СПОСОБ И УСТРОЙСТВО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОРЕСУРСОВ Российский патент 2010 года по МПК H04W92/10 

Область изобретения, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области мобильной радиосвязи и, в частности, к области распределения ресурсов.

Уровень техники

В области мобильной радиосвязи качество линии радиосвязи, по которой передаются данные, меняется во времени из-за изменений расстояния между мобильной станцией и базовой радиостанцией, изменений помех со стороны других линий радиосвязи, изменений характера отражений радиоволн, вызванных, например, проходящими автомобилями и т.д. Такие изменения в условиях прохождения радиосигналов будут по-разному влиять на различные каналы. Следовательно, чтобы гарантировать соединение хорошего качества между мобильным терминалом и базовой радиостанцией, качество линии радиосвязи предпочтительно должно контролироваться и если контроль показывает, что качество линии радиосвязи неприемлемо или может быть улучшено, должны предприниматься действия. Такие действия могут содержать повторное планирование линии радиосвязи для другого канала и/или изменение формата передачи, такое как изменение схемы модуляции и параметров кодирования канала в соответствии с новыми условиями.

При распределении радиоресурсов по линиям радиосвязи внутри соты важно принять во внимание помехи со стороны линий радиосвязи в других сотах, которые ведут передачу на той же частоте.

В патентной заявке США 5956642 обеспечиваются способ и система адаптивного распределения каналов в многочастотной, многоканальной системе, в которой помехи от соседних каналов между сотами уменьшены. В раскрытом способе и системе начальный поднабор, состоящий из М каналов, выбирается из большего набора, состоящего из K каналов, которые доступны для связи по каждой отдельной линии связи многочастотной многоканальной системы. Поднабор из М каналов используется для осуществления связи по линии связи. Поскольку связь осуществляется через линию связи, уровень "сигнал/помеха" (C/I) в канале для каналов внутри поднабора из М каналов и уровень помехи (I) для всех N доступных каналов периодически измеряется. Во время связи по линии связи система по результатам измерений C/I и I определяет, имеется ли в соте, в которой существует линия связи, по меньшей мере, один более предпочтительный неиспользуемый канал, который мог бы дать лучший прием сигнала, чем, по меньшей мере, один канал набора из M каналов. Если определяется, что существует, по меньшей мере, один более предпочтительный неиспользуемый канал, система изменяет конфигурацию поднабора из М каналов, чтобы ввести в нее, по меньшей мере, один неиспользуемый канал.

Сущность изобретения

Проблема, к которой относится настоящее изобретение, состоит в том, как улучшить характеристики системы мобильной радиосвязи.

Эта проблема решается способом распределения радиоресурсов, по меньшей мере, для одной линии радиосвязи в соте в системе мобильной радиосвязи. Способ содержит этапы, на которых создают оценку стоимости распределения радиоресурсов, доступных для распределения, по меньшей мере, для одной линии радиосвязи, причем оценку стоимости создают в зависимости от того, какие радиоресурсы были использованы внутри соты в предыдущих интервалах времени, и распределяют радиоресурсы, по меньшей мере, для одной линии радиосвязи в зависимости от оценки стоимости.

Проблема дополнительно решается с помощью устройства распределения радиоресурсов, по меньшей мере, для одной линии радиосвязи в соте в системе мобильной радиосвязи. Устройство содержит средство оценки стоимости для создания оценки стоимости распределения радиоресурсов, доступных для распределения, по меньшей мере, для одной линии радиосвязи, причем средство оценки стоимости выполнено с возможностью создания оценки стоимости в зависимости от того, какие радоресурсы были использованы внутри соты в предыдущих интервалах времени.

С помощью способа и устройства, соответствующих предложенному изобретению, может быть достигнуто улучшение характеристик системы мобильной радиосвязи, поскольку могут быть снижены помехи, влияющие на линии радиосвязи в системе, и воздействующие помехи становятся более предсказуемыми. В соответствии с изобретением при принятии решений о распределении может быть принято во внимание влияние изменения ресурсов, выделенных линиям радиосвязи в соте, на помехи, создаваемые в соседних сотах.

В одном варианте осуществления изобретения способ дополнительно содержит этапы, на которых создают оценку качества радиоресурсов, доступных для распределения, сравнивают оценку качества радиоресурсов с оценкой стоимости, создавая результат сравнения, и распределяют радиоресурсы для линии радиосвязи в соответствии с результатом сравнения. В этом варианте осуществления устройство содержит средство оценки качества, выполненное с возможностью оценки показателя качества радиоресурсов, доступных для распределения, и создания оценки качества линии радиосвязи, средство сравнения, выполненное с возможностью сравнения оценки качества линии радиосвязи с оценкой стоимости, и создания результата сравнения, и средство распределения, выполненное с возможностью распределения радиоресурсов, по меньшей мере, для одной линии радиосвязи в соответствии с результатом сравнения. Тем самым достигается то, что выигрыш от распределения конкретных ресурсов по линиям радиосвязи внутри соты может быть взвешен относительно стоимости с точки зрения повышенных изменений помех в соседних сотах и решение о распределении будет приниматься соответственно. Например, если доступны несколько элементов ресурса, обладающих одним и тем же выигрышем по качеству, элементы ресурса, вызывающие наименьшее изменения помех в соседних сотах, могут быть распределены первыми, а элементы ресурса, вызывающие большие изменения помех, будут распределяться только при необходимости.

