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GEGENSTAND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationssysteme.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verteilung von
Ressourcen, um Interferenzen in drahtlosen Kommunikationssystemen
zu minimieren.
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HINTERGRUND
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Drahtlose
Kommunikationssysteme können
auf mehrere Arten eingesetzt werden. Zum Beispiel werden Systeme
vom zellularen Typ typischerweise unter Verwendung eines Rundumeinsatzes
oder eines sektorierten Einsatzes eingesetzt. In 1 wird ein Rundumeinsatz 10 gezeigt.
Rundumeinsätze
bestehen aus Standorten mit einer Basisstation an jedem Standort,
wobei die Basisstationen (eine) Sende- (Empfangs)Antenne(n) verwenden,
die nahezu gleichförmig
in (aus) sämtliche(n)
Richtungen in der horizontalen Ebene strahlen / empfangen. Rundumeinsätze werden
typischerweise für
ländliche,
mikrozellulare und Innenbereiche verwendet.
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Um
die Systemkapazität
beispielsweise in dicht besiedelten Gebieten zu erhöhen, kann
ein sektorierter Einsatz verwendet werden. Ein Beispiel für einen
sektorierten Einsatz 50 wird in 2 gezeigt. Sektorierte Einsätze bestehen
ebenfalls aus Standorten (d. h., Standort 1 und Standort 2),
wobei jeder Standort eine Basisstation umfasst. In sektorierten
Einsätzen
ist jedoch jeder Standort in eine Vielzahl von Sektoren unterteilt. Um
die Abdeckung eines jeden Sektors vorzusehen, umfassen die Basisstationen
einen Sende-Empfänger und
(eine) Antenne(n) für
jeden der jeweiligen Sektoren, so dass die Antenne(n) in jedem Sektor
innerhalb eines unterschiedlichen Bogens strahlt / empfängt bzw.
strahlen / empfangen. Zum Beispiel besitzt die Basisstation 52 Sende-Empfänger 56a, 58a, 60a,
die jeweils mit einem Winkel von 120 Grad für Sektoren 56b, 58b, 60b strahlen.
Der Einfachheit halber wird der Bereich, der von einem Sende-Empfänger abgedeckt
wird, im Folgenden hierin als Zelle bezeichnet, mit der Vorausschickung,
dass eine Zelle entweder einem Sektor in einem sektorisierten Einsatz
oder einem von einem Standort abgedeckten Bereich in einem Rundumeinsatz
entsprechen kann.
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Unter
Bezugnahme auf 3, wobei
rein beispielhaft weiter Systeme vom zellularen Typ betrachtet werden,
teilen zellulare Systeme im Allgemeinen die Zeitachse in fortlaufende
Intervalle von gleicher Länge, die
als Rahmen (frames) bezeichnet werden. Ein Rahmen 100 ist
in eine endliche Zahl (Nt) von Intervallen gleicher Dauer unterteilt,
die als Zeitschlitze bezeichnet werden. Einer bestimmten Zelle ist
gestattet, einige oder alle Zeitschlitze für Ubertragungen in Aufwärtsrichtung
oder in Abwärtsrichtung
zu verwenden, so wie dies durch die Zeitschlitzzuweisung der Zelle
definiert wird. Innerhalb eines jeden Zeitschlitzes ist es möglich, eine endliche
Zahl von Codes (Nc) an unterschiedliche WTRU(s) für die Übertragung
/ den Empfang drahtloser Signale unter Verwendung der Spreizspektrumtechnik
zuzuweisen. Die Kombination aus einem Code und einem Zeitschlitz
wird als ein Kanal betrachtet, und die Zuteilung der Codes an einen
Satz von WTRU(s) wird als Kanalzuteilung bezeichnet. Eine optimale
Zuteilung reduziert Interferenzen und erhöht die Kapazität des Systems.
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Wenn
eine WTRU Ressourcen (d. h. einen Satz von Kanälen) von einem drahtlosen System
anfordert, wählt
die WTRU typischerweise zuerst die Basisstation aus, von welcher
die WTRU den geringsten Wert für den
Pfadverlust gemessen hat. Um den Pfadverlust zu messen, subtrahiert
die WTRU im Allgemeinen die gemessene Leistung, mit der Bakensignale
empfangen werden, von der bekannten Übertragungsleistung dieser Signale.
