TWI465129B - 判定涵蓋區域之方法 - Google Patents

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TWI465129B TW100117088A TW100117088A TWI465129B TW I465129 B TWI465129 B TW I465129B TW 100117088 A TW100117088 A TW 100117088A TW 100117088 A TW100117088 A TW 100117088A TW I465129 B TWI465129 B TW I465129B
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Description

判定涵蓋區域之方法
一無線網路一般劃分為各小區具有至少一基地台之多小區。欲發送資訊之一使用者設備(例如行動電話)建立與該小區中之一基地台的通信。
除了識別參數外，操作參數係網路管理之一部分。諸如天線定向(例如傾斜角度)、傳輸功率限制及導頻功率分率之各種操作參數影響網路功能。
在諸如CDMA2000及通用行動電信系統(UMTS)之無線網路的第三代(3G)標準中，效能分析用於評估網路演算法之一般行為。對於3G中之效能分析(諸如交遞、存取效能及應用通量之分析)使用涵蓋區域之六邊形網路模型。
圖1圖解說明一習知六邊形網路模型。圖1展示一習知六邊形網路模型100。如所展示，該六邊形網路模型100包含基地台BS1 至BS7 ，而各基地台BS1 至BS7 具有一涵蓋區域C1 至C7 。如所展示，該等涵蓋區域C1 至C7 係用於該等基地台BS1 至BS7 之小區且經模型化成六邊形。六邊形網路模型足夠用於3G技術。
長期演進(LTE)係一專案所取的名稱，用於改良該通用行動電信系統(UMTS)標準以適應未來需要。在一態樣中，UMTS已經修改以提供給該演進通用地面無線電存取網路(E-UTRAN)作為一第四代(4G)無線網路。
一E-UTRAN包含演進NodeB(eNodeBs)，其等向一UE提供該演進通用地面無線電存取(E-UTRA)使用者平面(PDCP/RLC/MAC/PHY)及控制平面(RRC)協定終端。如本文中所討論，eNodeB指一基地台，該基地台提供對一給定涵蓋區域內之使用者設備(UE)之無線電存取。此涵蓋區域稱為一小區之一涵蓋區。該等eNodeB藉由一X2介面彼此互連。該等eNodeB經由一S1-MME介面(控制平面)亦連接至一行動性管理實體(MME)及經由一S1-U介面(使用者/資料平面)連接至一伺服閘道器(SGW)。
在4G中，由於自我組織與自我最佳化網路(SON)，效能已變得更加個人與局部化。因此，效能分析評估具有一更大的責任意義且需要回答關於具體小區之具體問題。因此，使用六邊形模型之網路的一般分析係不夠的。此外，由於效能最佳化係網路之一部分，所以該分析及該模型應提供計算效率以允許在網路元件上進行此等計算。
至少一實例實施例揭示一種判定一通信系統中之涵蓋區域的方法。該方法包含藉由一控制器判定該通信系統中之複數個基地台且藉由該控制器判定用於複數個基地台之各者之一Voronoi區域。該Voronoi區域對應於用於該基地台之涵蓋區域。
至少另一實例實施例揭示一種分析一通信系統之效能的方法。該方法包含藉由包含至少一天線之一基地台判定一Voronoi區域之至少一頂點。該Voronoi區域對應於該基地台之一涵蓋區域且至少一頂點對應於一最大傳輸距離。
從結合附圖進行之下述詳細說明將更加清楚地瞭解實例實施例。圖1至圖6表示如本文所描述之非限制實例實施例。
現在將參考附圖更加充分地描述各種實例實施例，該等附圖中圖解說明一些實例實施例。在該等圖式中，為了清楚起見層及區域的厚度可誇大。
因此，雖然實例實施例能夠具有各種修改及替代形式，但其等之實施例藉由實例在該等圖式中展示且將在本文中詳細描述。然而，應瞭解不希望將實例實施例限制於所揭示之特定形式，相反實例實施例涵蓋落於申請專利範圍之範疇內的所有修改、均等物及替代物。在該等圖形說明全文中，相同數字指相同元件。
