ВЫРАВНИВАНИЕ ВЗАИМНЫХ ПОМЕХ В СИСТЕМЕ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2008 года по МПК H04Q7/36 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу выравнивания распространения взаимных помех между радиоячейками в системе беспроводной связи. Упомянутая система содержит множество радиоячеек, в которых для связи используется множество блоков поднесущих, причем каждый блок поднесущих содержит множество поднесущих. Кроме того, некоторое число соседних радиоячеек составляет кластер ячеек. Настоящее изобретение также относится к соответствующему способу, применяемому в системе, в которой радиоячейки разделены на сектора. Далее, настоящее изобретение относится к базовым станциям, выполняющим указанный выше способ, а также к системе связи, содержащей упомянутые базовые станции.

Уровень техники

В современных сотовых системах мобильной связи на основе пакетной передачи данных широко применяются алгоритмы динамического выделения каналов (DCA), так как они являются эффективным средством увеличения пропускной способности системы (по радиоинтерфейсу). В алгоритмах DCA используются кратковременные флуктуации (быстрое замирание) качества каналов для линий связи между базовыми станциями (BS) и мобильными станциями (MS). В подобной системе так называемый "планировщик" (обычно являющийся частью базовой станции) пытается выделять системные ресурсы предпочтительно мобильным станциям, находящимся в благоприятных условиях с точки зрения качества канала.

Во временной области DCA работает на покадровой основе, причем длительность кадра в типичном случае находится в (суб)миллисекундном диапазоне. Более того, в зависимости от схемы коллективного доступа ресурсы радиоинтерфейса разделяются, например, в кодовой и/или частотной области.

Приведенное ниже описание относится к нисходящей линии связи (базовая станция осуществляет передачу к мобильной станции), однако, без потери общности, алгоритмы DCA могут также применяться для восходящей линии связи (мобильная станция осуществляет передачу к базовой станции). В любом случае планировщику, реализующему алгоритм DCA, необходимо иметь подробную информацию по каналам для линий связи "базовая станция - мобильная станция", которая собирается при помощи оценки качества каналов. Если планировщик находится в сети, и измерение выполняется в мобильной станции, то информация о каналах передается от мобильной станции в базовую станцию. Необходимо, чтобы качество каналов измерялось мгновенно для отражения мгновенной мощности принятого сигнала и мгновенной взаимной помехи.

В системах множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) алгоритм DCA выполняется в частотно-временной области, так как каналы физического уровня заданы в частотной области. В типичном случае качество каналов значительно изменяется в частотной области (частотно-избирательное замирание). Поэтому в зависимости от характеристик каналов по всем доступным частотам и всем активным мобильным станциям планировщик может выделять каналы динамически при каждом случае планирования для конкретных линий связи "базовая станция - мобильная станция".

В системе OFDMA (множественный доступ с ортогональным частотным разделением) частотный ресурс разделен на узкополосные поднесущие, которые в типичном случае подвержены амплитудному замиранию. Здесь, в общем случае, планировщик динамически выделяет блоки поднесущих (содержащие М соседних или отдельных поднесущих) конкретной мобильной станции, чтобы использовать благоприятные характеристики канала при данном соединении. Пример такой системы известен из публикации: Rohling et al., "Performance of an OFDM-TDMA mobile communication system". IEEE Proceedings on the Conference on Vehicular Technology (VTC 1996), Atlanta, 1996.

В случае стандарта CDMA (Множественный доступ с кодовым разделением каналов) системные ресурсы заданы в кодовой области и, следовательно, планировщик динамически выделяет коды конкретным линиям связи "базовая станция - мобильная станция". В отличие от FDMA для конкретной линии связи качество канала одинаково для всех ресурсов/кодов (замирание не является избирательным по коду), и, следовательно, в кодовой области алгоритм DCA выполняется с учетом числа кодов, выделяемых конкретной мобильной станции, но не с учетом того, какие коды выделяются. Алгоритм DCA ограничивается планированием во временной области с использованием характеристик быстрого замирания. Подобной системой CDMA, использующей алгоритм DCA, является HSDPA (пакетный доступ к высокоскоростной нисходящей линии связи) в рамках стандарта 3GPP (Проект партнерства по развитию сетей третьего поколения).

Система MC-CDMA (CDMA с множеством несущих) может считаться комбинацией CDMA и (O)FDMA. Поэтому алгоритм DCA может выполняться как в частотной, так и в кодовой области.

В общем случае эффективность применения алгоритма DCA увеличивается с ростом числа активных мобильных станций в ячейке, так как это приводит к увеличению числа линий связи с хорошими характеристиками канала и, следовательно, к возрастанию вероятности того, что планирование осуществляется для канала с благоприятными характеристиками (разнесение по множеству пользователей).

В типичном случае алгоритм DCA объединяют с методами адаптации линий связи, например AMC (Адаптивная модуляция и кодирование) и гибридным ARQ (Автоматический запрос на повторение).

Кроме того, алгоритм DCA может быть объединен с алгоритмами управления мощностью, где мощностью, назначаемой конкретному каналу (в кодовой, частотной области), управляют, чтобы компенсировать изменения мощности канала и/или оказать поддержку работе AMC.

Системы без управления мощностью

Как описано в предыдущем разделе, для эффективной работы алгоритма DCA в случае системы без управления мощностью планировщику, находящемуся в базовой станции, необходима подробная информация о мгновенном качестве всех каналов по всем доступным блокам поднесущих и всем участвующим в планировании линиям связи "базовая станция - мобильная станция".

При рассмотрении сценария с множеством ячеек в системе стандарта OFDMA с алгоритмом DCA и коэффициентом повторного использования частот, равным 1, система в типичном случае имеет ограниченную взаимную помеху. То есть качество канала на блок поднесущих определяется, главным образом, отношением "сигнал/взаимная помеха" (SIR), где в качестве взаимной помехи преобладает межсотовая взаимная помеха (внутриканальная помеха), вызванная передачами по соответствующему каналу (на блоке поднесущих) в соседних ячейках (С обозначает совокупность соседних ячеек):

(1)

В случае системы OFDMA с алгоритмом DCA и частотно-избирательным замиранием мгновенное отношение SIR(t) для конкретной линии связи с мобильной станцией m меняется по блокам b поднесущих, так как сигнал и взаимная помеха подвержены замиранию:

(2)

Как упомянуто ранее, производительность системы, использующей алгоритм DCA и технологию AMC, в значительной степени зависит от точности оценки отношения SIR. Поэтому согласно уравнению (2) возникают следующие проблемы:

Все величины в уравнении (2) подвержены быстрому замиранию и будут изменяться между моментом измерения и моментом реальной передачи (после выполнения алгоритма DCA и выбора AMC). Эта задержка обуславливает неточность работы упомянутых DCA и AMC. Данная задержка еще более возрастает, если измерение выполняется в мобильной станции и должно сигнализироваться базовой станции посредством обратной связи.

Число источников помех в знаменателе зависит от реального использования (распределения) блока поднесущих в соседних ячейках. То есть в зависимости от реальной нагрузки в соседних ячейках некоторые блоки поднесущих могут не использоваться. В общем случае на момент измерения информация об использовании блока поднесущих в момент передачи в соседних ячейках отсутствует по следующим причинам.

Измерение качества каналов выполняется на основе устаревших данных о взаимных помехах, обусловленных выделением блоков поднесущих (при планировании) в соседних ячейках (измерение для n-го кадра осуществляется в (n-k)-м кадре, где распределение поднесущих с большой вероятностью отличается).

Далее, существует так называемая проблема распределения "курица и яйцо": в ячейке А распределение блоков поднесущих и метод AMC могут выполняться только после измерения/вычисления отношения SIR в ячейке А, при котором необходима информация о распределении блоков поднесущих в ячейке В (соседние ячейки). Однако, прежде чем в ячейке В может быть выполнено распределение блоков поднесущих, требуется выполнить в этой ячейке измерение/вычисление отношения SIR, при котором необходима информация о распределении блоков поднесущих в ячейке А.

Если появление проблемы "курица и яйцо" можно избежать или ее можно решить при помощи, например, итерационного процесса, то требуется сигнализация, например, о текущем состоянии распределения блоков поднесущих между базовыми станциями. Однако, так как кадры, участвующие в планировании, находятся в миллисекундном диапазоне, то сигнализация будет вводить существенную дополнительную задержку.

В дополнение к этому, при отсутствии какого-либо управления мощностью среднее отношение SIR (если пренебречь влиянием быстрого замирания) для линии связи "базовая станция - мобильная станция" сильно зависит от геометрии (например, расстояния до базовой станции), которой характеризуется мобильная станция, что приводит к следующему.

С увеличением расстояния между базовой и мобильной станциями отношение SIR для соответствующих линий связи уменьшается, так как средняя мощность принимаемого сигнала снижается, а средняя величина принимаемой взаимной помехи увеличивается. Это приводит к значительному уменьшению достижимой скорости передачи данных на один блок поднесущих для линий связи с мобильными станциями, характеризующимися плохой геометрией.

