無線資源分配方法和系統的製作方法

2023-05-31 15:29:36

專利名稱：無線資源分配方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線資源分配技術，特別涉及基站設置為鏈狀結構的移動通 信系統中的一種無線資源分配方法、以及一種基站設置為鏈狀結構且實現無 線資源分配的移動通信系統。
背景技術：
一般來說，無線通信系統基於業務類型、幹擾、負荷、容量等因素進行 無線資源分配。例如，將對應相同業務類型的用戶終端分配在同 一組時隙上。 然而在某些特殊場景下，採用上述方式分配無線資源可能會存在以下問題以服務於高速鐵路的無線通信系統為例，該系統中的基站沿高速鐵路順 序排列，即設置為鏈狀，以覆蓋整條高速鐵路。圖1為現有的一種基站鏈狀分布的覆蓋方式的示意圖。如圖l所示，該 覆蓋方式採用宏基站+反向高增益天線，每個基站僅配置一個小區，通過功 分器引入兩幅反向天線，分別覆蓋高速鐵路兩個相反的方向，參見圖1中的 基站NB1和NB2。在這種覆蓋方式下，W支設列車中的用戶終端沿著如圖1 所示的運動方向上運動，從進入NB1的小區開始，用戶終端接收信號的多 普勒頻移將從正的最大頻移+ /_減小到0，然後從0變化到負的最大頻移 -/_。當該列車中的用戶終端在切換到NB2的小區時，都卜勒頻移會從負 的最大頻移-/_變為正的最大頻移+ /_ ,然後從正的最大頻移+/_變化到 0,再從0變化到負的最大頻移-/_。這樣，按照現有無線資源分配方法，假設將對應相同業務類型的用戶終 端分配在同 一 時隙，則由於列車上的各用戶終端接收信號的都卜勒頻移在不
斷的變化，因而很有可能會出現分配在同 一 時隙的用戶終端的接收信號的多 普勒頻移完全相反，從而嚴重影響接收解調性能，使得用戶終端的接收信號 質量不高。圖2為現有的另一種基站鏈狀分布的覆蓋方式的示意圖。如圖2所示， 該覆蓋方式採用基帶單元(BBU) +射頻拉遠(1110;) +多根反向天線，屬 於同一基站的多根反向天線都屬於一個小區，參見圖2中的基站NB1和 NB2。在這種覆蓋方式下，假設列車中的用戶終端沿著如圖2所示的運動方 向上運動，從進入NB1的小區開始，用戶終端接收信號的都卜勒頻移將從 正的最大頻移+ /_減小到0,然後從0變化到負的最大頻移-/_,再從負的 最大頻移-/_變化到正的最大頻移+ /_ ,然後從正的最大頻移+/_再變化 到0，然後又從0變化到負的最大頻移-/_。當該列車中的用戶終端在切換 到NB2的小區時，都卜勒頻移會從負的最大頻移-/_變化到正的最大頻移 +然後從正的最大頻移+ /_變化到0，再變化到負的最大頻移-/max。與如圖l所示的覆蓋方式同理，在如圖2所示的覆蓋方式下，按照現有 無線資源分配方法，假設將對應相同業務類型的用戶終端分配在同 一 時隙， 則也很有可能會出現分配在同 一時隙的用戶終端的接收信號的都卜勒頻移 完全相反，從而嚴重影響接收解調性能，使得用戶終端的接收信號質量不高。 而且，在同一基站的兩個反向天線的覆蓋交疊區，分別來自兩個反向天線的信號的都卜勒頻移完全相反且能量基本相同，這會導致頻偏估計誤差很大， 更加嚴重地影響接收解調性能。可見，在現有基於基站鏈狀分布的移動通信系統中，由於用戶終端通常 處於高速運動狀態，且該狀態下存在較大的都卜勒頻移。而現有無線資源分 配方法卻沒有考慮在同一時隙內接收兩個頻移完全相反的信號的情況，從而使得用戶終端的接收信號質量無法得到保證
發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種無線資源分配方法、以及一種實現無線資 源分配的系統，能夠保證用戶終端的接收信號質量。本發明提供的 一 種無線資源分配方法，將系統中的基站設置為鏈狀結構，該方法包4舌測量用戶終端的位置和運動方向；根據測量到的用戶終端的位置和運動方向，將位置和/或運動方向相同 的用戶終端分配在同 一組時隙。所述測量用戶終端的位置包括基於到達角AOA信息來判斷用戶終端的位置；和/或，基於基站上的天線接收口的功率最大天線位置來判斷用戶終端 的位置。所述測量用戶終端的運動方向包括基於AOA信息的變化趨勢來判斷用戶終端的運動方向；和/或，基於用戶終端的路徑損耗的變化趨勢來判斷用戶終端的運動方向；和/或，基於都卜勒頻移的正負以及變化趨勢來判斷用戶終端的運動方向。將位置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙包括 優先將位置和/或運動相同的用戶終端分配在同 一組時隙上； 如果時隙資源不足，則優先將都卜勒頻移最接近的用戶終端分在同 一組 時隙上。在小區切換時執行所述將位置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙。所述將位置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙之後，該 方法進一步包括