將瞭解雖然術語『第一』、『第二』等可用於本文中以描述各種元件，但此等元件不應由此等術語限制。此等術語僅使用於區分一元件與另一元件。例如在不背離實例實施例之範疇的情況下，一第一元件可稱為一第二元件，且同樣地一第二元件可稱為一第一元件。如本文所使用之術語『及/或』包含一或多個相關之所列細目之任意及所有組合。
本文所使用之專門名詞僅用於描述特定實施例之目的且並不希望限制實例實施例。如本文所使用之單數形式『一』與『該』亦希望包含複數形式，除非上下文明確地以別的方式指示。將進一步瞭解當本文使用術語『包括』及/或『包含』時，指定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其等之群組之存在或添加。
亦應注意在一些替代實施方案中，所提及之功能/動作可不按圖形中所提及之次序出現。例如，連續展示之兩個圖形實際上可大體上同時執行或有時可按相反次序執行，取決於所涉及之功能/動作。
除非以其他方式定義，本文所使用之所有術語(包含技術及科學術語)具有與實例實施例所屬之技術中之一般技術者普通瞭解相同之含義。將進一步瞭解術語(例如於普通使用之詞典中所定義的該等術語)應詮釋為具有與其等在相關技術之上下文中之含義一致的一含義且將不以一理想化或過度正式的意義進行詮釋，除非本文明顯如此定義。
如此處所使用之術語及如一般所使用之術語，一演算法設想為導致一所要結果之一自我一致步驟順序。該等步驟係要求物理量之物理操縱的步驟。通常，雖然非必要，但此等量採用能夠儲存、傳送、組合、比較及以其他方式操縱之光信號、電信號或磁信號的形式。將此等信號稱為位元、數值、元件、符號、特性、項、數字或諸如此類已證明有時係方便的(主要為了普通用法的原因)。
在下述說明中，將參考操作之動作及符號表示(例如以流程圖的形式)描述圖解說明實施例，該等操作之動作及符號表示可作為程式模組或功能處理被實施，該等程式模組或功能處理包含常式、程式、物件、組件、資料結構等，其等執行特定任務或實施特定抽象資料類型且可使用現存網路元件或控制節點處之現存硬體實施(例如定位於一小區站、基地台或節點B處之一排程器)。
除非特別以其他方式陳述或易於從該討論得知，諸如『處理』或『運算』或『計算』或『判定』或『顯示』或諸如此類之術語指一電腦系統或類似電子運算器件之動作及處理，該電腦系統或類似電子運算器件操縱及轉變表示為該電腦系統之暫存器及記憶體內之物理、電子量之資料成為類似地表示為該電腦系統之暫存器或記憶體或其他此資訊儲存、傳輸或顯示器件內之物理量之其他資料。
如本文所使用之術語『使用者設備』(UE)可為一行動使用者、行動台、行動終端機、使用者、用戶、無線終端機及/或遠端台之同義詞及可描述在無線通信網路中之無線資源之一遠端使用者。
術語『演進eNodeB』可瞭解為射頻通信之一或多個小區站、節點B、基地台、存取點及/或任意終端。下文所描述之實例實施例一般可應用於網路架構，舉例而言諸如LTE、特定及/或網狀(mesh)網路架構。
在數學上，Voronoi鑲嵌圖案(tessellation)已為吾人所熟知。一Voronoi鑲嵌圖案包含複數個Voronoi區域。各Voronoi區域包含一演生點(generating point)。該Voronoi區域內之各點比用於其他Voronoi區域之任意其他演生點更靠近用於該Voronoi區域之演生點。用於該Voronoi區域之區段(邊界線)係對用於該Voronoi區域之演生點及用於另一Voronoi區域之一演生點等距離的所有點。
實例實施例揭示判定用於一通信系統內之各eNodeB(基地台)的一Voronoi區域。通信系統之一控制器將已判定之用於各eNodeB之Voronoi區域用作為該eNodeB之涵蓋區域。該eNodeB係該Voronoi區域之演生點。由於該等涵蓋區域係基於相關Voronoi區域，所以一涵蓋區域內之所有位置最靠近與該涵蓋區域相關之eNodeB。
圖2展示包含與複數個eNodeB 205通信之一網路管理層200之一E-UTRAN部署的一部分。如所熟知，多小區或一單一小區經常與一單一eNodeB相關。
