CN101971658A - 控制设备、通信系统、资源分配方法及包含程序的记录介质 - Google Patents

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Abstract

当向在上行链路中受到相邻通信区域的干扰很大影响的用户设备分配资源时，使用相同资源的相邻通信区域的吞吐量得到提高并且抑制了向其分配资源的用户设备的吞吐量的降低。被放置在相同资源被用在多个通信区域中的通信系统中的控制设备(1)包括：通信功能单元(10)，具有与存在于在其自身控制下的至少一个通信区域中的多个用户设备通信的功能；以及资源分配单元(20)，当与一个通信区域相邻的通信区域的上行链路资源被分配给第一用户设备时，该资源分配单元(20)将该一个通信区域的相同上行链路资源分配给对相邻通信区域的干扰功率等于或低于干扰阈值并且通信质量等于或高于质量阈值的第二用户设备。

Description

控制设备、通信系统、资源分配方法及包含程序的记录介质
技术领域
本发明涉及在相邻通信区域中使用相同资源的通信系统的资源分配，并且具体地涉及在考虑到相邻通信区域之间的干扰的情况下的资源分配技术。
背景技术
在无线电通信系统中，放置了多个基站。每个基站与通信区域中的无线电通信用户设备(下面简称为用户设备)执行通信。通信区域被称为小区。此外，为了增加可以同时通信的用户设备的数目，可向天线提供方向性并且可将小区划分为多个分区(region)。划分后的分区称为区段(sector)。在多个通信区域中使用同一无线电资源(例如频率)的情况中，存在通信路径质量由于来自相邻小区的干扰或者来自相邻区段的干扰而被降低的可能性。就此而言，考虑通过天线的方向性来将相邻区段干扰减小到足够低。
然而，在区段边界处，由于天线增益相等，因此通信路径质量因相邻区段干扰而被大幅降低。此外，由于遮蔽(shadowing)(其中，传播损耗因建筑等的影响而变化)，存在通信路径质量也因用户设备中而非区段边界处的相邻区段干扰而被大幅降低的情况。
作为解决上面的担忧的用于减少或避免小区之间的干扰的技术，已知了如下方法：避免在其自己的小区中分配的方法，或者依据相邻小区中的频率组分配状态等来减小发送功率的方法。例如，在专利文献1中，公开了用于OFDMA(正交频分多址)下行链路中的干扰减少的时间-频率组分配方法。在专利文献1中，放置了连接到多个基站的中央实体，并且该中央实体管理每个基站的调度。用户设备测量来自每个基站的导频信号的接收功率。中央实体在考虑到干扰的情况下根据从用户设备报告来的接收功率来执行调度。此外，作为示例性实施例，公开了这样的技术，其中，每个基站的频率组被分配给区域中的用户设备，对于分配给服务交叠分区中的用户设备的频率组，相邻基站减小发送功率。根据该技术，例如在将频率组分配给作为服务交叠分区的区段边界处的用户设备的情况中，通过统一地减小发送功率来分配相同频率组，或者避免在相邻区段中分配相同频率组。
[专利文献1]
日本未实审专利申请公报No.2006-033826
发明内容
技术问题
将专利文献1的调度方法应用到上行链路使得能够提高受诸如区段边界处的相邻区段干扰的很大影响的用户设备的吞吐量。另一方面，存在的问题在于相邻区段中的用户设备的吞吐量严重降低。
图17是示出通过相关技术向其分配资源的用户设备的关系的示图。每个区段中的虚线指示天线波束的强度。从每个用户设备到基站的箭头指示上行链路的发送。如图17所示，在区段1中，由于用户设备1a位于区段边界处，因此其受到来自相邻区段2的干扰影响很大。当向用户设备1a分配频率组时，相邻区段2中的用户设备2a、2b和2c中任一个被选择。
当通过目标质量SINRtarget(信号与干扰加噪声比)进行控制时，发送功率P例如如下这样被设置。该发送功率被应用于用户设备1a。
表达式(1)
P[dBm]＝MEDIUM(Pmin，Po-PL，Pmax)
表达式(2)
Po[dB]＝SINRtarget+N+(1+IoT)
Pmin和Pmax表示最小发送功率和最大发送功率，Po指示由SINRtarget表示的功率偏移，PL指示传播损耗，N表示热噪声，并且IoT表示干扰对热噪声。MEDIUM(a，b，c)是选择a、b和c的中间值的函数。
此外，由于被分配了与区段边界处的用户设备相同频率组的相邻区段中的用户设备减小其发送功率，因此发送功率被如表达式(3)中那样地设置。该发送功率被应用于用户设备2a、2b和2c。因此，当用户设备2a、2b和2c的发送功率被减小时，区段2的吞吐量严重降低。
表达式(3)
P[dBm]＝MEDIUM(Pmin，Po-PL-Δbound，Pmax)
注意，Δbound表示用于减小针对区段边界处的用户设备的干扰功率的偏移。此外，在未减小发送功率的情况中，避免在区段2中分配由用户设备1a使用的资源。
以这种方式，在使用相同资源的通信区域(例如使用相同频块(frequency block)的区段或小区)中，所选用户设备的发送功率被大幅减小，或者对用户设备的分配在相邻通信区域中被避免。因此存在的问题在于相邻通信区域的吞吐量显著降低。
本发明的一个目的是，当向在上行链路中因相邻通信区域的干扰而受到很大影响的用户设备分配资源时，提高使用相同资源的相邻通信区域的吞吐量，并且抑制被分配了资源的用户设备的吞吐量的降低。
技术方案