Die Übertragungsleistung
der Bakensignale wird normalerweise innerhalb der Bake als Teil
der Systeminformation signalisiert. Die Basisstation, von welcher
der geringste Wert des Pfadverlusts gemessen wird, wird als die
Basisstation bezeichnet, die der WTRU am nächsten liegt. Es ist jedoch
zu beachten, dass diese Basisstation nicht immer die nächstliegende
im geographischen Sinn sein muss. Sobald die nächstliegende Basisstation ausgewählt worden
ist, werden Ressourcen an die WTRU zugeteilt. Typischerweise liegt
der zugeteilte Kanal innerhalb eines Zeitschlitzes, in dem die WTRU
das geringste Ausmaß an
Störung
erfährt.
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Störungen können aus
zwei Quellen stammen, nämlich
innerhalb der Zelle und zwischen den Zellen. Störungen innerhalb der Zelle
sind Störungen,
die eine WTRU auf Grund anderer WTRUs erfährt, die sich in derselben
Zelle wie die WTRU befinden. Zwischenzellen-Störungen sind Störungen,
die eine WTRU von WTRUs in anderen Zellen erfährt. Einige drahtlose Kommunikationssysteme
setzen einen Typ von Mehrbenutzer-Detektion (multi-user detection,
MUD) ein, der einen Großteil
der innerhalb einer Zelle entstandenen, von der WTRU erfahrenen
Störungen
eliminiert. Die TDD-Moden (3.84 Mcps und 1.28 Mcps) des UTRA sind
Beispiele für
solche Systeme. In diesen Systemen ist die Kanalzuteilung primär damit
befasst, die Zwischenzellen-Störungen,
welche von der WTRU erfahren werden, zu minimieren.
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Bezüglich der
Zwischenzellen-Störungen
sind benachbarte Zellen typischerweise zeitschlitz-synchronisiert,
so dass die benachbarten Zellen dieselben Zeitschlitze für Ubertragungen
in Aufwärtsrichtung
und in Abwärtsrichtung
verwenden. Die Zuweisung von Ressourcen an eine WTRU in einer Zelle
kann in den benachbarten Zellen zu einer signifikanten Zunahme der
Zwischenzellen-Störungen
führen.
Zum Beispiel kann die WTRU einem Zeitschlitz zugewiesen sein, bei
dem, obwohl er der Zeitschlitz mit dem geringsten Störungsausmaß ist, die
Hinzufügung
der WTRU eine plötzliche
Zunahme der Störung
verursacht, die nicht von den WTRUs, die in benachbarten Zellen
in dem selben Zeitschlitz arbeiten (d. h., WTRUs, denen Ressourcen
aus diesem Zeitschlitz zugewiesen sind, können nicht mit ausreichender
Leistung übertragen,
um ein zufrieden stellendes Signal-zu-Interferenz-plus-Rauschen-Verhältnis (signal
to interference plus noise ratio, SINR) aufrecht zu erhalten), kompensiert
werden kann. Der obige Ausfall kann auf Grund des wohlbekannten
Leistungsausgleichseffektes zwischen der WTRU und WTRUs von benachbarten
Zellen, denen ebenfalls Ressourcen in demselben Zeitschlitz zugeteilt
sind, auftreten.
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Der
Leistungsausgleich ist eine Erscheinung, die in verschiedenen drahtlosen
Kommunikationssystemen, wie zum Beispiel Systemen vom CDMA-Typ,
auftritt. In Systemen vom CDMA-Typ erfährt jede WTRU das Rauschen
/ die Störungen
von den anderen WTRUs, da alle WTRUs innerhalb des Systems das Frequenzspektrum
teilen. Um eine zuverlässige
Kommunikation zu erreichen, muss das SINR-Verhältnis über einem bestimmten Verhältnis liegen.
Wenn eine neue WTRU zu einem System hinzugefügt wird, nimmt die Störung in
dem System zu. Dies veranlasst bestehende WTRUs innerhalb des Systems,
ihre Leistung zu erhöhen, um
das SINR über
dem bestimmten Verhältnis
zu halten. Die Leistungszunahme von den bestehenden WTRUs verursacht
eine Zunahme der Störungen
bei der neuen WTRU. Die neue WTRU erhöht dann wieder ihre Leistung,
um das SINR aufrecht zu erhalten. Dieses Muster wiederholt sich,
bis sich das SINR stabilisiert. In Fällen, wo sich das SINR nicht
stabilisiert, erfahren ein oder mehrere WTRUs einen Ausfall. Im
Stand der Technik existiert ein Mechanismus, um basierend auf dem
in dem System vorhandenen gegenwärtigen
Störungsniveau
und relativen Pfadverlust der neuen WTRU die Zunahme der Störungen vorherzusagen.