該E-UTRAN網路管理層200包含一行動性管理實體(MME)210與一伺服閘道器SGW 212。該MME 210係控制該等eNodeB 205且協調eNodeB 205之排程與傳輸的一邏輯實體。詳述之，該MME 210之功能包含排程與計時控制、eNodeB註冊與回饋。該MME 210與該等eNodeB 205進行雙向通信。如3GPP TS 36.300 V.8.6.0中所描述，其全部內容以引用方式併入本文中。尤其該MME 210控制使用者無線電存取網路(RAN)行動性管理程序及使用者會期管理程序。
例如，該MME 210控制一UE之追踪與可達性。該MME 210亦控制且執行傳輸及/或重新傳輸發信號訊息，諸如用於把即將連接請求(例如當呼叫UE時或當欲用於該UE之網路啟動資料來到時)通知目的地UE之播叫訊息。
該SGW 212係一資料平面元件。該SGW 212係在eNodeB 205之間之交遞期間之一行動性錨及用於在LTE與其他3GPP技術之間之行動性之一錨。
雖然參考一4G/LTE網路描述實例實施例，但實例實施例考慮為可應用於任何無線通信基礎設施。
圖3圖解說明一種判定一通信系統中之涵蓋區域的方法。圖3之方法可由一網路管理層中之一控制器(諸如該網路管理層200中之MME 210)執行。更特定言之，實施圖3之方法的一控制器判定該通信系統中之複數個基地台及判定用於複數個eNodeB之各者之一Voronoi區域。該Voronoi區域對應於用於該eNodeB之涵蓋區域。
在步驟S300中，該控制器判定該通信系統中之複數個eNodeB(基地台)的一數目。該控制器可藉由任意已知方法判定eNodeB的數目。該控制器可設定該等eNodeB之數目的一限制。
在步驟S310，該控制器然後判定用於複數個eNodeB之各者之一Voronoi區域(小區涵蓋區)。更特定言之，該控制器判定用於該通信系統(例如一無線電存取網路)中之小區站的一Voronoi鑲嵌圖案(包含該等Voronoi區域)。該控制器藉由將一相關eNodeB用作為該Voronoi區域之一演生點判定一Voronoi區域。在與通信無關之領域中，已知用於判定Voronoi鑲嵌圖案之演算法。然而，該控制器可使用用於判定該Voronoi鑲嵌圖案及該Voronoi鑲嵌圖案內之Voronoi區域的任意已知演算法。
例如，該控制器可假定一平坦世界觀以判定該Voronoi區域。該控制器可使用Fortune演算法而在Fortune演算法中使用該等eNodeB之位置(例如x與y座標)判定該等eNodeB之該等Voronoi區域。
一旦該控制器判定該Voronoi鑲嵌圖案，在步驟S320，該控制器基於該等相關Voronoi區域分別設定該等eNodeB之涵蓋區域。用於一eNodeB之效能分析的涵蓋區域係該eNodeB之相關Voronoi區域。由於涵蓋區域係基於相關Voronoi區域，所以一涵蓋區域內之所有位置最靠近與該涵蓋區域相關之eNodeB。
該控制器經組態以傳輸指示一相關Voronoi區域之一信號至各eNodeB。此外，各eNodeB基於該相關Voronoi區域設定初始參數值。例如，該控制器可假定一平坦世界觀且基於該平坦世界觀判定該等Voronoi區域。該控制器使用該等Voronoi區域判定該等初始參數值。該等初始參數值被填入各小區中且基於UE量測而細化。該等初始參數值可包含信號功率、訊務與控制通道之功率偏移、天線傾斜角度、交遞參數及重新選擇參數。
就其本身而論，在效能分析中，一eNodeB之涵蓋區域不是一六邊形。相比之下，根據實例實施例之涵蓋區域係一凸多邊形(Voronoi區域)。
因為自然無線電傳播(接收位準根據距傳輸器之距離而減小)，所以Voronoi區域提供在習知六邊形模型之上的許多益處。
兩個此等實例係天線傾斜及傳輸功率。一eNodeB之傳輸功率與該Voronoi區域之頂點之一者相關。
圖4圖解說明一種基於一Voronoi區域判定傳輸功率的方法。圖5圖解說明一種基於一Voronoi區域判定用於一eNodeB上之一天線之一傾斜角度的方法。圖6圖解說明具有複數個eNodeB及作為涵蓋區域之Voronoi區域的一通信系統。圖6用於描述圖4及圖5中所圖解說明之方法。圖4及圖5中所圖解說明之方法可由一通信系統中之一eNodeB(諸如圖2所展示之eNodeB 205)實施。圖4及圖5由與一控制器通信之一eNodeB實施，該控制器經組態以判定涵蓋區域之Voronoi區域。該eNodeB包含至少一天線。