本发明的一个方面是被放置在相同资源被用在多个通信区域中的通信系统中的控制设备，该控制设备包括：通信功能装置，具有与存在于在其自身控制下的至少一个通信区域中的多个用户设备通信的功能；以及资源分配装置，用于当一个通信区域的相邻通信区域的上行链路资源被分配给第一用户设备时，将所述一个通信区域的相同上行链路资源分配给第二用户设备，在第二用户设备中，对所述相邻通信区域的干扰功率等于或低于干扰阈值并且通信质量等于或高于质量阈值。
本发明的一个方面是一种通信系统，该系统包括上述控制设备以及由该控制设备向其分配上行链路资源的用户设备。
本发明的一个方面是通信系统中的资源分配方法，在该通信系统中，相同资源被用在多个通信区域中，该方法包括：检查一个通信区域的相邻通信区域的上行链路资源分配状态；以及当所述相邻通信区域的上行链路资源被分配给第一用户设备时，将所述一个通信区域的相同上行链路资源分配给其中对所述相邻通信区域的干扰功率等于或低于干扰阈值并且通信质量等于或高于质量阈值的第二用户设备。
本发明的一个方面是用于在相同资源被用在一个通信区域和相邻通信区域中的通信系统中分配资源的程序，该程序使得计算机执行处理，该处理包括：检测相邻通信区域的上行链路资源分配状态的步骤；以及当相邻通信区域的上行链路资源被分配给第一用户设备时，将一个通信区域的相同上行链路资源分配给其中对相邻通信区域的干扰功率等于或低于干扰阈值并且通信质量等于或高于质量阈值的第二用户设备的步骤。该程序存储在计算机可读记录介质中。
有益效果
根据本发明，当在上行链路中向受到相邻通信区域的干扰很大影响的用户设备分配资源时，能够抑制向其分配资源的该用户设备的吞吐量的降低并且还提高了使用相同资源的相邻通信区域的吞吐量。
附图说明
图1是示出根据本发明的控制设备的示例性配置的框图；
图2是示出根据第一示例性实施例的无线电通信系统的示例的框图；
图3是示出可在所有区段中重复使用的频块的图像的示图；
图4是示出根据第一示例性实施例的通信系统的示例性基本配置的框图；
图5是示出根据第一示例性实施例的创建PL信息的过程的流程图；
图6是示出根据第一示例性实施例的选择向其分配资源的用户的操作过程的流程图；
图7是示出根据第一示例性实施例的选择向其分配资源的用户的操作过程的流程图；
图8是示出根据第一示例性实施例的列表的示例的示图；
图9是示出根据第一示例性实施例的针对具有高的估计质量的用户增加发送功率的操作过程的流程图；
图10是示出通过应用第一示例性实施例向其分配资源的用户设备的关系的示图；
图11是通过应用第一示例性实施例来分配频块的图像示图；
图12是示出根据第二示例性实施例的通信系统的基本配置的框图；
图13是示出根据第二示例性实施例的计算负载信息的过程的流程图；
图14是示出根据第二示例性实施例的用来更新与负载信息相对应的用户设备的发送功率的计算公式的过程的流程图；
图15是示出根据第三示例性实施例的计算负载信息的过程的流程图；
图16是示出根据第三示例性实施例的用于更新与负载信息相对应的用户设备的发送功率的计算公式的过程的流程图；
图17是示出通过相关技术来向其分配资源的用户设备的关系的示图。
标号说明
BS1至BS3  基站
C1至C3    小区
S 11至S13、S21至S23、S31至S33        区段
UE111至112、UE121至123、UE131至133   用户设备
1      控制设备
10     通信功能单元
11     通信功能单元
12     UE信息管理单元
20     资源分配单元
21     列表创建单元
22     分配单元
101    UE操作单元
102    信号测量单元
111    BS操作单元
112    UE信息管理单元
113，123  资源分配单元
124    拥塞信息计算单元
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的示例性实施例。下面的描述和附图适当地被缩短并简化以阐明本说明。在附图中，相同的标号表示相同的结构元件，并且省略对其的冗余说明。
首先描述执行资源分配的控制设备的概况。图1是示出根据本发明的控制设备的示例性配置的框图。控制设备1包括通信功能单元10和资源分配单元20。控制设备1被放置在多个相邻通信区域使用相同资源的分区中。资源例如被划分为多个频块。假设控制设备1针对每个频块来对用户设备进行分配。对一个通信区域而言，相邻通信区域表示与其边界相邻的通信区域。
通信功能单元10具有与位于在本地被控制的至少一个通信区域中的多个用户设备通信的功能。在此示例中，通信功能单元10包括通信功能单元11和UE信息管理单元12。通信功能单元11具有经由网络向用户设备发送数据并从用户设备接收数据的功能。此外，通信功能单元11发送用于每个通信区域的下行链路公共信号，并从多个用户设备接收对下行链路公共信号的测量结果。UE信息管理单元12具有存储从多个用户设备通知来的用户设备信息的存储区域，并且管理该用户设备信息。此外，UE信息管理单元12管理接收到的测量结果，并且基于测量结果来计算通信质量和干扰功率。
资源分配单元20向多个用户设备分配资源。当与一个通信区域相邻的通信区域的上行链路资源被分配给用户设备时，资源分配单元20将一个通信区域的相同上行链路资源分配给维持等于或高于预定质量水平(质量阈值、最小所需质量)的通信质量(估计出的质量)以及等于或低于预定干扰水平(干扰阈值)的干扰功率的用户设备。当用户设备不被分配相邻通信区域的上行链路资源时，维持等于或高于预定质量水平(质量阈值)的通信质量(估计出的质量)的用户设备被分配一个通信区域的相同上行链路资源。
