CN102264074A - 频分多址方式的蜂窝式移动通信系统中的基站及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种频分多址方式的蜂窝式移动通信系统中的基站及其方法，所述基站包括：接收单元，从与所述基站邻接的邻接基站接收无线资源管理参数；分配单元，根据所接收的所述无线资源管理参数对用户终端进行动态的频带分配，所述用户终端位于由所述基站提供的小区内，所述无线资源管理参数包括关于与所述小区邻接的邻接小区的负载信息的信息，所述负载信息由所述邻接基站更新。

Description

频分多址方式的蜂窝式移动通信系统中的基站及其方法
本申请是以下专利申请的分案申请：
申请号：200780009880.7
申请日：2007年2月6日
发明名称：单载波频分多址系统中的相邻小区干扰管理
技术领域
本发明涉及用于重新配置(reconfiguring)采用频分多址方式(优选地，单载波FDMA)的蜂窝式移动通信系统中的小区扇区(cell sector)中的区域(zone)的方法。
背景技术
蜂窝式系统中的相邻小区干扰管理是众所周知的问题，并且是过去几年流行的研究课题。该问题出现在任何种类的蜂窝式系统中，但是在基于频分多址(FDMA)方式的系统中更加严重。对最广泛普及的基于FDM的系统(GSM)，对该问题的解决方案在于系统的不同小区之间的频带的划分。结果在给定小区内，只有可用频率的总数的若干可用。这导致大于1的所谓的频率重复使用因子，因此没能利用在系统中可用的全部频带范围。在基于CDMA的系统中，由于该系统的本质，所以该问题没有这么显著重要，因为在该系统中所有用户以相同带宽发送，因此在接收机处已经存在来自相同小区和相邻小区中的用户的相当多的干扰量。在基于OFDM技术和其优选例(flavor)(例如，单载波FDMA)的UTRA的最新演进中，存在解决该问题的需要。
在演进的UTRA空中接口的3GPP标准化的背景下，提出了单载波FDMA访问模式用于传输的上行链路方向。在这种系统中为了避免相邻小区干扰，存在对要在邻近小区被分配的频率进行协调的需要。在这些系统中，干扰从在邻近小区的用户(即从在以高发送功率发送的相邻小区的边界处的用户)产生。因此，这些用户将它们的信号发送给邻近一些基站(节点B)并产生干扰的可能性就高。
图1图示这样的系统，其中干扰管理技术依赖于要在每个扇区内使用的频带的划分。例如，如所示，假设单个小区被分割成3个扇区。每个小区包含具有三个方向发射天线的基站(节点B)点，其中天线的波束指向每个扇区的中心。这些干扰管理技术的缺点是所谓的频率重复使用因子高于1。这意味着在给定的小区内，没有利用全部可用频带。
图2图示基于SC-FDMA技术的蜂窝式系统中的相邻干扰。当在小区边缘的用户设备(UE)被分配相同频带(或子载波)时，存在高相邻小区干扰的可能性。
在3GPP内SC-FDMA空中接口标准化的背景下，这些干扰协调技术已经进一步发展。例如，一种提议是将每个扇区划分为N个区域。在每个区域内，分配若干频带。因此，位于给定区域内的用户设备(称为UE)只能获得分配给该区域的资源(即，频带)(见例如R1-060711，“Text proposal forTR25.814，Section 9.1.2.7”，Ericsson，2006年2月，丹佛，美国，3GPPRAN1)。结果，系统中可用的所有频带在系统的每个扇区处被使用，即，频率重复使用因子等于1。因此，系统中的全部可用频带被充分利用。
可以使用用于区域定义的若干标准。其中之一是定义区域边界的平均路径损失。在这点上，3GPP内的一些建议书(contribution)已经描述了这种方式。这些建议书目的是将在靠近节点B的区域(“内部”区域)处的UE使用的频率与由在小区边缘处的UE使用的频率分开。一些建议书建议将该区域划分固定或者几乎固定，因此不改变。这些建议书中没有描述将这些区域进行重新配置以响应系统性能参数的变化。此外，这些建议书也没有定义哪些是要在节点B和无线电资源管理器之间交换以重新配置区域并且在其中分配频带的参数。
因此，本发明的目标是提供用于蜂窝式移动通信系统中的相邻小区干扰的有效对策。
发明内容
通过如由独立权利要求的主题内容定义方法和基站解决了该课题。
