专利名称：分布式信道分配方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统，其中该无线通信系统服务的区域至少被分成多个小区，本发明尤其涉及一种用于为无线终端请求业务动态分配可用系统信道的系统。
无线通信技术上的一个问题是使应用于相邻小区的通信链路之间的干扰最小，同时能最大限度地利用整个可用频谱，其中每条通信链路至少使用一个信道。提高频谱利用的一种现有技术方法是在适当的地理间隔内重复使用相同的信道。如何安排小区的信道分配以便能重复使用这些信道，以最大限度地利用整个可用频谱，同时最小化信道之间的干扰就是所谓的“信道再用问题”。
在技术上认为，动态信道分配系统优于静态信道分配系统。其中一个原因是因为在任何特定小区中的用户数会随时变化，而且这种动态系统能响应这种变化。另一个原因是基于这些信道的信道共享能力。然而，目前最好的现有技术动态信道分配系统要求对每个通信请求有某种形式的小区间通信，以协调信道分配。这种小区间通信的不足之处是增加了信道分配过程的等待时间，这就降低了系统性能，这种性能的降低尤其对繁忙且经常在任意时刻(例如，鼠标点击或分组确认)仅传输少量数据的高速数据通信的影响很大。另一不足之处是基站之间的通信要求对基站和基站间网络增加了额外的负担，这消耗了附加资源而且会降低性能。
我们认为，即使没有基于每个通信请求的小区间协调，也可通过当小区被扇区化时利用方向性天线为每个小区或其扇区制定信道组的优先权列表，以及通过响应来自最高优先权组(该最高优先权组在业务请求时有可用信道)的业务请求选择分配的信道有效执行信道分配。优先权列表是根据进行的各种干扰测量得出的，并较长的时间内趋于不变。然而，该优先权列表应周期性地重新确定以确保采用的是最佳的列表。例如，由于出现新的建筑物或季节性的生长的变化，这将影响系统中出现的干扰，所以列表也需要变化。有利的是，在峰值集中的负载条件下系统容量将增加。这个优点在小区形状不理想的野外条件下可进一步得到体现。
在附图中
图1示出了一个由固定无线系统服务的地区；图2示出了根据本发明一方面，制定优先权列表所必需的执行干扰测量的示例性过程的流程图。
图3示出了根据本发明原理的一个示例性过程，用于建立优先权列表以用于根据利用图2所示的过程测量的数据分配信道。
图4示出了根据本发明原理的一个示例性过程，以通过利用图3的过程制定的上行和下行链路优先权列表分配信道；以及图5示出了再用群集大小为7的地区的一个示例性上行链路优先权列表组，它有固定的干扰群集大小且相对干扰群集大小为19，而且其中每个小区有8个扇区。
下面仅示意本发明的原理。因此可以理解，本领域的技术人员能设计出各种方案，这些方案尽管没有隐含描述或在此示意，但体现了本发明的原理，而且包含在本发明的精神和范围之内。此外，在此陈述的所有例子和条件语言在理论上仅在教学上用于帮助读者理解本发明的原理以及发明人提供的概念，而且认为不受限于这种特定的例子和条件。此外，在此陈述本发明的原理、形态和实施例，以及特定实施例的所有描述目的是包含结构和功能上的等效物。另外，这种等效物包括当前已知的等效物以及将来开发的等效物，即无论结构如何，只要能执行同一功能的单元。
因此，例如，本领域的技术人员会理解，在此的方框图表示体现本发明原理的示意性电路的概念视图。类似的，可以理解的是任何流程表、流程图、状态转换图、伪代码等如表示可在计算机可读媒体上体现而且由此能被计算机或处理器执行的各种过程，而不管这种计算机或处理器是否隐含示出。
包含标记为“处理器”的功能块的附图中所示的各个单元的功能可通过使用专用硬件以及能结合适当软件来执行软件功能的硬件提供。当由处理器提供时，这些功能可由单个专用处理器、单个共享处理器、或多个独立处理器(其中的一些可共用)提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的隐含使用不应认为是涉及所有能执行软件的硬件，它可包括数字信号处理器(DSP)硬件、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)以及永久存储器，也可包括其它常规和/或定制的硬件。类似物，图中所示的任何转换仅仅是概念，它们的功能可通过程序逻辑操作、专用逻辑、程序控制和专用逻辑的交互或甚至是手工实现，从上下文可更准确地理解可由具体实现选择的特定技术。
在此的权利要求书中，表示为执行特定功能的任何元件的目的是包括执行下述功能的任何方式例如(a)执行该功能的电路元件的组合，或(b)任何形式的软件，包括固件、微代码等类似元件，它们与适当的电路结合执行该软件而实现该功能。由这些权利要求书定义的本发明事实在于，由陈述的各种装置提供的功能组合并以要求的方式结合在一起。本申请因此涉及能提供等效于在此所示的功能的任何装置。
除了在此的详细说明，没有按比例绘制附图。
图1示出了一个由固定无线系统服务的地区。众所周知，固定无线系统是一种不仅基站处于固定位置，而且终端(未示出)也处于固定位置的无线系统。该地区被分为多个小区101，每个小区包括一个基站103。该地区在原理上可视为在任何方向可无限扩展。