例如，当通信区域X的资源已经被分配给用户设备A时，资源分配单元20将通信区域Y的同一资源分配给用户设备B，在用户设备B中，对通信区域X的干扰功率等于或小于干扰阈值并且通信质量等于或高于质量阈值。此外，资源分配单元20通过调节用户设备B的发送功率来选择用于分配的用户设备。
作为资源分配单元20的示例性实施例，图1示出了功能被划分为列表创建单元21和分配单元22的情况。
列表创建单元21计算当多个频块的每个频块被分配给多个用户设备时的选择指数(index)。其然后创建按降序排列的所计算出的选择指数的列表。选择指数是指示当用户被分配了频块时的质量的指数，并且其是用于确定分配优先级的一个值。选择指数的具体示例将在后面描述。
分配单元22首先按照所创建的列表的顺序选择将被分配给用户设备的候选频块。接下来，当相同频块被分配给相邻通信区域中的用户设备时，分配单元22使得候选频块可被分配给干扰功率等于或低于干扰阈值并且通信质量等于或高于质量阈值的用户设备。此外，当相同频块未被分配给用户设备时，分配单元22使得候选频块可被分配给通信质量等于或高于质量阈值的用户设备。分配单元22按列表的顺序重复该过程，并且由此将频块分配给用户设备。此外，对于未满足条件的用户设备，分配单元22通过减小维持通信质量的范围内的发送功率来分配频块。
根据本发明的控制设备和控制设备的资源分配方法的概况如上所述。注意，通信功能单元10和资源分配单元20的配置是一个示例，其不局限于图1的示例性配置。尽管资源分配单元20的功能被划分为列表创建单元21和分配单元22以阐明对其的说明，然而资源分配单元20可以实现这两个功能。在下面的说明中，使用资源分配单元20具有这两个功能的情况来进行说明。
下面将详细描述本发明的示例性实施例。图1所示的控制设备1被应用于下面的通信系统的情况被描述为具体示例。一个示例是这样的情况，其中，多个通信区域是从小区划分得到的多个区段，控制设备1是被置于该小区中的基站，并且资源分配单元20向存在于多个区段中的多个用户设备分配资源。另一示例是这样的情况，其中，多个通信区域是分别被放置了基站的多个不同小区，控制设备1是被置于一个小区中的基站，通信功能单元10从相邻小区获取用户设备分配信息，资源分配单元20基于该用户设备分配信息来判断用户设备是否被分配给该相邻小区并且向小区中的多个用户设备分配资源。此外，在下面描述的示例性实施例中的每个中，基站作为控制设备1的示例被用于说明。
(第一示例性实施例)
下面参考附图描述本发明的第一示例性实施例。图2是示出应用了本发明的无线电通信系统的示例的示图。在下面描述的每个示例性实施例中，3GPP(第三代合作伙伴项目)LTE(长期演进)上行链路作为通信系统的示例被用于说明。在LTE上行链路中，作为FDMA之一的SC-FDMA(单载波FDMA)被用作无线电接入方案。
基站BS1在小区C1中提供无线电通信服务，其天线被提供有方向性，并且小区被划分为三个区段S11至S13的三区段小区结构被采用。在LTE中，无线电频带被划分，并且其以划分后的频块(RB)为单位被分配给用户。在本示例性实施例中，如图3所示，所有RB可在所有区段中被重复使用。图3是无线电频带被划分为十个RB的示例。在区段S11中，用户设备UE 111至112存在。这同样适用于在基站BS1的控制下的其它区段S12至S13。为了简化附图，省略了存在于小区C2和C3中的用户设备。此外，尽管为了简化说明，基站的数目为三个，然而本发明不限于此。此外，尽管区段结构是三区段小区结构，然而其它多区段结构也可采用。此外，尽管未示出，然而各个基站通过网络相连，并且数据可在基站间被发送和接收。
此外，在下面的描述中，“相邻区段”是指其基站相同并且区段边界相邻的区段，并且“相邻基站小区”是指其基站不同而小区边界相邻的区段。在图2中，区段S11的相邻区段是其区段边界相邻的S12和S13。基站BS1的相邻基站小区是其小区边界与小区C1相邻的S22、S32和S33。
图4是示出图2的无线电通信系统的示例性基本配置的框图。为了简化，这里仅示出了用户设备UE111和基站BS1。
参考图4，用户设备UE111包括UE操作单元101和信号测量单元102。此外，基站BS1包括BS操作单元111、UE信息管理单元112和资源分配单元113。UE操作单元101具有将从信号测量单元102输出的传播损耗信息发送给基站的功能以及通过分配给基站BS1的资源来发送流量的功能。此外，UE操作单元101的其它功能是与通常在LTE系统中使用的用户设备等同的功能，并且其配置和操作是已知的，因此不进行描述。在LTE中，小区搜索是利用同步信道(SCH)来执行的。
BS操作单元111具有将诸如资源分配信息之类的控制信息发送给用户设备的功能、从用户设备接收诸如传播损耗信息之类的控制信息和数据(下面将“传播损耗信息”称为“PL信息”)的功能、在基站之间发送和接收数据和控制信息的功能，以及与接收功率有关的测量功能。此外，BS操作单元111的其它功能是与通常在LTE系统中使用的基站等同的功能，并且其配置和操作是已知的，因此不进行描述。与接收功率有关的测量是指对IoT(Interference over Thermal，干扰对热噪声)、RoT(Rise overThermal，热噪声升高)等的测量。
UE信息管理单元112具有管理从用户设备发送来的PL信息的功能。
此外，BS操作单元111和UE信息管理单元112是图1的通信功能单元10的配置的一个方面。
