CN1123152C - 无线电技术资源的分配方法和无线电资源管理装置 - Google Patents

Abstract

在本发明的方法中是将无线电技术资源分配到无线电通信***的无线电接口的通信连接上，特别是在具有TD/CDMA无线电接口的无线电-通信***中，至少将一个额定-状态和多个离散的实际-状态用无线电技术资源的负荷值和通信混合值的特殊组合来表示。在无线电资源管理装置上安排了一个存储装置，用于存储额定-状态的至少一个资源分配值和安排了一个控制装置。在控制装置中求出实际-状态，这个实际-状态是以现实的负荷值和现实的通信混合值为基础的。将通信连接的无线电技术资源分配与资源分配值进行匹配。

Description

无线电技术资源的分配方法 和无线电资源管理装置

技术领域

本发明涉及无线电技术资源的分配方法和无线电资源管理装置，特别是在具有TD/CDMA-无线电接口的无线电通信***中。

背景技术

在无线电通信***中信息(例如语音，图象信息或者其它数据)是用电磁波经过无线电接口在发送站和接收站(基站以及移动站)之间传输的。此时电磁波的发射是用载波频率进行的，载波频率是在为各有关***安排的频带上。未来的经无线电接口的具有CDMA-或TD/CDMA-传输方法，例如UMTS(通用移动无线电通信***)或其它第3代***将频率安排在大约2000MHz的频带内。

在DE197 13 667中已知一种无线电通信***，这种无线电通信***中利用CDMA-用户分离方法(CDMA码分多址)，其中在无线电接口上附加有时分多址用户分离方法(CDMA时分多址)。因此无线电接口利用了TD/CDMA传输方法。在接收侧使用一种JD0方法(JD联合检测)，以便当知道多个用户的扩展码情况下，可以改善被传输数据的检测。在其中已知，至少可以分配两个数据信道给经过无线电接口的通信连接，其中每个数据信道通过人个专用的CDMA-编码是可以区别的。在这里表示的无线电通信***是第3代移动无线电通信***的一个后备方案。

在这样的无线电通信***中有必要将无线电技术资源分配给无线电接口的单个通信连接。其中例如从GSM(全球移动通信***)中已知将无线电技术资源，也就是说将时隙按照“先来先服务”原则分配。

在建立新的通信连接时，或者对于较高速率业务要求无线电技术资源时，有时有必要将无线电技术资源重新分配给通信连接，这将导致附加的信令费用。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供无线电资源管理的一种装置和一种方法，这种装置在无线电通信***中减少重新分配的频度。

根据本发明的在无线电通信***中将无线电技术资源分配给无线电接口的通信连接的方法，在其中，

至少额定-状态和离散的实际-状态用无线电技术资源的负荷值和通信混合值的特殊组合是可以规定的，

在其中在无线电资源管理装置上安排了

一个存储装置于存储

-额定-状态的至少一个资源分配值

和一个控制装置，

-其中在控制装置上求出实际-状态，此实际-状态是建立在现实的负荷值和现实的通信混合值基础上的，并且将通信连接的无线电技术资源的分配与资源分配值进行匹配。

根据本发明的无线电技术资源管理装置，

在其中，

为了将无线电技术资源分配到无线电通信***的无线电接口的通信连接上至少通过无线电技术资源的负荷值和通信混合值可以规定额定-状态和离散的实际-状态，

具有一个存储装置用于存储

-至少额定-状态用的资源分配值，

和安排了一个控制装置，

-此时在控制装置中求出实际-状态，这个实际-状态是以一个现实的负荷值和一个现实的通信混合值为基础的，并且通信连接的无线电技术资源的分配与资源分配值进行匹配。

本发明还包括根据上述技术方案的优异的扩展。

按照本发明的方法，为了将无线电技术资源分配到无线电通信***中的无线电接口的通信连接上，至少将额定-状态和离散的实际-状态通过无线电技术资源的和通信混合值和负荷值的各专用组合来表示。在无线电资源管理装置上安排了存储装置用于存储至少一个额定-状态的资源分配值，和安排了控制装置。在控制装置上求出实际-值，这个实际-值是以现实的负荷值和现实的通信混合值为基础的。将通信连接的无线电技术资源分配与资源分配值进行匹配。

