TW200818950A - Resource allocation in wireless communication systems - Google Patents

Description

200818950 ‘ 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關無線通信系統。更特別是，本發明係有關分 配Μ源來最小化無線通k糸統中之干擾。 【先前技術】 無線通信系統可以若干方式被發展。例如，蜂巢型系統通 常使用全向配置或扇形配置來配置。第丨圖中，全向配置1〇係被 顯示。全向配置係由各具有基地台之位址組成，其中該基地台 係使用可接近均勻發射(接收)於水平面中所有方向之傳送(接收) 天線。全向配置通常被用於郊區，微蜂巢及室内區域。 例如，為了增加人口稠密區域中之系統容量，扇形配置可 被使用。扇形配置50之例被顯示於第2圖。扇形配置亦由各包含 基地台之位址(也就是位址1及位址2)組成。然而，扇形配置中， 各位址係被分割為複數個扇區。為了對各扇區提供涵蓋，基地 台係包含用於其各祕之收發器及天線，使各祕之天線可發 射/接收於不同弧肋。例如，基地台52具有各以輕娜，娜 60b。之12^度弧度發射之收發n56a，58a，6Qa。為了簡化，被收 發器涵蓋之區域此後係被稱為胞元，應了解胞元可對應配置中 之扇形或全向配置中被位址涵蓋之區域。 現在參考第3圖且繼續僅為例證之蜂巢型系統，蜂巢系統雨 常可將時_分割為稱做框之_存續細之連續間隔。框^ 係被分割為稱做時間槽之相同存續_之有限數量㈣間隔十 別胞70係如胞元之咖槽分輯界定者被允許某些^ 時間槽以便上連或下連傳輸。可於各時間槽岐用展譜技術八 5 200818950 編碼數⑽)至不同無線傳送/接收單元以便傳送/接收無 °編1及時間槽之組合係被視_道 ，而分配該碼至無 增加讀細_道分配。猶配會降低干擾及 ㈣Ϊ、吊士’ §無線傳送/接收單元從無線系統要求資源(也就是一 測接收單元首先從無線傳送/接收單元已量 益綠值〜TV里來k擇基地台。通f，為了制路徑損失， [、、=，/接收單元係於指標信號被接收自這些信號之已知傳 取被制辦。純信號讀輸神通常被發送於 ^ ΓΓί份系統資訊。最少路徑損失量被量測自之基地台 =稱為，=無線傳送/接收單仅基地台。然而，注意此基 遥° ^可％永福地理上最接近者。—旦最接近基地台被選 源接著被分配至無線傳送/接收單元。通f，被分配之 乂人糸位於恶線傳送/接收單元將經歷最低干擾量之時間槽内。 干擾可產生自兩來源’胞元内及胞元間。胞元内干擾係為 線傳送/接收單元位於無線傳送/接收單元之相同胞元 ^線傳达/接岭元察覺之干擾。胞元辭擾係被來自其他 :之無_送/魏單元錢之干擾。某些無線 1糸統朝可取紐錄傳送/魏單元察覺之齡内干擾 之某歸4❹者_ (咖）。UTRA之㈣雙工模式 (3.84Mcps及L28Mcps)係為該系統之例證。這些系統中，頻道分 =係主要诚小化被#輯送/接收單元察覺之胞元間干擾有 關。 針對胞元間干擾’鄰近胞元通常被時間槽同步化，使鄰近 胞元可使_同_槽來上連及下連傳輪。分配⑽至一胞元 6 200818950 中之無線傳送/接收單元係明顯增加對鄰近胞元之胞元間干 擾。例如，雖然為具有最少干擾量之時間槽，但無線傳送/接收 皁^被分配至_槽而突然增加不能被操作於鄰近胞元中之 相同，間槽之無線傳送/接收單元補償之干擾(也就是無線傳送/ 接收單讀該時間槽分配資源縣法以足輯持令人滿意信號 預:加々雜訊比(SINR)之功轉傳送)。以上中斷可能因無線傳 接收單元及分配資源於相同_槽之來自鄰近胞元之 播線傳送/接收單元間之熟知功率平衡而產生。 A例如，功率平衡係為發生於如分碼多重存取型系統之各種 無線通信系統。分碼多重存取型系統中，因為該系統内之所有 熟線傳送/接收單元均共享頻譜，所&各無線傳送/接收單元可察 覺其他無線傳送/接收軍元之雜訊/干擾。