资源分配单元113具有通过利用PL信息确定资源分配的功能。资源分配单元113是图1的资源分配单元20的一个方面。
下面参考附图描述本示例性实施例的操作。图5是示出用户设备创建PL信息的过程的流程图，并且其示出了通过基于针对每个区段发送的下行链路导频信号的接收强度计算PL来创建PL信息并且将PL信息报告给基站的操作过程。信号测量单元102基于导频信号(下行链路公共信号)的接收结果来计算其自己的区段和周围区段的PL(S101)。针对用户j的区段p的PL计算是根据下式来执行的。
表达式(4)
PLj，p[dB]＝P_txp[dBm]-P_rxj，p[dBm]
注意，P_txp和P_rxj，p分别表示测量区段的导频信号的平均发送功率和用户j的平均接收功率。在LTE中，作为控制信号，导频信号的发送功率值被从基站通知给用户设备。基本上，认为导频信号的发送功率总是恒定的。接下来，作为诸如每个区段的区段号之类的区段标识信息(IDi)和PL的集合的PL信息被创建(S102)并被报告给基站(S103)。
下面的流程图可以以预先从基站通知来的给定周期被执行或者基于来自基站的指令而被执行。由于测量准确性对于PL计算是必要的，因此希望以某个时间间隔来执行它。
图6和图7是示出基站利用PL信息来确定向其分配资源的用户设备(用户)的操作过程的流程图。在LTE中，考虑这样的调度方法，其中，基站依据每个用户设备的接收状态来向用户分配RB。基站一次性地(atonce)分配在其控制下的所有三个区段的RB。此外，假设将比例公平(PF)用于调度。PF调度是考虑到总的吞吐量和用户间吞吐量的公平性的调度方法。PF调度是这样的方案，其中，将每个RB的平均吞吐量与基于当前通信质量的可用传输速率相比较，并且当接收状态良好时，资源被分配给在过去尚未执行通信的用户。
在本示例性实施例中，PF调度的选择指数Mj，k(n)是利用所有RB中的用户j的平均吞吐量Tj(n)以及RB k(第k个RB)处的用户j的可用传输速率Rj，k(n)按下面这样来定义的，其中，n表示时间。
表达式(5) M j , k ( n ) = R j , k ( n ) T j ( n )
平均
表达式
Figure BPA00001226055100082
下面描述图6和图7的流程图。在分配RB之前，资源分配单元113计算在表达式(5)中定义的调度选择指数，以降序来排列它们，并且针对三个区段的组来创建选择指数列表(S211)。例如，当15个用户存在于小区中时，在图3中15个用户×10RB＝150个，并且选择指数Mj，k(n)的总数目为150个。图8示出了列表的示例。该列表包含用户ID、区段No、RB No和选择指数。在区段No中，存储了其中存在具有用户ID的用户的区段No。在RB No中，存储了针对其计算选择指数的RB No。
接下来，资源分配单元113开始按照列表的顺序来分配资源。资源分配单元113从未被选择为排头用户(top user)并且从中排除了已被分配用户的用户中选择具有最大Mj，k(n)的用户j作为分配候选，并且根据选择规则来确定要被分配的RB(S212)。假设用户j的区段是p。选择规则例如可以是一种提取出相对于每个未被分配的RB具有最大Ml，k(n)的用户1并且将j＝1的RB设置为要被分配给用户j的RB的候选的方法，或者可以是另外的方法。在LTE的上行链路中，当将多个RB分配给同一用户时，需要RB彼此相邻；因此，尽管RB索引号＝1，2，3可被分配给同一用户，然而RB索引号＝1，3，5不能被分配给同一用户。因此，在本示例性实施例中，具有最大发送速率的一个或多个连续的RB被选择。
然后，当要被分配给所选用户j的RB尚未在相邻区段q中被分配时(S213中的否)，资源分配单元113将发送功率Pj设置为正常发送功率Pnc，并且利用表达式(7)至(9)来计算估计出的质量SINRest。当估计出的质量SINRest满足最小所需质量Thr_SINRtarget(质量阈值)时(S214中的是)，针对用户j的资源分配被确定为具有发送功率Pnc(S215)。表达式(7)
Pnc[dBm]＝MEDIUM(P min，Po+PL j，p，Pmax)
表达式(8)
Po[dB]＝SINRtarget+N+10log 10(IoT+1)
表达式(9)
SINR target[dB]＝Pnc+PLj，p-N-10log 10(IoT+1)≥Thr_SINR target
SINRtarget是目标质量。MEDIUM(a，b，c)是选择a、b和c的中间值的函数。Pmin和Pmax分别表示最小发送功率和最大发送功率。N表示热噪声。
另一方面，当要被分配的RB已经在相邻区段中被分配时(S123中的是)，资源分配单元113在将发送功率Pj设置为正常发送功率Pnc的情况中计算对相邻区段的干扰功率I。当表达式(10)可被满足时(S216中的是)，执行S214的判断。Pl表示在相邻区段中被分配了相同RB的用户1的发送功率，并且ThrIl，q[dB]表示用于确定可允许的干扰功率的阈值。通过满足表达式(10)，针对所希望信号的来自相邻区段的干扰功率可被抑制到某个水平或更低。
表达式(10)
I[dBm]＝Pj+PLj，q＜＝Pl+PLl，q+ThrIl，q
在确定了分配之后，当所有RB已被分配时(S217中的是)，处理结束。另一方面，当不是所有RB都已被分配时(S217中的否)，则将被从列表中选择为排头用户的位置被更新(S218)。进行更新以使得下一位置不是已被分配的用户。然后，当对所有列表的搜索未被完成时(S219中的否)，则处理返回S212中的处理。
