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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationen. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung zellulare Systeme der dritten
Generation (3G), die Zeitteilungsduplex (TDD) verwenden, um Kommunikationen
von der Basisstation an das Mobilgerät und von dem Mobilgerät an die
Basisstation zu trennen.
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Drahtlose
zellulare Zeitteilungssysteme unterteilen die Zeitachse im allgemeinen
in Intervalle mit gleicher Dauer, die als Rahmen bezeichnet werden.
Systeme, die das TDD-Schema verwenden, teilen Zeitrahmen in eine
endliche Anzahl (NT) von Intervallen mit
gleicher Dauer, die als Schlitze bezeichnet werden, und ermöglichen
einer Zelle, einige oder alle der Schlitze für Übertragungen auf der Aufwärtsstrecke
(Mobilgerät
an Basisstation) oder auf der Abwärtsstrecke (Basisstation an
Mobilgerät)
zu verwenden. Die Zeitschlitzzuordnung einer Zelle definiert, wie
jeder Schlitz von dieser Zelle verwendet wird. Es gibt drei mögliche Arten,
wie eine Zelle einen Schlitz verwenden kann: 1) Übertragungen der Aufwärtsstrecke;
2) Übertragungen
der Abwärtsstrecke;
oder 3) der Schlitz wird gar nicht verwendet.
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Die
Schlitzzuordnung einer Zelle kann von dem System verändert werden,
um sich an die Anforderungen des Verkehrs anzupassen. Zum Beispiel
kann das System die Zuordnung eines Schlitzes von der Aufwärtsstrecke
auf die Abwärtsstrecke ändern, wenn
die Menge des Abwärtsstreckenverkehrs
zunimmt, während
die Menge des Aufwärtsstreckenverkehrs
abnimmt. Außerdem
müssen
verschiedene Zellen eines Systems im allgemeinen nicht die gleiche
Schlitzzuordnung haben. Wenn Verkehrscharakteristiken in einem geographischen
Bereich sich von einem anderen Bereich unterscheiden, können die
Zellen, die diese Bereiche abdecken, eine verschiedene Zuordnung
haben, um sich am besten an lokale Verkehrsbedingungen anzupassen.
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Die
Zeitschlitzzuordnung AC einer Zelle wird
durch einen Satz von NT Werten dargestellt,
wobei der s-te Wert der Zeitschlitzzuordnung (AC,S)
die Verwendung des s-ten Schlitzes in dieser Zelle darstellt. Die
Anzahl der für
die Aufwärtsstrecken-
und die Abwärtsstreckenübertragungen
verwendeten Schlitze wird jeweils mit Nuc und Ndc bezeichnet.
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1 stellt
widersprüchliche
Schlitzzuordnungen für
zwei Zellen in der gleichen Nachbarschaft dar. Eine erste Zelle 10 hat
einen ersten Zeitrahmen 12, der mehrere Zeitschlitze NA1 bis NAN umfaßt. Die
Zeitschlitze werden für
Kommunikationen der Aufwärtsstrecke
oder der Abwärtsstrecke
oder überhaupt
nicht verwendet. Für
die vorliegende Erfindung wird zum Beispiel angenommen, daß der Zeitschlitz
NA3 für
Kommunikationen der Aufwärtsstrecke
zwischen einer Mobileinheit 18 und einer Basisstation 11 verwendet
wird. Eine zweite Zelle 14 mit einer zweiten Basisstation 20 ist
in nächster
Nähe zu
der ersten Zelle 10. Diese Zelle kommuniziert unter Verwendung
eines zweiten Zeitrahmens 15 einschließlich mehrerer Zeitschlitze
NB1 – NBN. In der zweiten Zelle werden die Schlitze
ebenfalls für
Kommunikationen der Aufwärtsstrecke
oder der Abwärtsstrecke
oder überhaupt
nicht verwendet. Für
das gegenwärtige
Beispiel wird angenommen, daß der
Zeitschlitz NB3 für Kommunikationen der Abwärtsstrecke
verwendet wird. Aufgrund der Nähe
der Zellen zueinander besteht eine starke Möglichkeit, daß die zweite
Zelle 14 Interferenzen mit den Kommunikationen zwischen
der Basisstation 11 der ersten Zelle 10 und der
Mobileinheit 18 verursacht, was zu einer Systemverschlechterung
führt (Interferenzszenario
zwischen Basisstationen). Abhängig
von dem Entkopplungsgrad im Sinne der Funkfelddämpfung zwischen den Zellen
kann diese Verschlechterung hinnehmbar sein oder nicht. Es kann
sein, daß erste Zelle 10 die
Mobileinheit 18 einem anderen Schlitz zuordnen muß und diesen
Schlitz als einen nicht verwendbaren Aufwärtsstreckenschlitz in ihrer
Zelle markiert, was die Kapazität
des Systems verringert.
