CN101953195A - 子载波分配方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明的子载波分配装置包括：存储器(12)，其存储用于将子载波分配给链路的链路的分配模式；选择器(11)，其逐个地选择子载波；分配评估值计算器(13)，其是结合基站的小区来布置的，并且针对每个分配模式，计算分配评估值，所述分配评估值指示在根据该分配模式将由选择器(11)当前选择的子载波分配给链路时相应小区中的分配的可取性；加法器(14)，其针对每个分配模式，将由分配评估值计算器(13)计算出的分配评估值相加；以及最大值检测器(15)，其从由加法器(14)相加的分配评估值的相加结果中检测最大值，并且将相加结果指示最大值的分配模式确定为由选择器(11)当前选择的子载波的最佳分配模式。

Description

子载波分配方法及其装置

技术领域

本发明涉及用于减少多载波系统的无线通信系统中的小区之间的干扰的子载波分配方法及其装置。

背景技术

近年来，多载波系统，尤其是正交频分多址接入系统(OrthogonalFrequency Division Multiple Access：OFDMA)作为无线通信系统的多址接入系统吸引了越来越多的关注。

如果在将OFDMA应用于蜂窝环境时在小区之间使用同一子载波，则小区会彼此干扰并且吞吐量下降。因此，在引起干扰的一侧的小区中，提出了例如减小子载波的发送功率或者不使用该子载波之类的措施。

采用这些措施的技术之一在专利文献1中被公开。

在专利文献1所公开的技术中，连接到基站(Base Station：BS)的无线网络控制器(中央实体Central Entity：CE)分配基站的无线资源(时间/频率组)。

终端(Terminal：T)分别从基站接收导频信号，测量导频信号的接收强度，并且向基站通知所测得的接收强度。基站将从终端通知来的接收强度的信息传送给无线网络控制器。

基于终端的接收强度信息，无线网络控制器将时间/频率组分配给基站，并且向基站通知该分配信息。

基站根据从无线网络控制器通知来的时间/频率组的分配信息的指示，向位于基站的小区中的终端发送数据。

在专利文献1所公开的技术中，在分配时间/频率组时，被发送的有用信号和作为结果的干扰同时被调节，或者被发送的有用信号和来自两个或更多个相邻基站的相同信号同时被调节。

如果该相同信号未从相邻基站被发送，则前者“被发送的有用信号和作为结果的干扰同时被调节”被执行。

专利文献1具体地说明了一种方法，其中，每个基站向位于该基站的小区中的终端分配频率组，并且被分配给位于基站之间的服务重叠区域中的终端(换言之，位于小区边界附近的终端)的频率组的发送功率针对位于邻近基站的小区中的终端被减小。

位于小区边界附近的终端的吞吐量在该方法中被预期为上升。然而，存在如下问题：位于邻近基站的小区中并且发送功率被减小的终端的吞吐量也被减小并且不能保证整个系统的吞吐量的增加。

还存在如下问题：当采用用于按比例调整向终端分配无线资源的公平性的成比例公平性(proportional fairness)时，不能保证整个系统的公平性的提高。

此外，存在的问题在于：在专利文献1中，当与位于邻近基站的小区中的终端相同的频率组被分配给位于小区边界附近的终端时，不清楚使哪个发送功率优先，并且相应的方法一般也不知道。

专利文献1：JP2006-033826A

发明内容

本发明的一个目的是提供用于解决这些问题中的至少一个的子载波分配方法及其装置。

为了实现该目的，本发明的子载波分配方法如下：

一种由子载波分配装置进行的子载波分配方法，该子载波分配装置针对每个子载波，从基站与基站中的终端之间的链路中确定该子载波将被分配给的链路，该子载波分配方法包括：

准备用于将子载波分配给链路的链路的分配模式(allocationpattern)；

逐个地选择子载波；

针对每个分配模式，计算分配评估值，所述分配评估值指示在根据该分配模式将当前所选子载波分配给链路时基站的小区中的分配的可取性；

针对每个分配模式，将基站的小区中的分配评估值相加；以及

从分配评估值的相加结果中检测最大值，并且将相加结果指示最大值的分配模式确定为当前所选子载波的最佳分配模式。

为了实现该目的，本发明的子载波分配装置如下：

一种子载波分配装置，该子载波分配装置针对每个子载波，从基站与基站中的终端之间的链路中确定该子载波将被分配给的链路，该子载波分配装置包括：

存储器，其存储用于将子载波分配给链路的链路的分配模式；

选择器，其逐个地选择子载波；

分配评估值计算器，其是结合基站的小区来布置的，并且针对每个分配模式，计算分配评估值，所述分配评估值指示在根据该分配模式将由选择器当前选择的子载波分配给链路时相应小区中的分配的可取性；

