TWI468065B - 無線電通信網路中之動態頻帶配置 - Google Patents
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Description
本發明大體而言係關於蜂巢式無線電通信,且更明確地說係關於一種用於利用一共用於兩個或兩個以上無線電網路之間的頻譜帶之方法。本發明亦係關於一種用於執行該方法之控制節點、一種RRM節點,一種包含該RRM節點之基地台控制器及無線電基地台。
在蜂巢式網路之傳統規劃中,以靜態方式將一連續射頻範圍(稱為載波)配置給單一無線電網路。此藉由圖1中之頻率軸來說明,其中將頻率f1至f3範圍內之載波1配置給蜂巢式網路1,且將頻率f2至f4範圍內之載波2配置給蜂巢式網路2。在兩個載波之間,通常包括一保護頻帶以降低發射於該等蜂巢式網路之間的混附發射(spurious emission)。
由於此傳統部署,屬於蜂巢式網路1之訊務完全經保持在載波1中,且屬於蜂巢式網路2之訊務完全經保持在載波2中。
由於兩個載波之間不存在重疊,因此關於載波1上之資料排程的決策可藉由蜂巢式網路1作出,而無需任何關於蜂巢式網路2之排程的資訊,且反之亦然。以上情形之一實例為,其中蜂巢式網路1為屬於操作者A之GSM網路且蜂巢式網路2為屬於操作者B之GSM網路。另一實例將為,當蜂巢式網路1為GSM網路且網路2為LTE網路且兩個網路1及2屬於同一操作者時。此以圖2之時間/頻率軸加以說明。
由於以下若干理由,在未來數年內,操作者在其蜂巢部署中將需要增加之靈活性:.更多種蜂巢技術可用
.需要將頻譜自其當前部署之蜂巢技術(例如,GSM)遷移至更現代之蜂巢技術(例如,LTE)。
.缺少頻譜將無疑成為一些操作者的問題,存取頻譜通常係昂貴的。
.來自管理者之"技術不可知論"的總體趨勢,藉此將頻帶配置給操作者並不規定使用任何特定技術。
本發明之目標為兩個網路對一頻譜之靈活利用。
在第一無線電網路中,一RRM單元控制一或多個小區中之無線電資源管理,且在第二網路中,一第二RRM單元控制一或多個小區中之無線電資源管理。本發明之基本概念為,佔用一頻譜中關於第一RRM單元所控制之一或多個小區中之訊務負載的部分以用於該第一RRM單元所控制之該一或多個小區。向該第二RRM單元通知該共用頻譜之該經佔用部分,且自由使用經佔用部分以外的共用頻譜。
本發明亦係關於一第一RRM單元,該第一RRM單元具有一用於連接至該第二RRM單元之介面,且具有用於執行方法之構件。
本發明進一步係關於包括該RRM單元之一基地台控制器及一無線電基地台。
本發明方法之一優點係對共用頻譜的一較好利用。
詳言之,當引入一基於新技術之新網路時其係一優點。專用於該新網路之頻帶可能過窄而不允許該技術本身可提供之最高位元率。該共用頻譜之頻率於是使得該最高位元率變成可能。
藉由GSM及LTE網路例證之另一優點在於,如終端用戶所見,該LTE系統中之平均位元率實質上高於當LTE限於該頻譜中僅專用於該LTE網路之一部分時之平均位元率。
本發明之又一優點為在兩個不同網路操作者之間共用一無線電網路。在此實施例中,兩個操作者可共用一個RBS。接著可在兩個操作者之間共用該頻譜中之該RBS操作其無線電通信的至少一部分,使得該RBS可將該頻譜之該共用部分用於至附於該第一網路操作者之行動台的無線電通信,或用於至附於該第二網路操作者之無線電通信。
本發明係基於如圖2中之頻率軸所描繪的經劃分成三個部分的頻帶。頻帶f1-f2經配置給第一網路,自f3-f4之頻帶經配置給第二網路,雖然所配置之頻帶的f3-f2部分由兩個網路共用,但第一網路僅具有專用於其本身的載波之f1-f3部分且第二網路僅具有專用於其本身的載波之f2-f4部分。在圖2下部,網路之各別RRM(無線電資源管理器)以方框來標記。RRM控制頻譜之使用並經連接以用於在彼此之間通信共用頻譜之使用。
本發明之核心係在第一網路與第二網路之間交換資訊訊息,此允許每一系統知悉共用頻譜之哪一部分適用於訊務
排程。此等資訊訊息可為專屬或標準化訊息。