在本发明基于这样的认识：传统地以静态或至少半静态方式执行将扇区定标(scaling)为区域，即，不依赖于系统参数而不同地改变。根据本发明的方法提供这样的优点：区域大小可以基于无线电资源管理参数(例如，用于移交决定(handover decision)的滞后值)来进行重新配置。因此，区域大小的改变提供减少干扰的优点，并且同时可以增强系统容量和使施加在各个小区上的负荷峰值平滑。
这种参数可以优选由无线电资源管理器周期性更新，例如，当通信系统的某些小区的负荷正在改变时，更新用于移交决定的滞后值。因此，可以认为通过在无线电资源管理参数改变时更新区域大小来针对系统中的变化适配干扰协调技术。
根据优选实施例，所述无线电资源参数由负责分配无线电资源的无线电资源管理器动态更新。因此，可以更有效地并且以依赖于实际业务条件或小区负荷的平衡方式分发无线电资源。
根据进一步的优选实施例，使得无线电资源管理参数依赖于路径损失。以此方式，区域大小与由于衰落(fading)和由其它用户导致的干扰所导致的路径损失具有比例关系。由于内部区域大小和偏移值之间的比例，可以有效地减少用户对相邻小区的干扰。
根据优选实施例，扇区被划分为内部区域和位于小区边缘的至少两个外部区域，并且内部区域的大小由小区的最大路径损失和偏移值之间的关系决定，该最大路径损失是网络规划(network planning)参数。
在特别有利的实施例中，使得所述偏移值与用于用户从一个小区到另一个小区的移交的移交决定的值成比例。
因此，即使在移交情形下也提供了安全余量，从而有效地减少了对相邻小区的干扰。
根据另一优选实施例，所述偏移值由于业务或小区负荷的变化而由无线电资源管理器动态更新。因此，可将偏移值以及每个扇区的内部区域的大小适应于实际业务或小区负荷。
根据进一步有利的实施例，获得小区中的所有活动用户的平均路径损失，并且使用该平均路径损失作为用于区域大小的调整的参数。在该实施例中，考虑了所有用户的干扰，因此改善了系统性能。
根据本发明实施例，提供了频分多址方式的蜂窝式移动通信系统中的基站，包括：接收单元，从与所述基站邻接的邻接基站接收无线资源管理参数；分配单元，根据所接收的所述无线资源管理参数对用户终端进行动态的频带分配，所述用户终端位于由所述基站提供的小区内，所述无线资源管理参数包括关于与所述小区邻接的邻接小区的负载信息的信息，所述负载信息由所述邻接基站更新。
根据本发明另一实施例，提供了由频分多址方式的蜂窝式移动通信系统中的基站执行的方法，包括以下步骤：接收步骤，从与所述基站邻接的邻接基站接收无线资源管理参数；分配步骤，根据所接收的所述无线资源管理参数对用户终端进行动态的频带分配，所述用户终端位于由所述基站提供的小区内，所述无线资源管理参数包括关于与所述小区邻接的邻接小区的负载信息的信息，所述负载信息由所述邻接基站更新。
附图说明
参照附图，从本发明的以下详细描述中将更好地理解本发明，附图中：
图1图示在蜂窝式通信系统中构成小区的扇区的一般方法；
图2图示蜂窝式通信系统中的相邻小区干扰；
图3图示根据本发明原理的扇区布局和区域的划分；
图4图示根据本发明原理的小区布局的进一步示例；以及
图5示出图示本发明的方法的流程图。
具体实施方式
图3示出本发明的示例性实施例，其中每个小区被划分为基本上相同大小的3个扇区，并且每个扇区又被划分为3个区域。每个区域的灰色阴影面积指示每个区域内分配的频带。如所图示，选择分配给外部区域的频带使得相邻小区在邻近的外部区域中使用不同的频带。在小区满负荷的情况下，如该图所示，频带可以被分配给这些不同区域中的用户。因此，相邻小区干扰被最小化。在小区不是满负荷的情况下，则在内部区域的UE可以使用除了由在小区边缘处的UE使用的频带以外的所有频带。
本领域技术人员将意识到，图3所示的扇区划分为区域仅仅是示例性的，并且可以选择任意所期望的用于内部和外部区域的配置，只要在小区边缘至少存在内部区域与外部区域的分离。
如图3可知，内部区域的大小由以下给出的值Ginner(以dB为单元)确定：
Ginner＝Gmax-Goffset
其中Gmax(单位：dB)是小区(并等价于扇区)的最大路径损失，其是网络规划参数。在该等式中，Goffset是以dB定义的偏移值。优选，将Goffset设置为与用于移交决定的值成比例的值。
因此，Goffset是无线电资源管理(RRM)参数，其可以由网络更新。在移交决定值例如由于不同小区上的负荷的变化而由无线电资源管理器更新、并且被发送到节点B的情况下，Goffset的值也被更新和通知给节点B。Goffset与用于移交决定的值的关联与被建立用于其它小区干扰协调的节点B间通信的事实无关。其还与频率无关，根据该频率，对于相同的干扰协调在节点B之间交换信令(signaling)消息。