在步驟S400，該eNodeB判定該eNodeB之相關Voronoi區域。更特定言之，該eNodeB接收來自該控制器之指示該Voronoi區域的一信號。使用圖2作為一實例，該eNodeB接收來自該MME 210之指示該Voronoi區域的一信號。該eNodeB亦判定該相關Voronoi區域的至少一頂點(例如距該eNodeB之位置最遠的一頂點)。至少一頂點可為在相關Voronoi區域內距該eNodeB之一最大距離dmax 。
然後在步驟S410，該eNodeB基於該最大距離dmax 判定該涵蓋區域之一傳輸功率。該傳輸功率由該eNodeB判定使得該涵蓋區域內(Voronoi區域)各UE可接收由該eNodeB傳輸之信號。在步驟S420，該eNodeB以該傳輸功率傳輸信號至該eNodeB之涵蓋區域內之UE。
如所描述，該eNodeB首先判定一Voronoi區域之至少一頂點。該Voronoi區域對應於該eNodeB之一涵蓋區域且至少一頂點對應於一最大傳輸距離。因此，該eNodeB接收來自該控制器之已判定之Voronoi區域。
圖5圖解說明一種基於一Voronoi區域判定用於一天線之一傾斜角度的方法。步驟S500係與步驟S400相同。因此為簡潔起見，不提供步驟S500之一詳細說明。
在步驟S510，該eNodeB基於該最大距離dmax 及該天線之一高度h判定該天線之一傾斜角度。參考圖6詳細描述該傾斜角度的判定。
一旦該eNodeB判定該天線之傾斜角度，在步驟S520該eNodeB以該傾斜角度傳輸信號。雖然所描述之該eNodeB包含一天線，但應瞭解實例實施例可包含具有多天線之eNodeB。例如，在一多輸入多輸出(MIMO)系統中可實施實例實施例。
例如該控制器每次偵測一eNodeB變成非現用(例如關閉)或被加入至該通信系統，可由該控制器及eNodeB執行圖3至圖5之各者。若一eNodeB關閉，則該控制器重新組態各現用eNodeB之Voronoi區域。因此，現用eNodeB之涵蓋區域將補償歸因於於非現用之eNodeB而失去之涵蓋區域。
圖6圖解說明具有複數個eNodeB及作為涵蓋區域之Voronoi區域的一通信系統。如所展示，一通信系統600包含eNodeB EN1 至EN10 。各eNodeB EN1 至EN10 與一涵蓋區域CA1 至CA10 相關。雖然未展示，但應瞭解該通信系統600包含如該MME 210之一控制器。該控制器判定該等涵蓋區域CA1 至CA10 ，如圖3之方法中所描述。
為清楚及簡潔起見，描述該eNodeB EN1 及該eNodeB EN1 之涵蓋區域CA1 。然而，應瞭解該eNodeB EN1 之說明可應用於該等eNodeB EN2 至EN10 。此外，雖然該通信系統600圖解說明為具有十個eNodeB，但該通信系統600可包含多於或少於十個eNodeB且實例實施例不應理解為限制於十個eNodeB。
如所展示，該eNodeB EN1 包含經組態以使信號傳輸及接收至/自涵蓋區域CA1 中之UE及至/自該控制器之一天線A1 。該天線A1 定位在地面上之一高度h。
基於接收自該控制器之一信號，該eNodeB EN1 判定其相關Voronoi區域(該涵蓋區域CA1 )的頂點(步驟S400/S500)。該涵蓋區域CA1 之Voronoi區域包含頂點V1 至V5 。如所展示，該頂點V5 係距該eNodeB EN1 之該最大距離dmax 。由於由eNodeB EN1 判定之傳輸功率係基於自該eNodeB EN1 至該涵蓋區域CA1 之一邊緣的該最大距離dmax ，所以該涵蓋CA1 內之各UE接收以該傳輸功率由該eNodeB EN1 所發送之信號。
該eNodeB EN1 使用下述方程式判定傳輸功率：
其中P1 係在距該eNodeB EN1 距離dmax 處之一點的一功率接收位準。該eNodeB EN1 之一傳輸功率係T0 且　係基於操作之頻帶之一衰減常數。