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Interferenzszenarien
zwischen Mobilgeräten
können
ebenfalls aufgrund von Zeitschlitzzuordnungen der Aufwärtsstrecke
und der Abwärtsstrecke
für Mobilgeräte, die
in nächster
Nähe sind,
auftreten. Interferenzen zwischen Mobilgeräten sind jedoch sehr viel weniger
vorhersagbar als Interferenzen zwischen Basisstationen und können mit
Hilfe eines Ausweichmechanismus gemildert werden, der Benutzercodes
einem anderen Zeitschlitz zuordnet, wo die Interferenz weniger schwerwiegend
ist.
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Daher
ist es wichtig, die besten Schlitzzuordnungen für jede Zelle zu bestimmen,
wobei die widersprüchlichen
Anforderungen zum Anpassen an lokale Verkehrsschwankungen berücksichtigt
werden und Interferenzen aufgrund verschiedener Zeitschlitzzuordnungen
zwischen benachbarten Zellen vermieden werden. "Gekreuzte Schlitze" treten auf, wenn benachbarte Zellen
unzusammenhängend
die entgegengesetzten Schlitzzuordnungen verwenden. Eine erste Zelle
kann die Zeitschlitzzuordnung für
Kommunikationen der Aufwärtsstrecke
verwenden und eine andere Zelle verwendet die gleiche Zeitschlitzzuordnung
für Kommunikationen
der Abwärtsstrecke.
Dies führt
zu einer Möglichkeit,
daß die Übertragung
der Abwärtsstrecke
in einer Zelle mit dem Aufwärtsstreckenempfang
einer anderen Zelle interferiert. Daher wäre es wünschenswert, ein System zu
haben, das die Zeitschlitzzuordnung benachbarter Zellen berücksichtigt
und Zeitschlitzzuordnungen wirksam koordiniert, um die Gesamtleistung
und den Betrieb jeder Zelle zu verbessern.
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US-B-5
594 720 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verringerung
von Zweikanalinterferenz in zellularen Mehrfachzugriff-Kommunikationssystemen,
in denen Rahmenzeitoder Frequenzschlitze zwischen Aufwärtsstrecke
und Abwärtsstrecke
zugeordnet werden. Eine Rundstrahlantenne oder ein Satz von Richtantennen
werden in der Basisstation jeder Zelle verwendet, um mit Benutzern
zu kommunizieren. Die Rahmenschlitze, in denen die Antennen Informationen
für die
Aufwärtsstrecke
und die Abwärtsstrecke
kommunizieren, werden gemäß einer
vorbestimmten Rahmenorganisation angeordnet, um gemischte Zweikanalinterferenz
(CCI) zu verringern. Gemischte CCI tritt auf, wenn eine Abwärtsstreckenübertragung
von einer Basisstationsantenne in einer gegebenen Zelle mit dem
Aufwärtsstreckenempfang
in einer anderen Basisstationsantenne in einer Zelle, welche die
Frequenz wiederverwendet (FR = frequency reuse), interferiert. Eine möglicherweise
interferierende Antenne in einer gegebenen Zelle wird daher angewiesen,
Abwärtsstreckeninformationen
in einem anderen Abschnitt des Rahmens zu senden als dem, in dem
eine Antenne, mit der möglicherweise
bei der Frequenz, mit welcher die wiederverwendende Zelle Aufwärtsstreckeninformationen
empfängt,
interferiert wird. Die Rahmenschlitze können derart zugeordnet werden,
daß nur
ein Teil der verfügbaren Schlitze
dynamisch entsprechend der Benutzernachfrage zugeordnet wird, während die
restlichen Teile entweder Aufwärtsstrecken-
oder Abwärtsstreckenkommunikation
zugeordnet werden.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung ist ein System und ein Verfahren zum Optimieren
der Anzahl von Zeitschlitzen der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke
in Anbetracht der maximalen Anzahl gekreuzter Schlitze zwischen