与“先来先服务”通信连接的随意分配原则不同的是将资源分配对准一个资源分配值，这个资源分配值是对预先规定的负荷值和通信混合值的组合减少了平均预期的重新分配频度。被定义的额定-状态构成了资源分配排列在其上的一个决策岛(Entscheidungsinsel)和保证了费用合理地过渡到相邻地额定-状态。通过以额定-状态形式的负荷值和通信混合值可能的组合的离散化降低了实施费用和可以借助于这个额定-状态稳定资源分配。

按照本发明优异的扩展结构，为了改变实际-状态选定新的额定-状态，将新的额定-状态与资源分配值进行匹配。如果一个要求和释放无线电技术资源导致实际-状态有很大改变时，和因此当时选择的资源分配值没有形成最佳调整量时，则选择新的决策岛进行匹配。

按照本发明的方法特别优异的是，如果无线电技术资源是由在一个频带上的时隙和CDMA-编码构成的。在这种结构的无线电技术资源上当在一个时间点上利用多个CDMA-编码时，例如在一个时隙上，会出现能量峰值的麻烦。为了避免这个能量峰值在相邻小区引起比较强的干扰，似乎应该选择将所使用的CDMA-编码在所有时隙上均匀分摊。这种匀匀分摊和减少重新分配的频度是方向相反的目标。然而也可以用本发明的方法改进其它结构的无线电技术资源的分配。

按照本发明的方法可能将两种要求很好的平衡。每个单个无线电小区或无线电小区组的平衡可以附加地单独调整。在这种情况下，对于无线电通信***的两个无线电小区在负荷值和通信混合值是同样组合时，将各自不同的资源分配值进行存储。因此可以对单个小区进行最佳化，例如在商业区的较高速率的数据服务和在农材的其它小区的语音服务。

如果资源分配值表示为CDMA-编码在时隙上的分配时，则可以不需要进一步重新计算，将无线电技术资源分配与这些资源分配值相匹配。如果可以将无线电技术资源分成不同大小和不同形状的资源块，则资源分配直优异的是应该已经考虑了这些数值。因此在额定-状态之间可能过渡的种类增加，从而降低了平均的重新分配费用。

按照本发明其它优异的特点是，额定-状态之间的阈值是确定的，这样当由实际-值通过一个阈值时释放选下新的额定-状态。因此新的额定-状态将很容易选定，并且在无线电资源管理装置上实施本方法变得容易。

通信混合值优异的是由不同数据速率的通信连接的比值确定的，其中可以附加考虑准备为其服务的，具有涉及到利用无线电技术资源的，具有不同特点的移动站的比值。具有比较高数据速率的通信连接需要比较大的资源块，这个资源块在一定的移动站上必须附加有预先规定的形状。通信混合值形成了一个比较值，以便区别无线电技术资源不同的分配方案。

将可分配的无线电技术资源分摊在多个频带上，则将在额定-状态和实际-状态的决策矩阵中又增加一维数(Dimension)，或者将附加的频带考虑在资源分配值之内。其中可以安排，将单个频带依次地从通信负荷中释放出来，以便关闭配给载体的一个发送/接收装置，或将频带分配给其它的无线电小区。

按照本发明另外优异的扩展结构，当通过通信连接资源释放时，将被释放的无线电技术资源分配给没有时间限制的通信连接。与资源分配值的这种匹配方式具有的后果是，当未来要求无线电技术资源时只需要很少的重新分配费用，因为没有时间限制的通信连接毫无问题是可以被挤掉的。

为了减轻匹配使用了过渡规则，在其中无线电技术资源子埠的位置是在这之前决定的。因此降低了匹配的复杂性。优异的是，无线电技术资源分配与资源分配值的匹配使用形状匹配算法。特别优异的是，其中所谓的“PackingSteiner Trees”算法用于于很准确的求解，或者“Hybrid First Fit Packing”算法，这些是容易实施的和用很少的时间延迟可以得到结果。

