TW200529595A - Method and system for managing resources in wireless communication systems - Google Patents

Description

200529595

五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 本發明係有關於無線通信系 於減少無線電通信系統中之 統。更明確地，本發明係有關 干擾及功率消耗者。 先前技術 供全球性之無線系統 種普遍使用之現行標 -所謂第二代行動無 版（2· 5G)。整合封包 數據速率全球演進 超越（2G)GSM網路之 企求以額外特徵及強 準協會特別行動群 代無線電系統之無線 系統（UMTS)。為了更 二月成立第三代行動 致力於一共同之第三

技藝中已熟知無線通信系統。為了提 連線，業已發展且實現多種標準。一 準係全球行動通信系統（G S Μ)。這即_ 線系統標準（2G)，而其後續者為修訂 無線電服務技術傳輸（G P R S)及增強型 (E D G Ε)係2 · 5 G技術之範例，其可提供 較高速度數據服務。每一該等標準皆 化來改良先前標準。歐洲電話通信標 (ETSI SMG)於1998年一月協議一第三 電存取方案，稱作全球行動電話通信 進一步實現UMTS標準，已於1 998年十 通信夥伴合作計晝（3GPP) 〇3GPP持續 代行動無線電標準。

弟1圖中係描繪出依據現行3 G P P規範之一典型u jj τ s系統架 構。該UMTS網路架構包括一核心網路（CN)，其可經由已知 為Iu之一介面而與一 UMTS地面無線電存取網路（utraN)互 連，其中Iu已於現行可公開使用之3(5即規範文件中詳細地 定義。可將UTRAN配置成，經由稱作為Uu之一無線電介 面，藉由3GPP中稱作為使用者終端設備（UE)之無線發射接

200529595 , · 五、發明說明（2) 收單元（WTRU)而提供使用者無線通信服務。UTRAN具有一 個或更多無線電網路控制器（RNC)，及3GPP中稱作為節點 β、共同提供地理涵蓋以與UE作無線通信的一個或更多基 地台。該一個或更多節點Β係經由3GPP中稱作為Iub之一介 面而連接至每一 RNC。UTRAN可具有連接至不同RNC之眾多 群郎點β，第1圖所描繪出之範例中則顯示出兩群。當一 UTRAN中提供超過一個RNC時，即得經由一Iur介面實施RNC 之間的通信。 網路組件外部之通信，係由一使用者層級之節點B經由Uu 介面、及一網路層級上之CN經由接至外部系統之各種CN連 _ 接，而得實施。 通常，譬如節點B存取點等基地台之主要功能，係在基地 台網路與WTRU之間提供一無線連接。典型地，一基地台可 放射出共用通道訊號，以允許未連接之WTRU變得與基地台 時序同步。在3GPP中，一節點B可執行，與UE作實體無線 電連接。該節點B係在Iub介面上，自RNC接收訊號，其中 · 該RNC可控制該節點B在Uu介面上所發射之訊號。 一CN係負責將資訊依規定路徑發送至其正確目的地。譬 如’該CN可將語音訊務（traffic)自一 UE依規定路徑發送 至公共交換電話網路（PSTN)或指定用於網際網路之封包數 I 據’其中該UE係UMTS經由其中一節點B接收者。在3GPP 十’ CN具有六個主要組件：1 )用於服務整合封包無線電服 務（GPRS)之一支援節點；2) —閘門（gateway)GPRS支援節 點，3) —邊界閘門；4 ) 一訪問者位置暫存器；5 ) —行動服

