專利名稱：Tdd系統(tǒng)中使用適應(yīng)性天線最大化允許可撓時隙－小區(qū)分配的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明通常關(guān)于無線電通訊系統(tǒng)使用時分雙工(TDD)模式。更特別的是，本發(fā)明關(guān)于時隙的作業(yè)以及時隙對小區(qū)作業(yè)在無線電通訊系統(tǒng)中使用TDD。
小區(qū)組成的系統(tǒng)通常劃分時間軸為相等的持續(xù)時間間隔稱為一幀。小區(qū)組成的系統(tǒng)使用TDD體制分割幀為一有限數(shù)量相等持續(xù)時間的間隔，稱為時隙，且允許一小區(qū)使用一些或全部的時隙來上行鏈路傳輸(移動單元對基站)或下行鏈路(基站對移動單元)傳輸。一個小區(qū)的時隙作業(yè)定義每一個時隙如何藉由此小區(qū)被使用。對于一小區(qū)有三個可能的方法來使用一時隙上行鏈路傳輸；2)下行鏈路傳輸；或3)不使用時隙。
一小區(qū)的時隙作業(yè)可以系統(tǒng)而被變化為了適應(yīng)話務(wù)負(fù)載的長期變化。例如，系統(tǒng)可能修改一時隙的作業(yè)從上行鏈路到下行鏈路如果下行鏈路話務(wù)通量的強(qiáng)度增加而上行鏈路話務(wù)通量降低。此外，一系統(tǒng)的不同的小區(qū)通常不需要具有相同的時隙作業(yè)程序。據(jù)此，如果在一個地理區(qū)域的話務(wù)特征不同于其它區(qū)域，涵蓋那些區(qū)域的小區(qū)可能具有不同的時隙作業(yè)以最好的適應(yīng)當(dāng)?shù)卦拕?wù)狀況。
在先前技藝中，一個簡單的方法為了避免基站對基站以及移動單元對移動單元干擾是為使用相同的時隙作業(yè)于所有在同一地理區(qū)域的小區(qū)；僅允許在明確的彼此隔離的小區(qū)之間的不同作業(yè)。此方法明顯的缺點是為當(dāng)小區(qū)被展開以提供連續(xù)的涵蓋，如同經(jīng)常的案例，從一個小區(qū)的用戶電話機(jī)分離另一個是困難的。除非在一些小區(qū)中的某幾個時隙的使用完全不被允許。此最后造成系統(tǒng)的容量損失。
因此，移動單元對移動單元以及基站對基站干擾均限制在相同地理區(qū)域中的小區(qū)間獨(dú)立時隙作業(yè)的使用。所需要的是一避免容量損失的系統(tǒng)當(dāng)一涵蓋區(qū)域中話務(wù)不對稱公制變化時。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明建立一系統(tǒng)關(guān)于如最好的使用適應(yīng)性天線于一基站且隨意地在無線傳輸接收單元(WTRUs)以減輕因為兩相鄰小區(qū)之間沖突的時隙作業(yè)所造成的干擾。此系統(tǒng)將允許一最大可撓性于時隙對小區(qū)作業(yè)中，特別是當(dāng)在相同鄰近區(qū)域中的兩小區(qū)或移動單元的沖突的小區(qū)作業(yè)時，更特別的是，一小區(qū)使用一時隙作業(yè)來上行鏈路而其它小區(qū)使用相同的時隙作業(yè)來下行鏈路。


本發(fā)明一更詳細(xì)的了解可能從下列敘述的一較佳的實施例獲得，以舉例的方式以及結(jié)合隨附的圖標(biāo)被了解，其中圖1顯示一小區(qū)分割為區(qū)的實例。
圖2說明一個小區(qū)如何可以被切割成兩個簡單區(qū)。
圖3是一查詢表顯示互相沖突的區(qū)域。
圖4說明兩鄰近小區(qū)的邊緣以及在最接近該邊緣的一WTRU。
具體實施例方式
本發(fā)明將被描述以參考圖標(biāo)其中相似的數(shù)字代表所有相似的組件。
雖然本發(fā)明將以圖1所示的六角形部署的例子為參考來描述，本發(fā)明可容易被擴(kuò)展到其它形式的部署。系統(tǒng)預(yù)設(shè)管理員以及操作者忙于定義根據(jù)他們特定地點的地區(qū)。小區(qū)分割如圖1所示是僅為一個類型的小區(qū)分割范例，其應(yīng)該被注意的是，在一實際的部署中，有其它方法來方割小區(qū)為扇區(qū)。
