ОПТИМИЗИРОВАННОЕ ПО ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ НАЗНАЧЕНИЕ НЕСУЩЕЙ Российский патент 2010 года по МПК H04W72/08 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к управлению мощностью в системах связи, таких как системы с многостанционным доступом с кодовым разделением каналов (CDMA, МДКР). Более конкретно, настоящее изобретение относится к аспектам (высокоскоростной пакетной) связи с пакетным доступом по восходящему каналу связи, такой как улучшенный восходящий трафик (EUL, УВТ) в системах UMTS (W-CDMA).

Уровень техники

Как известно, в широкополосных системах CDMA с прямой последовательностью кодирования сигналы состоят из разных псевдослучайных двоичных последовательностей, которыми модулируют несущую. Поэтому спектр сигналов распределен по широкому диапазону частот, который является общим для множества каналов в системе. Благодаря прямой последовательности кодирования между сигналами достигается ортогональность, что обеспечивает возможность отдельного декодирования сигналов из общего диапазона частот.

Этот принцип кодирования имеет много преимуществ. Например, кодирование с расширенным спектром прямой последовательности кодирования обеспечивает существенное уменьшение воздействия затухания из-за многолучевого распространения, что позволяет эффективно использовать ресурсы спектра.

Поскольку сигналы занимают одно и то же пространство в области частот/времени, точное регулирование мощности отдельных каналов является важным аспектом систем CDMA.

В системах CDMA используется управление мощностью как в восходящем, так и в нисходящем каналах передачи данных. Одна из задач управления мощностью состоит в регулировании передатчика каждой мобильной станции, который работает в определенной ячейке приемника базовой станции таким образом, чтобы сигналы имели одинаковый уровень мощности в приемнике базовой станции независимо от положения или потерь при распространении сигналов соответствующих мобильных станций. Следует отметить, что уровень мощности для каждого объекта пользователя (UE, ОП) пропорционален скорости передачи данных.

Когда передатчиками всех мобильных станций в соте управляют таким образом, тогда общая мощность сигнала в приемнике базовой станции равна номинальной принимаемой мощности, умноженной на количество мобильных станций, при условии, что все UE используют одинаковую скорость передачи данных.

Каждый выбранный сигнал, принимаемый в базовой станции, преобразуют в сигнал, который переносит узкополосную цифровую информацию, тогда как другие сигналы, которые не были выбраны, составляют широкополосный шумовой сигнал. Однако уменьшение полосы пропускания, которое выполняется в соответствии с процессом декодирования, увеличивает отношение сигнал-шум с отрицательного значения до уровня, который обеспечивает возможность работы с приемлемой частотой возникновения ошибок.

Общая пропускная способность системы, например количество пользователей, которые могут работать в соте (ячейке) одновременно, зависит от минимального отношения сигнал-шум, которое обеспечивает данный приемлемый уровень частоты возникновения ошибок.

Стандарт спецификации Проекта партнерства 3-го поколения (3GPP) для системы мобильной телефонной связи третьего поколения поддерживает разные скорости передачи данных пользователей для разных пользователей.

В соответствии со спецификацией W-CDMA (широкополосное CDMA, Ш-МДКР) сеанс пакетной передачи восходящих данных выполняется следующим образом: объект пользователя, который пытается подключиться к сети, информируют о доступной несущей канала случайного доступа RACH (КСД) в соответствующих ячейках. Объект пользователя передает информацию, относящуюся к его идентичности и его текущему уровню мощности передачи по восходящему каналу. Как известно, базовая станция, узел B, пошагово регулирует выходную мощность каждого соответствующего объекта пользователя в соответствии с циклом TPC (УМП, управление мощностью передачи) для исключения резких изменений.

Поскольку канал RACH совместно используется для передачи восходящего трафика всех пользователей, он может стать перегруженным из-за чрезмерно большой нагрузки. Следовательно, пропускная способность данных может быть ограничена в таких обстоятельствах.

Поэтому для данного пользователя может быть назначен выделенный пакетный канал, DPCH (ВПК), который выделяется исключительно для одного объекта пользователя в соответствии с определенным кодом Хадамарда (Hadamard). Каналы DPCH доступны для данного объекта пользователя в соответствующих ячейках и на соответствующих несущих. В качестве альтернативы объект пользователя может оставаться на канале RACH.

Первое сообщение из объекта пользователя, UE, в узел B всегда передают по каналу RACH, в то время как последующие сообщения могут быть переданы либо по каналу RACH, либо по каналу DPCH. Следовательно, если сообщение RACH не будет передано, UE не сможет инициировать доступ к сети.

Фактический уровень взаимных помех в ячейке, скорость передачи данных пользователя, качество каналов и запрашиваемое качество передачи данных определяют уровень мощности передачи, требуемой для пользователя. Восходящая передача данных (в частности, в крупных ячейках) часто ограничена по мощности, то есть максимальная мощность передачи данных недостаточно высока для достижения требуемой пользователем скорости передачи данных или качества передачи.

Обычный способ определения нагрузки ячейки по восходящему каналу передачи данных состоит в определении уровня общей принимаемой мощности по сравнению с уровнем шумов в системе. Эта мера часто называется "Превышением теплового шума" (RoT, ПТШ):

(1)

где N_T представляет собой тепловой шум в приемнике базовой станции. Для данного канала связи можно видеть, что

(2)

где C_MAX (UEn) представляет собой принимаемую максимальную мощность в узле B для объекта пользователя, передающего его максимально разрешенную мощность P_MAX при потерях L на пути распространения, которые в основном зависят от расстояния до узла B.