为信道再用目的，根据一种信道再用方案，图1的小区排列成在现有技术中称为“再用群集”F小区的非重叠组的固定群集105的第一设置组。例如，F＝4广泛用于实现全球移动系统(GSM)。图1示出了这种例子，其中信道再用群集在图1由加粗的边线描绘。注意，如图1所示，存在不是完全再用群集一部分的小区。然而，根据无限地域的概念，每个这样的小区均分配一个号码，好象确实存在不在其再用群集中的小区。
再用群集的每个小区分配一组上行链路信道，它们组成该小区的主上行链路信道组，以及分配一组下行链路信道，它们组成该小区的主下行链路信道组。每个群集内类似位置的小区分配同一上行和下行链路信道组。此外，如果小区被扇区化，那么，每个小区主上行链路和主下行链路信道组的信道组可分配到小区内的每个扇区，作为该扇区的主上行和下行链路信道组。具有各再用群集类似位置的扇区分配同一组上行和下行链路信道组。图1中，再用群集的每个小区分配4个主信道组的其中一个，该特定信道组由每个小区中的较低处的编号指示。
另外，无论是否首次集群形成再用群集，根据本发明的目的，小区也排列成I个小区的第二组非重叠固定干扰群集107，I的一个示例值为19。在固定干扰群集中的每个小区分配从1到I的一个号码。这些号码在图1中表示为每个小区的上标。每个群集内类似位置的小区分配同一号码，以使同样标号的小区之间的距离最大。图1的阴影示出了完全固定干扰群集。注意，如图1所示，有些小区不是完全固定干扰群集的一部分。然而，根据无限地域的概念，每个这样的小区均分配一个号码，好象确实存在不在其固定干扰群集中的小区。
因此，每个小区是两个固定群集(再用群集和固定干扰群集)的一部分，其相应的标志指示小区在每个群集内的位置。
根据假定，由不在同一小区以及不在围绕接收机小区的头两个小区环线内的发射机引起的对接收机的干扰足够的低，可忽略不计，则可选择固定干扰群集的大小为I＝19个小区。换句话说，假定干扰仅从接收机所处的小区周围的两个环线发生。然而，本领域的技术人员很容易理解应该选择怎样的不同的第二群集尺寸的情况下如何应用本发明的原理，因为干扰或大于或小于这个假设的干扰。
除了固定再用群集105和固定干扰群集107，每个小区也位于其包含I个小区的相对干扰群集的中心，该相对干扰群集包括该小区以及位于围绕该小区的两个最近环线的I-1小区组。为清晰起见，由于相对干扰群集的极端重叠特征，相对群集没有在图1中示出。然而，应理解的是，在图1所示的例子中，固定干扰群集索引为1的每个小区有其相对干扰群集，其固定干扰群集为其相对干扰群集的一部分。有些小区不是完全相对干扰群集的一部分，例如在地域的物理边界处。然而，根据无限地域的概念，每个这样的小区均为相对干扰群集的一部分，好象确实存在不在其相对干扰群集中的小区。
根据本发明一方面，能采用一种相对较高的信道再用因子。这样做的好处是因为它能减少轻载系统中的干扰。然而，由于小区能借用分配给另一小区的信道，根据本发明的原理，在现有技术系统中可减轻与高再用因子相关的容量减小的性能恶化。注意，尽管图1示出的信道再用因子为4，但不应认为就只限制为4。图1中的值的选择只是为了描述清晰起见，给予图1可用的有限空间以及本领域的一般技术人员熟悉的GSM再用因子为4。因此，下面描述的图5示出了再用因子为7的另一个例子，也可应用再用因子为19或更大。
根据业务请求而分配用于终端通信的上行和下行链路信道通过与该小区相关的一个称为“本地”控制器来选择。更确切地说，根据本发明的原理，本地控制器通过从终端所处的小区或扇区中被赋予最高优先权的信道组的最高优先权组中选择一个信道来分配给该终端，在业务请求时小区或扇区有一个可用信道，而不要求基于每一个请求进行小区间通信。对于双向通信，需要分配上行链路和下行链路信道。
“本地”意味着控制器服务一个小区或一组相邻小区。因此，尽管下面的描述针对的是每个小区有其自身的本地控制器的本发明实施例，但本领域的一般技术人员能容易地实现单个本地控制器服务一个以上小区的实施例。典型地，控制器为在基站计算机硬件上执行的软件，控制器为基站分配信道。在下面描述的本发明的一个实施例中，每个小区有其自身的本地控制器，称之为小区控制器。
图2示出了根据本发明一方面执行可用于实现优先权列表的示例性干扰测量特性的过程的流程图。这种测量用于确定蜂窝间或扇区间(应扇区化)干扰，并且应随时重复以便在面对影响蜂窝间通信的环境发生变化时具有精确的测量，这种环境变换如a)人为的改变，例如建造或推倒一栋建筑，或b)季节性变化，如树叶的繁茂与凋零。
在开始图2的过程之前，地区如上所释被划分为I个小区的固定非重叠的固定干扰群集，例如图1所示的群集107，这样，当I=19时，每个固定干扰群集中就有19个小区。类似地，每个小区分为J个扇区，J为大于或等于1的整数，这样当J=3时每个小区就有3个扇区。小区中的每个扇区分配一个从1～J的号码，每个小区类似位置的扇区分配同一号码。因此，每个群集内的小区可标记为Ci，其中i=1～I，同样，群集内的每个扇区可标记为Sij，i=1～I，j=1～J。注意，根据无限本地的概念，Sij为一个无限的扇区组。
过程开始于步骤201，此时确定现在正式开始设置优先权列表所要求的测量。在步骤203，设置公共基站接收的上行链路功率电平为Pr，如-90dBm。换句话说，将设置每个终端的发射机的传输功率以使每个终端在基站的接收功率为Pr。为此，在步骤205，i值初始化为1，而在步骤207，j值同样初始化为1。此后，在步骤209，激活每个群集的扇区Sij中的基站接收机。
