СИСТЕМА СВЯЗИ, УСТРОЙСТВО СВЯЗИ, СПОСОБ СВЯЗИ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА
COMMUNICATION SYSTEM, COMMUNICATION DEVICE, COMMUNICATION METHOD AND COMPUTER PROGRAMME

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе связи, устройству связи, способу связи и компьютерной программе, в соответствии с которыми базовая станция поддерживает связь с мобильной станцией в ячейке через посредничество ретрансляционной станции. В частности, настоящее изобретение относится к системе связи, устройству связи, способу связи и компьютерной программе, использующим режим ретрансляции, применяющий согласование помех между ячейками.
Уровень техники
Услуги связи становятся все более разнообразными по мере все более значительного и широкого распространения использования технологии обработки информации и передачи информации и, в частности, разработок в сфере мобильной связи, такой как мобильные телефоны. Сегодня группа 3GPP (Проект партнерства третьего поколения (Third Generation Partnership Project)) работает над разработкой и внедрением международного стандарта "IMT (Международные мобильные телекоммуникации (International Mobile Telecommunications)) - 2000" для систем мобильной связи третьего поколения (3G), проектируемого ITU (Международный союз электросвязи (International Telecommunication Union)). Стандарт "LTE (Долговременная эволюция (Long Term Evolution))", являющийся одним из стандартов передачи данных, проектируемых группой 3GPP, представляет собой долговременную усовершенствованную систему, направленную на разработку стандарта четвертого поколения (4G) IMT-Advanced и именуемую также "3.9G (супер 3G)".
Стандарт LTE представляет собой режим связи, основанный на модуляции в режиме OFDM (ортогональное частотное разделение (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)) и использующий технологию OFDMA (Множественный доступ с ортогональным частотным разделением) в качестве способа радиодоступа в нисходящей линии. Режим OFDM представляет собой способ модуляции с несколькими несущими, согласно которому несколько сегментов данных назначают частотным поднесущим, являющимся «ортогональными», т.е. не интерферирующими одна с другой, и который позволяет преобразовать каждую поднесущую на частотной оси в сигнал для передачи на временной оси с использованием обратного БПФ (быстрое преобразование Фурье (FFT)) для каждой поднесущей. Данные для передачи здесь распределяют по нескольким несущим, частоты которых являются взаимно ортогональными, вследствие чего способ OFDM отличается тем, что: полоса частот, занимаемая каждой несущей, становится узкой, эффективность использования частот становится очень высокой, а устойчивость к фазочастотным искажениям из-за запаздывания сигнала (частотно-избирательные замирания) обеспечивается в результате многолучевого распространения. Технология OFDMA (Множественный доступ с ортогональным частотным разделением (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)) представляет собой способ многостанционного доступа, согласно которому вместо того, чтобы все поднесущие OFDM-сигнала были заняты только одной станцией связи, группу поднесущих на частотной оси назначают нескольким станциям связи, так что эти поднесущие совместно используются указанными несколькими станциями связи. Если несколько пользователей используют каждый свою, отличную от других поднесущую или свой, отличный от других временной интервал (иными словами, разделение по оси частот и по оси времени), можно осуществлять связь без помех.
Разработки 3GPP поддерживают ширину полосы, близкую к 100 МГц в стандартной спецификации "LTE-Advanced", которая является дальнейшим развитием технологии LTE для систем мобильной связи четвертого поколения и направлена на реализацию пиковой скорости передачи данных 1 Гбит/с в максимуме. Здесь в качестве весьма вероятных рассматриваются технологии множественного доступа с пространственным разделением, в соответствии с которыми радиоресурсы, распределенные вдоль пространственных осей, совместно используются несколькими пользователями, как, например, согласно технологиям с множеством входов и множеством выходов для большого числа пользователей (MU-MIMO) или множественного доступа с пространственным разделением (SDMA (Space Division Multiple Access)).
Более того, для стандарта LTE-Advanced исследуется возможность применения ретрансляционных технологий для повышения пропускной способности на краях ячеек. Под ретрансляционной технологией здесь понимают механизм, согласно которому в зоне обслуживания базовой станции, соединенной с опорной сетью, устанавливают ретрансляционную станцию (PC (RS)), чтобы можно было переключать связь между базовой станцией и ретрансляционной станцией. При скорости передачи данных 1-2 Мбит/с или около того можно применить такой способ модуляции, как BPSK (двоичная фазовая манипуляция (Binary Phase Shift Keying)) или QPSK (квадратурная фазовая манипуляция (Quadrature PSK)) и добиться при этом необходимой величины SNR (отношение сигнал/шум (Signal-to-Noise Ratio)), даже если это отношение сигнал/шум мало на краях ячеек. Напротив, для достижения скорости передачи данных 100 Мбит/с или более необходимо поддерживать высокое отношение сигнал/шум (SNR) в пределах всей ячейки. Более того, при работе на более высоких частотах увеличиваются потери при передаче сигнала, и растет чувствительность к замираниям, что ведет к уменьшению зоны обслуживания базовой станции. Характеристики связи при использовании только одной базовой станции ухудшаются на краях ячейки, а внедрение ретрансляционной станции позволяет компенсировать это ухудшение.
В нисходящей линии ретрансляционная станция сначала усиливает сигнал, принятый от базовой станции, а затем передает этот принятый сигнал на мобильную станцию. Ретрансляция принятого сигнала посредством ретрансляционной станции позволяет увеличить отношение сигнал/шум (SNR) по сравнению с ситуацией непосредственной передачи сигнала от базовой станции к мобильной станции. С другой стороны, в восходящей линии ретрансляционная станция может поддерживать высокое отношение сигнал/шум (SNR) путем приема сигнала от мобильной станции и передачи его на базовую станцию (радиодоступ в нисходящем направлении от базовой станции (BS) к мобильной станции (MS) именуется здесь «нисходящей линией» ("downlink"), а радиодоступ в восходящем направлении от мобильной станции MS к базовой станции BS именуется восходящей линией ("uplink")).
Например, в системе сотовой связи, в которой базовая станция назначает ресурсы терминалам, передает нисходящий сигнал в текущем временном интервале и принимает восходящий сигнал от терминалов через ретрансляционную станцию в следующем временном интервале, ретрансляционная станция принимает нисходящий сигнал от базовой станции и восходящий сигнал от терминалов в текущем временном интервале и передает принятый нисходящий сигнал терминалам и принятый восходящий сигнал на базовую станцию в следующем временном интервале, а терминал передает восходящий сигнал в текущем временном интервале и принимает нисходящий сигнал через ретрансляционную станцию в следующем временном интервале (см., например, выложенную Заявку на патент Японии No. 2008-22558).
Режим, в котором ретрансляционная станция ретранслирует сигнал между базовой станцией и мобильной станцией, можно подразделить на следующие два типа в зависимости от того, как именно происходит передача принятого сигнала.
Первый тип представляет собой режим, именуемый «Усиление и передача» ("Amplify-and-Forward (AF)"). В этом режиме ретрансляционная станция передает принятый от базовой станции сигнал после усиления в неизмененном виде как аналоговый сигнал. В таком AF-режиме мобильной станции трудно улучшить отношение сигнал/шум (SNR), вследствие чего необходимо, чтобы ретрансляционная станция осуществляла ретрансляцию с использованием области, где уровень сигнала достаточно велик. Более того, здесь имеется тракт обратной связи между передающей антенной и приемной антенной, так что необходимо принять меры для предотвращения самовозбуждения. Преимуществом AF-режима является то, что здесь нет совершенно никакой необходимости совершенствовать протокол связи.
Второй тип представляет собой режим, именуемый «Декодирование и передача» ("Decode-and-Forward (DF)"). В этом режиме ретрансляционная станция осуществляет цифровую обработку принимаемого от базовой станции сигнала, после чего усиливает и передает этот принятый сигнал. Иными словами, ретрансляционная станция преобразует принятый от базовой станции сигнал в цифровой сигнал посредством аналого-цифрового преобразования, выполняет декодирующую обработку, такую как коррекция ошибок, этого сигнала, вновь кодирует сигнал и преобразует сигнал в аналоговый сигнал посредством цифроаналогового преобразования перед усилением и передачей сигнала. В таком DF-режиме можно улучшить отношение сигнал/шум (SNR) за счет выигрыша при кодировании. Кроме того, можно избежать проблемы «зацикливания» сигнала между передающей антенной и приемной антенной, если сохранить сигнал, преобразованный в цифровой сигнал, в памяти и затем передать этот сигнал от ретрансляционной станции в следующем временном интервале. Самовозбуждения можно также избежать, если вместо замены временных интервалов для передачи и приема изменить частоту сигнала.
В стандарте LTE-Advanced, который будет являться стандартом для разрабатываемой группой 3GPP сети будущего, более вероятно использование DF-режима, позволяющего улучшить отношение сигнал/шум (SNR), а не AF-режима.
В стандартах LTE и LTE-Advanced требуется уменьшить задержку связи, и, более конкретно, необходимо уменьшить задержку между пользователями до 50 мс или меньше. Таким образом, при внедрении ретрансляционной технологии необходимо уделить достаточное внимание проблеме задержки, обусловленной «посредничеством» ретрансляционной станции.
Хотя ретрансляция в DF-режиме улучшает отношение сигнал/шум (SNR) за счет выигрыша при кодировании, задержка, обусловленная декодированием и обратным кодированием, оказывается значительной. В связи с этим предложен способ, согласно которому AF-режим, создающий меньшую задержку, используют для каналов с жесткими требованиями к задержке, а DF-режим применяют в каналах, где требования к задержке не слишком строгие.
Если ретранслировать в DF-режиме с использованием смены временного интервала за счет временного разделения, чтобы избежать помех, задержка увеличивается до временного интервала. Задержку, обусловленную обратным кодированием и передачей принятого сигнала от ретрансляционной станции, часто совмещают с задержкой на один субкадр или временной интервал. Это связано с тем, что если ретрансляционную станцию нужно ввести, сохраняя при этом совместимость сверху вниз для стандарта LTE, такое определение задержки облегчает сохранение совместимости. Один субкадр является разграничивающей единицей для восходящих и нисходящих сигналов в дуплексной системе с разделением времени (TDD (Time Division Duplex)), вследствие чего его легче приспособить в качестве единицы задержки для ретрансляционной станции.
В стандарте LTE предложен принцип «согласования помех между ячейками» (intercell interference coordination (ICIC)) для уменьшения влияния помех между соседними ячейками в одном и том же канале.
Принцип согласования помех (ЮС) может быть реализован посредством, например, частичного повторения частот, сочетающего повторение частот в каждой ячейке и повторение частот в нескольких ячейках.