如圖1所描述，小區(qū)A 100已經(jīng)被方割成六(6)個扇區(qū)A1-A6且同樣地，鄰近的小區(qū)B 110以及C 120每一個已經(jīng)被分割成六(6)個扇區(qū)B1-B6以及C1-C6，分別地。數(shù)個WTRUs 130、140亦隨機(jī)被被設(shè)置。第一實施例中，假設(shè)WTRUs未裝備適應(yīng)性天線。第一WTRU 130是坐落于扇區(qū)A6以及第二WTRU 140是坐落于扇區(qū)B3。本發(fā)明的方法以及系統(tǒng)準(zhǔn)許兩個鄰近的小區(qū)使用沖突的時隙作業(yè)(即一時隙是被使用以上行鏈路于一個小區(qū)而下行鏈路于相鄰的小區(qū))基于“區(qū)”的概念。一區(qū)是為一小區(qū)的一再細(xì)分的區(qū)域由系統(tǒng)操作者定義。小區(qū)被分割成一特定數(shù)量的(不重疊的)區(qū)。如果在一區(qū)的一第一WTRU傳輸造成第二區(qū)的一第二WTRU接收嚴(yán)重的干擾存在有一高可能性，兩個區(qū)(屬于不同的小區(qū))是被定義為彼此沖突。決定是否兩個區(qū)為彼此沖突可以小區(qū)布線的分析來作出。二者擇一地，可想象一更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以WTRUs所作的收集的測量為基礎(chǔ)。
雖然決定沖突的區(qū)的方法將以圖3為參考而描述，此實施例是為作例證的且不應(yīng)該被理解為決定此沖突的區(qū)的唯一方法。沖突的區(qū)塊查詢表在圖3中幫助決定沖突的區(qū)。例如，第一WTRU 130是坐落于區(qū)A6。區(qū)A6為第一設(shè)置于沖突查詢表的垂直列。一X在其相應(yīng)的排指示區(qū)B3是一可能的沖突的區(qū)以及在表格中一 指示一入口相應(yīng)于相同小區(qū)的一區(qū)(例如A1、A2、A3、A4以及A5)。因為一時隙在相同小區(qū)中不能被上行鏈路以及下行鏈路同時使用，屬于相同小區(qū)的區(qū)塊不能被允許具有相對的方向。這表示從一區(qū)A6的第一WTRU 130的傳輸具有造成在區(qū)B3的第二WTRU 140干擾的可能性。如果WTRU 130以及140都使用相同的時隙來傳輸與接收，則干擾將分別地發(fā)生。
已經(jīng)決定沖突的區(qū)塊，物理的資源現(xiàn)在可更靈活以及有效率地被使用。舉例來說，假設(shè)一已知的時隙(S)想要被使用于小區(qū)A的上行鏈路以及小區(qū)B的下行鏈路，小區(qū)B具有比小區(qū)A更多的下行鏈路通訊量。沒有使用區(qū)的概念，對于小區(qū)A以及小區(qū)B使用時隙S于不同方向是困難的。這是因為小區(qū)A的一WTRU在時隙S中接近小區(qū)B的邊緣將創(chuàng)造太多的干擾以致于WTRUs在小區(qū)B的時隙S中不能接收。然而，當(dāng)使用區(qū)的概念時，此問題以下列方法被克服。時隙S可被使用藉由小區(qū)A以及B的一些WTRUs，如同在沖突的區(qū)塊中不能同時被兩個WTRUs使用所提供。例如，假定圖1的區(qū)A3不與小區(qū)B的任何區(qū)沖突。亦假設(shè)時隙S被使用在小區(qū)A的上行鏈路以及小區(qū)B之下下行鏈路。在區(qū)A3中的一WTRU將被允許使用時隙S(來上行鏈路)即使該時隙可能被使用在小區(qū)B之下下行鏈路。這表示一可撓性的優(yōu)勢以及最終一容量的優(yōu)點，因為除此的外時隙S已經(jīng)完全地?zé)o法利用于小區(qū)A的上行鏈路。
在圖3的描述中，其假設(shè)WTRU的位置是已知的。然而，當(dāng)WTRU穿越涵蓋的區(qū)域，系統(tǒng)必須維持其現(xiàn)在坐落的區(qū)的軌跡。例如，假若WTRU在區(qū)C3出發(fā)且行進(jìn)穿過涵蓋區(qū)域到區(qū)B4，則WTRU行進(jìn)路線經(jīng)過區(qū)C3、C4、B3以及B4。根據(jù)顯示沖突區(qū)塊的查詢表的了解，系統(tǒng)可以決定在每一個區(qū)的每一個時隙(上行鏈路、下行鏈路或無動作)最好的使用，考慮到區(qū)之間的沖突以及平均話務(wù)特性所強(qiáng)加的限制。此是被了解如同慢速動態(tài)信道分配(SDCA)方法，其發(fā)生在一相對大的時間尺度(小時、天、周或月)。SDCA使用沖突區(qū)查詢表在此時隙使用的決定中。