beliebigen zwei Zellen. Die vorliegende Erfindung bestimmt die maximale
Anzahl gekreuzter Schlitze zwischen beliebigen zwei Zellen und ordnet
jedem Schlitz in jeder Zelle eines Systems wirksam eine Richtung, entweder
Aufwärtsstrecke
oder Abwärtsstrecke,
zu, wobei der Kompromiß zwischen
a) Vermeiden von Interferenzen zwischen Basisstationen oder zwischen
Mobilgeräten
und b) Abstimmen der Schlitzzuordnung jeder Zelle so eng wie möglich an
die lokalen Verkehrsbedingungen berücksichtigt wird. Die vorliegende
Erfindung ordnet Benutzer entsprechend ihren Sendeleistungsanforderungen
Schlitzen zu, um widersprüchliche Schlitz-Zellen-Zuordnungen zwischen
zwei Zellen in dem gleichen geographischen Bereich zu ermöglichen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt
das Problem zweier benachbarter Zellen dar, wobei eine erste Zelle
mit einem Benutzergerät
(UE) in Kommunikation steht und die Abwärtsstrecke einer zweiten Zelle
mit der Kommunikation des UE in der ersten Zelle interferiert.
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2A und
2B sind
ein Flußdiagramm
zur Berechnun von
gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 stellt
einen "Inselcluster" aus Primärstationen
dar, die von entfernt angeordneten äußeren Primärstationen umgeben sind.
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4 ist
ein Flußdiagramm
zum Implementieren der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung wird unter Bezug auf die gezeichneten Figuren
beschrieben, wobei gleiche Ziffern durchweg gleiche Elemente darstellen.
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Die
vorliegende Erfindung berücksichtigt
die folgenden zwei Voraussetzungen. Erstens nimmt die maximale Anzahl
gekreuzter Schlitze zwischen zwei Zellen zu, wenn ihre gegenseitige
Funkfelddämpfungsentkopplung
zunimmt; oder umgekehrt, wenn die Entkopplung abnimmt, nimmt die
Anzahl gekreuzter Schlitze, die hingenommen werden können, ab.
Zweitens sollten die mit der Wahl einer bestimmten Schlitzzuordnung für eine Zelle
verbundenen Kosten eine Funktion des Verkehrs, der aufgrund der
Wahl der Schlitzzuordnung nicht bedient werden kann (d.h. blockiert
oder verzögert
wird), sein.
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Es
sollte von Fachleuten auf dem Gebiet wohlverstanden werden, daß Zellen,
die entkoppelter sind, sich leisten können, eine größere Anzahl
gekreuzter Schlitze zu haben. Der Begriff "Entkopplung" ist ein generischer Begriff für die Funkfelddämpfung zwischen
zwei Basisstationen was die Interferenz zwischen Basisstationen
anbetrifft. Er kann sich auch auf eine Metrik beziehen, die zu der
Verteilung von Funkfelddämpfungen zwischen
einem beliebigen Paar möglicher
Positionen für
zwei Mobilgeräte,
die jeweils mit zwei Zellen verbunden sind (was die Interferenz
zwischen Mobilgeräten
anbetrifft), gehört.
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Wenn
eine sehr große
Entkopplung zwischen zwei Zellen vorliegt, können die Zellen ihre Schlitzzuordnung
selbständig
wählen.
In einem derartigen Fall ist es offensichtlich, daß die Interferenz
zwischen Basisstationen oder zwischen Mobilstationen unwesentlich
wäre. Im
anderen Extrem können
Zellen, die gewissermaßen
einen gemeinsamen Standort haben, es sich nicht leisten, auch nur
ein einziges Paar gekreuzter Schlitze zu haben. Die Menge der zwischen
Basisstationen erzeugten In terferenzen würde alle Kommunikationen behindern
oder sie für
diese Schlitze untragbar machen.
