CN103348752A - 用于估计可用小区负载的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于确定蜂窝无线电系统的小区中的可用负载的方法和设备，其中响应于估计的小区间干扰负载而做出可用负载的确定。确定估计的小区间干扰。通过确定用户设备何时改变服务小区或者用户设备何时向用户设备的激活集添加小区或者何时从用户设备的激活集移除小区来监控小区间干扰改变事件。通过由引起干扰改变事件的用户设备所产生的估计的负载来调整所确定的小区间干扰，并且响应于所调整的小区间干扰而确定可用负载。该方法能够连续地更新小区间干扰。而且，能够快速地做出更新并且从而允许可用小区负载的改善估计。

Description

用于估计可用小区负载的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于估计蜂窝无线电系统中的可用小区负载的方法和设备。
背景技术
由于宽带码分多址(WCDMA)蜂窝无线电系统中的上行链路是非正交的，因此必须处理所谓的远-近问题，即，接近基站的终端会容易地淹没来自位于小区边界的终端的信号。为了确保对小区边界处的终端的覆盖，在基站处的总接收功率上引入限制。总干扰的相对测量是热噪声增加量(RoT)或噪声增加量，即，相对于热噪声的总干扰，参见Harri Holma，Antti Toskala，“WCDMA forUMTS--Radio Access For Third Generation Mobile Communications(用于UMTS的WCDMA-用于第三代移动通信的无线电接入)”，第三版。
上行链路总干扰可以来自小区内干扰和小区间干扰二者。为了能够控制RoT，小区应当估计其当前经历的小区间小区干扰的水平。
负载控制是用于WCDMA上行链路的功能。负载控制针对每个小区基于该小区中的上行链路干扰情况来确定能够由调度功能使用的最大可用负载余量，参见Harri Holma，Antti Toskala，“WCDMAfor UMTS—Radio Access For Third Generation MobileCommunications(用于UMTS的WCDMA-用于第三代移动通信的无线电接入)”，第三版。
存在许多不同的选择来实现负载控制。下面描述两个不同的示例性实现。
在第一示例中，在被称为Lother的单个项中处理(并且估计)源自于没有被一个小区服务的用户的所有负载，其中Lother由小区间干扰引起。然后将对于小区中的一个调度器可用的负载Lavail计算为：
Lavail＝Lmax-Lother     (1)
其中Lmax是一个小区中的最大允许负载，其由该小区中的目标(或最大允许)RoT确定。Lavail是对于所述小区可用的负载(自身的小区可用负载余量)。可以说该小区的总负载为Lavail(如果使用)加上Lother，因而，这将被称为两项式方案。
在第二示例中，利用源自没有被服务但是与所述一个小区处于软切换(SHO)中的用户设备(UE)的传输由该小区进行接收和解码的这一事实。由于传输被接收，因此能够计算该传输的负载。利用这一信息，将可用负载计算为：
Lavail＝Lmax-LSHO-Lother    (2)
即，可用负载等于该小区中的最大负载减去源自与该小区处于SHO中但是具有某一其他小区作为服务小区的UE的负载(LSHO)，再减去来自所有其他UE的负载(Lother)，其中Lother由小区间干扰引起。这被称为三项式方案。因而，在三项式方案中，由处于SHO中的UE引起的负载与小区间干扰分离。
期望针对蜂窝无线电系统，特别是WCDMA系统中的小区提供对可用负载的改进估计的新方法和设备，以改善蜂窝无线电系统的小区中的负载调度。
发明内容
本发明的目的在于提供改善的方法和设备以解决上面概括的问题。
通过在所附权利要求中阐释的方法和设备实现这一和其他目的。