附图说明

以下借助实施例在附图的基础上关细地叙述本发明。

其中表示

附图1一个无线电通信***，

附图2无线电接口的结构，

附图3无线电通信***的蜂窝形结构，

附图4用于分配无线电技术资源的一个决策矩阵，

附图5-8资源分配值的举例，和

附图9资源分配的流程图

具体实施方式

在附图1上表示的无线电通信***是移动无线电***，这个移动无线电***是由很多移动交换站MSC组成的，这些移动交换站是相互联成网络以及与固定网络PSTN建立了入口。此外这些移动交换中心MSC各自与至少一个基站监控器BSC相连。借助对基站BS与到这个基站BS的通信连接的控制，每个基站监控器BSC又可以使通信连接到至少一个基站BS成为可能。

这样的基站BS是一个无线电站，这个无线电站经过无线电接口可以在无线电小区FZ内建立与移动站的信息连接。在附图1上表示了例如到K个移动站MS的通信连接。在一个基站BS与一个移动站MS之间的无线电连接遭遇多路径传播，多路径传播是由于例如在建筑物和种植物上的反射和漫射附加在直接的传播路径上引起的。

运行和维护中心OMC实现对于移动无线电网络及其部件的监控功能和维护功能。这种结构的功能性可以转移到其它无线电通信***中去，在其中可以使用本发明。

在基站监控器BSC上安排了无线电资源管理装置RRM，这个无线电资源管理装置是将无线电技术资源分配到单个的通信连接上。因此这个装置RRM控制多个无线电小区FZ的无线电接口。还可以安排将这样的装置RRM集成在一个基站BS上用于无线电资源管理，并且因比只对其无线电小区进行分配。

无线电资源管理装置RRM包括存储装置SP和控制装置SE。在存储装置SP中存储了预先规定的数值，例如对于额定-状态Z1，Z2的资源分配值S1，S2。此外现实的负荷值L′和通信混合值Mix′，这些是由控制装置SE决定的。

无线电传输的帧结构可以从附图2上看到。按照TDMA-组成部分是将一个宽带频域，例如带宽B＝1,6MHz安排是分成多个时隙ts，例如8个时隙ts1至ts8，每个时隙ts在频域B内构成一个频道。在被安排用于有用数据传输的频道内，将多个通信连接的信息在无线电数据块上进行传输。此外按照FDMA-组成部分在无线电小区FZ至少有一个带宽B上的其它频域可提供使用。

用于有用数据传输的无线电数据块是由具有数据d的段，在其上置入具有接收侧已知的用于信道评估的训练序列tseql至tseqk。数据d是用精细结构，一个CDMA-编码c，的通信连接特殊扩展的，则接收侧例如K个通信连接用CDMA一组成部分是可以分开的。

将数据d单个符号扩展的作用在于，在符号周期Tsym内传输周期为Tchips的Q个码片。Q个码片此时构成为通信连接专用的CDMA-编码c。此外，在时隙ts内为了补偿通信连接不同的信号传输时间安排了一个保护时间gp。

在宽带频域B之内将连续的时隙ts按照帧结构分组。则八个时隙ts组成为一个帧，此时例如将帧的一个时隙ts4构成用于有用数据传输的一个频道，并且返回来又被通信连接的一个组所利用。而将其它频道用于信令传输。

在附图3上表示了，如何在峰窝形的移动无线电***中通过编码规划可以有效的分配有限的CDMA-编码c。例如总是将七个相邻的用六角形表示的无线电小区FZ综合成为一个编码-群(Kode-Cluster)(在这种情况下将一个频率-群(Frequenz-Cluster)用一个无线电小区代表)。在一个编码-群内在每个无线电小区内使用CDMA-编码c在相邻编码-群中无线电小区内使用(编码重新使用code reuse)。

移动无线电***可以与CDMA-编码c规划无关地，在不同的区借助于期望的或者现实测量的对服务的需求(实时的语音服务和实时的更高速率的数据服务，或者不受时间限制的作为数据包服务的数据服务)，在商业区BA和农村RA是不同的。当然更细的分组也是可能的。在商业区BA的无线电小区FZ中，在以后叙述的负荷值L和通信混合值Mix的相同组合时，也将不同的资源分配值S1作为在农村区RA进行存储。资源分配值S1，S1′用于控制最佳的资源分配，并且对于两个区BA，RA是单独最佳化的。

