CN101485217A - 移动无线电通信系统中的无线电资源管理 - Google Patents

移动无线电通信系统中的无线电资源管理 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于运行无线电通信系统的方法，在该无线电通信系统中，网络侧无线电设备(BS1，BS2)将无线电资源用于与用户站的通信。第一网络侧无线电设备(BS1)执行与第二网络侧无线电设备(BS2)对各自使用的无线电资源的直接协调。由第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备，向设备(TS)发送对由第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源进行裁决的询问。第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备根据该询问，从设备(TS)接收关于由第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源的信息。本发明还涉及一种用于执行本方法的无线电通信系统。

Description

移动无线电通信系统中的无线电资源管理
本发明涉及一种用于运行无线电通信系统的方法，在该无线电通信系统中，网络侧无线电设备将无线电资源用于与用户站的通信。
在无线电通信系统中，借助电磁波经过无线电接口在发送站和接收站之间传输例如具有语音信息、图像信息、视频信息、SMS(短消息业务)、MMS(多媒体消息传送业务)或另外数据的消息。在此，按照无线电通信系统的具体扩展方案而定，这些站可以涉及不同类型的用户站或诸如中继站、无线电接入点或基站的网络侧无线电设备。在移动无线电通信系统中，至少一部分用户站涉及移动的无线电站。使用处于为各个系统所规定的频带中的载频，来实现电磁波的发射。
移动无线电通信系统常常被构造为例如按照标准GSM(全球移动通信系统)或UMTS(通用移动电信系统)的蜂窝式系统，这些系统具有例如由基站、用于检查和控制基站的设备和其它网络侧设备所组成的网络基础设施。除了这些广泛地组织的(超本地的)、蜂窝式的、分等级的无线电网之外，也还有具有通常在空间上受到明显较强限制的无线电覆盖范围的无线局域网(WLAN，Wireless Local Area Networks)。WLAN的不同标准的实例是HiperLAN、DECT、IEEE802.11、蓝牙和WATM。
在无线电通信系统中，通过多路访问法/复用法(Multiple Access，MA)来调节用户站对共同的传输媒介的访问。在这些多路访问中，无线电资源可以在时域中(时分多址(Time Division Multiple Access)，TDMA)，在频域中(频分多址(Frequency Division Multiple Access)，FDMA)，在码域中(码分多址(Code Division Multiple Access)，CDMA)或在空间域中(空分多址(Space Division Multiple Access)，SDMA)被划分。多路访问法的组合、例如频域多路访问法与码域多路访问法的组合也是可能的。为了实现尽可能有效的无线电传输，可以将供使用的整个频带分解成多个子带(多载频法)。多载频系统所基于的思想是，将宽带信号的传输的初始问题转化成多个窄带信号的传输。多载频传输法的一个实例是OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing正交频分复用)。
本发明所基于的任务在于，指出一种用于运行无线电通信系统的有效方法和一种适用于执行该方法的无线电通信系统。
通过具有权利要求1所述特征的方法和通过具有并列权利要求所述特征的无线电通信系统来解决该任务。有利的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。