如发明人已经意识到的，小区间干扰的一个属性是其典型地高度可变。结果，Lother的估计过程典型地将要求高级别的滤波。这样的滤波将使得难以适应小区间干扰的突然改变。如发明人已经进一步意识到的，滤波器将不能够区分随机改变(应当被滤波的)和突然改变，当计算可用负载余量以及当在调度小区中的负载时使用时，考虑该突然改变将是有利的。
已经发现，当用户做出服务小区改变(本文被称为情况1)或者将小区添加到用户的激活集或从该用户的激活集移除小区(本文被称为情况2)并且该UE的负载贡献应当在不同的负载项之间移动时，会引起问题(即，小区间干扰(或者Lother)的突然改变)。如已经意识到的，如果用户以高数据速率进行发射，则这一问题特别关键。如果不针对Lother的缓慢估计，这将潜在地是小问题。
当UE改变服务小区(情况1)时，来自该UE的之前被结合在Lother中的负载将突然在所述小区的控制下并且当前Lother估计将是对实际值的高估。这将导致所述小区将低估可用负载余量，结果，调度低于在给定负载约束下可实现的比特率。
对于情况1，当UE离开一个小区(即，将服务小区改变成另一小区)时，也存在问题。所述小区的Lother的真实值立即增加但是估计的值将需要一些时间来收敛到这一新值。这导致对可用资源的高估，可能的结果是超载。超载会引起小区的覆盖缩小，可能的结果是丢失的呼叫和失败的接入尝试。
对于情况2，当将小区添加到一个用户的激活集中时，该小区将能够测量所述用户的负载贡献(LSHO的一部分)。然而，由于在Lother项中仍然考虑这一负载，因此在这种情况下也会引起低估的问题。
类似地，当将小区从激活集移除时(情况2)，这会导致对所述小区中的负载的高估。在Lother估计能够检测到小区间干扰的实际改变并且相应地采取动作之前，将要花费一些时间。
根据本文描述的实施例，提供了在服务小区改变期间(情况1)或者当将小区添加到激活集或从该激活集移除时(情况2)针对小区间干扰的突然改变提供更快的估计和/或补偿的方法和设备。这继而将由此避免(或者至少降低)对蜂窝无线电系统中的可用上行链路资源的高估或者低估。
根据一个实施例，提供一种确定蜂窝无线电系统的小区中的可用负载的方法，其中响应于估计的小区间干扰负载而做出对可用负载的确定。根据该方法，首先确定估计的小区间干扰。然后，通过确定用户设备何时改变服务小区或者用户设备何时向该用户设备的激活集添加小区或从该用户设备的该激活集移除小区来监控小区间干扰改变事件。所确定的小区间干扰通过引起干扰改变事件的用户设备所引起的估计负载来进行调整，并且响应于经调整的小区间干扰来确定该可用负载。该方法能够连续地更新小区间干扰。而且，能够快速地做出更新并且从而支持可用小区负载的改善估计。
根据一个实施例，所确定的可用负载用于调度上行链路中的传输，从而能够改善上行链路传输。
根据一个实施例，当UE正在改变服务小区时(情况1)，目标小区(即，控制将变成新的服务小区的该小区的无线电基站)将根据来自所述目标服务小区中的所述用户的估计负载来降低Lother，并且服务小区(即，控制该服务小区的无线电基站)将根据来自所述原服务小区的所述用户的估计负载来增加Lother。注意到，由于软切换，所述用户的估计负载通常在两个小区(即，控制这两个小区的无线电基站)中均可用。
在情况2中，从UE的激活集中移除的非服务小区(即，控制非服务小区的无线电基站)将根据来自所述非服务小区中的所述UE的估计负载来增加Lother，并且被添加到所述UE的激活集的非服务小区将根据来自所述非服务小区中的所述UE的估计负载来降低Lother。
本发明还扩展到布置为执行根据上面的方法的无线电基站节点B。无线电基站节点B可以提供有用于执行上述方法的控制器/控制器电路。控制器可以使用适合的硬件和或软件来实现。硬件可以包括能够被布置为执行存储在可读存储介质中的软件的一个或许多个处理器。处理器可以通过单个专用处理器、通过单个共享处理器、或者通过多个单独处理器来实现，该多个单独处理器中的一些可以是共享的或分布式的。而且，处理器可以包括但不局限于数字信号处理器(DSP)硬件、ASIC硬件、只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)和/或其他存储介质。
附图说明