第7頁 發明說明（3) 務交換中心，·及6 ) —閘門γ心

用支援節點係用於存二：：服務交換中心。該服務GPRS 門GPRS支援節點則為連際網路等封包交換域。該閉 A、隹$甘从P从上運接其他網路用之一閘門節點。所有 刖進至其他#作者網路武悃 門„Γρρς *德Μ抓 ^、、罔際網路之數據轉換，將通過該 閘門GPRS支极即點。該4嘉劳日日, ^ ^ .. ^ Λ邊界閉門可作為一防火牆，以防止 網路外之入彳X者攻墼艇I牧 残孫掉征瓶乾％命擎路7貝域内之用戶。訪問者位置暫存 " " 而之用戶數據的一現行服務網路「複製 。ΐ?貢訊起初係來自掌管行動用戶之-數據庫。該 :服父換中心係主管自umts端至網路的「交換電路」 、接口亥閘門行動網路交換中心係實現根據目前用戶位置 ^之路由功能。㈣門行動服務交換中心亦可接收且掌 官用戶對外部網路之連接請求。 RNC大體上可控制UTRAN之内部功能。RNC亦對通信提供中 ，媒介服務’其中該通信具有經由—Uu介面連接而接至一 筇點B之一區域組件、及經由該CN與一外部系統之間之一 ，接而實施的一外部服務組件，譬如由一國内UMTS中之一 行動電話所播出之越洋電話。 典型地’一RNC可監管多重基地台、管理節點b所服務之無 線電服務涵蓋地理區域内的無線電資源、及控制U u介面之 實體無線電資訊。在3GPP中，一RNC之Iu介面可提供兩個 接至CN之連接··其一係接至一封包交換域，而另一個則接 至—電路交換域。RNC之其他重要功能包含機密性及完整 性之防護。 &譬如第三代夥伴計劃（3Gpp)分時雙工（TDD)及分頻雙工 200529595

五、發明說明（4) (FDD)系統等通信系統中，可結合具有 重個分享與專用通道來傳輸。這種系統動速率數據之多 可供公眾利用者，且仍在持續發展中 豕規範數據係 當在利用⑽技術之無線通信系發统展中中指 通常因為時槽之狀態，而必須將使用史用者時槽時’ 槽。亦即，典型地係依據使用者服務胞 之干擾量，以及干擾如何在整個時：上複分數 指派予時槽(即指派資源）。譬*，請參以而將使一用者 準係隨著總傳輸功率量及可用資^ 、：匕。官理無線通信系統資源之兩目標係降低干擾及減少 片奴（fragmentation)。然而，目前已知的資源管理技術 並未在管理資源時，考慮或試圖對付來自相鄰胞元之干 擾。 緣是’亟需提供一種可管理資源而無先前技藝限制之方法 及系統。 發明内容

本發明係一種用於使無線通信系統中之資源管理最佳化的 方法及系統，其中可重新指派相鄰及服務胞元中之資源， 以使服務胞元中之片段減少。可較佳地管理無線通信系統 中之資源，以使片段最少化，且當無法根據現行資源分配 為基礎來減少片段時，重新指派資源以允許減少片段。 實施方式

第9頁 200529595

此後，一無線發射/接收單元（WTR 者終端設備、行動電話基地台、固定或t動用戶單—使Λ 叫器、或任何能夠在一無線環境中操作之其他型式；呼 mi中，一基地台包括但不限於-節點β、網w 制器、存取點、或任何能夠在一無盆他： 式介面裝置。 見Τ铞忭心其他型 請由參考第3圖開始’其中顯示出依據本發明之一益線通 "、統300。無線通信系統3〇〇包括至少一無線電網路控制 器（RNC) 302、複數個基地台3〇4ι至3〇411、及至少一

WjRU306。請注意到，可在利用TDD技術之任何型式無線通 信系統中實現本發明。譬如，當在一無線區域網路^“们 型式系統中實現本發明時，基地台當然可為存取點，而 RNC係一區域網路（LAN)。

可與基地台304n(亦即，服務胞元）通信之一訂ru3〇6將遭 遇來自相鄰基地台30^、3 0 42、及3043 (亦即，相鄰胞元）之 干擾。請注意到，在此可交替地使用基地台與胞元等術 語。本發明之RNC302可管理資源，以有助於達成較少片段 (fragmentation)。更，當無法根據現行資源分配為基礎 來減少片段時，可對相鄰及服務胞元中之現行資源分配實 施調整。 譬如，當WTRU30 6與基地台304η通信時，RNC30將週期性地 評估資源分配，以使分配最佳化。當評估基地台304η處之 現行資源分配時，RNC首先將決定是否可能降低WTRU306目 前需要傾聽（亦即，WTRU306之片段程度）、且同時操作於