加法器，其针对每个分配模式，将由分配评估值计算器计算出的分配评估值相加；以及

最大值检测器，其从由加法器相加的分配评估值的相加结果中检测最大值，并且将相加结果指示最大值的分配模式确定为由选择器当前选择的子载波的最佳分配模式。

根据本发明，首先选择子载波，针对每个分配模式，将指示在当前所选子载波被分配给链路时基站的小区中的分配的可取性的分配评估值相加，并且将相加结果指示最大值的分配模式确定为当前所选子载波的最佳分配模式。

以这种方式，小区的分配评估值为最大值的分配模式被确定为每个子载波的最佳分配模式。因此，优点是，可以提高整个系统的吞吐量和公平性。

此外，子载波被分配给基站和基站中的终端之间的链路。因此，优点是，位于小区边界附近的终端的发送功率可优先被确定为所链接的基站的小区的发送功率。

附图说明

图1是示出第一示例性实施例的子载波分配装置的配置的示图；

图2是说明当将图1所示的子载波分配装置应用于上行链路时的操作示例的示图；

图3是说明图2所示的基站与终端之间的接收功率的示例的示图；

图4是说明图2所示的基站与终端之间的链路的分配模式的示例的示图；

图5是说明当将图1所示的子载波分配装置应用于下行链路时的操作示例的示图；

图6是示出当将第二示例性实施例的无线通信系统应用于上行链路时的配置示例的示图；

图7是示出当将第二示例性实施例的无线通信系统应用于下行链路时的配置示例的示图；以及

图8是示出当将第二示例性实施例的无线通信系统应用于下行链路时的另一配置示例的示图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细描述示例性实施例。

(第一示例性实施例)

图1是示出示例性实施例的子载波分配装置10的配置的示图。

图1所示的示例性实施例的子载波分配装置10包括选择器11、分配模式存储器12、分别结合n(n是等于或大于2的自然数)个基站的小区来布置的n个分配评估值计算器13-1至13-n、加法器14，以及最大值检测器15。

示例性实施例的子载波分配装置10针对每个子载波，从基站与基站中的终端之间的链路(上行链路或下行链路)中确定用于分配该子载波的链路。

选择器11逐一地选择需要确定链路的分配的所有子载波。

分配模式存储器12存储用于将子载波分配给链路的链路分配模式。

分配模式存储器12对于从子载波被分配给子载波可被分配给的链路之一的情况到子载波被分配给子载波可被分配给的所有链路的情况，准备可被组合的所有模式来作为分配模式。

分配评估值计算器13-1至13-n针对每个分配模式，基于从未示出的基站输入的相应小区的接收状态信息，计算当选择器11当前所选择的子载波根据该分配模式被分配给链路时相应小区的分配评估值。

分配评估值是指示相应小区中的分配的可取性(desirability)的值。

尽管在分配评估值计算器13-1至13-n中的分配评估值计算方法依用于计算的分配指数(allocation index)的类型而变化，然而在本发明中对类型没有限制。

分配指数的示例包括：通过将所希望信号功率相对于干扰功率+噪声功率的比(信号与干扰加噪声比：SINR)、与SINR相对应的可发送比特数，或者可发送的比特数除以通过子载波被分配给的链路的终端的平均比特速率而获得的值(成比例公平性的分配指数)。

分配评估值计算方法是本领域技术人员公知的，并且不是本发明的本质部分。因此，将不描述细节。

加法器14将由分配评估值计算器13-1至13-n计算出的分配评估值相加。

最大值检测器15从由加法器14相加得到的分配评估值相加结果中检测最大值，并且将该情况中的分配模式确定为选择器11当前所选择的子载波的最佳分配模式。

下面，将描述图1所示的子载波分配装置10的操作。

选择器11从需要确定链路的分配的子载波中选择一个子载波。

分配评估值计算器13-1至13-n针对每个分配模式，基于相应小区的接收状态信息，来计算在选择器11当前所选择的子载波根据该分配模式被分配给链路时相应小区的分配评估值。