现在将通过非限制性示例的方式并且参照附图更加详细地描述本发明，在附图中：
-图1图示了一些负载情景，
-图2是蜂窝无线电系统的视图，
-图3是对于本发明的示例性实施例能够实现的效果的说明，以及
-图4是描绘当确定蜂窝无线电系统中的可用负载时执行的不同步骤的流程图。
具体实施方式
图1中描绘了当用户设备做出服务小区改变时(情况1)的情景。当UE将服务小区改变到一个小区时，来自该UE的之前结合在Lother中的负载将突然在所述小区的控制下，并且当前Lother估计将是对实际值的高估。这将导致所述小区将低估可用负载佘量，并且结果，调度低于在给定负载约束下可实现的比特率。
当UE离开一个小区(即，将服务小区改变到另一小区)时，也存在问题。所述小区的Lother的真实值立即增加但是估计值将需要一些时间收敛到这一新值。这导致对可用资源的高估，可能的结果是超载。超载会导致小区的覆盖缩小，可能的结果是丢失的呼叫以及失败的接入尝试。
图1还描绘了当将小区添加到用户设备的激活集或从该激活集移除时(情况2)的情景。当将小区添加到一个用户的激活集中时，该小区将能够测量所述用户的负载贡献(LSHO的一部分)。然而，由于在Lother项中仍然考虑了这一负载，因此在这种情况下也产生低估的问题。
类似地，当将小区从激活集移除时(情况2)，这会导致对所述小区中的负载的高估。在Lother估计能够检测小区间干扰的实际改变并且相应地采取动作之前，将花费一些时间。
在图2中，描绘了蜂窝无线电系统100的概括视图。图1中描绘的系统100是UTRAN系统。然而，也设想系统可以是E-UTRAN系统或者另一类似的系统。系统100包括多个基站、节点B101，出于简化的原因仅示出了其中一个。每一个无线电基站连接到中央控制节点109。具体地说，中央控制节点可以是控制多个无线电基站101的无线电网络控制器(RNC)。基站101可以连接到位于由该基站101服务的区域中的在附图中由UE103表示的用户设备。基站和用户设备进一步包括用于提供与各自实体相关联的功能的控制器/控制器电路105和107。控制器105和107可以例如包括合适的硬件和或软件。硬件可以包括能够被布置以执行存储在可读存储介质中的软件的一个或多个处理器。处理器可以由单个专用处理器、由单个共享处理器，或者由多个单独处理器实现，其中该多个单独处理器中的一些可以是共享的或者分布的。而且，处理器可以包括但不局限于数字信号处理器(DSP)硬件、ASIC硬件、只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)和/或其他存储介质。控制器105可以具体地适于估计对于由无线电基站101所控制的小区将被调度的可用负载，以及根据估计的可用负载来调度该负载。具体地说，无线电基站可以配置为根据本文描述的方法执行负载估计。
在图3中，可以看到在接收传入服务小区改变的小区中具有的根据上面的方法的示例性实现的效果(对于情况1)。在服务小区改变的点处，由于控制执行服务小区改变的UE的负载的小区将改变，Lother的“真实”值将突然改变。这里存在两种可能的情况，一种情况是接收该服务小区改变的小区已经处于UE的激活集中(这是典型情况，该小区通常已经在UE的激活集中有一段时间)，因此已经知晓来自该UE的负载并且能够从Lother中简单地减去这一量。另一种可能性是该小区不处于UE的激活集中(这不是典型的情况)，在这种情况中，必须首先估计这一负载然后从Lother中减去这一负载。按照任一方式，这将典型地比等待Lother自身进行收敛要快得多。
过去曾经作为服务小区的小区将总是具有可用的UE的负载的测量结果，并且能够将这一量加到其估计的Lother值。
当UE执行到所述节点B的切换时，“真实”Lother值将根据该UE的负载而下降，所提出的方案允许更快的适应。
对于情况2(三项式方案)，所提出的方案按照与图3中描绘的方式类似的方式工作，然而，“真实”Lother的降低/增加将不在服务小区改变时发生，而是取而代之地将在将小区添加到UE的激活集/从该UE的激活集移除时发生，因而所建议的补偿也应该在该时间点处执行。