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Die
vorliegende Erfindung kann jedoch äußerst vorteilhaft auf Situationen
angewendet werden, die zwischen diese zwei Extreme fallen, indem
neuartige Funkressourcenverwaltungsverfahren (RRM-Verfahren) verwendet
werden, wobei eine begrenzte Anzahl gekreuzter Schlitze zulässig wäre. Die
drahtlosen Sende/Empfangseinheiten (WTRUs), die dicht an ihrem betreuenden
Node B sind, werden vorzugsweise den gekreuzten Schlitzen zugeordnet,
wodurch die Wahrscheinlichkeit von Interferenzen zwischen Mobilgeräten minimiert
wird.
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Die
maximale Anzahl gekreuzter Schlitze, die hingenommen werden kann,
ist eine Funktion vieler Faktoren, einschließlich der Geographie der den
Node B umgebenden Benutzer, der Mobilität von WTRUs und der RRM-Leistung,
ist aber nicht darauf beschränkt.
Die maximale Anzahl gekreuzter Schlitze zwischen zwei Zellen (c1
und c2) wird durch(Xc1,c2) dargestellt.
Die vorliegende Erfindung nimmt an, daß die maximale Anzahl gekreuzter
Schlitze zwischen jedem Paar Zellen bekannt ist. In der Praxis würde ein
Betreiber einen geeigneten Wert für (Xc1,c2)
bestimmen, in dem er das Maß,
in dem Zellen (c1 und c2) entkoppelt sind, berücksichtigt. Diese Erfindung
wird auch ein mögliches
systematisches Verfahren zum Bestimmen des (Xc1,c2)
erklären.
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Die
tatsächlichen
Kosten einer Schlitzzuordnung (Fc) für eine Zelle können gemäß der Menge
an gebotenem Verkehr, der aufgrund der vorhandenen Schlitzzuordnungen
nicht bedient werden kann, definiert werden. Es ist unerheblich,
wie ein Schlitz zugeordnet wird, wenn der Schlitz aufgrund von fehlendem
Verkehr nicht verwendet wird. Die Kostenfunktion kann auch als eine
Darstellung des aufgrund der Wahl einer bestimmten Schlitzzuordnung
in einer Zelle (c) blockierten oder verzögerten Verkehrs ausgedrückt werden.
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Die
Kostenfunktion und die Anzahl gekreuzter Schlitze stehen in enger
Beziehung zueinander. Es ist wünschenswert,
die Gesamtkostenfunktion F, die die Summe der einzelnen Kostenfunktionen
Fc jeder Zelle ist, zu minimieren. Wenn die Schlitzzuordnungen jeder
Zelle unabhängig
voneinander einge stellt werden könnten,
wäre es
eine einfache Aufgabe, da es einfach ein Abstimmen der Anzahl der
Aufwärtsstrecken-/Abwärtsstreckenschlitze
jeder Zelle auf ihre Verkehrscharakteristiken wäre. Unglücklicherweise müssen die
Zellen, die nicht entkoppelt sind, und die Zellenentkopplung berücksichtigt
werden. Das Fehlen einer Entkopplung bewirkt, daß Zellen miteinander interferieren,
wenn mehr widersprüchliche
Schlitzzuordnungen zwischen zwei Zellen verwendet würden. Diese
Interferenz wird untragbar, wenn mehr als ein gekreuzter Schlitz
(d.h. Xc1,c2 > 1)zwischen
zwei Zellen c1 und c2 vorhanden ist. Auf diese Weise stellt die
maximale Anzahl gekreuzter Schlitze eine Randbedingung dar, die
berücksichtigt
werden muß,
wenn die optimale Lösung
gesucht wird, welche die Kostenfunktion F minimiert.