本发明方法涉及无线电通信系统的运行。在无线电通信系统中，网络侧无线电设备将无线电资源用于与用户站的通信。第一网络侧无线电设备执行与第二网络侧无线电设备对各自使用的无线电资源的直接协调(Abstimmung)。由第一和/或第二网络侧无线电设备向一个设备发送，对于由第一网络侧无线电设备和/或第二网络侧无线电设备要使用的无线电资源的裁决的询问。第一和/或第二网络侧无线电设备，根据该询问，从该设备接收关于由第一和/或第二网络侧无线电设备要使用的无线电资源的信息。
网络侧无线电设备分别与用户站进行通信。该通信可以分别包括通过各自的网络侧无线电设备的消息发送和/或消息接收。网络侧无线电设备将无线电资源用于与用户站的通信。这些无线电资源可供网络侧无线电设备使用。在此，由一个网络侧无线电设备所使用的或供其使用的无线电资源，不是必须由该网络侧无线电设备连续地使用，但是在无线电资源供其使用的时间期间，该网络侧无线电设备有使用这些无线电资源的可能性。无线电资源尤其可以是一个或多个频率、时间、代码和空间量的组合。
第一和第二网络侧无线电设备直接对由它们各自使用的无线电资源进行协调。在对所使用的无线电资源直接协调时，不包括中央裁决的层次，网络侧无线电设备具有对无线电资源在网络侧无线电设备之间的划分的决定权。在这种协调的范围内，例如一个网络侧无线电设备可以通知另一个网络侧无线电设备，它当前使用或将使用哪些无线电资源。网络侧无线电设备例如还可以在另一个网络侧无线电设备处询问，它是否允许使用另一个网络侧无线电设备当前所使用的无线电资源。
除了分散的直接协调，实现将一个设备包含作为中央的层次。可以由第一和/或由第二网络侧无线电设备将该设备接通。该设备根据该询问给一个或两个网络侧无线电设备，发送关于由第一和/或第二网络侧无线电设备要使用哪些无线电资源的信息。在由网络侧无线电设备将来使用无线电资源时遵循这些信息。这些信息因此补充了网络侧无线电设备之间的直接协调。这就此而言是有利的：该设备可存在有对于网络侧无线电设备不存在的知识，使得该设备可以对无线电资源的分布更有效地进行裁决。
所阐述的方法也可以应用于多于两个的网络侧无线电设备，它们直接对无线电资源的使用互相协调。
在本发明的改进方案中，在直接协调的范围内，在对由第一和/或第二网络侧无线电设备要使用的无线电资源进行裁决时出现冲突的情况下，发送询问。如果在直接的协调时，例如没有在确定的时间内找到解决方案，或相同的问题重复地出现，或所找到的解决方案对于一个或两个网络侧无线电设备是不能令人满意的，该设备因此可以作为调解者起作用。
如果在直接协调的范围内，在不可能对由第一和/或第二网络侧无线电设备要使用的无线电资源进行裁决的情况下发送询问，则是有利的。例如当两个网络侧无线电设备在它们的直接协调时，使用了确定的规则，所述规则根据网络侧无线电设备的确定的要求给网络侧无线电设备分配无线电资源，并且在网络侧无线电设备的当前的要求下，通过使用这些规则而不可能分配时，则可能产生这种不可能性。
在本发明的改进方案中，在直接协调的范围内，在对由第一和/或第二网络侧无线电设备要使用无线电资源的、摇摆的(oszillierenden)裁决情况下，发送询问。摇摆的裁决意味着，没有找到无线电资源向网络侧无线电设备分配的稳定状态，而是一个紧跟着一个地重复在两种或多种状态之间变换。
如果由于直接的协调，由第一网络侧无线电设备仅仅使用不同于由第二网络侧无线电设备所使用的无线电资源，则是特别有利的。在此情况下，直接协调的目标是避免第一和第二网络侧无线电设备使用相同的或重叠的无线电资源。例如如果两个网络侧无线电设备同时在重叠的局部的范围中使用相同的频率，后者可能是这种情况。
在本发明的扩展方案中，该设备通过所述信息，执行由第一和/或第二网络侧无线电设备要使用的无线电资源的重新分配。如果响应所述设备的信息，第一和/或第二网络侧无线电设备的所使用的无线电资源则改变。
可能的是，除了接收所询问的信息外，第一和/或第二网络侧无线电设备还从该设备接收没有被询问的、关于由第一和/或第二网络侧无线电设备要使用的无线电资源的信息。以此方式也可以不通过网络侧无线电设备的询问地操作该设备，其方式是它给第一和/或第二网络侧无线电设备预先规定要使用哪些无线电资源。这种行动方式特别适用于例外情况，例如像由于事故引起的紧急情况。