在图4中，描绘了绘出当确定蜂窝无线电系统中的可用负载时执行的不同步骤的流程图，并且示出了响应于估计的小区间干扰负载而做出可用负载的确定。首先在步骤401中，确定估计的(初始的)小区间干扰。然后在步骤403中，监控小区间干扰改变事件。通过确定用户设备何时改变服务小区或者用户设备何时将小区添加到该用户设备的激活集或者从该用户设备的激活集移除来执行监控。能够连续且实时地执行监控以使得能够快速校正估计的小区间干扰。接下来，在步骤405中，通过由用户设备引起干扰改变事件而产生的估计的负载来调整所确定的小区间干扰。在步骤407中，响应于调整的小区间干扰而确定可用负载。根据一个实施例，当发生小区改变时，仅当在相同的载波中执行切换时才执行上面的步骤。对于频率间切换的情况，在切换之前不存在干扰，不需要采取任何动作。
根据一个实施例，当采取两项式方案时(情况1)，假设UE正将服务小区从小区A改变成小区B，并且UE在小区A和小区B中生成的负载分别为负载A和负载B。分别控制小区A和小区B的节点B继而能够被配置为更新针对这两个小区的Lother以按照如下来补偿突然的小区间干扰改变：
LotherAnew＝LotherAold+loadAest (3)
LotherBnew＝LotherBold-loadBest (4)
loadAest和loadBest分别是由控制小区A和小区B的节点B所估计的负载。
Lother更新可以通过从RNC向节点B发送的请求服务小区改变的节点-B应用协议(NBAP)信令来触发。
当服务小区改变被触发时，loadAest通常在控制小区A的节点B中总是可用。对于loadBest，如果小区B不在所述UE的激活集中(通常不是这种情况)，则不会是这种情况。在这种情况下，控制小区B的节点B需要在服务小区改变之后首先得到loadBest。此信息可以快速地获得。例如，loadBest能够以在增强型专用物理控制信道(E-DPCCH)上读取的专用物理控制信道(DPCCH)载波与干扰比(CIR)目标和增强型传输格式组合(E-TFC)为基础。因而LotherB的更新需要延迟一(预定义的)非常短的时间。
特殊情况是小区A和小区B由相同的节点B控制(例如在主远程无线电系统中)。在这种情况下，即使小区B不在所述UE的激活集中，loadAest和LoadBest二者在所述节点B处也均可用，并且一旦服务小区改变被触发，节点B就能够更新针对小区A和小区B二者的Lother。根据采用三项式方案(情况2)的本发明第二实施例，假设将小区添加到一个用户的激活集中。控制所述小区的节点B更新针对所述小区的Lother以根据上面的等式(4)来补偿突然的小区间干扰改变。
可以在将小区添加到激活集(激活集添加的完成可以根据用于激活集添加的NBAP信令来知晓)之后的一(预定义的)非常短的时间内执行Lother更新。这是要确保在更新之前来自UE的估计的负载能够在控制该小区的节点B处可用。
假使当前处于UE的激活集中的小区(中的一些)以及正被添加到该激活集中的小区由相同的节点B控制(例如较软切换或者主远程无线电系统中)。当激活集添加通过相对应的NBAP信令而被触发时，可以执行Lother更新。
假使将小区从一个用户的激活集移除，则控制所述小区的节点B更新针对所述小区的Lother以根据上面的等式(3)来补偿突然的小区间干扰改变。
在这种情况下，来自UE的估计的负载在控制该小区的节点B处总是可用，并且当激活集删除通过相对应的NBAP信令而被触发时可以执行Lother更新。
使用本文描述的方法和设备将在服务小区改变和/或软切换期间提供针对突然的小区间干扰改变的有效补偿。结果，能够避免或者至少降低对可用的自身小区负载的有害的低估和高估。而且能够实现更加稳定的上行链路行为(较少的RoT震荡)以及可用上行链路资源的更好使用。

Claims (14)

1.一种确定蜂窝无线电系统的小区中的可用负载的方法，其中响应于估计的小区间干扰负载而做出所述可用负载的所述确定，所述方法包括步骤：
-确定(401)估计的小区间干扰，