附图4表示了用无线电技术资源负荷L作为竖坐标和通信混合作为通信混合值Mix作为横坐标的一个决策矩阵。负荷L和通信混合值Mix在下面是以一个频带为基础的。然而扩展到多个频带是可能的。

因此在决策矩阵中可以表示无线电接口现实的实际-状态Z′，Z″和Z″。此外多个离散的用十字标志的额定-状态Z1，Z2，Z3在分配无线电技术资源时用作为决策岛。将这些额定-状态Z1，Z2，Z3定义为值得追求的资源分配，在其上应该将现实的资源分配进行匹配。

将阈值SW用于区别额定-状态Z1，Z2，Z3。这些阈值SW因此标志了，在其上对有关的额定-状态Z1，Z2，Z3进行匹配的区域。额定-状态Z1是由负荷值L1和通信混合值Mixl表示的。按照附图5至附图7对于每个额定-状态Z1，Z2，Z3存储一个通信分配值S1，S2，S3，通信分配值是以“造型(shap)”的形状描述值得追求的资源分配。

形状是由在单个时隙ts中使用的CDMA-编码c的比值规定的，其中最小的可分配的资源块是每个时隙ts的一个CDMA-编码c。较高速率的数据服务的这种子块比较大，因为移动站MS在一个通信连接之内使用多个CDMA-编码c和/或使用多个时隙ts。根据移动站Ms的特点这种的比较大的资源块位于一个时隙[垂直柱(Staebchen)]中或者它可以分配在多个时隙ts上，通过后者将资源分配变成可以变化的。因此同样根据在无线电小区FZ中停留的移动站MS的特点在确定的额定-状态Z1，Z2，Z3和其资源分配值S1，S2，S3的情况下应该考虑是要付费的。

在阈值SW包围的额定-状态Z1，Z2，Z3区之内，将无线电技术资源分配与例如在附图5至7表示的资源分配值S1，S2，S3进行匹配。按照附图4无线电接口有一个第一实际-状态Z′，这个实际-状态是以大部分为语音服务和较小的负荷为特征的。因此匹配是与第一个资源分配值S1进行的。为此使用了实际-分配与所期望的资源分配值S1的形状匹配方法。具有优点的方法是“Packing Steiner Trees”-或“Hybrid First Fit Packing”-算法。作为相似性的尺度使用加权的形状差或简单控制论的形状-匹配-算法。

于是每个其它的通信连接是这样指定的，达到第一个资源分配值S1。必要时进行重新整理。然而资源分配值S1，S2，S3应这样选择，以便很少进行这样的重新整理并且很快完成。

通过与资源分配值S1，S2，S3的匹配减少了费用，也就是说减少了再分配的必要性，减少了与之有联系的信令化费用和块系数。将实际-状态Z′与额定-状态Z1比较可以确定的费用也可以使用作为，在多个载体情况下选定并且将无线电技术资源使用在很少费用的场合。

通过一个外部事件，例如要求与比较高数据速率的通信连接建立通信连接时，现实负荷L′和通信混合值Mix′很快变化，则通过了附图4上表示的阈值SW，然后选定第二个额定-状态Z2，在其资源分配值S2上进行匹配。

当实际-状态Z″有小的改变成为Z时，例如由于释放无线电技术资源是由语音连接释放的，没有通过阈值SW和因此没有选择新的额定-状态。下面又与第二个资源分配值S2进行匹配。

通过语音连接将这个无线电技术资源释放可以按照附图8有可能被使用作为，将产生的“空洞”用不受时间限制的通信连接，例如用数据包服务添满。这个的优点是，在需要无线电技术资源时通过新补充的通信连接可以将数据包服务毫无问题地延迟，或者将以后其它的无线电技术资源分配给它。

