专利名称:Utra tdd系统中上行链路时隙分配的方法及其基站系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种无线通信系统中无线资源管理的方法及其设备，并且尤其涉及一种在UTRA TDD (UMTS Terrestrial Radio Access TimeDivision Duplex)(时分双工)系统中上行链路时隙分配的方法及其基站系统。
背景技术：
第一代移动通信系统属于模拟语音电话系统。第二代移动通信系统使用了数字传输技术，其除了话音以外还能够提供低速率的数据业务和其他辅助业务。第三代移动通信系统可以提供从低到最高达2Mb/s速率的多媒体业务，这些多媒体业务包括Internet (因特网)接入、移动电信和音频/视频类，等等。对于第三代移动通信系统来说，重点解决的问题之一是实现诸如Internet接入的以上下行链路之间具有较高程度的非对称性为特征的通信业务。
第三代移动通信系统分为UTRA FDD (频分双工)和UTRA TDD两种基于CDMA (码分多址)技术的工作模式。UTRA FDD是频分双工系统，其中上下行链路分别占用带宽相同的不同的两个频带。UTRATDD是时分双工系统，其中上下行链路占用相同的频带，在时间上被划分成称为时隙的固定的时间间隔。通过调整转换点，在上下行链路之间灵活地配置时隙资源。因此，从频谱利用效率的角度来说，UTRA TDD系统更适合于非对称业务的应用，同时也可以满足对称业务的要求。
在蜂窝系统中，不仅上下行链路的传输数据可以是非对称的，而且不同小区的上下行链路的传输数据的非对称的程度也是不同的。在连续覆盖的蜂窝系统内，不同小区的转换点可以配置成相同的，并且也可以根据每个小区各自不同的上下行链路的业务流量配置成不同的转换点。如果小区间的业务流量的非对称程度的差异小，则使用相同转换点的配置是适合的。当小区间的业务流量的非对称程度的差异大时，根据每个小区各自不同的上下行链路的业务流量，采用不同的转换点配置是合适的。
在采用不同的转换点配置的情况下，在连续覆盖的蜂窝系统内，某些时隙在一些小区内被分配用于上行链路，而在另一些小区内被分配用于下行链路，这样的时隙被称为交叉时隙；在所有小区内都被分配用于上行链路的时隙称为上行时隙；在所有小区内都被分配用于下行链路的时隙称为下行时隙。在交叉时隙内，引入了与传统CDMA不同的两种新的干扰类型，它们是基站到基站的干扰和用户设备到用户设备的干扰。基站到基站的干扰是指，其中交叉时隙被分配用于下行链路的基站对其中交叉时隙被分配用于上行链路的基站的干扰。在宏蜂窝中，由于基站之间存在可视路径，所以这类干扰就特别严重，这可以通过谨慎的网络规划和下行链路负载控制来缓解。用户设备到用户设备的干扰是指，其中交叉时隙被分配用于上行链路的用户设备对其中交叉时隙被分配用于下行链路的用户设备的干扰。当用户设备都处于小区边界并且距离近时，这类干扰会特别严重。考虑到这两种干扰，上行链路被分配到交叉时隙的用户设备应是近可能靠近基站的用户设备。[0006] 为了减小交叉时隙内基站到基站的干扰和用户设备到用户设备的干扰，人们提出
4了多禾中时隙分配方案。如，在ARROWS(Advanced RadioResource Management for Wireless
Services)项目发表的"Conc印tualStudies on Radio Resource and QoS Management
Algorithms"文章中提到了针对UTRA TDD HCR(高码片速率)(S卩，TD-CDMA系统)的两种
针对上行链路的时隙分配方案，其中一种时隙分配方案是基于定时提前量TA :[0007]
UL slot =1.