В системе, в которой радиоресурсы распределяются по каналам, разделенным по временным интервалам, этап создания оценки стоимости может содержать проверку, был ли доступный канал распределен линии радиосвязи в соте в течение временного интервала, являющегося самым последним спланированным временным интервалом, и увеличение оценки стоимости, если доступный канал не был распределен линии радиосвязи в самом последнем спланированном временном интервале. В такой системе средство оценки стоимости устройства может быть выполнено с возможностью проверки, был ли доступный канал распределен линии радиосвязи в соте в течение временного интервала, являющегося самым последним спланированным временным интервалом, и увеличения оценки стоимости, если доступный канал не был распределен для линии радиосвязи в самом последнем спланированном временном интервале. Тем самым достигается, что вероятность изменений, возникающих в наборе каналов, используемых внутри соты, уменьшается, и создаваемые помехи в соседних сотах, следовательно, менее вероятно будут флюктуировать между временными интервалами.

В другом аспекте изобретения, когда оно осуществляется в системе, в которой радиоресурсы организуют в каналы, разделенные на временные интервалы, этап создания оценки стоимости содержит проверку спектрального расстояния между каналом, распределенным в соте в течение временного интервала, являющегося самым последним спланированным временным интервалом, и каналом, доступным для распределения, причем оценка стоимости увеличивается с увеличением упомянутого спектрального расстояния. В этом аспекте средство оценки стоимости выполнено с возможностью проверки спектрального расстояния между каналом, распределенным в соте в течение временного интервала, являющегося самым последним спланированным временным интервалом, и каналом, доступным для распределения, и создания оценки стоимости способом, при котором оценка стоимости увеличивается с увеличением спектрального расстояния. Тем самым достигается, что каналы, которые не были использованы в предшествующем временном интервале, но которые спектрально расположены около канала, который был использован в предшествующем временном интервале, могут быть более предпочтительны по сравнению с каналами, которые спектрально более далеки от любого ранее использованного канала.

Изобретение может использоваться для идентификации нового набора каналов, которые должны быть распределены по линиям радиосвязи внутри соты. Может быть создано множество результатов сравнения, и каналы нового набора каналов могут выбираться в соответствии с результатами сравнения.

Способ, соответствующий изобретению, может преимущественно содержать этап оценки числа линий радиосвязи внутри соты, приводя в результате к определению показателя нагрузки, и выполнение этапа создания оценки стоимости может затем быть оговорено условием, что показатель нагрузки должен быть ниже порога нагрузки. Поскольку изменения в наборе каналов, используемых в соте, скоре всего, если нагрузка низкая, должны вызвать изменения помех в соседних сотах, оценка стоимости играет большую роль в ситуациях с низкой нагрузкой. Кроме того, когда нагрузка в соте высокая, количество доступных каналов внутри соты ниже и степень свободы при выборе каналов для распределения будет более низкой. Следовательно, время и ресурсы для выполнения вычислений могут использоваться более эффективно, если оценка стоимости создается только тогда, когда нагрузка превышает определенный порог нагрузки.

Изобретение дополнительно обеспечивает компьютерный программный продукт для выполнения способа и базовую радиостанцию, а также систему мобильной радиосвязи, содержащие упомянутое устройство.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения и его преимуществ здесь делается ссылка на последующие описания в сочетании с сопроводительными чертежами, на которых:

Фиг.1 - схематическое изображение системы мобильной радиосвязи.

Фиг.2a - схематическое изображение временного интервала, содержащего многочисленные элементы ресурса.

Фиг.2b - канал, содержащий элементы ресурса, занимающие один и тот же диапазон частот в различных временных интервалах.

Фиг.3 - блок-схема последовательности операций способа оценки, может ли новый набор каналов внутри соты улучшить характеристики системы мобильной связи по сравнению с набором каналов, ранее использованных внутри соты.

Фиг.4 - блок-схема последовательности операций способа выбора нового набора каналов, которые будут распределены по линиям радиосвязи внутри соты.

Фиг.5 - график, схематично иллюстрирующий пример того, как может изменяться вклад стоимости и качества при распределении элемента ресурса для линии радиосвязи в зависимости от того, какой элемент ресурса распределяется.

Подробное описание

На фиг.1 схематично показана система 100 мобильной радиосвязи, в дальнейшем упоминаемая как система 100, в которой мобильная станция 105 может осуществлять связь с базовой станцией 110 по линии 115 радиосвязи. Базовые станции 110 подключаются к основной сети, которая не показана на чертеже. Географическая зона, обслуживаемая базовой станцией 110 часто упоминается как сота 120.

Линия 115 радиосвязи обычно может использоваться для речевых вызовов, а также для сеансов передачи данных. В дальнейшем вызовы, а также сеансы передачи данных будут упоминаться как сеансы связи. Различные сеансы связи могут содержать осуществление связи между одной и той же мобильной станцией 105 и базовой радиостанцией 110 по одной и той же линии 115 радиосвязи или между различными мобильными станциями 105 и базовой радиостанцией 110 по различным линиям 115 радиосвязи.