周期性地檢測分配在每個時隙的用戶終端的位置和/或運動方向是否相 同，如果是，則保持當前的資源分配結果不變，否則，將該時隙內的用戶終 端調整分配到其他時隙，以滿足分配在該時隙上的用戶終端的位置和/或運 動方向相同。
所述將系統中的基站設置為鏈狀結構進一步包括為每個基站設置多個 同向天線。
所述將系統中的基站設置為鏈狀結構進一步包括為每個基站設置一個 小區。
本發明提供的一種實現無線資源分配的系統，包括包括基站、RNC 和用戶終端，各基站設置為鏈狀結構，所述基站，用於測量用戶終端的位置和運動方向，並上報給所述RNC;所述RNC，用於根據測量到的用戶終端的位置和運動方向，優先將位 置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙。
每個基站上設置多個同向天線。
由上述技術方案可見，本發明在基站鏈狀的移動通信系統中，測量用戶 終端的位置和運動方向，並根據測量到的用戶終端的位置和運動方向，將位 置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙，從而能夠大大降低在 同 一組時隙上出現都卜勒頻移完全相反的信號的概率，降低了用戶終端間的 幹擾，保證了接收解調性能，從而保證了用戶終端的接收信號質量。而且， 本發明提供的無線資源分配方案實現簡單，易於推廣。
在本發明中，在每個基站上設置多個同向天線而不是反向天線，從而使 得用戶終端在小區內運動時，接收信號的都卜勒頻移不會在正負的最大值之 間頻繁變化，而且，還不會出現來自兩個天線的都卜勒頻移完全相反且能量 基本相同的信號，即完全避免了在同 一時隙內接收兩個頻移完全相反且能量 基本相同的信號，從而進一步保證了用戶終端的接收信號質量。


圖1為現有的一種基站鏈狀分布的覆蓋方式的示意圖。 圖2為現有的另一種基站鏈狀分布的覆蓋方式的示意圖。圖3為本發明中無線資源分配方法的流程示意圖。圖4為本發明中的一種基站鏈狀分布的覆蓋方式的示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖並舉 實施例，對本發明進一步詳細i兌明。本發明中，考慮基站鏈狀分布的移動通信系統中用戶終端的頻移、以及 小區切換等影響，因此，基於用戶終端的位置和運動方向等因素進行無線資 源分配。具體來說，可基於下述原則進行無線資源分配1、 優先將位置相同的用戶終端分配在同一組時隙上。其中，這裡所指 的位置相同是指屬於同一位置區域，例如，同一列車上的所有用戶終端即可 看作是位置相同的用戶終端，可以分配在同 一組時隙上。其中，只需保證在上述位置區域內不會存在都卜勒頻移完全相反的信號 即可。這樣，由於不同位置的移動終端的接收信號可能具有不同的都卜勒頻 移，因此，將位置相同的用戶終端分配在同一組時隙上，即可保證在同一組 時隙上基本不會出現都卜勒頻移完全相反的信號，因而降低了用戶終端間的 幹擾，保證了接收解調性能，從而保證了用戶終端的接收信號質量。2、 優先將運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙上。其中，這裡所指的運動方向包括絕對運動方向、以及相對於基站的相對 運動方向(遠離基站或者靠近基站)。在小區的同 一位置區域，不同絕對運動方向上的用戶終端的都卜勒頻移 也不相同(例如兩列火車逆向行馬史相遇時)。如果優先將絕對運動方向相同 的用戶終端分配在同 一 組時隙上，從而能夠大大降低在同 一 組時隙上出現多 普勒頻移完全相反的信號的概率，降低了用戶終端間的幹擾，保證了接收解 調性能，從而保證了用戶終端的接收信號質量。如果優先將相對於基站的運動方向相同的用戶終端分配在同一組時隙 上，即針對現有如圖l和如圖2兩種覆蓋方式，儘可能使與基站相對運動一 致的用戶終端分配在同 一組時隙上，則保證接收信號具有正都卜勒頻移的用 戶終端分在同 一組時隙上，接收信號具有負都卜勒頻移的用戶終端分配在另 一組時隙上，從而也能夠大大降低在同一組時隙上出現都卜勒頻移完全相反 的信號的概率，降低了用戶終端間的幹擾，保證了接收解調性能，從而保證 了用戶終端的接收信號質量。3、 如果時隙資源不足，則優先將都卜勒頻移最接近的用戶終端分在同 一組時隙上。