Эта разница в среднем отношении SIR может составлять порядка нескольких десятков дБ, что требует большого динамического диапазона при задании схемы AMC. Это приводит к увеличению объема сигнализации, так как требуемое количество комбинаций схем модуляции и кодовых скоростей возрастает при сохранении дискретности AMC на уровне как для меньших динамических диапазонов.

По сравнению с системами с управлением мощностью в системах без управления мощностью наиболее вероятным является выбор схем многоуровневой модуляции (например, 8-PSK (8-позиционная фазовая манипуляция), 16-QAM (16-позиционная квадратурная амплитудная модуляция), 64-QAM (64-позиционная квадратурная амплитудная модуляция) и т.д.) для линий связи с мобильными станциями, характеризующимися хорошей геометрией. Хотя при этом увеличивается имеющаяся пропускная способность для этих мобильных станций, это может снизить общую пропускную способность системы по сравнению с системой, в которой имеющаяся мощность распределяется таким образом, что используются только схемы модуляции, не являющиеся многоуровневыми (например, QPSK (фазовая манипуляция с четвертичными сигналами). Это обусловлено пониженной эффективностью использования мощности в многоуровневых схемах модуляции.

Кроме того, в отличие от систем с управлением мощностью для систем без управления мощностью наиболее вероятно, что мобильные станции, характеризующиеся плохой геометрией, не могут принимать данные с использованием единственной попытки передачи, и требуется несколько повторных передач. Следовательно, увеличивается среднее число передач (повторных передач ARQ), что, в свою очередь, приводит к увеличению задержки передачи и сигнализации обратной связи, а также к снижению эффективности использования полосы частот.

Передача данных к мобильным станциям, характеризующимся хорошей геометрией, происходит быстрее во временной области, так как в среднем могут быть выбраны схемы модуляции и кодирования более высокого уровня. Это приводит к более быстрому выделению блоков поднесущих. Это будет затруднять оценку отношения SIR по уравнению (2), так как схема выделения блоков поднесущих изменяется чаще.

Системы с управлением мощностью

Алгоритм DCA и технология AMC также могут быть объединены со схемами Управления мощностью (PC). Используя управление мощностью, система пытается компенсировать флуктуации мощности принятого сигнала, обусловленные потерями на трассе распространения сигналов, эффектами затенения (медленное замирание) и/или эффектами быстрого замирания. В общем случае схемы управления мощностью могут быть разделены на две категории: быстрое управление мощностью и медленное управление мощностью.

В отличие от систем без управления мощностью для систем с медленным управлением мощностью среднее отношение SIR не зависит от геометрии, которой характеризуются мобильные станции, при этом предполагается, что имеются только эффекты медленного замирания и неограниченная минимальная и максимальная мощности передачи. В результате достижимые скорости передачи данных на один блок поднесущих не зависят от положения мобильной станции. Однако схемы медленного управления мощностью работоспособны только в определенных пределах (в динамическом диапазоне команд управления), т.е. компенсация мощности может оказаться недостаточной или недостаточно быстрой для какой-либо линии связи.

Быстрое управление мощностью обычно осуществляется совместно с технологией AMC, чтобы адаптировать скорость передачи к кратковременным флуктуациям и оптимизировать общее использование мощности.

При медленном/быстром управлении мощностью проблема оценки/измерения/вычисления мгновенного отношения SIR, которая в общих чертах описана выше в предыдущих разделах, является более серьезной по сравнению с ситуацией, когда управление мощностью отсутствует. А именно: неизвестное число компонентов взаимных помех из суммы в знаменателе уравнения (2) не только подвержены быстрому замиранию, но и в значительной степени меняются по амплитуде из-за управления мощностью в соседних ячейках. То есть межсотовая взаимная помеха для заданного блока поднесущих из заданной соседней ячейки может меняться от кадра к кадру в диапазоне нескольких десятков дБ в зависимости от того, какой мобильной станции при планировании выделяется соответствующий блок поднесущих, так как мощность передачи может значительно изменяться, главным образом, в зависимости от положения мобильной станции. Это особенно сильно проявляется, если взаимные помехи создаются преобладающим образом несколькими источниками помех, так как при этом отсутствует эффект усреднения взаимных помех.

Сущность изобретения

Одной из задач настоящего изобретения является снижение больших колебаний среднего отношения "сигнал/взаимная помеха " (SIR), обусловленных геометрией мобильных станций, без возникновения проблемы дополнительных оценки, измерения и вычисления отношения SIP, обусловленной использованием управления мощностью. Таким образом, настоящее изобретение может быть особенно полезно в системах без управления мощностью.

Эта задача решается согласно сущности изобретения, изложенной в независимых пунктах формулы изобретения. Различные варианты реализации настоящего изобретения представлены зависимыми пунктами формулы изобретения.

Более конкретно, в настоящем изобретении предлагается способ выравнивания распространения взаимных помех между радиоячейками в системе беспроводной связи. Упомянутая система может содержать множество радиоячеек, в которых для связи используется множество блоков поднесущих. Каждый блок поднесущих может содержать множество поднесущих, и некоторое число соседних радиоячеек может составлять кластер ячеек. Кроме того, необходимо отметить, что термин "блок поднесущих" может также обозначать канал (физического уровня) в системе связи с мультиплексированием на основе частотного разделения (FDM), например, если число поднесущих в блоке поднесущих равно единице.

Согласно данному способу, блоки поднесущих могут быть сгруппированы во множество наборов блоков поднесущих (SBS) в каждой радиоячейке кластера ячеек. Далее, для каждой из радиоячеек кластера ячеек может быть определено множество уровней мощности передачи, и упомянутое множество уровней мощности передачи может быть назначено упомянутым наборам блоков поднесущих в радиоячейках кластера ячеек. Согласно данному варианту реализации настоящего изобретения, число уровней мощности передачи и число наборов блоков поднесущих не зависят друг от друга, т.е. необязательно, чтобы их количества совпадали.

Кроме того, каждая из радиоячеек кластера ячеек может содержать соответствующие наборы блоков поднесущих, включающие в себя одни и те же поднесущие.

Множество уровней мощности передачи может назначаться наборам блоков поднесущих радиоячеек кластера ячеек таким образом, что в одной радиоячейке существует отображение каждого из множества уровней мощности передачи на набор блоков поднесущих в этой радиоячейке, и существует отображение каждого из множества уровней мощности передачи на один из соответствующих наборов блоков поднесущих в радиоячейках кластера ячеек. Это правило распределения уровней мощности может оказаться особенно полезным, когда выбирается число доступных уровней мощности передачи, которое больше или равно числу наборов блоков поднесущих.

Кроме того, множество уровней мощности передачи может назначаться наборам блоков поднесущих радиоячеек кластера ячеек таким образом, что в одной радиоячейке существует отображение каждого из множества наборов блоков поднесущих этой радиоячейки на уровень мощности передачи и существует отображение каждого из соответствующих наборов блоков поднесущих в радиоячейках кластера ячеек на один из множества уровней мощности передачи. В отличие от правила распределения, приведенного выше в качестве примера, данное правило распределения уровней мощности может оказаться особенно полезным в ситуациях, когда число доступных наборов блоков поднесущих выбирается большим или равным числу уровней мощности передачи.

Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения отображение, используемое в двух приведенных выше правилах распределения, является уникальным отображением. Это означает, что, например, при отображении уровней мощности передачи на наборы блоков поднесущих каждый из уровней мощности передачи отображается на соответствующий один из наборов блоков поднесущих. Если наборы блоков поднесущих отображаются на уровни мощности передачи, то каждый набор блоков поднесущих отображается на соответствующий один из уровней мощности передачи.

Чтобы упростить распределение уровней мощности передачи и наборов блоков поднесущих, их число может определяться, исходя из числа радиоячеек, образующих кластер ячеек. Поэтому согласно следующему варианту реализации настоящего изобретения предлагается способ выравнивания распространения взаимных помех между радиоячейками в системе беспроводной связи, содержащей множество радиоячеек, в которых для связи используется множество блоков поднесущих, причем каждый блок поднесущих содержит множество поднесущих. Кроме того, N соседних радиоячеек могут составлять кластер ячеек, где N - целое число, которое больше или равно 2.

Согласно данному варианту реализации настоящего изобретения блоки поднесущих могут быть сгруппированы в N наборов блоков поднесущих в каждой радиоячейке кластера ячеек. Следовательно, в этом варианте реализации настоящего изобретения число наборов блоков поднесущих соответствует числу радиоячеек в кластере. Далее, для каждой из радиоячеек кластера ячеек может быть определено N уровней мощности передачи, и упомянутые N уровней мощности передачи могут быть назначены упомянутым N наборам блоков поднесущих радиоячеек кластера ячеек таким образом, что каждый из N уровней мощности передачи в радиоячейке назначен одному из N наборов блоков поднесущих этой радиоячейки и каждый из N уровней мощности передачи назначен одному набору блоков поднесущих из соответствующих наборов блоков поднесущих.