Каждую ячейку разделяют на центральную область внутри ячейки, рядом с базовой станцией, и граничную область на краях ячейки, на удалении от базовой станции. Хотя «центральная частота», назначенная для связи между базовой станцией и мобильной станцией в центральной области, «конкурирует» с частотой в соседних ячейках (иными словами, повторение частот в каждой ячейке), помех между ячейками можно избежать, если сделать мощность передачи достаточно маленькой, чтобы сигнал можно было принимать только в центральной области. С другой стороны, необходимо передавать достаточно сильный сигнал, чтобы его можно было принимать в граничной области, и тогда помех между ячейками избегают путем использования взаимно различных «граничных частот» в граничных областях соседних ячеек (иными словами, повторение частот в нескольких ячейках). Более того, вместо того, чтобы одна мобильная станция занимала все поднесущие OFDM-сигнала, поднесущие центральной частоты назначают мобильным станциям, находящимся недалеко от базовой станции, а поднесущие граничных частот назначают мобильным станциям, удаленным от базовой станции, так что все эти поднесущие совместно используются несколькими базовыми станциями для реализации многостанционного доступа (OFDMA).
При внедрении, однако, ретрансляционной технологии в систему сотовой связи, где применяется принцип согласования помех (ICIC), имеется вероятность, что передаваемый ретрансляционной станцией сигнал может создавать помехи для соседних ячеек. Это происходит потому, что, хотя ретрансляционная технология повышает пропускную способность системы на краях ячейки в результате посредничества ретрансляционной станции, введение такой ретрансляционной станции эквивалентно увеличению мощности сигнала на краях ячейки. Ретрансляционная станция находится ближе базовой станции к краям ячейки, что увеличивает вероятность создания помех для центральной частоты соседних ячеек. Соответственно, вероятность того, что ретрансляционная станция будет испытывать помехи от центральной частоты соседних ячеек, также возрастает.
Даже если базовая станция передает сигнал на граничной частоте с большой мощностью, помехи для центральной частоты соседних ячеек оказываются слабыми, поскольку сильный сигнал в достаточной степени ослабевает на краях ячейки. Напротив, ретрансляционная станция передает сигнал с граничной частотой ближе к краям ячейки, вследствие чего исключительно возрастает вероятность создания помех приему для мобильных станций, использующих центральную частоту соседних ячеек.
С другой стороны, когда базовая станция принимает сигнал с использованием граничной частоты от мобильной станции, находящейся в граничной области, помехи с центральной частотой соседних ячеек оказываются слабыми. Это обусловлено тем, что базовые станции соседних ячеек и базовая станция рассматриваемой ячейки находятся достаточно далеко одна от другой, а также тем, что эти базовые станции поддерживают мощность передач на центральной частоте на низком уровне. Аналогичное рассмотрение показывает, что прием сигналов ретрансляционными станциями, находящимися в граничной области, происходит без проблем.
Вкратце, при внедрении ретрансляционной технологии в системе сотовой связи, мобильная станция, находящаяся в граничной области, использует граничную частоту местной ячейки, которая должна быть центральной частотой соседних ячеек, вследствие чего возникают проблемы при приеме сигналов этой мобильной станцией.
Список литературы
Патентная литература
PTL 1: Выложенная Заявка на патент Японии No. 2008-22558
Раскрытие изобретения
Техническая проблема
Таким образом, желательно создать систему связи, устройство связи, способ связи и компьютерную программу с лучшими характеристиками и в том числе позволяющие базовой станции поддерживать должным образом связь с мобильной станцией в ячейке при посредничестве ретрансляционной станции.
Желательно также создать систему связи, устройство связи, способ связи и компьютерную программу, использующие усовершенствованный режим ретрансляции, позволяющий должным образом осуществлять согласование помех между ячейками.
Желательно также создать усовершенствованные систему связи, устройство связи, способ связи и компьютерную программу, позволяющие должным образом решать проблему помех между соседними ячейками при внедрении ретрансляционной технологии с использованием согласования помех между ячейками.
Решение проблемы
Согласно одному из вариантов настоящего изобретения предложена система связи, включающая первую ячейку и вторую ячейку, расположенные одна рядом с другой, так что в каждой ячейке может быть установлена ретрансляционная станция с целью ретрансляции сигналов между базовой станцией и мобильной станцией. Назначение частот для ретрансляционной станции в первой ячейке может быть ограничено пределами заданных ограниченных диапазонов на стороне первой ячейки, а частота мобильной станции во второй ячейке может быть назначена таким образом, чтобы избежать этих ограниченных диапазонов или уменьшить уровень приоритета таких ограниченных диапазонов при назначении частот на стороне второй ячейки.
Однако понятие «система» ("system") здесь означает объект, в котором логически объединены множество устройств (или функциональных модулей, реализующих конкретную функцию), и при этом не имеет значения, размещено ли каждое устройство или функциональный модуль в одном шкафу (это же справедливо и для нижеследующего).
Согласно другому варианту настоящего изобретения предложена система связи, включающая первую ячейку и вторую ячейку, расположенные одна рядом с другой, так что каждая ячейка составлена из центральной области внутри ячейки, использующей центральную частоту, и граничной области на краях ячейки, использующей граничные частоты в режиме повторения частот в нескольких ячейках, и позволяет установить ретрансляционную станцию для ретрансляции сигналов между базовой станцией и мобильной станцией. Назначение для ретрансляционной станции граничных частот в первой ячейке может быть ограничено пределами заданных ограниченных диапазонов на стороне первой ячейки, а мобильной станции может быть назначена центральная частота второй ячейки таким образом, чтобы избежать этих ограниченных диапазонов или уменьшить уровень приоритета таких ограниченных диапазонов при назначении частот на стороне второй ячейки.
Для назначения частот ретрансляционной станции на стороне первой ячейки в разные моменты времени может быть использована скачкообразная перестройка частоты.
Согласно другому варианту настоящего изобретения предложено устройство связи для работы в качестве базовой станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящимися к указанной ретрансляционной станции. Устройство связи может включать модуль принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, определяющий ограниченный диапазон граничных частот для назначения ретрансляционной станции, модуль оповещения, сообщающий базовой станции соседней ячейки данные ограниченного диапазона, выбранного модулем принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, и планировщик, осуществляющий планирование радиоресурсов в местной ячейке в соответствии с ограниченным частотным диапазоном, выбранным модулем принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции.
Планировщик в устройстве связи может реализовать скачкообразную перестройку частоты при назначении частоты для ретрансляционной станции в разные моменты времени.
Планировщик в устройстве связи может после получения сообщения относительно указанного ограниченного диапазона от соседней ячейки назначить центральную частоту местной ячейки, избегая указанного ограниченного диапазона соседней ячейки или снизив уровень приоритета этого ограниченного диапазона при назначении частот.
Согласно еще одному варианту настоящего изобретения предложен способ связи для работы базовой станции в системе связи, содержащей указанную базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции. Этот способ связи включает этапы определения ограниченного диапазона граничных частот для назначения ретрансляционной станции, сообщение базовой станции в соседней ячейке об этом ограниченном диапазоне, выбранном на этапе определения ограниченного диапазона граничных частот для назначения ретрансляционной станции, планирование радиоресурсов в местной ячейке в соответствии с ограниченным диапазоном, выбранным на этапе определения ограниченного диапазона граничных частот для назначения ретрансляционной станции, и назначение центральной частоты для местной ячейки, избегая указанного ограниченного диапазона соседней ячейки или снизив уровень приоритета этого ограниченного диапазона при назначении частот, когда получено сообщение об ограниченном диапазоне от соседней ячейки.
Согласно другому варианту настоящего изобретения предложена компьютерная программа, в соответствии с которой компьютер выполняет обработку данных в качестве базовой станции в системе связи, содержащей указанную базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к этой ретрансляционной станции. В соответствии с этой компьютерной программой компьютер функционирует в качестве модуля принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, который определяет ограниченный диапазон граничных частот для назначения ретрансляционной станции, модуля оповещения, который сообщает базовой станции в соседней ячейке об этом ограниченном диапазоне, выбранном модулем определения ограниченного диапазона граничных частот для назначения ретрансляционной станции, и планировщика, который осуществляет планирование радиоресурсов в местной ячейке в соответствии с ограниченным диапазоном, выбранным модулем определения ограниченного диапазона граничных частот для назначения ретрансляционной станции, и, когда получено сообщение об ограниченном диапазоне от соседней ячейки, назначает центральную частоту для местной ячейки, избегая указанного ограниченного диапазона соседней ячейки или снизив уровень приоритета этого ограниченного диапазона при назначении частот для местной ячейки.
Эта компьютерная программа может быть выполнена в виде компьютерной программы, записанной в читаемой компьютером форме, для реализации заданной обработки данных на компьютере. Другими словами, установив эту компьютерную программу на компьютере, можно реализовать посредством этого компьютера совместную обработку данных, что позволяет добиться эффекта, аналогичного работе устройства связи согласно настоящему изобретению.
Дополнительно, согласно другому варианту настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве ретрансляционной станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, так что устройство связи включает модуль связи для передачи/приема сигналов к/от базовой станции и мобильной станции, буфер для временного хранения данных, подлежащих ретрансляции между базовой станцией и мобильной станцией, память информации планирования, которая хранит информацию планирования, сообщенную базовой станцией, и модуль управления, осуществляющий управление модулем связи, включая ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, на основании информации планирования. Модуль связи может передавать радиосигнал с использованием ограниченного диапазона граничных частот, назначенного ретрансляционной станции, таким образом, чтобы ограничить использование этих частот в качестве центральной частоты соседней ячейки.
Дополнительно, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве мобильной станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, устройство связи включает модуль связи для передачи/приема сигналов к/от базовой станции и ретрансляционной станции, память информации планирования, которая хранит информацию планирования, сообщенную базовой станцией, и модуль управления, осуществляющий управление модулем связи на основе информации планирования. Модуль связи может принимать радиосигнал с использованием ограниченного диапазона граничных частот, назначенного ретрансляционной станции, таким образом, чтобы ограничить использование этих частот в качестве центральной частоты соседней ячейки.
Дополнительно, согласно другому варианту настоящего изобретения предложена система связи, включающая первую ячейку и вторую ячейку, расположенные одна рядом с другой, так что каждая ячейка составлена из использующей центральную частоту центральной области внутри ячейки и граничной области на краях ячейки, использующей граничные частоты в режиме повторения частот в нескольких ячейках, и позволяет установить ретрансляционную станцию с целью ретрансляции сигналов между базовой станцией и мобильной станцией. На стороне второй ячейки могут быть определены диапазоны невмешательства для центральной частоты второй ячейки, куда не следует вторгаться, а на стороне первой ячейки может быть запрещено назначение для ретрансляционной станции частот из указанных диапазонов невмешательства в диапазоне граничных частот первой ячейки.