在步骤211，每次激活每个群集的每个扇区Sij的每个终端的一个，并调整终端传输功率，以便发射信号在其对应基站扇区接收机的功率为Pr。控制接着转入条件分支点213，该点测试以确定是否j＜J，即小区中是否还有扇区不具备其终端组的传输功率，以便在基站的接收功率为Pr。如果步骤213的测试结果为YES，这表示小区中至少还有一个扇区不具备其终端组的传输功率，以便在基站的接收功率为Pr，控制转入步骤215，在此j递增，以便它指向该小区的下一扇区。控制接着回到步骤209，并如上所述继续该过程。如果步骤213的测试结果为NO，则表示所有扇区的所有终端具备其终端组的传输功率，以便在基站的接收功率为Pr，控制转入条件分支点217。
条件分支点217测试以确定是否i＜I，即群集中是否还有小区不具备其终端组的传输功率，以便在基站的接收功率为Pr。如果步骤217的测试结果为YES，这表示该群集中确实存在至少一个小区不具备其终端组的传输功率，控制转入步骤219，在此i递增，以便它指向该群集的下一小区。控制接着回到步骤207，并如上所述继续该过程。如果步骤217的测试结果为NO，则表示所有群集中的所有小区的所有终端都具备它们的传输功率组，控制转入步骤220。
至此已设置了所有终端的传输功率，下面的步骤描述一个设计用于计算扇区之间的相对干扰电势的测量过程。
在步骤220，用作群集内的发送小区索引的值i初始化为1。接着在步骤221，用作小区内的发送扇区索引的值j同样也初始化为1。然后，在步骤223，每个群集的扇区Sij内所有终端的发射机被激活。此外，该群集内的所有其它发射机关闭。此后，在步骤225，基站接收机在每个群集的每个小区的每个扇区被激活，除了那些位于小区Ci的接收机。被激活的接收机调整到与终端发射机发送所用的同样的频率。
在步骤227，接收小区索引i′初始化为1，条件分支点229测试以确定是否i′＝i。如果步骤229的测试结果为NO，表示由i＇指向的小区不是基站接收机脱离的小区，控制转入步骤213，此步骤初始化接收扇区计数器j＇为1。接着，在步骤233测量并记录上行链路功率Pi′，j＇u(i，j)。该标志表示测量的功率P为上行链路功率测量，它由上标u表示，括号内的索引表示发送扇区，而下标i＇，j’表示测量扇区。
条件分支点235测试以确定是否j’＜J，即在测量小区中是否还有扇区未具备来自发送扇区测量的上行链路功率。如果步骤235的测试结果为YES，这表示在测量小区中至少有一个扇区还未具备来自发送扇区的上行链路功率，控制转入步骤237，在此j’递增，以便它指向小区的下一个扇区。控制接着转入步骤233，并如上所述继续该过程。如果步骤235的测试结果为NO，则表示测量小区中的所有扇区已测量来自发送扇区的上行链路功率，或步骤229的测试结果为YES，表示i’指向的小区为基站接收机脱离的小区，控制转入条件分支点239。
条件分支点239测试以确定是否i’＜I，即在该群集中是否还有小区，而不是基站接收机脱离的小区，未具备来自发送扇区测量的上行链路功率。如果步骤239的测试结果为YES，这表示在该群集中至少有一个小区还未测量来自发送基站的上行链路功率，控制转入步骤241，在此i＇递增，以便它指向群集的下一小区。控制接着回到步骤299，并如上所述继续该过程。如果步骤239的测试结果为NO，则表示该群集的每个小区均已测量了来自发送扇区的上行链路功率，控制转入步骤243。
注意，为方便讲述，顺序执行所示的步骤227到239。然而，本领域的技术人员知道，通过压缩这些步骤的效果以并行执行步骤233迭代所要求的每个测量能在时间性能上有所提高。
在步骤243，已经发送的所有终端发射机和所有基站接收机被去活(deactivate)。然后，条件分支点245测试以确定是否j＜J，即在该小区中是否有扇区未使其所有终端激活和发送。如果步骤245的测试结果为YES，表示该小区中至少还有一个扇区未使其所有终端激活和发送，控制转入步骤247，j递增，以便它指向该小区的下一扇区。控制接着回到步骤233，并如上所述继续该过程。如果步骤245的测试结果为NO，则表示该小区中的所有扇区已使其终端激活和发送，控制转入步骤249。
条件分支点249测试以确定是否i＜I，即该群集中是否还有小区未使其所有终端激活和发送。如果步骤249的测试结果为YES，这表示该群集中确实存在至少一个小区未使其所有终端激活和发送，控制转入步骤251，i递增，以便它指向该群集的下一小区。控制接着回到步骤221，并如上所述继续该过程。
如果步骤249的测试结果为NO，这表示所有群集的所有小区中的所有终端都使其终端激活和发送，控制转入步骤253，在此i值初始化为1。在步骤255，j值同样初始化为1。在步骤257，每个群集的扇区Sij中的每个基站的发射机被激活。在步骤259，除了位于小区Ci的扇区的接收机，所有小区的所有扇区的所有终端的接收机都被激活。
在步骤261，接收小区的索引i＇初始化为1。条件分支点263测试以确定是否i’＝i。如果步骤263的测试结果为NO，这表示，指向的小区不是基站发射机所处的小区，控制转入步骤265，在此初始化接收扇区计数器j’为1。终端计数器k’在步骤267初始化为1，在此，k为从1到特定扇区内的终端数目。