При таком выборе числа ячеек в кластере ячеек, числа наборов блоков поднесущих и числа уровней мощности передачи, как предлагается в данном варианте реализации настоящего изобретения, общие правила распределения, описанные выше, могут быть значительно упрощены.

Следующий вариант настоящего изобретения относится к системе, в которой число уровней мощности передачи и число наборов блоков поднесущих представляют собой целые числа, кратные числу радиоячеек в кластере ячеек. Этим вариантом реализации настоящего изобретения также предлагается способ выравнивания распространения взаимных помех между радиоячейками в системе беспроводной связи. Данная система также может содержать множество радиоячеек, в которых для связи используется множество блоков поднесущих, причем каждый блок поднесущих может содержать множество поднесущих. N соседних радиоячеек могут составлять кластер ячеек, где N может представлять собой целое число, которое больше или равно 2.

Согласно данному способу блоки поднесущих могут быть сгруппированы в x·N наборов блоков поднесущих в каждой радиоячейке кластера ячеек, причем каждая из радиоячеек кластера ячеек содержит соответствующие наборы блоков поднесущих, включающие в себя одни и те же поднесущие. Переменная х представляет собой целое число, которое больше или равно 1. Далее, для каждой из радиоячеек кластера ячеек может быть определено y·N уровней мощности передачи, причем y представляет собой целое число, которое больше или равно 1.

Затем y·N уровней мощности передачи могут назначаться x·N наборам блоков поднесущих радиоячеек кластера ячеек таким образом, что каждый из y·N уровней мощности передачи в радиоячейке назначается одному из x·N наборов блоков поднесущих этой радиоячейки, и в среднем y/x уровней мощности передачи назначаются одному набору блоков поднесущих из соответствующих наборов блоков поднесущих.

Отметим, что отношение y/x может также давать в результате нецелое число, в зависимости от выбора параметров х и y. Очевидно, что невозможно назначить половину уровня мощности передачи набору блоков поднесущих. Однако можно распределить целое число уровней мощности передачи по наборам блоков поднесущих таким образом, что каждому набору блоков поднесущих назначаются различные количества уровней мощности передачи. Следовательно, в среднем назначаются уровни мощности в отношении y/x.

Кроме того, необходимо отметить, что различные варианты способа выравнивания взаимных помех в системе беспроводной связи, которые в общих чертах описаны выше, не должны восприниматься как ограничивающие уровни мощности в различных ячейках кластера ячеек идентичными значениями. Отдельные уровни мощности в каждой радиоячейке кластера ячеек могут быть идентичны или могут отличаться друг от друга. Это является преимуществом, обеспечивающим адаптацию к соответствующим характеристикам каналов и/или размерам ячеек, для различных ячеек.

Во всех описанных выше вариантах реализации настоящего изобретения способ может дополнительно содержать этапы измерения потерь на трассе при распространении сигнала от абонентского терминала и потерь на трассе из-за взаимных помех от соседних ячеек. Описанные выше варианты реализации настоящего изобретения могут дополнительно содержать назначение абонентскому терминалу одного или нескольких блоков поднесущих из одного из наборов блоков поднесущих, исходя из упомянутого измерения.

Уровень мощности передачи для абонентского терминала может быть определен на основе упомянутого выше измерения, и абонентскому терминалу может быть назначен, по меньшей мере, один набор блоков поднесущих, исходя из определенного таким образом уровня мощности передачи.

Необходимо отметить, что реальное назначение каналов может осуществляться для блока поднесущих. В этой ситуации назначение набора блоков поднесущих может рассматриваться как предварительный выбор.

В альтернативном варианте реализации настоящего изобретения также можно предусмотреть сначала назначение набора блоков поднесущих абонентскому терминалу и выбор соответствующего уровня мощности передачи, исходя из такого назначения. Следовательно, уровень мощности передачи может быть определен на основе назначенного набора блоков поднесущих.

Уровень мощности передачи для назначенного блока поднесущих может быть не прямо пропорционален отношению измеренных потерь на трассе распространения сигнала и измеренных потерь на трассе взаимных помех. Вследствие этого, для абонентского терминала, который находится близко к базовой станции радиоячейки, результаты измерения могут указать, что для связи между этим абонентским терминалом и базовой станцией может оказаться достаточным низкий уровень мощности передачи. И, наоборот, для абонентского терминала, который находится близко от границ радиоячейки, результаты измерения могут указать, что для связи между этим абонентским терминалом и базовой станцией требуется соответственно высокий уровень мощности передачи.

Кроме того, необходимо отметить, что, например, с ухудшением качества канала не всегда можно бороться путем повышения уровня мощности передачи. Можно только увеличить мощность передачи в пределах установленного низкого уровня или оставить неизменной. С ухудшением качества канала можно бороться путем изменения схемы модуляции (и кодирования), используемой для канала (или для блока поднесущих), или путем смены назначенного набора блоков поднесущих.

Дополнительное преимущество появляется, если уровни мощности передачи в различных радиоячейках кластера ячеек изменяются, в результате чего они могут адаптироваться к характеристикам соответствующих каналов в каждой из радиоячеек кластера ячеек.

Кроме того, для адаптации к изменению характеристик качества каналов можно реконфигурировать наборы блоков поднесущих в радиоячейке. Для этой же цели можно также реконфигурировать уровни мощности передачи в радиоячейке.

Реконфигурирование уровней мощности передачи и/или наборов блоков поднесущих в радиоячейке может выполняться с учетом состояния других радиоячеек ее кластера ячеек. Реконфигурирование может быть основано на измерении качества каналов в радиоячейке и/или других радиоячейках ее кластера ячеек.

Кроме того, служебная информация, касающаяся реконфигурирования наборов блоков поднесущих в радиоячейке, может передаваться из нее в другие радиоячейки ее кластера ячеек или может передаваться из управляющего блока (например, контроллера радиосети) в радиоячейки, образующие кластер ячеек.

Согласно следующему варианту реализации настоящего изобретения служебная информация, касающаяся качества каналов в радиоячейке, может также передаваться из этой радиоячейки в другие радиоячейки ее кластера ячеек. При передаче служебной информации о качестве каналов в радиоячейке в соседние ячейки такая информация может включать сведения о проведении реконфигурирования уровней мощности передачи или наборов блоков поднесущих в соответствующей радиоячейке.

Основная идея, лежащая в основе настоящего изобретения, также применима к системам, в которых радиоячейки разделены на сектора, т.е. к системам, использующим многолучевые антенны или множество антенн. При применении такой компоновки одна ячейка может быть разделена на множество секторов, каждый из которых покрывается лучом антенны. Поэтому, согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения, предлагается способ выравнивания распространения взаимных помех между радиоячейками в системе беспроводной связи. При этом упомянутая система может содержать множество радиоячеек, каждая из которых содержит, по меньшей мере, два сектора, причем в каждом секторе для связи используется множество блоков поднесущих. Каждый блок поднесущих может содержать множество поднесущих, и некоторое число соседних радиоячеек составляет кластер ячеек.

Блоки поднесущих могут быть сгруппированы во множество наборов блоков поднесущих в каждом из секторов каждой радиоячейки кластера. Для каждого сектора каждой из радиоячеек кластера ячеек может быть определено множество уровней мощности передачи. Далее, множество уровней мощности передачи может быть назначено множеству наборов блоков поднесущих сектора радиоячейки и соседних с ним секторов других радиоячеек.

Каждый сектор радиоячейки может иметь соседние сектора в других радиоячейках кластера ячеек. Кроме того, сектор радиоячейки и соседние с ним сектора в других радиоячейках могут составлять кластер секторов, и каждый из них может содержать соответствующий набор блоков поднесущих, включающий одни и те же поднесущие.

Множество уровней мощности передачи может быть назначено наборам блоков поднесущих в радиоячейках кластера ячеек таким образом, что в одном секторе радиоячейки существует отображение каждого из множества уровней мощности передачи на набор блоков поднесущих этого сектора и существует отображение каждого из множества уровней мощности передачи на один из соответствующих наборов блоков поднесущих в кластере секторов.

В качестве альтернативы множество уровней мощности передачи может быть назначено наборам блоков поднесущих радиоячеек кластера ячеек таким образом, что в одном секторе радиоячейки существует отображение каждого из множества наборов блоков поднесущих этого сектора на уровень мощности передачи и существует отображение каждого из множества соответствующих наборов блоков поднесущих в кластере секторов на один уровень мощности передачи.

Как в общих чертах описано выше, отображение может быть уникальным отображением.