該涵蓋區域CA1 亦包含基於該eNodeB EN1 之一扇區組態由該eNodeB EN1 判定之點S1 至S3 。
此外，該eNodeB EN1 如下而判定該天線傾斜：
Tilt=tan-1 (h/dmax )　(2)
一旦一UE與該eNodeB EN1 通信，實際UE量測可提供比基於該衰減常數　之最大路徑損耗更加精確之最大路徑損耗的一估計。基於該衰減常數　之最大路徑損耗與基於該UE量測之最大路徑損耗之間的差異由該eNodeB EN1 使用以更新傳輸功率補償功率及負載平衡功率估計。
為方便起見，用涵蓋一全小區之各基地台/eNodeB描述實例實施例。然而，實例實施例可擴展至任意數目之扇區/小區。
因此描述實例實施例，顯然實例實施例可以許多方式變更。此等變更不被視為背離實例實施例之精神與範疇，且對熟習此項技術者顯而易見之所有此等修改意欲包含於申請專利範圍之範疇內。
200．．．演進通用地面無線電存取網路管理層
205．．．演進節點基地台
210．．．行動性管理實體
212．．．伺服閘道器
600．．．通信系統
A1 ．．．天線
BS1 -BS7 ．．．基地台
EN1 -EN10 ．．．演進節點基地台
圖1圖解說明一習知六邊形網路模型；
圖2展示根據實例實施例之一通信系統的一部分；
圖3圖解說明根據實例實施例之一種判定一通信系統中之涵蓋區域的方法；
圖4圖解說明根據實例實施例之一種基於一Voronoi區域判定傳輸功率的方法；
圖5圖解說明根據實例實施例之一種基於一Voronoi區域判定用於一天線之一傾斜角度的方法；以及
圖6圖解說明根據實例實施例之具有複數個eNodeB及Voronoi區域的一通信系統。
(無元件符號說明)

Claims (12)

  1. 一種判定一通信系統中之涵蓋區域的方法，該方法包括：第一判定，藉由一控制器判定該通信系統中之複數個基地台，該控制器經組態以與該複數個基地台通信及協調該複數個基地台之排程與傳輸；以及第二判定，藉由該控制器判定該複數個基地台之各者之一Voronoi區域，該Voronoi區域對應於該基地台之涵蓋區域且相較於該複數個基地台之任意其他基地台，該Voronoi區域中之各位置最靠近該基地台。
  2. 如請求項1之方法，其中若該控制器偵測該通信系統中之另一基地台或若該控制器不能與該複數個基地台之一者通信，則執行該第一判定與該第二判定。
  3. 如請求項1之方法，其中該第二判定基於成為該Voronoi區域之一演生點的該基地台判定該Voronoi區域。
  4. 如請求項1之方法，其中該第二判定判定該複數個基地台之各者之該Voronoi區域，該等Voronoi區域不重疊。
  5. 一種分析一通信系統之效能的方法，該方法包括：藉由包含至少一天線之一第一基地台判定一Voronoi區域之至少一頂點，該Voronoi區域對應於該基地台之一涵蓋區域，相較於任意其他基地台，該Voronoi區域中之各位置最靠近該基地台，而且該至少一頂點對應於一最大傳輸距離。
  6. 如請求項5之方法，其進一步包括： 第二判定，藉由該第一基地台基於該Voronoi區域之該至少一頂點判定一傳輸功率。
  7. 如請求項6之方法，其進一步包括：藉由該第一基地台以該傳輸功率傳輸一導頻信號。
  8. 如請求項6之方法，其中該第二判定進一步基於一路徑損耗臨限值判定該傳輸功率。
  9. 如請求項6之方法，其進一步包括：第三判定，藉由該第一基地台基於該Voronoi區域之該至少一頂點判定該至少一天線的一傾斜角度。
  10. 如請求項9之方法，其進一步包括：藉由該第一基地台以該傾斜角度傳輸一導頻信號。
  11. 如請求項5之方法，其進一步包括：第二判定，藉由該第一基地台基於該Voronoi區域之該至少一頂點判定用於該至少一天線的一傾斜角度。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包括：藉由該第一基地台以該傾斜角度傳輸一導頻信號。
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