В дальнейшем радиоресурсы, доступные для осуществления связи между базовой радиостанцией 110 и мобильными терминалами 105, будут рассматриваться как состоящие из множества элементов ресурса. Элемент ресурса является самым малым элементом, который может быть распределен линии 115 радиосвязи, и часто является самым малым элементом, для которого формат передачи постоянен. На фиг. 2a концепция элементов ресурса показана для системы 100, работающей в соответствии с принципами многостанционного доступа с временным и частотным разделением (TD/FDMA). Показанный на чертеже временной интервал 200 линии 115 радиосвязи имеет длительность T_frame и диапазон частот F_frame. Как показано на фиг. 2а, временной интервал 200 состоит из множества элементов 205 ресурса, каждый из которых имеет длительность T_unit = T_frame и ширину полосы F_unit = F_frame /N, где N - количество элементов 205 ресурса во временном интервале 200. Элементы 205 ресурса, которые используют один и тот же диапазон частот, но возникают в различных временных интервалах 200, будут в дальнейшем упоминаться как канал 210. Концепция канала схематично показана на фиг.2b, где выделены четыре элемента 205 ресурса в четырех различных временных интервалах 200i-200iv, осуществляющие передачу на одной и той же частоте и, следовательно, принадлежащие к одному и тому же каналу 210. Примеры, представленные на фиг.2, являются примером того, как временной интервал 200 в системе 100, основанной на многостанционном доступе с частотным разделением, может быть разделен на элементы 205 радиоресурса. В системе 100, основанной на других способах обеспечения многостанционного доступа, элемент 205 радиоресурса может быть определен другими параметрами. В системе 100, основанной на многостанционном доступе с кодовым разделением каналов, например, элемент 205 радиоресурса может быть определен параметрами времени и распределенного кода. В дальнейшем, только для целей иллюстрации, изобретение будет описано с точки зрения системы 300, действующей по принципу многостанционного доступа с временным и частотным разделением.

Термин "канал" 210 в дальнейшем будет использоваться для указания одного или более элементов 205 радиоресурса, использующих конкретный диапазон частот. В некоторых системах элементы 205 ресурса могут назначаться линии 115 радиосвязи для каждого временного интервала. Затем планирование повторяется и элементы 205 ресурса, запланированные для той же самой линии 115 радиосвязи в различных временных интервалах 200, часто принадлежат различным каналам 210. В других системах, таких как ранние версии системы GSM, линия 115 радиосвязи выделяется для передачи по определенному каналу 210, пока не будут получены другие команды.

Качество линии 115 радиосвязи изменяется во времени и зависит, например, от изменения расстояния между мобильной станцией 105 и базовой радиостанцией 110, изменения помех от других линий 115 радиосвязи, изменения в характере отражения радиоволн, вызванных, например, проходящими автомобилями, и т. д. Чтобы гарантировать связь хорошего качества по линии 115 радиосвязи, качество линии радиосвязи обычно контролируется. Такой контроль может, например, содержать измерения отношения "сигнал/помеха" (C/I) в канале(-ах) 210, используемом линией 115 радиосвязи, где мощность сигнала на линии 115 радиосвязи сравнивается с помехой, воспринимаемой в месте расположения мобильной станции 105 в нисходящей линии связи и в месте расположения базовой станции 110 в восходящей линии связи. Если контроль показывает, что качество должно быть улучшено, линия 115 радиосвязи может, например, быть перераспределена на другой канал(-ы) 210 или формат передачи может быть соответствующим образом видоизменен. Для сбора информации, которая должна использоваться при принятии решения, следует ли перераспределять линию 115 радиосвязи на другой канал 210, обычно измеряется помеха, I, воспринимаемая мобильной станцией 105 на каналах 210, доступных для распределения мобильной станцией 105, но в данный момент не используемых мобильной станцией 105.

Только для целей иллюстрации качество линии 115 радиосвязи в дальнейшем будет считаться определяемым посредством измерений отношения "сигнал/помеха". Однако альтернативно могут использоваться другие способы определения качества линии 115 радиосвязи и качество может, например, измеряться с точки зрения мощности сигнала, отношения "сигнал/шум", частоты появления ошибок по битам, частоты появления ошибочных блоков или скорости передачи информации.

Помеха, воспринимаемая мобильной станцией 105 в соте 120, обычно отличается от помехи, воспринимаемой другими мобильными станциями 105 в той же самой соте 120, так как воспринимаемая помеха меняется в зависимости от местоположения. Кроме того, условия радиосвязи различаются для различных мобильных станций 105 из-за различных местоположений относительно базовой станции 110. Следовательно, значение C/I для одного и того же канала 210, доступного в соте 320, различно для различных мобильных станций 105 и каналы 210 с благоприятным отношением C/I и значением I различаются для различных мобильных станций 105. Каналы 210, предпочтительные для одной и той же мобильной станции 105, будут варьироваться во времени по мере движения мобильной станции 105 внутри соты 120 и по мере того, как меняется количество и местоположение мешающих мобильных станций 105.

Когда нагрузка трафика в соте 120 низкая или умеренная, количество каналов 120 в соте 120, которые не были распределены по линии 115 радиосвязи, значительно. Следовательно, имеется большая степень свободы распределения каналов 210 по линиям 115 радиосвязи. В случае низкой или средней нагрузки трафика каналы 210, распределяемые по различным линиям 115 радиосвязи в соответствии со способом, в котором распределение ресурсов выполняется в соответствии с результатами измерения качества линии 115 радиосвязи, обычно должны привести в результате к распределению ресурсов, при котором различные мобильные станции 105 назначаются каналам 210, которые спектрально разнесены друг относительно друга. Дополнительно, в системе 100, в которой распределение каналов непрерывно обновляется в текущем сеансе связи, элементы 205 ресурса, распределяемые одной и той же линии 115 радиосвязи в различные моменты времени, могут иметь значительно различающиеся частоты.