Дополнительно, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве базовой станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, так что устройство связи включает модуль принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, определяющий диапазон невмешательства центральной частоты, в который не следует вторгаться, модуль оповещения, сообщающий базовой станции соседней ячейки о диапазоне невмешательства, выбранном модулем принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, и планировщик, который осуществляет планирование радиоресурсов в местной ячейке после получения сообщения о диапазоне невмешательства из соседней ячейки таким образом, чтобы избежать попадания в диапазон невмешательства из состава диапазона граничных частот соседней ячейки.
Дополнительно, согласно другому варианту настоящего изобретения предложен способ связи для работы базовой станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к этой ретрансляционной станции, способ включает этапы, на которых определяют диапазон невмешательства центральной частоты, в который не следует вторгаться, сообщают базовой станции соседней ячейки о диапазоне невмешательства, определенном на этапе принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, и планируют радиоресурсы в местной ячейке после получения сообщения о диапазоне невмешательства от соседней ячейки в спектре граничных частот для соседней ячейки, чтобы избежать указанного диапазона невмешательства.
Дополнительно, согласно еще одному варианту настоящего изобретения предложена компьютерная программа, в соответствии с которой компьютер осуществляет обработку данных в качестве базовой станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, так что компьютер работает в качестве модуля принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, определяющего диапазон невмешательства центральной частоты, в который не следует вторгаться, модуля оповещения, который сообщает базовой станции соседней ячейки о диапазоне невмешательства, выбранном модулем принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, и планировщика, который осуществляет планирование радиоресурсов в местной ячейке после получения сообщения о диапазоне невмешательства из соседней ячейки в спектре граничных для соседней ячейки частот, чтобы избежать этого диапазона невмешательства.
Эта компьютерная программа может быть выполнена в виде компьютерной программы, записанной в читаемой компьютером форме, для реализации заданной обработки данных на компьютере. Другими словами, установив эту компьютерную программу на компьютере, можно реализовать посредством этого компьютера совместную обработку данных, что позволяет добиться эффекта, аналогичного работе устройства связи согласно настоящему изобретению.
Дополнительно, согласно другому варианту настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве ретрансляционной станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, устройство связи включает модуль связи для передачи/приема сигналов к/от базовой станции и мобильной станции, буфер для временного хранения данных, подлежащих ретрансляции между базовой станцией и мобильной станцией, память информации планирования, которая хранит информацию планирования, сообщенную базовой станцией, и модуль управления, осуществляющий управление функционированием связи посредством модуля связи, включает ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, на основании информации планирования. Модуль связи может передавать радиосигнал с использованием частотного диапазона, назначенного ретрансляционной станции из состава диапазона граничных частот, таким образом, чтобы избежать попадания в диапазон невмешательства центральной частоты соседней ячейки.
Дополнительно, согласно еще одному варианту настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве мобильной станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, устройство связи включает модуль связи для передачи/приема сигналов к/от базовой станции и ретрансляционной станции, память информации планирования, которая хранит информацию планирования, сообщенную базовой станцией, и модуль управления, осуществляющий управление модулем связи на основании информации планирования. Модуль связи может принимать радиосигнал с использованием частотного диапазона, назначенного ретрансляционной станции из состава диапазона граничных частот, таким образом, чтобы избежать попадания в диапазон невмешательства центральной частоты соседней ячейки.
Дополнительно, согласно другому варианту настоящего изобретения предложена система связи, включающая множество местных ячеек, так что каждая ячейка составлена из центральной области внутри ячейки, использующей центральную частоту, и граничной области на краях ячейки, использующей граничные частоты в режиме повторения частот в нескольких ячейках, и обеспечивает возможность установки ретрансляционной станции для ретрансляции сигналов между базовой станцией и мобильной станцией. По меньшей мере в одной местной ячейке ретрансляционной станции, находящейся в граничной области этой ячейки, может быть назначена частота из диапазона граничных частот этой ячейки, с избежанием диапазонов частот, которые стали бы составляющими помех для центральной частоты соседней ячейки, расположенной недалеко от местонахождения ретрансляционной станции.
Дополнительно, согласно еще одному варианту настоящего изобретения система связи определяет в группе из множества ячеек, в которой назначают общие граничные частоты, из совокупности частот, являющихся центральными частотами общих соседних ячеек и общими граничными частотами, граничную частоту для назначения ретрансляционной станции, которая находится рядом с этими общими соседними ячейками.
Дополнительно, согласно другому варианту настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве базовой станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, устройство связи включает память информации о местонахождении, которая хранит информацию о местонахождении каждой ретрансляционной станции в местной ячейке и информацию о местонахождении соседних ячеек, модуль принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, который оценивает соседние ячейки рядом с рассматриваемой ретрансляционной станцией на основании информации о местонахождении, хранящейся в памяти информации о местонахождении, и определяет диапазон помех, используемый ретрансляционной станцией, из совокупности граничных частот локальной ячейки, избегая при этом диапазон, где высока вероятность создания помех центральной частоте соседней ячейки, модуль оповещения, сообщающий соседней ячейке информацию о диапазоне помех, выбранном модулем принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, и планировщик, назначающий для ретрансляционной станции, находящейся в граничной области локальной ячейки, частоту из диапазона граничных частот локальной ячейки, с избежанием диапазонов частот, которые стали бы составляющими помех для центральной частоты соседней ячейки, расположенной недалеко от местонахождения ретрансляционной станции, а также назначающий центральную частоту локальной ячейки, с избежанием диапазона помех, о котором сообщила соседняя ячейка.
Дополнительно, согласно еще одному варианту настоящего изобретения предложен способ связи для функционирования базовой станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, способ включает этапы, на которых получают информацию о местонахождении каждой ретрансляционной станции в локальной ячейке и информацию о местонахождении соседних ячеек, определяют соседние ячейки рядом с рассматриваемой ретрансляционной станцией на основании информации о местонахождении и определяют диапазон помех, используемый ретрансляционной станцией, из совокупности граничных частот местной ячейки, с избежанием области, в которой высока вероятность создания помех центральной частоте соседней ячейки, сообщают соседней ячейке информацию о диапазоне помех, выбранном на этапе принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, и назначают для ретрансляционной станции, находящейся в граничной области местной ячейки, частоты из диапазона граничных частот местной ячейки, с избежанием диапазонов частот, которые стали бы составляющими помех для центральной частоты соседней ячейки, расположенной недалеко от местонахождения ретрансляционной станции, а также назначают центральную частоту локальной ячейки, с избежанием диапазона помех, о котором сообщила соседняя ячейка.
Дополнительно, согласно другому варианту настоящего изобретения предложена компьютерная программа, в соответствии с которой компьютер осуществляет обработку данных в качестве базовой станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, при этом компьютер работает в качестве памяти информации о местонахождении, в которой хранится информация о местонахождении каждой ретрансляционной станции в местной ячейке и информация о местонахождении соседних ячеек, модуля принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, который определяет соседние ячейки рядом с рассматриваемой ретрансляционной станцией на основании информации о местонахождении, хранящейся в памяти информации о местонахождении, и определяет диапазон помех, используемый ретрансляционной станцией, из совокупности граничных частот местной ячейки, с избежанием области, в которой высока вероятность создания помех центральной частоте соседней ячейки, модуля оповещения, сообщающего соседней ячейке информацию о диапазоне помех, выбранном модулем принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, и планировщика, назначающего для ретрансляционной станции, находящейся в граничной области локальной ячейки, частоту из диапазона граничных частот локальной ячейки, с избежанием диапазонов частот, которые стали бы составляющими помех для центральной частоты соседней ячейки, расположенной недалеко от местонахождения ретрансляционной станции, а также назначающего центральную частоту локальной ячейки, с избежанием диапазона помех, о котором сообщила соседняя ячейка.
Эта компьютерная программа может быть выполнена в виде компьютерной программы, записанной в читаемой компьютером форме, с целью реализации заданной обработки данных на компьютере. Другими словами, установив эту компьютерную программу на компьютере, можно реализовать посредством этого компьютера совместную обработку данных, что позволяет добиться эффекта, аналогичного работе устройства связи согласно настоящему изобретению.
Дополнительно, согласно еще одному варианту настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве ретрансляционной станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, устройство связи включает модуль связи для передачи/приема сигналов к/от базовой станции и мобильной станции, буфер для временного хранения данных, подлежащих ретрансляции между базовой станцией и мобильной станцией, память информации планирования, которая хранит информацию планирования, сообщенную базовой станцией, и модуль управления, осуществляющий управление функционированием модуля связи, включающим ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, на основании информации планирования. Модуль связи может передавать радиосигнал с использованием частотного диапазона, назначенного ретрансляционной станции из состава диапазона граничных частот, с избежанием диапазонов частот, которые стали бы составляющими помех для центральной частоты соседней ячейки, расположенной недалеко от местонахождения ретрансляционной станции.
Дополнительно, согласно другому варианту настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве мобильной станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, устройство связи включает модуль связи для передачи/приема сигналов к/от базовой станции и ретрансляционной станции, память информации планирования, которая хранит информацию планирования, сообщенную базовой станцией, и модуль управления, осуществляющий управление функционированием модуля связи на основе информации планирования. Модуль связи может принимать радиосигнал с использованием частотного диапазона, назначенного ретрансляционной станции из состава диапазона граничных частот, с избежанием диапазонов частот, которые стали бы составляющими помех для центральной частоты соседней ячейки, расположенной недалеко от местонахождения ретрансляционной станции.
Дополнительно, согласно еще одному варианту настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве базовой станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, так что устройство связи включает память информации о местонахождении, в которой хранится информация о местонахождении каждой ретрансляционной станции в местной ячейке и информация о местонахождении соседних ячеек, память информации о частотах, где записаны граничные частоты, используемые своей ячейкой, и граничные частоты каждой ячейки, расположенной рядом с местной ячейкой, модуль принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, который определяет соседние ячейки рядом с рассматриваемой ретрансляционной станцией на основе информации о местонахождении, хранящейся в памяти информации о местонахождении, и выбирает граничные частоты местной ячейки и соседних ячеек, записанные в памяти информации о частотах, чтобы из граничных частот, общих в группе из нескольких ячеек, где назначают общие граничные частоты, из совокупности частот, являющихся центральными частотами общих соседних ячеек и общими граничными частотами, определить общую граничную частоту для назначения ретрансляционной станции, которая находится рядом с этими общими соседними ячейками, и планировщик, который планирует центральную частоту местной ячейки, соответствуя области, назначенной для ретрансляционной станции посредством модуля принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, с избежанием диапазона помех, назначенного в общем для ретрансляционной станции, расположенной рядом с местной для базовой станции ячейкой, в группе соседних ячеек, где назначена общая граничная частота.