可藉由比較以時間/頻率圖揭示對GSM及LTE網路的先前技術頻譜配置及GSM訊務對其之使用的圖3與以相同類型之圖說明對網路之發明性配置的圖4中之頻譜配置及使用,瞭解頻譜配置之優點。為維持一可接受之服務等級(亦即,低阻塞率),操作者不得不針對符在頻譜配置內處理之訊務峰值而向GSM配置頻寬。在如先前技術中之靜態頻譜配置的情況下,此限制了LTE之頻寬配置。藉由共用部分頻譜,LTE系統可存取其,且在當GSM中之訊務較低或適中時之時間週期期間存取其較大部分。藉此,LTE可提供實質上較大之容量及峰值速率。
本發明之主要應用為用於兩個網路屬於同一操作者之情況。
圖5為一GSM系統中之第一小區C1及一LTE系統中之第二小區C2之視圖。第一小區C1由GSM系統中之無線電基地台15(亦即,GSM BTS 15)伺服,且第二小區C2由LTE RBS 12(無線電基地台)來伺服。GSM BTS 5連接至GSM BSC(基地台控制器)13。GSM BSC 13及LTE RBS 12具有用於經由核心網路之資料通信的鏈路。該等鏈路對於本發明並不重要。實情為,重要的係連接GSM BSC 13與LTE RBS 12之新鏈路,且此將在下文中進一步加以描述。
當然,GSM及LTE網路包含眾多小區15及基地台12。圖5係用於兩個網路之說明目的,該兩個網路由同一操作者
控制、共用部分頻譜且具有至少一些具有重疊地理覆蓋之小區,第一小區C1及第二小區C2通常係如此。此情形使得干擾狀況複雜化。
圖6為一方塊圖,其說明對本發明至關重要之GSM BTS 5、GSM BSC 13及LTE RBS 12。
GSM BSC 13中之功能區塊為GSM無線電資源管理器2、頻道處置器3、群組交換機(group switch)4及經由LTE信號傳輸實體7與LTE系統通信之信號傳輸實體6。GSM BTS 5包括重要模組無線電單元5及天線。LTE RBS含有功能區塊:信號傳輸實體7、無線電資源管理器8、排程器9、資料緩衝器10、無線電單元11及天線。GSM BSC 13及LTE RBS 12之功能區塊除無線電單元11外主要經實施為藉由處理器執行之軟體。然而,該等功能區塊在多種程度上可藉由硬體來實施。該程度係實施之決策。功能單元2-4、6-11通常以獨立實體程式及處理器加以實施,然而該等功能單元中之一些單元可共用實體。
在第一實施例中,GSM系統在共用頻譜中具有優先權,但借助於自GSM RRM 2至LTE RBS RMM8之間發送的資訊元素,使得LTE系統知悉GSM使用共用頻譜之哪些部分及何時使用。LTE系統接著將維持關於GSM目前佔用共用頻譜之哪一部分的最新資訊,且在頻譜之剩餘部分中排程LTE資料。將參看圖6及圖7之流程圖所說明之方法之步驟來更詳細描述此功能。
GSM RRM 2控制已專用於僅GSM之頻譜(亦即,圖2中頻
率f1與f3之間的載波)及已配置給GSM與LTE之頻譜(亦即,圖2中頻率f3與f2之間的共用頻譜)。
GSM RRM 2最初基於GSM網路中之訊務負載而利用共用頻譜之頻率,參見圖7中之S1。
在接下來之步驟S2中,GSM RRM 2向GSM信號傳輸實體6信號傳輸共用載波中之哪些頻率目前由GSM無線電網路使用。GSM信號傳輸實體6向LTE信號傳輸實體發送含有此資訊之資訊元素,該LTE信號傳輸實體將此訊息轉發至LTE RRM 8。
在S3中,LTE RRM 8處理該資訊與關於使用哪些頻率之其他可用資訊,並將所得無線電資源資訊發送至LTE排程器9。詳言之,LTE RRM 8指示排程器9不使用共用載波中目前由GSM佔用之任何頻率。LTE排程器9使用此資訊結合其他可用資料以判定應將資料緩衝器10中之哪些使用者資料傳輸至行動台,及應使用諸如頻率之哪些資源。詳言之,排程器9僅使用經指示為LTE RRM 2可用之頻率。
監測GSM之訊務負載(S4),並將其與上臨限值及下臨限值相比較(S5)。此係由GSM RRM 8執行。
在GSM訊務負載降低的情況下,GSM RRM 2再次進入第一步驟,釋放GSM所佔用的一些頻率。以一迴路執行繼第一步驟S1之後的步驟。
在替代步驟4及5(S4、S5)中,頻道處置器3接收對待建立於GSM小區中之新語音通話的一請求。頻道處置器3將此請求信號傳輸至RRM 2,RRM 2判定訊務負載增加。
上過濾之負載位準之任一形式,該時間段可在數微秒至數分鐘或甚至數小時之範圍內。或者,負載量測可為一未來時間段內之負載狀況之預測。
