SE523634C2 - Resursallokering i cellulära system - Google Patents

Description

25 30 .:'::'::IÄ 'i '4 2 I 5": "." *..:.:f.'=.."=..:' ' skattas, särskilt om varje cell oberoende kan allokera resurser för upplänks- och nedlänkstransmission enligt trafikkraven i varje enskild cell.

I ett system med fasta upplänks- och nedlänksallokeringar finns det inget sätt att anpassa allokeringen av kommunikationsresurser till det cell- specifika trafikkravet. Å andra sidan är det i princip möjligt att anpassa resursallokeringen till trafikkravet i varje cell i ett system där upplänks- och nedlänksresurser kan skiftas fritt. Ett exempel på ett sådant system är UTRA-TDD, där allokeringen av kommunikationsresursen (i detta fall tidlucka) kan utföras på en cellbasis.

För en likformig trañksituation, dvs. en situation där upplänks-/nedlänks- asymmetrin är den samma för väsentligen hela systemet fungerar en resursallokering som är gemensam för alla cellerna, dvs. global resursallokering, bra. För icke-likforrniga trafikfördelningar fungerar emellertid en global resursallokering dåligt eftersom den ofta resulterar i blockering. Ä andra sidan, om resursallokeringen utförs helt oberoende av varje cell och således anpassar sig till kraven i varje cell skulle blockeringen minimeras. Denna cell-till-cell-oberoende resursallokering skulle emellertid istället kunna orsaka nackdelen med ökad och oberäknelig interferens i termer av bas-till-bas- och mobil-till-mobil-interferens.

I den intemationella patentansökan WO 00 / 01 188 visas ett system i vilket nedlänks- och upplänksfälten i varje cell delas upp i olika regioner baserat på den förväntade interferensen i varje region. En region är dedikerad för upplänkstrafik, en är dedikerad för nedlänkstrafik och en hybridregion har ett allokeringsmönster som kan ändras med tiden. Användarna allokeras till de olika regionerna enligt kvaliteten på anslutningen. Användare med god kvalitet allokeras till en region med relativt hög interferens och vice versa.

Allokering av dåliga länkar till de dedikerade regionerna medan bra länkar allokeras till hybridregionen reducerar eventuell interferens. 10 15 20 25 30 523 634 Ett problem med det i WO OO/01188 visade systemet är att kontinuerliga mätningar måste utföras varje gång allokering av kommunikationsresurser till olika användare äger rum. En sådan utvärdering av länkkvaliteten kräver både tid och beräkningsresurser. Eftersom användare kan förflytta sig inom cellen kan förhållandena för länkarna ändras med tiden och ofta förekommande omallokeringar utförs. En hög flexibilitet uppnås men till priset av en stor mätningsansträngning och hög erfordrad beräkningskraft.

I patentet US-A-5 595 720 visas ett cellulärt kommunikationssystem i vilket en ram med luckor delas upp i två eller tre regioner. När tre regioner används är två regioner dedikerade för upplänks- respektive nedlänkstrafik och den tredje regionen är en hybridregion där allokeringen kan variera. Det visade systemet är baserat på riktantenner och det geometriska mönstret hos dessa antenner används för att minimera eventuell samkanalinterferens.

Ett problem med det i US-A-5 594 720 visade systemet år att information om cellstrukturerna krävs för att ändra allokeringsmönstret i hybridregionen.

En ändring av allokeringen i hybridregionen måste således utföras i samverkan med grannceller, vilket betyder att sådan styrning måste utföras på en hög systemnivå. Detta resulterar i avsevärd rapporterings- och signaleringsaktivitet. Den eventuella flexibiliteten kommer att reduceras markant i ett sådant system. Dessutom fungerar denna lösning endast i system som använder riktantenner. Inga allmänna lösningar för rundstrålande antenner antyds.

SAMMANFATTNING Ett syfte med den föreliggande uppfinningen är således att tillhandahålla förfaranden och anordningar för allokering av kommunikationsresurser i ett cellulärt kommunikationssystem, vilket samtidigt kan tillhandahålla en hög grad av allokeringsflexibilitet och reducerar eventuell interferens mellan celler. Ett ytterligare syfte med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla dynamisk allokering av nedlänk och upplånk på en cell-till- lO 15 20 25 30 -' 525 634 ' ' I' u nu nu n. .n -. . , , ' ' U' v x - . . u . p nu a . , 'z :I :r u s u - v . 1 I v u p u 4 - ~ f . u .. _, n, '_ _ cell-basis med en minskad risk för interferens mellan celler. Ännu ett ytterligare syfte är att tillhandahålla sådana förfaranden och anordningar som är oberoende av den specifika typen av antenner som används. Ännu ett syfte med den föreliggande uppfinningen är att reducera behovet av mätningar, rapportering och signalering mellan celler när allokerings- förfaranden utförs. Det är även ett ytterligare syfte med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla förfaranden och anordningar som ger en total transmissionskapacitet som är jämförbar med kända system.