То, какие каналы 210 используются для передачи по линиям 115 радиосвязи в соте 120, влияет на характер помех в соседних сотах 120. Быстрые изменения в каналах 210, используемых для передачи данных в соте 120, будут приводить к изменениям характера помех в соседних сотах 120, с быстрыми и непредсказуемыми изменениями воспринимаемой помехи в соседних сотах 120. Такой непредсказуемый характер помех может делать результаты измерения значений C/I или I в соседних сотах 120 неточными из-за изменений помехи в течение времени усреднения измерений, а также из-за любых изменений помехи, которые, возможно, могли произойти в промежутке между временем измерения и временем использования результатов измерений для распределения ресурсов. Следовательно, решения о распределении ресурсов могут быть приняты на основе отношения C/I и значения I, которые уже недействительны. Дополнительно, любое решение, принятое по изменению формата передачи элемента 205 ресурса в соответствии с качеством линии 115 радиосвязи, также будет принято на неправильной основе. Это может вызывать менее эффективное использование радиоресурсов с точки зрения пакетных ошибок, пакетных ретрансляций и увеличенных задержек передачи пакетов.

В соответствии с изобретением изменение набора каналов 210, которые используются для передачи внутри соты 120, связывается со стоимостью. Перед изменением набора каналов 210, используемых внутри соты 120, на новый набор каналов 210 эта стоимость может быть сравнена с выигрышем по качеству, ожидаемым от изменений в каналах 210, чтобы определить, следует ли выполнять изменения в каналах 210.

Блок-схема последовательности выполнения операций, схематично представляющая способ, соответствующий изобретению, для распределения радиоресурсов внутри системы 100, показана на фиг. 3. На этапе 300 оценивается итоговый выигрыш по качеству, G, от изменения набора каналов 210, используемых внутри соты 120, на новый набор каналов 210. Итоговая стоимость, C, от изменения каналов 210, используемых внутри соты 120, на новый набор каналов 210 оценивается на этапе 305. На этапе 310 общий выигрыш по качеству, G, затем сравнивается с итоговой стоимостью, C. Если на этапе 310 определяется, что итоговая стоимость меньше, чем итоговый выигрыш по качеству, то переходят к этапу 315, на котором набор каналов 210, используемый внутри соты 120, измененяется на новый набор каналов 210. Процесс затем заканчивается на этапе 320.

Если, с другой стороны, на этапе 310 определяется, что итоговый выигрыш по качеству меньше, чем итоговая стоимость, то происходит переход к этапу 320 без перехода к этапу 315.

Вычисление итогового выигрыша по качеству, G, выполненное на этапе 310, может содержать, например, сравнение числа битов полезной нагрузки, которое могло бы быть возможным для передачи, используя новый набор каналов 210, с числом битов полезной нагрузки, которое было бы возможно для передачи с предыдущим набором каналов 210. Эти вычисления могут предпочтительно основываться на результатах измерений C/I, с помощью которых могут быть оценены подходящий формат передачи и, следовательно, число битов полезной нагрузки. Могут использоваться альтернативные способы вычисления итогого выигрыша по качеству, G. Пример способа, при котором итоговый выигрыш по качеству определяется как сумма значений C/I для нового набора каналов 210, используемого в соте 120, уменьшенная на сумму значений C/I для ранее использовавшегося набора каналов 210, приводится в уравнении (1).

В соте 230, где имеются R текущих сеансов связи, во время которых передаются данные по R линиям 115 радиосвязи и где сеансы связи обладают различными приоритетами, приоритеты могут учитываться при вычислении итогового выигрыша по качеству, G, для нового набора каналов 210. Ожидаемый индивидуальный выигрыш по качеству, g, для каждой линии 115 радиосвязи может быть вычислен отдельно и весовой коэффициент, p, отражающий приоритет сеанса связи при передаче по линии 115 радиосвязи, может применяться перед тем, как вычисляется итоговый выигрыш по качеству, G:

Индивидуальный выигрыш по качеству, g, линии 115 радиосвязи получается как разность между измеренным качеством элементов 205 ресурса, выделенных линии 115 радиосвязи в новом временном интервале, и измеренным качеством элементов 205 ресурса, выделенных линии 115 радиосвязи в предшествующем временном интервале 200.

Вычисление стоимости, C, на этапе 305 предпочтительно выполняется таким способом, что итоговая стоимость, C, увеличивается, когда новый набор каналов 210 содержит канал 210, который не был распределен никакой линии 115 радиосвязи в соте 120 в предшествующем временном интервале 200. Пример функции, которая могла бы использоваться для вычисления итоговой стоимости, C, приводится в уравнении (3), в котором A ^new обозначает новый набор каналов 210, а A ^previous обозначает предыдущий набор каналов 210, используемый в соте 120 в предшествующем временном интервале 200. В новом наборе каналов A ^new для каждого канала 210, который не является частью предыдущего набора каналов A ^previous, итоговая стоимость C увеличивается на f, то есть стоимость пропорциональна количеству элементов различий между новым набором каналов A ^new и предыдущим набором каналов A ^previous .