4、 在進行動態信道調整時，優先將位置和/或運動方向相同但數量較少 的用戶終端調整到其他的時隙上。這樣，按照上述方式分配無線資源，完全是針對例如基站鏈狀分布等特 殊場景的移動通信系統的實際環境，而不是僅僅考慮業務類型等因素，從而 能夠儘可能地避免在同一時隙內接收兩個頻移完全相反的信號，以保證用戶 終端的接收信號質量。實際應用中，測量用戶終端的位置、運動方向，可以按照下述之一或任 意組合的方式來實現1、基於到達角(AOA)信息來判斷用戶終端的位置，AOA信息可以反 映用戶終端的信號來波方向；基於AOA信息的變化趨勢來判斷用戶終端的 運動方向，AOA信息的變化趨勢可以反映出用戶終端是向靠近基站的方向 運動還是向遠離基站的方向運動。2基於用戶終端的路徑損耗的變化趨勢來判斷用戶終端的運動方向，路 經損耗的變化趨勢可以反映出用戶終端是向靠近基站的方向運動還是向遠 離基站的方向運動。3基於天線接收口的功率最大天線位置來判斷用戶終端的位置，哪一副
天線的接收口功率大，則用戶終端即在該副天線的覆蓋範圍內。4基於都卜勒頻移的正負以及變化趨勢來判斷用戶終端的運動方向。 基於上述無線資源分配的原則、以及用戶終端位置和運動方向的測量方式，即可實現本發明所提供的無線資源分配方法。圖3為本發明中無線資源分配方法的流程示意圖。如圖3所示，本發明 中的無線資源分配方法包括以下步驟步驟301，測量用戶終端的位置和運動方向。本步驟中，根據AOA信息或者天線接收口的功率最大天線位置，可以 獲知用戶終端在小區中的位置，用戶終端在基站的哪一副天線的覆蓋範圍 內；根據AOA信息的變化趨勢、或者路徑損耗的變化趨勢、或者都卜勒頻 移的正負及其變化趨勢，可以獲知用戶終端的運動方向。步驟302,根據測量到的用戶終端的位置和運動方向，優先將位置和/ 或運動方向相同的用戶終端分配在同一組時隙。例如，在同一列車上的用戶終端，其測量的位置和運動方向基本相同， 則可將其分配在同一組時隙上；在不同運動方向上的列車上的用戶終端，其時隙上；在同一運動方向，不同列車上的用戶終端也儘量分配在不同時隙上， 若時隙資源不足，則儘量將同 一運動方向上的用戶分配在同 一組時隙上。 至此，即實現了本發明中的無線資源分配。可選地，在上述步驟302之後，基於如前所述的用戶終端位置和運動方 向的測量結果，周期性地檢測每個時隙是否滿足本發明中的無線資源分配原 則，若每個時隙內的用戶終端的位置和/或運動方向均相同，則保持當前的 資源分配結果不變；若某時隙連續幾個子幀不滿足上述原則，則進行動態資 源調整，將該時隙內的部分用戶終端調整分配到其他時隙，以使調整後的各 時隙滿足上述原則，即滿足分配在該時隙上的用戶終端的位置和/或運動方 向相同。
上述流程可在每次進行小區間切換時執行，以保證在每個小區內均能夠 避免在同 一 時隙內接收兩個頻移完全相反的信號，以保證用戶終端的接收信 號質量。為了消除頻移完全相反且能量基本相同的信號，以避免在同 一 時隙內接 收兩個頻移完全相反且能量基本相同的信號，本發明中提供了一種基站鏈狀分布的覆蓋方式，該方式不同於現有如圖1和如圖2所示的覆蓋方式。圖4為本發明中的 一種基站鏈狀分布的覆蓋方式的示意圖。如圖4所示， 本發明為了避免現有覆蓋方式中都卜勒頻移正負頻繁變化的情況，採用同向 天線的覆蓋方式，即用多根同向天線替代如圖2所示的多根反向天線，即可 以採用BBU + RRU +同向天線。這種覆蓋方式下，在同一運動方向上，都卜勒頻移不會發生正負間的變 化。假設用戶終端在如圖4所示的運動方向上運動，都卜勒頻移只會在正的 最大頻移+ /_與0之間變化，而不會出現負的最大頻移-/_。這樣，在如圖3所示的流程中，只要將不同運動方向上的用戶終端分配 在不同的時隙上，就可以避免同 一時隙內出現都卜勒頻移完全相反的信號， 從而避免不同用戶終端的接收信號相互影響，以保證接收解調性能。而且， 在如圖4所示的覆蓋方式中，也不存在同一基站的兩個反向天線的覆蓋交疊 區內出現來自兩個天線的都卜勒頻移完全相反且能量基本相同的信號，即完 全避免了在同 一 時隙內接收兩個頻移完全相反且能量基本相同的信號，從而 保證了用戶終端的接收信號質量。基於如圖4所示的BBU + RRU+同向天線覆蓋方式，在如圖3所示流 程的步驟301中，根據天線接收口的功率最大天線位置，還可以區分出同一 運動方向上不同列車上的用戶終端。例如，在同一運動方向上，同一個小區 內的兩副相隔很遠(如超過200米)的天線上都有很強的接收功率，則說明 有兩輛同向的列車。從而能夠進一步細化地區分不同用戶終端的位置。基於上述方法，本發明還提供了一種實現無線資源分配的系統，該系統