De ovan nämnda syftena uppnås genom förfaranden, anordningar och system enligt de medföljande patentkraven. I allmänna ordalag delas kommunikationsresurserna inom varje ram i ett cellulärt kommunikations- system som använder ramar med kommunikationsresurser i tids- och/ eller frekvensdomän upp i åtminstone två regioner. En första region har en högre återanvändning i tids- och/ eller frekvensdomän än en andra region. Den första regionen är företrädesvis en hybridregion i vilken kommunikations- resurserna är individuellt allokerbara för antingen upplånks- eller nedlänks- kommunikation på en cell-till-cell-basis. Den andra regionen är företrädesvis en dedikerad region, i vilken alla kommunikationsresurser är fast allokerade för antingen upplänks- eller nedlänkskommunikation. I en ytterligare föredragen utföringsform finns det även en tredje region i vilken alla kommunikationsresurser är fast allokerade i den motsatta riktningen till den andra regionen.

I föredragna utföringsformer baserar sig den verkliga allokeringen av hybridregionen på trafiksituationen i varje enskild cell. Hybridregionens återanvändningsmönster är företrädesvis utbytbart på en systemvid basis. Återanvändningsmönstret väljs då företrädesvis från en förbestämd uppsättning av mönster som är anpassade till interferensnivåer mellan celler. Även gränserna mellan regionerna är företrädesvis anpassningsbara på en systemvid basis. Givet ett återanvändningsmönster för de olika regionerna anpassas gränspositionerna baserat på t.ex. den nuvarande och /eller den förväntade trafiksituationen. 10 15 20 25 30 523 634 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen, tillsammans med ytterligare syften och fördelar med denna, kan bäst förstås genom hänvisningar till den följande beskrivningen läst tillsammans med de medföljande ritningarna, i vilka: FIG. la är en schematisk ritning som illustrerar interferens i upplänkstrafik i ett system; FIG. lb är en schematisk ritning som illustrerar interferens i nedlänkstrañk i ett system; FIG. lc illustrerar en situation där två basstationer inom interferens- avstånd från varandra har olika allokeringar av sina resurser för upplänks- respektive nedlänkskommunikation; FIG. 2 är en schematisk ritning som illustrerar interfererande celler i ett cellulärt system; FIG. 3 är en schematisk illustration av en ram med kommunikations- resurser enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. 4a är en schematisk illustration av återanvändningen av olika regioner hos ramen i Fig. 3; FIG. 4b är en schematisk illustration av återanvändningen av olika regioner i en annan ram; FIG. 5a är en illustration av den rumsliga fördelningen av återanvändningen i en hybridregion hos ramen i Fig. 4a; FIG. 5b är en illustration av den rumsliga fördelningen av åter- användningen i en hybridregion hos ramen i Fig. 4b; FIG. öa är en illustration av en ram med systemvid dedikerad allokering; FIG. 6b är en illustration av en ram enligt en utföringsform av den föreliggande uppfinningen; FIG. 7a är en utföringsform av en regionuppdelning enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. 7b är en annan utföringsform av en regionuppdelning enligt den föreliggande uppfinningen; 10 15 20 25 30 523 654 6 FIG. 7c är ännu en utföringsform av en regionuppdelning enligt den föreliggande uppfinningen; FIG. 8 är ett blockdiagram över en utföringsform av en basstation enligt den föreliggande uppfinningen; samt FIG. 9 är ett blockdiagram över en utföringsfonn av ett cellulärt kommunikationssystem enligt den föreliggande uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING I den föreliggande uppfinningen används “kommunikationsresurs” för att beteckna vilken reserverbar kommunikationsenhet som helst som används för kommunikation, såsom tidlucka, frekvens, kod eller någon kombination av dessa. En tidlucka är således en kommunikationsresurs i tidsdomänen och ett frekvensband är en kommunikationsresurs i frekvensdomänen.

Vidare kan en resurs normalt sett återanvändas flera gånger över ett helt system, vilket gör resursanvändning starkt kopplad till den geografiska platsen. Exempel på system som använder dessa koncept är DECT (TDD FD- TDMA), UTRA-FDD (FDD CDMA), UTRA-TDD (TDD TD-CDMA) samt GSM (FDD FD-TDMA). i Ett cellulärt kommunikationssystem innefattar typiskt sett ett antal celler som täcker ett visst geografiskt område. Inom varje cell leder en basstation kommunikationsoperationer med ett antal mobilstationer. För att full- ständigt täcka ett område måste det finnas ett visst överlapp av cell- områdena, och även där signalstyrkan från en basstation är för låg för en tillförlitlig kommunikation kan störningar uppkomma. Fig. la illustrerar två basstationer BS1 och BS2. Två mobilstationer MSl och MS2 finns i området i närheten av basstationerna. För tillfället hanterar BS1 kommunikation med MSl och MS2 är ansluten genom BS2. Vissa kommunikationsresurser, såsom t.ex. tidluckor, allokeras för upplänkstrafik och vissa andra resurser allokeras för nedlänkstrañk. Denna allokering är konstant i ett traditionellt cellulärt system och lika för varje cell. Såsom illustreras i Fig. la kommunicerar MSl i en resurs allokerad för upplänkskommunikation med 10 15 20 25 30 523 634 v nn n. .. f , _' ' '*" v ø n.

I n f vu , . I 'z i; u. a n n - v: v u v '7 ' ' ' ° ~ - » -- n H n. ..' 2 basstationen BSl och MS2 på ett liknande sätt med BS2. De signalerna som skickas från MS2 kan även detekteras som en interferenssignal MBI av BSl.

MBI-interferensen är en så kallad mobil-till-bas-interferens.