Дополнительно, согласно другому варианту настоящего изобретения предложен способ связи для работы базовой станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, способ включает этапы, на которых сохраняют информацию о местонахождении каждой ретрансляционной станции в локальной ячейке и информацию о местонахождении соседних ячеек, записывают граничные частоты, используемые местной ячейкой, и граничные частоты каждой ячейки, расположенной рядом с местной ячейкой, определяют соседние ячейки рядом с рассматриваемой ретрансляционной станцией на основании информации о местонахождении, а также идентифицируют граничные частоты соседней ячейки, чтобы из граничных частот, общих в группе из нескольких ячеек, в которых назначают общие граничные частоты, из совокупности частот, являющихся центральными частотами общих соседних ячеек и общими граничными частотами, определить общую граничную частоту для назначения ретрансляционной станции, которая находится рядом с этими общими соседними ячейками, и планируют центральную частоту местной ячейки, соответствующей области, назначенной для ретрансляционной станции посредством модуля принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, с избежанием диапазона помех, назначенного в общем для ретрансляционной станции, расположенной рядом с местной для базовой станции ячейкой, в группе соседних ячеек, где назначена общая граничная частота.
Дополнительно, согласно еще одному варианту настоящего изобретения предложена компьютерная программа, в соответствии с которой компьютер осуществляет обработку данных в качестве базовой станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, так что компьютер работает в качестве памяти информации о местонахождении, в которой хранит информацию о местонахождении каждой ретрансляционной станции в местной ячейке и информацию о местонахождении соседних ячеек, памяти информации о частотах, в которой хранит граничные частоты, используемые местной ячейкой, и граничные частоты каждой ячейки, расположенной рядом с местной ячейкой, модуля принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, который определяет соседние ячейки рядом с рассматриваемой ретрансляционной станцией на основе информации о местонахождении, хранящейся в памяти информации о местонахождении, и выбирает граничные частоты местной ячейки и соседних ячеек, хранящихся в памяти информации о частотах, чтобы из граничных частот, общих в группе из нескольких ячеек, где назначают общие граничные частоты, из совокупности частот, являющихся центральными частотами общих соседних ячеек и общими граничными частотами, определить общую граничную частоту для назначения ретрансляционной станции, которая находится рядом с этими общими соседними ячейками, и планировщика, который планирует центральную частоту локальной ячейки, соответствуя области, назначенной для ретрансляционной станции посредством модуля принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, с избежанием диапазона помех, назначенного в общем для ретрансляционной станции, расположенной рядом с местной для базовой станции ячейкой, в группе соседних ячеек, где назначена общая граничная частота.
Эта компьютерная программа может быть выполнена в виде компьютерной программы, записанной в читаемой компьютером форме, с целью реализации заданной обработки данных на компьютере. Другими словами, установив эту компьютерную программу на компьютере, можно реализовать посредством этого компьютера совместную обработку данных, что позволяет добиться эффекта, аналогичного работе устройства связи согласно настоящему изобретению.
Дополнительно, согласно другому варианту настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве ретрансляционной станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, так что это устройство связи включает модуль связи для передачи/приема сигналов к/от базовой станции и мобильной станции, буфер для временного сохранения данных, подлежащих ретрансляции между базовой станцией и мобильной станцией, память информации планирования, которая хранит информацию планирования, сообщенную базовой станцией, и модуль управления, осуществляющий управление модулем связи, включая ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, на основе информации планирования. Модуль связи может передавать радиосигнал с использованием частоты, общей в группе из нескольких ячеек, в которой назначают общую граничную частоту для граничной области, из совокупности частот, являющихся центральными частотами соседних ячеек, близких к базовой станции местной ячейки, и граничными частотами местной ячейки.
Дополнительно, согласно еще одному варианту настоящего изобретения предложено устройство связи, работающее в качестве мобильной станции в системе связи, содержащей базовую станцию, управляющую радиоресурсами в местной ячейке, составленной из внутренней центральной области и граничной области на краях ячейки, мобильную станцию и ретрансляционную станцию, осуществляющую ретрансляцию сигналов между базовой станцией и мобильной станцией, относящейся к указанной ретрансляционной станции, устройство связи включает модуль связи для передачи/приема сигналов к/от базовой станции и ретрансляционной станции, память информации планирования, которая хранит информацию планирования, сообщенную базовой станцией, и модуль управления, осуществляющий управление функционированием модуля связи на основании информации планирования. Модуль связи может принимать радиосигнал с использованием частоты, общей в группе из нескольких ячеек, где назначают общую граничную частоту для граничной области, из совокупности частот, являющихся центральными частотами соседних ячеек, близких к базовой станции местной ячейки, и граничными частотами местной ячейки.
Преимущества изобретения
Согласно описанным выше вариантам настоящего изобретения можно создать систему связи, устройство связи, способ связи и компьютерную программу, которые используют усовершенствованный режим ретрансляции, позволяющий должным образом реализовать согласование помех между ячейками.
Дополнительно, согласно описанным выше вариантам настоящего изобретения можно создать усовершенствованные систему связи, устройство связи, способ связи и компьютерную программу, позволяющие должным образом решить проблемы помех между соседними ячейками в связи с внедрением ретрансляционной технологии, используя при этом частичное повторение частот в качестве способа согласования помех между ячейками.
Помехи, создаваемые для центральной частоты соседней ячейки сигналом граничной частоты, передаваемым ретрансляционной станцией, можно регулировать таким образом, чтобы повысить эффективность использования частот, внося тем самым вклад в повышение пропускной способности для пользователя.
Уровень помех для центральной частоты соседней ячейки, создаваемых сигналом граничной частоты, передаваемым ретрансляционной станцией, можно регулировать путем ограничения частотных диапазонов, назначаемых ретрансляционной станции в ячейке. Первая ячейка ограничивает назначение граничных частот ретрансляционной станции в этой первой ячейке пределами ограниченных диапазонов, вследствие чего соседняя вторая ячейка может подстраивать уровень помех, присутствующих для центральной частоты этой второй ячейки, избегая указанных ограниченных диапазонов или снижая уровень приоритета для назначения частот из этих диапазонов. Более того, вторая ячейка определяет диапазон невмешательства, в который не следует вторгаться, для центральной частоты второй ячейки, а первая ячейка соответственно запрещает назначение диапазонов невмешательства для граничных частот первой ячейки ретрансляционным станциям, чтобы можно было скорректировать помехи, создаваемые для центральной частоты во второй ячейке.
Предоставлением возможности скачкообразной перестройки частоты при назначении частот ретрансляционным станциям в рассматриваемой местной ячейке в разные моменты времени можно сбалансировать уровень помех для центральной частоты соседних ячеек.
Уровень помех для сигналов с центральной частотой соседней ячейки, создаваемых сигналом с граничной частотой, передаваемым ретрансляционной станцией, можно регулировать путем назначения частотных диапазонов в зависимости от местонахождения ретрансляционной станции, что вносит свой вклад в повышение пропускной способности для пользователя.
В системе сотовой связи, в которой применяется частичное повторение частот, ячейка может быть разделена на несколько групп, число которых равно числу повторяющихся частот в соответствии с граничными частотами. Если частоту определяют на основе соотношения между граничными частотами в некоторой «фокусной» ячейке и граничными частотами рассматриваемой местной ячейки, назначенными ретрансляционной станции, расположенной рядом с фокусной ячейкой в каждой из нескольких соседних ячеек, находящихся возле этой фокусной ячейки, граничная частота, назначенная ретрансляционной станции, расположенной рядом с фокусной ячейкой в каждой из соседних ячеек, становится общей в каждой группе. Таким образом, влияние каждой из соседних ячеек на центральную частоту фокусной ячейки можно ограничить и тем самым сделать использование частот более эффективным.
Другие цели, характеристики и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из подробного описания вариантов настоящего изобретения, рассмотренных ниже, или прилагаемых чертежей.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет диаграмму, показывающую конфигурацию радиокадра в нисходящей линии согласно стандарту LTE.
Фиг.2 представляет схему, показывающую основные принципы связи внутри ячейки, включая случаи связи с посредничеством ретрансляционной станции и без такого посредничества.
Фиг.3А представляет схему, показывающую систему сотовой связи, реализующую способ согласования помех между ячейками с использованием частичного повторения частот.
Фиг.3В представляет диаграмму, иллюстрирующую назначение частот внутри ячейки, где применяется частичное повторение частот.
Фиг.3С представляет диаграмму, иллюстрирующую назначение частот внутри ячейки, где применяется частичное повторение частот.
Фиг.3D представляет диаграмму, иллюстрирующую назначение частот внутри ячейки, где применяется частичное повторение частот.
Фиг.4 представляет схему, показывающую пример связи между базовой станцией и мобильными станциями через ретрансляционные станции внутри ячейки, где применяется частичное повторение частот.
Фиг.5 представляет диаграмму, показывающую пример режима ретрансляции, подходящего для Случая 1, изображенного на Фиг.4.
Фиг.6 представляет диаграмму, показывающую другой пример режима ретрансляции, подходящего для Случая 1, изображенного на Фиг.4.
Фиг.7 представляет диаграмму, показывающую пример режима ретрансляции, подходящего для Случая 2, изображенного на Фиг.4.
Фиг.8А представляет диаграмму, иллюстрирующую первый способ управления помехами для центральной частоты соседних ячеек путем ограничения частотных диапазонов для назначения ретрансляционной станции.
Фиг.8В представляет диаграмму, иллюстрирующую первый способ управления помехами для центральной частоты соседних ячеек путем ограничения частотных диапазонов для назначения ретрансляционной станции.
Фиг.9 представляет схему, показывающую, как часть ресурсных блоков, назначенных граничной частоте, заранее назначают исключительно для ретрансляционной линии.
Фиг.10 представляет логическую схему, показывающую процедуру работы системы для реализации первого способа ограничения частотных диапазонов для назначения ретрансляционной станции.
Фиг.11 представляет логическую схему, показывающую процедуру (модификацию) работы системы для реализации первого способа ограничения частотных диапазонов для назначения ретрансляционной станции.
Фиг.12 представляет диаграмму, схематично изображающую функциональную конфигурацию базовой станции, работающей в системе сотовой связи согласно одному из вариантов настоящего изобретения, с целью реализации первого способа.