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Die
folgenden Werte müssen
bekannt sein, um die Erfindung zu implementieren: 1) die Anzahl
von Zellen in dem System (Mc); 2) die Anzahl von Schlitzen, die
für Verkehr
in einem TDD-Rahmen verfügbar
sind (Nt); 3) die minimalen und maximalen Anzahlen von Schlitzen
der Aufwärtsstrecke,
die jeweils für
Verkehr in einer Zelle zur Verfügung
stehen (jeweils Numin und Numax ); und 4) die minimalen und maximalen
Anzahlen von Schlitzen der Abwärtsstrecke,
die jeweils für
Verkehr in einer Zelle zur Verfügung
stehen (jeweils Ndmin und Ndmax ). Dann ist es für jedes Paar Zellen (c1, c2)
notwendig, die maximale Anzahl gekreuzter Schlitze Xc1,c2, die das System
hinnehmen kann, zu bestimmen. Dies kann auf verschiedene Arten erreicht
werden: 1) zum Beispiel auf eine grobe Weise durch manuelles Setzen
von Xc1,c2 = 0, wenn die Zellen c1 und c2 relativ "nahe" aneinander sind,
und Xc1,c2 = Nt, wenn die Zellen c1 und c2 "weit" voneinander
entfernt sind; 2) auf eine systematische Art, die weiter unten beschrieben
wird; und 3) durch eine "manuelle
Anpassung", in welcher
der Betreiber Anpassungen entsprechend auf Felderfahrung basierenden
heuristischen Regeln vornimmt, zum Beispiel wurde möglicherweise
mit einem eingeführten
System bestimmt, daß das
System bei Zellen in Gebäuden,
die 200 Meter auseinander angeordnet sind, 4 zulässige gekreuzte Schlitze ohne
irgendein Problem vertragen kann.
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Die
optimale Schlitz-Zellen-Zuordnung wird herausgefunden, wenn die
Anzahl von Schlitzen der Aufwärtsstrecke
und der Abwärtsstrecke
die in jeder Zelle c zugeordnet
werden sollen, gefunden wird. Das System ordnet der Zelle c
Schlitze der Aufwärtsstrecke,
der Zelle c
Schlitze der Abwärtsstrecke
zu, und die
restlichen Schlitze werden
in der Zelle c nicht verwendet. Das System wird Aufwärtsstreckenschlitze
immer für alle
Zellen in der gleichen Präferenzreihenfolge
zuordnen. Nehmen wir zum Beispiel an, daß es Nt = 8 Schlitze gibt und
die Präferenzreihenfolge
(s1, s2, s3, s4, s5, s6, s7, s8) ist. Wenn
wird das System dann die
Schlitze s1, s2, s3 in der Zelle c der Aufwärtsstrecke zuordnen. Das System
wird immer auch Schlitze der Abwärtsstrecke
in der gleichen Präferenzreihenfolge
für alle
Zelle zuordnen, und diese Reihenfolge muß die Umgekehrte der für die Aufwärtsstreckenschlitze
verwendeten Reihenfolge sein. Wenn wir in dem obigen Beispiel
haben, wird das System die
Schlitze s8, s7, s6 und s5 in der Zelle c der Abwärtsstrecke
zuordnen. Der Schlitz s4 würde
in der Zelle c gar nicht verwendet. Die Präferenzreihenfolge für die Zuordnung
von Schlitzen kann von dem Betreiber beliebig bestimmt werden.