当对所有列表的搜索被完成时(S219中的是)，由于所有RB已被分配，因此未被选择为排头用户并且从中排除了已分配用户的用户中具有最大Mj，k(n)的用户j被选择作为分配候选，并且要分配的RB根据选择规则而被确定(S220)。
然后，按照与将发送功率设置为正常Pnc的情况相同的方式，具有最大Mj，k(n)的用户j从列表中被选出作为排头用户并且被设置为分配候选，并且要分配的RB随后根据选择规则被确定(S221)。
然后，资源分配单元113将发送功率Pj减小为用于干扰减小的表达式(11)中的发送功率Pc。此外，当设置为表达式(11)中的发送功率Pc时，其计算对相邻区段的干扰功率I。当干扰功率I满足表达式(10)(步骤S223中的是)并且估计出的质量SINRest满足所需质量Thr_SINRtarget(S224中的是)时，资源分配单元113确定具有发送功率Pc的针对用户j的资源分配(S225)。注意，表达式(11)中的Δis是用于减小发送功率的参数，并且优选地其是可以获得某个水平的吞吐量的值。
表达式(11)
Pc＝MEDIUM(Pmin，Po+PL j，p-Δis，Pmax)
在资源分配单元113确定了资源分配后，当所有RB已被分配时(S226中的是)，处理结束。另一方面，当不是所有RB都已被分配时(S226中的否)，要被选为排头用户的位置被更新(S227)。然后，当对所有列表的搜索未被完成时(S228中的否)，处理返回到S221中的处理。
图9是示出在确定了所有区段的RB分配之后基站增加具有高的估计出的质量SINRest的用户j的发送功率的操作过程的流程图。作为估计出的质量SINRest，通过表达式(9)计算出的值被保持以供使用。
当所选用户j的估计出的质量SINRest等于或高于高质量阈值Thr_SINRhigh(比最小所需质量高的质量阈值)时(S231中的是)，资源分配单元113判断被分配的RB是否已经在相邻区段中被分配(S232)。
表达式(12)
SINR est≥Thr_SINR high
当已经被分配时(S232中的是)，则通过表达式(13)将增加后的发送功率计算为等于或小于可允许的干扰功率(S233)。注意，Δup是用于设置增加发送功率的上限的参数。
表达式(13)
Pj＝MIN(Pmax，Pl+PLl，q+ThrIl，q-PLi，q，Pj+Δup)
同样，当尚未被分配时(S232中的否)，则在没有与相邻区段的干扰的情况下根据表达式(14)计算所增加的发送功率(S234)。
表达式(14)
Pj＝MIN(Pmax，Pj+Δup)
由于具有高质量的用户设备位于靠近基站的波束方向中，因此认为对相邻基站的干扰较小。因此，通过图9的处理，吞吐量可得到提高而基本上不会影响相邻基站小区中的用户设备的吞吐量。此外，尽管在本示例性实施例中具有高质量的用户设备是利用SINR确定的，它也可以利用PL等来确定。
尽管在本示例性实施例中假设了基站一次性地分配在其控制下的所有三个区段的资源，然而本发明不限于此，并且在资源分别被分配给各个区段之后，资源分配还可在区段间被重新调整。
图10和图11是分别示出通过将本示例性实施例应用于图17的情况、向其分配资源的用户设备的关系的示图和频块被分配的图像示图。在区段1中，用户设备1a受到来自相邻区段2的干扰。在向用户设备1a分配频率组的情况中，在相邻区段2中，与用户设备1a相同的频率组被分配给对相邻区段1的干扰功率的影响较小并且用于获得所需吞吐量的发送功率可被设置的用户设备。具体地，情形是这样的。由于用户设备2a对相邻区段1具有比干扰阈值高的干扰功率，因此，避免分配同一频率组。此外，尽管用户设备2c具有对相邻区段1的低的干扰功率，然而由于利用减小的发送功率Pc不能获得所需质量(因为其低于质量阈值)，因此，避免分配同一频率组。另一方面，用户设备2b具有对区段1的比干扰阈值低的干扰功率，并且吞吐量可被预期到(发送功率高于质量阈值)。因此，在图10中，与用户设备1a相同的频率组被分配给用户设备2b。由此能够抑制其它小区干扰功率对用户设备1a的影响并且使相邻区段2中的吞吐量最大化。
如上所述，在小区被划分为各区段并且同一无线电资源在各区段间被使用的通信系统中，被置于该小区中的基站通过下面的过程来向用户设备分配上行链路资源。假设该小区中的第一区段和第二区段是相邻的。当在资源被分配给了第一区段的用户设备的情况中分配第二区段的上行链路资源时，基站(资源分配单元113)将同一资源分配给对第一区段的干扰功率等于或小于干扰阈值并且第二区段的通信质量等于或高于质量阈值的用户设备。具体地，基站将资源分配给这样的用户设备，在该用户设备中，当利用使得通信质量为预定质量(其可以是比最小所需质量高的水平)的发送功率执行发送时，干扰功率为干扰阈值。此外，基站将资源分配给这样的用户设备，在该用户设备中，当利用使得干扰功率为干扰阈值的发送功率执行发送时，通信质量等于或高于质量阈值。此外，基站将资源分配给这样的用户设备，在该用户设备中，当利用使得通信质量为质量阈值的发送功率来执行发送时，干扰功率等于或低于干扰阈值。
此外，当通信质量等于或高于高质量阈值(具有比最小所需质量高的水平的预定值)时，基站可以增加发送功率以使得干扰功率变得等于或低于干扰阈值。