Отношение сигнал/шум принимаемого сигнала от заданного объекта пользователя (например, UE1) в узле B может быть выражено следующим образом:

(3)

Потери на пути распространения (от UE до узла B) могут значительно изменяться в зависимости от расстояния между UE и узлом B, а также в зависимости от того, находится ли UE внутри помещения или вне помещения. Кроме того, изоляция между собственной ячейкой и соседней ячейкой существенно отличается в зависимости от положения UE.

Учитывая трудности оценки потерь на пути распространения и свойства планирования отдельной ячейки, становится проблематичным эффективно выделять ресурсы спектра.

Сущность изобретения

Первая цель настоящей заявки состоит в обеспечении эффективного назначения объектов пользователя на соответствующие несущие каналы для того, чтобы, по меньшей мере, определить приоритеты для оптимизации пропускной способности и доступа.

Эта цель была достигнута с помощью предмета изобретения по п.1 формулы изобретения.

Вторая цель изобретения состоит в описании базовой станции, оптимизирующей пропускную способность.

Эта цель была достигнута с помощью пункта 9 формулы изобретения.

Вторая цель изобретения состоит в обеспечении операции планирования ячейки, оптимизированной по пропускной способности.

Эта цель может быть достигнута с помощью предмета изобретения, представленного в пункте 10 формулы изобретения.

Дополнительные преимущества будут очевидны из следующего подробного описания изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан первый вариант воплощения двух ячеек сотовой радиосистемы в соответствии с изобретением,

на фиг.2 показан второй вариант воплощения двух ячеек сотовой радиосистемы в соответствии с изобретением,

на фиг.3 показана блок-схема первой процедуры распределения в соответствии с первым вариантом воплощения изобретения,

на фиг.4 показана получаемая в результате ситуация с зонами охвата ячеек в соответствии с изобретением,

на фиг.5 показано схематичное представление первого сценария, в котором используется процедура распределения по фиг.3,

на фиг.6 схематично представлен второй сценарий, в котором используется процедура распределения по фиг.3,

на фиг.7 схематично представлен третий сценарий, в котором используется процедура распределения по фиг.3,

на фиг.8 схематично представлен четвертый сценарий, котором используется процедура распределения по фиг.3, и

на фиг.9 показана базовая станция в соответствии с изобретением.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 представлен первый вариант воплощения плана ячейки в соответствии с изобретением, имеющий две ячейки A и B, относящиеся к восходящему трафику

W-CDMA. По несущей частоте C1 передают множество выделенных пакетных каналов DPCH и канал случайного доступа RACH, в то время как по несущей частоте C2 передают множество выделенных пакетных каналов DPCH, за которыми объекты пользователей могут быть индивидуально закреплены с использованием мультиплексирования по времени, но не к каналу случайного доступа, RACH. C1 и C2 не создают помехи друг другу.

Все объекты N пользователя в зоне, UE1-UEn, могут быть выделены или повторно назначены одной из упомянутых выше двух несущих в различных каналах. Обе ячейки могут обслуживать одни и те же объекты пользователя, если только обеспечивается зона охвата, поскольку они используют одни и те же коды (Хадамарда) установления канала. Как известно из CDMA, объекты пользователя могут передавать в обе ячейки A и B попеременно или, по существу, одновременно, когда они находятся в состоянии мягкой передачи обслуживания.

В упомянутом выше плане ячейки по фиг.1 для передачи данных требуется, чтобы индивидуальные объекты пользователя и фактическое местоположение объектов пользователя менялись с течением времени. Следовательно, нагрузка в ячейке или в ячейках изменяется с течением времени. Как упомянуто выше, цель настоящего изобретения состоит в назначении или в повторном назначении объектов пользователя для оптимизации пропускной способности на заданных интервалах. С точки зрения оператора, доход ассоциирован с пропускной способностью, которая должна быть приведена к максимуму, хотя это не должно происходить за счет ухудшения возможности доступа. В этом отношении минимизация выходной мощности объектов пользователя (которая может привести к более длительному сроку службы батареи отдельных объектов пользователей) рассматривается как второстепенный приоритет.

Перед дальнейшим описанием предпочтительных вариантов воплощения следует рассмотреть некоторые параметры и определения в соответствии с изобретением.

Основное условие состоит в том, что UE, находящийся в самой худшей ситуации в ячейке, например, как показано на фиг.1, всегда может передавать данные по каналу RACH. Другими словами, выделением мощности передачи или потребности в мощности для отдельных объектов пользователей и потенциально для множества объектов пользователей, допущенных в ячейку, следует управлять таким образом, чтобы полученные в результате фактические нагрузки соответствовали критериям, состоящим в том, что UE, находящийся в самой худшей ситуации в ячейке, всегда может передавать данные по каналу RACH.

В соответствии с изобретением мера, относящаяся к способности противостоять воздействию шумов (MAX_ROT (UEn)) соответствующих преобладающих пользователей в пределах, по меньшей мере, одной ячейки, определена как максимальная пропускная способность несущей, относящаяся к данному реально преобладающему объекту пользователя, находящемуся в заданном местоположении, которое является приемлемым для этого конкретного UE для обеспечения успешного приема его передач базовой станцией. Это значение зависит от размещения и условий данного объекта пользователя по сравнению с другими положениями объектов пользователей и условиями передачи в отношении базовой станции, а также с учетом отношения сигнала к уровню взаимной помехи, SIR (ОСП), требуемой для получения заданного QoS (КО, качество обслуживания).