Fig. lb illustrerar ett liknande fall, där nedlänkstrañk skickas i en viss allokerad resurs från BSl och BS2 till MS1 respektive MS2. Interferens BMI är även här möjlig, eftersom signalerna från t.ex. BS2 även kan detekteras av MS1, en bas-till-mobil-interferens.

Sådana bas-till-mobil- och mobil-till-bas-interferenser är välkända och behandlas av de nuvarande systemen på välkända sätt.

Fig. lc illustrerar en situation där två basstationer inom interferensavstånd från varandra har olika allokeringar av sina resurser för upp- respektive nedlänkskommunikation. Nya interferenssituationer kommer därigenom att föreligga. I det illustrerade fallet kommunicerar MSl med BSl i en viss resurs som är allokerad för upplänkskommunikation inom BSl's cell.

Samma resurs är emellertid allokerad för nedlänkskommunikation i BS2's cell, varvid BS2 kan skicka signaler till MS2 på just den resursen. Två nya interferenstyper föreligger här. En bas-till-bas-interferens BBI sker när t.ex.

BSl tar emot signaler från BS2, och en mobil-till-mobil-interferens MMI sker när t.ex. MS2 plockar upp signaler från MS1. Dessa interferenser sker endast när resursallokeringen är olika i celler inom interferensavstånd från varandra.

En bas-till-bas-interferens BBI är normalt statisk, i bemärkelsen att signal- styrkan från basstationen BS2 typiskt sett är konstant eller åtminstone inom ett visst dynamiskt effektområde och transmissionsförhållandena till BS1 normalt sett är ganska konstanta, eftersom basstationerna är geografiskt fasta i förhållande till varandra. Interferenser kan mätas och/ eller beräknas i förväg. Eftersom en basstations transmissionsstyrka typiskt sett är mycket större än från en mobilstation och att det ofta föreligger en siktlinje mellan basstationerna, kan emellertid BBI interferens- 10 15 20 25 30 525 654 8 ' afiëš' E signalen till och med dominera över den verkliga upplänkssignalen.

Kompenseringar för sådana interferenser kan vara möjliga att utföra på grund av det kända beteendet.

En mobil-till-mobil-interferens MMI är ovanligare, eftersom en mobilstations transmissionsstyrka typiskt sett är mycket mindre än för en basstation. För att interferensen skall vara märkbar måste mobilstationerna geografiskt befinna sig nära varandra. MMI-interferenserna har således normalt sett mindre inverkan på det totala systemets prestanda i bemärkelsen att de endast sker med en liten sannolikhet. Eftersom de emellertid beror på mobil- stationernas relativa placeringar är MMI-interferenser inte konstanta i tiden utan snarare stokastiska, vilket betyder att de är extremt svåra att kompensera för när de förekommer och är därför ganska allvarliga.

Fig. 2 är en schematisk ritning över ett cellulärt system 10. Ett antal celler 12 är anordnade för att täcka (det mesta av) ett visst geografiskt område.

(Endast ett exemplar av varje numreras för att öka figurens läslighet.) Varje cell 12 har en viss täckning, beroende på transmissionsstyrkor och/eller transmissionsförhållanden, schematiskt antytt genom ellipsens kant. Varje cell 12 har en basstation 14 (bara en visas). Varje basstation är inom interferensavstånd med ett antal andra basstationer. För cellen med den illustrerade basstationen 14 finns det fyra interfererande celler, markerade med en skuggning. När “omkringliggande” interfererande celler diskuteras bör ordet således inte bara beaktas i en rent geografisk bemärkelse, utan mer som en kombination av transmissionsförhållanden och rumsliga relationer. Den viktiga frågeställningen är om cellerna kan interferera med varandra.

Antag nu att alla celler i systemet har ungefär samma trañksituation, framför allt samma kvot mellan upplänks- och nedlänkstrañk. Vissa kommunikationsresurser i t.ex. en ram kan då vara dedikerade för upplänkstrafik och andra kan vara dedikerade för nedlänkstrafik. Denna uppdelning kan då vara lika genom hela systemet. I ett sådant fall kommer lO 15 20 25 30 523 634 ~ n., . , u o- . , . H n n. - no ... 1. , , 3.: :om v , n.. ; i | n , , , . _: I. u , | . . _ n n I det endast finnas risker för bas-till-mobil- och mobil-till-bas-interferens, vilka kan hanteras på sedvanligt sätt.

Antag emellertid istället att celler i en del av systemet har ett stort krav på nedlänkstrafik men celler i en annan del av systemet har ett stort krav på upplänkstrafik. Om en konstant systemvid uppdelning mellan upplänks- och nedlänkskommunikationsresurser används kommer det att bli en avsevärd blockering av trañk någonstans i systemet. Om man istället tillåter en lokal cellallokering av kommunikationsresurserna kommer det att uppkomma en stor risk för de mera svårhanterliga interferenserna, mobil- till-mobil-interferensen och bas-till-bas-interferensen.

Enligt den föreliggande uppfinningen delas kommunikationsresurser inom varje av kommunikationssystemet använd ram upp i ett antal, åtminstone två, regioner. Kommunikationsresurser för vilka en hög risk för interferens föreligger placeras i en första region. Andra kommunikationsresurser för vilka en lägre risk för interferens föreligger placeras i åtminstone en andra region. Regionen med kommunikationsresurserna med en hög risk för interferens ges därefter en högre återanvändning än den andra regionen för att reducera sannolikheten för interferens. Den högre återanvändningen tillhandahålls i tids-, frekvens- eller koddomänen eller en kombination därav, t.ex. i tidluckor och frekvensband eller i spridningskoder och i tidluckor.