為了達成可靠通信，信 號干擾加上雜訊比必須在特定比率之上。當新無線傳送/接收單 凡被添加至系統，該系統中之干擾係增加。此使該系統内之既 存無線傳达/接收單①得明加其功率以_信號干擾加上雜 nfl比於彳执比率之上。~加自既存無線傳送/接收單元之功率係 增加對新鱗傳送/魏單元之干擾。線傳送/敝單元接著 再切加其轉轉難號預加上雜。賴式繼續直到 域干擾加上雜訊比敎為止。信軒擾加上_比不穩定之 例中’-個或更多無線傳送/接收單元將中斷。先前技術中，以 新無線傳送/接收單元對齡統之現行干擾位準及相對路徑損 失為基礎，係具有可預測干擾增加之機構。此機構可被用來選 擇具有最侧軒擾增加之時間槽。_，_此胞元及鄰近 胞元=之時間槽内之資源不完全被使用（也就是多重使用者债 測助益不完全被實現），但此胞元⑽無麟此胞元内之新無線 7 200818950 接收單元之適當賴槽。此將阻礙麵傳送/接收單元許 法及it預期具有無該限制之無線通信系統之資源分配之方 【發明内容】 功率ΪΓ為—種複數個基地台之涵蓋區域可針對雜訊上升及 統資源之方法及系統。路徑損失係被量測來 _ _簡擇自賴基地台内以 【實施方式】 此後，無線傳輸/接收單元可包含但不限於使用者設備，行 動台，固定或行動用戶單元，呼叫器，或可操作於無線環境中 ^任何其他_元件。此後，被稱絲地台者可包含但不限於 郎點-B，位址控制器，存取點或無線環境中之任何其他類型互 連疋件。再者，、為了方便說明本發明，胞元及基地台一詞在此 可被交換使用。 現在參考第4圖，顯示無線通信系統200，其中雜訊上升及 功率可針對一個以上基地台之涵蓋區域做評估以最佳化系統資 源。為了方便，涵蓋區域將被稱為胞元，但當然參考涵蓋區域 會依據本發明被實施之系統類型或被使用之互連裝置類型而改 變。 、 系統200包含至少一無線網路控制器2〇2，至少一基地台 2〇4，及複數個無線傳送/接收單元2〇6，21〇。系統2〇〇係被顯示 被以扇形配置方式來配置。因此基地台2〇4包含個別對應胞元 8 200818950 、 218，220，222之收發器212，214，216。進程配置可依據操作 者之喜好而改變。該配置及系統200組件亦依據本發明被實施之 特殊類型而改變，而本發明可被實施於使用如多重使用者備測 (MUD)用於處理胞元内干擾之某些聯合偵測類型之任何類型無 線糸統。 假設第一無線傳送/接收單元206操作於胞元22〇中，而第二 無線傳送/接收單元210因交換或啟始相關系統2〇〇而要求系統 貧源。無線傳送/接收單元210將量測本身及若干胞元間之路徑 損失。如技術領域所知，無線傳送/接收單元21〇包含用於量測 路径損失之一處理态208。此例中，假設無線傳送/接收單元2 可量測本身及胞元218，220，222間之路徑損失。具有最小路徑 損失之胞元預定邊_之胞元及具有最小路_失之胞元係被 視為無線傳送/接收單元可要求資源自之候選胞元。此有效地增 加可被坪估用於分配無線傳送/接收單元之可用時間槽。也就是 說，先前技射，餅估之時職㈣為具有最祕徑損失之 胞元之時間槽。依據本發明傳授，因為可考慮符伽包元(也就是 ，、有位於具隶小路徑損失之胞元預定範圍内之路徑損失之胞 元)’所以具有可被評估用來分配系統資源至無線傳送/接收單元 之附加時間槽。附加邊際可為預期之任何邊際。然而，本較佳 實施例中，約5分貝之預定邊際係較佳。 例如，當無線傳送/接收單元21〇執行其路徑損失量測時， 假設胞元222具有X分貝之路徑損失而胞元22〇及218分別具有 X+1分貝及X+3分貝之路徑損失。注意，先前技術中，因為胞元 222具有最小路徑損失(也就是最近胞元），無線傳送/接收單元 210通常被分配至胞元222内之時_。細，如錢所述，係 9 200818950 ^有分配無線傳送/接收單元至鄰近胞元(也就是無線傳送/接 單元及t元間之路彳綠失不必是最小路徑損失之胞元，而是系 統可利用，重使用者偵測而避免功率平衡效應之胞元)之優 點、。