根据优选实施例，值Goffset是用于移交决定的滞后值，该滞后值是可以由网络操作者设置的参数。
估计Goffset和移交滞后值之间的关系是根据系统中提供的业务或负荷来适配区域大小的隐式机制。
滞后值例如在“WCDMA For UMTS”(H.Holma，A.Toskala(编辑)，WileyEdition，Chistester UK，第三版，2003年)中定义。其中可以看到，该值定义用户正在执行移交的容易程度(easiness)，即，如果该滞后值高，则在用户最终移交到相邻小区之前，他需要从相邻小区接收比从当前服务的小区高得多的功率。因此，用户在他移交到该小区之前需要进一步进入到相邻小区内。因此，滞后值确定小区的所谓的“虚拟大小”。简单来说，滞后值越大，则虚拟小区大小越大。
作为典型的无线电资源管理参数，移交滞后值由无线电资源管理在观察到系统负荷或业务的改变时或观察到在系统中用户的移动时更新。作为示例，可以想象这样的情形，其中操作者在观察到用户在区域中的移动后，决定增加移交滞后值作为防止用户在该区域的相邻小区处的负担(piggyback)的措施。
作为进一步的示例，SC-FDMA系统实现相邻小区干扰协调机制，其在给定的扇区内实施区域划分。结果，在给定的时间瞬间，区域划分和每区域的子载波分配如图3所示。想象在上左扇区的灰色阴影区域中的用户A正朝着位于其左边的小区移动。在网络操作者已经决定具有高移交滞后值的情况下，那么只在新的小区的信道条件远远高于他的当前服务小区的信道条件时，该特定用户才移交到该新的小区。因此，很有可能该特定用户在非常接近该小区的内部灰色阴影区域的点、或者甚至他在该区域内才移交。可以看到在该小区的该内部区域处的用户正在使用与移动用户在他之前的小区中使用的子载波组相同的子载波组。
因此，估计Goffset和移交滞后值之间的关联将改善依赖于该区域划分的相邻小区干扰协调机制的性能。
在基于半静态或动态进行干扰协调的情况下，则假设节点B可能通信以与其它节点B交换信令。可替代地，可将各节点B连接到无线电资源管理器。
节点B可以收集来自在所属小区中以及因此在其扇区中的所有活动(active)的UE的参照信号，并且在给定的时间窗(几百毫秒的数量级)内，UE在SC-FDMA空中接口的所有资源块(RB)上发送参照信号。这适用于系统中的所有活动的UE，而与它们是否已经在一些RB上被授权资源无关。术语活动的UE，在本说明书中的意思是在其缓冲器中具有数据并且具有建立了到网络的连接的UE。优选，正在发送数据的UE以它们用于数据发送的相同频带发送参照信号。因此，活动的UE应当不仅仅在它们用于它们的数据发送的频带上来发送上行链路参照信号。此外，UE在它们没有使用用于它们的数据发送的资源块上、在每一个时间窗发送一次上行链路参照信号。
在等于时间窗大小(几百毫秒的数量级)的间隔内，节点B能够获得所有所分配的资源块上的、它们扇区中的所有UE的平均路径损失(传播损失+阴影(shadow)衰落+快速衰落)。该关于每个小区内的所有UE的平均路径损失的信息可以被发送到无线电资源(RR)管理器。
一旦将所有RB上的所有UE的信道的信道质量通知给节点B，则可以将其(节点B)判断(滤波)为RR管理器的调度相关功能所需要的信息进行转发。然后，节点B转发该信息给RR管理器。
图4示出其中RR管理器位于系统的一个节点B内的示例。若干节点B被集群(cluster)，并且它们受有RR管理器特性(featuring)的节点B控制。该节点B被称为中心节点B。当然，可以定义RR管理器的若干其它位置。
基于邻近节点B的接收的测量值(measurement)，RR管理器(图4示例中的中心节点B)进行对本小区和与其相邻小区内的每个扇区的内部和外部区域的资源块(或子载波组)的分配。通常来说，该资源块分配在一个时间窗内有效，并且节点B可以动态分配资源(例如，甚至在子帧等级)给它们的用户。对于给定的内部或外部扇区区域内的用户，该分配在从中心节点B为该特定区域授权的资源块之间进行。优选地，资源块分配以将系统吞吐量最大化或位于小区边界的不同侧上的用户没有正在使用相同资源块的方式进行。
此外，邻近RR管理器(或图4示例中的中心节点B)交换信令消息，其包含在它们的相邻扇区的外部区域中分配的资源块。当完成将资源块分配到区域中时，由RR管理器考虑该信息。