每个终端k’在步骤269测量它接收的功率，该功率由Pi′，j＇，k′d(i，j)表示，上标d表示是下行链路功率，括号内的索引i，j表示发送扇区，下标i’，j’表示测量扇区，k’表示测量扇区内的特定终端。在步骤271，终端发送步骤269测量的功率到其相关基站。
条件分支点273测试以确定是否k’为该扇区中的最后终端，即在该扇区中是否还有其它终端需要测量它们的下行链路功率并将其发送到基站。如果步骤273的测试结果为NO，表示仍有其它终端测量它们的接收功率并将其发送到基站，控制转入步骤275，k’递增。控制接着回到步骤269，并如上所述继续该过程。如果步骤273的测试结果为YES，表示没有其它终端测量它们的接收功率并将测量结果发送到基站，控制转入步骤277，在此基站累加从扇区Si’j’接收的数据，即基站计算Pi′,j′d(i,j)=Σk′Pi′,j′,k′d(i,j)]]>。
条件分支点279接着测试以确定是否j’＜J，即在测量扇区中是否还有其它扇区尚未确定它们的下行链路干扰功率。如果步骤279的测试结果为YES，这表示在测量扇区中至少还有一个扇区未确定其下行链路干扰功率，控制转入步骤281，在此j’递增，以便它指向该小区的下一扇区。控制接着回到步骤267，并如上所述继续该过程。如果步骤279的测试结果为NO，则表示测量小区中的所有扇区已确定它们的下行链路功率，或如果步骤263的测试结果为YES，这表示i＇指向的小区为终端接收机脱离的小区，控制转入条件分支点283。
条件分支点283测试以确定是否i＇＜I，即在该群集中是否还有小区，而不是终端接收机脱离的小区，尚未确定其扇区的下行链路功率。如果步骤283的测试结果为YES，表示该群集中至少有一个小区未确定其扇区的下行链路功率，那么控制转入步骤285，i＇递增，以便它指向该群集的下一小区。控制接着回到步骤263，并如上所述继续该过程。如果步骤283的测试结果为NO，则表示该群集中的每个小区已确定其扇区的下行链路功率，控制转入步骤289。
注意，如同步骤227～239一样，为讲述方便，所示的步骤261～285顺序执行。然而，本领域的技术人员知道，通过压缩这些步骤的效果以并行执行步骤271迭代所要求的每个测量能在时间性能上有所提高。
在步骤287，去活所有已发送的终端发射机和基站接收机。接着，条件分支点289测试以确定是否j＜J，即该小区中是否还有扇区未激活其基站发射机。如果步骤289的测试结果为YES，表示该小区中确实还有至少一个扇区未激活其基站发射机，控制转入步骤291，j递增，以便它指向当前小区i的下一扇区。控制接着回到步骤257，并如上所述继续该过程。如果步骤289的测试结果为NO，则表示该小区中的所有扇区已激活基站发射机，控制转入步骤293。
条件分支点293测试以确定是否i＜I，即该群集中是否还有小区未使基站发射机在其每个扇区激活。如果步骤293的测试结果为YES，表示在该群集中确实还有至少一个小区未使基站发射机在其每个扇区激活，控制转入步骤295，在此i递增，以便它指向该群集的下一小区。控制接着回到步骤255，并如上所述继续该过程。如果步骤293的测试结果为NO，表示该群集中所有的小区已使基站发射机在其每个扇区激活，控制转入步骤297，程序在此退出。
图3示出了根据本发明原理的一个示例性过程，用于根据利用图2所示过程测量的数据制作用于分配信道的优先权列表。在执行图3的过程之前，信道必须分为G个信道组，这也是现有技术固定无线系统的常规做法。为讲述方便，在此举一个简单的例子，即图1所示的G＝4的未扇区化GSM系统。每个信道组分配给每个第一固定群集105类似位置的小区或小区内的扇区。而且，从执行图2过程得到的测量必须在执行图3的过程之前是可用的。每当G个信道组的分配发生变化(这种情况相对少见)或当由执行图2的测量过程中产生了新的测量值(这种情况也不常发生)时，执行该过程。注意，对于居于一个小区中心的每个相对干扰群集，函数grp(g)包含相对干扰群集的所有扇区，相对干扰群集以组g为其的主信道组。
在步骤303，每个基站传播由执行图2过程产生的功率测量到其相对群集的其它每个基站。接着，在步骤305，每个基站(如基站i)计算其J个扇区的每个扇区Sij以及计算每个信道组g，值Uij(g)表示通过位于扇区Sij的终端希望由信道组G得到的平均上行链路干扰。更确切地说，Uij(g)为两项之和，即Uij(g)=Σi′,j′∈grp(g)Pi′,j′u(i,j)+Σi′,j′∈grp(i′,j′)Pi,ju(i′,j′)]]>第一项Σi′,j′∈grp(g)Pi′,j′u(i,j)]]>为在分配信道组g且由扇区Sij的终端发射机引起的小区i的相对群集中的基站扇区接收机接收的干扰功率之和。第二项Σi′,j′∈grp(g)Pi,ju(i′,j′)]]>是扇区Sij的基站接收机接收的功率之和，它是由位于小区i的相对群集的扇区的所有终端发射机产生并分配信道组g。
而且，在步骤305，每个基站，例如基站i，计算其J个扇区的每个扇区Sij以及计算每个信道组g，值Dij表示通过位于扇区Sij的终端希望从使用信道组g得到的平均下行链路干扰。更确切地讲，Dij(g)为两项之和，即Dij(g)=Σi′,j′∈grp(g)Pi′,j′d(i,j)+Σi′,j′∈grp(g)Pi,jd(i′,j′)]]>。第一项Σi′,j′∈grp(g)Pi′,j′d(i,j)]]>为在分配信道组g且由扇区Sij的终端发射机引起的小区i的相对群集中的终端接收机接收的干扰功率之和。第二项Σi′,j′∈grp(g)Pi,jd(i′,j′)]]>是位于扇区Sij的所有终端接收机接收的功率之和，它是被分配予信道组g的小区i的相对群集内的扇区的基站发射机产生的。