TA.c2R
SP
上式中，UL Slot是指上行链路的时隙号；C是光速；R是小区半径；SP是转换点的另一种时隙分配方案是基于路损PL :
UL slot 二
^ PL
-PL 、
SP
PL麵_PLm
、
max m
上式中，UL slot同样是指上行链路的时隙号；SP是转换点的位置；PL^和PLmin分
别是路损参数的最大值和最小值。
由于网络规划和系统负载等具体情况不同，各小区的交叉时隙内的干扰程度存在着很大的差异。然而，根据目前所公知的包括上述的时隙分配方案，无法反映出这种不同。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种UTRA TDD系统中上行链路时隙分配的方
法，以反映出各小区的交叉时隙内干扰程度不同的因素，从而达到系统性能的优化。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种UTRA TDD系统中上行链路时隙分配的
方法，包括以下步骤对于其中交叉时隙被分配用于上行链路的小区，确定交叉时隙被分配
用于下行链路的邻区的下行发射信号对本小区的干扰，其中根据交叉时隙被分配用于下行
链路的邻区中的基站负载控制来限定所述下行发射信号的功率；确定所述下行发射信号对
本小区的干扰与本小区的系统噪声的累加和；对于其中交叉时隙被分配用于上行链路的小
区，确定路损门限值，其中该门限值与所述累加和为反比关系；基站系统将用户设备测得的
路损与该门限值进行比较；以及只在用户设备测得的路损小于该门限值时，才允许该用户
设备将交叉时隙分配用于上行链路。
用于交叉时隙被分配用于上行链路的用户设备的路损门限值由下式或者其变形生成
PL
TXJvlAX
threshold
P +P ,
、tj
在上式中，Pn皿是用户设备的最大发射功率；PintCT BS是其中交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站负载控制所限定的下行发射功率对本小区的干扰；PN是本小区的
系统噪声《y
是对于用户设备在基站侧接收信号所要求的载波干扰比；P是本小区中的多用户干扰消除因子；nttosh。ld是本小区内交叉时隙被分配用于上行链路的负载门限。
5[0018]
可以利用如下方式得到下行发射功率对本小区的干扰PintCT BS与本小区的系统噪
声Pw的累加和，即，Pint(^+Pw，其中利用交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站负载
控制来限定下行发射功率在蜂窝系统的负载低的时间段内，如深夜，将所有分配给用户设备的信道分配或者重新分配到上行时隙和下行时隙，即，交叉时隙处于空闲状态。然后，在交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站加载下行发射信号，其中利用负载控制来限定所述下行发射信号的功率。同时，在本小区中启动时隙干扰测量，此时所测量到的基站接收功率即为交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站负载控制所限定的下行发射功率对本小区的干扰与本小区的系统噪声的累加和。
也可以利用下述方式得到下行发射功率对本小区的干扰PintCT BS与本小区的系统噪声Pw的累加和，即，Pint(^+Pw，其中利用交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站负载控制来限定下行发射功率测量其中交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站到本小区基站的路损；根据所述路损，计算对本小区的干扰；以及将计算的对本小区的干扰与系统噪声相累加。
本发明还提供一种UTRA TDD的基站系统，包括基站和基站控制器，其中基站控制器具有无线资源管理模块，所述无线资源管理模块包括用于用户时隙分配的装置；用于接入小区总干扰测量收集的装置；以及用于接入小区的邻区基站干扰估算或测量收集的装置，其中可以在所述的用于用户时隙分配的装置和用于接入小区的邻区基站干扰估算或测量收集的装置内运行上述的方法。