Значение MAX_ROT (UEn) можно оценить в соответствии с

MAX_ROT (UEn) = ((P_MAX (UEn) - P_MARGIN) [dBm] - (P_USED (UEn)-RSSI (UEn)) [dBc]) - SIR(UEn)[dBc],

в соответствии с чем

- RSSI (UEn): измеренная сила принимаемого сигнала для конкретного UE по оценке базовой станции;

- P_USED (UEn): мощность, используемая для конкретного UE. Это значение поступает в виде отчета для UE в базовую станцию;

- P_MARGIN: запас энергии, предназначенный для обеспечения возможности обработки соединением UE-BASE STATION вариации канала в пределах запланированного интервала;

- SIR(UEn): оцененное отношение сигнал/помеха для конкретного UE по оценке базовой станции.

В соответствии с первым предпочтительным вариантом воплощения изобретения узел B выполняет итеративные оценки MAX_ROT для всех преобладающих объектов пользователей, для эффективного выделения или повторного выделения ресурсов. Соответствующая процедура выделения показана на фиг.3.

Как упомянуто выше, общая пропускная способность несущей может быть охарактеризована посредством ROT. В этом контексте пропускная способность соответствующих несущих обозначена как ROT_C1 и ROT_C2.

Однако нельзя предположить, что преобладающий объект пользователя, находящийся в наихудших условиях (минимальное значение MAX_ROT(UEn)), в данной ситуации представляет возможную ситуацию наихудшего случая. Поэтому с целью планирования в ячейке определено значение максимальной нагрузки для гарантированной зоны охвата RACH (например, в данном контексте по фиг.1: зона охвата несущей C1 RACH), MRCR.

Значение MRCR установлено таким образом, что некоторый UE, имеющий максимальные возможные потери на пути распространения, которые, как и следовало ожидать, могут возникнуть в пределах требуемой зоны обслуживания ячейки, может передать свое первое сообщение RACH в узел B. Другими словами, MRCR необходимо выбирать таким образом, чтобы UE с определенными максимальными потерями на пути распространения всегда мог передавать данные с определенной минимальной скоростью передачи данных. Кроме того, MRCR необходимо выбирать таким образом, чтобы взаимные помехи для соседних ячеек не превышали заданный уровень.

Имеется несколько аспектов, связанных с определением правильного значения MRCR для ограничения фактической нагрузки, ROT. Помимо прочих следует отметить, что

- чем больше нагрузка для заданной ячейки, тем выше верхняя достижимая скорость передачи данных по восходящему каналу в ячейке;

- чем больше нагрузка для данной ячейки, тем больше уровень взаимных помех возникает в соседних ячейках;

- чем больше нагрузка для данной ячейки, тем большую мощность восходящего канала передачи данных должен использовать UE для достижения заданной скорости передачи данных.

Следовательно, если MRCR установлен слишком высоким, UE в ячейке, имеющий большие потери на пути передачи (например, UE, находящийся на границе ячейки, или UE внутри здания), может не быть способным передавать с требуемой (минимальной) скоростью передачи данных, несмотря на то что UE используют свою максимальную мощность передачи.

Дополнительные определения:

- N: количество UE в ячейке.

- C_INDEX: порядковый номер (1 - N) для каждого канала, которому назначают отдельные объекты пользователя (UE1-UEn).

- i: номер итерации процедуры.

- N_LEVEL(C): показатель теплового шума для несущей пользователя.

- IOC(C): оценка взаимных помех от соседних ячеек для заданной несущей. Взаимная помеха может быть оценена, когда известны уровень теплового шума, N_LEVEL, и сила принимаемого сигнала всех UE, которые принадлежат своей собственной ячейке.

- MRNCR: максимальное значение RoT, которое можно использовать для привилегированной (например, не RACH несущей, фиг.1) несущей C2 без риска нестабильности работы циклов управления мощностью в ячейке. Следует отметить, что обычно MRCR <= MRNCR.

- TMP_ROT_Cn представляет собой временное рассчитанное значение нагрузки, которое может быть рассчитано следующим образом:

Прежде чем какой-либо UE будет выделен, выполняют инициализацию следующим образом:

ROT_C1 = (N_LEVEL_C1 + IOC (1))/N_LEVEL_C1

ROT_C2 = (N_LEVEL_C2 + IOC(2))/N_LEVEL_C2

Временное значение ROT для ячейки может быть оценено, когда UE (Cn_INDEX) выделен, посредством выполнения следующего псевдокода. (Следует отметить, что 'FOR UE_INDEX = 1 TO Cn_INDEX' является действительным для C1. В случае C2 эта строка должна быть изменена как 'FOR UE_INDEX = N ТО Cn_INDEX', где N представляет собой номер выделяемого UE.)