包括基站、RNC、和用戶終端。其中，該系統中的各基站設置為鏈狀結構，為每個基站設置一個小區，該鏈狀結構可以採用如圖1、 2或4所示的覆蓋方式。基站，用於將用戶終端的位置和運動方向相關的測量信息上報給RNC。 具體的位置和運動方向的測量方式，可以按照如上所述的方法來實現。 RNC，用於根據測量到的用戶終端的位置和運動方向，優先將位置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙。具體的無線資源分配方式也可按照如上所述的方法來實現。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種無線資源分配方法，將系統中的基站設置為鏈狀結構，其特徵在於，該方法包括測量用戶終端的位置和運動方向；根據測量到的用戶終端的位置和運動方向，將位置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同一組時隙。
2、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述測量用戶終端的位置 包括基於到達角AOA信息來判斷用戶終端的位置；和/或，基於基站上的天線接收口的功率最大天線位置來判斷用戶終端 的位置。
3、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述測量用戶終端的運動 方向包括基於A O A信息的變化趨勢來判斷用戶終端的運動方向；和/或，基於用戶終端的路徑損耗的變化趨勢來判斷用戶終端的運動方向；和/或，基於都卜勒頻移的正負以及變化趨勢來判斷用戶終端的運動方向。
4、 如權利要求1至3中任意一項所述的方法，其特徵在於，將位置和/ 或運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙包括優先將位置和/或運動相同的用戶終端分配在同 一組時隙上； 如果時隙資源不足，則優先將都卜勒頻移最接近的用戶終端分在同一組 時隙上。
5、 如權利要求1至3中任意一項所述的方法，其特徵在於，在小區切 換時執行所述將位置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙。
6、 如權利要求1至3中任意一項所述的方法，其特徵在於，所述將位置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙之後，該方法進一 步包括周期性地檢測分配在每個時隙的用戶終端的位置和/或運動方向是否相 同，如果是，則保持當前的資源分配結果不變，否則，將該時隙內的用戶終 端調整分配到其他時隙，以滿足分配在該時隙上的用戶終端的位置和/或運 動方向相同。
7、 如權利要求1至3中任意一項所述的方法，其特徵在於，所述將系 統中的基站設置為鏈狀結構進一步包括為每個基站設置多個同向天線。
8、 如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述將系統中的基站設置 為鏈狀結構進一步包括為每個基站設置一個小區。
9、 一種實現無線資源分配的系統，包括基站、RNC和用戶終端，各基 站設置為鏈狀結構，其特徵在於，所述基站，用於測量用戶終端的位置和運動方向，並上報給所述RNC; 所述RNC,用於根據測量到的用戶終端的位置和運動方向，優先將位 置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同 一組時隙。
10、 如權利要求9所述的系統，其特徵在於，每個基站上設置多個同向 天線。
全文摘要
本發明公開了一種無線資源分配方法、以及一種實現無線資源分配的系統。本發明在基站鏈狀的移動通信系統中，根據測量到的用戶終端的位置和運動方向，將位置和/或運動方向相同的用戶終端分配在同一組時隙，從而降低在同一組時隙上出現都卜勒頻移完全相反的信號的概率，保證了接收解調性能，從而保證了用戶終端的接收信號質量。在本發明中，在每個基站上設置多個同向天線而不是反向天線，從而使得用戶終端在小區內運動時，接收信號的都卜勒頻移不會在正負的最大值之間頻繁變化，而且，能夠避免在同一時隙內接收兩個頻移完全相反且能量基本相同的信號，進一步保證了用戶終端的接收信號質量。
文檔編號H04B7/26GK101400133SQ200710175429
公開日2009年4月1日 申請日期2007年9月29日 優先權日2007年9月29日
發明者張堅強, 克 李, 強 薛, 齊丙花 申請人:鼎橋通信技術有限公司