采用上述的时隙分配方法之后，在其中交叉时隙被分配用于上行链路的小区中，允许用户设备在交叉时隙内接入的条件随着邻区中的干扰程度而变化。如果邻区中交叉时隙的下行干扰大，则本小区中允许用户设备接入的距离就小；而如果邻区中交叉时隙的下行干扰小，则本小区中允许用户设备接入的距离就大。并且，交叉时隙在本小区中的上行负载与在邻区中的下行负载以及覆盖范围可以通过本小区中的上行负载门限与邻区中的下行负载门限进行调节。通常第三代移动通信系统的下行负载较大，如果将邻区中交叉时隙的下行负载门限调大，则在本小区中交叉时隙的上行负载的门限不变的情况下，按照上述的时隙分配方法，可以将本小区中允许在交叉时隙内接入的用户设备的距离限制在更小的范围内，从而达到增加邻区的下行负载的目的。
不需要经常测量其中交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站负载控制所限定的下行发射功率对本小区的干扰与本小区的系统噪声的累加和，即PintCT—^+Pw，或者也不需要经常测量路损。只在网络规划发生改变或者无线环境发生改变时，才需要重新测量这些累加和或路损。因此，在确定用于某用户设备的上行时隙是否可以被分配用作交叉时隙时，不需要重新计算PLthresh。ld，从而节省系统的运算负荷。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细说明。[0024]
图1是其中具有交叉时隙的UTRA TDD蜂窝系统的局部结构图；[0025]
图2是现有技术的UTRA TDD基站系统的示意图；[0026]
图3是本发明的UTRA TDD基站系统的示意图；禾口[0027]
图4是本发明的上行链路时隙分配方法的流程图。
具体实施方式
图1所示，时隙100是所关心的交叉时隙，小区110和小区120中的时隙100被分 配用于上行链路，而小区130中的时隙100被分配用于下行链路。
在连续覆盖的蜂窝系统内，小区110是所关心的小区，该小区110被基站lll覆 盖，其中用户设备112和用户设备113处于小区110的覆盖范围之内。用户设备112是待 分配时隙的用户设备，用户设备113是正在与基站111进行通信的用户设备，并且其上行链 路被分配到时隙100。如果用户设备112的上行链路也被分配到时隙100，则用户设备113 将对基站111接收用户设备112的上行信号产生小区内干扰。
另一小区120是小区110的邻区，该小区120由基站121覆盖，并且用户设备123 处于小区120的覆盖范围之内。用户设备123正在与基站121进行通信，并且其上行链路 被分配到时隙100。如果用户设备112的上行链路也被分配到时隙100，则用户设备123将 对基站111接收用户设备112的上行信号产生小区间的用户设备到基站干扰。 还一小区130也是小区110的邻区，该小区130由基站131覆盖。如果用户设备 112的上行链路被分配到时隙100，则基站131在时隙100内的下行发射信号对基站111接 收用户设备112的上行信号产生小区间的基站到基站干扰。
如果用于用户设备112的上行链路被分配到时隙100内，基站111在时隙100内 的接收信号总功率Pt。td为
Ptotai 一 Pintra+Pinter—ms+Pnter—BS+Pn
上式中，Pin^是在时隙100内由基站111接收到的包括用户设备112和用户设备
113的小区110内所有用户设备的信号功率；PintCT MS是在时隙100内由基站111接收到的 包括用户设备123的被分配用于上行链路的所有邻区内用户设备的信号功率；PintCT BS是在 时隙100内由基站111接收到的包括基站131的被分配用于下行链路的所有邻区内基站的 信号功率；PN是基站111的上行链路的系统噪声。
用户设备112的上行信号S在基站111侧受到的干扰It。tal为
It。tal = (1-13 ) (Pintra_S)+i Pintra+Pinter—BS+PN
上式中，|3是小区内干扰消除因子，13的取值范围是[O，l]，其中|3 = l表示无
小区内干扰，P 二0表示小区内多用户干扰完全没有消除；i是Pint『
与Pintra之比。
广c、
用户设备112到达基站111的信号强度应满足载干比要求
、1 乂req
S
I
化、
r
total
