内干扰值；从多个基站向无线电网络控制器报告测量的总干扰值和测量的小区内干扰值；响应来自多个基站的报告，在无线电网络控制器处，计算针对各个小区的容许总干扰；从无线电网络控制器向多个基站发送与容许总干扰有关的信息；以及响应所发送的容许总干扰，由多个基站对多个移动站的上行链路数据分组传输进行调度，使其不超过针对各个小区所计算的容许总干扰。

所述方法还包括如下步骤：根据测量的总干扰值和测量的小区内干扰值，在多个基站处，预计小区间干扰值。在这种情况下，多个基站向无线电网络控制器报告预计小区间干扰值，而不是测量的总干扰值。

关于基站报告测量的总干扰和测量的小区内干扰，所提出的本发明方案的有益效果描述如下：

当基站对属于小区的多个移动站的上行链路数据分组传输进行调度时，基站知道该小区的总干扰和小区内干扰。另一方面，无线电网络控制器应该对网络中的多个小区的总干扰进行控制。来自网络中的多个小区的总干扰和小区内干扰的测量能够使无线电网络控制器能够提取小区之间的特性。通过预测该特性，可以实现无线电资源管理的高效全局优化，从而改善网络容量和覆盖区。

根据基站报告，通过由稍后描述的方程(6)描述的建议方法，导出上行链路数据分组传输的关键特性，即网络中小区之间的小区间干扰度量。具有对网络中小区之间的小区间关系的精确预测，使无线电网络控制器能够估计在给定的任意容许可调度无线电资源处的小区间干扰，即由稍后描述的方程(9)表示的容许小区内干扰。

根据基站对测量的小区间干扰的报告，无线电网络控制器能够计算网络中各个小区的无线电资源的使用。除了小区间干扰度量，使用率也使无线电网络控制器能够调整各个小区的所分配的无线电资源，从而改善网络的总容量。

对资源分配进行调度的建议方法的有利之处描述如下：

本发明中提出的所述方法使无线电网络控制器能够将更多无线电资源分配给高使用和低干扰小区，而不是低使用和高干扰小区。与未考虑网络的小区间干扰状况的常规技术相比较，所建议方法改善了使用有限共用无线电资源的网络的总容量。

本发明中提出的所述方法使无线电网络控制器能够调整容许总干扰，以将小区的使用率保持在目标等级。该过程在稍后所述的图6中示出。因此，网络的共用无线电资源在网络中的小区之间分配，从而在小区之间均衡地使用分配的资源。这样能够在多个小区之间进行平衡的容量分配，以便在网络中的移动站之间提供公平表现。

此外，建议方法还使无线电网络控制器能够在网络中给定的高使用和低使用小区的混合体中，优先考虑对高使用小区的资源分配。该过程在稍后所述的图6中示出。因此，无线电网络控制器控制小区之间的容量不平衡，从而改善网络的覆盖区。另外，在网络中给定的高干扰小区和低干扰小区的混合体中，无线电网络控制器可以通过控制小区的目标使用率来为低干扰小区优先分配资源。图7示出了该过程。由于对低干扰小区分配了更多的公用无线电资源，这样能够改善网络的总无线电容量。

附图说明

图1是示出了典型移动通信网络系统的示意图，该移动通信网络系统具有对多个移动站的上行链路分组传输进行调度的基站、以及对多个基站的上行链路无线电资源进行控制的无线电网络控制器。

图2是示出了其中实现根据本发明一个实施例的方法的移动通信网络系统的方框图。

图3是示出了从相邻小区发射的小区间干扰的示意图。

图4是示出了无线电网络控制器中用于更新总干扰的过程的流程图。

图5是示出了基站中用于更新总干扰的过程的流程图。

图6是示出了无线电网络控制器中用于计算总干扰的过程的流程图。

图7是示出了无线电网络控制器中用于计算目标使用率的过程的流程图。

参考标号说明：

101，105，201  移动站

102，104，202，301  基站

103，203  无线电网络控制器

204  数据分组发射机

205  调度器从单元

206  基站调度器

207，209  数据分组接收机

208  数据分组解码器

210，212  测量单元

211  无线电资源控制器

301  相关小区

具体实施方式

下文描述实现本发明的具体示例。

图2示出了移动通信网络系统，该移动通信网络系统基于WCDMA技术，包括与基站202相连的多个移动站201，无线电网络控制器203与多个基站202相连。每个移动站(MS)包括数据分组发射机(DCH Tx)204、以及由基站调度器206控制的调度器从单元(SCH从单元)205。