Чтобы упростить распределение уровней мощности передачи и наборов блоков поднесущих, их число может быть определено, исходя из числа радиоячеек, образующих кластер ячеек. Поэтому, согласно следующему варианту реализации настоящего изобретения, предлагается способ выравнивания распространения взаимных помех между радиоячейками в системе беспроводной связи. Данная система может содержать множество радиоячеек, каждая из которых содержит, по меньшей мере, два сектора, причем в каждом секторе для связи используется множество блоков поднесущих, где каждый блок поднесущих содержит множество поднесущих. Некоторое число соседних радиоячеек может составлять кластер ячеек.

Блоки поднесущих могут быть сгруппированы в N наборов блоков поднесущих в каждом из секторов каждой радиоячейки кластера, причем каждый сектор радиоячейки может иметь N-1 соседних секторов в других радиоячейках кластера ячеек, причем сектор радиоячейки и соседние с ним сектора в других радиоячейках содержат каждый соответствующий набор блоков поднесущих, включающий в себя одни и те же поднесущие. N может представлять собой целое число, которое больше или равно 2.

Далее, для каждого сектора каждой из радиоячеек кластера ячеек может быть определено N уровней мощности передачи. Упомянутые N уровней мощности передачи могут назначаться упомянутым N наборам блоков поднесущих сектора радиоячейки и соседних с ним секторов других радиоячеек таким образом, что каждый из N уровней мощности передачи в секторе радиоячейки назначается одному из N наборов блоков поднесущих этого сектора и каждый из N уровней мощности передачи назначается одному набору блоков поднесущих соответствующих секторов.

Следующий вариант реализации настоящего изобретения относится к системе, в которой число уровней мощности передачи и число наборов блоков поднесущих представляют собой целые числа, кратные числу радиоячеек в кластере ячеек. Этим вариантом реализации настоящего изобретения также предлагается способ выравнивания распространения взаимных помех между радиоячейками в системе беспроводной связи. Данная система может содержать множество радиоячеек, каждая из которых содержит, по меньшей мере, два сектора, в каждом из которых для связи используется множество блоков поднесущих, причем каждый блок поднесущих содержит множество поднесущих. Некоторое число соседних радиоячеек может составлять кластер ячеек.

В данном варианте реализации настоящего изобретения блоки поднесущих могут быть сгруппированы в x·N наборов блоков поднесущих в каждом из секторов каждой радиоячейки кластера, причем каждый сектор радиоячейки может иметь N-1 соседних секторов в других радиоячейках кластера ячеек, причем сектор радиоячейки и соседние с ним сектора в других радиоячейках содержат каждый соответствующий набор блоков поднесущих, включающий в себя одни и те же поднесущие. Переменная х может представлять собой целое число, которое больше или равно 1. N может представлять собой целое число, которое больше или равно 2.

Далее, для каждого сектора каждой из радиоячеек кластера ячеек может быть определено y·N уровней мощности передачи, причем y может представлять собой целое число, которое больше или равно 1.

y·N уровней мощности передачи могут назначаться x·N наборам блоков поднесущих сектора радиоячейки и соседних с ним секторов в других радиоячейках таким образом, что каждый из y·N уровней мощности передачи в секторе радиоячейки назначается одному из x·N наборов блоков поднесущих этого сектора, и в среднем y/x уровней мощности передачи назначаются одному набору блоков поднесущих соответствующих секторов.

Система связи может дополнительно содержать множество абонентских терминалов, обменивающихся информацией с базовыми станциями, связанными с множеством радиоячеек. Могут быть измерены, например, в базовой станции, потери на трассе распространения сигнала от абонентского терминала и потери на трассе взаимных помех от соседних секторов для упомянутого сигнала, и абонентскому терминалу может быть назначен, по меньшей мере, один блок поднесущих из набора блоков поднесущих в секторе, исходя из упомянутого измерения.

На следующем этапе на основе упомянутого измерения может быть определен уровень мощности передачи для абонентского терминала, и абонентскому терминалу может быть назначен набор блоков поднесущих, исходя из определенного таким образом уровня мощности передачи.

Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения также можно предусмотреть сначала назначение набора блока поднесущих абонентскому терминалу и последующий выбор соответствующего уровня мощности передачи, исходя из такого назначения. Следовательно, уровень мощности передачи может быть определен на основе назначенного набора блоков поднесущих.

Уровни мощности передачи в разных секторах могут отличаться так же, как и уровни мощности передачи в секторах одной радиоячейки.

Далее, можно реконфигурировать наборы блоков поднесущих в секторе радиоячейки. Можно также реконфигурировать уровни мощности передачи в секторе.

Реконфигурирование уровней мощности передачи и/или наборов блоков поднесущих в секторе может выполняться с учетом состояния других секторов его кластера секторов. Кроме того, реконфигурирование может быть основано на измерении качества каналов в секторе и/или других секторах его кластера секторов.

В случае реконфигурирования служебная информация, касающаяся реконфигурирования наборов блоков поднесущих в секторе, может передаваться из его радиоячейки в радиоячейки, содержащие сектора, относящиеся к его кластеру секторов. Кроме того, из радиоячейки данного сектора в радиоячейки, содержащие сектора, относящиеся к его кластеру секторов, может передаваться служебная информация, касающаяся качества каналов в этом секторе.

Независимо от архитектуры системы, т.е. использования или неиспользования секторизованных радиоячеек, служебная информация, касающаяся реконфигурирования уровней мощности передачи или наборов блоков поднесущих, может передаваться в блок управления, имеющийся в системе связи. При выборе в качестве примера архитектуры сети UTRAN (Наземная сеть радиодоступа UMTS (Universal Mobile Telecommunications System - Универсальная система мобильной связи)) в редакции 99/4/5 таким блоком управления может являться контроллер радиосети (RNC) или в архитектуре, являющейся следующим этапом эволюции, - функционально усовершенствованный Узел В, а именно: Узел В+.

Кроме того, также независимо от архитектуры системы служебная информация, касающаяся назначения блоков поднесущих и/или назначения наборов блоков поднесущих, может передаваться в абонентский терминал.

Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения предлагается абонентский терминал в системе беспроводной связи. Этот абонентский терминал может содержать средство приема, предназначенное для приема информации о назначении блока поднесущих и/или назначении набора блоков поднесущих, и средство выбора, предназначенное для выбора указанных этой информацией назначенного блока поднесущих и/или назначенного набора блоков поднесущих для передачи данных.

Все различные варианты заявленного способа выравнивания внутриканальных взаимных помех в радиоячейках могут быть с выгодой использованы в базовой станции. Базовая станция может быть снабжена соответствующими средствами для выполнения различных этапов, соответствующих различным вариантам способа, которые в общих чертах описаны выше. Кроме того, настоящим изобретением также предлагается система радиосвязи, содержащая базовую станцию, предназначенную для выполнения способа в соответствии с упомянутыми различными вариантами, и, по меньшей мере, один абонентский терминал.

Краткое описание чертежей

Далее настоящее изобретение описано более подробно со ссылкой на приложенные чертежи. Сходные или соответствующие элементы на чертежах обозначены одними и теми же ссылочными позициями.

На Фиг.1 показана мощность передачи (TX) для блоков поднесущих согласно существующему уровню техники (а) и три примера для заданной радиоячейки (b) с различными смещениями мощности для блоков поднесущих, относящихся к наборам блоков поднесущих (SBS) (при P_SBS1 > P_SBS2 > P_SBS3), согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

На Фиг.2 показаны три примера, иллюстрирующие конфигурацию наборов блоков поднесущих для нескольких ячеек с тремя наборами блоков поднесущих равного размера, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

На Фиг.3 показано распределение среднего отношения SIR в зависимости от геометрии относительно базовой станции для системы, соответствующей существующему уровню техники, без управления мощностью.

На Фиг.4 показаны относительные величины отношения SIR для положений в пределах границ радиоячейки, связанной с базовой станцией BS_1, согласно существующему уровню техники.

На Фиг.5 показана схема выделения мощности передачи наборам блоков поднесущих в шестиугольной ячейке с тремя наборами блоков поднесущих.

На Фиг.6 -9 показано распределение среднего отношения SIR в зависимости от геометрии для различных уровней мощности передачи, соответствующих наборам блоков поднесущих, а также для комбинации таких уровней, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

На Фиг.10 показаны относительные величины отношения SIR для положений в пределах границ ячейки BS_1, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

На Фиг.11 показаны усредненная величина и стандартное (среднеквадратическое) отклонение для среднего отношения SIR для выбранных комбинаций смещения мощности, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

На Фиг.12 показан пример схемы выделения мощности передачи набором блоков поднесущих в шестиугольной ячейке с тремя наборами блоков поднесущих и тремя секторами на ячейку согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

На Фиг.13 показан другой пример схемы выделения мощности передачи набором блоков поднесущих в шестиугольной ячейке с тремя наборами блоков поднесущих и тремя секторами на ячейку, согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение описано ниже применительно к системе беспроводной связи, использующей мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM). Хотя приведенные примеры относятся к OFDM, необходимо отметить, что идеи, лежащие в основе настоящего изобретения, применимы и к другим системам связи на основе мультиплексирования с частотным разделением (FDM).

Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, блоки поднесущих при использовании OFDM могут быть разделены на N наборов блоков поднесущих (SBS). Для каждого набора блоков поднесущих задают свой (отличающийся) постоянный (или псевдостатический) уровень мощности передачи, как показано в трех примерах на Фиг.1(b). Назначение уровней мощности передачи может осуществляться в соответствии с уровнями мощности передачи для наборов блоков поднесущих в соседних ячейках, чтобы манипулировать распределением уровней SIR в радиоячейках.

По сравнению с существующим уровнем техники такое назначение смещения мощности может влиять на систему с появлением двух основных эффектов: во-первых, это позволяет в некоторой степени компенсировать потери на трассе путем назначения мобильным станциям блоков поднесущих из соответствующих наборов блоков поднесущих. То есть мобильным станциям, характеризующимся плохой геометрией, могут в предпочтительном случае назначаться наборы блоков поднесущих с высокой мощностью передачи (и низкими межсотовыми взаимными помехами), а мобильным станциям, характеризующимся хорошей геометрией, могут в предпочтительном случае назначаться наборы блоков поднесущих с низкой мощностью передачи (и высокими межсотовыми взаимными помехами). Следовательно, среднее отношение SIR для мобильных станций, характеризующихся плохой геометрией (на границе ячейки), должно увеличиваться, а среднее отношение SIR для мобильных станций, характеризующихся хорошей геометрией (близко к центру ячейки), должно уменьшаться. Термин "геометрия" может относиться к качеству линии связи между абонентским терминалом и базовой станцией в радиоячейке при заданной мощности передачи. Геометрия может быть обратно пропорциональна потерям на трассе, которые зависят, например, от расстояния абонентского терминала до базовой станции, наличия таких препятствий, как здания, и т.д.

Во-вторых, возникающая величина взаимных помех в соседних ячейках может существенно различаться для наборов блоков поднесущих, что в свою очередь влияет на отношение SIR для линий связи в соседних ячейках. По сравнению с системой с управлением мощностью, в которой применяется алгоритм DCA и технология АМС, величина взаимных помех может быть оценена более точно, так как уровни мощности не могут изменяться мгновенно (предполагая полную нагрузку) и, следовательно, могут быть известны в соседних ячейках. То есть в случае смены назначенной мобильной станции для данного блока поднесущих в соседней ячейке создаваемые взаимные помехи не изменяются, так как мощность передачи остается постоянной (без учета эффектов быстрого замирания).

Далее рассмотрено моделирование распределения SIR в радиоячейках и стандартного отклонения для этого распределения для системы связи, соответствующей существующему уровню техники (см. Фиг.1(а), Фиг.3 и Фиг.4), а также для систем, работающих в соответствии с различными вариантами реализации настоящего изобретения (см. Фиг.1(b), Фиг.5 - Фиг.10).

При моделировании были сделаны следующие допущения. Выбрана правильная шестиугольная ячейка с одним сектором на радиоячейку (антенна со всенаправленной диаграммой). Такой тип ячейки показан, например, на Фиг.5. Далее, существуют три набора блоков поднесущих на ячейку (N = 3), где набор блоков поднесущих составлен из соседних блоков поднесущих (пример 1 на Фиг.2).

Кроме того, все наборы блоков поднесущих содержат одинаковое число блоков поднесущих. Мобильные станции распределены по каждой из ячеек равномерно. Система имеет полную нагрузку, т.е. во всех радиоячейках используются все блоки поднесущих, т.е. все радиоячейки передают по всем блокам поднесущих с заранее определенным уровнем мощности передачи. Кроме того, обеспечена идеальная жесткая эстафетная передача, т.е. мобильные станции, которые физически находятся в шестиугольной ячейке А, относятся к ячейке А. Все базовые станции осуществляют передачу с одинаковой полной мощностью, и отношения уровней мощности для различных наборов блоков поднесущих могут быть равными для всех ячеек. Моделирование показало средние значения отношения SIR, т.е. эффекты быстрого замирания были пренебрежимо малы.

На Фиг.3 показано распределение отношения SIR (для любого блока поднесущих) применительно к радиоячейке и ее базовой станции BS₁ для системы без управления мощностью, соответствующей существующему уровню техники, когда во всех соседних ячейках используется соответствующий блок поднесущих (взаимные помехи от ячеек, не являющихся соседними, пренебрежимо малы). То есть в данном примере используется постоянный уровень мощности передачи для всех блоков поднесущих. Распределение отношения SIR в пределах границ радиоячейки BS₁ охватывает широкий диапазон в дБ со стандартным отклонением (STD), составляющим 8,4 дБ (см. Фиг.4). Следовательно, в обычной системе отношение SIR для радиоканала между базовой станцией BS₁ и абонентским терминалом, находящимся близко к этой базовой станции, может быть больше, чем требуется для приема данных со схемой модуляции и кодирования, обеспечивающей наивысшую скорость передачи данных (самое высокое требование по SIR) при заданной частоте ошибочных бит на блок. Однако поблизости от границы радиоячейки отношение SIR может упасть ниже уровня, необходимого для приема данных со схемой модуляции и кодирования, обеспечивающей низшую скорость передачи данных (самое низкое требование по SIR) при заданной частоте ошибочных бит на блок. Как можно видеть на Фиг.4, существует большое стандартное отклонение при распределении уровней SIR внутри радиоячейки. Отметим, что крайний правый столбик на чертеже представляет собой все отношения SIR величиной 30 дБ и выше в радиоячейке.

Одним из аспектов настоящего изобретения является достижение более равномерного или сбалансированного распределения среднего отношения SIR в радиоячейке. Следовательно, настоящее изобретение, согласно одному из вариантов его реализации, нацелено на уменьшение стандартного отклонения для отношения SIR для решения проблем, указанных во введении таким образом, чтобы не возникали проблемы, связанные с управлением мощностью.

С учетом того, что на отношение SIR влияют как мощность принятого сигнала, так и величина принятой взаимной помехи, можно наблюдать два следующих эффекта. Во-первых, мощность принятого среднего сигнала уменьшается с увеличением расстояния между базовой и мобильной станциями (потери на трассе). Во-вторых, величина принятой межсотовой взаимной помехи увеличивается с увеличением расстояния между базовой и мобильной станциями, так как снижается расстояние до, по меньшей мере, одной соседней базовой станции, создающей помехи.

Настоящее изобретение направлено на решение проблем, связанных с этими эффектами. Первому эффекту можно противопоставить задание различных уровней блоков поднесущих для заданных наборов блоков поднесущих, как показано в примерах на Фиг.1(b).

На Фиг.1(b) показаны три различных примера разделения блоков поднесущих на наборы блоков поднесущих. В левом примере на этом чертеже первые три блока поднесущих выделяются в набор блоков поднесущих, который, в свою очередь, связывается с уровнем мощности передачи P¹ _{SBS 1}. Как видно из этого примера, в набор блоков поднесущих, который связывается с некоторым уровнем мощности передачи, может группироваться заранее определенное число последовательных блоков поднесущих. В примере, показанном в середине Фиг.1(b), в один набор блоков поднесущих выделяются блоки поднесущих, расположенные на заранее определенных интервалах. В набор блоков поднесущих выделяется каждый третий блок поднесущих. Однако также возможно свободное распределение блоков поднесущих по различным наборам блоков поднесущих, что проиллюстрировано на Фиг.1(b) правым примером. Во всех трех показанных примерах разные наборы блоков поднесущих и соответствующие им блоки поднесущих изображены с использованием столбиков разной высоты. Кроме того, необходимо отметить, что нет необходимости в выделении в каждый из наборов блоков поднесущих одинакового числа блоков поднесущих, и общее имеющееся количество блоков поднесущих может быть произвольно распределено по наборам блоков поднесущих.

Задание разных уровней мощности передачи может предоставлять возможность назначения мобильным станциям, характеризующимся плохой геометрией, блоков поднесущих, относящихся к набору блоков поднесущих с высокой мощностью передачи, назначения мобильным станциям, характеризующимся средней геометрией, блоков поднесущих, относящихся к набору блоков поднесущих со средней мощностью передачи, и назначения мобильным станциям, характеризующимся хорошей геометрией, блоков поднесущих, относящихся к набору блоков поднесущих с низкой мощностью передачи. В данном варианте реализации настоящего изобретения используются только три примерных уровня мощности передачи.

Второй эффект можно устранить, главным образом, путем использования определенных правил при назначении наборам блоков поднесущих уровней мощности передачи в соседних ячейках системы, содержащей множество ячеек. Если рассматривать кластер из трех радиоячеек, то в примерах на Фиг.2 показано, что уровни мощности в радиоячейках 1-3 назначают таким образом, что для соответствующих наборов блоков поднесущих заданы высокий, средний и низкий уровни мощности. Разные примерные схемы выделения наборов блоков поднесущих соответствуют примерам, показанным на Фиг.1(b).