乂 A 乂req
小区IIO在时隙100内的上行链路可支持的与用户设备112相同业务类型的用户 设备的数目N可表示为 1
f
、
+1—卩
N— (C化q Pinter—MS +
i + 1-p
(i + l-卩).S
可以看出N的极限最大值NMX为
71
N
+ 1-(3
MAX
其中，我们定义小区110中的上行负载n为用户数N与极限用户数NM
n = N/Nmx
则用户设备112的上行信号S可以表示为
的比值
17 inter bs 丁 f n
+ 1—(3
若用户设备112的最大发射功率利用PT
被分配在时隙100内的最大所能容忍的路损为
:表示，则用户设备112的上行链路允许
PL
TX MAX
threshold
Pinter bs + Pn
T」
+ 1 — P
O-"
threshokt
乂
在上式中，nthresh。ld是本小区no中的时隙ioo的上行链路负载门限。
基站lll将用户设备112测得的路损与PLt^h。w进行比较，并且只有在用户设备 112测得的路损小于该门限值时，才允许用户设备112的上行链路分配到时隙100。 由于上式中PintCT—BS是随时间而不断变化的量，所以为了保证上行链路被分配到交 叉时隙的用户设备在整个通话过程内都能达到QoS(服务质量)的要求，我们对PintCT BS取 保守值，即，其取值为时隙100内被分配用于下行链路的邻区中的基站负载控制所限定的 下行发射功率对本小区的干扰。
可以由下述的单纯测量的方法得到时隙100被分配用于下行链路的邻区中的基 站负载控制所限定的下行发射功率对本小区110的干扰PintCT BS与本小区的系统噪声PN的 累加和，即PintCT BS+PN :在蜂窝系统的负载低的时间段内，如深夜，将所有分配给用户设备的 信道分配或者重分配到上行时隙和下行时隙，即，交叉时隙处于空闲状态。然后，在时隙100 被分配用于下行链路的邻区中的基站中加载下行发射信号，其中所述下行发射信号的功率
利用负载控制来限定。同时，在本小区iio启动时隙干扰测量，此时所测量到的基站接收功
率即为时隙100被分配用于下行链路的邻区中的基站负载控制所限定的下行发射功率对 本小区110的干扰与本小区110内的系统噪声的累加和。
时隙100被分配用于下行链路的邻区中的基站负载控制所限定的下行发射功率 对本小区的干扰与本小区中的系统噪声的累加和(PintCT—BS+PN)也可以由下述的测量与计算 并用的方法得到测量时隙IOO被分配用于下行链路的邻区中的基站到本小区110的基站 111的路损；根据所计算的路损来计算邻区中的基站对本小区110的干扰；以及将计算的邻 区中的基站对本小区110的干扰与系统噪声相累加。例如，可以按下式计算邻区中的基站 对本小区的干扰与系统噪声的累加和
Pinter—BS +卩N =
0lDL threshold MAX /PL ) + N
在上式中，k表示时隙ioo被分配用于下行链路的第k个邻区；n。uh^h。^表示由
邻区k中的基站(例如，基站131)的下行负载控制门限；P皿k表示邻区k中的基站的下行 最大发射功率；PLk表示邻区k中的基站到本小区110中的基站111的路损。
8[0057] 下面，参照图2说明现有技术的UTRA TDD基站系统。如图2所示，现有技术的UTRA TDD基站系统包括诸如基站111,121,131的基站和基站控制器210。其中，基站控制器210 具有无线资源管理模块220，该无线资源管理模块220中与上行时隙资源分配相关的装置 包括用户时隙分配装置230和接入小区总干扰测量收集装置240。用户时隙分配装置230 负责为接入的用户设备分配可用的上行链路和下行链路时隙资源。接入小区总干扰测量收 集装置240用于为用户时隙分配装置230确定是否有可用的功率资源提供必要的测量信 息。
与现有技术的上述基站系统相比，本发明的UTRA TDD基站系统如图3所示。本发 明的UTRA TDD基站系统同样包括诸如基站111， 121， 131的基站和基站控制器210。其中， 基站控制器210具有无线资源管理模块220，而该无线资源管理模块220中与上行时隙资源 分配相关的装置包括用户时隙分配装置230、接入小区总干扰测量收集装置240以及接入 小区的邻区基站干扰估算或测量收集装置310。对于其中交叉时隙被分配用于上行链路的 小区，接入小区的邻区基站干扰估算或测量收集装置310为用户时隙分配装置230提供用 户可以容忍的最大路损门限值，用于决定是否允许用户的上行链路被分配到交叉时隙。 图4是本发明的上行链路时隙分配方法的流程图。在步骤401中，用户请求分配 上行时隙。在步骤402中，确定接入小区的交叉时隙是否被分配用于上行链路。如果是的