Nedan beskrivs en belysande utföringsform tagen från ett UTRA-TDD system. Uppfinningen begränsas emellertid inte till ett sådant system utan kan även tillämpas på andra cellulära kommunikationssystem som använder ramar av kommunikationsresurser i tids- eller frekvensdomänen eller en kombination därav. Uppñnningen är särskilt lämplig för att hantera interferenser som uppkommer vid adaptiv upplänks-/nedlänksallokering men kan i sin vidare bestämning även användas i andra tillämpningar. 10 15 20 25 30 523 634 1 a ' ' . q f :H f.. n. , , _ .I , ~ » n - c u u 10 w > u . - » < - .- I Fig. 3 illustreras en ram 20 hos ett UTRA-TDD system. I detta fall innefattar ramen 20 15 tidluckor 22. Ramen är uppdelad i tre regioner, en dedikerad nedlänksregion 26, en dedikerad upplänksregion 28 och en hybridregion 24. I den dedikerade nedlänksregionen 26 är alla tidluckor 22 allokerade endast för nedlänkskommunikation, dvs. kommunikation från basstationen till mobilenheten. Denna allokering utförs systemvitt, dvs. alla celler i systemet har samma allokering för tidluckor i den dedikerade regionen 26. I den dedikerade upplänksregionen 28 är alla tidluckor 22 allokerade endast för upplänkskommunikation, dvs. kommunikation från mobilenheten till basstationen. Även denna allokering utförs systemvitt.

Slutligen är tidluckorna 22 i hybridregionen 24 individuellt allokerade i endera riktning, dvs. för antingen upplänks- eller nedlänkstrafik, oberoende av de andra tidluckorna 22 i hybridregionen 24. Allokeringen av hybrid- regionen 24 utförs till skillnad från de dedikerade regionerna lokalt på en cell-till-cell-basis, dvs. varje cell kan ha sitt eget allokeringsmönster.

Enligt den föreliggande uppfinningen har hybridregionen 24 en högre åter- användning än de två dedikerade regionerna 26, 28. I de dedikerade regionerna begränsas interferensen mellan celler till mobil-till-bas- och bas-- till-mobil-interferens och därför är det möjlig tillämpa en relativt låg återanvändning (t.ex. återanvändning = 1) av resurserna. I hybridregionen skulle interferensen mellan celler även kunna innefatta mobil-tilhmobil- och bas-till-bas-interferens. Denna interferens är normalt sett allvarlig och försämrar systemprestanda. Interferens mellan celler kan emellertid reduceras genom att öka återanvändningen. Således tillämpas åter- användning i hybridregionen och de till cellen i återanvändningen allokerade resurserna kan användas av cellen på ett flexibelt sätt i antingen upplänks- eller i nedlänksriktningen. I hybridregionen anpassar varje cell de till cellen i återanvändningen allokerade resurserna till omedelbara och lokala trafik- krav.

Fig. 4a illustrerar ett fall där de dedikerade regionerna 26, 28 har en åter- användning av 1 och hybridregionen 24 en återanvändning av 3. Äter- lO 15 20 25 30 523 634 .H9 n . . v u» n. ., . ; . . m.. 'I _' P3; I' - n om . . .' ': z: *I o , g v . 1 n n , , , 11 ' ' ' ' W 00 no nu v: u användningsmönstret är i detta fall utformat så att den första och fjärde tidluckan i hybridregionen 24 används av en tredjedel av cellerna, den andra och femte tidluckan används av en annan tredjedel av cellerna och slutligen används den tredje och sjätte tidluckan av den återstående tredjedelen av cellerna. Fig. 5a illustrerar denna situation i en cellblockdímension. De olika cellerna 12 illustreras som hexagoner och skuggningen i varje cell motsvarar de använda tidluckorna inom hybridregionen 24. Såsom kan ses omges varje cell endast av celler som använder andra tidluckor i hybridregionen. Detta betyder att eventuell mobil-till-mobil-interferens måste uppkomma mellan celler som är åtskilda med ett avstånd från varandra. Sannolikheten för interferens kommer därför att reduceras markant.

Fig. 4b illustrerar en annan uppbyggnad av ramen. I detta fall innefattar hybridregionen 24 7 tidluckor och har ett återanvändningsmönster som motsvarar en återanvändning av 7. Varje cell kommer därför endast att använda en tidlucka inom hybridregionen. Fig. 5b illustrerar det motsvarande cellmönstret. Här noterar man att avståndet mellan celler som använder samma tidlucka inom hybridregionen är ännu större, vilket minskar interferenssannolikheten ytterligare.

Vid en första anblick skulle det kunna verka som om de totala tillgängliga kommunikationsresurserna minskas markant på grund av den högre återanvändningen i tids- och/ eller frekvensdomänen i hybridregionen. Om man emellertid tar hänsyn till t.ex. allokeringen av koder i varje tidlucka är minskningen i total kommunikationskapacitet typiskt sett låg, om ens någon alls.