-通过确定用户设备何时改变服务小区或者用户设备何时向所述用户设备的激活集添加小区或者从所述用户设备的所述激活集移除小区来监控(403)小区间干扰改变事件，
-通过由引起干扰改变事件的所述用户设备所产生的估计的负载来调整(405)所确定的小区间干扰，以及
-响应于所调整的小区间干扰而确定(407)所述可用负载。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定的可用负载用于调度上行链路中的传输。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述确定的可用负载用于调度宽带码分多址无线电系统的上行链路中的传输。
4.根据权利要求1到3中的任意一项所述的方法，当所述小区间干扰改变事件是由用户设备改变服务小区而引起时，所述方法进一步包括将所述用户设备的所述服务小区中的所述小区间干扰降低由所述用户设备所产生的估计的负载。
5.根据权利要求1到3中的任意一项所述的方法，当所述小区间干扰改变事件是由用户设备改变服务小区而引起时，所述方法进一步包括将所述用户设备的目标小区中的所述小区间干扰增加由所述用户设备所产生的估计的负载。
6.根据权利要求1到3中的任意一项所述的方法，当所述小区间干扰改变事件是由用户设备从所述用户设备的所述激活集移除小区而引起时，所述方法进一步包括将被从所述用户设备的所述激活集中移除的所述小区中的所述小区间干扰增加由所述用户设备所产生的估计的负载。
7.根据权利要求1到3中的任意一项所述的方法，当所述小区间干扰改变事件是由用户设备向所述用户设备的所述激活集添加小区而引起时，所述方法进一步包括将被从所述用户设备的所述激活集移除的所述小区中的所述小区间干扰降低由所述用户设备所产生的估计的负载。
8.一种配置为确定蜂窝无线电系统的小区中的可用负载的无线电基站(101)，其中响应于估计的小区间干扰负载而做出所述可用负载的所述确定，所述无线电基站包括：
-用于确定估计的小区间干扰的控制器电路(105)，
-用于通过确定用户设备何时改变服务小区或者用户设备何时向所述用户设备的激活集添加小区或者何时从所述用户设备的所述激活集移除小区来监控小区间干扰改变事件的控制器电路(105)，
-用于通过引起小区间改变事件的所述用户设备所产生的估计的负载来调整所确定的小区间干扰的控制器电路(105)，以及
-用于响应于所调整的小区间干扰而确定所述可用负载的控制器电路(105)。
9.根据权利要求8所述的无线电基站，其中所述无线电基站配置用于使用所述确定的可用负载来调度上行链路中的传输。
10.根据权利要求9所述的无线电基站，其中所述无线电基站是用于宽带码分多址无线电系统的无线电基站。
11.根据权利要求8-10中的任意一项所述的无线电基站，其中，所述无线电基站配置用于：当所述小区间干扰改变事件是由用户设备改变服务小区而引起的并且所述无线电基站正控制所述服务小区时，将所述用户设备的所述服务小区中的所述小区间干扰降低由所述用户设备所产生的估计的负载。
12.根据权利要求8-10中的任意一项所述的无线电基站，其中，所述无线电基站配置用于：当所述小区间干扰改变事件是由用户设备改变服务小区而引起的并且所述无线电基站正控制目标小区时，将所述用户设备的所述目标小区中的所述小区间干扰增加由所述用户设备所产生的估计的负载。
13.根据权利要求8-10中的任意一项所述的无线电基站，其中，所述无线电基站配置用于：当所述小区间干扰改变事件是由用户设备从所述用户设备的所述激活集移除小区而引起时，将被从所述用户设备的所述激活集移除的所述小区中的所述小区间干扰增加由所述用户设备所产生的估计的负载。
14.根据权利要求8-10中的任意一项所述的无线电基站，其中，所述无线电基站配置用于：当所述小区间干扰改变事件是由用户设备从所述用户设备的所述激活集添加小区而引起时，将被从所述用户设备的所述激活集移除的所述小区中的所述小区间干扰降低由所述用户设备所产生的估计的负载。
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