因此，这些信令消息包含来自节点B传递到中心节点B的UE的测量值。此外，从中心节点B到节点B的频带分配、以及有关区域的重新配置和相关制约的信息被发送。
图5示出根据本发明的方法步骤的流程图。在步骤100，节点B等待接收来自网络RR管理器或中心节点B的无线电资源管理参数。
接着在步骤110，监视是否无线电资源管理参数被改变。如果没有检测到改变，则处理循环回到步骤100，以接收下一无线电资源管理参数。如果在步骤110中检测到无线电资源管理参数改变，则处理继续到步骤120。
在步骤120，处理继续根据预定的计算算法确定小区的至少一个内部区域的大小。如上所述，该计算可以考虑作为网络规划参数的小区的最大路径损失和偏移值。优选地，该偏移值与用于移交决定的值成比例。
最后，处理然后根据确定的区域大小进行小区的区域的重新配置，以便根据业务或负荷变化调节，并且最小化相邻小区干扰。该处理然后循环回到步骤100用于在适当时间重新开始。
根据本发明实施例，提供了一种用于重新配置采用频分多址方式的蜂窝式移动通信系统中的小区扇区的区域的方法，包括步骤：将小区扇区划分为预定大小的区域；对位于所述区域中的用户分配无线电资源；在无线电资源管理参数改变时，改变预定的区域大小。
所述无线电资源管理参数由进行分配无线电资源的无线电资源管理器动态更新。
所述小区扇区被划分为内部区域和位于小区边缘的两个外部区域。
所述内部区域的大小依赖于路径损失。
所述内部区域的大小由小区的最大路径损失和偏移值之间的关系决定，所述最大路径损失是网络规划参数。
所述偏移值与用于用户从一个小区到另一个小区的移交决定的值成比例。
所述偏移值对应于业务或小区负荷的变化而由无线电资源管理器动态更新。
在单载波FDMA通信系统中，所述无线电资源包括多个频率子载波。
所述方法还包括步骤：获得所述小区中的所有活动用户的平均路径损失，并且使用所述平均路径损失作为用于区域大小的调节的参数。
根据本发明另一实施例，提供了一种蜂窝式移动通信系统的基站，用于执行如上述实施例所述的方法。
所述基站还包括无线电资源管理器，用于从相邻基站获得信息以执行小区集群的区域大小的调节。
本领域技术人员将意识到各种修改和替代是可能的。例如，描述的将小区划分为3个扇区和3个区域要理解为非限制性的，并且依赖于对扇区可用的天线数和期望的区域大小，可以示例性地是从2到16变化的任何整数。
此外，在上面的描述中已经被假设为时间和频率的无线电块资源可以扩展为其它，如代码。

Claims (8)

1.频分多址方式的蜂窝式移动通信系统中的基站，包括：
接收单元，从与所述基站邻接的邻接基站接收无线资源管理参数；
分配单元，根据所接收的所述无线资源管理参数对用户终端进行动态的频带分配，所述用户终端位于由所述基站提供的小区内，所述无线资源管理参数包括关于与所述小区邻接的邻接小区的负载信息的信息，所述负载信息由所述邻接基站更新。
2.如权利要求1所述的基站，
所述分配单元将与在所述邻接小区的小区边缘使用的所述频带不同的频带分配给所述用户终端。
3.如权利要求1或者权利要求2所述的基站，
所述负载信息是以资源块为单位的关于全部的资源块的负载的信息。
4.如权利要求3所述的基站，
所述基站在对所述用户进行所述频带的分配时，在所述邻接小区的负载高的情况下，将与在所述邻接小区的小区边缘使用的频带不同的频带分配给所述用户终端。
5.由频分多址方式的蜂窝式移动通信系统中的基站执行的方法，包括以下步骤：
接收步骤，从与所述基站邻接的邻接基站接收无线资源管理参数；
分配步骤，根据所接收的所述无线资源管理参数对用户终端进行动态的频带分配，所述用户终端位于由所述基站提供的小区内，所述无线资源管理参数包括关于与所述小区邻接的邻接小区的负载信息的信息，所述负载信息由所述邻接基站更新。
6.如权利要求5所述的方法，进一步包括：
将与在所述邻接小区的小区边缘使用的所述频带不同的频带分配给所述用户终端的步骤。
7.如权利要求5或者权利要求6所述的方法，
所述负载信息是以资源块为单位的关于全部的资源块的负载的信息。
8.如权利要求6所述的方法，
在将所述频带分配给所述终端的步骤中，在所述邻接小区的负载高的情况下，将与在所述邻接小区的小区边缘使用的频带不同的频带分配给所述用户终端。
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