如上所述，根据本示例性实施例，当无线电资源被分配给受到相邻区段干扰很大影响的用户设备时，可以提高(例如，最大化)使用同一资源的相邻区段的吞吐量并且抑制向其分配资源的用户设备的吞吐量的降低。
(第二示例性实施例)
下面描述本发明的第二示例性实施例。图12是示出根据第二示例性实施例的无线电通信系统的基本配置的框图。第二示例性实施例与图4所示的第一示例性实施例的不同之处在于：拥塞信息计算单元124被添加到基站BS1，并且资源分配单元123使用拥塞信息。拥塞信息计算单元124计算拥塞信息，并且BS操作单元111具有将拥塞信息通知给相邻基站的功能。在基站接收通知中，BS操作单元111接收拥塞信息并将其通知给资源分配单元123。资源分配单元123根据拥塞信息来调整用户设备的发送功率。
下面参考附图描述本示例性实施例的操作。计算PL信息并确定向其分配资源的用户的操作过程与根据第一示例性实施例的图5至图7以及图9所示的相同。在第二示例性实施例中，还添加了图13和图14所示的操作。
图13是示出拥塞信息计算单元124计算拥塞信息并且BS操作单元111将拥塞信息通知给相邻基站的操作过程的流程图。拥塞信息计算单元124测量干扰功率IoT作为拥塞信息并将其与可允许的干扰功率IoT_limit相比较，并且当IoT较高时(S241中的是)，BS操作单元111将指示拥塞高的过载指示符(OLI)通知给相邻基站(S242)。IoT_limit通过表达式(15)来计算。
表达式(15)
IoT_limit[dB]＝(RoT-IoT)-Thr_iot_limit
Thr_iot_limt[dB]表示可允许干扰功率与所希望信号(＝RoT-IoT)的比。当表达式(16)的条件表达式被满足时，则确定拥塞高。
表达式(16)
Diff_li[dB]＝IoT-IoT_limit＞0
Diff_li表示IoT与IoT_limit之间的差值。从表达式(16)，判断IoT是否大于IoT_limit。尽管IoT_limit是依据上面的所希望信号(＝RoT-IoT)而变化的值，然而其也可以是固定值。
图14是示出其中已从相邻基站接收到拥塞信息的基站的资源分配单元123更新要被分配给用户设备的发送功率的计算公式的操作过程的流程图。本示例性实施例中的发送功率利用下面的表达式(17)和(18)来计算，而不用根据第一示例性实施例的表达式(7)和(11)。具体地，考虑到对相邻小区的干扰，Δic被添加。Δic的初始值是Δic，init。如果无需考虑对另一小区的干扰，则Δic，init＝0dB以便增加发送功率。
表达式(17)
Pnc＝MEDIUM(Pmin，Po+PLj，p-Δic，Pmax)
表达式(18)
Pc＝MEDIUM(Pmin，Po+PL j，p-Δis-Δic，Pmax)
假设在自己的区段p中测得Diff_li的是OLIp，并且从相邻基站接收到的OLI是OLIx。当资源分配单元123从另一小区接收到OLI(＝OLIx)时(S251中的是)，其通过利用表达式(19)的条件表达式来判断OLIx是否高(S252)。Thr_oli_l是阈值。
表达式(19)
OLIx＞Thr_oli_l
当满足表达式(19)时(S252中的是)，资源分配单元123根据表达式(20)来更新用于减小对相邻区段的干扰功率的参数Δic(S253)。Δic_Lstep表示增加步长(increase step)，并且Δic_max表示Δic的最大值。
表达式(20)
Δic＝MIN(Δic+Δic_Lstep，Δic_max)
此外，当S252未被满足时(S252中的否)，资源分配单元123将OLIx与在自己的区段p中测得的OLIp(＝Diff_li)相比较，并且其使用表达式(21)的条件表达式来比较(S254)。Thr_oli_s是阈值。
表达式(21)
OLIx-OLIp＞Thr_oli_s
当表达式(21)被满足时(S254中的是)，资源分配单元123如下面这样更新参数Δic(S255)。
表达式(22)
Δic＝MIN(Δic+Δic_Sstep，Δic_max)
通过表达式(19)，当另一小区的干扰功率非常高时，相邻小区可以一起(all at once)减小发送功率。因此，希望将Δic_Lstep设置为比Δic_Sstep大的值。当然它们也可以是相同的值。此外，通过表达式(21)，由于可以鉴于另一小区和自己小区的各自的干扰功率的平衡来确定发送功率，因此能够平衡掉小区之间拥塞状态。当S254未被满足时(S254中的否)，处理结束而不更新Δic。
另一方面，当未从另一小区接收到OLI时(S251中的否)并且从前次OLI接收起经过了预定时间(S256中的是)时，资源分配单元123确定另一小区的拥塞得到抑制并且将Δic重设为初始值Δic，init(S257)。
尽管在本示例性实施例中Δic是分阶段增加的，然而也可以进行控制以将其更新为预设值。在此情况中，表达式(20)例如变为表达式(23)。
表达式(23)
Δic＝Δic_max_L
此外，尽管在本示例性实施例中当从前次OLI接收起经过了预定时间时Δic被重设为初始值Δic，init，然而其也可以被分阶段地减小。此外，尽管在本示例性实施例中将IoT用作拥塞信息，然而RB使用率、仅其自己的小区中的用户设备的接收功率也可以被使用。例如，可以通过将自己小区与相邻基站的RB使用率相比较来确定自己小区和相邻基站中哪个的拥塞更高。这也适用于仅其自己小区中的用户设备的接收功率。RB使用率由下面的表达式来表示。
表达式(24)
RB使用率＝(被分配的RB的总数)/(可分配的RB的总数)
