Динамическое распределение ресурсов радиосвязи
Изобретение относится к распределению ресурсов радиосвязи для связи между мобильной станцией и базовой станцией. Технический результат состоит в возможности использования ресурсов, которые находятся под влиянием адаптации плана повторного использования того же самого спектра радиочастот между различными сотами, а также в возможности обновления информации по конфигурации системы при наличии вышеуказанной адаптации. Для этого доступный набор ресурсов радиосвязи может содержать ресурсы радиосвязи, первоначально выделенные соседней соте, если мобильная станция подвержена влиянию мгновенного (кратковременного) низкого уровня внутриканальных помех от таких соседних сот. Существование помех предпочтительно логически выводится из измерений качества сигнала пилот-сигналов. Распределение может касаться связи по восходящей и/или нисходящей линии связи. Устройства для выполнения измерений размещены в мобильной станции наряду с тем, что устройства для выполнения определения, выбора и фактического распределения могут быть размещены в других частях системы связи, например в мобильной станции, в базовой станции или в основном сетевом узле, или в качестве средства распределения. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится, в целом, к распределению ресурсов радиосвязи в мобильных системах связи.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Спектр радиочастот, выделенный мобильной системе связи, в целом должен быть повторно использован в пределах разных географических подобластей, так называемых сот, для обеспечения и покрытия, и пропускной способности. В зависимости от выбора технологий и факторов, например, какие методики множественного доступа используются и насколько устойчивы к помехам приемники мобильного телефона и базовой станции, может измениться так называемое расстояние (дистанция) повторного использования между различными сотами, использующими ту же самую часть спектра. Это изменение происходит не только между различными типами систем, а также и в пределах той же самой системы. Последнее может иметь место, например, как следствие топологии зоны обслуживания.
На практике, для моделирования сотовой схемы расположения мобильной системы связи часто используется гетерогенная сетка правильных шестиугольников. Несмотря на то, что истинное описание фактической соты и ее зоны обслуживания не обеспечивается, шестиугольники полезны для целей планирования соты в качестве приближения, поскольку они обеспечивают удобную структуру, в которой широкий диапазон мозаичных кластеров повторного использования соты может быть определен для описания распределения доступных ресурсов спектра/канала по всей зоне обслуживания данной системы.
Известно, что мозаичные кластеры размера N могут быть созданы, если
N=i2+ij+j2,
где i и j являются неотрицательными целыми числами, и i>j. Из вышеупомянутого отношения следует, что размеры допустимого кластера равны N = 1, 3, 4, 7, 9, 12....
Очевидно, что для оптимизации эффективности спектра данной системы желательно, по возможности, использовать малый коэффициент повторного использования кластера. Однако за исключением использования методик расширения спектра или мультиплексирования с пространственным разделением, использование малых коэффициентов повторного использования может быть невозможным, так как воздействие внутриканальных помех от соседних сот может стать слишком серьезным. Таким образом, воздействие внутриканальных помех может потенциально разрушить способность находящихся в разных сотах приемников демодулировать и возвращать их намеченные данные, встречающиеся в ожидаемых результатах качества обслуживания. Чтобы обойти данную проблему и получить контроль над эмиссией и воздействием внутриканальных помех, во многих системах обычно используются коэффициенты повторного использования, большие единицы.
При использовании постоянного коэффициента повторного использования, большего единицы, автоматически подразумевается, что любой мобильной станции, находящейся в данной соте, предоставляется только лишь часть доступной полосы пропускания системы. Очевидно, что и с сетевой точки зрения, и c перспективы пользователя это невыгодно по многим причинам. Небольшая подборка таких причин приведена ниже.
Сокращение максимальной пиковой скорости производительности.
Подверженность мобильной станции внутриканальным помехам увеличивается по мере увеличения времени передачи. Следовательно, существует вероятность того, что базовые станции, находящиеся в соседних сотах, одновременно передадут пакеты разным пользователям, использующим те же самые увеличения ресурсов канала.
Увеличение длительности эмиссии помех базовой станции в соседних сотах.
Сокращение доступности ресурсов канала. При обслуживании многих мобильных станций задержка в базовой станции может стать существенной. Это будет происходить из-за фактического времени передачи, а также и из-за времени, требующегося для повторных передач.
Соединение на сокращенной пиковой скорости передачи данных и при ухудшенной доступности канала также является риском того, что являющееся медленным пользовательское восприятие радиоинтерфейса может увеличиться.
Один пример планирования распределения частот раскрыт в патенте США №6498934. Усовершенствованные оценки потерь в полосе пропускания используются здесь для выделения каналов различным базовым станциям. Оценки потерь в полосе пропускания получаются посредством инструктирования мобильных станций, соединенных с системой для измерения определенных сигналов соседней соты и блокировки мощности мобильных станций для разрешения синхронизированных измерений в соседних базовых станциях. Из этих измерений вычисляются статистические данные по оценкам потерь в полосе пропускания, которые, в свою очередь, используются для улучшения планирования распределения частот.
