CN102656928A - 用于管理无线蜂窝网络中的功率等级的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于管理附着到网络小型小区的基站的用户设备的上行链路通信中的功率等级的方法,其中在附着用户设备功率等级的确定中考虑相邻小区用户设备在所述基站处所产生的干扰等级中的贡献。

Description

用于管理无线蜂窝网络中的功率等级的方法
技术领域
本发明涉及通信领域,并且更具体而言涉及包括小型小区的蜂窝网络中的上行链路(UL)功率等级管理。
背景技术
业务量的增加,特别是城市区域中的业务量的增加,已经导致了使得能够增强网络容量的小型小区(small cell)的发展。事实上,如图1中所述,由多个小型小区(b)来覆盖一个宏小区(a)所覆盖的区域,其中小型小区(b)有助于减少每个小区的活动用户的数目,并且因此增加用户的带宽。通常,除了宏小区之外,还另外使用这种小型小区,并且其主要用于改善室内覆盖或提供本地热点。
在如图2中所示的宏小区中,由于功率控制、基站1与相邻小区(如相对于小区C2的小区C1)的用户设备3之间的距离D引入的路径损失隔离、以及位于靠近小区边界并且因此处于软切换区域5中的用户设备的软切换控制,上行链路(UL)小区间干扰是可忽略的。因此,宏小区中使用的功率管理算法根据小区内干扰等级来选择用户设备3的功率等级。
与宏小区不同,如图3中所表示的c3和c4之类的小型小区通常不具有软切换机制(以便降低最后一英里成本),并且基站1与相邻小区之间减小的距离d消除了(宏小区的)路径损失隔离,并且产生了不可忽略的小区间干扰。
在宏小区中使用的功率等级管理算法因此可以有效地应用于小型小区中。实际上,不考虑相邻小区的用户设备3而增加小型小区的用户设备3的功率等级将增加两个小区中的干扰,从而造成相邻小区的用户设备的功率等级的增加,在不同的相邻小区之间引起将最终导致连接中断的雪崩效应。使用诸如增强型专用信道(E-DCH)的技术时,该问题甚至变得更严重,因为用户设备的功率等级可能达到高等级以便改善其传输吞吐量,并且由此可能产生上行链路过载。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种支持附着到小型小区的基站的用户设备的功率管理的方法。
因此,本发明涉及一种用于管理附着到网络小型小区的基站的用户设备的上行链路通信中的功率等级的方法,其中在附着用户设备功率等级的确定中考虑相邻小区用户设备在所述基站处所产生的干扰等级中的贡献。
根据本发明的另一个方面,当相邻小区用户设备在所述基站处所产生的该干扰等级中的贡献增加时,附着到该基站的用户设备的最大功率等级减小。
根据本发明的附加方面,所述管理是动态的,以便将业务变化和干扰等级变化纳入考虑之中。
根据本发明的另一个方面,附着用户设备的最大功率等级根据伪随机算法随时间而变化。
根据本发明的另一个方面,根据相邻小区的数目来配置该伪随机算法。
根据本发明的附加方面,通过增强型专用信道(E-DCH)技术来发送该上行链路业务。
根据本发明的另一个方面,在小区簇中使用所述方法,使得所述小区簇中的干扰降低。
根据本发明的附加方面,该伪随机算法被配置为降低两个相邻小区的附着用户设备的最大功率等级同时与高等级相对应的概率。
本发明还涉及一种无线资源管理算法,包括用于管理网络小型小区中的用户设备的上行链路通信中的功率等级的指令,其中在附着用户设备功率等级的确定中考虑相邻小区用户设备在干扰等级中的贡献。
本发明还涉及一种小型小区基站,包括:用于确定附着到所述基站的至少一个用户设备的上行链路通信中的功率等级的装置;以及用于向所述至少一个附着用户设备发送功率等级指令的装置,其中在附着用户设备功率等级的确定中考虑相邻小区用户设备在所述基站处所产生的干扰等级中的贡献。
附图说明
图1是宏小区(a)和小型小区(b)的覆盖的示图;
图2是宏小区配置的示图;
图3是小型小区配置的示图;
图4是根据本发明的两个邻近小型小区的第一配置中的功率分配的示图;
图5是根据本发明的两个邻近小型小区的第二配置中的功率分配的示图;
图6是根据本发明的由基站分配给其附着用户设备的最大功率等级随时间演进的示图;