I Fig. 6a visas en ram hos ett system som har en fast upp1änks-/nedlänks- allokering över hela systemet. I detta exempel innefattar ramen 10 tidluckor, 5 dedikerade till vardera riktning. I varje tidlucka ñnns det möjligheter att använda 16 koder, vilket således ger en total teoretisk kapacitet på 80 kanaler i varje kommunikationsriktning. Det finns emellertid viss interferens mellan de olika koderna, beroende på t.ex. återanvändningen i tids- eller 10 15 20 25 30 523 654 v I u n, I _ o . i i I .nu u: ' ° ' " ' " I * ' v v nu 12 ' ' ' - » v ~ u u u. u ' frekvensdomän. I ett typsikt fall är 8 av koderna 30 möjliga att använda i varje tidlucka. Den verkliga kapaciteten i varje riktning är därför 40 kanaler.

I Fig. 6b illustreras en ram enligt den föreliggande uppfinningen. Här innefattar varje dedikerad region 26, 28 fyra tidluckor var och hybrid- regionen 24 innefattar två tidluckor. Med en återanvändning av 2 kan varje cell använda en av tidluckorna för kommunikation i endera riktning. Varje dedikerad tidlucka kan använda 8 koder 30 (analogt med ovan). Den enda tillåtna tidluckan i hybridregionen 24 är emellertid, beroende på den högre återanvändningen, inte lika begränsad i användningen av koder. I ett typiskt fall skulle 12 koder kunna användas i denna hybridtidlucka. Den verkliga kapaciteten i detta exempel kommer därför att vara 32 kanaler i varje riktning och ytterliggare 12 kanaler som kan allokeras i endera riktning. Den totala minskningen i tillgänglig transmissionskapacitet reduceras i detta fall med 5 %.

Dessutom, i vissa trafiksituationer kan den användbara transmissions- kapaciteten till och med öka. Betrakta återigen figurerna 6a och 6b. Antag nu att det finns en begäran om 44 kanaler för nedlänkstrafik och 27 kanaler för upplänkstrafik i en första cell. I en granncell är situationen den motsatta, 44 kanaler för begärd upplänkstrafik och 27 kanaler för begärd nedlänks- trañk. Ramen i Fig. 6a kommer inte kunna hantera en sådan situation. Även om gränsen mellan de dedikerade regionerna flyttas systemvitt i någon rikting kommer det att finnas ett minimum av allt som allt 8 kanaler som blockeras. Med ramen i Fig. 6b är situationen emellertid annorlunda. I den första cellen allokeras hybridregionens tidlucka i nedlänksriktningen. Det finns då 44 (8x4+ 12) kanaler tillgängliga för nedlänkstrafik och 32 kanaler tillgängliga för upplänkstrafik, vilket är tillräckligt för att uppfylla den önskade kapaciteten. I granncellen är allokeringen av hybridcellens tidlucka i motsatt riktning, dvs. för upplänkskommunikation. Det kommer då att finnas 44 kanaler tillgängliga för upplänkskommunikation och 32 till- gängliga för nedlänkskommunikation. Detta betyder att även om det absoluta maximala antalet tillgängliga kommunikationskanaler kan vara 10 15 20 25 30 Ifl nu n u u n n Ö i CC I QIII I I 34 .:::'.:::°--_-- -- un. p If" n i a» i. na o I I u os o f a : nu z' z n ' . ' 13 * I I f n n.. .. ,. in n' 2 É något lägre i ett system enligt den föreliggande uppfinningen möjliggör systemets flexibilitet anpassning till trafiksituationer på ett sådant sätt att det användbara antalet kommunikationskanaler i själva verket ökar.

Från exemplena ovan inser man att såväl fördelarna med uppfinningen som den optimerade konfigurationen som avser regiongränser och åter- användningsmönster kommer att bero starkt på det verkliga systemet och den verkliga trafiksituationen. Utbredningsförhållandena mellan cellerna är viktiga. Normalt sett är dessa utbredningsförhållanden nästan konstanta och en radioresurshantering kan ta hänsyn till detta. I vissa fall kan emellertid en övervakning av de verkliga utbredningsförhållandena vara av intresse. Trafiksituationen ändras snabbare och är troligen intressantare vid planering av ramuppdelningen. Det är därför att föredra om gränspositionen mellan de olika regionerna kan anpassas. Sådana anpassningar kommer emellertid typiskt sett inte att utföras ofta utan kommer endast att användas för långsamt förändrade förhållanden. Det förmodas att anpassningar i regiongränser inte kommer att ske oftare än ett par gånger per dag och i de flesta system ännu mer sällan än det. Om ett system har trañksituationer som är ganska konstanta kan anpassningar utföras på en tidskala om månader eller till och med år. Eventuella anpassningar av regionerna måste utföras systemvitt eftersom alla celler i systemet måste följa samma uppdelning i olika regioner. Detta medför även att innan eventuell anpassning kan ske måste de kommunikationsresurser som påverkas av denna förändring tömmas över hela systemet. Anpassningar sker således oftast under lågtrafikperioder.

Ett motsvarande resonemang gäller även för hybridregionens verkliga återanvändningsmönster. Valet av återanvändningsmönster kommer att huvudsakligen bero på samma faktorer som för regiongränserna. I ett typiskt fall kommer det att finnas en uppsättning av förplanerade återanvändnings- mönster tillgänglig och om interferensnivåerna mellan celler ändras, t.ex. på grund av radikalt förändrade utbredningsförhållanden, görs ett val mellan dessa tillgängliga förplanerade återanvändningsmönster. Notera att även 10 15 20 25 30 523 634 nn nn n n n n nn nn n n. n n n n n n n n n nnn nnn nn n n n nn n nn n n n sn n n n n nn n n n - n n n n nn ändringen av återanvändningsmönster måste utföras systemvitt, vilket således innefattar alla systemets celler. Det förmodas att ändringen av åter- användningen (t.ex. 1, 2 eller 3) för regionerna kan utföras på en tidskala om månader eller till och med år.