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Der
weiter oben erwähnte
Satz von Zahlen
bildet die Lösung für das folgende
Optimierungsproblem:
wobei F die Summe aller Kostenfunktionen
ist und Fc die Kostenfunktion ist, die zu der Schlitzzuordnung einer bestimmten
Zelle c gehört,
die durch Gleichung 2 definiert ist:
Fc = Ku × max(0,
min (Tuc – Nuc ,
Numax )) + Kd × max
(0, min (Tdc – Ndc ,
Ndmax )) Gleichung 2wobei
Tuc und
Tdc die Anzahl der Schlitze bezeichnen, die erforderlich sind,
um jeweils allen Verkehr der Aufwärtsstrecke und der Abwärtsstrecke
in der Zelle c zu bedienen; Ku und Kd Ge wichtungsfaktoren sind,
die einem Systembetreiber ermöglichen,
nach Wunsch entweder dem Aufwärtsstrecken-
oder dem Abwärtsstreckenverkehr
mehr Bedeutung zu geben;
Nuc und Ndc die Anzahl der jeweils für Aufwärtsstrecken-
und Abwärtsstreckenübertragungen
verwendeten Schlitze in der Zelle c sind; und
Numax und
Ndmax die
maximale Anzahl von Aufwärtsstrecken-
oder Abwärtsstreckenschlitzen
sind, die einer gegebenen Zelle zugeordnet werden können. Die
obige Gleichung muß neben
den
und
den folgenden Nebenbedingungen
unterworfen werden: 1)
Numin ≤ Nuc ≤ Numax , wobei
die Grenzen
Numin und Numax jeweils die minimale und maximale Anzahl
der Schlitze in Aufwärtsrichtung
sind; 2)
Ndmin ≤ Ndc ≤ Ndmax , wobei
die Grenzen
Ndmin und
Ndmax jeweils die minimale und maximale
Anzahl der Schlitze in Abwärtsrichtung
sind; 3)
Nuc + Ndc ≤ Nt , wobei die Anzahl von Aufwärtsstrecken-
und Abwärtsstreckenschlitzen
der Zelle weniger als die Gesamtzahl von in einer bestimmten Zelle
verfügbaren
Schlitzen sein sollte; und 4) max(
Nuc1 + Ndc2 – Nt,
Nuc2 + Ndc2 – Nt ≤ Xc1,c2 für jedes Zellenpaar (c1, c2).
Diese letzte Nebenbedingungen drückt
die Bedingung aus, daß zwei Zellen
(c1, c2) nicht mehr als X
c1,c2 gekreuzte
Schlitze haben können.
Der Satz von Werten für
welche F minimieren und alle
die oben genannten Nebenbedingungen erfüllen, wird mit
bezeichnet und bildet die
gesuchte Lösung.
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Um
das Obige weiter zu verdeutlichen, wird Bezug auf
2A und
2B genommen,
die ein Flußdiagramm
300 zeigen,
das Schritte zum Erzielen von
aufweist. Zu Beginn wird
in Schritt
302, wie weiter oben im Detail erklärt, eine
Liste aller möglichen
Wertesätze für
bestimmt. Dann wird der erhaltene
Satz möglicher
Werte mit S1, S2, S3, ...Sp bezeichnet, und der i-te Wertesatz Si
wird als
geschrieben (Schritt
304).
Dann wird in Schritt
306 mit i = 1 und Fc
min =
unendlich und i
0 = 1 begonnen. Dann wird
in Schritt
308 Fc = Ku × max (0,
min (Tuc – Nuc ,
Numax )) + Kd × max
(0, min (Tdc – Ndc ,
Ndmax )) (d.h. Gleichung 2) berechnet. Dann wird in Schritt
310 bestimmt,
ob Fc
i kleiner als Fc
min ist.
Wenn ja, wird in Schritt
312 Fc
min gleich Fc
i und i
0 gleich i
gesetzt und zu Schritt
314 weitergegangen. Wenn nicht,
geht es von Schritt
310 direkt weiter zu Schritt
314,
wo i gleich i + 1. Von dem Schritt
314 geht es weiter zu
Schritt
316, um zu bestimmen, ob i größer als P ist. Wenn nicht,
geht es zurück
zu Schritt
308. Wenn ja, geht es weiter zu Schritt
318.
In Schritt
318 ist die durch
argestellte beste Schlitz-Zellen-Zuordnung
für alle
c = 1, 2, ...Mc durch die in Schritt
318 von
2 gezeigten Formeln gegeben.
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Das
offensichtlichste Verfahren zur Lösung des Optimierungsproblems
verwendet ein Verfahren mit "brachialer
Gewalt", wobei der
Wert von F für
jeden möglichen
Wertesatz
der die obigen vier Nebenbedingungen
erfüllt,
berechnet wird. Dieser Ansatz ist nur für relativ kleine Werte von Mc
oder Nt praktikabel, könnte
aber andernfalls rechenintensiv werden.