Фиг.13 представляет диаграмму, схематично изображающую функциональную конфигурацию ретрансляционной станции, работающей в системе сотовой связи согласно одному из вариантов настоящего изобретения.
Фиг.14 представляет диаграмму, схематично изображающую функциональную конфигурацию мобильной станции, работающей в системе сотовой связи согласно одному из вариантов настоящего изобретения.
Фиг.15А представляет диаграмму, показывающую, как три Ячейки с 1 по 3, работающие в режиме с частичным повторением частоты, расположены одна рядом с другими (диаграмма, иллюстрирующая второй способ управления уровнем помех для центральной частоты соседних ячеек путем назначения частотных диапазонов в зависимости от положения ретрансляционной станции).
Фиг.15В представляет диаграмму, показывающую пример назначения частоты в Ячейке 1 на Фиг.15А.
Фиг.15С представляет диаграмму, показывающую пример назначения частоты в Ячейке 1 на Фиг.15А.
Фиг.15D представляет диаграмму, показывающую пример назначения частоты в Ячейке 1 на Фиг.15А.
Фиг.16 представляет диаграмму, показывающую пример назначения частот для ретрансляционных станций 1 и 2 в Ячейке 1 в среде связи, показанной на Фиг.15А.
Фиг.17 представляет логическую схему, показывающую процедуру работы системы для регулирования уровня помех для центральной частоты соседних ячеек (с целью реализации второго способа) путем назначения частотных диапазонов в зависимости от местонахождения ретрансляционной станции.
Фиг.18 представляет диаграмму, схематично изображающую функциональную конфигурацию базовой станции, работающей в системе сотовой связи согласно одному из вариантов настоящего изобретения, с целью реализации второго способа в соответствии с процедурой обработки данных, показанной на Фиг.17.
Фиг.19 представляет диаграмму, показывающую, как шесть Ячеек с 1 по 6, работающие в режиме с частичным повторением частоты, расположены одна рядом с другими (диаграмма, иллюстрирующая второй способ управления уровнем помех для центральной частоты соседних ячеек путем назначения частотных диапазонов в зависимости от положения ретрансляционной станции во взаимодействии с ячейками, соседствующими с одной и той же ячейкой).
Фиг.20 представляет диаграмму, показывающую пример назначения центральной частоты для центральной ячейки, когда назначают тот же самый диапазон помех для ретрансляционной станции, расположенной рядом с центральной ячейкой в каждой группе из нескольких соседних ячеек, имеющих одну и ту же граничную частоту, в среде связи, показанной на Фиг.19.
Фиг.21 представляет логическую схему, показывающую процедуру работы системы для регулирования уровня помех для центральной частоты соседних ячеек (с целью реализации второго способа) путем назначения частотных диапазонов в зависимости от местонахождения ретрансляционной станции во взаимодействии с ячейками, соседствующими с одной и той же ячейкой.
Фиг.22 представляет диаграмму, схематично изображающую функциональную конфигурацию базовой станции, работающей в системе сотовой связи согласно одному из вариантов настоящего изобретения, с целью реализации второго способа в соответствии с процедурой обработки данных, показанной на Фиг.21.
Осуществление изобретения
Вариант осуществления, в котором настоящее изобретение применено в системе мобильной связи, такой как LTE, будет описан подробно со ссылками на чертежи.
На Фиг.1 показана конфигурация радиокадра в нисходящей линии стандарта LTE. Как показано на Фиг.1, радиокадр построен из трех иерархических уровней - временного интервала (Slot), субкадра (Subframe) и радиокадра (Radio Frame) в убывающем порядке единиц времени.
Временной интервал протяженностью 0,5 мс построен из семи OFDM-символов (для обычной одноадресной передачи) и становится единицей декодирующей обработки, когда его принимает пользователь (мобильная станция). Субкадр протяженностью 1 мс построен из двух последовательных временных интервалов и становится единицей времени передачи пакета данных, кодированного в коде с коррекцией ошибок. Радиокадр протяженностью 10 мс построен из 10 последовательных субкадров (т.е. 20 временных интервалов) и становится базовой единицей для мультиплексирования всех физических каналов.
Каждый пользователь может осуществлять связь без каких-либо взаимных помех путем использования разных поднесущих или разных временных интервалов. В стандарте LTE минимальную единицу назначения радиоресурсов, именуемую «ресурсный блок» ("resource block (RB)"), выделяют путем разбиения непрерывных поднесущих на блоки. Планировщик, установленный на базовой станции, назначает радиоресурсы каждому пользователю посредством ресурсных блоков. Один ресурсный блок содержит 12 поднесущих, умноженных на 1 временной интервал (семь OFDM-символов=0,5 мс). До 3 OFDM-символов из заголовка субкадра используют в качестве канала управления, именуемого «Сигнализация управления L1/L2» ("L1/L2 control signaling"). Планировщик базовой станции может назначить ресурсные блоки для каждого сукбкадра, т.е. с интервалом в 1 мс. Информация о местонахождении ресурсных блоков именуется планированием. Информация планирования восходящих линий и такая же информация нисходящих линий записаны в нисходящих линиях канала управления. Каждый пользователь может распознавать назначенные ему ресурсные блоки по результатам просмотра канала управления.
Временной интервал длиной 0,5 мс является минимальной единицей назначения, доступной каждому пользователю. Планировщик, установленный на базовой станции, назначает каждому пользователю временные интервалы, которые могут быть использованы в единицах временных интервалов. В стандарте LTE могут быть выбраны две дуплексные системы «дуплексный режим с разделением по частоте» (FDD (Frequency Division Duplex)) и «дуплексный режим с разделением по времени» (TDD (Time Division Duplex)). В случае дуплексного режима с разделением по времени (TDD) можно выбирать для каждого субкадра, в какой линии - восходящей линии или нисходящей линии, его использовать.
В системе связи согласно рассматриваемому варианту ретрансляционная технология введена для повышения пропускной способности на краях ячейки.
Базовые операции связи внутри ячейки, включая ситуации с посредничеством ретрансляционной станции и без такого посредничества, будут описаны со ссылками на Фиг.2. Линия связи между базовой станцией (BS) и ретрансляционной станцией (RS) называется «ретрансляционная линия» ("relay link (RelayLink)"), а линия связи между ретрансляционной станцией и мобильной станцией (MS) называется «линия доступа» ("access link (AccessLink)"). Прямая линия связи между базовой станцией и мобильной станцией без использования ретрансляционной станции называется «прямая линия» ("direct link (DirectLink)"). На Фиг.2 нисходящая линия обозначена сплошной стрелкой, а восходящая линия обозначена пунктирной стрелкой.
В системе LTE радиоресурсы назначают в виде ресурсных блоков и специфицируют их в канале управления, называемом «Сигнализация управления L1/L2» (указано выше). Ретрансляционная станция определяет, имеется ли какой-нибудь ресурсный блок, адресованный этой ретрансляционной станции, просматривая информацию о назначении ресурсных блоков в канале управления, т.е. информацию планирования, через каждую 1 мс.
В нисходящей линии ретрансляционная станция сначала усиливает сигнал, принятый от базовой станции, например, в DF-режиме (указано выше), а затем передает этот принятый сигнал на мобильную станцию. В варианте с ретрансляцией принятого сигнала через ретрансляционную станцию можно увеличить отношение сигнал/шум по сравнению с вариантом прямой передачи сигнала от базовой станции на мобильную станцию. В восходящей линии, с другой стороны, ретрансляционная станция может поддерживать высокое отношение сигнал/шум путем приема сигнала от мобильной станции и передачи этого сигнала на базовую станцию.
Кроме того, в системе связи согласно настоящему изобретению применяется согласование помех между ячейками (указано выше) с целью уменьшить влияние помех между соседними ячейками в одном и том же канале.
Согласование помех между ячейками здесь будет описано снова со ссылками на Фиг.3А - 3D. В представленном примере согласование помех между ячейками реализовано посредством частичного повторения частот, сочетающего повторение частот в каждой ячейке с повторением частот в нескольких ячейках (повторение частот в трех ячейках в примере на Фиг.3A-3D).
На Фиг.3А шестиугольник представляет область одной ячейки. Каждая ячейка разбита на белую центральную область внутри ячейки и заштрихованную граничную область на краях ячейки. Центральная частота, назначенная центральной области, «конкурирует» с центральной частотой соседних ячеек (т.е. коэффициент повторения частот равен 1), но помех между ячейками избегают путем установления достаточно низкой мощности передачи, чтобы сигнал можно было принимать только внутри центральной области. С другой стороны, граничным областям соседних ячеек назначены другие частоты (т.е. реализовано повторение частот в трех ячейках). На Фиг.3А разница диапазонов частот представлена типами штриховки (положительный наклон, отрицательный наклон и косая сетка). Переключая назначение частот между соседними ячейками, как показано на Фиг.3B-3D, можно реализовать эффективное назначение частот.
На Фиг.3В-3D показаны назначение частот внутри ячейки и мощность передач. В каждой ячейке диапазон частот системы разделен на три блока поднесущих, причем блок поднесущих, используемый для повторения частот между ячейками, назначен граничной частоте, а блок поднесущих, используемый для повторения частот в каждой ячейке, назначен центральной частоте.
В ячейке, граничная область которой заштрихована на Фиг.3А с отрицательным наклоном, например, блок #1 поднесущих назначен граничной частоте, а блоки #2 и #3 поднесущих назначены центральной частоте (см. Фиг.3В). В ячейке, имеющей заштрихованную сеткой граничную область на Фиг.3А, блок #2 поднесущих назначен граничной частоте, а блоки #1 и #3 поднесущих назначены центральной частоте (см. Фиг.3С). В ячейке, граничная область которой заштрихована на Фиг.3А с положительным наклоном, например, блок #3 поднесущих назначен граничной частоте, а блоки #1 и #2 поднесущих назначены центральной частоте (см. Фиг.3D). В каждой ячейке при реализации многостанционного доступа (OFDMA) вместо того, чтобы все поднесущие OFDM-сигнала были заняты одной станцией связи, назначают поднесущие центральной частоты для мобильной станции или ретрансляционной станции в центральной области и поднесущие граничной частоты для мобильной станции или ретрансляционной станции в граничной области, чтобы совместно использовать эти поднесущие несколькими станциями связи.
В любой ячейке из показанных на Фиг.3А помехи между ячейками не возникают даже в случае повторения частот в каждой ячейке, поскольку мощность передачи на центральной частоте устанавливают достаточно низкой, чтобы сигнал можно было принимать только в центральной области ячейки. Хотя мощность передач на граничной частоте достаточно велика, чтобы радиосигнал от базовой станции, расположенной в центре ячейки, можно было принимать на краю ячейки, помехи между соседними ячейками не возникают, поскольку используется принцип повторения частот в нескольких ячейках (в трех ячейках в показанном примере).
