专利名称：：子载波使用率与功率配置方法及系统、基站与控制器的利记博彩app
技术领域：
：本公开涉及适用于使用正交频分多重接入技术(orthogonalfrequencydivisionmultipleaccess,OFDMA)的毫型小区(femtocell)的一种结合子载波使用率与传输功率配置方法及其系统、基站与控制器。
背景技术：
：目前毫微微小区(又可称为毫微微小区，femtocell)为整合家用的有线网络与移动通信系统的超小型室内基站，其能改善室内环境中移动电话的通信质量。毫微微小区基站由用户自行布建在室内，以达成低功率的无线移动通信，并利用既有的固网宽带网络作为与移动运营商的回传网络(baclihaulnetwork)。为了加速毫微微小区网络架构的发展，制造厂商与相关研究机构于2007年7月成立毫微微小区论坛(简称为i^erntoForum)，以致力推动毫微微小区基站的标准发展、教育市场、建立产业链、交换市场讯息以及交流技术，其成员包括电信运营商、设备运营商(硬件、软件、芯片、系统整合厂商)等。FemtoForum更与下一代移动网络联盟(NextGenerationMobileNetwork,简称为NGMN)合作，一同致力于推广毫微微小区网络架构在新一代移动网络中，以达到毫微微小区系统性能的最佳化设计目的。另外，微小区被视为新一代无线通信系统的重要技术，特别是微小区可利用较低的传输功率以及制造成本，来达到有效改善无线通信于室内环境的数据传输速率与信号涵盖范围。然而，当毫微微小区系统被广泛应用时，蜂窝宏小区基站以及周遭其他毫微微小区基站对单一微小区的干扰影响甚巨。更清楚的说明，单一毫微微小区基站会受到蜂窝宏小区基站的信号干扰，并受到邻近的其他毫微微小区的信号干扰，以致于受干扰的毫微微小区基站的数据传输速率过低或无线链路质量不稳定。虽然有许出现有技术被提出来解决上述问题，但大部分相关技术仅单独地处理毫微微小区基站的传输功率控制方式，或仅单独地选取无线信道，或是仅单独地处理无线信道数量的选取。具体来说，在毫微微小区基站是由用户自行布建的状况下，现有技术无法利用非标准化的集中式频谱规划(centralizedfrequencyplanning)方式与传输功率控制技术来解决单一微小区对邻近的毫微微小区基站的信号干扰。相关技术文件也指出毫型小区基站会严重地彼此干扰。另外，另一研究文件中指出在微小区布建密度高(例如100个微小区/平方公里)的状况下，为了维持高的传输成功机率(例如链路稳定度成功机率为Prel=0.9)，一毫微微小区基站一般仅使用60%的子载波(或子信道)。因此，如何采取分散式控制方式，以兼顾毫微微小区基站系统中的数据传输速率与无线链路质量，并同时地降低对邻近其他基站的信号干扰是一个重要的课题。
发明内容根据本公开的一示范实施例，提出一种子载波使用率与功率配置方法，适用于使用正交频分多重接入技术的一毫微微小区基站选取一传输功率与一子载波使用率。所述的方法包括一第一调整流程，而所述的第一调整流程同时地、动态性地与整合性地调整传输功率与子载波使用率，以满足预设的一传输速率要求与一链路稳定度要求。根据本公开的一示范实施例，提出一种结合子载波使用率与传输功率配置方法，适用于一大小区的涵盖范围内使用正交频分多重接入技术的至少一毫微微小区基站。所述的方法包括估算在所述大小区的涵盖范围内至少一毫微微小区基站的一布建密度；通过一离线模拟运算，计算出一参数组合对照表；以及定期地广播所述的布建密度与所述的参数组合对照表到至少一微小区基地。根据本公开的一示范实施例，提出一种无线通信系统。所述的无线通信系统包括至少一毫微微小区基站，其中至少一毫微微小区基站使用正交频分多重接入技术，并同时地、动态性地与整合性地调整一传输功率与一子载波使用率，以满足预设的传输速率要求与链路稳定度要求。根据本公开的一示范实施例，提出一种无线通信系统。