В опубликованной заявке 2003/0013451 A1 на патент США раскрыт способ, в котором динамически переопределен план повторного использования для сот системы связи. На основе ряда факторов, например уровни наблюдаемых помех, состояния загруженности, системные требования и т.д., может быть адаптирован план повторного использования для распределения ресурсов различным сотам. Публикация также раскрывает способы эффективного распределения ресурсов в пределах доступного набора ресурсов для каждой соты.
Проблема с адаптацией плана повторного использования, представленная в заявке 2003/0013451 A1 на патент США, заключается в том, что вся система связи должна быть вовлечена в адаптацию. Ресурсы, которые находятся под влиянием адаптации, не используются, а информация по конфигурации системы должна быть обновлена по всей системе перед использованием нового плана повторного использования. Эта проблема делает менее выгодным использование идеи адаптации, по меньшей мере, для адаптации к краткосрочным изменениям в системе связи.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основная проблема, связанная с распределением ресурсов предшествующего уровня техники, заключается в том, что ресурсы радиосвязи не могут быть эффективно использованы ввиду фактической интерференционной ситуации, которая испытывается мобильной станцией в определенном местоположении и в определенное время.
Основная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить устройства для распределения ресурсов и способы, улучшающие эффективность использования ресурсов радиосвязи. Дополнительная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы использовать локальное и существующее качество сигнала для улучшения эффективности использования ресурсов радиосвязи. Другая дополнительная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить адаптацию распределения на очень коротких интервалах времени.
Вышеупомянутые цели достигаются посредством способов и мер, соответствующих включенным в формулу изобретения. В целом, ресурсы радиосвязи распределяются для установления связи между мобильной станцией и базовой станцией. Доступный набор ресурсов радиосвязи может содержать ресурсы радиосвязи, первоначально выделенные соседней соте, если мобильная станция воспринимает мгновенный низкий уровень внутриканальных помех от таких соседних сот. Присутствие внутриканальных помех предпочтительно логически выводится из измерений качества сигнала пилот-сигналов. Распределение может касаться связи по восходящей и/или нисходящей линиям связи. Устройства для выполнения измерений размещены в мобильной станции, в то время как устройства для выполнения определения, выбора и фактического распределения могут быть размещены в других частях системы связи, например в мобильной станции, в базовой станции или в основном сетевом узле, или в качестве распределенного средства.
Преимущество настоящего изобретение заключается в том, что общее использование ресурсов радиосвязи может быть увеличено. Кроме того, могут быть эффективно обработаны колебания запросов ресурсов на краткосрочной шкале времени (временном масштабе).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Изобретение совместно с его дополнительными целями и преимуществами может быть понято наилучшим образом из нижеследующего описания, взятого совместно с сопроводительными чертежами, на которых изображено следующее:
фиг.1 - схематическая иллюстрация сотовой системы связи;
фиг.2A - схематическая иллюстрация повторного использования ресурсов радиосвязи в сотовой системе связи;
фиг.2B - диаграмма, иллюстрирующая деление пространства ресурсов радиосвязи на подмножества;
фиг.3 - схематическая иллюстрация варианта осуществления сотовой системы связи, управляемой согласно настоящему изобретению;
фиг.4A - блок-схема вариантов осуществления базовой станции и мобильной станции согласно настоящему изобретению;
фиг.4B - блок-схема других вариантов осуществления базовой станции и мобильной станции согласно настоящему изобретению;
фиг.4C - блок-схема вариантов осуществления базовой сети, базовой станции и мобильной станции согласно настоящему изобретению;
фиг.4D - блок-схема других вариантов осуществления базовой сети, базовой станции и мобильной станции согласно настоящему изобретению;
фиг.5 - иллюстрация, визуализирующая изменение обычного принципа повторного использования в результате настоящего изобретения;
фиг.6 - блок-схема основных этапов варианта осуществления способа согласно настоящему изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной причиной для рассмотрения повторного использования, большего единицы, является то, что оно обеспечивает средство для управления влиянием внутриканальных помех (ССI). Так как мобильные станции, находящиеся в границах сот, теоретически наиболее вероятно подвергнуты воздействию внутриканальных помех (CCI), идея использования коэффициента повторного использования, большего единицы, должна, таким образом, по меньшей мере, до некоторой степени гарантировать пропускную способность во всех местоположениях всех сот. Это, несомненно, крайне желательно с точки зрения сети, так как большинство мобильных станций может быть обслужено. Однако данный подход является консервативным. В некоторых местоположениях соты, например в области, близкой к базовой станции, а также потенциально и в других подобластях, интерференционная ситуация может сложиться таковой, что большая часть спектра может быть использована без вызова сильных внутриканальных помех в других соседних сотах. Таким образом, если в таких областях находятся только мобильные станции, то может быть использован меньший коэффициент повторного использования. Это наблюдение формирует основополагающий принцип, по которому используется описанное в существующем раскрытии изобретение. Фактическая интерференционная ситуация в части соты, где находится мобильная станция, может разрешить проводимому трафику использование большей части полосы пропускания системы, чем исходно предоставленной посредством первоначально примененной схемы повторного использования.