TMP_ROT_Cn = ROT _Cn

UE_CARR(Cn_INDEX) = ROT_Cn * N_LEVEL_Cn *SIR(Cn_INDEX)

TMP_ROT_Cn = TMP_ROT_Cn + UE_CARR(Cn_INDEX)/N_LEVEL_Cn

REPEAT

CONVERGENCE_ROT = TMP_ROT_Cn

FOR UE_INDEX = 1 TO Cn_INDEX

TMP_CARR = (TMP_ROT_Cn * N_LEVEL_Cn - UE_CARR(UE_INDEX)) * SIR (UE_INDEX)

TMP_ROT_Cn = TMP_ROT_Cn + (TMP_CARR-

UE_CARR(UE_INDEX))/N_LEVEL_Cn

UE_CARR(UE_INDEX) = TMP_CARR

NEXT UE_ INDEX

UNTIL (TMP_ROT_Cn - CONVERGENCE_ROT) < CONVERGENCE_REQ

Базовая станция

На фиг.9 показан предпочтительный вариант воплощения базовой станции (узел B) в соответствии с изобретением.

Базовая станция, узел B, содержит обработчик объекта пользователя нисходящего канала, DL_UE_HANDLER, блок планирования и множество обработчиков объектов пользователя восходящего канала UL_UE_HANDLER. Каждый обработчик восходящего канала содержит модуль определения MAX_ROT, а также модуль оценки RSSI и SIR канала.

Нисходящие данные передают в обработчик нисходящего канала в соответствии с функцией планирования для различных рассматриваемых объектов пользователя.

Восходящие данные принимают от объектов пользователей и передают через обработчик восходящего канала далее в магистральную сеть (не показана).

Обработчик восходящего канала выполняет различные определения MAX_ROT. Кроме того, блок планирования использует значение MRCR и значение MRNCR вместе с информацией из UL_UE_HANDLER для определения выделения несущей для каждого UE. Наконец, обработчик восходящего канала и обработчик нисходящего канала выполняют разрешенное выделение или повторное выделение объектов пользователя, как рассчитано в блоке планирования.

Оценки, полученные с помощью соответствующих модулей, выполняют в соответствии с приведенными выше определениями, в то время как процедура для выполнения оптимизированного назначения должна работать следующим образом.

Процедура

На фиг.3 показана блок-схема процедуры предпочтительного варианта воплощения изобретения.

Способ поясняется ниже со ссылкой на первый примерный сценарий, показанный на фиг.5.

Процедура для (повторного) назначения несущей выполняется в заданных интервалах для оптимизации пропускной способности в сети. На этапе 1 такой интервал начался.

На этапе 2 собирают информацию, относящуюся к соответствующим мерам, связанным со способностью противостоять воздействию шумов, например MAX_ROT (UEn) соответствующих преобладающих пользователей, в, по меньшей мере, одном из всех преобладающих объектов пользователей, 1 - N, которые пытаются получить доступ.

Кроме того, на этапе 2 соответствующие меры, относящиеся к способности противостоять воздействию шумов (MAX_ROT (UEn)), оценивают и сортируют в соответствии с найденными значениями таким образом, что MAX_ROT (n) > MAX_ROT (n+1).

На этапе 3 индекс несущей 1, C1_INDEX, устанавливают равным N и индекс несущей 2, C2_INDEX, устанавливают равным 1. На этапе 4 исходный номер итерации i устанавливают равным нулю.

На этапе 5 определяют, выполняется ли условие ROT(C1_INDEX) < ROT(C2_INDEX). Далее объекты пользователей назначают, обычно с возможностью замены, несущей 1 и несущей 2, как представлено на фиг.5, в результате чего объекты пользователей, имеющие самые низкие значения ROTMAX, назначают для несущей C1 (в порядке увеличения), в то время как объекты пользователей, имеющие наибольшие значения ROTMAX, назначают для несущей C2 (в порядке убывания). В данном примере, после пяти итераций, объекты UE № 1, UE № 11 и UE № 23 пользователей становятся назначенными для C1, в то время как UE № 3 и UE № 10 становятся назначенными для C2.

В левой колонке на фиг.3, которая соответствует этапам 6-9, кандидаты объектов пользователей проверяют на выделение несущей C2, в то время как в правой колонке, этапы 11-14, кандидаты объектов пользователей проверяют на выделение несущей C1.

На этапе 11 при условии, что на этапе 5 ответ будет ДА, временное оцененное значение нагрузки TMP_ROT рассчитывают так, чтобы оно соответствовало нагрузке любого из ранее выделенных кандидатов, а также рассматриваемому объекту пользователя - кандидату.

На этапе 12, если временную нагрузку сравнивают с MAX_ROT (N), она соответствует самому малому преобладающему значению MAX_ROT. Если получен результат НЕТ, процесс продолжается с выделением несущей 2.

На этапе 13 временное значение нагрузки сравнивают с заданной максимальной нагрузкой для гарантированной работы несущей RACH. Если оно будет меньше, чем последнее значение, процесс продолжается на этапе 14, если нет, процесс продолжается на этапе 6.

На этапе 14 объект пользователя с заданным индексом назначают несущей 1 и оценивают нагрузку по несущей 1, ROT_C1. Как можно видеть на фиг.6, эта нагрузка мала для UEN = UE №2. Кроме того, индекс выделения несущей уменьшается, C1_INDEX, по порядку, то есть процесс готов к обработке объекта пользователя, имеющего следующее более высокое значение MAX_ROT. Аналогично объекты пользователей, имеющие наивысшее допустимое значение MAX_ROT, распределяют (в порядке убывания) для не RACH несущей C2 в соответствии с этапами 7-9.