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Nun
Bezug nehmend auf 3 gibt es ein Beispiel für ein "Inselcluster" innerer Zellen 106,
deren Zellenmuster umfangreiche Wechselbeziehungsmöglichkeiten
haben. Daher sollte für
Zellen 106 Xci,cj [wobei (i, j) ein
beliebiges Paar verschiedener Zellen aus (c1, c2, c3, c4 und c5)
ist] auf eine kleine Zahl festgelegt werden, weil der Entkopplungsgrad
zwischen den Zellen 106 minimal ist. Eine andere Gruppe
von Zellen 102 hat im Gegensatz dazu einen höheren Entkopplungsgrad
und kann daher einen höheren
Wert von Xci,cj [wobei (i, j) ein beliebiges
Paar verschiedener Zellen aus (c1, c2, c3, c4 und c5, die zu der
Gruppe 102 gehören)
ist] haben.
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Wieder
Bezug auf ein theoretisches Beispiel mit zwei Zellen c1 und c2 nehmend,
kann die "systematische
Weise", wie weiter
oben erwähnt,
verwendet werden, um die maximale Anzahl gekreuzter Schlitze zwischen
zwei Zellen (Xc1,c2) zu bestim men. Wenn
das systematische Verfahren verwendet wird, um die maximale Anzahl
gekreuzter Schlitze (Xc1,c2) zwischen den
Zellen c1 und c2 zu bestimmen, sollte die maximale Reichweite R
der Zellen bekannt sein. Die maximale Reichweite einer Zelle ist
die maximale Entfernung zwischen einem mit dieser Zelle verbundenen
Mobilgerät
und einer diese Zelle betreuenden Basisstation. In dem Fall, daß die zwei
Zellen c1 und c2 nicht die gleiche maximale Reichweite haben, kann
R auf den größeren der
zwei Werte gesetzt werden. Die Entfernung zwischen den zwei Zellen
c1 und c2 kann durch Dci,cj dargestellt
werden.
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Ein
Parameter ρ wird
von dem Betreiber festgelegt. Er hat einen Maximalwert von 1,0 und
einen Minimalwert von 0,0. Der ρ-Wert
stellt das minimale zulässige
Verhältnis
dar zwischen a) der Entfernung zwischen einem mit der Zelle c1 verbundenen
Mobilgerät
und einem mit der Zelle c2 verbundenen Mobilgerät, wenn diese Mobilgeräte den gleichen
Schlitz in entgegengesetzten Richtungen verwenden; und b) der Entfernung
zwischen der Basisstation, welche die Zelle c1 betreut und der Basisstation,
welche die Zelle c2 betreut. Wenn der Wert von ρ abnimmt, nimmt die Wahrscheinlichkeit
zu, daß gekreuzte
Schlitze zwischen zwei Zellen zugelassen werden, während das
Erhöhen
des Werts von ρ die
entgegengesetzte Wirkung hat. Unter Verwendung der weiter oben skizzierten
Variablen kann die maximale Anzahl gekreuzter Schlitze Xc1,c2 unter Verwendung von Gleichung 3 berechnet
werden: Xc1,c2 =
Nt × min(1,
runde((1 – ρ)2(Dc1,c2)2/4R2)) Gleichung 3wobei
runde((1 – ρ)2(Dc1,c2)2/4R2)) die Operation
des Rundens von ((1 – ρ)2(Dc1,c2)2/4R2)) auf die nächste ganze Zahl
bezeichnet, oder runde((1 – ρ)2(Dc1,c2)2/4R2)) kann alternativ
durch abrunden((1 – ρ)2(Dc1,c2)2/4R2)) ersetzt werden,
was die Operation des Erhaltens der größten ganzen Zahl kleiner oder
gleich ((1-ρ)2(Dc1,c2)2/4R2)) bezeichnet.
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Wieder
Bezug nehmend auf Gleichung 2 ist der Grund für das Vorhandensein der Terme Numax und
Ndmax , daß wir
nur die Kosten aufgrund der Wahl der Schlitzzuordnung und nicht
die Kosten aufgrund bloßen
Mangels an Kapazität
in einem bestimmten Bereich berücksichtigen
können.
Wenn zum Beispiel das Bedienen des Verkehrs auf der Abwärtsstrecke
in einer bestimmten Zelle 32 Schlitze erfordern würde und
die maximale Anzahl von Abwärtsstreckenschlitzen
in einer Zuordnung nur 14 ist, dann sollte die Abwärtsstreckenkomponente
der Kostenfunktion auf 14 begrenzt werden, da es mit keiner
Schlitzzuordnung möglich
ist, allen sich bietenden Abwärtsstreckenverkehr
zu bedienen.