Для иллюстрации этой основополагающей идеи сначала обсуждается общая сеть мобильной системы связи. На Фиг.1 мобильная система (1) связи содержит базовую сеть 10. Базовая сеть 10 в свою очередь соединена 12 с внешними сетями. Множество базовых станций 20:1-20:5 соединено с базовой сетью 10. Каждая базовая станция 20:1-20:5 отвечает за покрытие определенной соответствующей географической области или соты 30:1-30:5. В настоящем раскрытии соты 30:1-30:5 для удобства иллюстрации представлены посредством шестиугольников. Мобильная станция, находящаяся в пределах определенной соты, будет типично соединяться с системой связи через линию радиосвязи с соответствующей базовой станцией 20:1-20:5.
Мобильная станция, находящаяся во внешней части соты, подвержена влиянию сигналов от соседних сот, имеющих относительно высокую мощность. Для борьбы с помехами между различными сотами обычно в каждой соте используется всего лишь часть полностью доступных ресурсов радиосвязи. В типично используемом способе доступные ресурсы разделены на множество групп, и каждая сота имеет возможность использования ресурсов радиосвязи в пределах одной такой группы. Это является основополагающей идеей повторного использования ресурсов. Один типичный пример иллюстрирован на Фиг.2A. Здесь ресурсы радиосвязи разделены на три части: R1, R2, R3, и каждой соте разрешено использовать один из этих наборов ресурсов радиосвязи. В иллюстрированном примере так называемый коэффициент повторного использования равен трем. Можно немедленно обратить внимание на то, что те же самые ресурсы радиосвязи не используются в соседних сотах, но используются в более удаленных сотах.
Фиг.2B иллюстрирует пространство ресурсов радиосвязи. На этой иллюстрации пространство ресурсов радиосвязи характеризуется величинами времени, частоты и кода. В зависимости от фактически используемых методик радиосвязи полностью доступное пространство ресурсов радиосвязи разделяется на меньшие зоны, которые распределяются для связи по нисходящей линии связи или восходящей линии связи между базовой станцией и мобильной станцией. В случае применения плана повторного использования, полностью доступное пространство ресурсов радиосвязи разделяется на множество частей. На Фиг.2B полностью доступное пространство ресурсов радиосвязи разделено на три части: R1, R2 и R3, которые, например, могут быть использованы как иллюстрировано на Фиг.2A. Изображенное на Фиг.2B деление выполнено в частотном измерении, то есть ресурсы радиосвязи, выделенные каждой соте, определяются посредством множества частот. Однако определение части пространства ресурсов может быть сделано любым способом, во временном измерении, кодовом измерении или в любой их комбинации. Пространство ресурсов также может быть расширено на большее количество измерений, например на пространственную область.
Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления мобильной системы связи согласно настоящему изобретению. Множество базовых станций 20:1-3, из которых только три имеют ссылочные номера, взаимодействуют с соответствующей сотой 30:1-3. Набор ресурсов R4 радиосвязи первоначально выделяется базовой станции 20:1, набор ресурсов R5 радиосвязи первоначально выделяется базовой станции 20:2, а набор ресурсов R6 радиосвязи первоначально выделяется базовой станции 20:3. R4, R5 и R6 обычно являются отличными друг от друга в пределах вероятного интерференционного расстояния, то есть не содержат общих ресурсов, так как они, вероятно, вызовут внутриканальные помехи. Несмотря на это удаленные друг от друга наборы ресурсов радиосвязи могут содержать общие ресурсы, то есть наборы, типично не отличающиеся при рассмотрении в большем масштабе. Обычно наборы ресурсов радиосвязи выделяются согласно плану повторного использования, но также могут быть выделены другими способами.
Три мобильных станции 40:1-3 иллюстрированы находящимися в пределах покрытия сот 30:1 и 30:2. Мобильная станция 40:1 находится близко к ее собственной базовой станции 20:1 и соединяется с базовой станцией 20:1 посредством ресурсов 50 радиосвязи. Мобильная станция 40:2 находится в пределах соты 30:1, но относительно близко к границе соты 30:2 и соединяется с базовой станцией 20:1 посредством ресурсов 51 радиосвязи. Мобильная станция 40:3 находится в пределах соты 30:2, но относительно близко к соте 30:3, и соединяется с базовой станцией 20:2 посредством ресурсов 52 радиосвязи.