所述的无线通信系统包括一控制器，用以估算其涵盖范围内的至少一毫微微小区基站的一布建密度，通过一离线模拟运算来计算出一参数组合对照表，并且定期地广播所述的布建密度与所述的参数组合对照表至所述的至少一毫微微小区基站。根据本公开的一示范实施例，提出一种基站，适用于同时地、动态性地与整合性地调整一传输功率与一子载波使用率。所述的基站使用正交频分多重接入技术，并且包括一计算单元、一调整单元以及一比较单元。计算单元，用以计算一链路稳定度与一子载波使用率。调整单元，用以调整传输功率与子载波使用率。比较单元，用以比较目前的一传输速率是否大于等于预设的一传输速率阈值，以及比较所计算的链路稳定度是否大于等于预设的一链路稳定度阈值。根据本公开的一示范实施例，提出一种控制器。所述的控制器包括一注册单元与一计算单元。注册单元用以在至少一第一类型基站初始一注册流程后，与至少一第一类型基站进行所述的注册流程。另外，计算单元用以通过一离线模拟运算来取得每一种第一类型基站的布建密度的可行解，并且估算一第二类型基站的涵盖范围内的至少一第一类型基站的一布建密度，其中，至少一第一类型基站是在所述的第二类型基站的涵盖范围内。为让本公开的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。图1是一种大小区基站与其涵盖范围的多个毫微微小区的示意图。图2是如图1所示的一毫微微小区基站的传输功率与子载波使用率参数模拟配置的传输功率效率与链路质量结果的示意图。图3A至图3D分别为图2的在不同传输功率与子载波使用率参数状况下的四种俯视示意图。图4A为根据一示范实施例所绘示的一种结合子载波使用率与传输功率配置方法。图4B为根据另一示范实施例所绘示的另一种结合子载波使用率与传输功率配置方法的流程图。图5为如图4B中细部调整流程的流程图。图6为根据一示范实施例所绘示-图7为根据一示范实施例所绘示-主要元件符号说明10:大小区基站70:控制器12、14、16毫微微小区40、45结合子载波使用率与传输功率配置方法400第一调整流程468第二调整流程402420、452454、462466、472474、502518步骤60毫微微小区基站61、71收发器模块62、72:通信协议模块622,726计算单元624比较单元626计数器628调整单元63、73处理器模块64、74存储器模块-种毫微微小区基站的功能方块图<-种控制器的功能方块图。722注册单元724验证单元728管理单元Cth传输速率Dm:大小区基站涵盖半径dsf毫微微小区间距ntry尝试计数值nu:向上调整阈值nD:向下调整阈值nstable稳定阈值P传输功率A、B、C、D区域AlJBiJClJCgCgJDi参数组合V顶点P子载波使用率具体实施例方式本公开的多个示范实施例的基本原理主要针对正交频分多重接入(简称为0FDMA)的毫微微小区系统，提出了毫微微小区的一种结合子载波使用率(subcarrierusageratio)与传输功率(power)配置方法及其系统、基站与控制器。所述的传输功率为单一毫微微小区基站的输出功率，而子载波使用率定义为一毫微微小区基站目前所使用的正交频分复用子载波的数目与所有可使用正交频分复用子载波的一总数的一比例，且子载波使用率在OFDMA技术中也可视为信道使用率或子信道使用率。所提出的结合子载波使用率与传输功率配置方法的处理流程，可适用于大多数无线通信系统，例如全球互通微波接A(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess,又称为WiMAX)、第三代通信系统伙伴计划的长程演进(简称为3GPPLTE)标准，或者其他使用OFDMA标准的无线通信系统。在本公开中所提出的结合子载波使用率与传输功率配置方法，可以利用分散式(distributed)管理方式，使毫微微小区基站运作在适当的传输功率及信道使用率，并同时保障其用户的传输速率及信号可靠度(或作链路稳定度、链路可靠度(linkreliability))。