На Фиг.4 показан пример связи между базовой станцией и мобильными станциями через ретрансляционные станции внутри ячейки, в которой применяется согласование помех между ячейками. На Фиг.4 нисходящая линия обозначена сплошной стрелкой, а восходящая линия обозначена пунктирной стрелкой.
Как показано на Фиг.4, для каждой станции - ретрансляционной станции и мобильной станции, можно рассматривать оба случая расположения - в центральной области и в граничной области. В Случае 1 на Фиг.4 ретрансляционная станция, расположенная в центральной области, ретранслирует сигнал для мобильной станции, находящейся в граничной области. В Случае 2 обе станции - и ретрансляционная станция, и связанная с ней мобильная станция, находятся в граничной области. В Случае 3 обе станции - и ретрансляционная станция, и связанная с ней мобильная станция, находятся в центральной области.
При внедрении ретрансляционной технологии в системе сотовой связи, в которой применяется согласование помех между ячейками, имеется вероятность, что сигнал, ретранслированный посредством ретрансляционной станции, может создавать помехи соседним ячейкам. Это происходит потому, что хотя ретрансляционная технология повышает пропускную способность на краях ячейки в результате посредничества ретрансляционной станции, введение ретрансляционной станции эквивалентно увеличению мощности сигнала на краях ячейки. Ретрансляционная станция находится ближе к краям ячейки, чем базовая станция, что увеличивает вероятность создания помех для центральной частоты соседних ячеек. В примере, показанном на Фиг.4, когда ретрансляционная станция, находящаяся в центральной области или в граничной области, ретранслирует сигналы мобильной станции, расположенной граничной области, как в Случаях 1 и 2, проявляется проблема создания помех для соседних ячеек. А с другой стороны, вероятность появления помех для ретрансляционной станции от центральной частоты соседних ячеек также возрастает.
На Фиг.5 показан пример режима ретрансляции, подходящего для Случая 1, представленного на Фиг.4. На чертеже нисходящая линия изображена сплошной стрелкой, а восходящая линия изображена прерывистой стрелкой. В иллюстрируемом режиме ретрансляции мультиплексируют нисходящую линию и восходящую линию по оси частот и демультиплексируют ретрансляционную линию и линию доступа по оси частот и оси времени для каждой линии - нисходящей линии и восходящей линии. В каждой линии - восходящей линии и нисходящей линии, демультиплексируют по оси частот заданную центральную частоту F1 с мощностью передачи, недостаточной для достижения связи с соседней ячейкой, в ретрансляционной линии и граничную частоту F2, позволяющую избежать взаимных помех с соседними ячейками для линии доступа.
В нисходящей линии базовая станция передает сигнал во временном интервале для времени Т1 с использованием ресурсных блоков центральной частоты F1 (ретрансляционная линия в составе нисходящей линии). Ретрансляционная станция принимает этот сигнал ретрансляционной линии в составе нисходящей линии и после записи этого сигнала в буфер передает рассматриваемый сигнал во временном интервале для времени Т2 с использованием ресурсных блоков граничной частоты F2 (линия доступа в составе нисходящей линии). Затем мобильная станция принимает сигнал от линии доступа в составе нисходящей линии во временном интервале для времени Т2 с использованием ресурсных блоков граничной частоты F2. Отметим, что прямая линия в составе нисходящей линии представляет собой линию для связи непосредственно от базовой станции к мобильной станции не через ретрансляционную станцию, но на Фиг.5 она показана в виде длинной сплошной стрелки через два квадрата. Эта прямая линия в составе нисходящей линии использует ресурсный блок для частоты F1 в момент времени Т1, а также использует ресурсный блок для частоты F2 в последующий момент времени Т2.
В восходящей линии, с другой стороны, мобильная станция передает сигнал во временном интервале для времени Т1 с использованием ресурсных блоков граничной частоты F2 (линия доступа в составе восходящей линии), и ретрансляционная станция принимает этот сигнал. Затем ретрансляционная станция принимает этот сигнал линии доступа в составе восходящей линии и после буферизации этого сигнала передает рассматриваемый сигнал во временном интервале для времени Т2 с использованием ресурсных блоков центральной частоты F1 (ретрансляционная линия в составе восходящей линии), и базовая станция принимает этот сигнал. Отметим, что прямая линия в составе нисходящей линии представляет собой линию для связи непосредственно от базовой станции к мобильной станции не через ретрансляционную станцию, но на Фиг.5 она показана в виде длинной сплошной стрелки через два квадрата. Эта прямая линия в составе восходящей линии использует ресурсный блок для частоты F2 в момент времени Т1, а также использует ресурсный блок для частоты F1 в последующий момент времени Т2.
На Фиг.6 показан другой пример режима ретрансляции, подходящего для Случая 1, представленного на Фиг.4. На чертеже нисходящая линия изображена сплошной стрелкой, а восходящая линия изображена прерывистой стрелкой. В иллюстрируемом режиме ретрансляции демультиплексируют нисходящую линию и восходящую линию по оси времени и мультиплексируют ретрансляционную линию и линию доступа по оси частот (нисходящую линию и восходящую линию демультиплексируют по оси времени, однако в каждой линии - нисходящей линии и восходящей линии, мультиплексируют ретрансляционную линию и линию доступа по оси частот). В ретрансляционной линии в составе нисходящей линии используют заданную центральную частоту F1 и мощность передачи, недостаточную для достижения соседних ячеек, а в линии доступа в составе нисходящей линии используют граничную частоту F2, позволяющую избежать помех с соседними ячейками. С другой стороны, в восходящей линии используют заданную центральную частоту F1 и мощность передачи, недостаточную для достижения соседних ячеек, в линии доступа.
В нисходящей линии базовая станция передает сигнал во временном интервале для времени Т1 с использованием ресурсных блоков центральной частоты F1 (ретрансляционная линия в составе нисходящей линии). При приеме сигнала в ретрансляционной линии в составе нисходящей линии ретрансляционная станция передает сигнал во временном интервале для того же самого времени Т1 с использованием ресурсных блоков граничной частоты F2 (линия доступа в составе нисходящей линии). Затем мобильная станция принимает сигнал в линии доступа в составе нисходящей линии во временном интервале для времени Т1 с использованием ресурсных блоков граничной частоты F2.
В восходящей линии, с другой стороны, мобильная станция передает сигнал во временном интервале для времени Т2 с использованием ресурсных блоков граничной частоты F2 (линия доступа в составе восходящей линии), и ретрансляционная станция принимает этот сигнал. Затем, принимая сигнал в линии доступа в составе восходящей линии, ретрансляционная станция передает этот сигнал во временном интервале для времени Т2 с использованием ресурсных блоков центральной частоты F1 (ретрансляционная линия в составе восходящей линии), и базовая станция принимает этот сигнал.
Режим ретрансляции, показанный на Фиг.6, аналогичен режиму, изображенному на Фиг.4, в том, что центральную частоту F1 используют в ретрансляционной линии, а граничную частоту F2 в линии доступа, но отличается от него в том, что ретрансляционную линию и линию доступа мультиплексируют по оси частот в каждой линии - в нисходящей линии и в восходящей линии, и имеет преимущество в том, что задержка, обусловленная ретрансляцией, невелика. Однако поскольку ретрансляционная станция осуществляет операции передачи/приема, мультиплексированные по оси частот (иными словами, операции передачи/приема осуществляются в одно и то же время), ретрансляционная станция в этом случае должна иметь схему, позволяющую передавать сигнал граничной частоты F2 одновременно с приемом сигнала центральной частоты F1.
На Фиг.7 показан пример режима ретрансляции, подходящего для Случая 2, изображенного на Фиг.4. На этом чертеже нисходящая линия обозначена сплошной стрелкой, а восходящая линия обозначена штриховой стрелкой. В иллюстрируемом режиме ретрансляции используют заданную граничную частоту и мощность передачи, недостаточную для достижения соседних ячеек, в обеих линиях - нисходящей линии и восходящей линии, демультиплексируют восходящую линию и нисходящую линию по оси времени, а также демультиплексируют ретрансляционную линию и линию доступа по оси времени в каждой линии - восходящей линии и нисходящей линии.
Во время работы в нисходящей линии базовая станция передает сигнал во временном интервале для времени Т1 с использованием ресурсных блоков с граничной частотой F2 (ретрансляционная линия в составе нисходящей линии). Ретрансляционная станция принимает сигнал в ретрансляционной линии в составе нисходящей линии и после сохранения этого сигнала в буфере передает сигнал во временном интервале для времени Т2 с использованием ресурсных блоков с граничной частотой F2 (линия доступа в составе нисходящей линии). Затем мобильная станция принимает сигнал в линии доступа в составе нисходящей линии во временном интервале для времени Т2 с использованием ресурсных блоков с граничной частотой F2.
Во время работы в восходящей линии, с другой стороны, мобильная станция передает сигнал во временном интервале для времени Т3 с использованием ресурсных блоков с граничной частотой F2 (линия доступа в составе восходящей линии), а ретрансляционная станция принимает этот сигнал. Затем ретрансляционная станция принимает сигнал в линии доступа в составе восходящей линии и после буферизации сигнала передает этот сигнал во временном интервале для времени Т4 с использованием ресурсных блоков с граничной частотой F2 (ретрансляционная линия в составе восходящей линии), а базовая станция принимает этот сигнал.
В дальнейшем будет рассмотрено влияние соседних ячеек.
Ретрансляционная станция находится ближе к краям ячейки по сравнению с базовой станцией, что увеличивает вероятность создания помех для центральной частоты соседних ячеек. С другой стороны, вероятность того, что центральная частота соседних ячеек создаст помехи для ретрансляционной станции, тоже возрастает. Еще раз, даже если базовая станция передает сильный сигнал граничной частоты, уровень помех для центральной частоты соседних ячеек будет мал, поскольку этот сильный сигнал успеет в достаточной степени ослабнуть на краях ячейки. Напротив, ретрансляционная станция передает сигнал с граничной частотой ближе к краям ячейки, вследствие чего очень высокой становится вероятность создания помех приему для мобильных станций, принимающих сигнал с центральной частотой соседних ячеек. Это обусловлено тем, что хотя ретрансляционная технология повышает пропускную способность на краях ячейки вследствие посредничества ретрансляционной станции, введение такой ретрансляционной станции эквивалентно увеличению мощности сигнала на краях ячейки.