Dieser Mechanismus kann verwendet werden, um den Zeitschlitz auszuwählen, der
die niedrigste vorhergesagte Zunahme von Störungen aufweist. Es können jedoch
Situationen auftreten, in denen, obwohl Ressourcen innerhalb des
Zeitschlitzes in dieser Zelle und den benachbarten Zellen nicht
vollständig
verwendet werden (d. h., die Vorteile der MUD nicht in vollem Maße genutzt
werden), innerhalb dieser Zelle kein geeigneter Zeitschlitz für die neue
WTRU in dieser Zelle vorhanden ist. Dies führt zu einem blockierten Zugang
für die
WTRU.
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Es
ist daher wünschenswert,
ein System zur Zuweisung der Ressourcen in drahtlosen Kommunikationssystemen
ohne derartige Beschränkungen
zu besitzen.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist ein System, worin der Abdeckungsbereich
einer Vielzahl von Basisstationen in Bezug auf den Rauschanstieg
und die Leistung für
die Zuweisung von Systemressourcen evaluiert werden kann. Der Pfadverlust
wird gemessen, um Kandidaten-Basisstationen zu bestimmen, und zumindest ein
Zeitschlitz wird aus den Kandidaten-Basisstationen zur Optimierung
der Aufwärtsverbindung
und der Abwärtsverbindung
ausgewählt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNG(EN)
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1 zeigt ein Diagram eines
Rundumeinsatzes eines drahtlosen Kommunikationssystems.
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2 zeigt ein Diagram eines
sektorierten Einsatzes eines drahtlosen Kommunikationssystems.
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3 zeigt einen Rahmen mit
einer Vielzahl von Zeitschlitzen, worin jeder Zeitschlitz eine Vielzahl
von Kanälen
besitzt.
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4 zeigt ein drahtloses Kommunikationssystem,
worin Rauschanstieg und Leistung in Bezug auf mehr als eine Zelle
evaluiert werden können,
um die Systemressourcen zu optimieren.
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5 zeigt ein Verfahren zur
Evaluierung von Kandidatenzellen für die Zuteilung von Systemressourcen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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Im
Folgenden umfasst eine drahtlose Sende- / Empfangseinheit (WTRU)
eine Benutzervorrichtung, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Mobilstation,
eine feste oder mobile Teilnehmereinheit, einen Pager oder einen
beliebigen anderen Typ von Vorrichtung, der fähig ist, in einer drahtlosen
Umgebung zu arbeiten. Wenn im Folgenden darauf Bezug genommen wird,
umfasst eine Basisstation, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Knoten B,
ein Standort-Steuergerät,
einen Zugangspunkt oder einen beliebigen anderen Typ von Schnittstellenvorrichtung
in einer drahtlosen Umgebung. Des Weiteren können zur einfacheren Beschreibung
der Erfindung die Begriffe Zelle und Basisstation hierin austauschbar
verwendet werden.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 4 ein
drahtloses Kommunikationssystem 200 gezeigt, worin der Rauschanstieg
und die Leistung in Bezug auf den Abdeckungsbereich von mehr als
einer Basisstation bewertet werden kann, um die Systemressourcen
zu optimieren. Der Einfachheit halber wird der Abdeckungsbereich als
die Zelle bezeichnet, doch natürlich
variiert die Bezugnahme auf den Abdeckungsbereich abhängig von dem
Systemtyp, in dem die Erfindung implementiert ist, oder abhängig von
dem Typ der verwendeten Schnittstellenvorrichtung.
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Das
System 200 umfasst zumindest ein Funknetzsteuergerät 202,
zumindest eine Basisstation 204, und eine Vielzahl von
WTRUs 206, 210. Das System 200 wird im
sektorierten Einsatz dargestellt. Die Basisstation 204 umfasst
daher Sende-Empfänger 212, 214, 216,
die jeweils den Zellen 218, 220, 222 entsprechen. Der
Einsatz kann natürlich
je nach Präferenz
des Betreibers variieren. Der Einsatz und die Komponenten des Systems 200 können ebenso
in Abhängigkeit
von dem bestimmten Typ eines drahtlosen Systems, in dem die vorliegende
Erfindung implementiert ist, variieren, da die Erfindung in jedem
beliebigen Typ eines drahtlosem Systems implementiert werden kann,
das eine Art von Mehhrteilnehmerdetektion, wie etwa beispielsweise Multi-User
Detection (MUD), für
die Handhabung der Störungen
innerhalb der Zelle verwendet.
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Es
wird angenommen, dass eine erste WTRU 206 in Zelle 220 arbeitet
und eine zweite WTRU 210 Systemressourcen als Ergebnis
von beispielsweise einer Übergabe
oder einer anfänglichen
Verbindung mit dem System 200 anfordert. Die WTRU 210 misst
den Pfadverlust zwischen ihr selbst und mehreren Zellen. Wie im
Stand der Technik bekannt, umfasst die WTRU 210 einen Prozessor 208 zur
Messung des Pfadverlustes. In diesem Beispiel wird angenommen, dass
die WTRU 210 den Pfadverlust zwischen ihr selbst und den Zellen 218, 220, 222 misst.