所述的传输速率(capacity)在本公开中可视为毫微微小区基站的下行的无线传输速率(downlinkwirelesstransmissionrate)。所述的下行方向为由一基站或一毫微微小区基站传送数据至一无线终端装置或一移动电话时，信号传送的方向。另外，链路稳定度被视为传送成功的机率。再者，所提出的结合子载波使用率与传输功率配置方法，可以同时地、动态性地与整合性地调整毫微微小区基站的传输功率与子载波使用率，并达成有效地控管毫微微小区之间彼此的功率控制以及调整彼此子载波使用率。因此，所提出的结合子载波使用率与传输功率配置方法不仅可以解决毫微微小区之间彼此干扰的问题，更进一步能够控管每一毫微微小区基站的传输功率，以避免不必要的功率消耗。图1是一种大小区基站10与其涵盖范围的多个毫微微小区的示意图。在本公开中，所述的大小区包括蜂窝宏小区(cellularmacrocell)以及微小区(microcell)。大小区基站10的涵盖半径为DM，而其所涵盖的范围内包括多个毫微微小区。为了进行模拟与相关的无线通信容量、链路稳定度与功率效率的运算，在图1中的毫微微小区为平均分布(evenlydistributed)。然而，图1中的平均分布可在统计学上代表用户随机布建毫微微小区的地点的整体状况，因为通过调整微毫毫小区的平均密度可有效地模拟随机布建毫微微小区的状况。微毫毫小区的平均密度也与微毫毫小区间距dsf(例如微毫毫小区12、14之间的距离)相关。请参照图1的毫微微小区的布建架构。在大小区涵盖范围内的一个毫微微小区的布建区域，其中有许多室内环境，每个环境占地约为十平方公尺，而每个室内环境又分成四个房间，而毫微微小区基站则设置于每个室内环境之中。由观察图1中的毫微微小区16可知，毫微微小区16面临的信号干扰源主要有两大类。第一类信号干扰来自于大小区基站的干扰，而第二类干扰来自于(邻近的)其他毫微微小区基站的干扰。而这两类信号干扰会影响毫微微小区16的链路可靠度及传输速率。在结合子载波使用率与传输功率配置方法中，传输功率与子载波使用率(信道使用率)两者皆重要。当第一类型基站(毫微微小区基站)面临同时来自于蜂窝宏小区及其他毫微微小区基站的干扰时，通过调整传输功率与子载波使用率(信道使用率)可以解决的问题其实并不相同。传输功率的控制对于毫微微小区之间的信号干扰其实是较无效的，因为当其中一个毫微微小区提升传输功率时，其他毫微微小区也会因应此毫微微小区的传输功率提升而增加信号干扰。最后所有毫微微小区都提升传输功率并回到原状，但是毫微微小区却可以因为调整传输功率而与宏小区的干扰抗衡。因为第二类型基站(大小区基站10，此即蜂窝宏小区)使用全部的带宽，因此子载波使用率(信道使用率)对于来自大小区基站10的干扰是无效的。不过，调整子载波使用率(信道使用率)则可以有效地降低毫微微小区基站之间的相互干扰。所以，毫微微小区面临所述两大类干扰的时候，同时考虑传输功率与子载波使用率是合理且必须的。在OFDMA系统中，子载波使用率与传输功率为可灵活调整的参数。当第一类型基站(毫微微小区基站)面对同时来自第二类型基站(大小区)以及其他毫微微小区基站的干扰时，如何恰当的控制子载波使用率以减少毫微微小区之间相互干扰的机率，并选用适当的传输功率以平衡来自蜂窝宏小区的干扰则是重要课题。当毫微微小区基站使用太大的传输功率时，将对于其他的毫微微小区的用户或大小区基站的用户造成强大的信号干扰。另一方面，当毫微微小区使用太小的传输功率时，则自身的用户会面临到无法接受(不稳定)的链路质量。相类似地，当毫微微小区使用太高比例的子载波使用率时，将增加对于其他的毫微微小区的用户或大小区基站的用户干扰的机率，而使用过小比例的子载波使用率时，将使自身的用户的传输速率受到限制。图2是如图1所示的一毫微微小区基站的传输功率与子载波使用率参数模拟配置的传输功率效率与链路质量结果的示意图。图1的大小区基站10与图2中的模拟结果在此仅作为示范例，在选取多个合理参数状况下，所产生的模拟结果并不限定于如图2中所示。