При назначении уровней мощности может использоваться следующее правило: при наличии в радиоячейке 1 (BS₁) такой комбинации уровней мощности передачи (P ^{радиоячейка}  _{номер SBS}) для наборов блоков поднесущих, что P¹ _SBS1 P¹ _SBS2 P¹ _SBS3, для соседних радиоячеек 2 (BS₂) и 3 (BS₃) комбинации уровней мощности для наборов блоков поднесущих задаются следующим образом: P² _SBS2 P² _SBS3 P² _SBS1 и P³ _SBS3 P³ _SBS1 P³ _SBS2. Отметим, что кластер ячеек не включает все соседние радиоячейки. Как показано на Фиг.5, результирующая "структура кластера" сравнима с известными для схем повторного использования каналов.

Хотя примеры, показанные на Фиг.2, относятся к трем наборам блоков поднесущих на одну радиоячейку и трем уровням мощности передачи, в общем случае настоящее изобретение применимо к любому числу уровней мощности передачи и наборов блоков поднесущих в радиоячейке. Как очевидно из приведенных выше примеров, определенное сочетание при выборе числа уровней мощности передачи и числа наборов блоков поднесущих может облегчить применение простого правила назначения уровней мощности передачи наборам блоков поднесущих (или наоборот).

Приведенная ниже матрица является примером обобщения указанного выше "правила назначения":

 SBS₁SBS₂SBS₃...SBS_М-1SBS_МРадиоячейка 1P¹ ₁P¹ ₂P¹ ₃...P¹ _X-1P¹ _XРадиоячейка 2P² _XP² ₁P² ₂...P² _X-2P² _X-1Радиоячейка 3P³ _X-1P³ _XP³ ₁...P³ _X-3P³ _X-2.....................Радиоячейка N-1P^N-1 ₃P^N-1 ₄P^N-1 ₅...P^N-1 ₁P^N-1 ₂Радиоячейка NP^N ₂P^N ₃P^N ₄...P^N _XP^N ₁

В приведенной выше таблице уровни мощности передачи Pⁿ _x с индексом х могут отличаться для различных радиоячеек либо могут представлять один и тот же уровень мощности. Необходимо отметить, что в данном примере индекс х = 1 относится к наиболее низкому из выбранных уровней мощности Pⁿ _x в радиоячейке n, в то время как х = Х относится к наиболее высокому выбранному уровню мощности Pⁿ _x в радиоячейке n. Кроме того, Pⁿ _x Pⁿ _x-1 достоверно для всех х. Распределение уровней мощности передачи по различным ячейкам может выполняться путем перестановки индекса х, указывающего величину, т.е. уровень мощности сигнала, излучаемого базовой станцией радиоячейки n. Как можно видеть из этой таблицы, каждый из индексов уровня мощности передачи встречается один раз в каждом столбце и каждой строке данной матрицы. Следовательно, в приведенном примере число М наборов блоков поднесущих равно числу Х уровней мощности передачи. Кроме того, число радиоячеек в кластере N совпадает с числом М наборов блоков поднесущих или, соответственно, числом Х уровней мощности передачи. Следующий вариант реализации настоящего изобретения позволяет задавать Pⁿ _x = Pⁿ _x-1, что, по существу, означает, что в соответствующей ячейке SBS_m и SBS_m+1 могут иметь идентичный уровень мощности передачи. Очевидно, это может быть достоверно только для выбранных наборов блоков поднесущих. Такой вариант аналогичен случаю, когда для заданной ячейки число уровней мощности передачи меньше числа наборов блоков поднесущих, и один уровень мощности передачи используется для нескольких наборов блоков поднесущих.

С целью дальнейшего обобщения описанного правила распределения в приведенной ниже таблице рассмотрена ситуация, при которой число Х уровней мощности передачи превышает число М наборов блоков поднесущих, т.е. Х > М. Для простоты предположим, что Х = 2·М. Следовательно, на один набор блоков поднесущих всегда будут отображаться два уровня мощности передачи.

 SBS₁SBS₂SBS₃...SBS_М-1SBS_МРадиоячейка 1P¹ ₁,P¹ ₂P¹ ₃,P¹ ₄P¹ ₅,P¹ ₆...P¹ _X-3,P¹ _X-2P¹ _X-1,P¹ _XРадиоячейка 2P¹ _X-1,P¹ _XP¹ ₁,P¹ ₂P¹ ₃,P¹ ₄...P¹ _X-5,P¹ _X-4P¹ _X-3,P¹ _X-2Радиоячейка 3P¹ _X-3,P¹ _X-2P¹ _X-1,P¹ _XP¹ ₁,P¹ ₂...P¹ _X-7,P¹ _X-6P¹ _X-5,P¹ _X-4.....................Радиоячейка N-1P¹ ₅,P¹ ₆P¹ ₇,P¹ ₈P¹ ₉,P¹ ₁₀...P¹ ₁,P¹ ₂P¹ ₃,P¹ ₄Радиоячейка NP¹ ₃,P¹ ₄P¹ ₅,P¹ ₆P¹ ₇,P¹ ₈...P¹ _X-1,P¹ _XP¹ ₁,P¹ ₂

Как показано в данной таблице индексами х в уровнях мощности Pⁿ _x, на один набор блоков поднесущих отображаются соседние уровни мощности ({1,2},{3,4},...,{X-1,X}). Необходимо отметить, что согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения возможно также любое другое выделение двух уровней мощности передачи набору блоков поднесущих. Кроме того, в случае, когда выбрано больше уровней мощности передачи, чем доступно наборов блоков поднесущих, можно выделить неодинаковое количество уровней мощности передачи наборам блоков поднесущих. При выборе варианта распределения необходимо следовать указанному выше правилу, т.е. что каждая строка и каждый столбец в матрице могут содержать каждый из индексов х уровня мощности передачи только один раз. В случае задания нескольких уровней мощности передачи для одного набора блоков поднесущих передатчик может свободно выбирать любой из этих уровней для передачи. В типичном случае передатчик выбирает уровень мощности, исходя из мгновенного значения качества канала для соответствующего приемника, которому он должен передавать информацию.

В случае M > X нескольким наборам блоков поднесущих может быть назначен один уровень мощности передачи. Кроме того, в случае N≠M, т.е. число радиоячеек в кластере не равно числу наборов блоков поднесущих, правило распределения может соответствовать рассмотренному выше, т.е. каждая строка и столбец в матрице могут содержать каждый из индексов х уровня мощности передачи только один раз.

При выборе числа уровней мощности передачи и числа наборов блоков поднесущих, кратных числу ячеек в кластере ячеек, может быть задано простое правило распределения. В случае, когда, кроме того, равны число наборов блоков поднесущих и число уровней мощности передачи на одну радиоячейку, может использоваться простая схема отображения, которая в общих чертах описана выше.

Выбор и распределение уровней мощности передачи и наборов блоков поднесущих может привести к снижению уровня взаимных помех для набора блоков поднесущих с высокой мощностью передачи и повышению уровня взаимных помех для набора блоков поднесущих с низкой мощностью передачи по сравнению с системами, соответствующими существующему уровню техники.

Распространяя данное правило на систему с множеством шестиугольных ячеек, состоящую из кластеров по 3 ячейки, можно достичь того результата, что соседним ячейкам всегда будут назначаться разные уровни мощности передачи для наборов блоков поднесущих, как показано на Фиг.5.

На Фиг.6-8 показано распределение отношения SIR для наборов блоков поднесущих с SBS1 по SBS3 для радиоячейки 1 (BS₁), когда назначенные смещения мощности передачи (уровни мощности) составляют 2,6 дБ, -0,4 дБ и -5,4 дБ для SBS1, SBS2 и SBS3 соответственно. Смещения мощности могут быть заданы применительно к средней мощности на набор блоков поднесущих (SBS), составляющей 0 дБ, т.е. 2,6 дБ + [0 -3 -8] дБ. В границах ячейки 1 можно видеть, что для всех наборов блоков поднесущих отношение SIR снижается при увеличении расстояния от BS₁. Кроме того, как и ожидалось, среднее отношение SIR снижается от SBS1 к SBS3.

На Фиг.9 показано распределение отношения SIR для следующей настройки. SBS1 (высокая мощность) охватывает плохую геометрию в радиоячейке 1 (Зона 1), SBS2 (средняя мощность) охватывает среднюю геометрию в ячейке 1 (Зона 2) и SBS3 (низкая мощность) охватывает хорошую геометрию в ячейке 1 (Зона 3). То есть мобильным станциям могут быть назначены блоки поднесущих, относящиеся к тому набору блоков поднесущих, который охватывает зону, в которой находятся эти мобильные станции. Необходимо учитывать, что геометрия может зависеть от потерь на трассе, которые не строго привязаны к расстоянию между передатчиком и приемником, но также могут зависеть от наличия препятствий. Данный пример, однако, иллюстрирует упрощенную схему, когда потери на трассе зависят только от расстояния.