此外，在同时使用IoT和RB使用率的情况中，例如，可以在除表达式(16)之外下面的表达式(26)也被满足时确定拥塞高。在此情况中，当其自己的小区的负载非常小时，即使另一区段的干扰高，OLI也不被发送，并且能够防止相邻基站中的发送功率被不希望地减小。
表达式(25)
RB使用率＞Thr_Rbutil_oli
(第三示例性实施例)
下面描述本发明的第三示例性实施例。本示例性实施例的配置与图12所示的第二示例性实施例的配置相同。
下面参考附图描述本示例性实施例中的操作。第三示例性实施例与第二示例性实施例的不同之处在于：图15而非图13所示的操作被执行，并且图16而非图14所示的操作被执行。
参考图15，S261和S262的处理被添加到图13中。具体地，当判定拥塞低时(S261中的是)，拥塞信息计算单元124将指示拥塞变低的ULI(under load indicator，低载指示符)通知给相邻基站(S262)。当下面的条件表达式中的任一个被满足时，确定拥塞变低。
表达式(26)
IoT-IoT_limit＜Thr_iot_low[dB]
基于表达式(13)，判断IoT是否充分小于可允许值。
然后参考图16，图14的S256被S271替代。具体地，当资源分配单元123在接收到来自另一小区的OLI之后接收到ULI时(S271中的是)，确定另一小区的拥塞得到抑制并且将Δic重设为初始值Δic，init(S257)。
如在本示例性实施例中，通过利用ULI，能够迅速地重设被减小的发送功率。
(第四示例性实施例)
当对资源分配执行集中化控制的调度设备通过诸如光网络之类的高速网络连接到多个基站时，可以按照与第一示例性实施例中描述的考虑到相邻区段之间的干扰的资源分配相同的方式由该调度设备来实现考虑到相邻基站小区之间的干扰的资源分配。
例如，在小区被用作通信区域、基站被置于每个小区中并且相同无线电资源可在这些小区间使用的通信系统中，基站可以如下这样向用户设备分配上行链路资源。
假设第一基站被置于第一小区中、第二基站被置于第二小区中并且第一小区和第二小区彼此相邻的情况。当资源被分配给第一小区中的用户设备时，第二基站(资源分配单元)将与被分配给第一小区中的用户设备的资源相同的资源分配给其中对第一小区的干扰功率等于或小于干扰阈值并且第二小区的质量等于或高于质量阈值的用户设备。具体地，第二基站将资源分配给这样的用户设备，在该用户设备中，当利用使得质量为预定质量(其可以是比最小所需质量高的水平)的发送功率执行发送时，干扰功率为干扰阈值。此外，第二基站将资源分配给这样的用户设备，在该用户设备中，当利用使得干扰功率为干扰阈值的发送功率执行发送时，通信质量等于或高于质量阈值。此外，第二基站将资源分配给这样的用户设备，在该用户设备中，当利用使得通信质量为质量阈值(最小所需质量)的发送功率来执行发送时，干扰功率等于或低于干扰阈值。
此外，当质量等于或高于高质量阈值(具有比最小所需质量高的水平的预定值)，第二基站可以增加发送功率以使得干扰功率变得等于或小于干扰阈值。
如上所述，在由分别被放置了基站的不同小区组成的并且在不同小区间使用相同上行链路资源的通信系统中，当无线电资源被分配给受到相邻小区干扰的很大影响的用户设备时，能够提高(例如，最大化)使用同一资源的相邻小区的吞吐量并且抑制该用户设备的吞吐量的降低。
(其它示例性实施例)
尽管在上面的示例性实施例的说明中将LTE用作示例，然而本发明也可应用于利用FDM(频分复用)的上行链路无线电通信系统。
本发明的一个有益效果是，当将无线电资源分配给受相邻通信区域(例如，相邻区段)的干扰影响大的用户设备时，提高使用相同资源的相邻通信区域的吞吐量并且抑制该用户设备的吞吐量的降低。获得该有益效果的第一原因是因为在干扰影响大的相邻通信区域中，相同资源被分配给具有低干扰功率的用户设备。第二原因是因为具有高质量的用户设备可以在使干扰功率等于或小于阈值的范围内增加发送功率。第三原因是因为在干扰影响大的相邻通信区域中，相同资源被分配给可以设置使得预定质量被获得的发送功率的用户设备。
此外，本发明的另一有益效果是对将控制设备不同的通信区域(例如，被放置了不同基站的另一小区)的干扰考虑在内。原因是因为发送功率是基于来自相邻通信区域的负载信息来控制的。
本发明的又一有益效果是，当将无线电资源分配给受来自相邻通信区域的干扰的影响(例如，放置了不同基站的相邻小区干扰的影响)大的用户设备时，令使用相同资源的相邻通信区域的吞吐量最大化并且抑制该用户设备吞吐量的降低。原因在于，在相邻通信区域中，相同资源被分配给了可以为其设置用于抑制来自相邻通信区域的对该用户设备(其受到干扰的很大影响)的干扰并且满足预定吞吐量的发送功率的用户设备。
本申请基于2008年4月2日提交的日本专利申请No.2008-095784并要求其优先权，该申请的公开通过引用被整体结合于此。
尽管上面参考本发明的示例性实施例和模式描述了本发明，然而本发明不限于上面描述的用于本发明的示例性实施例和模式。在不脱离本发明的范围的情况下，可对本发明的配置和细节作出如本领域技术人员将清楚的各种改变和修改。

Claims (19)

1.一种控制设备，该控制设备被放置在相同资源被用在多个通信区域中的通信系统中，该控制设备包括：
通信功能装置，具有与存在于在其自身控制下的至少一个通信区域中的多个用户设备通信的功能；以及