图2的模拟结果所对应到模拟环境参数中，主要的固定参数为位于中央的毫微微小区16周围有M个邻近的毫微微小区，且微毫毫小区间距dsf则为20公尺。另一方面，图2的模拟结果所对应到模拟环境参数中，主要变动参数为三维的，其包括传输功率(单位为分贝毫瓦(dBm))与子载波使用率，而第三维的变动参数则为传输功率效率与链路质量(powerefficiencywithlinkquality)，此为同时考虑传输功率效率与链路稳定度的一个指标数值。所述的传输功率为毫微微小区16的传输功率，其定义为一毫微微小区基站可达到的传输量(throughput)与此毫微微小区基站的全部传输功率的一比例。图2中类似三角椎体的部分则为可行解(feasiblesolutions)区域。此可行解区域是同时满足链路可靠度及传输速率两个条件的状况。在可行解区域中的顶点V则为达成已确定的链路可靠度的最高输出功率效率(maximalpowerefficiency)的特殊状况。经由观察图2中的模拟结果，可找出多种动态性调整子载波使用率配置与传输功率控制的方法，以同时满足链路可靠度及传输速率的条件。在此简单说明，所提出的结合子载波使用率与传输功率配置方法主要在可接受的传输速率与链路稳定度状况下，同时且动态性地调整输出功率与子载波使用率，并在达到所述可行解区域时，进行细部调整流程来选取适当的子载波使用率与传输功率的一参数组合，以进一步达到最高输出功率效率的状态。图3A至图3D分别为图2的在不同传输功率与子载波使用率参数状况下的四种俯视示意图。图3A至图3D的二维参数为图2中的传输功率P与子载波使用率P。为了解说方便，在图3A至图3D仅概略介绍可能出现的4个区域A、B、C与D。区域D对应到类似在图2中的三角椎体的俯视投影面。此即，区域D为可行解区域，而区域D以外的区域都不是可行解区域。图3D中的顶点V即为最高输出功率效率的子载波使用率与传输功率的参数组合。区域A为满足传输速率要求但不满足链路稳定度要求的子载波使用率与传输功率的参数组合；区域B为满足链路稳定度要求但不满足传输速率要求的子载波使用率与传输功率的参数组合；区域C为不满足链路稳定度要求与传输速率要求的子载波使用率与传输功率的参数组合。以下将以图3A至图3C来概略描述可能的动态性调整子载波使用率配置与传输功率控制的方式，其中可能的动态性调整方法可以让子载波使用率与传输功率的参数组合落在可行解区域内。同时也将利用图3D说明在图5中的细部调整流程(fineadjustmentprocess)的运作原理。在图3A中，子载波使用率与传输功率的初始参数组合落在区域A中，由于不在可行解区域中，因此应朝向区域D的方向来调整子载波使用率与传输功率以得到可行解。举例来说，可由初始参数组合A1通过减少子载波使用率而得到可行解。在图;3B中，子载波使用率与传输功率的初始参数组合落在区域B中，由于不在可行解区域中，因此应朝向区域D的方向来调整子载波使用率与传输功率以得到可行解。举例来说，可由初始参数组合B1通过增加子载波使用率以得到可行解。在图3C中，子载波使用率与传输功率的初始参数组合落在区域C中，由于不在可行解区域中，因此应朝向区域D的方向来调整子载波使用率与传输功率，以得到可行解。在区域C中要找到可行解的方式则相对复杂。举例说明，可由原参数组合C1或C2通过增加传输功率先进入区域B中，再进一步增加子载波使用率，以得到可行解。另举例说明，可由原参数组合C3通过增加传输功率先进入区域A中，再进一步减少子载波使用率，以得到可行解。在图3D中，参数组合D1属于可行解区域的传输功率与子载波使用率的参数组合。在本公开中，应选取传输功率及子载波使用率(信道使用率)的可行解，并如同以下数学式(1)来尝试最大化传输功率效率。权利要求1.一种子载波使用率与功率配置方法，适用于使用正交频分多重接入技术的一毫微微小区基站选取一传输功率与一子载波使用率，所述的方法包括一第一调整流程，其中该第一调整流程同时地、动态性地与整合性地调整该传输功率与该子载波使用率，以满足预设的一传输速率要求与一链路稳定度要求。