По сравнению с распределением отношения SIR в радиоячейке, соответствующим существующему уровню техники, которое показано на Фиг.3 и 4, распределение отношения SIR при использовании настоящего изобретения является более равномерным, т.е. SIR поблизости от границ радиоячейки увеличивается, и SIR в центре радиоячейки уменьшается.

Этот эффект также проиллюстрирован на Фиг.10. Стандартное отклонение (STD) для распределения отношения SIR в радиоячейке существенно снижается до 5,5 дБ по сравнению со стандартным отклонением, составляющим 8,4 дБ для систем, соответствующих существующему уровню техники. Что касается приведенного здесь диапазона отношений SIR от 1 до 10 дБ, то можно видеть, что при заданных смещениях мощности 85% значений среднего SIR попадают в этот диапазон (49% для существующего уровня техники). Это позволяет задавать схемы AMC в пределах приемлемого динамического диапазона. Кроме того, это может обеспечить более равномерное распределение скоростей передачи данных для всех мобильных станций в заданной ячейке. Далее, может быть снижена вероятность необходимости повторных передач мобильным станциям, характеризующимся плохой геометрией, а также вероятность применения неэффективных с точки зрения использования мощности схем многоуровневой модуляции.

Необходимо отметить, что снижение стандартного отклонения может также привести к уменьшению усредненного значения для среднего отношения SIR. Однако это снижение может и не оказать значительного эффекта, так как значения выше 30 дБ (оказывающие существенное влияние на усредненное значение для среднего отношения в случае существующего уровня техники) обычно не могут эффективно использоваться из-за ограничений технологии AMC. На Фиг.11 и в приведенной ниже таблице приведены результаты, полученные для различных вариантов задания смещения мощности.

Смещения мощности, дБУсредненное отношение SIR, дБСтандартное отклонение SIR, дБПроцент между 1 и 10 дБ,%Нет (существующий уровень техники) [0 0 0]8,28,449[0,9 -0,1 -1,1] или [0 -1 -2]+0,98,27,565[2,2 -0,8 -2,8] или [0 -3 -5]+2,27,96,479[2,6 -0,4 -5,4] или [0 -3 -8]+2,67,55,585[2,8 -0,2 -9,2] или [0 -3 -12]+2,86,74,987

Как можно видеть из приведенной выше таблицы, усредненное значение SIR, а также стандартное отклонение уменьшаются при применении способов, предлагаемых, согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения. Хотя усредненное значение SIR снижается, большее число абонентских терминалов имеют SIR в диапазоне от 1 до 10 дБ, что позволяет обеспечить, например, более равномерное распределение скоростей передачи данных или более эффективное использование схем AMC.

Необходимо понимать, что согласно одному из вариантов ключевыми аспектами данного варианта реализации настоящего изобретения являются задание наборов блоков поднесущих (SBS) в радиоячейках системы беспроводной связи, а также задание разных смещений мощности (уровней мощности передачи) для этих наборов блоков поднесущих. Кроме того, задание смещения мощности в соседних ячейках может быть согласовано таким образом, что снижаются, по меньшей мере, взаимные помехи для набора блоков поднесущих с наивысшей мощностью.

Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения мобильной станции, характеризующейся плохой геометрией, могут быть назначены наборы блоков поднесущих с высокой мощностью и наоборот. То есть абонентскому терминалу назначают радиоканал (набор блоков поднесущих), исходя из его геометрии. Необходимо отметить, что при реальном размещении не в идеальной шестиугольной ячейке и в реальных условиях термин "геометрия" необязательно соответствует расстоянию мобильной станции до базовой станции (расстоянию от мобильной станции до центра ячейки), но также относится к потерям на трассе распространения сигнала. То есть мобильная станция может находиться очень близко к базовой станции, но характеризоваться при этом низким средним отношением SIR, так как распространению сигнала мешают здания, а распространение взаимной помехи происходит в зоне прямой видимости (LOS).

Блок поднесущих, который используется в предыдущих разделах, может содержать М поднесущих, где М может также быть равно 1. То есть в случае М = 1 система будет "сужена" до системы с FDM.

Набор блоков поднесущих (SBS) может содержать S блоков поднесущих, где S может изменяться в зависимости от заданного набора блоков поднесущих, однако в предпочтительном варианте одни и те же блоки поднесущих могут использоваться для соответствующих наборов блоков поднесущих в соседних ячейках. В последнем случае для каждого из наборов блоков поднесущих в каждой радиоячейке кластера ячеек может существовать соответствующий набор блоков поднесущих в соседней радиоячейке, так как в соответствующие наборы блоков поднесущих выделяют одни и те же поднесущие.

Кроме того, в зависимости от радиоячейки могут изменяться смещения мощности для наборов блоков поднесущих. При х заданных наборах блоков поднесущих до х-1 наборов блоков поднесущих могут иметь одно и то же смещение мощности. Смещения мощности могут быть реконфигурированы для каждой ячейки индивидуально или с учетом состояния соседних радиоячеек.

Другой аспект настоящего изобретения относится к передаче служебной информации (сигнализации), связанной с (ре)конфигурированием наборов блоков поднесущих в радиоячейках и уровней мощности передачи. Так как реконфигурирование в радиоячейке может проводиться с учетом состояния соседних радиоячеек, может оказаться необходимой сигнализация информации, касающейся реконфигурирования, в соседние ячейки.

Например, информация, касающаяся качества каналов, т.е. уровней взаимных помех в радиоячейке, может передаваться в смежные радиоячейки, чтобы эти ячейки могли использовать эту информацию при возможном реконфигурировании используемых ими уровней мощности передачи. Кроме того, если необходимо изменить порядок группирования блоков поднесущих в наборы блоков поднесущих, новое распределение или выделение блоков поднесущих в наборы блоков поднесущих должно быть передано в соседние ячейки, так как в соответствующих из этих ячеек может быть использовано такое же выделение.

В зависимости от архитектуры сети эта информация может также передаваться в блок управления (например, контроллер радиосети), управляющий кластером ячеек, который может применить соответствующую информацию для начала (ре)конфигурирования.

Согласно следующему варианту реализации настоящего изобретения другим аспектом является сигнализация при передачах между передатчиком и приемником. Сигнализация между передатчиком и приемником может включать в себя сигнализацию назначения наборов блоков поднесущих и назначения блоков поднесущих. Перед выполняемым достаточно часто фактическим (покадровым) назначением блоков поднесущих может осуществляться выполняемое относительно менее часто предварительное назначение набора блоков поднесущих мобильной станции, при котором, по сути, может происходить задание "активного" набора блоков поднесущих для соответствующей мобильной станции.

Это может позволить снизить непроизводительные издержки на сигнализацию при назначении блоков поднесущих, так как сигнализация должна будет выполняться только применительно к набору блоков поднесущих, который предварительно назначен мобильной станции. Кроме того, это может позволить снизить непроизводительные издержки на сигнализацию при сигнализации качества каналов по обратной связи от приемника к передатчику, что может осуществляться только для соответствующего набора блоков поднесущих.

Кроме того, необходимо отметить, что идеи, лежащие в основе настоящего изобретения, применимы к ячейкам любого типа. Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения могут использоваться секторизованные радиоячейки. Пример шестиугольных радиоячеек с 3 секторами на ячейку показан на Фиг.12 и 13. Предположим, что диаграммы направленности адаптивных антенных решеток задают такие сектора внутри одной радиоячейки, что их взаимными помехами можно пренебречь (т.е. ширина диаграммы направленности антенны 120°). В этом случае будет преобладать взаимная помеха, создаваемая секторами соседних ячеек (в пределах ширины диаграммы направленности антенн). Как показано на Фиг.12, для сектора 2 радиоячейки 1 (BS₁) имеется два соседних сектора в соседних радиоячейках, а именно: сектор 2 в радиоячейке 3 (BS₃) и сектор 3 в радиоячейке 2 (BS₂). Эти три соседних сектора, находящиеся в различных радиоячейках, можно также рассматривать как кластер секторов.

В каждом из секторов, относящихся к одной радиоячейке, могут одновременно использоваться одни и те же блоки поднесущих (т.е. поднесущие). Для выравнивания взаимных помех могут применяться способы, предложенные выше для использования вне секторизованных радиоячейках. Конкретный способ необходимо всего лишь адаптировать к новому типу ячейки, так как вместо выравнивания взаимных помех для радиоячеек в кластере ячеек осуществляется выравнивание взаимных помех между секторами кластера секторов.