Функция стоимости, выраженная уравнением (3), учитывает только то, использовался ли канал 210 из нового набора каналов A ^new в предшествующем наборе каналов A ^previous, использовавшемся в соте 120. Вычисление стоимости, C, могло бы с успехом дополнительно учитывать спектральное расстояние между каналом 210 нового набора каналов A ^new и любым каналом 210, который использовался ранее, так чтобы ресурсы, спектрально близкие к каналам 210, использовавшимся в соте 120 в предшествующем временном интервале 200, были более дешевыми, чем каналы 210, которые спектрально удалены от ресурсов, использовавшихся в предшествующем временном интервале 200. В уравнении (4) приводится пример функции, используемой для вычисления стоимости, C, основанного на этом принципе:

Сумма в выражении (4) берется по всем n каналам A _j ^new, j=1,..n нового набора каналов 210, d обозначает спектральное расстояние до ближайшего канала 210, который использовался в предшествующем наборе каналов A ^previous, использовавшемся в соте 120, и d _thresh обозначает спектральное расстояние, выше которого стоимость не изменяется.

Оба выражения (3) и (4) приводят к стоимости, связываемой с распределением канала 210, который не был распределен в предшествующем временном интервале 200. Однако функция стоимости может быть разработана таким способом, чтобы каналы 210, которые спектрально близки к каналам 210, использовавшимся в предшествующем временном интервале 200, не были связаны со стоимостью.

Дополнительно, каналы 210, которые использовались в недавнем прошлом, могут быть менее дорогими, чем каналы 210, которые не использовались в течение более длительного периода времени. Следовательно, канал 210, который не использовался в предшествующем временном интервале 200, но использовался во временном интервале 200 до него, может быть, например менее дорогостоящим в использовании, чем канал 210, который не использовался в любом из двух предшествующих временных интервалов 200.

В уравнениях (3) и (4), которые представляют примеры того, как оценивать итоговую стоимость, C, распределения нового набора каналов 210 внутри соты 120, отсутствует какая-либо стоимость, связанная с распределением канала 210, который использовался линией 115a радиосвязи в предшествующем временном интервале 200, другой линии 115b радиосвязи в новом временном интервале 200. В другом варианте осуществления распределение канала 210 для линии 115b радиосвязи, когда распределенный канал 210 был распределен другой линии 115a радиосвязи в предшествующем временном интервале 200, будет связано со стоимостью. Эта стоимость с успехом может быть меньшей стоимостью, чем если бы канал 210 не использовался в предшествующем временном интервале 200 вообще.

Коэффициент f в выражениях (3) и (4) для стоимости может быть оценен различными способами и преимущественно может выбираться в соответствии со свойствами системы 100, к которой применяется вычисление стоимости. Оценка коэффициента f может преимущественно быть получена путем эмпирических исследований влияния изменений в наборе каналов 210, используемых в соте 120, на соседние соты. Начальная оценка f может быть, например, f = 0,5 дБ.

Коэффициент f преимущественно может зависеть от нагрузки трафика. Нижеследующий упрощенный пример демонстрирует, как коэффициент f может изменяться в зависимости от нагрузки трафика. Полагая, что система 100, в которой каждая сота 120 окружена М соседними сотами 120, вероятность того, что базовая станция 110 в соте 120 активно ведет передачу на канале 210, составляет P _act и помеха, воспринимаемая в соте 120 от соседней соты 120, независима от того, в которой из М соседних сот 120 возникает помеха.

Пусть вклад помехи в соседней соте 120b от канала 210 в соте 120a, для которого стоимость должна быть вычислена, будет обозначен I _own. Пусть (I _other) обозначает среднюю помеху в соседней соте 120b, вызванную другими сотами 120c. Предположим, что соседняя сота 120b воспринимает помеху от М одинаково создающих помеху сот 120, одной из которых является сота 120a, и что вероятность того, что сота 120 активно ведет передачу по каналу 210, равна P _act. Тогда I _own может быть выражено следующим образом:

Изученное на опыте отношение между значением C/I для канала 210 в соседней соте 120b до и после распределения канала 210 в соте 120a может затем выражено следующим образом:

где N обозначает тепловой шум. Если помеха превышает тепловой шум, то есть (Iother) >> N, то тогда

Из выражения (5) может видеть, что в этом упрощенном примере уменьшение значения C/I в соседней соте 120b из-за распределения канала 210 в соте 120a больше, когда значение P _act низкое, то есть, когда нагрузка в системе 100 низкая. Следовательно, коэффициент f может быть выше скорее для низких нагрузок трафика, чем для высоких нагрузок трафика.

Когда помеха, воспринимаемая на канале в соседних сотах, высокая, добавление линии радиосвязи, использующей канал, вызовет меньшие изменения помехи, чем когда вопринимаемая помеха является низкой. Следовательно, оценка стоимости часто более важна в ситуациях с нагрузкой от низкой до средней. Механизм определения нагрузки внутри соты (и/или внутри соседних сот) мог бы быть успешно реализован. Создание оценки стоимости и сравнение между стоимостью и выигрышем по качеству могли бы выполняться в ситуациях с низкой нагрузкой и отключаться для более высоких нагрузок.