无线电资源优先包括频带的子带与时间间隔的组合。这特别适用于OFDM系统。
在本发明无线电通信系统中，网络侧无线电设备将无线电资源用于与用户站的通信。存在着对各自使用的无线电资源互相之间进行直接协调的第一和第二网络侧无线电设备。第一和/或第二网络侧无线电设备包括如下装置：该装置用于向设备发送对关于由第一和/或第二网络侧无线电设备要使用的无线电资源的裁决的询问。该设备包括如下装置：该装置用于对由第一和/或第二网络侧无线电设备要使用的无线电资源进行裁决，和用于向第一和/或第二网络侧无线电设备发送关于由第一和/或第二网络侧无线电设备要使用的无线电资源的信息。
本发明无线电通信系统尤其是适用于执行本发明方法，其中，这也可以适合于扩展方案和改进方案。它可以为此包括其它合适的装置。
以下借助实施例来详细阐述本发明。在此：
图1示出了来自移动无线电通信系统的片段。
附图1中所示出的来自移动无线电通信系统的片段，包括两个网络侧无线电设备BS1和BS2。它们互相连接，其中，可以通过导线和/或经过无线电实现通信连接；它优选涉及IP连接(IP：因特网协议)。两个网络侧无线电设备BS1和BS2还与在以下将详细阐述其功能的设备TS相连接。也可以通过导线和/或经过无线电实现在设备TS和网络侧无线电设备BS1和BS2之间的连接。不仅在两个网络侧无线电设备BS1和BS2之间的连接，而且在网络侧无线电设备BS1和BS2和设备TS之间的那种连接可以经过另外的节点延伸。
网络侧无线电设备BS1和BS2，在它们的各自的无线电覆盖范围中，与在附图1中没有示出的用户站进行通信。网络侧无线电设备BS1和BS2涉及相邻的网络侧无线电设备，即网络侧无线电设备BS1和BS2的无线电覆盖范围互相毗邻。为了简化起见，其它的网络侧无线电设备以及移动无线电通信系统的另外的设备没有含有在附图1中。移动无线电通信系统优选涉及一种具有覆盖面积地无线电覆盖的蜂窝式系统。
网络侧无线电设备BS1和BS2将无线电资源用于与用户站的通信。例如在OFDM系统中，无线电资源单元可以涉及由子带和时间间隔组成的组合，必要时附加地与空间方向成分相结合。如果网络侧无线电设备BS1和BS2同时使用相同的无线电资源，这导致在相邻无线电覆盖范围中的所发射信号之间的干扰。在强烈干扰的情况下不再能将信号译码。为了避免该不受欢迎的情况，在RRM(无线电资源管理)的范围内，尝试在网络侧无线电设备之间如此划分无线电资源，使得最大程度地避免重叠。除了避免干扰的目的之外，RRM也还用于负荷平衡的目的，即在不同网络侧无线电设备之间的通信负荷的补偿、辅助用户优化、和在相邻网络侧无线电设备之间实现有效切换过程的目的。
在网络侧无线电设备BS1和BS2之间发生了对所使用的无线电资源的分散的(dezentrale)协调。无线电资源通过网络侧无线电设备的使用意味着，该网络侧无线电设备有权在它的无线小区中将无线电资源用于下行方向消息传输和/或上行方向消息传输、即用于从网络侧无线电设备向用户站的或从用户站向网络侧无线电设备的消息传输。
在该协调的范围内，一个网络侧无线电设备BS1或BS2例如可以通知另一个网络侧无线电设备BS1或BS2，它使用了确定的无线电资源，随即另一个网络侧无线电设备BS1或BS2不使用这些无线电资源。这些信息可以涉及已经转换的(umgesetzte)裁决，也可以涉及将来要转换的裁决。也可以实现一个网络侧无线电设备BS1或BS2为了无线电资源的释放而向另一个网络侧无线电设备BS1或BS2的请求，另一个网络侧无线电设备BS1或BS2可以遵循该请求，或另一个网络侧无线电设备BS1或BS2可以拒绝地应答该请求。网络侧无线电设备BS1和BS2也可以交换测量结果，以便进行无线电资源的有利的划分。
两个网络侧无线电设备BS1和BS2在它们的协调时优选注意确定的规则。例如可以如此调节，即一个网络侧无线电站当想与它的确定范畴的用户站例如具有实时要求的用户站进行通信时，则优先允许使用无线电资源。