Сравнивая Фиг.12 с Фиг.5, отметим, что число уровней мощности передачи и число наборов блоков поднесущих могут выбираться таким же образом, и можно использовать аналогичное распределение уровней мощности передачи по наборам блоков поднесущих. Как показано на Фиг.12, в секторах одной радиоячейки можно использовать одни и те же комбинации "уровень мощности передачи - набор блоков поднесущих". Следовательно, структура взаимно скоординированных комбинаций "уровень мощности передачи - набор блоков поднесущих" для секторов, принадлежащих к одному кластеру секторов, может соответствовать структуре, известной из Фиг.5, для взаимно скоординированных комбинаций "уровень мощности передачи - набор блоков поднесущих" для кластера радиоячеек. Однако в случае использования нескольких секторов в радиоячейке уровни мощности передачи, выбранные в секторах одной радиоячейки, могут отличаться друг от друга.

Кроме того, уровни мощности передачи и наборы блоков поднесущих внутри сектора могут быть реконфигурированы, как описано выше. Сигнализация, которая может оказаться необходимой для информирования соседних радиоячеек о реконфигурировании в секторе, может передаваться базовым станциям, обеспечивающим связь в соседних секторах кластера секторов.

Другой пример возможной комбинации "уровень мощности передачи - набор блоков поднесущих" изображен на Фиг.13. В этом варианте реализации настоящего изобретения сектора одной радиоячейки не используют одну и ту же комбинацию "уровень мощности передачи - набор блоков поднесущих", как в примере на Фиг.12. Результирующая посекторная структура взаимно скоординированных комбинаций "уровень мощности передачи - набор блоков поднесущих" аналогична структуре, показанной на Фиг.5. Это означает, что сектор на Фиг.13 соответствует радиоячейке на Фиг.5, если не учитывать, что базовой станцией радиоячейки контролируется более одного сектора.

Идеи, лежащие в основе настоящего изобретения, могут также быть легко применены к системам стандарта MC-CDMA (CDMA c множеством несущих). При использовании системы MC-CDMA уровни мощности передачи для заданного набора блоков поднесущих могут задаваться исходя из суммарной мощности на код для конкретной (под)несущей (блока (под)несущих). В такой системе стандарта MC-CDMA может применяться расширение во временной и/или частотной области.

Также необходимо отметить, что принципы, лежащие в основе настоящего изобретения, применимы в системе связи для передачи по нисходящей и/или восходящей линии связи.

Настоящее изобретение относится к способу выравнивания распространения взаимных помех между радиоячейками в системе беспроводной связи, содержащей ячейки, в которых для связи используют блоки поднесущих. Некоторое число соседних ячеек составляет кластер ячеек. Кроме того, настоящее изобретение относится к соответствующему способу, применяемому в системе, в которой используют многолучевые антенны или множество антенн. Далее, настоящее изобретение относится к базовым станциям, реализующим упомянутый выше способ, а также к системе связи, содержащей эти базовые станции. Техническим результатом является снижение больших колебаний среднего отношения «сигнала к взаимной помехе» (SIR) без необходимости выполнения дополнительных оценки, измерения и вычисления этого отношения в случае использования управления мощностью. Для этого настоящее изобретение предусматривает группирование блоков поднесущих во множество наборов блоков поднесущих в каждой ячейке кластера ячеек, определение уровней мощности передачи для каждой из ячеек упомянутого кластера ячеек и назначение уровней мощности передачи наборам блоков поднесущих. 5 н. и 27 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Способ выравнивания распространения взаимных помех между радиоячейками в системе беспроводной связи, содержащей множество радиоячеек, в которых для связи используют множество блоков поднесущих, каждый блок поднесущих содержит множество поднесущих, и некоторое число соседних радиоячеек составляет кластер ячеек, и радиоячейки кластера ячеек содержат каждая соответствующие наборы блоков поднесущих имеющие одни и те же поднесущие, при этом способ содержит следующие этапы:

группируют упомянутые блоки поднесущих во множество наборов блоков поднесущих в каждой радиоячейке кластера ячеек;

определяют множество уровней мощности передачи для каждой из радиоячеек упомянутого кластера ячеек; и

назначают для каждой радиоячейки кластера ячеек упомянутое множество уровней мощности передачи упомянутым наборам блоков поднесущих соответствующей радиоячейки, принимая во внимание назначение множества уровней мощности передачи наборам блоков поднесущих других радиоячеек кластера ячеек.

в одной радиоячейке существует отображение каждого из упомянутого множества уровней мощности передачи на набор блоков поднесущих в этой радиоячейке; и

существует отображение каждого из упомянутого множества уровней мощности передачи на один из упомянутых соответствующих наборов блоков поднесущих в радиоячейках упомянутого кластера ячеек.

в одной радиоячейке существует отображение каждого из упомянутого множества наборов блоков поднесущих этой радиоячейки на уровень мощности передачи; и

существует отображение каждого из упомянутых соответствующих наборов блоков поднесущих в радиоячейках упомянутого кластера ячеек на один из упомянутого множества уровней мощности передачи.

группируют упомянутые блоки поднесущих во множество наборов блоков поднесущих в каждом из секторов каждой радиоячейки упомянутого кластера;

определяют множество уровней мощности передачи для каждого сектора каждой из радиоячеек кластера ячеек;

назначают для каждого сектора кластера секторов упомянутое множество уровней мощности передачи упомянутому множеству наборов блоков поднесущих соответствующего сектора ячейки, принимая во внимание назначение множества уровней мощности передачи для наборов блоков поднесущих других секторов из кластера секторов.

в одном секторе радиоячейки существует отображение каждого из упомянутого множества уровней мощности передачи на набор блоков поднесущих этого сектора; и

существует отображение каждого из упомянутого множества уровней мощности передачи на один из упомянутых соответствующих наборов блоков поднесущих в упомянутом кластере секторов.

в одном секторе радиоячейки существует отображение каждого из упомянутого множества наборов блоков поднесущих этого сектора на уровень мощности передачи; и

существует отображение каждого из упомянутого множества упомянутых соответствующих наборов блоков поднесущих в упомянутом кластере секторов на один уровень мощности передачи.

измеряют потери на трассе распространения сигнала связи от абонентского терминала и потери на трассе вследствие взаимной помехи от соседних радиоячеек/секторов для упомянутого сигнала связи и

назначают абонентскому терминалу, по меньшей мере, один блок поднесущих из набора блоков поднесущих в радиоячейке/секторе, исходя из упомянутого измерения.

средство обработки, предназначенное для группировки упомянутых блоков поднесущих во множество наборов блоков поднесущих в каждой радиоячейке кластера ячеек;

средство определения, предназначенное для определения множества уровней мощности передачи для каждой из радиоячеек упомянутого кластера ячеек; и

средство назначения, предназначенное для назначения для каждой из радиоячеек кластера ячеек множества уровней мощности передачи для упомянутых наборов блоков поднесущих соответствующей радиоячейки, при этом средство назначения учитывает назначение множества уровней мощности передачи для наборов блоков поднесущих других радиоячеек кластера ячеек.

в одной радиоячейке существует отображение каждого из упомянутого множества уровней мощности передачи на набор блоков поднесущих в этой радиоячейке; и

существует отображение каждого из упомянутого множества уровней мощности передачи на один из упомянутых соответствующих наборов блоков поднесущих в радиоячейках упомянутого кластера ячеек.

в одной радиоячейке существует отображение каждого из упомянутого множества наборов блоков поднесущих этой радиоячейки на уровень мощности передачи; и

существует отображение каждого из упомянутых соответствующих наборов блоков поднесущих в радиоячейках упомянутого кластера ячеек на один из упомянутого множества уровней мощности передачи.

средство обработки, предназначенное для группировки упомянутых блоков поднесущих в множество наборов блоков поднесущих в каждом из секторов каждой радиоячейки упомянутого кластера,

средство определения, предназначенное для определения множества уровней мощности передачи для каждого сектора каждой радиоячейки кластера ячеек; и

средство назначения, предназначенное для назначения для каждого сектора кластера секторов упомянутого множества уровней мощности передачи упомянутому множеству наборов блоков поднесущих соответствующего сектора, при этом средство назначения учитывает назначение множества уровней мощности передачи наборам блоков поднесущих других секторов кластера секторов.

в одном секторе радиоячейки существует отображение каждого из упомянутого множества уровней мощности передачи на набор блоков поднесущих этого сектора; и

существует отображение каждого из упомянутого множества уровней мощности передачи на один из упомянутых соответствующих наборов блоков поднесущих в упомянутом кластере секторов.

в одном секторе радиоячейки существует отображение каждого из упомянутого множества наборов блоков поднесущих этого сектора на уровень мощности передачи; и

существует отображение каждого из упомянутого множества упомянутых соответствующих наборов блоков поднесущих в упомянутом кластере секторов на один уровень мощности передачи.

средство измерения для измерения потерь на трассе распространения сигнала связи от абонентского терминала и потерь на трассе вследствие взаимной помехи для упомянутого сигнала связи и

средство назначения для назначения абонентскому терминалу, по меньшей мере, одного блока поднесущих из набора блоков поднесущих на основе упомянутого измерения.