Die Zellen, die einen Pfadverlust innerhalb einer vorbestimmten
Spanne der Zelle mit dem minimalen Pfadverlust aufweisen, sowie
die Zelle mit dem minimalen Pfadverlust werden als Kandidaten-Zellen angesehen,
insofern als sie Zellen sind, von denen eine WTRU Ressourcen anfordern
kann. Dies erhöht
effektiv die verfügbaren
Zeitschlitze, die zur Zuweisung von WTRUs evaluiert werden können. D.h.,
im Stand der Technik entspricht die Anzahl der Zeitschlitze, die
evaluiert werden können,
den Zeitschlitzen der Zelle mit dem minimalen Pfadverlust. Gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung gibt es zusätzliche Zeitschlitze, die für die Zuweisung
von Systemressourcen an WTRUs evaluiert werden können, da zusätzliche
Zellen berücksichtigt
werden können
(d. h., die Zellen mit einem Pfadverlust, der innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
der Zelle mit dem minimalen Pfadverlust liegt). Die vorbestimmte
Spanne kann jede gewünschte Spanne
sein. In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform wird jedoch eine
vorbestimmte Spanne von etwa 5dB bevorzugt.
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Wenn
zum Beispiel die WTRU 210 ihre Pfadverlustmessungen durchführt, gilt
die Annahme, dass die Zelle 222 einen Pfadverlust von XdB
hat, und die Zellen 220 bzw. 218 einen Pfadverlust von
X+1dB bzw. X+3dB haben. Man beachte, dass im Stand der Technik die
WTRU 210 normalerweise einem Zeitschlitz innerhalb der
Zelle 222 zugewiesen werden würde, da die Zelle 222 das
geringste Ausmaß an
Pfadverlust aufweist (in diesem Falle ist dies die nächstliegende
Zelle). Wie im Abschnitt Hintergrund der Erfindung erklärt wurde, kann
es jedoch vorteilhaft sein, die WTRU einer benachbarten Zelle (d.
h., einer Zelle, wo der Pfadverlust zwischen der WTRU und der Zelle
nicht notwendigerweise der minimale Pfadverlust ist, sondern einer
Zelle, wo das System Vorteil aus der MUD ziehen und den Leistungsausgleichseffekt
vermeiden kann) zuzuweisen. Das heißt, um Vorteil aus dem Nutzen
der MUD zu ziehen, ist es oft sinnvoll, WTRUs anderen Zellen als
deren nächstliegenden
Zelle zuzuweisen, in denen die Differenz im Pfadverlust zwischen
den Zellen innerhalb einer vorbestimmten Spanne liegt. Der Nachteil
davon, bei höherem
Pfadverlust übertragen
zu müssen,
besteht offensichtlich in der Erhöhung der erforderlichen Leistung
und der Zunahme an Störungen,
die im System erzeugt werden. In Fällen jedoch, wo die Pfadverlustdifferenz
klein (z. B. < 3
dB) ist, überwiegt
der Vorteil der vollen Ausnützung
der MUD, um die Zwischenzellen-Interferenz zu eliminieren, gegenüber den
zuvor erwähnten
Nachteilen. In dem Fall, wo die Pfadverlustdifferenz klein (z. B. < 3 dB,) ist, ist
es vorteilhafter, die neue WTRU in einem Zeitschlitz mit bestehenden
Benutzern zu platzieren als in dem entsprechenden Zeitschlitz in einer
benachbarten Zelle, der leer oder anderweitig verfügbar ist.
Die Hauptgründe
bestehen darin, dass die MUD die Störungen innerhalb der Zelle,
die diese neue WTRU bei den bestehenden WTRUs verursacht, beseitigt
und zusätzlich
die potentielle Gefahr des Leistungsausgleichs vermeidet, wenn die
WTRU in der benachbarten Zelle zu platzieren wäre (d. h., die Zwischenzellen-Störungen können nicht
von der MUD beseitigt werden, deshalb müssen sie intelligent gehandhabt
werden). Da die Zellen 220 und 218 einen Pfadverlust
aufweisen, der innerhalb von 3dB der Zelle 222 mit dem
minimalen Pfadverlust liegt, sind daher alle drei Zellen 222, 220, 218 potentielle
Kandidaten daßfür, die Versorgungszelle
der WTRU 210 zu werden.