话，则在步骤411中获取根据邻区中的基站干扰所计算的路损门限PLth^h。w。随后，在步骤
412中，确定是否用户设备测量的路损PL < PLthresh。ld。如果PL < PLthresh。ld，则将该用户设 备的上行链路分配到交叉时隙。而如果步骤402、412或413中的确定结果为否的话，则在 步骤421中确定其他的上行时隙是否具有可用资源。如果没有其他的可用资源，则在步骤 423中上行时隙分配失败。而如果还有其他的可用资源，则在步骤422中，将该用户设备的 上行链路分配到非交叉时隙的上行时隙。
由于在图4已经清楚地说明了上行时隙分配的处理流程，所以在下面只针对涉及 本发明的重要步骤进行进一步的解释。该方法程序例如可以运行于图3中所示的用户时隙 分配装置230内。用户时隙分配装置230在接收到用户的上行链路时隙分配请求之后判断 交叉时隙对于接入小区是否被分配用于上行链路。如果交叉时隙对于接入小区被分配用于 上行链路，则从接入小区的邻区基站干扰估算或测量收集装置310获取根据邻区基站干扰
计算的PLttosh。ld。如果用户设备测量的路损PL < PLth^h。w，则根据接入小区总干扰测量收
集装置240提供的测量信息及码资源等其他信息，判断交叉时隙是否有可用资源。如果交 叉时隙有可用资源，则分配该用户的上行链路为交叉时隙。
在本文中所揭示的本发明的方法和结构的大量更改和修改对于本领域技术人员 来说是显然的。然而，必须明白，上面描述的实施例只是为了说明的目的，而不构成为本发 明的限制。所有不脱离本发明精神的这样的修改被预定包括在所附的权利要求
书的范畴 内。
9
权利要求
一种UTRA TDD系统中上行链路时隙分配的方法，包括以下步骤对于其中交叉时隙被分配用于上行链路的小区，确定交叉时隙被分配用于下行链路的邻区的下行发射信号对本小区的干扰，其中根据交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站负载控制来限定所述下行发射信号的功率；确定所述下行发射信号对本小区的干扰与本小区的系统噪声的累加和；对于其中交叉时隙被分配用于上行链路的小区，确定交叉时隙被分配用于上行链路的用户设备的路损门限值，其中该门限值与所述累加和为反比关系；基站系统将用户设备测得的路损与该门限值进行比较；以及只在用户设备测得的路损小于该门限值时，才允许该用户设备将交叉时隙分配用于上行链路。
2. 根据权利要求
1所述的方法，其中用于交叉时隙被分配用于上行链路的用户设备的 路损门限值由下式生成<formula>formula see original document page 2</formula>在上式中，P^MX是用户设备的最大发射功率；PintCT—BS是其中交叉时隙被分配用于下行 链路的邻区中的基站负载控制所限定的下行发射功率对本小区的干扰；PN是本小区的系统噪声；y 是对于用户设备在基站侧接收信号所要求的载波干扰比；P是本小区中的多 用户干扰消除因子；nttosh。ld是本小区内交叉时隙被分配用于上行链路的负载门限。
3. 根据权利要求
1所述的方法，其中可以利用如下方式得到交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站负载控制所限定的下行发射功率对本小区的干扰Pi^r—BS与本小区的 系统噪声PN的累加和PintCT—BS+PN :在蜂窝系统的负载低的时间段内，将所有分配给用户设备的信道分配或者重新分配到 上行时隙和下行时隙；在交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站加载下行发射信号，其中利用负载控 制来限定所述下行发射信号的功率；在本小区中启动时隙干扰测量，此时所测量到的基站接收功率即为交叉时隙被分配用 于下行链路的邻区中的基站负载控制所限定的下行发射功率对本小区的干扰与本小区的 系统噪声的累加和。