Мобильная станция 40:1 подвержена, в целом, влиянию множества радиосигналов 60 от различных базовых станций, находящихся в пределах системы связи. Самыми сильными сигналами, вероятно, являются сигналы от собственной базовой станции 20:1, но обычно также возможно обнаружить сигналы от других ближайших базовых станций. Касательно мобильной станции 40:1, находящейся близко к ее собственной базовой станции 20:1, сигналы от собственной базовой станции 20:1, вероятно, намного сильнее, чем вторичные сильнейшие сигналы, в этом примере, вероятно, сигналы от базовой станции 20:3. Однако для мобильной станции 40:2 уровни сигнала от базовых станций 20:1 и 20:2, вероятно, не будут сильно отличаться. Специалистам в данной области техники понятно, что мобильная станция 40:2 обычно более подвержена влиянию внутриканальных помех по сравнению с мобильной станцией 40:1. Поэтому обычно выполняется выделение (распределение) ресурсов радиосвязи, рассматривая наихудший случай, например мобильную станцию 40:2. Однако для мобильной станции 40:1 может представлять интерес максимальное использование ресурсов радиосвязи.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, базовой станции разрешено также распределять ресурсы радиосвязи, которые первоначально не были выделены базовой станции для использования во всей соте. В определенных случаях, то есть для определенных мобильных станций, находящихся в определенных местоположениях или имеющих определенные интерференционные ситуации, могут также быть использованы ресурсы радиосвязи, выделенные соседним сотам. Другими словами, с переменным (изменяемым) распределением ресурсов, согласно настоящему изобретению, мобильные станции могут в некоторых ситуациях «заимствовать» спектр у других сот. Условием для этого является то, что ситуация внутриканальных помех позволяет это. Это допустимо и в ситуации передачи по восходящей линии связи и нисходящей линии связи.
Для сценария передачи по восходящей линии связи и в отношении Фиг.3, мобильным станциям, в целом, разрешено использовать ресурсы R4-R6 радиосвязи, выделенные определенной соте. Мобильная станция 40:1 и 40:2 может, например, соединяться с базовой станцией 20:1, используя ресурсы радиосвязи в пределах R4, в то время как мобильная станция 40:3 соединяется с базовой станцией 20:2, используя ресурсы радиосвязи от R5.
Однако мобильная станция 40:1, которая находится близко к базовой станции 20:1 и далеко от, например, базовой станции 20:2 (в смысле радиосвязи), может также осуществлять передачу, используя ресурсы радиосвязи от R5. Причиной для этого является то, что внутриканальные помехи, созданные в базовой станции 20:2, являются незначительными из-за большой дистанции (удаления) и факта того, что мобильная станция 40:1, вероятно, посылает на малой мощности. С другой стороны, мобильная станция 40:2 не может использовать ресурсы радиосвязи от R5, поскольку это может привести к существенным помехам в базовой станции 20:2 и разрушить возможность передачи к базовой станции 20:2 для терминалов, находящихся в соответствующей соте 30:2.
Для сценария передачи по нисходящей линии связи ситуация является подобной. Для гарантии хорошей производительности для мобильной станции 40:2 передача по нисходящей линии связи с базовой станции 20:1 на мобильную станцию 40:2 использует только ресурсы R4. Однако для мобильной станции 40:1 ситуация несколько отличается, поскольку она (мобильная станция 40:1) находится дальше от других базовых станций по сравнению с базовой станцией 20:1. Следовательно, передача на мобильную станцию 40:1 с базовой станции 20:1 также может использовать ресурсы от R5 и R6 (при условии, если мобильная станция 40:1 сообщает о достаточно низком уровне помех относительно частот, кроме пределов R4).
Для того чтобы базовая станция приняла решение о том, может ли быть рассмотрено максимальное использование первоначально выделенных ресурсов радиосвязи при обслуживании определенной мобильной станции, базовой станции должна быть известна интерференционная ситуация в местоположении мобильной станции при фактической передаче пакета. В общем случае мобильная станция измеряет показатели качества сигналов, передающихся от множества базовых станций. Из этих показателей качества делается определение в отношении того, какие базовые станции из множества базовых станций не подвержены риску вызова существенных внутриканальных помех. Другими словами, базовые станции, находящиеся внутри и снаружи, соответственно определяют расстояние внутриканальных помех или область, соответствующую первой мобильной станции. Ресурсы радиосвязи, используемые только базовыми станциями, не создающими помех, могут быть кандидатами для распределения передачи информации (связи) к и/или от рассматриваемой мобильной станции.
Здесь важно обратить внимание на то, что выбирается набор или разрешенных, или доступных ресурсов радиосвязи и является уникальным для каждого мобильного терминала и для каждой ситуации. Распределение (выделение) ресурсов радиосвязи для общего использования посредством различных базовых станций не изменено. Вместо этого правила разрешения использования ресурсов помимо первоначально выделенных ресурсов изменены и учитываются для использования ресурсов, первоначально выделенных соседним сотам в определенных интерференционных ситуациях. Таким образом, потребность для общей адаптации полного деления пространства ресурсов по всей области покрытия (обслуживания) системы связи отсутствует. Использование или «заимствование» спектра осуществляется на временной основе, связанной с определенной мобильной станцией в определенной ситуации. Временная шкала (временной масштаб) адаптации может быть очень быстрой и даже может изменяться между одним пакетным сигналом и следующим. Кроме того, никакие уведомления не должны быть распространены по остальной части системы связи.