附图9表示分配方法的流程图。在有关无线电小区FZ中，被使用的额定-状态Z1，Z2的资源分配值S1和S2是预先存储的。到目前的资源分配S′与第一个资源分配值S1是匹配的。一个外部事件，例如一个新的资源要求，导致实际-状态Z′的改变，这个实际-状态是可以通过现实的负荷值L′和现实的通信混合值Mix′规定的。

因此检查，是否实际-状态Z′通过了阈值SW。如果不是这种情况，则保持选定第一个资源分配值S1。如果通过了阈值SW，则例如选定第二个资源分配值S2。因此将现实的资源分配与有关资源分配值S1。S2相匹配。

释放其它资源或资源要求导致重新进行本方法和必要时进行一个新的匹配。

Claims (14)

1.在无线电通信***中将无线电技术资源分配给无线电接口的通信连接的方法，在其中，

至少额定-状态(Z1)和离散的实际-状态(Z′，Z″，Z)用无线电技术资源的负荷值(L)和通信混合值(Mix)的特殊组合是可以规定的，

在其中在无线电资源管理装置(RRM)上安排了

一个存储装置(SP)用于存储

-额定-状态(Z1)的至少一个资源分配值(S1)

和一个控制装置(SE)，

-其中在控制装置(SE)上求出实际-状态(Z′)，此实际-状态是建立在现实的负荷值(L′)和现实的通信混合值(Mix′)基础上的，并且将通信连接的无线电技术资源的分配与资源分配值(S1)进行匹配。

2.按照权利要求1的方法，

在其中，

当实际-状态(Z′)改变时选定新的额定-状态(Z2)和进行新的额定-状态(Z2)与资源分配值(S2)的匹配。

3.按照上述权利要求之一的方法，

在其中，

无线电技术资源是由在频带(B)上的时隙(ts)和CDMA-码(c)构成的。

4.按照权利要求3的方法，

在其中，

资源分配值(S1，S2)是代表CDMA-编码在时隙(ts)上的分配。

5.按照权利要求4的方法，

在其中，

资源分配值(S1，S2)是由移动站(MS)可以利用的资源块的大小和形状为特征的。

6.按照权利要求1或2的方法，

在其中，

在额定-状态(Z1，Z2)之间的阈值(SW)是确定的，则当由实际-值(Z′)通过一个阈值(SW)时释放选定的新的额定-状态(Z2)。

7.按照权利要求1或2的方法，

在其中，

通信混合值(Mix)是由不同数据速率的通信连接的比值决定的。

8.按照权利要求1或2的方法，

在其中，

通信混合值(Mix)是由准备为其服务的具有涉及到利用无线电技术资源不同特点的移动站(MS)的比值决定的。

9.按照权利要求1或2的方法，

在其中，

在无线电通信***的两个无线电小区(FZ)中当负荷值(L)和通信混合值(Mix)相同组合时将各自不同的资源分配值(S1，S1′)进行存储。

10.按照权利要求1或2的方法，

在其中，

当通过通信连接资源释放时为了资源分配值(S1)进行匹配，将被释放了在无线电技术资源分配给不受时间限制的通信连接。

11.按照权利要求1或2的方法，

在其中，

将可分配的无线电技术资源分摊给多个频带。

12.按照权利要求1或2的方法，

在其中，

为了将无线电技术资源与资源分配值(S1)进行匹配使用了过渡规则，在其中无线电技术资源的子块的位置是预先决定的。

13.按照权利要求1或2的方法，

在其中，

为了将无线电技术资源与资源分配值(S1)进行匹配使用了形状匹配-算法。

14.无线电技术资源管理装置(RRM)，

在其中，

为了将无线电技术资源分配到无线电通信***的无线电接口的通信连接上至少通过无线电技术资源的负荷值(L)和通信混合值(Mix)可以规定额定-状态(Z1)和离散的实际-状态(Z′，Z″，Z)，

具有一个存储装置(SP)用于存储

-至少额定-状态(Z1)用的资源分配值(S1)，

和安排了一个控制装置(SE)，

-此时在控制装置(SE)中求出实际-状态(Z′)，这个实际-状态是以一个现实的负荷值(L′)和一个现实的通信混合值(Mix′)为基础的，并且通信连接的无线电技术资源的分配与资源分配值(S1)进行匹配。

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