Если временное значение нагрузки, TMP_ROT, больше, чем принятое значение нагрузки пользователя-кандидата, этап 7, больше кандидаты не могут быть назначены для несущей и детектируется ситуация перегрузки, этап 10.

То же относится к необязательному этапу 8, на котором проверяют временное значение нагрузки, не превышает ли оно значение MRNCR, определенное выше.

В сущности, процедура включает в себя назначение объектов пользователя, по меньшей мере, двум несущим (C1; C2), по меньшей мере, в одной ячейке (A; B) системы (узел B), при этом первая несущая (C1) имеет, по меньшей мере, первый канал (DPCH), вторая несущая (C2) имеет, по меньшей мере, второй канал (DPCH), по меньшей мере, эти две несущие не создают взаимную помеху друг другу, причем объекты пользователя (UE) могут быть избирательно назначены первому каналу и/или второму каналу. Процедура содержит следующие этапы:

- собирают информацию о соответствующих мерах, относящихся к способности противостоять воздействию шумов (MAX_ROT(UEn)), соответствующих преобладающих пользователей в пределах, по меньшей мере, одной ячейки,

- упорядочивают преобладающие объекты пользователей в соответствии с их соответствующими способностями противостоять воздействию шумов (MAX_ROT(UEn) _UE),

- назначают или повторно назначают объекты пользователей с низкой способностью противостоять воздействию шумов каналу первой несущей (C1), в то время как

- назначают или повторно назначают объекты пользователей с высокой способностью противостоять воздействию шумов (MAX_ROT(UEn)) каналу второй несущей (C2).

Назначение UE, выполняемое в соответствии с процедурой, показанной на фиг.3, приводит к тому, что те UE, которые могут работать только с низким значением ROT, назначают для C1, в то время как те UE, которые могут обрабатывать с более высокими значениями ROT, назначают для C2. Сценарий, представленный на фиг.4, соответствует сценарию, в котором UE могут быть назначены без нагрузки C1 (LOAD C1), c ограничением по MRCR или MAX_ROT(UE#1). В данном сценарии процедура приводит к тому, что общая нагрузка будет в равной степени распределена между C1 и C2. Как можно видеть по отдельным значениям MAX_ROT (UEn), (в общем) охват C2 будет меньшим, чем охват C1, поскольку пользователи с наиболее привилегированными условиями будут назначены C2 и пользователи с наихудшими условиями (то есть обычно находящиеся на границе ячейки) будут назначены C1.

Следует отметить, что не требуется осуществлять (повторное) выделение канала в конкретный момент времени на этапе 14, а в любое другое время, например на этапе 10 или на этапе 17. Следовательно, описанный выше процесс назначения может составлять процесс планирования. Кроме того, процедура назначения относится как к назначению ранее не назначенных пользователей, так и к повторному назначению существующих назначенных пользователей.

На фиг.6 показан другой сценарий.

Сценарий, показанный на фиг.6, соответствует сценарию, в котором нагрузка в C1 ограничена по MRCR, для обеспечения охвата для RACH. Пока нагрузка в C1 меньше, чем MRCR, выполняют этап 13 на фиг.3, при этом назначение UE производят таким образом, что временные нагрузки первоначально растут в равной степени в C1 и C2. Когда нагрузка в C1 достигает значения MRCR, все остальные UE назначают для C2. В этой ситуации все UE назначены. Нагрузка C1 ограничивается требованиями охвата RACH.

На фиг.7 показан еще один, другой сценарий.

Случай, представленный на фиг.7, соответствует сценарию, в котором нагрузка в C1 ограничена по UE (то есть MAX_ROT(N)) с наименьшим значением MAX_ROT, при этом выполняют этап 12, фиг.3. Если нагрузка C1 превысила это самое нижнее значение MAX_ROT, соответствующий UE находился за пределами ячейки. До тех пор пока нагрузка в C1 ниже, чем самое меньшее значение MAX_ROT, система назначает UE таким образом, чтобы нагрузка в равной степени повышалась в C1 и C2. Затем, когда нагрузка C1 достигает MAX_ROT, все остальные UE назначают C2. Все UE становятся назначенными. Разрешенное значение MAX_RoT для UE #2 ограничивает нагрузку C1.

На фиг.8 показан еще один, другой сценарий.

Случай, представленный на фиг.8, соответствует сценарию, в котором не все UE могут быть назначены ячейке. Нагрузка C1 ограничивается значением MRCR, что соответствует этапу 13, для обеспечения охвата RACH. Кроме того, нагрузка C2 достигает уровня, соответствующего MAX_ROT для последнего назначенного UE. Поскольку все остальные не назначенные UE имеют меньшее значение MAX_ROT, чем значение TMP_ROT_C2, они не могут быть назначены. Следовательно, детектируется ситуация перегрузки.

До тех пор пока нагрузка C1 меньше, чем MRCR, процедура на фиг.3 работает таким образом, что нагрузка первоначально растет в равной степени в C1 и C2. Когда нагрузка C1 достигает MRCR, процедура продолжает назначать UE для C2. Однако, когда нагрузка C2 достигает уровня, превышающего значение MAX_ROT объекта пользователя с соответствующим номером индекса, это означает, что ряд UE не может быть назначен.

В этой ситуации в сети могут быть предприняты другие меры, такие как ограничение QoS для отдельных объектов пользователя.