В большинстве систем связи передачи пакетных данных обычно по своей природе являются пульсирующими. Это формулирует потенциальную проблему, так как мобильная станция может быть не в состоянии установить точную оценку интерференционной ситуации на основе фактических помех, замеченных в определенный момент времени или период в сигналах данных, который является допустимым во время фактической передачи базовой станции. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, типично в системе, основанной на мультиплексировании с ортогональным частотным разделением сигналов (OFDM), отдельные мобильные станции измеряют обнаруженные мощности пилот-сигнала. Контрольные сигналы или, более обобщающее, пилот-сигналы передаются на разных поднесущих или группах поднесущей от разных сот с разными идентификационными номерами кластера повторного использования. Измеренные мощности пилот-сигнала для разных групп кластера повторного использования предпочтительно сообщают до посылки пакета от базовой станции к мобильной станции. Таким образом, распределение спектра разрешается на основании принятых мощностей пилот-сигнала, а не фактического трафика данных. Этот подход выгоден, так как в отличие от трафика пакетных данных передача информации о пилот-сигнале от разных сот непрерывна по времени.
Если мощность пилот-несущих (сигналов), переданных во всех сотах, определяет соты, то есть никакая другая несущая в данной соте не передана с более высокой мощностью, чем пилот-несущие, то сообщение об измерении мощности пилот-сигнала от мобильной станции предоставит ее служащей базовой станции две важных части информации. Оценки наихудшего случая уровней помех могут ожидаться в соседних пространствах ресурсов радиосвязи, то есть во всех других ресурсах, отличных от первоначально выделенных, посредством плана повторного использования. Следует отметить, что фактическая интерференционная ситуация наиболее вероятно является лучшей. Кроме того, это также обеспечивает средство оценки абсолютных потерь в полосе пропускания от базовой станции до мобильной станции посредством сравнения сообщения о принятой мощности сигнала в выделенной полосе частот с известной переданной мощностью. Так как передача пилот-сигналов во всех сотах является непрерывной, полученные оценки помех будут консервативны. Однако те причины, делающие их консервативными, также будут квазипостоянны, таким образом, делая их допустимыми во время передачи пакетов, если измерение будет запрошено посредством базовой станции, достаточно близкой по времени к фактическому времени передачи.
Таким образом, учитывая сообщение об измерении от мобильной станции, базовая станция на основании оцененных (предполагаемых) потерь в полосе пропускания и некоторого предопределенного отношения сигнал-помеха (SIR) может вычислить, какие мощности передачи необходимы в каждом поддиапазоне для передачи данных мобильной станции с некоторым предопределенным качеством обслуживания. Если эти вычисленные уровни мощности могут быть приняты, то есть они меньше некоторых максимальных значений, в конечном счете, определенных посредством некоторого алгоритма управления сетью связи, или установлены в некоторые фиксированные уровни, пропорциональные максимально разрешенной мощности в первоначально выделенных ресурсах, то базовая станция может решить, могут ли отдельные ресурсы быть использованы для передачи данных. Наконец, в зависимости от размера передающегося пакета и количества ресурсов, которые теоретически могут быть выделены для данной мобильной станции, базовая станция может сообщить мобильной станции, использующей, например, некоторый логический канал управления, о том, какие ресурсы рассматривать в следующей пакетной передаче.
Оценки помех, переданные от мобильных станций в сеть, также могут быть использованы для определения ресурсов радиосвязи, разрешенных определенной мобильной станции, восходящей линии связи. Если мобильная станция сообщает о низком уровне мощности относительно частот нисходящей линии связи, кроме ее собственного, например, в отношении Фиг.3, то мобильная станция 40:1 сообщает о низком уровне помех относительно ресурсов R5 нисходящей линии связи, вероятно, что мобильная станция находится близко к ее собственной базовой станции, и сеть может принять решение о разрешении мобильной станции сообщаться с множеством ресурсов по восходящей линии связи, то есть заимствовать ресурсы у соседних сот. Мобильная станция также может автономно выбрать полосу пропускания для использования в передаче по восходящей линии связи на основании измерений нисходящей линии связи, хотя предпочтительно вовлечь сеть в процесс принятия решения. Индикаторы передачи информации, переданные с базовых станций на терминалы, могут также быть использованы для выбора кратковременного использования ресурсов радиосвязи восходящей линии связи. Если все соседние базовые станции сообщают о низкой интенсивности трафика в их ресурсах, то терминалы, находящиеся в соседних сотах, могут заимствовать эти ресурсы для передачи по восходящей линии связи.