、，也就是說，為了利用多重使用者侧益處，通常分配無 傳运/接收單兀至非其最近胞元之胞元，其中胞元間之路後損失 係介於預定邊際内。具有較多路徑損失之傳送缺點係增加 功率及增加被產生至系統之干擾U，路徑損失差異报小(二 <3分貝)例中，完全使用多重使用者侧來消除胞元内之 優點係大於上述缺點。路徑損失差異很小(如<3分貝)例中 ^新無線傳达/接收單元於具有既存使用者之時間槽而非 它方面可用之鄰近胞元中之對應時間槽中係更具有優點。主要 原因係多重使用者偵測會消除此新無線傳送/接收單元對既存 =?送= 欠單元之胞元内干擾，且另外可避免若無線傳送/ =早X被放置於鄰近胞元中之功特衡危害(也就是胞元内 干k不能被多重使用者偵測消除，因此其必須被智慧管理 因為胞㈣及218具有介於具有最小路徑損失3分貝之胞元 之路彳级失，所以所有三個胞元218，220，222均為成為 無線傳送/接收單元2! 〇之服務胞元之潛在候選者。#、、、… 似最=選擇為無線傳送/接收單元21G之服務胞元之胞元， 其他:選胞不僅:對被選擇胞元亦可對 化糸為源之胞疋。被辨識為最佳化系統資 缺，^=以顧上升及傳輸功率絲礎錄佳評估。當 …、、5亥5平估亦可使用雜訊上升及傳輸功率來執行。 是观升，較佳被量測之準_增加雜訊上升。也就 疋》兄為了上連，因添加無線傳送/接收單元使基地台經歷之額 200818950 2擾量係被量測。地，為了下連，因被添加至 線傳运/減單搞經狀額杆擾量储制。 二 干=之時間槽/胞元組合係翻於分配商、之較佳時辦2 兀、、且口。雖然评估雜訊上升時，增加雜訊上升係為較 已 但應注意雜訊上升之絕對值亦可被使用。 、 針對傳輸功率，較佳被量測之準則係增加總傳輸 疋不僅是特定連接所需之傳輸功率）。也就是說，為了下連L ，無線傳送/碰單元使基地台所需之辦傳輸 : 同樣地，為了上連，因被添加至系統之無線傳送/接$ :萬之額外傳輸功率量係被量測。產生最少所f額外傳 率I之時間槽/胞元組合係制於分配f源之較佳時間样:_ 组合。雖餅估傳輸功率時，增加所需額外傳輸功率係1 = 準則，但應注意傳輸功率之絕對值亦可被使用。 、‘ 處理器230，232，234可被提供_線_/# ，送/接收單湖)，至少-基地台綱及至少_無線;；(= 裔(RNC)202分別針對候選胞元評估各時間槽中之雜訊上及/ 或所需額外傳輸神，及針對被評估連接麵具有最低雜訊上 升及/或所需額外傳輸功率增加之時間槽組合。具有各系^組 中之該處理器可使評估及選擇適當胞元/時間槽組合得以預 期執行於任何系統組件中。 、 熟練技術人士應注意增加雜訊上升之預期考慮多重使用者 偵測係很重要。例如第4财，胞元222係為具有最小路㈣員失 量之胞元。然而’其通常為雜訊上升最小增加量储由分配益 線傳送/接收單元210至胞元220(也就是非具有最小路徑損失之 胞元)所導致之例。例如，因為分配無線傳送/接收單元^ι〇至相 11 200818950 同如胞元206之胞元可消除額外胞元間干擾被產生於無線傳送/ 接收單元210，206間之可能性，所以不會產生任何因多重使用 者偵測所致之胞元内干擾。 一具有分配頻道之大型可能時間槽集合(也就是乘上候選胞 元數之可料間槽/胞元)亦可使胞元間干擾被最小化於鄰近胞 凡之間，藉此進-步最佳化m源之制。也就是說，針對 厂個以上就可選狀航(也狀财至纟—錄具最小路 徑損失之胞元預定範圍内之路徑損失之胞元），較佳可分配不同 胞το中之無線傳送/接收單元至不同時間槽。因此，該情況中， 無線傳送/接收單元210及206可被分配至胞元220内之相同時門 槽，使胞元218及222可被分配至不同時間槽。例如，假設當二 一無線傳送/接收單元要杨歸_，胞元218軸識為;產 生上連中之雜訊上升及/或下連巾所需功率之最小增加之 凡。