Способ, показанный на фиг. 3, может выполняться всякий раз в ситуациях, когда набор каналов 210, используемый для передачи внутри соты 120, должен быть изменен, таких как когда в соту 120 вводится новый сеанс связи, когда измерения качества линии 115 радиосвязи указывают, что один или больше каналов 210, используемых для линии 115 радиосвязи, не обеспечивают соответствующее качество или когда сеанс связи требует большей мощности передачи, чем могут обеспечить элементы 205 ресурса, в данный момент выделенные для линии 115 радиосвязи. Способ может с успехом использоваться для управления доступом новых сеансов связи в системе 100. В системе 100, где элементы 205 ресурса могут выделяться линиям 115 радиосвязи для каждого временного интервала, способ, показанный на фиг. 3, может выполняться между каждыми временными интервалами 200 или так часто, как это необходимо.

Способ, показанный на фиг. 3, предполагает, что новый набор каналов 210 был предложен для использования линиями 115 радиосвязи внутри соты 120 до перехода к этапу 300, например, посредством идентификации канала(-ов) 210, который может улучшить значение C/I для одной или более мобильных станций 105 в соте 120. Однако способ, подобный показанному на фиг. 3, может также использоваться для идентификации предпочтительного набора каналов 210 для одной или более мобильных станций 105 внутри соты 120 посредством повторного вычисления ожидаемого выигрыша по качеству относительно стоимости для множества различных новых наборов каналов 210 и выбора набора каналов 210, имеющего благоприятный выигрыш по качеству относительно стоимости для распределения каналов внутри соты 120.

Пример способа идентификации нового набора каналов 210, который должен быть распределен набору линий 115 радиосвязи посредством оценки доступных каналов 210 на индивидуальной основе в соответствии с одним аспектом изобретения, схематично показан на фиг. 4, где набор линий 115 радиосвязи содержит m линий радиосвязи, обозначенных R _i i =1,..., m, и имеются N каналов 210, доступных для распределения, где N каналов обозначаются A _j, j = 1,..., N. В способе, показанном на фиг. 4, вычисляется показатель b(ij) вклада в качество канала A _j, используемого линией R _i радиосвязи. Вклад b в качество может, например, быть выражен как измеренное значение C/I для канала A _j или как оценка числа битов, которые могут успешно быть переданы по каналу A _j. Вклад b в качество является показателем качества канала 210, который отличается от ранее обсужденного выигрыша по качеству тем, что вклад b в качество не связан с характеристиками в любом другом временном интервале 200, тогда как выигрыш по качеству связан с улучшением характеристик в предшествующем временном интервале 200.

На этапе 400, показанном на фиг. 4, вклад b(i,j) в качество вычисляется для каждой комбинации линии R _i радиосвязи и канала A _j. На этапе 405 стоимость c(j) использования канала A _j вычисляется для каждого канала A _j. Стоимость c(j) может, например, быть вычислена, используя одно из следующих выражений, сравните с выражениями (3) и (4):

или

где B обозначает ранее использовавшийся набор каналов, и d _j - спектральное расстояние между каналом A _j и ближайшим каналом 210 в ранее использовавшемся наборе каналов B. Пороговое расстояние, d _thres, определяется как максимальное расстояние между каналом A _j и ближайшим каналом 210, использовавшимся в предшествующем наборе каналов, для которых стоимость использования канала A _j уменьшается из-за близости к уже используемому каналу 210. Стоимости c(j) связана со стоимостью использования конкретного канала A _j, тогда как итоговая стоимость, C, выраженная уравнениями (3) и (4), связана со стоимостью использования нового набора каналов 210. Стоимость c(j) может быть определена другими способами и может, например, учитывать использование любых временных интервалов 200 в недавнем прошлом в дополнение к самому последнему предшествующему временному интервалу 200.

Затем происходит переход к этапу 410, на котором для всех комбинаций (R _i, A _j) вклад, b(i,j), в качество при использовании конкретного канала A _j на конкретной линии R _i радиосвязи сравнивается со стоимостью, с(j), использования канала A _j. Разница между вкладом, b(ij), в качество и стоимостью, c(j), будет упоминаться как чистый вклад, B(ij), в качество распределения конкретного канала Aj конкретной линии R _i радиосвязи. На этапе 410 чистый вклад B в качество вычисляется для всех комбинаций (R _i , A _j). На этапе 415 определяется комбинация (R _i , A _j), которая в результате дает самое высокое значение чистого вклада B в качество. Эта комбинация упоминается как наилучшая доступная комбинация (R _i , A _j)_max. На этапе 420 канал A _j с (R _i , A _j)_max распределяется линии R _i радиосвязи с (R _i , A _j)_max. На этапе 420 все комбинации (R _i , A _j), относящиеся к каналу A _j с (R _i , A _j) удаляются из набора доступных комбинаций. На этапе 430 проверяется, нуждается ли линия R _i радиосвязи с (R _i , A _j)_max в дополнительных ресурсах. Если нуждается, происходит переход к этапу 440. Если не нуждается, переход происходит, однако, к этапу 435, на котором все комбинации, содержащие линию R _i радиосвязи с (R _i , A _j)_max, удаляются из набора доступных комбинаций (R _i , A _j). Затем происходит переход к этапу 440. На этапе 440 проверяется, существуют ли какие-либо доступные комбинации (R _i , A _j). Если такие комбинации не существуют, процесс заканчивается на этапе 445.