第10頁 200529595 五、發明說明（6) 胞元304η之時槽數量。rNC302典型地係藉由評估每一時槽 中之干擾量是否已低到足以使分配予一特定WTRU之時槽數 1減少，而不致造成任何時槽中之干擾超過一既定最大干 擾位準，來決定片段之程度是否可下降。倘若可能使 WTRU306必須傾聽且同時操作於胞元3〇4n中之時槽數量減 少’則RNC302將無需關於任何相鄰胞元3〇4ι、3〇\、及 304S，或服務胞元304η作任何進一步調整。倘若不可能減 少時槽之數量，則RNC302將評估基地台30'、3 0 42、及3043 處之現行資源分配’以決定是否可調整現行資源分配，來 減少自基地台304丨、3 042、及3 043傳授予WTRU30 6之干擾 量。 一般而言，RNC302將可識別出，操作於受RNC3〇2控制之其 中一胞元内之每一 WTRU306的相鄰胞元。題C302可因此調 整相鄰胞元内之資源分配。譬如，假設WTRU3〇6正接收一 高位準干擾，則RNC302將對所有相鄰胞元304ι、3〇42、及 304η評估每一時槽處之傳輸功率。接著，RNC3〇2可將傳輸 功率高於一既定臨界值之時槽中的使用者重新指派，以降 低正於胞元3〇4n内操作之WTRU30 6所遭遇的干擾量。當 WTRU30 6遭遇較低干擾量時，將容許分配tWTRU3〇6之時槽 減少。 曰 倘若任何相鄰胞元3 01、3 0 、及3 0 4S中皆無傳輸功率高於 該既定值之時槽、或著無法在任何相鄰胞元中實施調整， 則RNC3 02將評估WTRU306服務胞元3〇4n内之干擾分佈。亦 即，RNC302將評估關於胞元304η之每一時槽中的干擾位 200529595 五、發明說明（7) 準。倘若有任何時槽具有高於一既定位準之一干擾，則將 使用者移出該等時槽，且置於其干擾值較該既定位準低之 時槽中。在本發明之另一具體實施例中，可於在一服務胞 元中重新分配干擾之前，等待一段既定時間，以檢驗系統 狀態是否已改變成，使得可藉由重新指派相鄰胞元3〇 \、 3 0 4Z、及3 0 4S中之資源，來減少該服務胞元中之片段、或 服務胞元304η中之干擾。 現在請參考第4圖，其顯示出依據本發明一較佳具體實施 例，用於管理無線通信系統中之資源的一方法4 〇 〇。為了 簡化起見，僅相關於單一使用者來說明方法4〇〇。該方法 係自步驟402開始，其評估一使用者之服務胞元的現行時 槽指派，以決定（步驟4〇4中）是否可將該使用者重新指派 予該使用者服務胞元中之較少時槽。 關於是否可將一使用者重新指派予較少時槽之評估及決 定，典型地係根據每一時槽中之干擾量為基礎來實施，其 中目前業已指派該使用者。譬如，假設一使用者係指派4 個時槽’其中每一時槽中具有大約5分貝（dB)之干擾，且

該使用者本身對其所指派之每一時槽貢獻3dB。又，假設 對使用者服務胞元之每—時槽的最大干擾位準為丨〇dB。在 這種情況下’可減少時槽之數量，而不致違背最大干擾位 準。亦即，可將該使用者指派予三個時槽，其中每一該等 時槽内之干擾將變為8dB，而這仍低於每一時槽之最大干 擾位準。 搞若可將一使用者指派予較少時槽，則方法4 〇 〇將前進至

第12頁 200529595 五、發明說明（8) 步驟406。在步驟406中，可重新指派該使用者服務胞元中 之資源’使得可在較少時槽中接收該使用者之訊務訊號。 當然’一旦重新指派一使用者時，可用資源將依此更新。 此時’由於干擾係屬符合要求者，且時槽數量業已減少而 因此在該使用者方面達成節省功率，因此可為最佳化狀 況。是以’當可能將一使用者指派予較少時槽時，可如上 述者在步驟40 6中重新指派資源，而方法4〇〇將於步驟4〇8 中結束，且可依需求重新開始。 倘若不可能將一使用者重新指派予一較少時槽，則方法 400將自步驟404前進至步驟41〇，請注意到，當不可能減 匕時槽數量時，典型地係因服務胞元時槽中之干擾位準過 南所致。因此，一般來#，太、丄# 又术说在廷種狀況下，方法400係藉 由首先查明是否可在任何相舰的-& 鄰胞兀中實施任何調整、且接 者再查明疋否可在服務胞元本身中 減少使用者服務胞元時槽中之干擾。& " ， 止圖 更明確地，在步驟4 1 〇中係評姑. 屮，ρ护噍不/畜仏山t A f估相鄰胞疋以決定（步驟41 2) 出已扣派予傳輸功率高於一既定位準之日鼻攝沾你田本 是否可指派予一（複數個）不同時 9 ’ 人士已知的程序，㊣中可3日!：仏此為熟於此項技藝之 較佳地係、置於具有最少量干^輸功率位準之使用者’ 避免任何一時槽中之干擾超過 乂種方法係试圖 等時槽典型地可對受到相鄰擾位準，這係因為該 獻最大干擾。請注意到，二傳；位準影響之胞元，貢 計算/預冑’受相鄰胞元内傳7驟”：中，最好重新 千所衫響之胞元中的干 200529595