如下所述，在步骤307，对于其每个扇区，每个基站为上行链路建立一个优先权列表，为下行链路建立一个第二优先权列表。对于上行链路，基站为每个信道组分配一个优先权，这样每个信道组有一个越来越小的Uij(g)值，而信道组在上行链路优先权列表接收一个越来越高的优先权分配值。此外，确定优先权后，不管其实际计算出的优先权如何，为分配给该扇区的信道组指定最高优先权而任何其它信道组的相对优先权不变。注意，如果分配给该扇区的信道组实际上并没有最高优先权(实现者可能想调查根本原因)，这将指出一个有关初始信道组分配的问题。信道组接着以优先权顺序从1～G编号，这样，具有最高优先权的组其优先权编号为1，而优先权最低的组编号为G。
类似地，对于下行链路，基站为每个信道组分配一个优先权，以便每个信道组有一个越来越小的Dij(g)值，而信道组在下行链路优先权列表接收一个越来越高的优先权分配。同样，确定优先权后，不管其实际计算的优先权如何，为分配给该扇区的信道组指定最高优先权而任何其他信道组的相对优先权不变。注意，如果分配给该扇区的信道组实际上并没有最高优先权(实现者可能想调查根本原因)，这将指出一个有关初始信道组分配的问题，信道组接着以优先权顺序从1～G编号，这样，具有最高优先权的组其优先权编号为1，而优先权最低的组编号为G。
为减小所需的计算量，本领域的技术人员很容易认识到，可不必计算分配给扇区的信道组干扰，因为分配给该扇区的信道组总是具有最高优先权。完成此步骤后，每个基站有2J个优先权列表。
该过程接着在步骤309退出。
图4示出了根据本发明原理的一个示例性过程，以通过利用由图3过程得到的上行和下行链路优先权列表分配信道。该过程在步骤401开始，此时在基站接收到一个与该基站的扇区j内的终端通信的呼叫请求。在步骤403，一个用于上行链路优先权列表计数器ru初始化为1，以便它指示上行链路信道组具有最高优先权。接着，在步骤405，在具有优先权ru的上行链路信道组搜索一个可用信道。注意，为提高性能，每个基站应搜索利用其自身独立和随机选择的特定顺序通过信道执行搜索。由于在小区内能协同选择信道，因此，至少在本发明的一个实施例中，一个小区的所有扇区受同一基站的控制，基站搜索并认为在呼叫请求发生的小区内只有一个上行链路信道并未使用。
条件分支点407测试以确定搜索期间是否找到一个可用信道，如果步骤407的测试结果为NO，表示在由当前值ru指示的信道组中没有找到一个信道，控制转入条件分支点409，在此测试以确定是否ru＜G，即测试是否已搜索完毕上行链路优先权列表中的所有信道组。如果步骤409的测试结果为YES，表示在上行链路优先权列表中还有未搜索的信道组，接着，根据本发明一方面，控制转入步骤411，在此ru递增，以便它指示扇区的上行链路优先权列表的下一个优先权较低的信道组。接着，控制回到步骤405，以根据本发明一方面搜索该扇区的上行链路优先权列表的下一个优先权较低的信道组，并如上所述继续该过程。
如果步骤409的测试结果为NO，表示已搜索完毕上行链路优先权列表中的所有信道组，控制转入步骤413，在此呼叫请求被阻塞。过程接着在步骤415退出。
如果步骤407的测试结果为YES，表示已发现一个可为上行链路所用的信道，控制转入步骤417，在此，已发现的信道分配用于上行链路的请求呼叫。
此后，在步骤419，一个下行链路优先权列表计数器rd初始化为1，以便它指示具有最高优先权的下行链路信道组。接着，在步骤421，在具有优先权rd的下行链路信道组搜索一个可用信道。注意，为提高性能，每个基站也应利用其自身独立和随机选择的特定顺序通过信道执行搜索。与上行链路的方式相同，由于小区内能协同选择信道，因此，至少在本发明的一个实施例中，小区的所有扇区受同一基站控制，基站搜索并认为在呼叫请求发生的该小区内只有一个下行链路信道并未使用。条件分支点423测试以确定搜索期间是否找到一个可用信道，如果步骤423的测试结果为NO，表示由当前值rd指示的信道组中没有发现一个信道，控制转入条件分支点425，在此测试以确定是否rd＜G，即测试是否已搜索完毕下行链路优先权列表中的所有信道组。如果步骤425的测试结果为YES，表示下行链路优先权列表中还有未搜索的信道组，接着，根据本发明一方面，控制转入步骤427，在此rd递增，以便它指示扇区的下行链路优先权列表的下一个优先权较低的信道组。控制接着回到步骤421，以根据本发明一方面搜索该扇区的下行链路优先权列表的下一个优先权较低的信道组，并如上所述继续该过程。
如果步骤425的测试结果为NO，表示已搜索完毕下行链路优先权列表中的所有信道组，控制转入步骤413，在此呼叫请求被阻塞。过程接着在步骤415退出。
如果步骤423的测试结果为YES，表示已发现一个可为下行链路所用的信道，控制转入步骤433，在此，已发现的信道分配用于下行链路的请求呼叫。过程接着在步骤415退出。