图7是根据本发明的由两个相邻基站分配给它们的附着用户设备的最大功率等级随时间演进的示图。
具体实施方式
如本文所使用的术语“ROT”是指“热增量”的英文首字母缩写;
如本文所使用的术语“RRM”是指“无线资源管理”的英文首字母缩写;
如本文所使用的术语“小型小区”是指半径小的小区,如毫微微小区、微微小区或微小区。
本发明的实施方式涉及,附着到小型小区的基站1的用户设备3的上行链路通信的最大功率等级根据位于所述基站1的相邻小区中的用户设备3所产生的干扰进行的调节。
根据基站1测量的信号质量来确定附着用户设备3的上行链路通信的功率等级,并且由最大热增量(ROT)阈值来限制该功率等级的上限。因此,如果用户设备3与基站1之间的上行链路通信的质量太低而不能提供足够的连接,那么基站1的上行链路调度器向用户设备3发送请求来增加其发射功率并且因此提高通信的质量。然而,该功率等级必须受到限制,以便限制干扰并且在连接的不同用户设备3之间提供公平性。因此,由无线资源管理(RRM)算法根据连接的用户设备3所请求的业务量来确定最大功率等级。
这种功率分配可以被描述为带宽分配,其基于接收信号强度指示(RSSI)测量来确定,并且作为热增量(ROT)因子来处理,将ROT因子定义如下:
ROT=Itot/N0
其中,Itot是基站1接收的总功率,并且N0是热噪声功率。
可以如下分解总接收功率Itot
I tot = N 0 + Σ i = 1 M Ei + Σ j Ej
其中,Ei是由第i个附着用户设备接收的功率,并且Ej是附着到相邻小区的第j个用户设备接收的功率。
如前所述,在宏小区的情况中,Ej是可忽略的,并且上行链路调度器的功率管理算法根据总可用功率以及在基站1处所产生的干扰等级,遵循不同附着用户设备3之间的公平性标准,在附着用户设备之间分配功率数量。
但是,在小型小区的情况中,并且特别是在使用增强型专用信道(E-DCH)的网络的情况中,Ej的值是不可忽略的,并且对干扰等级有贡献,因此影响基站1处接收的信号质量。结果,所述贡献意味着要由调度器修改功率等级的管理,并且要在上行链路(UL)无线资源管理(RRM)算法中引入与相邻小区的用户设备3的贡献相对应的附加的功率保留。必须注意到,该保留可能取决于相邻小区的数目。
在图4中表示了这种余量,其中表示了用于两个相邻小型小区c3和c4的功率分配。可以将该功率分配分为几个部分:
-与热噪声功率(N0)相对应的部分7,
-与附着用户设备的热增量(ROT)相对应的部分9,
-与相邻小区的用户设备的热增量(ROT)相对应的部分11,以及
-与用于“收敛”的余量相对应的部分13,其对应于在用户设备新附着到该基站的情况中为了正确运行所需的余量。
因此,在本配置中,小型小区c3的上行链路调度器必须为相邻小区c4的用户设备UE1和UE2保留功率资源11,因为它们对小区c3的
Figure BPA00001564786200051
值有贡献。
这样,小区c4必须保留UL资源11,以将相邻小区c3的用户设备UE3纳入考虑之中。
在所定义的范围内,功率分配保持动态的,以便考虑附着用户设备的变化以及对于
Figure BPA00001564786200052
值并且因此对干扰等级有贡献的相邻小区的用户设备的数目的变化。
图5表示图4中出现的一对小区的另一个配置,其中用户设备UE3不再附着到小区c3的基站1。
因此,降低了小区c4的总干扰等级,并且可以从基站1向UE1和UE2分配更多功率而不会影响相邻小区c3。结果,小区c4的附着设备9的ROT值增加了,而不再有与相邻小区的用户设备相对应的ROT部分11,因为不再有用户设备附着到小区c3。
至于小区c3,因为不再有附着用户设备,因此可以将附加的资源添加到为相邻小区c4的用户设备UE1和UE2所保留的资源等级11而不会影响网络性能。因此,每当附着用户设备的数目变化时,更新小型小区及其相邻小区的功率等级分配,以便调整干扰等级并且确保网络的正确运行。
因此,根据本发明,还保留了功率资源,以便考虑由于用户设备位于相邻小区中(使用例如突发数据传递)并且对在基站处产生的干扰等级有贡献所导致的ROT的突发,也就是说干扰等级的临时性增加。基于RRM算法的计算,上行链路调度器定义附着用户设备的功率等级,并且向所述附着用户设备发送功率等级指令。