С другой стороны, когда базовая станция принимает сигнал с использованием граничной частоты от мобильной станции, находящейся в граничной области, уровень помех от сигналов центральной частоты соседних ячеек оказывается мал. Это происходит потому, что базовые станции соседних ячеек и базовая станция рассматриваемой ячейки расположены на достаточно большом расстоянии одна от другой, а также эти базовые станции поддерживают мощность передач на центральной частоте на низком уровне. Аналогично, можно считать, что прием сигналов ретрансляционных станций, находящихся в граничной области, также должен происходить без проблем.
Резюмируя, при внедрении ретрансляционной технологии в системе сотовой связи мобильная станция, расположенная в граничной области, использует граничную частоту локальной ячейки, которая должна быть также центральной частотой соседних ячеек, вследствие чего возникают проблемы при приеме сигналов мобильными станциями.
В стремлении решить эту проблему авторы настоящего изобретения сосредоточились на том факте, что ретрансляционную станцию обычно не используют для связи между базовой станцией и мобильной станцией. Иными словами, когда условия приема сигнала мобильной станцией, находящейся на периферии ячейки (в граничной области), ухудшаются, сигнал передают/принимают через ретрансляционную станцию. Таким образом, среди сигналов граничной частоты, приходящих на мобильную станцию, присутствуют сигнал линии доступа, поступающий через ретрансляционную станцию, и сигнал прямой линии от базовой станции. Предложены два способа, которые должны позволить мобильной станции, расположенной в граничной области и использующей граничную частоту местной ячейки, избежать взаимных помех с центральной частотой соседних ячеек.
(1) Первый способ
Частотные диапазоны, назначаемые ретрансляционной станции, ограничивают. Иными словами, частоты, используемые для связи через ретрансляционную станцию, система определяет заранее при назначении граничной частоты в ячейке. Затем назначают центральную частоту на стороне соседней ячейки, избегая при этом частот, которые с большей вероятностью могут оказаться подвержены помехам от ретрансляционной станции.
(2) Второй способ
Частотные диапазоны можно изменять в зависимости от местонахождения ретрансляционной станции. От этого местонахождения ретрансляционной станции зависит, как будет изменяться центральная частота соседних ячеек, подверженных воздействию передач ретрансляционной станции. Таким образом, базовая станция может уменьшить число точек, где вероятно создание помехи для центральной частоты на стороне соседней ячейки, устанавливая области граничных частот, разрешенные для использования ретрансляционной станцией, в зависимости от местонахождения ретрансляционной станции.
Сначала будут подробно описаны работа системы и конфигурация системы, позволяющие реализовать первый способ.
Фиг.8А показывает взаимное расположение соседствующих Ячейки 1 и Ячейки 2, осуществляющих частичное повторение частот. Фиг.8В показывает пример назначения частот в Ячейке 1 и Ячейке 2.
На стороне Ячейки 1 ограничивают частотные диапазоны, назначаемые для ретрансляционной станции. Более конкретно, при использовании блока #2 поднесущих в качестве граничной частоты, как показано в верхней части Фиг.8В, этот блок #2 поднесущих дополнительно разбивают на блок #2-1 поднесущих, используемый для ретрансляционной линии, т.е. для ретрансляции, и блок #2-2 поднесущих, используемый для прямой линии (т.е. для мобильной станции, находящейся в граничной области), чтобы заранее выбрать частотные диапазоны для использования на ретрансляционной станции. После того как выбор сделан, запрещено назначение ресурсов из блока #2-2 для ретрансляционной станции RS1, а базовая станция BS1 ограничивает назначение частот для ретрансляционной станции RS1, находящейся в граничной области, только частотами из блока #2-1 поднесущих. Этот блок #2-1 поднесущих представляет собой диапазон помех, в котором Ячейка 1 создает взаимные помехи с соседней Ячейкой 2, так что этот блок представляет собой ограниченный диапазон для Ячейки 2. Затем, базовая станция BS1 в Ячейке 1 передает информацию относительно частотных диапазонов (например, указание блока #2-1 поднесущих), выбранных для использования ретрансляционной станцией, в адрес базовой станции BS2 соседней Ячейки 2 через, например, обратное соединение.
На Фиг.9. показано, как часть ресурсных блоков, назначенных для граничной частоты, заранее выделяют исключительно для ретрансляционной линии. Некоторые заранее заданные ресурсные блоки граничной частоты назначают для ретрансляционной линии, т.е. для ретрансляционной станции. Один такой ресурсный блок имеет ширину 12 поднесущих по оси частот и протяженность 1 мс по оси времени (как указано выше). На Фиг.9 заштрихованные точками ресурсные блоки диапазонов граничных частот назначают ретрансляционной станции, а заштрихованные сеткой ресурсные блоки запрещено назначать ретрансляционной станции.
На стороне Ячейки 2, с другой стороны, когда блоки #1 и #2 используются в качестве центральных частот местной ячейки, уже известно благодаря сообщению от базовой станции BS1 Ячейки 1, что блок #2-1 поднесущих из совокупности показанных блоков поднесущих представляет собой область, которая может быть использована для ретрансляционной линии, т.е. для ретрансляционной станции на стороне соседней Ячейки 1, другими словами, более вероятно, что проблемы с приемом на мобильной станции возникнут в блоке #2-1 поднесущих.
Таким образом, когда в своей локальной ячейке назначена центральная частота, как показано в нижней части Фиг.8В, планировщик, установленный на базовой станции BS2 Ячейки 2, избегает назначения частот из блока #2-1 поднесущих или снижает уровень приоритета частот из этого блока #2-1 поднесущих для назначения частот при планировании. Это делает менее вероятным возникновение проблем при приеме сигналов мобильной станцией в Ячейке 2.
Фиг.10 показывает логическую схему процедуры работы системы для реализации первого способа, позволяющего регулировать уровень взаимных помех с центральной частотой соседних ячеек путем ограничения частотных диапазонов, назначаемых ретрансляционной станции.
Сначала базовая станция Ячейки 1 определяет область (ограниченные диапазоны) граничных частот в локальной ячейке для использования в ретрансляционной линии, т.е. использования ретрансляционной станцией (этап S1).
Затем базовая станция Ячейки 1 сообщает базовой станции соседней Ячейки 2 посредством, например, транзитной линии информацию относительно области (ограниченных диапазонов) для использования в ретрансляционной линии, т.е. использования ретрансляционной станцией в местной ячейке (этап S2).
Базовая станция Ячейки 2, с другой стороны, распознает, что отношение сигнал/шум становится слишком низким для приема сигнала мобильной станции в сообщенной области (ограниченном диапазоне) и разрабатывает план частот для местной ячейки, избегая указанной области или снижая уровень приоритета для выбора частот из этой области (этап S3).
Для назначения частот ретрансляционным станциям в разные моменты времени может быть применена скачкообразная перестройка частоты. Благодаря применению скачкообразной перестройки частоты можно сбалансировать уровень помех для центральной частоты соседней ячейки.
В рассмотренном выше примере одна базовая станция в Ячейке 1 принимает на себя лидирующую роль в ограничении частотных диапазонов для граничных частот, назначаемых для ретрансляционной линии, т.е. для ретрансляционной станции. В отличие от этого может быть также рассмотрена модификация, согласно которой сторона соседней Ячейки 2 сообщает базовой станции Ячейки 1 о диапазонах центральной частоты местной ячейки, куда не следует вторгаться, а базовая станция Ячейки 1 разрабатывает план частот таким образом, чтобы не назначать частоты из сообщенных ей диапазонов для ретрансляционной линии, т.е. для ретрансляционной станции. На Фиг.11 показана логическая схема процедуры работы системы в процессе реализации первого способа.
Сначала базовая станция Ячейки 2 определяет область (диапазоны невмешательства) центральной частоты местной ячейки, в которую не следует вторгаться, (этап S11) и сообщает базовой станции соседней Ячейки 1 информацию об этой области посредством, например, транзитной линии (этап S12).
Базовая станция Ячейки 1, с другой стороны, создает план частот для местной ячейки, запрещая назначение частот в сообщенной области (диапазонах невмешательства) для ретрансляционной линии, т.е. для ретрансляционной станции (этап S13).
Фиг.12 схематично изображает функциональную конфигурацию базовой станции, работающей в системе сотовой связи согласно одному из вариантов настоящего изобретения, с целью реализации первого способа. Как показано на чертеже, базовая станция 1200 содержит антенный модуль 1201, аналоговый модуль 1202, осуществляющий аналоговую обработку передаваемого/принимаемого сигнала, модуль 1203 аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования, осуществляющий преобразование аналогового принимаемого сигнала в цифровую форму или преобразование цифрового передаваемого сигнала в аналоговую форму, цифровой модуль 1204, осуществляющий цифровую обработку передаваемого/принимаемого сигнала, и модуль 1205 процессора протокола верхнего уровня, осуществляющий запрос передачи данных, обработку принимаемых данных и т.п.
Базовая станция 1200 содержит, например, несколько антенных элементов в качестве антенного модуля 1201 и применяет принцип многостанционного доступа с пространственным разделением, такой как система с множеством входов и множеством выходов для большого числа пользователей (MU-MIMO) или система многостанционного доступа с пространственным разделением (SDMA), согласно которому радиоресурсы на пространственных осях совместно используются большим числом пользователей для реализации связи с высокой пропускной способностью, что, однако, не связано непосредственно с существом настоящего изобретения, так что соответствующее описание здесь опущено.
Модуль 1205 процессора протокола верхнего уровня может быть построен на основе компьютерной системы общего назначения, такой как персональный компьютер, что, однако, не связано непосредственно с существом настоящего изобретения, так что соответствующее описание здесь опущено.
Цифровой модуль 1204 включает в дополнение к модулю 1211 демодулятора/декодера, осуществляющему демодуляцию и декодирующую обработку принимаемого сигнала, и модулю 1212 кодирования/модуляции, осуществляющему кодирующую обработку и модуляцию передаваемого сигнала, функциональные модули, такие как модуль 1213 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, определяющий назначение частот для ретрансляционных станций в местной ячейке или в соседних ячейках, планировщик 1214, который управляет, т.е. планирует распределение радиоресурсов в местной ячейке, и модуль 1215 транзитной связи, осуществляющий связь с базовыми станциями других ячеек по транзитной линии, построенной в виде волоконно-оптической линии связи или аналогичной линии. Функциональные модули 1213 и 1214 могут быть построены на основе специализированной аппаратуры, но могут быть также реализованы посредством заданного программного обеспечения, выполняемого процессором.