I Fig. 7a illustreras ett exempel på en ram enligt den föreliggande uppfinningen. I detta exempel är hybridregionen stor och de dedikerade regionerna är små. Detta exempel är troligen fördelaktigt för en situation där trafiksituationen skiftar mycket mellan olika celler. Flexibiliteten och dynamikerna måste vara stora, vilket tillhandahålls genom den stora hybrid- regionen. I Fig. 7 b illustreras ett annat exempel. Här varierar trafik- situationen i de olika cellerna mindre, men istället är det totala medel- kapacitetskravet stort. En liten hybridregion föredras i ett sådant fall, vilket resulterar i en liten förlust av kapacitet på grund av den högre åter- användningen. Även mer extrema fall kan förekomma. Fig. 7c illustrerar ett system där det finns ett stort krav på nedlänksresurser men inte på upplänksresurser. Viss upplänkskommunikation sker, men hybridregionen kan hantera denna begränsade mängd upplänkstrafik. l ett sådant fall kan en uppdelning i endast två regioner vara fördelaktig, en dedikerad nedlänksregion och en hybridregion.

Ovan poängterades det att en ändring i regionutsträckningarna och/ eller återanvändningsmönstrena måste utföras systemvitt på ett koordinerat sätt.

Däremot kan allokeringen av de kommunikationsresurser i hybridregionen som finns tillgängliga för cellen istället med fördel göras lokalt för varje enskild cell. Eftersom den eventuella interferensen reduceras med hjälp av den ökade återanvändningen i hybridregionen kan allokeringen utföras mer eller mindre oberoende av varandra. Det är därför av intresse att övervaka den lokala trafiksituationen i varje cell för att kunna välja en allokering som är så effektiv som möjligt. Anpassningen inom cellen av allokeringsmönstret inom hybridregionen inträffar således normalt sett mycket oftare än 10 15 20 25 30 ' 523 634 . ß 0 o :nu n u.

I o n s o n v q n , ., anpassningarna av hybridregionen själv. Om den föreliggande trafik- situationen ändras, även innefattande ganska snabba förändringar, kan allokeringen snabbt anpassas därefter, inom de gränser som sätts av den systemvida definitionen av återanvändning och hybridregiongränser. Det är möjligt för cellen att anpassa sina, till de dedikerade regionerna angränsande, hybridkommunikationsresurser för antingen upplänks- eller nedlänkstrafik för att reducera interferensen.

Fig. 8 illustrerar ett blockdiagram över en basstation 14 enligt en utföringsform av den föreliggande uppñnningen. Endast enheter av intresse för den föreliggande uppfinningen diskuteras och Fig. 8 bör således inte betraktas som ett komplett blockdiagram över en basstation. Basstationen 14 innefattar en cellallokerare 40, vilken är ett organ för ändring av allokering av hybridregionens kommunikationsresurser mellan upplänks- och nedlänkstrafik. Detta utförs oberoende av andra basstationer i systemet.

Basstationen 14 innefattar företrädesvis även en trafikövervakare 42 som är ett organ för övervakning av den lokala celltrafiksituationen. Resultaten från övervakningen tillhandahålls till cellallokeraren 40 för att utgöra en grund för ett beslut om en eventuell allokeringsändring.

Fig. 9 illustrerar ett blockdiagram över ett cellulärt kommunikationssystem 10 enligt en utföringsform av den föreliggande uppñnningen. Endast enheter av intresse för den föreliggande uppñnningen diskuteras och Fig. 9 bör således inte betraktas som ett komplett blockdiagram över ett cellulärt kommunikationssystem. Det cellulära kommunikationssystemet 10 inne- fattar en systemallokerare 44, vilken är ansvarig för systemvid allokering av kommunikationsresurser. Systemallokeraren 44 innefattar ett åter- användningsstyrorgan 50 som styr återanvändningsmönstrena i systemets olika regioner, framför allt hybridregionens återanvändningsmönster. Åter- användningsstyrorganet 50 innefattar företrädesvis minnesorgan 52 med lagrade förplanerade återanvändningsmönster. Systemallokeraren 44 inne- fattar även en regiongränsstyrenhet 54 som styr gränspositionen mellan de olika regionerna. 10 15 20 25 30 523 634 H H ~ n.. . . . .~ n . .

. . . . - . -... : . - H f . . - .~ ~ . v . Ü Û f I I O t I! II 00 al: I! Det cellulära kommunikationssystemet 10 innefattar företrädesvis även organ 46 för erhållande eller övervakning av interferensnivåer mellan celler, t.ex. organ för erhållande av information om utbredningsförhållanden. Detta kan vara ett minnesorgan som däri har lagrade konstanta utbrednings- förhållanden eller kan vara organ för erhållande av intermittenta uppdateringar av sådana utbredningsförhållanden eller andra förhållanden som är av vikt för interferensnivån mellan celler. Ett organ 48 för trafik- situationsövervakning erhåller ofta uppdaterad information om den nuvarande trafiksituationen över hela systemet. I denna utföringsform är organet 48 för trafiksituationsövervakning anslutet till de olika bas- stationerna som var och en intermittent rapporterar den lokala trafik- situationen.