倘右可將相鄰胞元十之使用者指派予不同時槽，以降低相 鄰胞凡之時槽中的傳輸功率、及其他胞元所遭遇之相對應 干擾，則方法400可自步驟412前進至步驟414。可重新指 派相鄰胞元中之資源，及更新相鄰胞元中之可用資源。自 乂驟414起，方法400杈佳地將返回步驊，以根據在相 鄰胞元中實施之調整為基礎來決定，是否可將使用者在其 服務胞元中所指派之時槽數量減少。 倘若不可能在任何相鄰胞元中實施任何調整，則方法4〇〇 將自步驟412前進至步驟418。在步驟418中可決定出，是 否可重新指派使用者服務胞元之時槽，以減少總干擾。如 以上所述，相似於在任何相鄰胞元中所實施之任何調整， 可執行步驟41 8以決定，是否可能重新指派時槽以減少服 務胞元中之總干擾，而允許減少指派予一使用者之時槽。 因此，重要地請注意到，步驟4〇2及404係關注於，減^ 一 使用者受指派之時槽數量，而步驟418及42〇則關注於，是 否可能並不將服務胞元中之任何使用者重新指派予較少^ 槽、但指派予不同時槽。亦即，步驟41 8及4 2 0中之分析係 與步驟410及412中所執行者相似，其中最好使具有^傳輸 功率之使用者位於具有最低干擾之時槽中。 ⑴ 倘若無法重新指派服務胞元中之時槽來減少總干擾，則方 法400將自步驟420前進至步驟422，其中方法4〇〇將於步驟 422結束，且可依需求重新開始。倘若可重新指派時'槽^來 減少總干擾，則方法4〇〇可自步驟420前進至步驟424 :在

200529595

步驟424中，可重新指派服務胞元中之資源，及 資源。接著，方法400將返回步驟4 〇2，以 斤可用 所實施之調整為基礎，來決定是否可減少使| 元中 時槽數量。 又导曰派之 重要地請注意到，可依需求而在運用任何型態分時 (TDD)技術之任何型式無線通信系統中實現本發壁 如，可在全球行動電話通信系統-分時雙工（umts〜tdds)、

分時同步分碼多重存取（TDSCDMA)、或著包含有利用仰^技 術之WLAN型系統等任何其他型式無線通信系統中，實現本 發明。更’儘管已就各具體實施例來描述本發明，然而熟 於此項技藝之人士將可明白到，屬於以下申請專利範圍所 概述之本發明範圍内的其他變型。

第15頁 200529595__ 圖式簡單說明 第1圖係一典型無線通信系統之示意圖。 第2圖係具有關於干擾、傳輸功率、及可用資源之變化狀 態的複數個時槽示意圖。 第3圖係依據本發明一較佳具體實施例，可用於管理資源 的無線通信系統。 第4圖係依據本發明一較佳具體實施例之管理無線通信系 統資源的方法。 圖示之元件代表符號簡單說明： 300 系統 302 無線電網路控制器 301、30 42、30 43 -----304η基地台 30 6無線發射接收單元

第16頁

Claims (1)

1. 200529595 六、申請專利範圍 1 ·藉由一時分雙工（T D D)無線通信系統中的一服務胞元而 減少分派至一無線/發射接收單元（WTRU)的時槽數量的裝 置’该無線通#糸統包含複數個胞元與"^無線電網路控制 !§(RNC) ’其中各胞元服務在该胞元的^一涵蓋範圍中的 WTRUs，而該RNC控制該等胞元中的無線電資源指派，該方 法包含： (a) 該RNC根據該服務胞元中各該時槽的干擾等級而決 定是否可減少分派至一目標WTRU的時槽數量；以及