Способ, показанный на фиг.4, может использоваться для полного перераспределения всех радиоресурсов внутри соты 120 активным линиям 115 радиосвязи в соте. Способ может также применяться при перераспределении частей радиоресурсов.

Пример того, как стоимость, c(j), и вклад, b(i,j), могут изменяться как функция канала 210 для конкретной линии 115 радиосвязи, показан на фиг. 5. Временной интервал 200 содержит N элементов 205 ресурса с различными частотами, обозначенными как 0,...., N-1. Вклад b(j) в качество, а также стоимости c(j) наносятся на график как функция элемента 205 ресурса (то есть, как функция канала 210). Вклад b(j) в качество при использовании элемента 205 ресурса для конкретной линии 115 радиосвязи основывается на результатах измерения качества на канале 210, которому принадлежит элемент 205 ресурса. Стоимость использования элемента 205 ресурса в примере, показанном на фиг.5, основана на том, использовался ли канал 210, к которому принадлежит элемент 205 ресурса, в предшествующем временном интервале 200, и вычисляется согласно выражению, подобному соотношению (7), с добавлением текущей стоимости, связанной с распределением ранее использовавшегося канала 210 линии 115 радиосвязи, отличной от той, которая использовалась в предшествующем временном интервале 200. На оси, представляющей элементы 205 ресурса на графике на фиг. 5, отметка "X", расположенная на элементе 205 ресурса, указывает, что элемент 205 ресурса принадлежит каналу 210, который был распределен линии 115 радиосвязи в предшествующем временном интервале 200. Пороговое расстояние, d _thresh, в примере, показанном на фиг.5, устанавливается в три раза большим, чем ширина полосы элемента 205 ресурса. Элементы 205 ресурса, показанные на фиг.5, для которых вклад b(j) в качество превышает стоимость c(j), могут с успехом быть распределены линии 115 радиосвязи.

В соответствии с изобретением система 100 содержит устройство сравнения для выполнения сравнения между качеством, достигнутым путем распределения ресурсов, и стоимостью, вызванной распределением ресурсов. Устройство сравнения может с успехом быть осуществлено на базовых радиостанциях 110 системы 100. На фиг. 1 базовые радиостанции 110 показаны как содержащие устройство 125 сравнения. Устройство 125 сравнения может альтернативно быть осуществлено в контроллере базовой станции или в подобном модуле, в релейном модуле, расположенном между мобильной станцией 105 и базовой радиостанцией 110, или в другом месте в системе 100. Устройство 125 сравнения может быть выполнено с возможностью приема результатов измерений качества канала как в восходящей, так и в нисходящей частях линий 115 радиосвязи, и может быть выполнено с возможностью проведения сравнений качества/стоимости как для восходящей, так и для нисходящей частей линий 115 радиосвязи. Устройство сравнения с успехом может быть осуществлено как программное обеспечение. Устройство сравнения может также быть осуществлено в мобильной станции 105. Это могло бы быть особенно полезно в системе 100, где мобильная станция 105 может выбирать, какие каналы 210 использовать для передачи.

Изобретение особенно полезно в системах с несколькими несущими, таких как система, использующая доступ с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), в которой перераспределение каналов 210 повторяется во времени подобно длительности временного интервала 200. В таких системах флюктуации помех являются быстрыми и непредсказуемыми. Однако изобретение может с успехом применяться к любой системе 100, в которой распределение ресурсов в одной соте 120 вызывает помехи в соседней соте 120. Изобретение может использоваться для распределения ресурсов как в восходящей, так и в нисходящей частях линии 115 радиосвязи.

В соответствии с изобретением способ и устройство обеспечивают путь создания предсказуемой помеховой ситуации во многосотовых сетях, работающих при низких и умеренных нагрузках, позволяя, в то же время, производить распределение ресурсов в соте 120 независимо от текущего распределения ресурсов в других сотах 120.

Изобретение относится к области мобильной связи и, в частности, к области распределения ресурсов. Технический результат заключается в улучшении характеристик системы мобильной радиосвязи. Для этого оценку стоимости распределения радиоресурсов, доступных для распределения, по меньшей мере, одной линии радиосвязи внутри соты, создают в зависимости от того, какие радиоресурсы были использованы внутри соты в предыдущих интервалах времени. Эту оценку стоимости можно сравнивать с выигрышем по качеству от распределения радиоресурсов линии радиосвязи, и решение о распределении может быть принято в зависимости от результата сравнения. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ распределения радиоресурсов (205, 210), по меньшей мере, одной линии (115) радиосвязи в соте (120) в системе (100) мобильной радиосвязи, в которой радиоресурсы организованы в каналы (210), разделенные на временные интервалы (200), отличающийся тем, что содержит этапы, на которых
создают (305; 405) оценку стоимости распределения радиоресурсов, доступных для распределения, по меньшей мере, одной линии радиосвязи, причем оценку стоимости создают в зависимости от того, какие радиоресурсы были использованы внутри соты в предыдущих интервалах времени; и
распределяют радиоресурсы, по меньшей мере, одной линии радиосвязи в зависимости от оценки стоимости,
причем этап создания оценки стоимости содержит этапы, на которых
проверяют, был ли доступный канал распределен линии (115) радиосвязи в соте в течение временного интервала, являющегося самым последним спланированным временным интервалом; и
связывают стоимость с доступным каналом, если он не был распределен линии радиосвязи в самом последнем спланированном временном интервале.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых
создают (300; 400) оценку качества радиоресурсов, доступных для распределения;
сравнивают (310; 410) оценку качества радиоресурсов с оценкой стоимости, получая в результате результат сравнения; и при этом
этап распределения содержит этап, на котором распределяют радиоресурсы линии радиосвязи в соответствии с результатом сравнения.

3. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором
этап создания оценки стоимости содержит этап, на котором проверяют спектральное расстояние между каналом, распределенным в соте в течение временного интервала, являющегося самым последним спланированным временным интервалом, и каналом, доступным для распределения, причем оценка стоимости увеличивается с увеличением упомянутого спектрального расстояния.

4. Способ по п.2, в котором
распределение ресурсов содержит этап, на котором распределяют ресурсы для, по меньшей мере, двух линий радиосвязи, по которым ведут передачу сеансов связи с различными приоритетами; и в котором этап сравнения выполняют таким образом, что учитывают приоритеты сеансов связи.

5. Способ по п.2, в котором
доступные радиоресурсы содержат, по меньшей мере, два различных доступных канала;
этап создания оценки качества радиосвязи содержит этап, на котором создают (400) оценку качества радиосвязи для, по меньшей мере, двух различных каналов;
этап создания оценки стоимости содержит этап, на котором создают (405) оценку стоимости для, по меньшей мере, двух различных каналов;
этап сравнения содержит этап, на котором выдают, по меньшей мере, два результата сравнения; и в котором
этап распределения содержит этап, на котором выбирают (415) каналы, которые должны быть распределены, по меньшей мере, одной линии радиосвязи, на основании, по меньшей мере, двух результатов сравнения.

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых
оценивают количество линий радиосвязи внутри соты, что приводит в результате к определению показателя нагрузки; и в котором
выполняют этап создания оценки стоимости при условии, что показатель нагрузки находится ниже порога нагрузки.

7. Запоминающее устройство, выполненное с возможностью его установки в базовой радиостанции (110), содержащее набор программ компьютерной программы, при обращении к которым компьютерное средство исполняет способ для оценки радиоресурсов в соте в системе мобильной радиосвязи, содержащий этап, на котором
создают (305; 405) оценку стоимости распределения радиоресурсов, доступных для распределения, по меньшей мере, одной линии радиосвязи, причем оценку стоимости создают в зависимости от того, какие радиоресурсы были использованы внутри соты в предыдущих интервалах времени, и при этом этап создания оценки стоимости содержит этапы, на которых
проверяют, был ли доступный канал распределен линии (115) радиосвязи в соте в течение временного интервала, являющегося самым последним спланированным временным интервалом; и
связывают стоимость с доступным каналом, если доступный канал не был распределен линии радиосвязи в самом последнем спланированном временном интервале.

8. Устройство (125) для распределения радиоресурсов (205, 210), по меньшей мере, одной линии (115) радиосвязи в соте (120) в системе (100) мобильной радиосвязи, в которой радиоресурсы организованы в каналы (210), разделенные на временные интервалы, отличающееся тем, что содержит
средство оценки стоимости, выполненное с возможностью создания оценки стоимости распределения радиоресурсов, доступных для распределения, по меньшей мере, одной линии радиосвязи, причем средство оценки стоимости выполнено с возможностью создания оценки стоимости в зависимости от того, какие радиоресурсы были использованы внутри соты в предыдущих интервалах времени, при этом средство оценки стоимости дополнительно выполнено с возможностью проверки, был ли доступный канал распределен линии радиосвязи в соте в течение временного интервала, являющегося самым последним спланированным временным интервалом, и связывания стоимости с доступным каналом, если доступный канал не был распределен линии радиосвязи в самом последнем временном интервале.

9. Устройство по п.8, дополнительно содержащее
средство оценки качества, выполненное с возможностью оценки показателя качества радиоресурсов, доступных для распределения, и создания оценки качества радиосвязи;
средство сравнения, выполненное с возможностью сравнения оценки качества радиосвязи с оценкой стоимости и создания результата сравнения; и
средство распределения, выполненное с возможностью распределения радиоресурсов, по меньшей мере, одной линии радиосвязи в соответствии с результатом сравнения.

10. Устройство по любому из пп.8 и 9, в котором
средство оценки стоимости выполнено с возможностью проверки спектрального расстояния между каналом, распределенным в соте в течение временного интервала, являющегося самым последним спланированным временным интервалом, и каналом, доступным для распределения, и создания оценки стоимости таким образом, что оценка стоимости увеличивается с увеличением спектрального расстояния.

11. Устройство по п.8, содержащее средство выбора, выполненное с возможностью выбора, по меньшей мере, одного канала, подлежащего распределению, по меньшей мере, одной линии радиосвязи, на основании множества упомянутых результатов сравнения.

12. Устройство по п.8, дополнительно содержащее
средство определения нагрузки для определения нагрузки внутри соты, причем средство определения нагрузки выполнено с возможностью инициирования работы средства оценки стоимости, когда нагрузка ниже порога нагрузки.

13. Базовая радиостанция, предназначенная для связи с мобильными станциями в системе мобильной радиосвязи, содержащая устройство по любому из пп.8-11.

14. Система мобильной радиосвязи, содержащая устройство по любому из пп.8-11.