可週期性地自RRM單元2及8向中央RRM控制功能14發送負載量測。或者,可基於事件來發送負載量測,例如與前次報告之負載量測相比,GSM及LTE系統之任一者中負載狀況的顯著改變。
政策參數係適用於比較及衡量關於負載量測在如何向RRM單元6及8指派/重新指派頻譜之決策中之重要性的目的。該等政策參數為RRM控制單元14之永久部分或(例如)借助於一操作及管理系統而提供至RRM控制單元14。政策參數可(例如)比較兩個概念上不同之負載量測,諸如GSM中正在進行之語音通話數目與LTE之頻道佔用率,或衡量兩個可比較量測,諸如兩個系統中之頻道佔用率。在本發明一實施例中,使用政策參數來確定一網路相較另一網路之優先權,此在GSM之絕對優先權之極限情況下給出一與先前部分中所論述之本發明之實施例類似的功能。
政策參數亦可與兩個系統中之個別終端用戶之Qos(服務品質)政策相連,使得基於服務及個別用戶優先權來指派頻譜。
應瞭解,GSM系統之RRM 2可連接至各別LTE RBS 12中之複數個RRM 8。藉此,GSM RRM 2可連接至在數目及地理覆蓋上對應於GSM BSC 13所控制之許多GSM BTS 15之
若步驟5(S5)導致GSM負載增加,則在第六步驟S6中,GSM RRM 2識別一可使用之GSM無線電頻道且儲存關於GSM頻道要求之哪些頻率的資訊。GSM無線電資源管理器向LTE資源管理器發送一訊息。該訊息含有關於待用於GSM通話之頻率的資訊,且指示LTE系統不將此等頻率用於排程訊務。
LTE RRM 8確認該資訊之接收,且GSM RRM 2接收該確認(第七步驟S7)。
接著,參見S8,GSM RRM 2容許頻道處置器在所識別之頻率上建立該語音通話。頻道處置器3使用最新方法藉由群組交換機通過abis介面經由GSM BTS 5且使用GSM RRM授予該通話之無線電頻道通過至行動台之無線電介面建立該語音通話。與該語音通話建立並行,LTE信號傳輸實體7向LTE RRM通知關於自此用於GSM語音通話之頻率。LTE RRM將此資訊轉送至LTE排程器,LTE排程器立刻停止相應頻率上之所有排程。
當執行最後步驟時,監測GSM系統中之訊務,參見步驟S4,且以一迴路執行其他步驟。
圖8為除了GSM及LTE網路節點外部之控制節點14外與圖6相同之節點的方塊圖。控制節點14具有經由鏈路21而連接至GSM BSC 13及LTE RBS 12之信號傳輸實體6、7之介面。雖然RRM之功能稍有不同,但GSM BSC 13及LTE RBS 12之所有功能單元2-4、6-11與圖6中相同。
在第二實施例中,GSM在存取共用網路時並不比LTE更具有特權。LTE RRM 8監測訊務負載,且若在已藉由控制節點14指派之頻譜內無法處理該負載,則LTE RRM 8請求控制節點14向LTE系統指派更多共用頻譜。GSM RRM 2以相同方式運作。來自LTE RRM 2及GSM RRM 8的關於頻譜配置之請求包括各別訊務負載之量測。
當控制節點14已自LTE RRM 8接收到指派更多共用頻譜之請求時,控制節點14請求GSM RRM 2提供GSM訊務負載之量測。控制節點14比較GSM網路與LTE網路之訊務負載。基於分別關於GSM網路及LTE網路中之負載的資訊、目前頻譜配置及如由網路操作者所界定之政策,控制節點14決定是否應改變目前對於GSM RRM功能及LTE RRM功能之共用頻譜配置。若RRM控制節點14之決策為重新指派(改變),則通知GSM網路之RRM 2與LTE網路之RRM 8。若該決策為不重新指派,則僅通知LTE RRM 8,原因是LTE RRM 8進行了該請求。
第二實施例中之控制節點14需要比較來自LTE系統及GSM系統之訊務負載。該等量測應經各別RRM 2、8處理以便於比較。該等量測可(例如)基於以下參數中之任一參數:可用無線電頻道之佔用、無線電上之封包丟失、延遲、上行鏈路或下行鏈路方向上之輸送量或該等參數之任何組合。較佳地,相對於已指派之頻率而量化該量測。
負載量測可為瞬時負載位準、如在一良好界定之時間段
許多LTE RBS 12。
GSM及LTE網路為用於第一及第二實施例中之網路的實例。當然,可結合本發明使用基於其他無線電存取技術之網路。舉例而言,當自基於CDMA技術之網路遷移至基於OFDM或任何其他未來存取技術之網路時,本發明將為有利的。RRM 2或控制節點14可進一步獨立地配置上行鏈路及下行鏈路頻譜。