Несмотря на то, что настоящее раскрытие в основном вовлекает контекст для повторного использования частоты и системы OFDM, использование изобретения не ограничивается этим случаем. Возможны другие технологии передачи, например CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов) и повторное использование в других отличных от частоты измерениях.
Фиг.4A иллюстрирует вариант осуществления системы связи, согласно настоящему изобретению, содержащей мобильную станцию 40 и базовую станцию 20, работающие совместно, согласно идеям настоящего изобретения. А также базовая станция 20 соединена с базовой сетью 10 и ее узлами 70. Мобильная станция 40 принимает множество сигналов 60 от окружающих ее базовых станций. Как упомянуто выше, сигналы 60 предпочтительно являются пилот-сигналами, но также могут быть использованы и другие сигналы, например, содержащие пользовательские данные. Мобильная станция 40 содержит средство 41 измерения показателей качества сигналов 54, 60. Этот показатель качества может быть основан на мощностях сигнала, приводя, например, к показателю потерь в полосе пропускания, показателю расширения канала или другим видам интерференционных показателей. Результаты измерения компилируются и передаются 53 базовой станции 20 в сообщении об измерении.
Базовая станция 20 принимает сообщение об измерении. В этом варианте осуществления базовая станция 20 содержит средство 22 оценки для оценки показателей качества, связанных с разными базовыми станциями. Более точно, средство 22 оценки определяет, какая из базовых станций формулирует потенциальные проблемы, связанные с внутриканальными помехами. Другими словами, это определяется, если различные базовые станции находятся внутри или вне расстояния внутриканальных помех относительно мобильной станции 40. Расстояние внутриканальных помех определяется, например, посредством порогового отношения C/I. В настоящем варианте осуществления базовая станция 20 также содержит средство 23 выбора для получения набора ресурсов радиосвязи, которые можно было бы разрешить использовать мобильной станции 40. Этот доступный набор ресурсов, несомненно, содержит ресурсы радиосвязи, первоначально выделенные базовой станции 20. Кроме того, если существуют другие ресурсы радиосвязи, которые были первоначально выделены только базовым станциям, находящимся вне расстояния внутриканальных помех, то эти ресурсы радиосвязи включаются в доступный набор ресурсов для определенной мобильной станции 40. Риск внутриканальных помех является минимальным, даже если используются ресурсы, не являющиеся первоначально выделенными собственной базовой станции 20.
Базовая станция 20 также содержит средство 24 распределения, которое отвечает за фактическое распределение ресурсов радиосвязи для связи между мобильной станцией 40 и базовой станцией 20. В этом варианте осуществления, ресурсы радиосвязи, выбранные из доступного набора ресурсов радиосвязи, распределяются для передачи 54 информации по нисходящей линии связи. Распределение выполняется для того, чтобы предоставить мобильной станции 40 соответствующее качество обслуживания в конкуренции с другими мобильными станциями, связанными с этой же базовой станцией 40. После чего каждая из связанных мобильных станций может иметь их собственный доступный набор ресурсов. Посредством использования разрешенных ресурсов, которые не были первоначально выделены базовой станции 20 мобильными станциями, имеющими благоприятную интерференционную ситуацию, ресурсы, первоначально выделенные базовой станции 20, могут быть сохранены для любых мобильных станций, более подверженных влиянию внутриканальных помех. Таким образом, может быть достигнута максимальная степень использования всех ресурсов радиосвязи.
Фиг.4B иллюстрирует другой вариант осуществления системы связи согласно настоящему изобретению. Аналогичные изображенным на Фиг.4А части обозначены аналогичными ссылочными номерами и, в целом, не обсуждаются в дальнейшем. В настоящем варианте осуществления мобильная станция 40 содержит средство 41 измерения. Однако в этом варианте осуществления мобильная станция 40 также содержит средство 42 оценки, которое посредством его функциональных возможностей имеет сходство с соответствующим средством базовой станции, рассмотренной в предыдущем варианте осуществления. Базовая станция 20 может предоставить мобильной станции 40 информацию об относительных мощностях излучения между сигналами передачи данными и пилот-сигналами. Такая информация может быть предоставлена не только для собственной базовой станции, а также и для базовых станций, которые, как полагают, находятся в пределах слушания дистанции (радиосвязи). Сообщение 55 отсылается с мобильной станции 40 базовой станции 20, теперь сообщение 55 содержит информацию о тех соседних базовых станциях, которые подвержены влиянию помех. Эта информация используется в средстве 23 выбора для получения доступного набора ресурсов радиосвязи для мобильной станции 40.
Если мобильной станции 40 также предоставляют информацию о первоначальном выделении ресурсов радиосвязи, то функциональные возможности, выполняемые средством 23 выбора, также могут быть выполнены мобильной станцией 40, и, в таком случае, мобильная станция 40 может даже предложить ресурсы радиосвязи для использования в последующей передаче информации.