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Es
sollte sich für
Fachleute auf dem Gebiet verstehen, daß es aufgrund der Notwendigkeit,
betroffene Schlitze an andere Schlitze zu übergeben, typischerweise unpraktisch
ist, die Schlitzzuordnungen mit einer hohen Häufigkeit zu ändern. Folglich
sollten die in Gleichung 2 verwendeten Verkehrsschätzungen
auf langfristigen Mitteln basieren, die mit der Änderungshäufigkeit der Schlitzzuordnung
konsistent sind. Wenn die Schlitzzuordnungen zum Beispiel nur alle
30 Minuten geändert
werden sollen, sollten die vereinbarten Verkehrsschätzungen über die
gleiche Zeitspanne (eine mit der gleichen Größenordnung) gemittelt werden.
Schätzungen können basierend
auf verschiedenen Metriken, wie etwa Verkehrsvolumenmessungen, Pufferbelegungen
und Häufigkeit
durch die Zulassungssteuerung blockierter Anrufe, abgeleitet werden.
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Eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, nur Benutzern mit den niedrigsten
Leistungsanforderungen widersprüchliche
Schlitzzuordnungen zuzuordnen. Das heißt, ein Abwärtsstreckenschlitz(e), der
(die) mit einem Aufwärtsstreckenschlitz(en)
in benachbarten Zellen kollidiert, kann derart gehandhabt werden,
daß für jeden
Benutzer, der diese Schlitze belegt, eine Grenze für die Basisstationsleistung
pro physikalischem Kanal gesetzt wird, wie er durch einen Code und
einen Zeitschlitz definiert ist. Umgekehrt wird dies für einen
Aufwärtsstreckenschlitz(e)
bewerkstelligt, indem eine Grenze für die Aufwärtsstreckenleistung pro Schlitz
festgelegt wird. Das Maß der
Leistungsverschlechterung in dem System wird durch zwei Effekte
verringert. Der erste Effekt ist, daß die von ei nem Sender erzeugte
Interferenz direkt proportional zu seiner Sendeleistung ist. Indem
man die Sendeleistung eines Benutzers begrenzt, begrenzt man zweitens seine
maximale Entfernung von seiner betreuenden Basisstation, wodurch
die Wahrscheinlichkeit verringert wird, daß er entweder Interferenzen
mit einem anderen Benutzer, der mit der benachbarten Basisstation
mit widersprüchlicher
Schlitzzuordnung verbunden ist, erzeugt oder eine wesentliche Interferenz
von diesem erleidet.
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Es
sollte bemerkt werden, daß andere
Algorithmen verwendet werden können,
um die Kostenfunktion zu erzielen, und daß diese alternativen Algorithmen
den Geist der vorliegenden Erfindung nicht schmälern.
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Nun
wird Bezug nehmend auf 4 ein Verfahren 200 zum
Implementieren der vorliegenden Erfindung gezeigt. Der Kürze halber
und da die Implementierung der Erfindung weiter oben erklärt ist,
werden die Schritte des Verfahrens 200 nicht im Detail
beschrieben. Zu Beginn wird in Schritt 202, wie weiter
oben erklärt, ein
Entkopplungsgrad zwischen Zellen bestimmt. Wie erklärt, ist
der Entkopplungsgrad zwischen Zellen proportional zu der maximalen
Anzahl gekreuzter Schlitze zwischen diesen selben Zellen. Dann wird
in Schritt 204 die maximale Anzahl von gekreuzten Schlitzen
bestimmt. Dann wird in Schritt 206 jedem Schlitz in jeder
Zelle des Systems entweder die Aufwärtsstrecke oder die Abwärtsstrecke
zugeordnet.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben wurde, versteht
sich, daß die
Erfindung nicht darauf beschränkt
ist und daß vielfältige Änderungen
daran vorgenommen werden können,
ohne den Schutzbereich der Erfindung, der durch die beigefügten Ansprüche definiert
ist, zu verlassen.