加法器14针对每个分配模式，将由分配评估值计算器13-1至13-n计算出的分配评估值相加。

最大值检测器15从由加法器14相加得到的分配评估值相加结果中检测最大值。在此情况中的分配模式是使所有小区的分配评估值之和最大的分配模式。因此，最大值检测器15将最大值被检测到时的分配模式确定为选择器11当前所选择的子载波的最佳分配模式。基站被通知所确定的子载波的最佳分配模式。

针对每个子载波来执行前面的处理，并且针对需要确定分配的所有子载波来确定子载波将被分配给的链路。

接下来，将描述图1所示的子载波分配装置10的操作的具体示例。

[上行链路情况中的示例]

首先，将参考图2描述当将图1所示的子载波分配装置10应用于上行链路时的操作。

如图2所示，当子载波被分配给上行链路时，诸如由图3所示的例如基站BS1至BS3测得的来自终端T1至T3的接收信号的接收功率α11至α33以及由基站BS1至BS3测得的总接收功率P1至P3之类的信息，作为小区的接收状态被输入到分配评估值计算器13-1至13-3中。

例如，如图4所示，在分配模式存储器12中准备了总共七个分配模式，这些模式包括如下情况：子载波被分配给基站与终端之间的三条链路BS-T1、BS-T2和BS-T3中的一条的情况、子载波被分配给链路中的两条的情况，以及子载波被分配给所有三条链路的情况。在图4中，行指示终端T1至T3的发送/非发送模式。

分配评估值计算器13-1至13-3针对每个分配模式，基于相应小区的接收状态信息，来计算当子载波根据该分配模式被分配给链路时相应小区的分配评估值。

例如，当分配指数为SINR(MaxC/I)时，由基站BS1至BS3测得的来自终端T1至T3的接收信号的接收功率α11至α33、基站BS1至BS3的总接收功率P1至P3等作为相应小区的接收状态信息被输入。通过从相应小区的总接收功率中减去分配模式为非发送的终端的接收功率来设置干扰功率和噪声功率之和，并且将连接到相应小区的终端的接收功率设置为所希望的信号功率以计算SINR。

例如，由基站BSi测得的来自终端Tj的接收信号的接收功率用αij表示，总接收功率用Pi表示，图4的第k个分配模式中的终端Tj的发送状态用βkj表示，对于发送，设置βkj＝1，并且对于非发送，设置βkj＝0。

在此情况中，在分配模式k中，基站BSn中来自终端Tn的信号的接收SINR通过下面的表达式1来计算。

[表达式1]

$\mathrm{SINR}(n,k)=\frac{\mathrm{\βkn}\·\mathrm{\αnn}}{\mathrm{Pn}-\underset{j}{\mathrm{\Σ}}(1-\mathrm{\βkj})\mathrm{\αnj}}$

[下行链路的情况的示例]

接下来，将参考图5描述当将图1所示的子载波分配装置10应用于下行链路时的操作。

如图5所示，当子载波被分配给下行链路时，诸如由终端T1至T3测得的来自基站BS 1至BS3的信号的接收功率α11至α33以及终端T1至T3的总接收功率P1至P3之类的信息，作为相应小区的接收状态被输入到分配评估值计算器13-1至13-3中。

结果，子载波分配装置10可以确定子载波将被分配给的下行链路的最佳分配模式。

然而，由终端T1至T3所测得的值需要在上行链路中被发送给基站基站BS1至BS3，并且这些值需要从基站BS1至BS3被进一步传送给子载波分配装置10。

对于分配模式，基站与终端之间的链路的分配模式如图2中那样被使用。然而，在图4中，行指示了基站BS1至BS3而非终端T1至T3的发送/非发送模式。

例如，由终端Tj测得的来自基站BSi的接收信号的接收功率用αij表示，总的发送/接收功率用Qj表示，图4的第k个分配模式中的基站的发送状态用βki表示，对于发送，设置βki＝1，并且对于非发送，设置βki＝0。

在此情况中，在分配模式k中，终端Tn中来自基站BSn的信号的接收SINR通过下面的表达式2来计算。

[表达式2]

$\mathrm{SINR}(n,k)=\frac{\mathrm{\βkn}\·\mathrm{\αnn}}{\mathrm{Qn}-\underset{i}{\mathrm{\Σ}}(1-\mathrm{\βki})\mathrm{\αin}}$

(第二示例性实施例)