Другие функциональные возможности способа, согласно настоящему изобретению, могут быть выполнены в других частях системы связи. Это означает, что устройство для выполнения процедуры, согласно настоящему изобретению, типично является средством распределения. Измерение сигналов базовой станции должно быть выполнено в мобильной станции. Однако оставшиеся этапы могут быть выполнены на той стадии, где они являются соответствующими для каждого выполнения.
Фиг.4C иллюстрирует другой вариант осуществления системы связи, согласно настоящему изобретению. В этом варианте осуществления измерения выполняются в мобильной станции 40, а сообщение 53 об измерении предоставляется базовой станции 20. Однако в этом варианте осуществления базовая станция 20 пересылает информацию узлу 70 базовой сети 10. В таком случае узел 70 содержит средство 72 оценки и средство 73 выбора аналогично предыдущим вариантам осуществления. Затем доступный набор ресурсов радиосвязи передается назад базовой станции 20 в качестве основания для заключительного распределения трафика передачи информации по нисходящей линии связи.
Фиг.4D в основном идентична Фиг.4C, но доступный набор ресурсов радиосвязи теперь содержит ресурсы, предназначенные для передачи 56 информации по восходящей линии связи. Мобильная станция 40 измеряет сигналы от соседних базовых станций, как и прежде, и отсылает сообщение об измерении базовым станциям 20, которые пересылают информацию узлу 70 базовой сети 10. Основополагающая идея распределения трафика передачи информации по восходящей линии связи заключается в том, что мобильная станция, которая не подвержена влиянию помех от других базовых станций, с меньшей вероятностью вызовет помехи с теми же самыми базовыми станциями. Например, узел 70 может выполнить фактическую оценку C/I и использовать показатели C/I по определенному порогу в качестве индикации предполагаемых внутриканальных помех. Предпочтительно узел 70 может также использовать дополнительные географические сведения о системе связи для усовершенствования оценки интерференционной ситуации. Другая дополнительная информация может быть индикаторами передачи информации от соседних сот.
При выборе доступного набора ресурсов радиосвязи узел 70 также может установить максимальную мощность излучения, которая разрешена для использования для каждого ресурса. В таком случае такие ограничения мощности могут быть приняты во внимание при распределении ресурсов для передачи 56 информации по восходящей линии связи.
Специалистам в данной области техники понятно, что распределение ресурсов восходящей и нисходящей линий связи предпочтительно может быть объединено.
В обычной сотовой системе связи часто используется понятие «повторное использование». Затем повторное использование определяется с базисом соты, то есть каждой соте выделяется определенная часть ресурсов радиосвязи. Однако настоящее изобретение разделяет обычное понятие повторного использования, поскольку каждая отдельная мобильная станция может иметь ее собственный набор допустимых ресурсов радиосвязи. Фиг.5 пробно иллюстрирует это состояние. Фигура иллюстрирует множество сот 30 в качестве шестиугольников. Во внешней части 31, в понятии радиосвязи, каждой соты 30 может быть использована определенная часть ресурсов радиосвязи. Так как степень риска возникновения помех от соседних сот является высокой, обычно используется коэффициент «повторного использования», больший единицы. Во внутренней части 33, в понятии радиосвязи, каждой соты 30 степень риска возникновения помех намного ниже, и в основном могут быть использованы все ресурсы радиосвязи. Это соответствует коэффициенту повторного использования, равному 1. В промежуточной части 32, в понятии радиосвязи, каждой соты 30 степень риска возникновения помех с определенными базовыми станциями является высокой, в то время как она по-прежнему является низкой для других базовых станций. Это означает, что некоторые дополнительные ресурсы доступны по сравнению с внешней частью 31. Однако по сравнению с внутренней частью 33 в разрешенных ресурсах радиосвязи существует ограничение. Специалистам в данной области техники понятно, что между указанными различными этапами, несомненно, существует плавный переход, и местоположения могут изменяться от одной соты до другой или от одной мобильной станции к другой.
Фиг.6 иллюстрирует блок-схему основных этапов варианта осуществления способа, согласно настоящему изобретению. Этот вариант осуществления соответствует в основном системе, иллюстрированной на Фиг.4A. Процедура начинается на этапе 200. На этапе 202 в мобильной станции измеряются показатели качества сигналов от всех базовых станций, находящихся в пределах прослушивания расстояния. На этапе 204 результаты измерения сообщаются базовой станции. На этапе 206 определяется, какие базовые станции находятся в пределах или вне интерференционного расстояния радиосвязи с мобильной станцией. На этапе 208, на основании результата этапа 206, выбирается доступный набор ресурсов. Этот выбор содержит ресурсы, первоначально выделенные собственным базовым станциям, а также ресурсы, выделенные только базовым станциям, не вызывающим помех. На этапе 210 ресурсы из доступного набора ресурсов распределяются для связи между мобильной станцией и базовыми станциями. Затем, на этапе 212, данные отсылают, используя распределенные ресурсы. Процедура заканчивается на этапе 214.