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Die
Zelle, welche schließlich
als die Versorgungszelle der WTRU 210 ausgewählt wird,
ist die Zelle, worin die Zuweisung der WTRU 210 die Systemressourcen
nicht nur im Hinblick auf die ausgewählte Zelle, sondern auch im
Hinblick auf die anderen Kandidaten-Zellen optimiert. Die Zelle,
die als die Systemressourcen optimierend identifiziert wurde, wird
vorzugsweise auf Basis des Rauschanstiegs und der Übertragungsleistung
evaluiert. Natürlich
kann die Evaluierung auch unter Verwendung des Rauschanstiegs oder
der Übertragungsleistung
durchgeführt
werden.
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Bezüglich des
Rauschanstiegs ist das Kriterium, das vorzugsweise gemessen wird,
die Zunahme des Rauschanstiegs. Das heißt, dass für eine Verbindung in Aufwärtsrichtung
das zusätzliche
Ausmaß an
Störungen,
das von der Basisstation als Ergebnis der Hinzufügung der WTRU erfahren wird,
gemessen wird. In ähnlicher
Weise wird für
eine Verbindung in Abwärtsrichtung
das zusätzliche
Ausmaß an
Störungen,
das von der WTRU als Ergebnis ihrer Hinzufügung zu dem System erfahren
wird, gemessen. Die Kombination aus Zeitschlitz / Zelle, die zu
dem geringsten Ausmaß an
zusätzlicher
Störung
führt,
ist die bevorzugte Kombination aus Zeitschlitz / Zelle für die Zuweisung
von Ressourcen. Es ist anzumerken, dass auch der absolute Wert des Rauschanstiegs
verwendet werden kann, obwohl die Zunahme des Rauschanstiegs das
bevorzugte Kriterium ist, wenn der Rauschanstieg evaluiert wird.
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Bezüglich der Übertragungsleistung
ist das Kriterium, das vorzugsweise gemessen wird, die Zunahme der
gesamten Übertragungsleistung
(d. h., nicht nur die Übertragungsleistung,
die für
eine bestimmte Verbindung erforderlich ist). Das heißt, dass
für eine
Verbindung in Abwärtsrichtung
das zusätzliche
Ausmaß an Ubertragungsleistung,
das von der Basisstation als Ergebnis der Hinzufügung der WTRU gefordert wird,
gemessen wird. In ähnicher
Weise wird für
eine Verbindung in Aufwärtsrichtung
das zusätzliche
Ausmaß an Ubertragungsleistung,
das von der WTRU als Ergebnis ihrer Hinzufügung zu dem System gefordert
wird, gemessen. Die Kombination aus Zeitschlitz / Zelle, die zu
dem geringsten Ausmaß an
zusätzlicher Übertragungsleistung
führt,
ist die bevorzugte Kombination aus Zeitschlitz / Zelle für die Zuweisung
von Ressourcen. Es ist anzumerken, dass auch der absolute Wert der Übertragungsleistung
verwendet werden kann, obwohl die Zunahme der erforderlichen Übertragungsleistung
das bevorzugte Kriterium ist, wenn die Übertragungsleistung evaluiert
wird.
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Ein
Prozessor 230, 232, 234 kann jeweils
in den WTRUs (siehe WTRU 210), der mindestens einen Basisstation 204 und
dem zumindest einen RNC 202 vorgesehen sein, um die Zunahme
im Rauschanstieg und/oder der erforderlichen Übertragungsleistung in jedem
Zeitschlitz für
die Kandidaten-Zellen abzuschätzen und
für die
Verbindung, die evaluiert wird, die Kombination aus Zelle und Zeitschlitz
auszuwählen,
die die geringste Zunahme im Rauschanstieg und/oder der erforderlichen Übertragungsleistung
aufweist. Einen solchen Prozessor in jeder Systemkomponente zu haben,
ermöglicht,
dass die Abschätzung
und Auswahl der geeigneten Zellen- / Zeitschlitz-Kombination nach
Wunsch in einer beliebigen Systemkomponente ausgeführt werden
kann.
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Es
ist wichtig, anzumerken, dass die Voraussage der Zunahme des Rauschanstiegs
die MUD mitberücksichtigt,
wie dies dem Fachmann bekannt ist. Zum Beispiel ist in 4 die Zelle 222 die
Zelle mit dem minimalen Ausmaß an
Pfadverlust. Es ist jedoch oft der Fall, dass das geringste Ausmaß der Zunahme
im Rauschanstieg durch Zuweisung der WTRU 210 an Zelle 220 erreicht
wird (d. h., an eine andere Zelle als die mit dem minimalen Pfadverlust).