На фиг.2 показан альтернативный вариант выделения несущей, в котором первая несущая C1 имеет, по меньшей мере, первый выделенный канал, DPCH, вторая несущая C2 имеет, по меньшей мере, второй выделенный канал DPCH и третья несущая C3 имеет канал RACH случайного доступа. Несущая C3 случайного доступа выполнена с возможностью работы таким образом, что она обеспечивает полный охват. В случае когда предусмотрено большее количество ячеек, несущая C3 обеспечивает, предпочтительно, непрерывную область по причинам, описанным выше. Выделенная несущая C1 представляет собой надежную несущую, предназначенную для большой степени охвата, в то время как привилегированная несущая C2 назначается, в частности, для объектов пользователей, обладающих высокими способностями противостоять воздействию шумов. Следовательно, механизм выделения, установленный выше, может также использоваться для распределения объектов пользователей по двум выделенным каналам.

В соответствии с изобретением и как показано на фиг.1 и 2, несущая C1 также может называться надежной несущей, в то время как несущая C2 может называться привилегированной несущей.

Как упомянуто выше, потери на пути распространения (от UE до узла B) могут существенно изменяться в зависимости от расстояния между UE и узлом B, а также в зависимости от того, находится ли UE внутри помещения или вне помещения. Кроме того, изоляция между собственной ячейкой и соседней ячейкой будет существенно отличаться в зависимости от положения UE. В настоящем описании изоляция между собственной ячейкой и соседней ячейкой может быть определена следующим образом: потери на пути распространения между UE и узлом B в соседней ячейке (в дБ) минус потери на пути распространения между UE и узлом B в "собственной" ячейке (в дБ).

Путем разделения всех UE таким образом, что все UE с большими потерями на пути распространения будут назначены несущей, которая обрабатывает RACH, и все другие UE с малыми потерями на пути распространения будут назначены другой несущей, суммарная пропускная способность данных может быть существенно повышена.

Следовательно, в соответствии с одним аспектом изобретения радиус ячейки (или зоны охвата), по меньшей мере, одного канала RACH со случайным доступом и, по меньшей мере, одного выделенного канала динамически адаптируется в отношении текущей ситуации по нагрузке в ячейке.

В соответствии с изобретением следующие ограничения/возможности возникают в сетевой перспективе.

- Для несущей C1 (с консервативной установкой MAX_ROT) должен обеспечиваться полный охват по сети. То есть всегда возможно выполнить мягкую передачу обслуживания между двумя соседними ячейками. Кроме того, эта несущая обрабатывает RACH.

- Для несущей C2 (где MAX_ROT адаптирован для текущей ситуации нагрузки) разрешено ограничение зоны охвата ячейки в такой степени, что выполнение мягкой передачи обслуживания между ячейкой A и ячейкой B может быть невозможно.

Следовательно, изобретение также относится к операции планирования ячейки для системы, содержащей, по меньшей мере, одну ячейку (A; B), в которой, по меньшей мере, одна ячейка содержит, по меньшей мере, две несущие, по которым передают, по меньшей мере, трафик восходящего канала из объектов пользователей, причем несущие не создают взаимные помехи друг другу, причем объекты пользователей (UE) могут избирательно назначаться либо первому каналу и/или второму каналу, объекты пользователей с малыми способностями противостоять воздействию шумов назначают для канала по первой несущей (C1), в то время как объекты пользователей с высокой способностью противостоять воздействию шумов (MAX_ROT (UEn)) назначают каналу по второй несущей (C2).

В плане ячейки зоной охвата первой несущей (C1) управляют таким образом, чтобы она была больше, чем зона охвата второй несущей.

Операция планирования ячейки также относится к множеству ячеек (A, B), имеющих, по меньшей мере, одинаковую первую несущую и одинаковую вторую несущую во всех ячейках, зона охвата первых несущих (C1) формирует непрерывную область, в то время как зона охвата вторых несущих (C2) формирует структуру ячеек из множества изолированных ячеек.

Путем назначения объектов пользователей с устойчивым значением MAX_ROT (UEn) для несущей C2 можно высвободить ресурсы по несущей C1 RACH, в результате чего обеспечивается максимальная зона охвата для несущей C1. Несущая 1 будет обрабатывать UE с большими потерями на пути распространения, в то время как несущая 2 будет обрабатывать UE с малыми потерями на пути распространения. В результате этого максимальная пропускная способность данных для несущей 2 может быть более высокой, чем максимальная пропускная способность данных для несущей 1. Кроме того, благодаря предоставлению конкретного назначения UE по двум несущим C1+C2 общая пропускная способность может быть доведена до максимума. Это приводит к тому, что более высокое значение ROT можно использовать для C2 по сравнению со случаем, когда выделение UE осуществлялось произвольно. Более высокое значение ROT ассоциировано с более высокой пропускной способностью данных.

Путем определения изоляции и потерь на пути распространения для каждого UE становится возможным индивидуально оптимизировать преобладающие UE в данный момент времени на соответствующей несущей. Несущие, которые имеют UE с большей степенью изоляции и меньшими потерями на пути распространения, могут использовать более высокое значение MAX_ROT. Благодаря разделению UE, которым требуется "охват", и UE, которые могут устанавливать более высокие значения C/I, общая скорость передачи для всех несущих может быть повышена по сравнению с системой с несущими, в которой такое разделение не выполняется. Благодаря уменьшению радиуса ячейки в сети повышается изоляция между ячейками в сети. Меньший радиус также приводит к более высоким значениям C/I. В результате можно установить более высокие скорости передачи данных.