通过对无线电资源使用的分散的协调，可以实现无线电资源使用与实际需求的灵活匹配。由于为此除了直接涉及的网络侧无线电设备BS1和BS2之外，没有其它的层次参与，因此可以迅速实现重新分配，使得由此少引起延迟。为此不需要中央的设备，由此节省了成本和简化了系统的体系结构。
但是在分散的协调时，可能出现冲突情况，在所述冲突情况中根据由网络侧无线电设备BS1和BS2所使用的协调规则找不到分配。这尤其涉及两个网络侧无线电设备BS1和BS2具有高的通信负荷的情况。如果例如网络侧无线电设备BS1要求60％的无线电资源，而网络侧无线电设备BS2要求70％的无线电资源，又没有实现对无线电资源划分方式的裁决的另外的准则可供使用，可供网络侧无线电设备BS1和BS2使用的规则就不足以对要执行的划分进行裁决。
即使在规则虽然允许找到分配的情况下，该分配可能是不稳定的。因为可以将两个网络侧无线电设备BS1和BS2中的每一个的RRM，看作为具有外部影响的控制回路，该控制回路可以容易变得不稳定。这可能例如通过摇摆来表现。
为了达到网络侧无线电设备BS1和BS2在任何情况下可以确定无线电资源的划分，或可以确定稳定的划分，必须定义许多复杂的规则。在网络侧无线电设备BS1和BS2之间的协调由此会很费事。如果考虑到一个网络侧无线电设备通常具有不仅一个、而是多个相邻的网络侧无线电设备，必须与这些网络侧无线电设备进行对要使用的无线电资源的协调，这就变得越复杂。
设备TS负责在无线电资源划分时的冲突的化解。如果一个或两个网络侧无线电设备BS1和BS2认为设备TS的裁决是必要的或合宜的，则由网络侧无线电设备BS1和BS2中的一个或两个将该设备TS接通(kontaktiert)。设备TS好像“裁判员”来裁定，两个网络侧无线电设备BS1和BS2分别允许使用哪些无线电资源。可以仅仅将两个网络侧无线电设备BS1和BS2的情况考虑到该裁决中，或也可以考虑其它的网络侧无线电设备。因此例如可能的是，设备TS裁决：应释放一个其它网络侧无线电设备的无线电资源，并允许由网络侧无线电设备BS1来使用，而由网络侧无线电设备BS2所使用的无线电资源保持不变。由于由设备TS使用了较复杂的裁决规则并且由于在设备TS处比在网络侧无线电设备BS1和BS2处有更大的信息内容可供使用，对于设备TS有可能，比这对于网络侧无线电设备BS1和BS2可能的更好地，作出对无线电资源划分的裁决。
设备TS可以实现为独立的设备。但是也可以将设备TS的功能集成到用于另外目的的设备中，因此例如集成到“接入网关”中。设备TS可以具有至O&M(O&M：操作&维护)系统的连接，使得O&M调节可以经过设备TS转用到网络侧无线电设备BS1和BS2上。
设备TS通知网络侧无线电设备BS1和BS2，这些网络侧无线电设备BS1和BS2随后应使用哪些无线电资源。在稍后的时刻，通过在网络侧无线电设备BS1和BS2之间的分散的协调可以改变该划分。
由网络侧无线电设备BS1和BS2将设备TS接通的频度，与在网络侧无线电设备BS1和BS2中实现的RRM机制的复杂性有关。这些RRM机制应是如此复杂的，使得设备TS的干预或用于帮助的调用是例外，而通过直接协调的分散的RRM则是常规。
除了设备TS在冲突情况下的已经阐述的使用，可能存在需要集中化的RRM的特定情况。因此例如有利的是，在紧急情况下，不同于通常的用户优化，有增多的无线电资源可供确定的用户使用。对此的一个实例是在不幸事件时的医生或另外的救护力量。
设备TS还可以进行无线电资源的粗略划分，网络侧无线电设备BS1和BS2从该粗略划分出发来执行分散的划分。该粗略划分可以重复地执行并且随着时间而改变。例如当网络侧无线电设备BS1和BS2由于它们的无线电通信涌现量(Funkverkehrsaufkommens)而应大致对半地分无线电资源“池(Pool)”，然而网络侧无线电设备BS1使用了该池的80％的资源时，则可能的是，设备TS如此来规定划分，使得80％的资源供网络侧无线电设备BS2使用。该划分是一种基于在网络侧无线电设备BS1和BS2之间的新的直接协调的划分。以此方式可以加速在网络侧无线电设备BS1和BS2之间的协调。