Dies kann zum Beispiel auftreten, da ein Zuweisen der WTRU 210 an
dieselbe Zelle wie WTRU 206 die Möglichkeit, dass zusätzliche
Zwischenzellen-Störungen
zwischen den WTRUs 210, 206 erzeugt werden, beseitigt
und auf Grund der MUD nicht zu zusätzlichen Störungen innerhalb der Zelle führt.
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Einen
größeren Pool
an möglichen
Zeitschlitzen (d. h., verfügbare
Zeitschlitze / Zelle multipliziert mit der Anzahl der Kandidaten-Zellen)
zu haben, von welchen Kanäle
zuzuweisen sind, erlaubt es, dass die Zwischenzellen-Störungen zwischen
benachbarten Zellen ebenfalls minimiert werden, wodurch die Verwendung der
Systemressourcen weiter optimiert wird. Das heißt, für Situationen, wo es mehr als
eine Zelle zur Auswahl gibt (d. h., zumindest eine Zelle vorhanden
ist, die einen Pfadverlust aufweist, der innerhalb eines vorbestimmten
Bereichs der Zelle mit dem minimalen Pfadverlust liegt), kann es
vorzuziehen sein, WTRUs in unterschiedlichen Zellen an unterschiedliche
Zeitschlitze zuzuweisen. Daher können
in solchen Situationen die WTRUs 210 und 206 demselben
Zeitschlitz innerhalb der Zelle 220 zugewiesen werden,
so dass die WTRUs in den Zellen 218 und 222 unterschiedlichen
Zeitschlitzen zugewiesen werden können. Zum Beispiel wird, unter
der Annahme, dass eine weitere WTRU Systemressourcen anfordert,
die Zelle 218 als die Zelle identifiziert, die zur geringsten
Zunahme im Rauschanstieg in der Aufwärtsrichtung und/oder der erforderlichen
Leistung in der Abwärtsrichtung
führt.
Es wird bevorzugt, dass die neue WTRU an einen Zeitschlitz in Zelle 218 zugewiesen wird,
der sich von dem Zeitschlitz, der für denselben Zweck (d. h. Aufwärtsrichtung
oder Abwärtsrichtung)
in der benachbarten Zelle 220 verwendet wird, unterscheidet.
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Es
ist auch anzumerken, dass die WTRUs in der Aufwärtsrichtung und in der Abwärtsrichtung
auch unterschiedlichen Zellen zugewiesen werden können, wo
dies in dem System, in welchem die Erfindung implementiert wird,
anderweitig erlaubt ist. Das heißt, es könnte der Fall eintreten, dass
ein Zeitschlitz in einer Zelle in Bezug auf die Optimierung der
Abwärtsrichtung
der beste ist, während
ein Zeitschlitz in einer unterschiedlichen Zelle der beste in Bezug
auf die Optimierung der Aufwärtsrichtung
ist, oder umgekehrt. In Systemen, wo es nicht gestattet ist, separate
Zellen für
Aufwärtsrichtung
und Abwärtsrichtung
zu haben, kann es vorteilhaft sein, die Versorgungszelle zu wählen, die
dem System die größte Verstärkung zur
Verfügung
stellt. Dies kann als eine typische Kosten-/Gewichtungsfunktion
der relativen Verstärkungen
in der Aufwärtsrichtung
und der Abwärtsrichtung
implementiert werden. Zusätzlich
können
Faktoren wie Überlastung,
Verkehrsasymmetrie ebenfalls mitberücksichtigt werden (z. B. Optimierung
für die
Abwärtsrichtung
nur bei stark asymmetrischem Verkehr).
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Unter
nunmehriger Bezugnahme auf 5 wird
ein Verfahren 400 zur Evaluierung von Kandidaten-Zellen
für die
Zuteilung von Systemressourcen in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Das Verfahren beginnt in Schritt 402 mit
der Abschätzung
des Pfadverlustes zwischen einer WTRU und mehreren Zellen. Die Pfadverlustmessungen
können
entweder von der WTRU oder von den Basisstationen durchgeführt werden.
Als Nächstes
werden in Schritt 404 Kandidaten-Zellen identifiziert.
Wie oben erklärt
sind Kandidaten-Zellen Zellen, von denen einer WTRU Ressourcen zugewiesen
werden können.
Die Kandidaten-Zellen sind vorzugsweise jene Zellen mit einem Pfadverlust
in Bezug auf die WTRU, der innerhalb einer vorbestimmten Spanne
der Zelle mit dem minimalen Pfadverlust liegt.