2.如权利要求1所述的方法，还包括一第一外循环控制流程，其中该第一外循环控制流程在该初步调整流程中累加的一尝试计数值超过一向下阈值时，将该传输速率要求的一传输速率阈值降低一个单位，并初始化该尝试计数值为0。3.如权利要求2所述的方法，还包括一第二调整流程，其中该第二调整流程在该第一调整流程中所调整该传输功率与该子载波使用率，已连续地满足该传输速率要求与该链路稳定度要求的一时间超过一稳定性阈值之后，缓慢地减少该传输功率或调整该子载波使用率以达到一最高传输功率效率。4.如权利要求3所述的方法，还包括一第二外循环控制流程，其中该第二外循环控制流程在该第二调整流程中所调整的该传输功率与该子载波使用率，已连续地满足该传输速率要求与该链路稳定度要求的一时间超过预设的一向上阈值时，将该传输速率阈值增加一个单位。5.如权利要求1所述的方法，其中该第一调整流程还包括以下步骤检查是否满足该传输速率要求与该链路可靠度要求，并且根据该传输速率要求与该链路稳定度要求决定增加该传输功率，或者增加或减少该子载波使用率。6.如权利要求3所述的方法，其中该第二调整流程还包括以下步骤测试该传输功率被减少一单位时，是否能满足该传输速率要求与该链路可靠度要求，其中，如果是，则将该传输功率减少一单位；测试该子载波使用率被减少一单位时，是否能满足该传输速率要求与该链路稳定度要求，其中，如果是，则将该子载波使用率减少一单位；以及测试该传输功率被减少一单位但该子载波使用率被增加一单位时，是否能满足该传输速率要求与该链路稳定度要求，其中，如果是，则将该传输功率减少一单位并将该子载波使用率增加一单位。7.如权利要求1所述的方法，其中该毫微微小区基站目前所在涵盖范围的一控制器提供该链路稳定度要求、该传输速率要求、毫微微小区基站的一布建密度与一参数组合对照表给该毫微微小区基站，其中，该毫微微小区基站根据该控制器所提供的该布建密度，由该参数组合对照表中，选取该传输功率的初始值与该子载波使用率的初始值。8.如权利要求1所述的方法，其中，该子载波使用率为该至少一毫微微小区基站、该毫微微小区基站或该基站目前所使用的正交频分复用子载波的数目与所有可使用正交频分复用子载波的一总数的一比例。9.如权利要求1所述方法，其中，该链路稳定度是与一链路稳定度阈值比较以决定是否符合该链路稳定度要求，其中该链路稳定度为该至少一毫微微小区基站、该毫微微小区基站或该基站的一等效载波对干扰与噪声比例大于等于一最低等效载波对干扰与噪声比例的一机率值。10.一种子载波使用率与功率配置方法，适用于一大小区的涵盖范围内使用正交频分多重接入技术的至少一毫微微小区基站，所述的方法包括估算在该大小区的涵盖范围内该至少一毫微微小区基站的一布建密度；通过一离线模拟运算，计算出一参数组合对照表；以及定期地广播该布建密度与该参数组合对照表至该至少一微小区基地。11.如权利要求10所述的方法，其中，该至少一毫微微小区基站的其中之一根据该布建密度，由该参数组合对照表中选取一传输功率的初始值与一子载波使用率的初始值，并同时地、动态性地与整合性地调整该传输功率与该子载波使用率。12.一种无线通信系统，包括至少一毫微微小区基站，其中该至少一毫微微小区基站使用正交频分多重接入技术，并同时地、动态性地与整合性地调整一传输功率与一子载波使用率，以满足预设的传输速率要求与链路稳定度要求。13.如权利要求12所述的无线通信系统，其中，该至少一毫微微小区基站进一步检查是否满足该传输速率要求与该链路稳定度要求，其中，若该传输速率要求与该链路稳定度要求都不被满足时，则该至少一毫微微小区基站同时增加该传输功率与该子载波使用率；若不满足该传输速率要求但满足该链路稳定度要求时，则该至少一毫微微小区基站仅增加该子载波使用率；以及若不满足该链路稳定度要求但满足该传输速率要求，则该至少一毫微微小区基站仅降低该子载波使用率。14.