每个基站202包括：基站调度器(SCH主单元)206，用作每个移动站201中的调度器从单元205的主单元；数据分组接收机(DCHRx)207，用于接收来自每个移动站201的数据分组；数据分组解码器208，用于对接收到的分组进行解码，并向无线电网络控制器203发射已解码的分组；测量单元(MSR)210，用于测量小区内干扰(IntraInt)；以及测量单元(MSR)212，用于测量总干扰(TotInt)。

无线电网络控制器203包括：数据分组接收机(DCH Rx)，用于接收来自每个基站202的数据分组；以及无线电资源控制器(RRC)211，用于控制小区的无线电资源。

在图2所示的系统中，移动站201的数据分组发射机204向相连的服务基站201发送上行链路数据分组，该传输由移动站202中的调度器的从单元205控制。基站调度器206控制由基站202服务的所有移动站的调度器的从单元205。基站202与移动站201通过发送调度相关信息而彼此进行通信。例如，WCDMA上行链路专用信道增强移动系统利用专用控制信道来采用快速调度信息处理。通过使用这种快速调度处理，基站202能够通过调度无线电条件最好的移动站，来更加高效地使用给定的总干扰。

基站202中的数据分组接收机207接收来自移动站的数据分组，并对由数据分组解码器208发送的数据分组进行解码，以将解码的分组转发到无线电网络控制器203中的数据分组接收机209。服务于小区的基站202处的测量单元212可以测量该小区的总干扰，或等效地，总的接收到的功率。如下面的方程所示，总干扰I可以被分解成三个不同的子分量：

I＝I_Inter+I_Intra+N₀                (1)

热噪声N₀是由无线电通信信道的自然现象引起的，而由I_Inter和I_Intra表示的小区内和小区间干扰分别由小区自身和相邻小区的上行链路分组传输引起。基站能够通过在测量单元212处测量总的接收到的功率，来测量总干扰I。此外，因为基站202知道由所调度的移动站发送的上行链路数据分组，所以它能够在测量单元210处测量小区内干扰。

如方程(2)所示，基站调度器206的关键任务之一是保持方程(1)中的总干扰I比预定等级I_MAX低，以提供网络稳定性：

I_MAX＞I＝I_Inter+I_Intra+N₀            (2)

多个小区的总干扰预定义等级由无线电网络控制器203中的无线电资源控制器211控制。

在上述系统中，无线电网络控制器203接收与网络中小区的所测量的总干扰和所测量的小区内干扰有关的信息。假设基站的热噪声等级作为先验值，则可以通过方程(2)导出小区间干扰。小区内和小区间干扰的明显关系则建立如下：

$I_{\mathrm{Inter}}\left(m\right)=\underset{i\∈\mathrm{\Ψ}\left(m\right)}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\η}(m,i)I_{\mathrm{Intra}}\left(i\right)---\left(3\right)$

其中I_Inter(m)和I_Intra(m)分别代表小区m处的小区间和小区内干扰，而η(m，i)是小区m与小区i之间的小区间干扰度量。此外，Ψ(m)表示朝向小区m的干扰小区的集合。

图3用典型移动蜂窝布局示出了方程(3)中的关系。在所示的网络布局中，使用各自具有六边形形状的扇区划分的小区，并安置各自服务于三个相邻小区的基站(A，B，C，D)。小区1是相关小区301，由基站A 302控制。在本示例中，小区1的小区间干扰由网络中总共11个小区之中的6个相邻小区独立提供。在6个小区间干扰之中，有3个强干扰来自两个直接相邻的小区，小区4和小区5。虽然小区6和小区7也紧靠小区1，但是由于扇形天线增益，可以假设它们提供的干扰是很少量的。因为小区3与小区1中的干扰移动站之间的更大路径损耗(或遮蔽)，紧靠小区1的小区3的干扰比位置较远的小区8的干扰更少。