Вышеописанные варианты осуществления приведены только в качестве иллюстративных примеров настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть сделаны различные модификации, комбинации и изменения в вариантах осуществления, не отступая от объема настоящего изобретения. В частности, различные части решения в различных вариантах осуществления могут быть объединены в других конфигурациях, где это технически возможно. Однако объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения.
1. Способ динамического распределения ресурсов радиосвязи системы (1) радиосвязи, содержащей множество базовых станций (20; 20:1-5), причем каждая базовая станция (20; 20:1-5) содержит соответствующий набор первоначально выделенных ресурсов (R1-R6) радиосвязи, содержащий этапы, на которых:
измеряют, в первой мобильной станции (40; 40:1), соединенной с первой базовой станцией (20; 20:1), показатели качества сигналов (60), передающихся от множества базовых станций (20; 20:1-5);
определяют, какие базовые станции из множества базовых станций (20; 20:1-5) имеют состояния радиосвязи по отношению к первой мобильной станции (40; 40:1), которые создают низкий уровень внутриканальных помех, на основании измеренных показателей качества;
выбирают подмножество доступных ресурсов радиосвязи для связи (50; 54; 56) в первом направлении между первой базовой станцией (20; 20:1) и первой мобильной станцией (40; 40:1), причем упомянутое подмножество содержит ресурсы радиосвязи, являющиеся первоначально выделенными упомянутым базовым станциям, и которые, согласно этапу определения, создают низкий уровень внутриканальных помех, а также набор первоначально выделенных ресурсов (R4) радиосвязи первой базовой станции (20; 20; 1); и
распределяют ресурсы радиосвязи из подмножества доступных ресурсов радиосвязи для связи (50; 54; 56) в первом направлении между первой базовой станцией (20; 20:1) и первой мобильной станцией (40; 40:1).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигналы (60), для которых выполняются измерения, содержат пилот-сигналы.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигналы, для которых выполняются измерения, содержат сигналы пользовательских данных.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что показатели качества содержат потери в полосе пропускания.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что показатели качества содержат показатели уровня помех.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что первое направление является направлением (54) нисходящей линии связи.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что первое направление является направлением (56) восходящей линии связи.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что наборы первоначально выделенных ресурсов (R1-R6) радиосвязи определяют посредством плана повторного использования ресурсов радиосвязи.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап определения выполняют в первой мобильной станции (40; 40:1).
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит этап, на котором:
передают данные, представляющие показатели качества, с первой мобильной станции (40; 40:1) на первую базовую станцию (20; 20:1);
посредством чего этап определения выполняют в узле (20; 20:1-5; 70) системы связи.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что узел системы связи является узлом (70) базовой сети (10) связи системы (1) связи.
12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что этап распределения выполняют на уровне пакетов.
13. Устройство динамического распределения ресурсов радиосвязи в системе (1) радиосвязи, содержащей множество базовых станций (20; 20:1-5), причем каждая базовая станция (20; 20:1-5) содержит соответствующий набор первоначально выделенных ресурсов (R1-R6) радиосвязи, содержащее:
средство приема от первой мобильной станции (40; 40:1), соединенной с первой базовой станцией (20; 20:1), данных, представляющих показатели качества сигналов (60), передающихся от множества базовых станций (20; 20:1-5) первой мобильной станции (40; 40:1);
средство определения (22; 42; 72) того, какие базовые станции, из множества базовых станций, имеют состояния радиосвязи по отношению к первой мобильной станции (40; 40:1), которые создают низкий уровень внутриканальных помех, на основании измеренных показателей качества;
средство выбора (23; 73) подмножества доступных ресурсов радиосвязи для связи (50; 54; 56) в первом направлении между первой базовой станцией (20; 20:1) и первой мобильной станцией (40; 40:1), причем подмножество содержит ресурсы радиосвязи, являющиеся первоначально выделенными упомянутым базовым станциям, которые определены посредством средства определения (22; 42; 72), как создающие низкий уровень внутриканальных помех, а также набор выделенных ресурсов (R4) радиосвязи первой базовой станции (20; 20; 1); и
средство распределения ресурсов радиосвязи из подмножества доступных ресурсов радиосвязи для связи (50; 54; 56) в первом направлении между первой базовой станцией (20; 20:1) и первой мобильной станцией (40; 40:1).
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть устройства содержится в мобильной станции (40; 40:1-3).
15. Устройство по п.13, отличающееся тем, что, по меньшей мере, часть устройства содержится в узле (20; 20:1-5; 70) системы (1) связи.
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что узел является базовой станцией (20; 20:1-5).
17. Устройство по п.13, отличающееся тем, что устройство распределено на более чем одном узле (20; 20:1-5; 70) системы (1) связи.
18. Система (1) связи, содержащая, по меньшей мере, одно устройство по любому из пп.13-17.