新無線傳送/接收單元較佳被分配至不同於被用於相同目的 (，就是上連或下連)之鄰近胞元22〇中之時間槽之胞元加 時間槽。 亦應注意無線傳送/接收單元可分配至上連或下連 非被允許於本發明被實施之系統者。也就 為:就中之時職係為最佳化下連之最佳者，而不同胞元^ 之8守間槽係為取佳化上連之最佳者，或反之亦然 古 獨立上連及下連之系統中，可具有優點地選擇提供 ^ ==元。此可被實施為上連及下連中相對二 成本/加㈣能。另外，如壅塞，訊務不對稱 j (如僅用於高度不對稱訊務之下連最佳化）。対了被考慮 現在參考第5圖，顯示依據本發日脚倾選胞元以分配系統 12 200818950 資源之方法4GG。方法開始於 元間之路徑損失之牛聰加 …、深得运/接收早兀及若干胞 收單元钱蝴1編㈣由絲傳送/接 基地σ麵行姻，姉咐，候馳 述，候選胞元係為無線傳送/接 =胞元係較佳騎練傳送/魏單元具有之 胞兀預定邊際内之路經損失之這些胞元。 扣失之 步驟406中，基地台(上連)或無線傳送/接收單元(下連)處之 假設無線魏選r之各時_計算。 升一=使^者貞應來提供精確評估胞元之雜訊上 撕丰平估=成’最佳化系統貧源之胞元/時間槽分配係被選 θ 1遠48)^'貧源係自此被要求。也就是說，被評估方向⑽^ 1ί連)中產生雜訊上升最小增加量及/或傳輸功率最小 ^里^胞70及時間槽組合係被選擇，而資源係使用該被選擇 =及日守間槽組合來分配。最佳胞元及時間槽之選擇可導致益 線傳送/紐單讀分配龍自不同方向(也就是上連或下；^ 相同或不同胞元。 下述為使用本發明傳授所執行模擬之結果。如上述，本發 明使用聯合頻道/胞元分配來增加系統容量。依據本發明，無^ 傳送/接收單元可被分配至其最近胞元或具有該最近胞元之邊 際(如3刀貝）内之路徑損失之任何胞元。某些例中，被增加之時 間槽填充大於被增加路徑敎之成本。酬雜訊上·被用來 分配各無線傳送/接收單元至最佳胞元及時間槽。編碼並不被考 慮於該模擬中。雖然本發明已研究大規模，統計位準及找出增 13 200818950 # 加系統谷i ’但為了簡化起見，小規模模擬結果在此係被討論。 為了執行模擬，以下方法係被實施及模擬·· 1)评估無線傳送/接收單元及其服務胞元之間及無線傳送/接收 單元及其鄰近胞元之間之路控損失。該評估可經由使用功 率，上連及下連中之干擾及信號對干擾比量_來達成。路徑 損失係使職下絲式(絲式計算，其中Tx功率係為傳 輸功率，而SINR係為信號對干擾加雜訊比。 路徑損失(分貝)=Τχ功率-SINR(分貝）—(干擾及雜訊)(dBm) 方程式1 2) 列表從無線傳送/接收單元至候選胞元(pLc)之路徑損失係介 於至服務胞元_之路徑損失之邊際(如3分貝）内之候選服務 胞元。該服務胞域被絲為系、财無_送/接收單元及所 有胞元間之最小路徑損失。 3) 選擇候選胞元及評估若無線傳送/接收單元及基地台若被允許 進入糸統所察覺之雜訊上升。該評估係被執行用於候選胞元 中之所有可用時間槽。 4) 下連中’使用雜訊上升評估及無線傳送/接收單元及候選及鄰 近基地台間之路徑損失來評估候選基地台及鄰近基地台所需 之功率增加。選擇可提供候選基地台及鄰近基地台所需之2 小平均功率之候選胞元。 5) 上連中，使綠_糊^^及各候縣㈣間及無線傳 14 200818950 ^減單元及讀近祕㈣之路_絲評賴選基地 台所經歷之雜訊上升。選擇可提供候選基地台 及射基地台所經歷之最小平均功率之候選胞元。如上述， 雜訊上升評估係考慮多重使用者偵測。 下連中之模擬係以下列假設來執行： 1) 523公尺之位址間距離； 2) 11分貝之基地台天線增益； 3) 被用於胞元間無_之1()分麟數正常屏蔽標準差； 4) 路徑損失模型：PCS延伸至Hata MGdel Urban中型城市 (Rappaport)； 5) 最小耦合損失：65分貝；及 6) 信號對干擾比目標：G·7分_擬-編碼12.2kbps使用者）。 