假定時隙使用的架構(gòu)由SDCA法來決定，當(dāng)一WTRU連接到被分配至少一個下行鏈路信道于一或多的時隙中的系統(tǒng)，時隙可以被使用來下行鏈路于其被設(shè)置的區(qū)塊中。其亦被分配至少一個上行鏈路信道于一或多個時隙中，其可以被使用來上行鏈路。每當(dāng)一個WTRU移動到另一個區(qū)，則系統(tǒng)檢查是否信道分配需要被改變，一個問題狀況可以發(fā)生如果被此WTRU使用的時隙不再被允許在其移動進(jìn)入的新區(qū)塊之中的特定方向。此可以藉由快速動力學(xué)信道分配(FDCA)法被達(dá)成。因此，沒有需要在每一次WTRU移動到一新區(qū)域時去重新查閱沖突區(qū)查詢表。當(dāng)然，每一個區(qū)是與一可能的使用、上行鏈路、下行鏈路或沒有作用的卯一個時隙聯(lián)合，其是由慢DCA以查詢表為基礎(chǔ)來決定。系統(tǒng)使用此時隙的使用數(shù)據(jù)當(dāng)需要分配信道到一WTRU的時候。系統(tǒng)接著作出適當(dāng)?shù)牟桓蓴_上行鏈路以及下行鏈路時隙分配。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是時隙分配的使用對加載平衡的影響。參考圖4，如果在兩個鄰接的小區(qū)300、310的每一個中的話務(wù)負(fù)載具有相異的不對稱使用特性，(那就是，第一小區(qū)300為主要下行鏈路話務(wù)，而第二小區(qū)310為主要上行鏈路話務(wù))，沒有沖突的區(qū)管理，WTRU 32的傳輸造成第一小區(qū)310的干擾，如果小區(qū)正使用相同的時隙作為不同的方向。一快速分配通訊協(xié)議可嘗試使用一逃離機(jī)制，其是一種方法用于一特定WTRU的信道分配的改變，由于過度的干擾當(dāng)被一使用此信道的特定的WTRU偵測到。逃離機(jī)制的使用是不令人滿意的因其造成有效地妨礙在小區(qū)的重要部分中時隙的使用。沖突的區(qū)允許一移動單元經(jīng)由一涵蓋區(qū)域穿越，(包含區(qū))，而在小區(qū)的使用特性上具有可忽略的影響。
在一根據(jù)本發(fā)明的可供選擇的實施例中，一簡單區(qū)分割圖是被使用。一小區(qū)是被分離為兩個區(qū)如圖2中所示。第一個區(qū)是為外部區(qū)21，其由小區(qū)的涵蓋區(qū)域24所定義，(不包括內(nèi)部區(qū)22)；以及第二區(qū)為內(nèi)部區(qū)22。服務(wù)基站20是坐落在內(nèi)部區(qū)22之中心。
在一實施例中，系統(tǒng)決定其中WTRU 28坐落的小區(qū)以及是否WTRU在一內(nèi)部區(qū)22中或是外部區(qū)21中。訊號延遲的第一測量以及接收訊號功率是被完成。此允許決定是否WTRU 28位于內(nèi)部或外部區(qū)。圖2中的例子，說明位在內(nèi)部區(qū)22中的一WTRU 28，以及WTRU 26位于外部區(qū)21。
另一個用來決定位置的方法利用額外的在附近的基站或其它WTRU。然而，因為一WTRU需要固定的軌跡當(dāng)其通過涵蓋區(qū)域時，因此有連續(xù)的系統(tǒng)分享及協(xié)調(diào)其它基站的必要，且WTRUs使此成為一特有的資源加強(qiáng)技術(shù)。
一個用以決定位置的額外的技術(shù)利用全球定位系統(tǒng)(GPS)的全球定位衛(wèi)星。一GPS接收器是被加入每一個WTRU已定義WTRU的位置。WTRU所報告的坐標(biāo)對于基站以及系統(tǒng)使用坐標(biāo)如上所述。然而，以此選擇存在有一些缺點。首先是WTRU必須是在一有利的位置允許其正確地接收衛(wèi)星訊號(外門)。亦，因為測量被WTRU所完成，WTRU需要經(jīng)常地傳輸位置數(shù)據(jù)到系統(tǒng)，其增加空氣接口的訊號負(fù)載且利用珍貴的電池資源。
區(qū)位置的一致且準(zhǔn)確性是以適應(yīng)性天線被改善。包含傾斜角度以及訊號等級讀出的位置測量是被使用以決定WTRU的位置。適應(yīng)性天線的優(yōu)點為不需要從任何其它基站或WTRU即可獲得一位置。因此，適應(yīng)性天線提供一有效率的且獨(dú)立的追蹤WTRU的方法。