Пример

Можно определить, что максимальная изоляция канала, соответствующая 100% принимаемой мощности, представляет собой мощность сигнала, и 0% принимаемой мощности составляют шумы.

Предположим обычную систему с 2 несущими, в которой обе несущие обрабатывают RACH и DPCH. Для установления охвата RACH MAX_ROT выбирают равным 3 дБ. Другими словами, 50% принимаемой мощности составляют шумы, и 50% составляет мощность сигнала. Это означает, что обычная система с 2 несущими использует приблизительно 2×50% = 100% способности передачи. (Максимальная способность передачи для двух несущих соответствует 2×100% = 200%.)

В отличие от этого система в соответствии с настоящим изобретением может быть выполнена следующим образом: как показано на фиг.1, несущая 1 обрабатывает RACH. По этой причине зона охвата должна быть гарантирована во всей ячейке. Следовательно, MAX_ROT выбирают обычно равным 3 дБ. Несущей 2, которая не обрабатывает RACH, управляют таким образом, чтобы обрабатывать исключительно UE с малыми потерями на пути распространения. Как показано выше, MAX_ROT адаптивно устанавливают в зависимости от фактических потерь на пути распространения (и изоляции) для обрабатываемых UE. Например, MAX_ROT = 10 дБ. RoT = 10 дБ соответствует 90% сигналов и 10% шумов. В данном упрощенном примере в соответствии с изобретением используется приблизительно 50% + 90% = 140% заданного значения пропускной способности при передаче данных.

Это означает, что способности по передаче для несущей 2 были увеличены с 50% до 90%. Следовательно, система в соответствии с изобретением позволяет увеличить пропускную способность при передаче приблизительно на 40% по сравнению с обычной системой.

Изобретение относится к системам связи и может использоваться в системе высокоскоростной пакетной связи по восходящему каналу связи. Достигаемый технический результат - обеспечение назначения объектов пользователя на соответствующие несущие частоты каналов для определения приоритетов для оптимизации пропускной способности и доступа. В изобретении охарактеризованы способ назначения объектов пользовательского оборудования по каналам, базовая станция и система связи. Способ характеризуется тем, что, по меньшей мере, в одной соте системы связи, по меньшей мере, первый канал передается на первой несущей и, по меньшей мере, второй канал передается на второй несущей, эти несущие не создают взаимные помехи друг для друга и избирательно назначаются с учетом собранных параметров, показывающих помехоустойчивость. Базовая станция содержит обработчики нисходящей линии связи и восходящей линии связи и планировщик. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ назначения объектов пользовательского оборудования по каналам, по меньшей мере, на двух несущих (C1; С2), по меньшей мере, в одной соте (А; В) системы (узел В), причем, по меньшей мере, первый канал (DPCH) передается на первой несущей (С1) и, по меньшей мере, второй канал (DPCH) передается на второй несущей (С2), эти, по меньшей мере, две несущие не создают взаимные помехи друг для друга, а объекты пользовательского оборудования (UE) выполнены с возможностью избирательного назначения первому каналу и/или второму каналу, причем способ содержит этапы, на которых: осуществляют сбор соответствующих значений параметров, показывающих помехоустойчивость (MAX_ROT(UEn)) соответствующих объектов пользовательского оборудования, которые могут варьироваться во времени в пределах, по меньшей мере, одной соты, причем низкое значение параметра указывает низкую помехоустойчивость объекта пользовательского оборудования и высокое значение параметра указывает высокую помехоустойчивость объекта пользовательского оборудования; упорядочивают (2) в порядке возрастания или убывания объекты пользовательского оборудования согласно их соответствующим собранным значениям параметров, показывающих помехоустойчивость соответствующих объектов пользовательского оборудования (МАХ_ROT(UEn)_UE), назначают (14) или повторно назначают объекты пользовательского оборудования с низкими значениями параметра, показывающего помехоустойчивость, каналу на первой несущей (С1), в то время как назначают (9) или повторно назначают объекты пользовательского оборудования с высокими значениями параметра, показывающего помехоустойчивость (MAX_ROT(UEn)), каналу по второй несущей (С2).

2. Способ по п.1, в котором первая несущая (С1) содержит, по меньшей мере, один выделенный канал (DPCH) и канал случайного доступа (RACH), причем вторая несущая (С2) содержит, по меньшей мере, второй выделенный канал (DPCH).

3. Способ по п.1, в котором первая несущая (С1) содержит, по меньшей мере, первый выделенный канал (DPCH), вторая несущая (С2) содержит, по меньшей мере, второй выделенный канал (DPCH) и третья несущая (СЗ) содержит канал случайного доступа (RACH).

4. Способ по одному из пп.1-3, в котором объекты пользовательского оборудования, имеющие наименьшие значения параметра, показывающего помехоустойчивость (MAX_ROT(UEn)), в порядке возрастания назначаются несущей С1, тогда как объекты пользовательского оборудования, имеющие наибольшие значения параметра, показывающего помехоустойчивость (MAX_ROT(UEn)), в порядке убывания назначаются несущей С2.