资源分配装置，用于当一个通信区域的相邻通信区域的上行链路资源被分配给第一用户设备时，将所述一个通信区域的相同上行链路资源分配给第二用户设备，在所述第二用户设备中，对所述相邻通信区域的干扰功率等于或低于干扰阈值并且通信质量等于或高于质量阈值。
2.根据权利要求1所述的控制设备，其中，所述资源分配装置选择其中借助给定的发送功率的发送、干扰功率等于或低于所述干扰阈值的用户设备来作为所述第二用户设备。
3.根据权利要求1或2所述的控制设备，其中，所述资源分配装置选择这样的用户设备来作为所述第二用户设备，在该用户设备中，当该用户设备的发送功率被调整为使得所述通信质量等于或高于所述质量阈值的值时，所述干扰功率等于或低于所述干扰阈值。
4.根据权利要求1至3中的一项所述的控制设备，其中，所述资源分配装置选择这样的用户设备来作为所述第二用户设备，在该用户设备中，当该用户设备的发送功率被调整为使得所述干扰功率等于或低于所述干扰阈值时，该用户设备的发送功率等于或高于所述质量阈值。
5.根据权利要求3所述的控制设备，其中，所述资源分配装置设置第一质量阈值和比所述第一质量阈值高的第二质量阈值来作为所述质量阈值，并且通过利用所述第一质量阈值和所述第二质量阈值中的任一者来选择所述第二用户设备。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的控制设备，其中，所述资源分配装置从多个用户设备中提取出具有比预定水平高的通信质量的用户设备，并且增加提取出的用户设备的发送功率。
7.根据权利要求6所述的控制设备，其中，当相同资源被分配给与所述提取出的用户设备的通信区域相邻的通信区域中的另一用户设备时，所述资源分配装置增加发送功率以使得所述提取出的用户设备的干扰功率等于或低于所述干扰阈值。
8.根据权利要求2至7中的一项所述的控制设备，还包括：
拥塞信息计算装置，用于计算拥塞信息，其中
所述通信功能装置发送其自身的拥塞信息并且从相邻的另一控制设备接收拥塞信息，并且
所述资源分配装置基于所述另一控制设备的拥塞信息来调整用户设备的发送功率。
9.根据权利要求8所述的控制设备，其中，所述拥塞信息计算装置计算接收功率和资源使用率中的至少一者来作为所述拥塞信息。
10.根据权利要求8或9所述的控制设备，其中，当所述另一控制设备的拥塞信息大于拥塞阈值时，所述资源分配装置降低用户设备的发送功率。
11.根据权利要求8或9所述的控制设备，其中，当所述另一控制设备的拥塞信息与其自身的拥塞信息之间的差值大于拥塞差阈值时，所述资源分配装置降低用户设备的发送功率。
12.根据权利要求1至11中的一项所述的控制设备，其中，
所述多个通信区域是从小区划分而成的多个区段，
所述控制设备是被放置在所述小区中的基站，并且
所述资源分配装置向存在于所述多个区段中的多个用户设备分配资源。
13.根据权利要求1至11中的一项所述的控制设备，其中
所述多个通信区域是分别放置有基站的多个小区，
所述控制设备是被放置在一个小区中的基站，
所述通信功能装置从相邻小区获取用户设备分配信息，并且
所述资源分配装置基于所述用户设备分配信息来判断所述相邻小区是否被分配给所述用户设备，并且向小区中的多个用户设备分配资源。
14.根据权利要求1至13中的一项所述的控制设备，其中
所述通信功能装置发送用于所述通信区域中的每个的下行链路公共信号，从所述多个用户设备接收对所述下行链路公共信号的测量结果，并且基于所述测量结果来计算所述通信质量和所述干扰功率。
15.根据权利要求1至14中的一项所述的控制设备，其中
所述资源包括多个频块，
所述资源分配装置包括列表创建装置，该列表创建装置用于在所述多个频块分别被分配给多个用户设备时计算选择指数，并且创建按降序排列的计算出的选择指数的列表，并且
所述资源分配装置按所述列表的顺序来选择要被分配给用户设备的候选频块，并且在所述相邻通信区域中，当用户设备被分配了所述候选频块时，分配其中干扰功率等于或低于所述干扰阈值并且通信质量等于或高于所述质量阈值的用户设备，并且当用户设备未被分配所述候选频块时，分配其中通信质量等于或高于所述质量阈值的用户设备。
16.根据权利要求8所述的控制设备，其中，当按照所述列表的顺序将频块分配给所述多个用户设备之后，所述资源分配装置通过减小所述通信质量等于或高于所述质量阈值的范围内的发送功率，来再次按照所述列表的顺序针对未被分配资源的用户设备来选择要分配的频块。
17.一种通信系统，包括：
根据权利要求1至16中的一项所述的控制设备；以及
用户设备，所述控制设备向所述用户设备分配上行链路资源。
18.一种通信系统中的资源分配方法，在所述通信系统中，相同资源被用在多个通信区域中，所述方法包括：
检查一个通信区域的相邻通信区域的上行链路资源分配状态；以及
当所述相邻通信区域的上行链路资源被分配给第一用户设备时，将所述一个通信区域的相同上行链路资源分配给其中对所述相邻通信区域的干扰功率等于或低于干扰阈值并且通信质量等于或高于质量阈值的第二用户设备。
19.一种包含程序的记录介质，所述程序用于在相同资源被用在一个通信区域和相邻通信区域中的通信系统中分配资源，所述程序使得计算机执行处理，所述处理包括：
检测所述相邻通信区域的上行链路资源分配状态的过程；以及
当所述相邻通信区域的上行链路资源被分配给第一用户设备时，将所述一个通信区域的相同上行链路资源分配给其中对所述相邻通信区域的干扰功率等于或低于干扰阈值并且通信质量等于或高于质量阈值的第二用户设备的过程。
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