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In
Schritt 406 wird eine Abschätzung der Zunahme im Rauschanstieg
an der Basisstation (in der Aufwärtsrichtung)
oder an der WTRU (in der Abwärtsrichtung)
und/oder eine Abschätzung
der erforderlichen Übertragungsleistung
an der Basisstation (in der Abwärtsrichtung)
oder an der WTRU (in der Aufwärtsrichtung) für jeden
Zeitschlitz für
jede Kandidaten-Zelle berechnet. Die Vorhersage der Zunahme im Rauschanstieg
berücksichtigt
den Effekt der MUD, um so eine genaue Abschätzung des Rauschanstiegs einer
Zelle unter der Annahme, dass die WTRU in diese Zelle platziert
wird, zu liefern. Sobald die Abschätzungen abgeschlossen sind,
wird / werden die Zelle- /
Zeitschlitz-Zuweisungen) gewählt
(Schritt 408), welche die Systemressourcen optimieren,
und Ressourcen von diesen angefordert. Das heißt, die Kombination aus Zelle
und Zeitschlitz, die zum geringsten Ausmaß der Zunahme an Rauschanstieg
und/oder zum geringsten Ausmaß an
Zunahme in der Übertragungsleistung
in der jeweiligen Richtung (d. h., Aufwärtsrichtung oder Abwärtsrichtung)
führt,
die evaluiert wird, wird ausgewählt,
und Ressourcen werden unter Verwendung der ausgewählten Kombination aus
Zelle und Zeitschlitz zugewiesen. Die Auswahl der optimalen Zelle
und des optimalen Zeitschlitzes kann dazu führen, dass der WTRU Ressourcen
von derselben oder unterschiedlichen Zellen in unterschiedlichen Richtungen
(d. h., Aufwärtsrichtung
oder Abwärtsrichtung)
zugewiesen werden.
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Untenstehend
werden die Ergebnisse von Simulationen erörtert, die unter Verwendung
der Lehren der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurden. Wie oben erklärt, verwendet
die vorliegende Erfindung eine kombinierte Kanal- / Zellen-Zuteilung,
um die Systemkapazität
zu erhöhen.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann eine WTRU entweder ihrer nächstliegenden Zelle oder einer
beliebigen anderen Zelle zugeteilt werden, deren Pfadverlust innerhalb
einer Spanne (z. B. 3dB) desjenigen der nächstliegenden Zelle liegt.
In einigen Fällen
gleicht erhöhte
Zeitschlitzkompression die Kosten eines erhöhten Pfadverlusts aus. Das
vorhergesagte Rauschen wird verwendet, um jede WTRU der besten Zelle
und dem besten Zeitschlitz zuzuordnen. Codes wurden in den Simulationen
nicht berücksichtigt.
Obwohl die vorliegende Erfindung auf einer groß angelegten statistischen
Ebene studiert wurde und dabei gezeigt hat, dass sie die Systemkapazität erhöht, werden
hierin die Ergebnisse von kleiner angelegten Simulationen diskutiert.
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Zur
Durchführung
der Simulationen wurde das folgende Verfahren implementiert und
simuliert:
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- 1) Abschätzung
des Pfadverlustes zwischen einer WTRU und ihrer Versorgungszelle,
sowie zwischen der WTRU und ihren benachbarten Zellen. Die Abschätzungen
können
durch Messungen der Leistung, der Störung und des SIR sowohl in
der Aufwärtsrichtung
als auch in der Abwärtsrichtung
erfolgen. Der Pfadverlust wurde unter Verwendung der folgenden Gleichung
(Gleichung 1) berechnet, wobei Tx power die Ubertragungsleistung
ist und SINR das Signal-zu-Interferenz-plus-Rauschen-Verhältnis ist.
- 2) Erstellung einer Liste von Kandidaten-Versorgungszellen,
wo der Pfadverlust von derWTRU zu der Kandidaten-Zelle (PLc) innerhalb
einer Spanne (z. B. 3 dB) des Pfadverlustes zu der Versorgungszelle
(Plc) liegt. Die Versorgungszelle wird als der minimale Pfadverlust
zwischen der WTRU und allen Zellen in dem System definiert.
- 3) Auswahl einer Kandidaten-Zelle, und Abschätzung des Rauschanstiegs, den
die WTRU und die Basisstation wahrnehmen, wenn sie in das System
zugelassen wird. Die Abschätzung
wird für
alle verfügbaren Zeitschlitze
in der Kandidaten-Zelle durchgeführt.
- 4) Abschätzung
der Zunahme der Leistung, die von der Kandidaten-Basisstation und
benachbarten Basisstationen gefordert wird, in der Abwärtsrichtung,
unter Verwendung der Rauschanstiegsabschätzungen und des Pfadverlustes
zwischen der WTRU und der Kandidaten- und der benachbarten Basisstationen.