[无线通信系统的上行链路的情况的示例]

图6是示出当示例性实施例的无线通信系统被应用于上行链路时的配置示例的示图。在图6中，图1所示的子载波分配装置10被包含为无线网络控制器(CE)。

图6所示的无线通信系统包括子载波分配装置(CE)10、终端(T)20以及基站(BS)30-1至30-n。在图6中，尽管为了简化描述而仅示出了一个终端20，然而实际上布置了多个终端20。

终端20包括导频信号发送器21、数据发送器22、分配信息接收器23以及发送/接收天线24。

基站30-1包括导频信号的接收功率测量部件31-1、数据解调器32-1、分配信息发送器33-1，以及发送/接收天线34-1。其它基站30-2至30-n也包括与基站30-1类似的构成元件。

子载波分配装置10接收基站30-1至30-n的接收功率测量单元31-1至31-n的输出信号，针对每个子载波，从基站30-1至30-n中的链路中确定该子载波将被分配给的链路，并且将所确定的链路的分配信息输出给基站30-1至30-n的分配信息发送器33-1至33-n。

接下来，将描述图6所示的无线通信系统的操作。

首先，在每个终端20中，导频信号发送器21通过发送/接收天线24发送已知导频信号。

当基站30-1至30-n通过发送/接收天线34-1至34-n接收到来自终端20的导频信号时，接收功率测量单元31-1至31-n测量导频信号的接收功率以及总接收功率。测量结果被通知给子载波分配装置10。

子载波分配装置10基于从基站30-1至30-n通知来的测量结果来确定子载波将被分配给的链路。所确定的子载波的分配信息(最佳分配模式)被通知给基站30-1至30-n。

在基站30-1至30-n中，分配信息发送器33-1至33-n接收来自子载波分配装置10的分配信息并且将分配信息传送给终端20。

在每个终端20中，当发送/接收天线24接收到来自基站30-1至30-n的分配信息时，分配信息接收器23解调该分配信息，并且数据发送器22根据该分配信息的指示来发送上行链路数据。

在基站30-1至30-n中，当发送/接收天线34-1至34-n接收到来自终端20的上行链路数据时，数据解调器32-1至32-n解调该上行链路数据。

存储在分配模式存储器12中的分配模式不限于终端20的发送/非发送模式，换言之，指示是否向每个链路分配子载波的二值模式。例如，尽管模式的数目增加，然而分配模式可以是通过从无发送功率到最大发送功率的多级来指示每个链路中的发送功率的模式。

在该情况中，将在无发送功率期间指示0并且在最大发送功率期间指示1的连续值用于图4的βkj。

[无线通信系统的下行链路的情况的示例]

图7是示出当示例性实施例的无线通信系统被应用于下行链路时的配置示例的示图。图7是其中图6所示的子载波向上行链路的分配被应用于下行链路的示例。在图7中，图1所示的子载波分配装置10被包含为无线网络控制器(CE)。

图7所示的无线通信系统的整体配置与图6相同。

与图6相比，终端20的导频信号发送器21、基站30-1至30-n的接收功率测量单元31-1至31-n，以及子载波分配装置10是相同的。

然而，在终端20中，布置了数据解调器25来取代图6所示的数据发送器22和分配信息接收器23。在基站30-1至30-n中，布置了数据发送器35-1至35-n来取代数据解调器32-1至32-n以及分配信息发送器33-1至33-n。

由子载波分配装置10确定的子载波的分配信息(最佳分配模式)被通知给基站30-1至30-n。

在基站30-1至30-n中，发送器35-1至35-n根据从子载波分配装置10通知来的分配信息的指示来向终端20发送下行链路数据。

在每个终端20中，当发送/接收天线24接收到来自基站30-1至30-n的下行链路数据时，数据解调器25解调该下行链路数据。

[无线通信系统的下行链路情况的另一示例]

图8是示出当示例性实施例的无线通信系统被应用于下行链路时的另一配置示例的示图。在图8中，图1所示的子载波分配装置10被包含为无线网络控制器(CE)。

图8所示的无线通信系统的整体配置与图7相同。

然而，与图7相比，在终端20中，布置了接收功率测量单元26和测量结果发送器27来取代导频信号发送器21。在基站30-1至30-n中，布置了导频信号发送器36-1至36-n和测量结果接收器37-1至37-n来取代接收功率测量单元31-1至31-n。