小區(qū)系統(tǒng)具有兩種類型的接口來處理，第一種為基站對基站接口且可發(fā)生當(dāng)一第一基站之下下行鏈路為另一個基站的上行鏈路且上行鏈路基站接收其它基站之下下行鏈路，其阻止或降低預(yù)期中的上行鏈路訊號。第二種可以發(fā)生在小區(qū)系統(tǒng)中(移動單元對移動單元接口)類型的接口發(fā)生當(dāng)一第一移動單元的接收被另一個移動單元的傳輸所阻止或降低。
適應(yīng)性天線可被設(shè)置于基站、在WTRUs上或同時在基站與WTRUs上。區(qū)分割圖解的完成基本上依賴兩個因素1)有效(即可信度以及方便性)，以其可以決定一使用者位于何區(qū)且追蹤一移動的使用者的能力；2)區(qū)的鄰近地區(qū)的尺寸大小。區(qū)Z的鄰近區(qū)域是被定義如其它區(qū)小區(qū)的其它區(qū)組而與區(qū)塊Z沖突。這表示符合Z的入口以及任何屬于Z的鄰近區(qū)域的區(qū)塊應(yīng)在圖3的查詢表中被檢查。
時隙分配的區(qū)使用需要以合理的事實來定位WTRU。如果WTRU定位的準(zhǔn)確度增加，則可能定義每個小區(qū)的一大量的區(qū)，結(jié)果造成較高的可撓性以及增加系統(tǒng)的效率。
一小鄰近區(qū)域是為一被定義如具有一小數(shù)量的區(qū)的區(qū)域。這表示對于所有區(qū)，有一相對較小數(shù)量的其它區(qū)與其沖突。如此，有較少的束縛，其允許更多可撓性于決定每一個區(qū)的時隙使用。此允許最大可撓性在分派不同的特性的上行鏈路對下行鏈路話務(wù)流量于不同小區(qū)。因此，任何傾向局限鄰近區(qū)域的尺寸的系統(tǒng)造成可撓性的獲得。
當(dāng)兩個區(qū)彼此沖突時，此可能因為下列其中一或兩個a)基站對基站接口的可能性為高，如果區(qū)使用時隙于相反方向b)移動單元對移動單元接口的可能性為高，如果區(qū)使用時隙于相反方向。
當(dāng)移動單元亦配備適應(yīng)性天線時，將有較少對的區(qū)塊彼此沖突因為移動單元對移動單元接口的全部可能性被降低。這是因為配備有適應(yīng)性天線的移動單元傾向于從特定方向傳輸且接收功率，其減少一移動接口與另一個的可能性。那也就是說將有較少對互相沖突的區(qū)塊如同所說每一個區(qū)的鄰近區(qū)域尺寸是被減少在一區(qū)的鄰近區(qū)域的定義之下。
鄰近區(qū)域的尺寸有賴于幾個因素，例如特定的地理部署或目前增殖的狀況。如果移動單元配備有適應(yīng)性天線，區(qū)的鄰近區(qū)域可能被限制在較少區(qū)。在最好的范例方案中，一個鄰近區(qū)域甚至可以被限制在只有一或兩個區(qū)，如果部署如此則有很少數(shù)的分散環(huán)繞于移動單元。這是因為當(dāng)移動單元傳輸使用窄電波時，移動單元對移動單元接口的可能性減少。同樣地，當(dāng)適應(yīng)性天線被使用在基站，鄰近區(qū)域的尺寸應(yīng)為了相同的理由而被降低。
在另一個實施例中，移動單元的傳輸功率是被考慮。傳輸功率被視為一個重要因素且影響鄰近區(qū)域的尺寸。如果一區(qū)Z為地理性地定義為接近基站，任何WTRUs在那區(qū)塊傳輸將傾向傳輸在一較低功率等級因為他們較靠近基站且將比其它較遠(yuǎn)的WTRUs需要較少功率。他們就其本身而言比其它WTRUs產(chǎn)生較少接口且是較少受到在相同時間時隙中接收的其它移動單元的影響。因此，與此區(qū)Z沖突的區(qū)的數(shù)量傾向為較小。換句話說，一區(qū)的鄰近區(qū)域靠近服務(wù)的基站通常將比靠近小區(qū)邊緣的區(qū)的鄰近區(qū)域為較小。
如上所述，當(dāng)靠近他們的服務(wù)基站時，移動單元通常在一較低功率傳輸。但是，因為新的高數(shù)據(jù)速率小區(qū)技術(shù)的出現(xiàn)，在功率的增加是經(jīng)常需要以促進(jìn)高數(shù)據(jù)速率的交換在同時移動單元與基站。為了適應(yīng)較高的數(shù)據(jù)速度，WTRUs以及服務(wù)基站將必須增加傳輸功率，即使WTRU接近服務(wù)基站。因此，可能必須定義服務(wù)依據(jù)的鄰近區(qū)域。