Auswahl der Kandidaten-Zelle, die die minimale mittlere Leistung
vorsieht, die von der Kandidaten-Basisstation und den benachbarten
Basisstationen gefordert wird.
- 5) Abschätzung
des Rauschanstiegs, der von der Kandidaten-Basisstation und jeder
benachbarten Basisstation erfahren wird, in der Aufwärtsrichtung,
unter Verwendung des Pfadverlustes zwischen der WTRU und jeder Kandidaten-Basisstation
sowie zwischen der WTRU und jeder benachbarten Basisstation. Auswahl
der Kandidaten-Zelle,
die die minimale mittlere Störung
vorsieht, die von der Kandidaten-Basisstation und den benachbarten
Basisstationen erfahren wird. Wie zuvor erklärt, berücksichtigen die Rauschanstiegsabschätzungen
die MUD.
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Simulationen
in der Abwärtsrichtung
wurden unter folgenden Annahmen durchgeführt:
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- 1) Abstand zwischen den Standorten von 523
m;
- 2) Antennenverstärkung
der Basisstation von 11 dBi;
- 3) Lognormal-Shadowing, wo verwendet, Standardabweichung von
10 dB, keine Korrelation zwischen Zellen;
- 4) Pfadverlustmodell: PCS-Erweiterung zu dem Hata Model Urban
mittelgroße
Stadt (Rappaport);
- 5) Minimale Kopplungsdämpfung
(minimum coupling loss): 65 dB; und
- 6) SIR-Ziel: 0,7 dB (simuliert einen Code eines 12,2 kbps-Benutzers).
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Eine
kleine Anzahl von Momentaufnahmen wurde festgehalten und grafisch
dargestellt, um den Nutzen der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren.
Die vorliegende Erfindung verbessert die Anzahl blockierter oder
unterbrochener Anrufe signifikant; in bestimmten Fällen werden
unterbrochene Anrufe in einigen oder in allen Zellen gänzlich eliminiert.
Die Zeitschlitzkompression nimmt erkennbar zu, was die erhöhte Kapazität erklärt. Die
Verbesserung ist nicht gleichmäßig über die
Zellen verteilt; in einigen Fällen
zeigen bestimmte Zellen größere Verbesserungen
als andere.
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Die
tatsächlichen
Ergebnisse einer Simulation ohne Shadowing und einer gegebenen Belastung
von 2000 WTRUs werden unten gezeigt. Natürlich kann die vorliegende
Erfindung auch mit Shadowing implementiert werden. Ohne Shadowing
verwenden die meisten Zellen nur einen oder zwei Zeitschlitze; wenn
das Shadowing aktiviert ist, kommt es zu einer starken Zunahme der
Anzahl verwendeter Zeitschlitze sowie zu einer starken Abnahme der
Kapazität.
In den unten gezeigten Ergebnissen wird die Zeitschlitzkompression
in den Zellen durchgängig
erhöht,
und unterbrochene und blockierte Anrufe werden nahezu vollständig eliminiert. Die
unten gezeigten Ergebnisse stammen von sieben Rundumzellen und fünf Zeitschlitze.
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Ohne die vorliegende Erfindung
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- Gegebene Belastung: 2000 WTRUs Ausfallsrate: 7,4468 % Absolute
Ausfallsrate: 7 % Blockrate: 6 % Zufriedene Benutzer: 92,5532 %
Versorgte Benutzer: 87 % Prozentsatz der WTRUs, die die Zelle wechseln:
0 %
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Mit der vorliegenden Erfindung
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- Gegebene Belastung: 2000 WTRUs Ausfallsrate: 0 % Absolute
Ausfallsrate: 0 % Blockrate: 0,05 Zufriedene Benutzer: 100 % Versorgte
Benutzer: 99,95 % Prozentsatz der WTRUs, die die Zelle wechseln:
4,25 %
-
Es
ist wichtig, anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nach Wunsch
in jedem beliebigen Typ von drahtlosen Kommunikationssystemen, die
MUD einsetzen, implementiert werden kann. Rein beispielhaft kann die
vorliegende Erfindung in UMTS-TDD und TDSCDMA, oder in jedem anderen
Typ von drahtlosen Kommunikationssystemen, die diesen ähnlich sind,
implementiert werden. Während
die vorliegende Erfindung in Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurde, werden außerdem
dem Fachmann andere Abwandlungen offensichtlich sein, die im Schutzbereich
der Erfindung liegen, wie er in den untenstehenden Ansprüchen definiert
wird.