Systemallokeraren 44, övervakaren 46 av interferensnivåer mellan celler och / eller organet 48 för traflksituationsövervakning innefattas företrädesvis i en radionåtstyrenhet och/ eller inre/ yttre drift- och underhållsenhet för radionät.

I utföringsformerna ovan har kommunikationsresurserna huvudsakligen varit tidluckor, dvs. resurser i tidsdomånen. Kommunikationsresursema skulle emellertid även kunna vara resurser i frekvensdomänen, dvs. frekvensband eller frekvensluckor, i koddomänen, dvs. spridningskoder eller kombinationer av tidluckor, frekvensband och / eller koder.

I de illustrerade utföringsformerna består regionerna i ramarna av en enda grupp av kommunikationsresurser. Regionerna kan emellertid definieras i vilken konfiguration som helst och kan t.ex. innefatta grupper av eller enstaka kommunikationsresurser spridda över hela ramen.

Den föreliggande uppfinningen erbjuder en lösning för att hantera asymmetrisk trañk i ett cellulärt kommunikationssystem. Med hjälp av den föreslagna lösningen kan vilken region eller cell som helst i det cellulära * 523 634 17 2": 7:' i: i' 5 - 'i systemet snabbt och lokalt anpassa resursallokeringen till det nuvarande trañkkravet.

Det kommer att inses av fackmannen att olika modifieringar och ändringar kan göras av den föreliggande uppfinningen utan att avvika från dess omfattning, som definieras av de bifogade patentkraven.

Claims (27)

10 15 20 25 30 523 634 NYA PATENTKRAV (0310 16)

1. Cellulärt kommunikationssystem (10) som använder ramar (20) av kommunikationsresurser (22) i tids- och/ eller frekvensdomän vid kommunikation till och från mobila enheter; vilka kommunikationsresurser (22) inom varje ram (20) är uppdelade i åtminstone tre regioner (24, 26, 28); varvid en första region är en hybridregion (24), i vilken kommunikationsresurserna är individuellt allokerbara för antingen upplänks- eller nedlänkskommunikation; varvid en andra region är en dedikerad region (26), i vilken alla kommuníkationsresurser är systemvitt dedikerade för nedlänks- kommunikation; och varvid en tredje region är en dedikerad region (28), i vilken alla kommunikationsresurser är systemvitt dedikerade för upplänks- kommunikation, kännetecknat av att den första regionen (24) har en högre återanvändning än den andra (26) och den tredje (28) regionen; vilka kommunikationsresurser i den första regionen (24) är individuellt allokerbara för antingen uplänks- eller nedlänkskommunikation på en cell- till-cell-basis; varvid allokering i en cell tillåts vara oberoende av' vilken interferenssituation relativt andra celler som helst.

2. System enligt patentkrav 1, kännetecknat av att åtminstone en basstation (14) i det cellulära kommunikationssystemet (10) innefattar: organ (40) för ändring av allokering de konnnunikationsresurser i den första regionen (24), vilka enligt den första regionens (24) återanvändning finns tillgängliga för basstationen (14), oberoende av andra basstationer (14).

3. System enligt patentkrav 2, kännetecknat av att nämnda åtminstone en basstation (14) vidare innefattar: ß 2. .få .m i - . _. ._ ..,M,.1,. 10 15 20 25 30 523 634 organ (42) för övervakning av en lokal celltrafiksituation, anslutet till organet (40) för ändring av allokering.

4. System enligt något av patentkraven 1 till 3, kännetecknat av: organ (54) för systemvid ändring av uppdelningen av regionerna.

5. System enligt något av patentkraven 1 till 4, kännetecknat av: organ (50) för systemvid ändring av den första regionens (24) återanvändning.

6. System enligt patentkrav 5, kännetecknat av att organet (50) för systemvid ändring av den första regionens återanvändning i sin tur innefattar minnesorgan (52) för förbestämda återanvändningsmönster.

7. System enligt något av patentkraven 4 till 6, kännetecknat av: organ för erhållande (46) av interferensnivåer mellan celler och/ eller för övervakning (48) av en nuvarande trafiksituation, anslutet till organet (50) för systemvid ändring av den första regionens återanvändning och/ eller organet (54) för systemvid ändring av uppdelningen av regionerna.

8. System enligt något av patentkraven 1 till 7, kännetecknat av att återanvändningen tillhandahålls i åtminstone en tidsdomän.

9. System enligt något av patentkraven 1 till 8, kännetecknat av att återanvändningen tillhandahålls i åtminstone en frekvensdomän.

10. lO. System enligt något av patentkraven 1 till 9, kännetecknat av att återanvändningen tillhandahålls i åtminstone en koddomän.