通常，小区间干扰度量是小区距离、扇区定向、用户分布和调度策略等的函数。此外，应该注意如下所示的度量属性：

I.缓慢时间变化：

以给定的较短观察间隔而言，小区间干扰I_Inter(m)和小区内干扰I_Intra(m)是快速时间变化函数，它们取决于上行链路数据分组的突发本质和基站处采用的调度策略。这些随机变量的短时平均能够得到动态本质的平均值，因而小区间干扰度量变为缓慢的时间变化函数。

II.有限相邻集合：

不失一般性，假设网络中有朝向小区m的有限数量的干扰小区，这些干扰小区通常由Ψ(m)表示。这种假设可以显著减小网络中小区的相互依赖性。可以根据实际小区距离、小区频率分配、扇区定向等来选择该集合。从图3可以看出，对于小区1，只存在3个强干扰小区。

在图2所示的上述系统中，无线电网络控制器以下文所示的方式分配总干扰。图4示出了分配总干扰的过程。

首先，在步骤401，无线电网络控制器(RNC)从基站接收对小区间和小区内干扰的N个测量。当然，无线电网络控制器可以接收对总干扰的测量，而不是对小区间干扰的测量，并使用方程(2)来估计小区间干扰。此外，注意热噪声N₀是基站的，并且被预先测量，是无线电网络控制器已知的。

接着，无线电网络控制器存储在一段时间接收到的对小区间干扰的多个测量、以及对所调度的小区内干扰的多个测量，以形成如下方程：

$\stackrel{\→}{{\hat{I}}_{\mathrm{Inter}}\left(m\right)}={\stackrel{\→}{\mathrm{\η}\left(m\right)}}^T{\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}\left(m\right)---\left(4\right)$

其中是代表小区m的小区间测量矢量的N维矢量，

是代表小区m的干扰小区的小区间测量矩阵的N_Ψ×N维矩阵。

表示小区m的小区间干扰矢量，是N_Ψ维矢量。N表示测量的数量，N_Ψ表示小区m的干扰小区的总数量。如果以更加明显的形式重写方程(4)，则得到如下方程(5a)到(5c)。

$\stackrel{\→}{\mathrm{\η}\left(m\right)}=\left[\begin{array}{cccc}\mathrm{\η}(m,{\mathrm{\Ψ}}_1)& \mathrm{\η}(m,{\mathrm{\Ψ}}_2)& \·\·\·& \mathrm{\η}(m,{\mathrm{\Ψ}}_N)\end{array}\right]---\left(5a\right)$

$\stackrel{\→}{{\hat{I}}_{\mathrm{Inter}}\left(m\right)}=\left[\begin{array}{c}{\hat{I}}_{\mathrm{Inter}}(m,T_1)\\ {\hat{I}}_{\mathrm{Inter}}(m,T_2)\\ \·\\ \·\\ \·\\ {\hat{I}}_{\mathrm{Inter}}(m,T_N)\end{array}\right]---\left(5b\right)$

${\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}\left(m\right)=\left[\begin{array}{cccc}{\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}({\mathrm{\Ψ}}_1,T_1)& {\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}({\mathrm{\Ψ}}_1,T_2)& \·\·\·& {\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}({\mathrm{\Ψ}}_1,T_N)\\ {\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}({\mathrm{\Ψ}}_2,T_1)& {\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}({\mathrm{\Ψ}}_2,T_2)& \·\·\·& {\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}({\mathrm{\Ψ}}_2,T_N)\\ \·& & & \·\\ \·& & & \·\\ \·& & & \·\\ {\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}({\mathrm{\Ψ}}_{N_{\mathrm{\Ψ}}},T_1)& {\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}({\mathrm{\Ψ}}_{N_{\mathrm{\Ψ}}},T_2)& \·\·\·& {\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}({\mathrm{\Ψ}}_{N_{\mathrm{\Ψ}}},T_N)\end{array}\right]---\left(5c\right)$