图5示出了根据具有固定干扰群集大小和相对干扰群集大小为19的再用群集大小为7的某地区的示例性上行链路优先权列表集，而且其中每个小区有8个扇区。每个小区的中心标记有该小区的主上行链路信道组的识别号。在这个特定例子中，每个小区的主上行链路信道组的信道不分配给小区内的各个扇区。因此，每个扇区有其自己的主上行链路信道组(其所处小区的主上行链路信道组)。
在每个扇区中，示出了该扇区的上行链路信道组的优先权列表。尽管理想情况下将以单向降序显示该列表，由于空间限制，优先权顺序由上至下直线排列，最高优先权在顶部，而且在从左至右的一条直线上，左侧的优先权较高。因此，例如对于主上行链路信道组为0的中心小区，其右上角扇区的上行链路优先权列表为0、2、4、5、1、3、6，0具有最高优先权，而6的优先权最低。
图5的例子基于一个模拟仿真模型，并利用小区内的终端是均匀分布的假设。注意，尽管每个扇区有其自己的主上行链路信道组(其所处小区的主上行链路信道组)，小区内的每个扇区的上行链路信道的各种优先权列表仍将不同，因为它们是扇区位置的函数。
权利要求
1.一种分配信道以相应服务无线通信系统的无线终端业务请求的方法，由所述无线通信系统服务的地区分为多个区域，所述无线终端位于其中一个所述区域内，该方法包括步骤为所述无线终端所处的至少所述区域制定一个信道组的优先权列表；以及从具有最高优先权的其中一个所述信道组中选择一个信道，其中该信道组在所述区域内具有一个可用信道。
2.根据权利要求1的方法，其中所述区域为所述无线通信系统的一个小区。
3.根据权利要求1的方法，其中所述区域为所述无线通信系统的一个小区的一个扇区。
4.根据权利要求1的方法，其中在所述选择步骤，所述信道是从具有最高优先权且具有可用信道的所述信道组的可用信道中随机选择的。
5.根据权利要求1的方法，其中所述制定步骤还包括步骤为所述固定无线通信系统确定区域间干扰估计。
6.根据权利要求5的方法，其中所述区域间干扰是利用所述区域的一个基站的共用接收机功率电平来确定的。
7.根据权利要求1的方法，其中为多个基站执行所述方法，而且其中每个所述基站随机而独立地执行所述选择步骤。
8.根据权利要求1的方法，其中每个所述区域具有一个上行链路信道优先权列表以及一个下行链路信道优先权列表。
9.根据权利要求1的方法，其中所述制定和选择步骤在上行链路信道执行，该方法还包括步骤为所述无线终端所处的至少所述区域制定一个下行链路信道组的优先权列表；以及从其中一个所述的具有最高优先权、且具有一个可用信道的所述下行链路信道组中选择一个下行链路信道。
10.根据权利要求1的方法，其中每个所述区域属于一个信道再用群集，每个区域分配一个主信道组，信道再用群集内位置类似的区域分配与它们的主信道组类似的信道，而且其中在所述制定步骤，为所述区域的所述主信道组内的信道分配一个最高优先权。
11.根据权利要求1的方法，其中所述区域为属于一个小区的一个扇区，而且其中信道仅未在所述小区内使用时才认为是可用的。
12.一种处理服务于至少一个区域的基站的无线业务请求的方法，所述请求位于无线上行链路信道以及无线下行链路信道，该方法包括步骤为所述无线终端所处的至少所述区域制定一个第一信道组优先权列表，所述第一优先权列表的所述信道组为上行链路信道组；以及为所述无线终端所处的至少所述区域制定一个第二信道组优先权列表，所述第二优先权列表的所述信道组为下行链路信道组；在所述区域中还有可用上行链路信道的所述第二优先权列表中，从所述第一优先权列表的其中一个所述上行链路信道组中选择上行链路组中具有最高优先权的一个信道；以及在所述区域中还有可用下行链路信道的所述第二优先权列表中，从所述第二优先权列表的其中一个所述下行链路信道组中选择下行链路组中具有最高优先权的一个信道。
13.根据权利要求12的方法，其中所述区域为一个扇区，而且其中在从上行链路信道组选择一个信道的所述步骤中，所述信道也仅在未用于包括所述扇区的小区时才被选择，而且其中在从下行链路信道组选择一个信道的所述步骤中，所述信道也仅在未用于包括所述扇区的小区时才被选择。
14.一种用于向固定无线系统的一个区域的业务请求分配信道的方法，该方法包括步骤根据一种固定信道再利用方案，为所述固定无线系统服务的每个区域分配一组信道，作为相应的主信道组，每个区域为一个再用群集的一部分，其中每个再用群集的类似位置的区域分配同一主信道组；以及当所述区域在其主信道组没有可用信道时，从不同区域的一个主信道组借用一个信道，以服务所述请求，借用的所述信道为在所述区域的信道组的优先权列表中保持有最高优先权的信道组的一个，所述区域尚未将其所有信道分配用于一个地区中，通过从所述区域使用的所述可用主信道组优先权列表中清除那些已使其所有信道在所述地区分配的信道组，来制定尚未使其所有信道在所述地区内分配的所述区域的信道组的优先权列表。
15.根据权利要求14的方法，其中所述区域使用的所述可用主信道组优先权列表包括在包含所述区域的群集内使用的所有上行链路信道组。
16.根据权利要求14的方法，其中所述地区和所述区域在空间上是共同扩张的。
17.根据权利要求14的方法，其中所述地区和所述区域在空间上是共同扩张的，而且是所述再用群集的一个小区。
18.根据权利要求14的方法，其中所述地区为一个小区，而且所述区域是所述小区内的一个扇区。
19.根据权利要求14的方法，其中所述区域使用的所述可用主信道组优先权列表包括在包含所述区域的群集内使用的所有下行链路信道组。