结果,这种考虑了由相邻小区的用户设备产生的干扰等级的小型小区内的功率分配管理允许在不同的用户之间引入公平性,以降低总干扰等级并且因此提高网络性能。
然而,这种余量表示为了确保新到来的用户而未使用的功率的数量,如果不使用的话,这些功率就被浪费了。
根据本发明的另一个方面,基站根据伪随机算法临时使用这种功率余量。参考如前所述的由调度器计算的最大功率17,零星地向基站1提供额外功率15。在图6中表示了这种临时附加功率余量分配。根据相邻小区的数目来调整功率的数量和伪周期。可以由基站1配置或自学习相邻小区的所述数目。
该临时余量可以与随机接入信道(RACH)相比较,并且可以限制如图7中所述的冲突的概率,在图7中显示了两个相邻小区的最大功率等级随时间的演进。在时刻T0,第一小区的功率等级19处于高等级(其对应于额外临时余量),而第二小区的功率等级21处于低等级。在时刻T1,第二小区的RRM算法的伪周期已经过,并且对第二小区许可了额外余量。在时刻T2,第一小区的RRM算法的伪周期已经过,并且其功率等级返回到低等级。然后在时刻T3,第二小区的功率等级返回到低等级。不同的相邻小区相继获得一些额外功率余量。如图7中所表示的,两个小区都处于高等级并且对应于具有高冲突概率23的周期的时间范围(在T1与T2之间)很短。因此限制了冲突概率。这种顺序许可对应于相邻小区的伪同步,以共享可用的额外功率范围。因此,可以“收集”位于公共区域中的多个小型小区以作为小区簇,其中伪随机算法按照顺序的方式为该簇中的小区分配额外功率余量。此外,该算法被配置为降低在两个邻近小区中在同一时间进行附加功率余量分配的概率,因此使得上行链路干扰概率降低。
因此,通过在附着到相邻小区的用户设备的功率等级确定中考虑附着用户设备的贡献,并且通过保留相应的功率余量,本发明使得能够在比小区规模更高的规模上提供公平性,这在小型小区的情况中是必要的,因为在小区之间缺乏射频隔离,并且使得能够防止破坏网络的全局性能的风险。此外,伪同步的使用使得能够限制一部分浪费的功率并且对网络资源的优化有贡献。

Claims (10)

1.一种用于管理用户设备的上行链路通信中的功率等级的方法,所述用户设备附着到网络小型小区的基站,其中在附着用户设备功率等级的确定中,考虑相邻小区用户设备在所述基站处所产生的干扰等级中的贡献。
2.根据权利要求1所述的用于管理功率等级的方法,其中当所述相邻小区用户设备在所述基站处所产生的干扰等级中的贡献增加时,附着到所述基站的所述用户设备的最大功率等级减小。
3.根据权利要求1或2所述的用于管理功率等级的方法,其中所述管理是动态的,以将业务变化和干扰等级变化纳入考虑之中。
4.根据前述任意一项权利要求所述的用于管理功率等级的方法其中,附着用户设备的最大功率等级根据伪随机算法随时间而变化。
5.根据权利要求4所述的用于管理功率等级的方法,其中根据相邻小区的数目来配置所述伪随机算法。
6.根据前述任意一项权利要求所述的用于管理功率等级的方法,其中通过增强型专用信道(E-DCH)技术来发送上行链路业务。
7.根据前述任意一项权利要求结合权利要求4所述的用于管理功率等级的方法,其中在小区簇中使用所述方法,使得所述小区簇内的干扰降低。
8.根据权利要求7所述的用于管理功率等级的方法,其中所述伪随机算法被配置为降低两个邻近小区的附着用户设备的最大功率等级同时与高等级相对应的概率。
9.一种无线资源管理算法,包括用于管理网络小型小区中的用户设备的上行链路通信中的功率等级的指令,其中在附着用户设备功率等级的确定中,考虑相邻小区用户设备在干扰等级中的贡献。
10.一种小型小区基站,包括用于确定附着到所述基站的至少一个用户设备的上行链路通信中的功率等级的装置,以及用于向所述至少一个附着用户设备发送功率等级指令的装置,其中在所述附着用户设备功率等级的确定中,考虑相邻小区用户设备在所述基站处所产生的干扰等级中的贡献。
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