接着，在步骤402，无线电网络控制器估计每个小区的小区间干扰矢量。根据方程(4)，可以用如下方程估计小区m的小区间干扰矢量：

$\stackrel{\→}{\mathrm{\η}\left(m\right)}=\stackrel{\→}{{\hat{I}}_{\mathrm{Inter}}\left(m\right)}{\left({\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}\left(m\right)\right)}^T{\left(\left({\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}\left(m\right)\right){\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}{\left(m\right)}^T\right)}^{-1}---\left(6\right)$

为了保证所估计的小区间干扰矢量存在，需要检查方程(6)中矩阵的求逆是否可能。方程(7)示出了如果足够数量的测量可用，则无线电网络控制器可以估计小区间干扰度量。具体地讲，当测量的数量大于小区m的干扰小区数量时，求逆是可能的：

$\mathrm{rank}\left({\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}\left(m\right){\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}{\left(m\right)}^T\right)=\min (N_{\mathrm{\Ψ}},N)=N_{\mathrm{\Ψ}}---\left(7\right)$

实际上，如果测量持续时间非常短，则相邻测量可能彼此高度相关，从而独立测量的有效数量可能比干扰小区的数量更少。为了防止这种情况，如果可能，可以选择足够的测量持续时间和测量矢量的较大集合。因为小区间干扰度量也是时间上的缓慢变化函数，所以基于滑动窗的测量间隔对于改善估计质量是十分有用的。

接着，在步骤403，无线电网络控制器形成网络的小区间干扰矩阵。如以下方程所示，小区间干扰矩阵可以由根据方程(6)所估计的每个小区的小区间干扰度量形成：

$\widehat{\mathrm{\η}}={\left[\begin{array}{cccc}\stackrel{\→}{\widehat{\mathrm{\η}}\left(1\right)}& \stackrel{\→}{\widehat{\mathrm{\η}}\left(2\right)}& \·\·\·& \stackrel{\→}{\widehat{\mathrm{\η}}\left(N_{\mathrm{cell}}\right)}\end{array}\right]}^T---\left(8\right)$

其中

和

分别是小区m的N_cell维小区间干扰矢量、以及网络的N_cell×N_cell维小区间干扰矩阵。需要指出，N_cell代表网络中小区的总数量。与方程(6)相比，独立的小区间干扰矢量的维数增大了，但是其非零元素的数量保持不变。根据方程(8)，可以导出如下全局小区干扰关系：

$\stackrel{\→}{I_{\mathrm{Inter}}}=\mathrm{\η}\stackrel{\→}{I_{\mathrm{Intra}}}---\left(9\right)$

其中小区间和小区内干扰矢量和

都是Nc_ell维矢量，即

$\stackrel{\→}{I_{\mathrm{Inter}}}=\left[\begin{array}{c}{I}_{\mathrm{Inter}}\left(1\right)\\ I_{\mathrm{Inter}}\left(2\right)\\ \·\\ \·\\ \·\\ I_{\mathrm{Inter}}\left(N_{\mathrm{cell}}\right)\end{array}\right],\stackrel{\→}{I_{\mathrm{Intra}}}=\left[\begin{array}{c}{I}_{\mathrm{Intra}}\left(1\right)\\ I_{\mathrm{Intra}}\left(2\right)\\ \·\\ \·\\ \·\\ I_{\mathrm{Intra}}\left(N_{\mathrm{cell}}\right)\end{array}\right]---\left(10\right)$

方程(9)中所示的系统方程提供了上行链路数据分组传输的基本设计框架。对于给定的小区内干扰矢量，系统方程提供如下预计的总干扰矢量

$\stackrel{\→}{I}=\stackrel{\→}{I_{\mathrm{Intra}}}+\stackrel{\→}{I_{\mathrm{Inter}}}---\left(11\right)$