11. ll. Basstation (14) för användning i ett cellulärt kommunikationssystem (10) som använder ramar (20) av kommunikationsresurser (22) i tids- och/ eller frekvensdomän; M 10 15 20 25 30 523 634 5 = 'šiv/Ãåeårišffliífåvßif' 5." 20 - .. .. 031015 z vilka kommunikationsresurser (22) inom varje ram (20) är uppdelade i åtminstone tre regioner (24, 26, 28); varvid en första region år en hybridregion (24), i vilken kommunikationsresurserna är individuellt allokerbara för antingen upplänks- eller nedlänkskommunikation; varvid en andra region är en dedikerad region (26), i vilken alla kommunikationsresurser är systemvitt dedikerade för nedlänks- kommunikation; och varvid en tredje region är en dedikerad region (28), i vilken alla kommunikationsresurser är systemvitt dedikerade för upplânks- kommunikation, kännetecknad av att den första regionen (24) har en högre återanvändning än den andra (26) och den tredje (28) regionen; vilka kommunikationsresurser i den första regionen (24) är individuellt allokerbara för antingen uplänks- eller nedlänkskommunikation på en cell- till-cell-basis; I varvid allokering i en cell tillåts vara oberoende av vilken interferenssituation relativt andra celler som helst.

12. Basstation enligt patentkrav 11, kännetecknad av: organ (40) för ändring av allokering av den första regionens (24) kommunikationsresurser, vilka enligt den första regionens (24) åter- användning finns tillgängliga för basstationen (14), oberoende av andra basstationer (14) i det cellulära systemet (10).

13. Basstation enligt patentkrav 12, kännetecknat av: organ (42) för övervakning av en lokal celltrafiksituation, anslutet till organet (40) för ändring av allokering.

14. Basstation enligt något av patentkraven 11 till 13, kännetecknad av att återanvändningen tillhandahålls i åtminstone en tidsdomän. l0 15 20 25 30 523 634 -: =.. ßïfliêßëiifwëïßifšï* 2] ' 1 n | . u 'n .n HOSIOIÖ» u

15. Basstation enligt något av patentkraven ll till 14, kännetecknad av att återanvändningen tillhandahålls i åtminstone en frekvensdomän.

16. Basstation enligt något av patentkraven 11 till 15, kännetecknad av att återanvändningen tillhandahålls i åtminstone en koddomän.

17. Kommunikationsförfarande i ett cellulärt kommunikationssystem (10) som använder ramar (20) av kommunikationsresurser (22) i tids- och/ eller frekvensdomän, vilka kommunikationsresurser (22) inom varje ram (20) är uppdelade i åtminstone en första (24), en andra (26) och en tredje (28) region, vilket kommunikationsförfarande innefattar stegen: allokering av alla kommunikationsresurser i den andra regionen (26) systemvitt för upplänkskommunikation; och allokering av alla kommunikationsresurser i den tredje regionen (28) systemvitt för nedlänkskommunikation, kännetecknat av de ytterligare stegen: användning av en högre återanvändning för kommunikationsresurser inom den första regionen (24) i varje ram (20) än för kommunikations- resurserna inom den andra regionen (28) och den tredje regionen (26) i varje ram (20); samt allokering av de kommunikationsresurser i den första regionen (24), vilka enligt den första regionens (24) återanvändning finns tillgängliga för varje basstation, individuellt för antingen upplänks- eller nedlänks- kommunikation på en cell-till-cell-basis; varvid allokering i en cell tillåts vara oberoende av vilken interferenssituation relativt andra celler som helst.

18. Förfarande enligt patentkrav 17, kännetecknat av det ytterligare steget: övervakning av en lokal celltrafiksituation, varvid steget att allokera kommunikationsresurserna i den första regionen (24) baserar sig på den övervakade celltrafiksituationen. lO 15 20 25 30 523 634 ___ __ 21 E': ' . . .. nåïnfñ

19. Förfarande enligt patentkrav 17 eller 18, kännetecknat av det ytterligare steget: systemvid anpassning av regionerna (24, 26, 28).

20. Förfarande enligt patentkrav 19, kännetecknat av det ytterligare steget: erhållande av information om interferensnivåer mellan celler (12), varvid steget att anpassa regionerna baserar sig på informationen.

21. Förfarande enligt patentkrav 19 eller 20, kännetecknat av det ytterligare steget: övervakning av en nuvarande systemtrafiksituation, varvid steget att anpassa regionerna (24, 26, 28) baserar sig på systemtrafiksituationen.

22. Förfarande enligt något av patentkraven 17 till 21, kännetecknat av det ytterligare steget: systemvid anpassning av den första regionens (24) återanvändning enligt ett förbestämt återanvändningsmönster.

23. Förfarande enligt patentkrav 22, kännetecknat av det ytterligare Steget: erhållande av information om utbredningsförhållanden mellan celler (12), varvid det förbestämda återanvändningsmönstret väljs baserat på informationen.

24. Förfarande enligt patentkrav 22 eller 23, kännetecknat av det ytterligare steget: övervakning av en nuvarande systemtrafiksituation, varvid det förbestämda återanvändningsmönstret väljs baserat på systemtrafik- situationen. ' = å. 'mgšpárànriåiafzv ' ° 10 15

25. Kommunikationsförfarande enligt kännetecknat av tillhandahållande av tidsdomän.

26. Kornrnunikationsförfarande enligt kännetecknat av tillhandahållande av frekvensdomän.

27. Kommunikationsförfarande enligt kännetecknat av tillhandahållande av koddomän. 523 634 23 ' 031016 något av patentkraven 17 till 24, återanvåndningen i åtminstone en något av patentkraven 17 till 25, återanvåndningen i åtminstone en något av patentkraven 17 till 26, återanvändningen i åtminstone en i i _É._::~i'14§fiå_T1imTi§IgAg'f ' '