一种无线通信系统，包括一控制器，用以估算其涵盖范围内的至少一毫微微小区基站的一布建密度，通过一离线模拟运算来计算出一参数组合对照表，并且定期地广播该布建密度与该参数组合对照表至该至少一毫微微小区基站。15.如权利要求14所述的无线通信系统，还包括该至少一毫微微小区基站，其中，该至少一毫微微小区基站根据该布建密度，由该参数组合对照表中选取一传输功率与一子载波使用率，并同时地、动态性地与整合性地调整该传输功率与该子载波使用率。16.一种基站，适用于同时地、动态性地与整合性地调整一传输功率与一子载波使用率，其中该基站使用正交频分多重接入技术，并且该基站包括一计算单元，用以计算一链路稳定度与一子载波使用率；一调整单元，用以调整该传输功率与该子载波使用率；以及一比较单元，用以比较目前的一传输速率是否大于等于预设的一传输速率阈值，以及比较所计算的该链路稳定度是否大于等于一链路稳定度阈值。17.如权利要求16所述的基站还包括一计数单元，用以累加一尝试计数值，其中当所累加的该尝试计数值超过一向下阈值时，该调整单元将该传输速率阈值降低一个单位，并且该计数单元初始化该尝试计数值为O018.如权利要求16所述的基站，其中，该比较单元比较目前的传输速率是否大于等于该传输速率阈值，并且比较目前的该链路稳定度是否大于等于该链路可靠度阈值，其中，若目前的该传输速率小于该传输速率阈值且所计算的该链路稳定度小于该链路稳定度阈值，则该调整单元同时增加该传输功率与该子载波使用率；若目前的该传输速率小于该传输速率阈值但所计算的该链路稳定度大于等于该链路稳定度阈值，则该调整单元仅增加该子载波使用率；以及若目前的该链路可靠度大于等于该链路稳定度阈值但目前的该传输速率小于该传输速率阈值，则该调整单元仅降低该子载波使用率。19.如权利要求16所述的基站，其中该基站为一毫微微小区基站。20.一种控制器，适用于管理至少一第一类型基站，所述的控制器包括一注册单元，用以在该至少一第一类型基站初始一注册流程后，与该至少一第一类型基站进行该注册流程；以及一计算单元，用以通过一离线模拟运算来取得每一种第一类型基站的布建密度的可行解，并且估算一第二类型基站的涵盖范围内的至少一第一类型基站的一布建密度，其中，该至少一第一类型基站是在该第二类型基站的涵盖范围内。21.如权利要求20所述的控制器，还包括一验证单元，用以与该至少一第一类型基站进行一流程；以及一存储器模块，其包括一数据库，其中，该计算单元存储该至少一第一类型基站的该布建密度的可行解的参数组合到一参数组合对照表中，并且存储该参数组合对照表在该数据库中。22.如权利要求20所述的控制器，还包括一收发器接口，连接至一固网网络；以及一管理模块，用以通过该固网网络提供该参数组合对照表给该至少一第一类型基站，使得该至少一第一类型基站根据该至少一第一类型基站的该布建密度，获得一传输功率的初始值与一子载波使用率的初始值，并且当该至少一第一类型基站的邻近第二类型基站回报该控制器目前经历该至少一第一类型基站的严重干扰时，该管理模块命令该至少一第一类型基站降低其传输速率阈值。23.如权利要求20所述的控制器，其中，该第一类型基站为一毫微微小区基站，并且该第二类型基站包括一宏小区基站与一微小区基站。全文摘要一种子载波使用率与功率配置的方法及系统、基站与控制器。所述方法适用于使用正交频分多重接入的毫微微小区基站整合性地选取传输功率与子载波使用率。所述方法包括第一调整流程以同时、动态性与整合性调整功率与子载波使用率，快速满足传输速率与链路稳定度的要求。所述方法还包括第二调整流程，在第一调整流程中满足传输速率与链路稳定度的要求达到稳定期间后，缓慢地调整功率与子载波使用率，以协助毫微微小区基站达到最高传输功率效率。还可利用外循环控制流程放宽毫微微小区基站的传输速率要求以快速地达成稳定状况。文档编号H04W72/12GK102548000SQ20111017089公开日2012年7月4日申请日期2011年6月23日优先权日2010年12月29日发明者李桥,王蒞君,黄建华申请人:财团法人工业技术研究院