$=(E+\mathrm{\η})\stackrel{\→}{I_{\mathrm{Intra}}}$

其中E是N_cell维单位矩阵。

方程(11)示出了由于网络的所估计的小区间干扰度量，对于给定的任意容许小区内干扰，无线电网络控制器可以预测网络中所有小区的总干扰。

接着，在步骤404，无线电网络控制器调整容许总干扰。换言之，无线电网络控制器针对各个小区，执行资源分配过程。因此，资源分配过程可以使用与总干扰和所分配的小区内干扰之间的关系有关的信息，以防止上述常规技术的问题，例如小区之间的容量不平衡、覆盖区减小和总的网络容量下降。最后，在步骤405，无线电网络控制器向多个基站发送通知容许总干扰的信号，然后过程返回步骤401。

使用图1所示的两个小区情况的示例，可以根据由方程(6)、(9)和(11)提供的信息来设计步骤404中的资源分配策略。

以下将参考图5，对每个基站执行的过程进行描述。

在步骤501，基站连续不断地观察从进行控制的无线电网络控制器(RNC)发信号通知的容许总干扰。如果无线电网络控制器发出信号，则在步骤502，基站响应无线电网络控制器对新的总干扰值的信号通知，更新该值。接着，在步骤503，基站调度移动站，这些移动站满足总干扰比信号通知的容许总干扰更小的要求。在步骤504，为了计算小区内和总干扰的平均值，基站测量两种干扰的瞬时等级。在步骤505和506，基站按照诸如周期性报告之类的给定报告标准，向无线电网络控制器发送平均干扰。然后，基站的过程返回步骤501。

接下来，描述资源分配的具体过程。

资源分配的初始步骤是找到基站调度器在如何使用相关小区的当前分配资源。可以定义的一个度量是如下所示的小区使用率：

$U\left(k\right)=\frac{{\hat{I}}_{\mathrm{Intra}}\left(k\right)}{I_{\mathrm{Intra}}\left(k\right)}---\left(12\right)$

其中

和I_Intra(k)分别是小区k的测量的和容许的小区间干扰。使用率与诸如小区中的移动站数量之类的小区业务量负荷成比例。如果向小区添加更多移动站，则测量的小区内干扰将增大，由此使用率也增大。相反，随着移动站数量的减少，使用率也将降低。

在资源分配的下一步骤中，无线电网络控制器对第一小区和第二小区的使用率、以及它们之间的小区间干扰度量进行比较。当第一小区的使用率高于第二小区，而第一小区没有对第二小区引起较高干扰时，无线电网络控制器应该增加第一小区的无线电资源。如果第一小区的使用率低于第二小区，但第一小区对第二小区引起较高干扰时，无线电网络控制器应该减少第一小区的无线电资源。

在下一个资源分配的步骤中，无线电网络控制器应该保证两个小区的总干扰处于上限。如果向第一小区添加更多资源，则应该考虑对第二单元的影响，使：

I_MAX＞I(2)                                        (13)

I_MAX＞I_Intra(2)+η(2，1)(I_INtra(1)+Δ)

其中不失一般性，假设要增加第一小区(小区1)的无线电资源，上述不等式检查第二小区(小区2)是否可以适应这种改变的影响。

下面说明所提出的上述方法的有益效果：

无线电网络控制器可以根据另一小区的所测量的总干扰和所测量的小区内干扰，计算一个小区的小区间干扰。将这种小区间干扰信息用于每个小区的资源分配，从而可以在将另一小区的总干扰保持在安全阈值以下的同时，调整一个小区的无线电资源。

根据所测量的小区内干扰，无线电网络控制器可以测量两个小区的无线电资源使用率，并对两个小区中的无线电资源调整的必要性进行监视。通过为高使用和低干扰小区而不是低使用高和高干扰小区增加无线电资源，无线电网络控制器可以调整无线电资源，以提高两个小区的总容量。

至此，考虑了包括两个小区的网络的情况，上述原理可以推广到如下所述的包括任意数量的小区的网络。图6示出了具体过程的流程图。

在图6和7中，mlsc(k)和mloc(k)分别代表小区k的所测量的平均小区内干扰和所测量的平均小区间干扰。mltc(k)表示mlsc(k)和mloc(k)之和。与次类似，alsc(k)和aloc(k)分别代表小区k的分配的小区内和小区间干扰，tlsc(k)和tloc(k)分别代表小区k的临时小区内和小区间干扰。altc(k)表示alsc(k)和aloc(k)之和，tltc(k)表示tlsc(k)和tloc(k)之和。eta(k，n)代表从小区n到小区k的小区间干扰度量。