借助两个网络侧无线电设备已阐述了本发明，而它可以应用于更大数量的网络侧无线电设备上。在这些网络侧无线电设备之间可以与通过设备TS的支持相结合地，每次成对地实现直接的协调。还可以在三个或更多个网络侧无线电设备之间实现直接的协调，通过设备TS的由网络侧无线电设备所要求的指示，以所述的方式补充了该直接的协调。

Claims (9)

1.用于运行无线电通信系统的方法，在该无线电通信系统中网络侧无线电设备(BS1，BS2)将无线电资源用于与用户站的通信，在该方法中，
第一网络侧无线电设备(BS1)执行与第二网络侧无线电设备(BS2)对各自使用的无线电资源的直接协调，
由第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备，向设备(TS)发送对于对由所述第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源进行裁决的询问，
所述第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备根据该询问从所述设备(TS)接收关于由第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源的信息。
2.按照权利要求1的方法，在该方法中，在所述直接协调的范围内，在对由所述第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源进行裁决时出现冲突的情况下，发送所述询问。
3.按照权利要求2的方法，在该方法中，在所述直接协调的范围内，在不可能对由所述第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源进行裁决的情况下，发送所述的询问。
4.按照权利要求1的方法，在该方法中，在所述直接协调的范围内，在对由第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源摇摆地裁决的情况下，发送所述的询问。
5.按照权利要求1至4之一的方法，在该方法中，基于所述直接协调，由第一网络侧无线电设备(BS1)仅仅使用不同于由第二网络侧无线电设备(BS2)所使用的无线电资源。
6.按照权利要求1至5之一的方法，在该方法中，所述设备(TS)通过所述信息执行由第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源的重新分配。
7.按照权利要求1至6之一的方法，在该方法中，所述第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备，除了接收被询问的信息之外，还从设备(TS)接收没有被询问的、关于由第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源的信息。
8.按照权利要求1至7之一的方法，在该方法中，所述无线电资源包括频带的子带与时间间隔的组合。
9.无线电通信系统，在该无线电通信系统中，网络侧无线电设备(BS1，BS2)将无线电资源用于与用户站的通信，
具有第一(BS1)和第二(BS2)网络侧无线电设备，这些网络侧无线电设备(BS1，BS2)执行互相之间对各自使用的无线电资源的直接协调，
具有所述第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备的、用于向设备(TS)发送对由所述第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源的裁决的询问的装置，
具有所述设备(TS)的装置，所述设备的装置用于对由第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源进行裁决、和用于向所述第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备发送关于由所述第一(BS1)和/或第二(BS2)网络侧无线电设备要使用的无线电资源的信息。
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