在图7所示的无线通信系统中，基站30-1至30-n测量由终端20发送的导频信号的接收功率。

另一方面，在图8所示的无线通信系统中，基站30-1至30-n中的导频信号发送器36-1至36-n向终端20发送导频信号，并且每个终端20中的接收功率测量单元26测量接收功率。测量结果发送器27将测量结果发送给基站30-1至30-n。

在基站30-1至30-n的每个中，测量结果接收器37-1至37-n接收来自终端20的测量结果，并且将测量结果传送给子载波分配装置10。

在该情况中，子载波分配装置10使用每个基站的发送模式作为分配模式。更具体地，在图4中，行指示基站BS1至BS3而非终端T1至T3的发送/非发送模式。

由终端为了切换确定而测得的信号可以用作由接收功率测量单元26测得的并且由测量结果发送器27发送给基站的信息。

尽管已参考示例性实施例描述了本发明，然而本发明不限于这些示例性实施例。可以在本发明的范围内对本发明的配置和细节作出各种本领域技术人员可理解的改变。

例如，尽管在上述示例性实施例中分配是逐子载波地执行的，然而本发明不限于此。

更具体地，取代逐子载波的分配，本发明可被应用于这样的情况，其中，子载波一次性地被分配，或者分配是基于时间方向上的符号来执行的。

在上述示例性实施例中，尽管基站30-1至30-n独立地存在，并且子载波分配装置10独立地存在于基站30-1至30-n外面，然而本发明不限于此。

更具体地，在本发明中，连接到子载波分配装置10的基站30-1至30-n可以与主基站的各分区(sector)相对应，并且子载波分配装置10可以是包括在主基站中的控制器。

在该情况中，各分区与子载波分配装置10之间的信息传输是主基站内的传输。因此，对所传输信息的量的约束较小。

本申请要求基于2008年2月6日提交的日本专利申请No.2008-026336的优先权，该申请的全部公开通过引用结合于此。

Claims (8)

1.一种由子载波分配装置进行的子载波分配方法，所述子载波分配装置针对每个子载波，从基站与终端之间的链路中确定该子载波将被分配给的链路，所述子载波分配方法包括：

准备用于将子载波分配给链路的链路的分配模式；

逐个地选择子载波；

针对每个分配模式，计算分配评估值，所述分配评估值指示在根据该分配模式将当前所选子载波分配给链路时基站的小区中的分配的可取性；

针对每个分配模式，将基站的小区中的所述分配评估值相加；以及

从所述分配评估值的相加结果中检测最大值，并且将所述相加结果指示最大值的分配模式确定为所述当前所选子载波的最佳分配模式。

2.一种子载波分配装置，该子载波分配装置针对每个子载波，从基站与终端之间的链路中确定该子载波将被分配给的链路，所述子载波分配装置包括：

存储器，所述存储器存储用于将子载波分配给链路的链路的分配模式；

选择器，所述选择器逐个地选择子载波；

分配评估值计算器，所述分配评估值计算器被布置为与基站的小区相对应，并且针对每个分配模式，计算分配评估值，所述分配评估值指示在根据该分配模式将由所述选择器当前选择的子载波分配给链路时相应小区中的分配的可取性；

加法器，所述加法器针对每个分配模式，将由所述分配评估值计算器计算出的所述分配评估值相加；以及

最大值检测器，所述最大值检测器从由所述加法器相加的所述分配评估值的相加结果中检测最大值，并且将所述相加结果指示最大值的分配模式确定为由所述选择器当前选择的子载波的最佳分配模式。

3.根据权利要求2所述的子载波分配装置，其中

所述分配评估值是基于相应小区的接收状态信息计算出的可发送比特数。

4.根据权利要求2所述的子载波分配装置，其中

所述分配评估值是通过将基于相应小区的接收状态信息计算出的所述可发送比特数除以子载波被分配给的终端的平均比特速率而获得的值。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的子载波分配装置，其中

所述相应小区的接收状态信息是基站与子载波被分配给的终端之间的接收功率信息。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的子载波分配装置，其中

所述分配模式是指示是否向每个链路分配子载波的二值模式。

7.根据权利要求2至5中任一项所述的子载波分配装置，其中

所述分配模式是指示从无发送功率到最大发送功率的每个链路的发送功率的多级模式。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的子载波分配装置，其中

作为子载波的分配对象的基站与具有分区结构的主基站的各分区相对应。

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