20.根据权利要求19的方法，其中所述主优先权列表改进为区域间干扰的函数。
21.根据权利要求19的方法，其中所述主优先权列表被优化，以便不太可能引起干扰的信道组的优先权高于更可能引起干扰的信道组的优先权。
22.根据权利要求19的方法，其中所述主优先权列表经常被重复改进。
23.一种用于为固定无线系统中一个小区内业务请求分配上行和下行链路信道的方法，其中根据一种固定信道再用方案，多个信道组中的每个信道组分配给每个小区作为一个相应的主上行链路信道组，而且根据所述固定信道再用方案，多个信道组中的每个信道组分配给每个小区作为一个相应的主下行链路信道组，每个再用群集内类似位置的小区分配同一组上行和下行信道组，除了分配给所述小区的所述主信道组外，所述小区具有一个上行链路信道组优先权列表；除了分配给所述小区的所述主下行链路信道组外，每个小区具有一个下行链路信道组优先权列表，该方法包括步骤当所述小区的所述主上行链路组具有一个可用上行链路信道时，分配一个上行链路信道，用于服务来自所述小区的所述主上行链路组的所述请求；当所述小区在其主上行链路信道组没有一个可用信道用于服务所述请求时，从一个不同小区的主上行链路信道组分配一个借用的上行链路信道，根据上行链路信道组的所述优先权列表的优先排列顺序，所述借用上行链路信道为下述上行链路信道组的一个(i)它为未使其所有信道分配于所述小区的一个上行链路信道组集合的一个；以及(ii)在所述信道组集合中具有最高优先权；当所述小区的所述主下行链路组具有一个可用下行链路信道组时，分配一个下行链路信道，用于服务来自所述小区的所述主下行链路组的请求；以及当所述小区在其主下行链路信道组没有一个可用信道用于服务所述请求时，从一个不同小区的主下行链路信道组分配一个借用的下行链路信道，根据下行链路信道组的所述优先权列表的优先排列顺序，所述借用下行链路信道为下述下行链路信道组的一部分(i)它为未使其所有信道分配到所述小区的一个下行链路信道组集合的一个；以及(ii)在所述信道组集合中具有最高优先权。
24.根据权利要求23的方法，其中所述上行链路信道的优先权列表的优先排列顺序是基于上行链路干扰计算。
25.根据权利要求23的方法，其中所述下行链路信道的优先权列表的优先排列顺序是基于下行链路干扰计算。
26.一种用于为固定无线系统中一个小区的扇区内业务请求分配上行和下行信道的方法，其中根据一种固定信道再用方案，多个信道组中的每个信道组分配给每个扇区作为一个相应的主上行链路信道组，而且根据所述固定信道再用方案，多个信道组中的每个信道组分配给每个扇区作为一个相应的主下行链路信道组，每个再用群集内类似位置的扇区分配同一组上行和下行信道组，除了分配给所述扇区的所述主信道组外，所述扇区具有一个上行链路信道组优先权列表，而且除了分配个所述扇区的所述主下行链路信道组外，每个扇区具有一个下行链路信道组优先权列表，该方法包括步骤当所述扇区的所述主上行链路信道组具有一个上行链路信道可用时，分配一个上行链路信道，用于服务来自所述扇区的所述主上行链路组的所述请求；当所述扇区在其主上行链路信道组没有一个可用信道用于服务所述请求时，从一个不同扇区的主上行链路信道组分配一个借用的上行链路信道，根据上行链路信道组的所述优先权列表的优先排列顺序，所述借用上行链路信道为下述上行链路信道组的一个(i)它为未使其所有信道分配于所述小区的一个上行链路信道组集合的一个；以及(ii)在所述信道组集合中具有最高优先权；当所述扇区的所述主下行链路组具有一个可用下行链路信道组时，分配一个下行链路信道，用于服务来自所述扇区的所述主下行链路组的请求；以及当所述扇区在其主下行链路信道组没有一个可用信道用于服务所述请求时，从一个不同扇区的主下行链路信道组分配一个借用的下行链路信道，根据下行链路信道组的所述优先权列表的优先排列顺序，所述借用下行链路信道为下述下行链路信道组的一个(i)它为未使其所有信道分配于所述小区的一个下行链路信道组集合的一个；以及(ii)在所述信道组集合中具有最高优先权。
27.根据权利要求26的方法，还包括制定所述上行链路信道组的所述优先权列表，以及所述下行链路信道组的所述优先权列表的步骤。
28.根据权利要求27的方法，其中所述制定步骤还包括测量上行和下行链路干扰功率的步骤。
29.一种用于为固定无线系统中一个小区的扇区内业务请求分配上行链路信道的方法，其中根据一种固定信道再用方案，多个信道组中的每个信道组分配给每个扇区，作为一个相应的主上行链路信道组，而且其中每个所述扇区为其自身相对干扰群集的一部分，每个相对干扰群集的小区由索引i标记，i范围为1到干扰群集内的小区数I，每个小区分为J个扇区，扇区由j标记，j为1～J，其中J≥1，该方法包括步骤从位于所述区域的一个相对干扰群集的小区接收上行链路干扰测量；计算一个表示平均上行链路干扰的值，该值是通过位于扇区Sij内的终端利用的信道组g如下得到Uij(g)=Σi′,j′∈grp(g)Pi′,j′u(i,j)+Σi′,j′∈grp(i′,j′)pi,ju(i′,j′)]]>其中，grp(g)为通过所述再用方案，分配组g作为它们的主信道组的相对干扰群集的所有扇区；Σi′,j′∈grp(g)Pi′,j′u(i,j)]]>为小区i的相对群集内基站扇区接收机接收的干扰功率之和，它根据所述再用方案来分配信道组g作为它们的主信道组，且由扇区Sij内的终端发射机引起；Σi′,j′∈grp(g)Pi,ju(i′,j′)]]>是扇区Sij的基站接收机接收的功率之和，它是由位于小区i的相对群集的扇区内的所有终端的发射机产生的、并分配信道组g作为它们的主信道组；以及通过优先为分配给所述扇区的信道组分配最高优先权，来为每个信道组指定一个优先权，此后，分配优先权以便使Uij(g)值越小的信道组接收越高的优先权。