例如，可能兩個不互相沖突的區(qū)如果WTRUs被使用一高速服務(wù)，例如一數(shù)據(jù)速度為384kbps。在那個例子中，一WTRU可以被允許在一已知的區(qū)中使用一特定時隙如果其使用一低速服務(wù)。
雖然本發(fā)明已經(jīng)被詳細(xì)的描述，必須了解的是本發(fā)明并不局限于此，且可被作出不同的變化而不違反本發(fā)明的范圍與原理，其是被隨附的權(quán)利要求所定義。
權(quán)利要求
1.一種在一TDD(時分雙工)UMTS系統(tǒng)中最大化時隙對小區(qū)分配的可撓性的方法，其包含定義數(shù)個地區(qū)包含在數(shù)個Node-Bs之中；以及決定時隙的使用以一區(qū)靠區(qū)的基礎(chǔ)來最小化由一沖突的上行鏈路或一沖突的下行鏈路作業(yè)所造成的干擾。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中數(shù)個無線傳輸接收單元(WTRUs)是被合并入該數(shù)個Node-Bs。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該WTRUs在該地區(qū)的位置是使用在該Node-Bs的一訊號延遲來決定。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該WTRUs在該地區(qū)的位置是使用在該Node-Bs的一接收功率來決定。
5.一種在一TDD(時分雙工)中使用適應(yīng)性天線最大化可允許的可撓性時隙對小區(qū)分配的方法，其中包含定義包含在數(shù)個Node-Bs之中數(shù)個地區(qū)的數(shù)個服務(wù)依賴鄰近地區(qū)；決定時隙的使用以一區(qū)靠區(qū)的基礎(chǔ)來最小化由沖突的上行鏈路或一沖突的下行鏈路作業(yè)而造成的干擾。
6.一種在一TDD(時分雙工)UMTS系統(tǒng)中最大化時隙對小區(qū)分配的可撓性的系統(tǒng)，其包含數(shù)個地區(qū)包含在數(shù)個Node-Bs中；以及以一區(qū)靠區(qū)的基礎(chǔ)決定時隙的使用方法以最小化由一沖突的上行鏈路或一沖突的下行鏈路作業(yè)所造成的干擾。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，更包含一數(shù)個WTRUs。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中該WTRUs在該區(qū)中的位置是使用在該Node-Bs中的一訊號延遲來決定。
9.如權(quán)利要求7項所述的系統(tǒng)，其中該WTRUs在該區(qū)中的位置是使用該Node-Bs的一接收功率來決定。
10.一種在一TDD(時分雙工)使用適應(yīng)性天線最大化可允許的可撓性時隙對小區(qū)分配的方法，其包含定義包含在數(shù)個Bode-Bs中的數(shù)個地區(qū)的數(shù)個服務(wù)依賴鄰近區(qū)域；以及決定時隙的使用以一區(qū)靠區(qū)的基礎(chǔ)來最小化一沖突的上行鏈路或一沖突的下行鏈路作業(yè)所造成的干擾。
全文摘要
本發(fā)明建立一系統(tǒng)關(guān)于如何最好地使用適應(yīng)性天線在一基站以及隨意地在無線傳輸接收單元(WTRUs)以減輕因在兩相鄰的小區(qū)的沖突的時隙作業(yè)程序所造成的干擾。此系統(tǒng)將允許一最大的可撓性在時隙對小區(qū)的作業(yè)，特別是當(dāng)沖突的時隙作業(yè)對于在同一鄰近區(qū)域中的兩小區(qū)或移動單元，更特別的是，一個小區(qū)使用一個上行鏈路的時隙作業(yè)而其它小區(qū)則使用相同的時隙作業(yè)來下行鏈路。
文檔編號H04Q7/20GK1795685SQ03819277
公開日2006年6月28日 申請日期2003年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月15日
發(fā)明者保羅·馬里內(nèi)爾, 文森特·羅伊 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司