变量K61，K62和K63分别代表目标使用率、最大总干扰和小区内干扰的正调整因子。变量K64，K65和K66分别代表最大小区内干扰、小区内干扰的负调整因子和最小小区内干扰。

最初，在步骤601，更新从基站报告的测量，即总干扰和小区内干扰，并利用方程(1)所示的关系，计算小区间干扰。在步骤602，从最高使用的小区开始，如下计算每个小区的新的小区内干扰：

计算小区的使用率，并在步骤603通过将该使用率与目标使用率进行比较来检查所选小区是使用过度还是使用不足。如果是使用过度，则在步骤604进一步检查所选小区是否具有增加容许总干扰的空间。如果总干扰已经接近最大等级，则不能再增加，以便保持总干扰低于最大等级。然后，过程进入到步骤613。

如果在步骤604判断有进一步增加的空间，则在步骤605、606、607和608检查所选小区的小区内干扰的增加是否会侵害其他小区的最大容许总干扰。如果该增加会对其他小区造成侵害，该过程则进入到步骤613。如果在步骤608，该增加不会对其他小区造成侵害，则在步骤609执行新的小区内干扰调整。一旦执行了新的小区内干扰调整，随后在步骤610和611更新得到的容许总干扰，然后过程前进到步骤613。

在步骤613，选择第二最高使用的小区，并在步骤614使控制参数k递增，然后，该过程返回步骤603，重复该过程，直到最低使用的小区。在步骤603，如果小区使用率小于阈值，则在步骤612，将分配的小区内干扰降低预定义等级，然后该过程进入到步骤610。

以上提出的方法继承了针对两个小区的情况所述方法的有益效果。

另外，与上述方面有关的有益效果在于，无线电网络控制器可以根据干扰小区的小区内干扰的减少，估计相邻小区处的小区间干扰减少了多少。通过得知小区间干扰矩阵，无线电网络控制器可以预测相邻小区处降低的小区间干扰，这种小区间干扰稍后可以进一步由小区内干扰使用。

此外，当有一个以上的小区请求更多无线电资源时，上述方法对具有较高无线电资源使用率的小区，而不是具有较低无线电使用率的小区给予优先权。这样能够使高使用小区优先于低使用小区来消耗共用无线电资源，从而网络中的小区显示出相似的无线电资源使用率。如果不同小区之间可以存在相似的无线电资源使用率，则可以在网络中的不同小区之间，实现公平的终端用户体验。考虑图1所示的示例，如果两个小区具有同等的大量移动站，则由于来自小区1的高干扰，网络容量的上限将受到小区2的总干扰的限制。在这种情况下，小区2的使用率将比小区1的高。上述方法允许无线电网络控制器优先考虑对小区2进行资源分配，从而防止了向小区1分配更多资源。

下面将描述控制小区的目标使用率的方法。

图6所描述的调整方法采用了预定义的小区目标使用率。也可以由图7所示的方法来控制小区的目标使用率。在图7中，agIoc(k)和tU(k)分别代表由小区k引起的合计的总小区间干扰、以及小区k的目标使用率。变量K71和K72分别代表定义高干扰小区和低干扰小区的阈值，K73和K74分别代表针对目标使用率的正和负调整因子。K75和K76分别表示最大和最小目标使用率。

最初，在步骤701，无线电网络控制器更新所测量的小区内干扰和总干扰，并计算小区间干扰矩阵。接着，在步骤702，计算所选小区的合计的总小区间干扰，并将其在步骤703与预定上限阈值比较。如果合计干扰大于阈值，则在步骤704，以预定调整因子增加所选小区的目标使用率，并且该过程进入到步骤707。该调整的上限由预定的最大目标使用率因子限制。如果在步骤703判断合计干扰不大于阈值，则在步骤705，将合计干扰与预定的下限阈值比较。如果小于下限阈值，则在步骤706，以预定调整因子减小所选小区的目标使用率，把该过程进入到步骤707。该调整的下限由预定的最小目标使用率因子限制。如果在步骤705判断该合计干扰不小于下限阈值，控制过程则直接进入到步骤707。在步骤707，使控制参数k递增，然后，该过程返回步骤703，以便对所有小区重复该过程。