30.根据权利要求29的方法，还包括步骤在那些在所述小区内有一条未使用上行链路信道的信道组内具有最高优先权的所述优先权列表中，从其中一个所述信道组选择一个信道来服务所述请求。
31.根据权利要求30的方法，其中所述上行链路信道是从选择所述信道的所述信道中随机选择的。
32.根据权利要求29的方法，还包括步骤进行必要的干扰测量以计算Uij(g)=Σi′,j′∈grp(g)Pi′,j′u(i,j)+Σi′,j′∈grp(i′,j′)Pi,ju(i′,j′)]]>
33.一种用于为固定无线系统中一个小区的扇区内业务请求分配下行链路信道的方法，其中根据一种固定信道再用方案，多个信道组中的每个信道组分配给每个扇区，作为一个相应的主下行链路信道组，而且其中每个所述扇区为其自身相对干扰群集的一部分，每个相对干扰群集的小区由索引i标记，i范围为1到干扰群集内的小区数I，每个小区分为J个扇区，扇区由j标记，j为1～J，其中J≥1，该方法包括步骤从位于所述区域的一个相对干扰群集的小区接收下行链路干扰测量；计算一个表示平均下行链路干扰的值，该值是通过位于扇区Sij内的终端利用的信道组g如下得到Uij(g)=Σi′,j′∈grp(g)Pi′,j′d(i,j)+Σi′,j′∈grp(i′,j′)Pi,jd(i′,j′)]]>其中，grp(g)为通过所述再用方案，分配组g作为它们的主信道组的相对干扰群集的所有扇区；Σi′,j′∈grp(g)Pi′,j′d(i,j)]]>为位于扇区内的小区i的相对群集内终端接收机接收的干扰功率之和，它根据所述再用方案来分配信道组g作为它们的主信道组，且由扇区Sij内的基站发射机引起；Σi′,j′∈grp(g)Pi,jd(i′,j′)]]>是扇区Sij的所有终端接收机接收的功率之和，它是由位于小区i的相对群集内扇区的基站发射机产生的、并分配信道组g作为它们的主信道组；以及通过优先为分配给所述小区的信道组分配最高优先权，来为每个信道组指定一个优先权，此后，分配优先权以便使Dij(g)值越小的信道组接收越高的优先权。
34.根据权利要求33的方法，还包括步骤进行必要的干扰测量以计算Dij(g)=Σi′,j′∈grp(g)Pi′,j′u(i,j)+Σi′,j′∈grp(i′,j′)Pi,ju(i′,j′)]]>
35.根据权利要求33的方法，还包括步骤在那些在所述小区内有一条未使用下行链路信道的信道组内具有最高优先权的所述优先权列表中，从其中一个所述信道组选择一个信道来服务所述请求。
36.根据权利要求35的方法，其中所述下行链路信道是从选择所述信道的所述信道中随机选择的。
37.一种用于分配信道以响应无线通信系统的一个无线终端的业务请求的方法，所述无线通信系统服务的区域至少分为多个小区，所述无线终端位于其中一个所述小区，每个所述小区分配了一个主信道组，该方法包括步骤在所述无线终端所处的小区内，从不属于所述小区的主信道组的一个信道组分配一个信道，所述分配被执行为信道组优先权列表的函数，而无需基于每个请求与其它任何小区协同分配所述信道。
38.根据权利要求37的方法，其中所述分配的信道是从所述信道组的信道中随机选择的，由此所述信道在所述分配步骤被分配。
39.根据权利要求37的方法，其中所述信道分配为包含上行和下行链路的一个集合中的其中一种类型。
40.根据权利要求37的方法，其中所述优先权列表基于干扰测量制定。
41.根据权利要求37的方法，其中所述分配的信道为一种上行链路信道，而且所述优先权列表是基于源自干扰测量的平均上行链路干扰确定而制定的。
42.根据权利要求37的方法，其中所述分配的信道为一种下行链路信道，而且所述优先权列表是基于源自干扰测量的平均下行链路干扰确定而制定的。
43.根据权利要求37的方法，还包括随时刷新所述优先权列表的步骤。
44.根据权利要求37的方法，还包括随时刷新所述优先权列表的步骤。
45.根据权利要求37的方法，其中所述优先权列表仅针对所述无线终端所处的所述小区的一个扇区。
46.根据权利要求37的方法，其中优先权列表针对无线终端所处的所述小区。
全文摘要
无需基于每个通信请求的小区间协调,信道分配可通过为每个小区或扇区制定信道组的优先权列表来有效执行,并在业务请求时从具有可用信道的最高优先权组中选择一个信道分配以响应业务请求。优先权列表是基于所做的干扰测量制定的,优先权列表在相对较长的时间内趋于保持不变。然而,优先权列表应周期性地重新确定以确保应用的优先权列表是最好的。有利的是,在峰值集中的负载条件下系统容量将增加。这个优点在小区形状不理想的野外条件下可进一步得到体现。
文档编号H04L12/56GK1330495SQ01122619
公开日2002年1月9日 申请日期2001年6月26日 优先权日2000年6月30日
发明者丹·埃维多尔, 萨彦德夫·穆克赫尔基, 柳正东 申请人:朗迅科技公司