其他系統可以不同於GSM、BSC之劃分來劃分其功能實體,並給予該等實體其他名稱。
共用頻譜之網路亦可基於相同存取技術。在控制節點14向為存取共用頻譜而提供最高價格之網路指派共用頻譜時,尤係如此。此外,有可能藉由兩個以上網路共用一頻譜。
1‧‧‧蜂巢式網路/載波
2‧‧‧GSM無線電資源管理器/蜂巢式網路/載波
3‧‧‧頻道處置器
4‧‧‧群組交換機
5‧‧‧無線電單元
6‧‧‧信號傳輸實體
7‧‧‧信號傳輸實體
8‧‧‧無線電資源管理器
9‧‧‧排程器
10‧‧‧資料緩衝器
11‧‧‧無線電單元
12‧‧‧LTE無線電基地台(RBS)
13‧‧‧GSM基地台控制器(BSC)
14‧‧‧控制節點
15‧‧‧無線電基地台
21‧‧‧鏈路
C1‧‧‧第一小區
C2‧‧‧第二小區
圖1為說明先前技術之譜帶使用的頻率軸。
圖2除了說明發明性頻譜使用之外與圖1相同。
圖3為說明GSM及LTE網路對兩個獨立頻帶之頻譜利用的時間/頻率圖。
圖4與圖2相同,但說明一替代頻譜利用。
圖5為一些節點及兩個網路之小區的視圖。
圖6為GSM及LTE系統中之節點的方塊圖。
圖7為第一方法實施例之步驟的流程圖。
圖8為GSM及LTE系統中之節點及一控制節點之方塊圖。
(無元件符號說明)
Claims (15)
- 一種用於控制一由一第一無線電網路及一第二無線電網路共用之頻譜之利用的方法,每一網路包含用於控制一或多個小區中之無線電資源管理的一或多個RRM單元(2、8),該方法包含以下步驟:佔用頻帶之一第一部分以用於該第一無線電網路中由一第一RRM單元(2)控制之一或多個小區,其中該經佔用之第一部分係與該第一RRM單元所控制之該一或多個小區中之訊務負載相關;向該第二無線電網路中之一第二RRM單元(8)通知該頻帶之該第一部分,使得該第二RRM單元在該第二RRM(8)所控制之一或多個小區中自由使用該第一部分以外之該共用頻帶。
- 如請求項1之方法,其進一步調適該頻譜之關於該第一RRM單元所控制之該一或多個小區中之訊務負載的該第一部分。
- 如請求項1或2之方法,其包含以下另一步驟:調適該頻譜之關於該第二RRM單元(8)所控制之該一或多個小區中之訊務負載的第一部分。
- 如請求項2之方法,其中向該第二RRM單元(8)通知該頻譜之該經佔用之第一部分的任何調適。
- 如請求項4之方法,向該第一RRM單元(2)通知該頻譜之該經佔用之第一部分的任何調適。
- 如請求項1之方法,其中該第一RRM單元(2)所控制之該 一或多個小區所覆蓋之地理區域及該第二RRM單元(8)所控制之該一或多個小區所覆蓋之地理區域至少部分地重疊。
- 如請求項1或2之由該第一RRM單元(2)所執行的方法。
- 如請求項1之方法,其中該第一網路或該第二網路中之任一者為一GSM網路,且該第一網路或該第二網路中之另一者為一基於OFDM技術之網路。
- 如請求項1之方法,其中該第一網路及該第二網路使用相同之無線電存取技術。
- 一種第一RRM單元(2、8),其用於控制一第一無線電網路中之一或多個小區中之無線電資源管理功能,其特徵在於:一用於連接至一第二無線電網路中之一第二RRM單元(2、8)的介面(6、7);用於執行如請求項1之方法的構件。
- 如請求項10之第一RRM單元(2),其中該介面(6)經配置以用於連接至該第二無線電網路中之複數個RRM節點。
- 一種基地台控制器(13),其包括作為一整合部分之如請求項10或請求項11之第一RRM單元。
- 一種無線電基地台(12),其包括作為一整合部分之如請求項10之第一RRM單元。
- 一種蜂巢式網路,其包括如請求項12之基地台控制器或如請求項13之無線電基地台。
- 一種控制節點(14),其包含: 一第一介面,其用於一經由一鏈路21而至一第一網路中之一第一RRM單元(2)之連接;一第二介面,其用於一經由一鏈路21而至一第二網路中之一第二RRM單元(8)之連接;一處理器,其用於執行如請求項1之方法,其中該佔用步驟基於至少自該第一RRM單元(2)接收之訊務負載量測,且該處理器進一步經配置以經由該第一介面及第二介面向第一及第二RRM單元通知頻譜之該經佔用之第一部分。
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