图6所示的资源调整方法要求目标使用率作为关键的系统参数。以上描述了确定目标使用率的方法。该方法允许对其相邻小区造成很少小区间干扰的低干扰小区具有比引起强烈小区间干扰的小区更高的小区内干扰。换言之，该方法减小了低干扰小区的目标使用率，从而可以根据图6中的前述资源调整方法，来向其分配更多的小区内干扰。考虑图1所示的实例，因为小区1对小区2的干扰比小区2对小区1的干扰更多，所以将小区2的目标使用率调整到比小区1的目标使用率更小的等级。如果两个小区的移动站的数量相同，则具有更低目标使用率的小区2将具有高于小区1的小区内干扰。通常，如果小区对一个以上的相邻小区造成强烈干扰，无线电网络控制器则可以减少该小区的小区内干扰，从而能够提高受干扰小区的容量，并可以提高网络的总体容量。

通常，除了天线和无线电发射/接收单元之外，移动通信网络中的基站设备还具有用于控制基站设备操作的计算机。因此，上述用于进行资源控制的基站设备可以是由构成基站设备的计算机实现的设备，该计算机读取用于执行上述功能的程序，并执行该程序。类似地，上述用于执行资源控制的无线电网络控制器可以是由构成无线电网络控制器的计算机实现的设备，该计算机读取用于执行上述功能的程序，并执行该程序。

例如，这种程序记录在计算机可读记录介质中，并通过将该记录介质安装到计算机中，将程序读入计算机。作为替换，这种程序可以是通过因特网之类的网络读入计算机的程序。因此，这种程序、记录有该程序的记录介质和包括有该程序的程序产品都包括在本发明的范围内。

Claims (21)

1.一种用于移动通信网络中的上行链路无线电资源控制的方法，所述移动通信网络包括多个移动站、与所述多个移动站相连的多个基站、以及与所述多个基站相连的无线电网络控制器，所述多个基站服务于各个小区，所述方法包括步骤：

在所述多个基站处，测量总干扰和小区内干扰值；

从所述多个基站向所述无线电网络控制器报告测量的总干扰值和测量的小区内干扰值；

响应来自所述多个基站的所述报告，在所述无线电网络控制器处，计算针对独立小区的容许总干扰；

从所述无线电网络控制器向所述多个基站发送与所述容许总干扰有关的信息；以及

所述多个基站响应所述发送的容许总干扰，对所述多个移动站的上行链路数据分组传输进行调度，使其不超过针对各个小区计算的所述容许总干扰。

2.一种用于移动通信网络中的上行链路无线电资源控制的方法，所述移动通信网络包括多个移动站、与所述多个移动站相连的多个基站、以及与所述多个基站相连的无线电网络控制器，所述多个基站服务于各个小区，所述方法包括步骤：

在所述多个基站处，测量总干扰和小区内干扰值；

在所述多个基站处，根据测量的总干扰值和测量的小区内干扰值，预计小区间干扰值；

从所述多个基站向所述无线电网络控制器报告所述预计的小区间干扰值和所述测量的小区内干扰值；

响应来自所述多个基站的所述报告，在所述无线电网络控制器处，计算针对独立小区的容许总干扰；

从所述无线电网络控制器向所述多个基站发送与所述容许总干扰有关的信息；以及

所述多个基站响应所述发送的容许总干扰，对所述多个移动站的上行链路数据分组传输进行调度，使其不超过针对各个小区计算的所述容许总干扰。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述移动通信网络是CDMA网络。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线电网络控制器通过假设每个小区的预计小区间干扰是如下方程所示的其他相邻小区的容许小区内干扰的加权线性组合，来估算预计的小区间干扰矩阵：

$I_{\mathrm{Inter}}\left(m\right)=\underset{i\∈\mathrm{\Ψ}\left(m\right)}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\η}(m,i)I_{\mathrm{Intra}}\left(i\right)$