   (b) 若步驟（a)中的決定是肯定時，該RNC減少分派至 該目標WTRU的時槽數量。 2·如申請專利範圍第1項的方法，其中該RNC藉由比較各該 時槽的一目前干擾等級與一最大容許干擾等級而執行步驟 (a )中的決定。 3·如申請專利範圍第1項的方法，更包含： (c) 若步驟（a)中的決定是否定時，該RNC決定是否重 新將鄰近胞元中的WTRUs分派至不同的時槽，以減少該服 務胞元中因鄰近胞元而察知的干擾； (d) 若步驟（c)中的決定是肯定時，該RNC重新將鄰近 胞元中的WTRUs分派至不同的時槽；以及

   (e) 重複步驟（a)至（d)，其中將至少一鄰近胞元中的 WTRUs重新分派。 4·如申請專利範圍第3項的方法，其中該〇(：將傳輸功率等 級超過一臨界值的一時槽中的WTRUs重新分派至其他時 槽0

   第17頁 200529595 六、申請專利範圍 5·如申請專利範圍第4項的方法，更包含·· (f )若步驟（C )中的沐令Η X^ > y 1 旧决疋疋否疋時，該RNC決定是否將 該服務胞元中的WTRUs重新八、v芬丁门 ,_ ^ ^ ^ 夏新刀派至不同的時槽，以減少該 服務胞元中該等時槽的干擾； (g) 若步驟（f)中的決定县土令性 丄 , 开疋疋月疋時，該RNC將該服務胞 元中至少一 WTRU重新分派至不同的時槽； (h) 右5亥服務胞疋中至少一 w τ ρ τι ^ a 、 WTRU破重新分派，則重複 步驟（a)至（g)，以及 (i) 右步驟（f)中的決宏·县末 幻决疋疋否疋時，該RNC終止此過 程。 6且：nt=第5項的方法，其中在步驟⑷中，將-t有最大傳輸功率的WTRU重新分派至—具最低干擾的時 槽。 7·如申明專利範圍第5項的方法，其中該RNC在執行步驟 (g)重新分派該服務胞元中的WTRUs前先等待一段預定時間 週期。 8·如申請專利範圍第i項的方法，#中該，週期性重複此 過程。 9.種藉由時分雙工（TDD)無線通信系統中的一服務胞 兀而減少分派至一無線/發射接收單元（WTRU)的時槽數量 的無線電網路控制器（RNC)，該無線通信系統包含複數個 胞元與一無線電網路控制器（RNC)，其中各胞元服務在該 胞元的一涵蓋範圍中的訂尺^，而該RNC控制該等胞元中的 無線電資源指派，該RNC包含：

   200529595 六、申請專利範圍 可監控該服務胞元的時槽的干擾等級的裝置；以及 可根據各時槽的干擾等級而減少分派至該服務胞元中 一目標WTRU的時槽數量的裝置。 10·如申請專利範圍第9項的〇(：，其中該RNC比較各該時槽 的一目前干擾等級與一最大容許干擾等級，以決定是否可 減少分派至該目標WTRU的時槽數量。 11.如申請專利範圍第9項的RNC，更包含·· 可監控鄰近胞元的裝置；以及 可將鄰近胞元中的WTRUs重新分派至不同時槽的裝

   置， 藉以該RNC減少在該服務胞元中因該等鄰近胞元所產 生的干擾，並嘗試減少分派至該服務胞元中的該目標訂別 的時槽數量。 12·如申請專利範圍第丨丨項的RNC，其中該RNC將傳輸功率 等級超過一臨界值的一時槽中的WTRUs重新分派至其他時 槽。

   13 ·如申請專利範圍第丨丨項的RNC，更包含可根據該服務胞 元十各該時槽的一干擾等級而將該服務胞元中的至少一 WTRU重新分派至不同時槽的裝置，藉以該RNC嘗試減少該 服務胞元中該WTRU的時槽數量。 14·如申請專利範圍第13項的RNC，其中該RNC將一具有最 大傳輸功率的WTRU重新分派至一具最低干擾的時槽。 15·如申請專利範圍第14項的RNC，其中該RNC在重新分派 該服務胞元中的WTRUs前先等待一段預定時間週期。

   第19頁 200529595__ 六、申請專利範圍 16.如申請專利範圍第9項的RNC，其中該RNC週期性監控該 服務胞元的干擾等級，並決定是否減少分派至該WTRU的時