4. 根据权利要求
1所述的方法，其中可以利用下述方式得到下行发射功率对本小区的干扰pintCT—BS与本小区的系统噪声PN的累加和，即，pintCT—BS+PN:测量其中交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站到本小区的路损； 根据所述基站到本小区的路损，计算对本小区的干扰；以及 将计算的对本小区的干扰与系统噪声相累加。
5. 根据权利要求
1所述的方法，其中只在网络规划发生改变或者无线环境发生改变 时，才需要重新测量所述累加和或路损。
6. 根据权利要求
4所述的方法，其中可以按下式计算邻区中的基站对本小区的干扰与 系统噪声的累加和Pinter—BS + Pn = X 0l DL threshold PmAX /卩L ) + PN在上式中，k表示时隙(100)被分配用于下行链路的第k个邻区；nD^d。」表示由邻区k中的基站(131)的下行负载控制的门限；P皿k表示邻区k中的基站(131)的下行最大发射功率；PLk表示邻区k中的基站(131)到本小区中的基站(111)的路损。
7. —种UTRA TDD系统中的基站系统，包括基站(111,121,131)和基站控制器(210)， 其中基站控制器(210)具有无线资源管理模块(220)，所述无线资源管理模块(220)包括用于用户时隙分配的装置(230); 用于接入小区总干扰测量收集的装置(240);以及 用于接入小区的邻区基站干扰估算或测量收集的装置(310)，其中在所述的用于用户时隙分配的装置(230)内运行根据权利要求
l-2之一所述的方 法，并且，所述用于接入小区的邻区基站干扰估算或测量收集的装置(310)为所述用于用 户时隙分配的装置(230)提供用户可容忍的最大路损门限值，用于决定是否允许用户的上 行链路被分配到交叉时隙。
8. 根据权利要求
7所述的基站系统，其中所述的用于用户时隙分配的装置(230)在接 收到用户的上行链路时隙分配请求之后判断交叉时隙对于接入小区是否被分配给上行链 路。
9. 根据权利要求
8所述的基站系统，其中如果交叉时隙对于接入小区被分配给上行链 路，则从所述的用于接入小区的邻区基站干扰估算或测量收集的装置(310)获取根据邻区 基站干扰计算的PLttosh。ld ;其中，所述PLttosh。ld为交叉时隙被分配用于上行链路的用户设备的路损门限值^j^0
10. 根据权利要求
9所述的基站系统，其中如果用户设备测量的路损PL < PLttosh。ld，则 根据所述的用于接入小区总干扰测量收集的装置(240)提供的资源信息，判断交叉时隙是 否有可用资源。
11. 根据权利要求
io所述的基站系统，其中如果交叉时隙有可用资源，则分配该用户的上行链路为交叉时隙。
12. 根据权利要求
7所述的基站系统，对于其中交叉时隙被分配用于上行链路的小区， 所述的用于接入小区的邻区基站干扰估算或测量收集的装置(310)为所述的用于用户时 隙分配的装置(230)提供用户可以容忍的最大路损门限值，以决定是否允许用户的上行链 路被分配到交叉时隙。
专利摘要
本发明提供一种UTRA TDD系统中上行链路时隙分配的方法，所述方法包括以下步骤对于其中交叉时隙被分配用于上行链路的小区，确定交叉时隙被分配用于下行链路的邻区的下行发射信号对本小区的干扰，其中根据交叉时隙被分配用于下行链路的邻区中的基站负载控制来限定所述下行发射信号的功率；确定所述下行发射信号对本小区的干扰与本小区的系统噪声的累加和；对于其中交叉时隙被分配用于上行链路的小区，确定路损门限值，其中该门限值与所述累加和为反此关系；基站系统将用户设备测得的路损与该门限值进行比较；以及只在用户设备测得的路损小于该门限值时，才允许该用户设备将交叉时隙分配用于上行链路。本发明还提供一种相应的UTRA TDD系统中的基站系统。
文档编号H04W72/04GKCN101091397 B发布类型授权 专利申请号CN 200480044774
公开日2010年4月28日 申请日期2004年12月31日
发明者乔嘉 申请人:Ut斯达康通讯有限公导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan专利引用 (4),