其中I_Inter(m)和I_Intra(m)分别代表第m个小区处的所述预计小区间干扰和所述容许小区内干扰，η(m，i)是从第i个小区到第m个小区的小区间干扰度量，Ψ(m)表示朝向所述第m个小区的干扰小区的集合。

5.根据权利要求1到4中的任何一项所述的方法，其中所述无线电网络控制器计算所述容许总干扰，作为容许小区内干扰与预计小区间干扰之和。

6.根据权利要求1到3中的任何一项所述的方法，其中所述多个基站通过监视所述多个移动站的上行链路分组传输活动，周期性地测量小区内干扰的平均值。

7.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述无线电网络控制器使用与小区间干扰矩阵有关的信息，估算小区之间的小区间干扰，和

当小区的使用率较高，并且对另一个小区的干扰不高于预定等级时，增加所述容许总干扰。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线电网络控制器计算从第一小区到第二小区的小区间干扰、以及从第二小区到第一小区的小区间干扰，并根据测量的所述第一小区和所述第二小区的总干扰值、以及测量的所述第一小区和所述第二小区的小区内干扰值，更新所述第一小区和所述第二小区的容许总干扰。

9.根据权利要求1到3中的任何一项所述的方法，其中，当第一小区的使用率低于第二小区的使用率，并且第一小区对第二小区的干扰较高时，减少第一小区的容许总干扰。

10.根据权利要求1到3中的任何一项所述的方法，其中，当第一小区的使用率高于第二小区的使用率，并且第一小区对第二小区的干扰不高时，增加第一小区的容许总干扰。

11.根据权利要求1到3中的任何一项所述的方法，其中所述无线电网络控制器计算小区的使用率，作为所述测量的小区内干扰与容许小区内干扰之间的比值。

12.根据权利要求1到4中的任何一项所述的方法，还包括步骤：

由所述无线电网络控制器分配网络中小区的目标使用率；和

由所述无线电网络控制器调整所述容许总干扰，以使每个小区的所述使用率保持所述目标使用率。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述无线电网络控制器从最高使用小区开始到最低使用小区，调整针对各个小区的所述容许总干扰。

14.根据权利要求12所述的方法，其中如果由小区引起的合计小区间干扰较低或较高，所述无线电网络控制器则分别增加或降低小区的所述目标使用率。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述无线电网络控制器逐步地、以预定步长来调整所述容许总干扰的分配。

16.一种移动通信网络的基站设备，包括：

用于测量总干扰和小区内干扰值的装置；

用于向无线电网络控制器报告测量的总干扰值和测量的小区内干扰值的装置；

用于接收来自所述无线电网络控制器的、与容许总干扰有关的信息的装置；和

用于对多个移动站的上行链路数据分组传输进行调度、使其不超过所述容许总干扰的装置。

17.一种移动通信网络的基站设备，包括：

用于测量总干扰和小区内干扰值的装置；

用于根据测量的总干扰值和测量的小区内干扰值来预计小区间干扰值的装置；

用于向无线电网络控制器报告预计的小区间干扰值和所述测量的小区内干扰值的装置；

用于接收来自所述无线电网络控制器的、与容许总干扰有关的信息的装置；和

用于对多个移动站的上行链路数据分组传输进行调度、使其不超过所述容许总干扰的装置。

18.根据权利要求16或17所述的基站设备，其中所述移动通信网络是CDMA网络。

19.一种移动通信网络的无线电网络控制器，包括：

用于从多个基站接收测量的总干扰值和测量的小区内干扰值的装置；

用于根据所述接收到的测量的总干扰值和所述接收到的测量的小区内干扰值来计算针对各个小区的容许总干扰的装置；和

用于向所述多个基站发送与所述容许总干扰有关的信息的装置。

20.一种移动通信网络的无线电网络控制器，包括：

用于从多个基站接收预计小区间干扰值和测量的小区内干扰值的装置；

用于根据所述接收到的预计小区间干扰值和所述接收到的测量的小区内干扰值来计算针对各个小区的容许总干扰的装置；和

用于向所述多个基站发送与所述容许总干扰有关的信息的装置。

21.根据权利要求17所述的无线电网络控制器，其中所述移动通信网络是CDMA网络。

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