5. Способ по п.1, в котором вычисляется оцененное временное значение нагрузки (ТМР_ROT), причем оцененное временное значение нагрузки изначально определяется в зависимости от уровня шума на несущей (N_LEVEL_C1; N_LEVEL_C2) и оцененной взаимной помехи (IOC(1); IOC(2)) от соседних сот для данной несущей (CI, С2), и оцененное временное значение нагрузки далее вычисляется, принимая во внимание нагрузку ранее назначенных объектов пользовательского оборудования (UE), а также объектов-кандидатов пользовательского оборудования, назначение которых рассматривается (11); и при этом временное значение нагрузки ((TMP_ROT) больше, чем значение параметра, показывающего помехоустойчивость объекта-кандидата пользовательского оборудования (7), объекты-кандидаты пользовательского оборудования больше не могут быть назначены несущей, и детектируется (10) ситуация перегрузки.

6. Способ по п.2, в котором вычисляется оцененное временное значение нагрузки (TMP_ROT), причем оцененное временное значение нагрузки изначально определяется в зависимости от уровня шума на несущей (N_LEVEL_C1; N_LEVEL_C2) и оцененной взаимной помехи (IOC(1); IOC(2)) от соседних сот для данной несущей (C1, С2) и оцененное временное значение нагрузки далее вычисляется, принимая во внимание нагрузку ранее назначенных объектов пользовательского оборудования (UE), а также объектов-кандидатов пользовательского оборудования, назначение которых рассматривается (11); и временное значение нагрузки (TMP_ROT), кроме того, сравнивается с предварительно заданной максимальной нагрузкой для гарантированной работы (13) канала произвольного доступа (RACH) данной несущей.

7. Способ по п.1, в котором назначение или повторное назначение осуществляется после завершения состояния готовности (17) или детектированного состояния перегрузки (10).

8. Способ по п.1, в котором параметр, показывающий помехоустойчивость (MAX_ROT(UEn)) объектов пользовательского оборудования
(UE_n), оценивают в соответствии с
MAX_ROT(UEn)=((P_MAX(UEn)-P_MARGIN)-(P_USED(UEn)-RSSI(UEn)))-SIR(UEn), где RSSI(UEn) представляет собой измеренный уровень принятого сигнала для конкретного UE, P_USED(UEn) представляет собой используемую мощность для конкретного UE, и P_MARGIN представляет собой запас мощности для обеспечения того, что соединение может управлять вариациями канала в пределах интервала планирования, SIR(UEn) представляет собой измеренное отношение сигнал/уровень помех для конкретного UE.

9. Базовая станция (узел В), содержащая обработчик нисходящей линии связи объекта пользовательского оборудования (DL_UE_HANDLER), планировщик и обработчик восходящей линии связи объекта пользовательского оборудования (UL_UE_HANDLER), который, в свою очередь, содержит модуль определения помехоустойчивости и модуль оценки SIR и RSSI канала, причем данные нисходящей линии связи перемещаются в обработчик нисходящей линии связи и передаются в соответствии с функцией планирования в различные рассматриваемые объекты пользовательского оборудования, данные восходящей линии связи принимаются от объектов пользовательского оборудования и перемещаются через обработчик восходящей линии связи, при этом обработчик восходящей линии связи выполняет: сбор соответствующих параметров, показывающих помехоустройчивость (MAX_ROT(UEn)) соответствующих объектов пользовательского оборудования, которые могут варьироваться в пределах, по меньшей мере, одной соты, упорядочение объектов пользовательского оборудования в соответствии с собранными параметрами, показывающими помехоустойчивость соответствующих объектов пользовательского оборудования (MAX_ROT(UEn)_UE), назначение или повторное назначение объектов пользовательского оборудования с низкими параметрами, показывающими помехоустойчивость, каналу на первой несущей (С1), и назначение или повторное назначение объектов пользовательского оборудования с высокими параметрами, показывающими помехоустойчивость (MAX_ROT(UEn)), каналу на второй несущей (С2).

10. Система связи, содержащая, по меньшей мере, одну соту (А; В), в которой, по меньшей мере, одна сота содержит, по меньшей мере, две несущие, по которым передается, по меньшей мере, трафик восходящей линии связи из объектов пользовательского оборудования, причем несущие не создают взаимные помехи друг для друга, в которой объекты пользовательского оборудования (UE) могут быть избирательно назначены первому каналу и/или второму каналу, в которой объекты пользовательского оборудования с низкой помехоустойчивостью назначаются каналу на первой несущей (С1), в то время как объекты пользовательского оборудования с высокой помехоустойчивостью (MAX_ROT(UEn)), назначаются каналу на второй несущей (С2).

11. Система по п.10, в которой первая несущая (С1) содержит, по меньшей мере, канал произвольного доступа (RACH) для совместного использования доступа множеством объектов пользовательского оборудования и, по меньшей мере, один выделенный канал (DPCH), которому объекты пользовательского оборудования могут назначаться индивидуально, методом мультиплексирования по времени, причем вторая несущая (С2) включает в себя, по меньшей мере, выделенный канал (DPCH).

12. Система по п.10, в которой зона покрытия первой несущей (С1) управляется так, чтобы она была больше, чем зона покрытия второй несущей.

13. Система по одному из пп.10-12, в которой обеспечивается множество сот (А, В), имеющих, по меньшей мере, одну и ту же первую несущую и одну и ту же вторую несущую во всех сотах, причем зона покрытия первых несущих (С1) формирует непрерывную область, в то время как зона покрытия вторых несущих (С2) формирует ячеистую структуру из множества изолированных сот.