少量快照被_及輕輕現本剌之益處。本發明可明 顯改善被阻隔及斷絕呼叫量；特定财被斷絕呼叫係被完全消 2某些或所有胞元中。時間槽填充可被察覺增加，其可解釋 谷I之增加。此改善並不平均分配於胞元中；某些例中，特定 胞元顯示較其他者更多之改善。 、然屏蔽之模擬實際結果及2000無線傳送/接收單元之提供 負载係被顯示如下。當然，本發明亦可實施屏蔽。無屏蔽時， $多數胞元僅使用一或二個時間槽；當屏蔽被開啟時，被使用 %間槽數大量增加，而容量大增。以下結果中，遍佈胞元之時 間槽填充係被增加，且被斷絕及阻隔呼叫幾乎完全被消除。以 下顯示結果係用於七個全向胞元及五個時間槽。 15 200818950 無本發明： 提供負載· 2000無線傳送/接收單元 斷絕速率：7.4468% 絕對斷絕速率：7% 阻隔速率：6% 被滿足使用者：92.5532% 被服務使用者：87% #之無線傳送/接收單元轉換胞元：〇% 有本發明： 提供負载：2000無線傳送/接收單元 斷絕速率：0% 絕對斷絕速率：〇% 阻隔速率·· 0.05% 被滿足使用者：1〇〇% 被服務使用者：99.95% #之無線傳送/接收單元轉換胞元：4.25% 重要應注意本發明可被隨意實施於使用多重使用者偵測之 任何類型無線通信系統。例如，本發明可被實施於umtltdd 及TDSCDMA或類似其之任何類型無線通信系統。再者，雖然 本發明已以各種實施例型式做說明，但熟練技術人士將明瞭被 勾勒於以下申請專利範圍中之本發明範疇内之其他變異。 16 200818950 圖式簡單說明】 第1圖為無線通信系統之全向配置圖。 第2圖為無線通m細彡配置圖。 _為具有複數時間槽之框，其中各時間槽係具有複數頻道。 #_無_㈣統’射_上狀辨可針對大於一胞元 做评估以最佳化系統資源。 弟5圖為评估候選胞元以分配系統資源。 系統 幾線網路控制器 基地台 無線傳送/接收單元 收發器 胞元 處理器 【主要元件符號說明】 200 202 204 206 ， 210 212，214，216 218，220，222 208，230，232，234 17

Claims (1)

1. 200818950 十、申請專利範圍： 1.服務一或更多通信胞元的方法，各通信胞元具有一或更多 時間槽，該方法包括： 一接收器，其經配置用於接收一信號； 一處理單元，其經配置用於測量該基地台與一或更多無 線傳送/接收單元(WTRU)間的一路徑損失、用於選擇一或更 多候選通信胞元，該一或更多候選通信胞元具有一最小路徑 損失或是在該最小路徑損失的一預定邊際内的一路徑損 失、以及用於爲各WTRU測量或是評估一下連時間槽中雜訊 上升的增加，其中該雜訊上升是為該候選通信胞元的各時間 槽而計算，以及基於所計算的雜訊上升將下連或上連資源分 配給請求一連接的一WTRU。 如申明專利範圍弟1項所述的基地台，其中上連資源是從且 有最小雜訊上升增加量的一上連時間槽開始分配。 如申明專利範圍弟1項所述的基地台，其中下連資源是從且 有最小雜訊上升增加量的一下連時間槽開始分配。 4·如申請專利範圍第2項所述的基地台，其中爲上連所分配的 一貧源是自該通信胞元的-第—通信胞元開始分配，以及爲 下連所分配的該資源是自該通信胞元的一第二通信胞元開 始分配。 5.如申請專利範圍第1項所述的基地台，其中該預定 dB 〇 6·如申睛專利範圍第1項所述的基地台，其中該資源是基於雜 18 200818950 訊上升以及傳輸功率而被分配。 槽開始分配 7.，申請專利範圍第6項所述的基地台，其中該資源是自具 最祕訊上升增加量及最小所需傳輸功率增加量的一 ^間 &如申請，利，圍第7項所述的基地台，其中具有最小雜訊上 篁及最小所_輸功率增加量的該時_不是叶瞀 槽要求糸統資源的該WTRU有關的最小路徑損失的一日^ 9.如申請專利範_項所述的基 估該雜訊上升的增加時，考慮多重使上^ 19