Модуль 1213 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции определяет частотные диапазоны (ограниченные диапазоны), используемые ретрансляционными станциями в местной ячейке или частотные диапазоны (диапазоны невмешательства) центральной частоты местной ячейки, в которые не следует вторгаться. Здесь может быть применен любой способ определения ограниченных диапазонов или диапазонов невмешательства. Информацию о содержании принятых решений передают, например, базовым станциям соседних ячеек посредством модуля 1215 транзитной связи. Более того, когда происходит прием сигнала в частотных диапазонах (диапазонах невмешательства) центральной частоты соседней ячейки, куда не следует вторгаться, от базовой станции соседней ячейки, модуль 1213 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции определяет частотные диапазоны для использования ретрансляционными станциями, относящимися к базовой станции местной ячейки, путем исключения применимых диапазонов.
При этом модуль 1213 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции может позволять использовать скачкообразную перестройку частоты при назначении частот для ретрансляционных станций в разные моменты времени. Благодаря применению скачкообразной перестройки частоты можно сбалансировать уровень помех для центральной частоты соседней ячейки.
Планировщик 1214 назначает, т.е. планирует радиоресурсы в местной ячейке в соответствии с содержанием решения, принятого модулем 1213 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции. Минимальной единицей планирования является ресурсный блок.
Фиг.13 схематично изображает функциональную конфигурацию ретрансляционной станции, работающей в системе сотовой связи согласно рассматриваемому варианту. Как показано на чертеже, базовая станция 1300 содержит антенный модуль 1301, аналоговый модуль 1302, осуществляющий аналоговую обработку передаваемого/принимаемого сигнала, модуль 1303 аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования, осуществляющий преобразование аналогового принимаемого сигнала в цифровую форму или преобразование цифрового передаваемого сигнала в аналоговую форму, и цифровой модуль 1304, осуществляющий цифровую обработку передаваемого/принимаемого сигнала.
Ретрансляционная станция 1300 содержит, например, несколько антенных элементов в качестве антенного модуля 1301 и может применять принцип многостанционного доступа с пространственным разделением (как указано выше), но существо настоящего изобретения этим не ограничивается.
Цифровой модуль 1304 содержит модуль 1315 управления передачей/приемом, осуществляющий управление работой модулей передачи/приема, память 1316 хранения информации планирования, сохраняющую информацию планирования, передаваемую от базовой станции 1200 по каналу управления, и центральный процессор CPU 1317, единообразно управляющий работой цифрового модуля 1304. К модулям передачи/приема относятся модуль 1311 синхронизации, выделяющий синхросигналы из принимаемых цифровых сигналов, модуль 1312 демодуляции/декодирования, осуществляющий демодуляцию и декодирующую обработку принимаемого сигнала в соответствии с выделенным синхросигналом, буфер 1314 для временного сохранения передаваемых данных и модуль 1313 кодирования/модуляции, осуществляющий кодирующую обработку и модуляцию передаваемого сигнала.
Модуль 1315 управления передачей/приемом осуществляет управление обработкой данных при приеме в ретрансляционной линии и обработкой данных при передаче в линии доступа в составе нисходящей линии, а также обработкой данных при приеме в линии доступа и обработкой данных при передаче в ретрансляционной линии в составе восходящей линии с использованием назначенных ресурсных блоков в соответствии с информацией планирования, сохраняемой в памяти 1316 хранения информации планирования.
Буфер 1314 временно сохраняет данные, принятые из ретрансляционной линии в составе нисходящей линии и адресованные мобильной станции 1400 (будет описана позднее), или данные, принятые из линии доступа в составе восходящей линии и адресованные базовой станции 1200, и передает эти данные на мобильную станцию 1400 по линии доступа в составе нисходящей линии или на базовую станцию 1200 по ретрансляционной линии в составе восходящей линии. Ретрансляционная станция 1300 временно сохраняет сигнал после демодуляции и декодирования в буфере 1314 и затем снова кодирует и модулирует сигнал для передачи. Иными словами, применяется режим декодирования и передачи (DF-режим, как описано выше), хотя может быть также использован режим усиления и передачи (AF-режим).
Отметим, что процедура обработки данных, представленная на Фиг.10 и 11, пример конфигурации базовой станции 1200, показанный на Фиг.12, и пример конфигурации ретрансляционной станции 1300, показанный на Фиг.13, основаны на том, что базовая станция 1200 определяет частоту для назначения ретрансляционной станции 1300 в местной ячейке. В качестве альтернативного примера может быть рассмотрен способ, согласно которому ретрансляционная станция, вместо базовой станции, сама определяет частоту, которую она будет использовать, в конфигурации, где ретрансляционная станция 1300 имеет модуль принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции (функция, аналогичная модулю 1213 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции в составе базовой станции 1200). В таком альтернативном примере ретрансляционная станция 1300 должна получить от базовой станции информацию, необходимую для определения частоты, или же эта ретрансляционная станция 1300 сама собирает эту информацию. Более того, обработка данных для определения параметров режима ретрансляции может быть распределена между двумя или более устройствами (например, между базовой станцией и ретрансляционной станцией) с учетом различий между линией доступа и ретрансляционной линией, либо различий между восходящей линией и нисходящей линией.
Фиг.14 схематично изображает функциональную конфигурацию мобильной станции, работающей в системе сотовой связи согласно рассматриваемому варианту. Как показано на чертеже, мобильная станция 1400 содержит антенный модуль 1401, аналоговый модуль 1402, осуществляющий аналоговую обработку передаваемого/принимаемого сигнала, модуль 1403 аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования, осуществляющий преобразование аналогового принимаемого сигнала в цифровую форму или преобразование цифрового передаваемого сигнала в аналоговую форму, цифровой модуль 1404, осуществляющий цифровую обработку передаваемого/принимаемого сигнала, и модуль 1405 процессора протокола верхнего уровня, осуществляющий запрос передачи данных, обработку принимаемых данных и т.п.
Мобильная станция 1400 содержит, например, несколько антенных элементов в качестве антенного модуля 1401 и применяет принцип многостанционного доступа с пространственным уплотнением (как указано выше), но существо настоящего изобретения этим не ограничивается. Модуль 1405 процессора протокола верхнего уровня может быть также построен на основе компьютерной системы общего назначения, такой как персональный компьютер (как указано выше).
Цифровой модуль 1404 содержит модуль 1411 синхронизации, выделяющий синхросигналы из цифровых принимаемых сигналов, модуль 1412 демодуляции/декодирования, осуществляющий демодуляцию и декодирующую обработку принимаемого сигнала в соответствии с выделенным синхросигналом, модуль 1413 кодирования/модуляции, осуществляющий кодирующую обработку и модуляцию передаваемого сигнала, память 1414 информации планирования, сохраняющую информацию планирования, передаваемую от базовой станции 1200 по каналу управления, и центральный процессор CPU 1415, единообразно управляющий работой цифрового модуля 1404.
Память 1414 информации планирования содержит данные о ресурсных блоках, назначенных местной станции, в качестве информации планирования. Модуль 1411 синхронизации и модуль 1412 демодуляции/декодирования осуществляют обработку принимаемого сигнала с использованием ресурсных блоков, назначенных линии доступа в составе нисходящей линии. Модуль 1413 кодирования/модуляции осуществляет обработку сигнала при передаче с использованием ресурсных блоков, назначенных линии доступа в составе восходящей линии.
Следует понимать, что, поместив ретрансляционную станцию в ячейке базовой станции 1200 между соседними ячейками, образованными путем размещения должным образом соответствующих базовой станции 1200, ретрансляционной станции 1300 и мобильной станции 1400, показанных на Фиг.12 - 14, можно регулировать помехи, создаваемые для центральной частоты соседних ячеек сигналом с граничной частотой, передаваемым ретрансляционной станцией, и повысить эффективность использования частот, что вносит свой вклад в повышение пропускной способности системы для пользователя.
Далее будут подробно описаны работа системы и конфигурация системы для реализации второго способа.
На Фиг.15А показано расположение трех Ячеек 1-3, применяющих частичное повторение частот, одной относительно другой. На Фиг.15А шестиугольник представляет область одной ячейки. Каждая Ячейка с 1 по 3 разбита на белую центральную область внутри ячейки и заштрихованную граничную область на краях ячейки. Центральная частота, назначенная центральной области, конкурирует с частотами соседних ячеек (т.е. коэффициент повторения частот равен 1), но помех между ячейками избегают, устанавливая мощность передачи достаточно малой, чтобы сигнал доходил до точек только внутри центральной области. С другой стороны, граничным областям соседних ячеек назначают другие частоты. На Фиг.15А разные частотные диапазоны представлены разными типами штриховки (сетка, вертикальные полоски и горизонтальные полоски).
На Фиг.15В-15D показаны примеры назначения частот для каждой Ячейки с 1 по 3. В каждой Ячейке с 1 по 3 диапазон частот системы разделен на три блока, причем блок поднесущих, используемый для повторения частот между ячейками, назначен граничной частоте, а блок поднесущих для повторения частот в каждой ячейке назначен для центральной частоты.
В Ячейке 1, имеющей граничную область, заштрихованную сеткой, блок #2 поднесущих назначен граничной частоте, а блоки #1 и #3 назначены центральной частоте (см. Фиг.15В). В Ячейке 2, имеющей граничную область с вертикальной штриховкой, блок #1 поднесущих назначен граничной частоте, а блоки #2 и #3 поднесущих назначены центральной частоте (см. Фиг.15С). В Ячейке 3, имеющей граничную область с горизонтальной штриховкой, блок #3 поднесущих назначен граничной частоте, а блоки #1 и #2 поднесущих назначены центральной частоте (см. Фиг.15D). При реализации многостанционного доступа (многостанционный доступ с ортогональным частотным разделением (OFDMA)) вместо того, чтобы все поднесущие OFDM-сигнала были заняты одной станцией связи, назначают поднесущие центральной частоты мобильной станции или ретрансляционной станции в центральной области, а поднесущие граничной частоты назначают мобильной станции или ретрансляционной станции в граничной области, чтобы совместно использовать поднесущие несколькими станциями связи.
Как показано на Фиг.15А, в Ячейке 1 установлены ретрансляционная станция 1 (RS1) и ретрансляционная станция 2 (RS2). Ретрансляционная станция 1 расположена рядом с соседней Ячейкой 3, вследствие чего эта ретрансляционная станция 1 может создавать сильные взаимные помехи с терминалами, использующими центральную частоту Ячейки 3. Ретрансляционная станция 2 расположена рядом с соседней Ячейкой 2, вследствие чего эта ретрансляционная станция 2 может создавать сильные взаимные помехи с терминалами, использующими центральную частоту Ячейки 2. Таким образом, в рассматриваемом варианте, помехи для центральной частоты каждой из соседних Ячейки 2 и Ячейки 3 можно уменьшить путем установления частоты, разрешенной для ретрансляционной станции 1 и ретрансляционной станции 2, в зависимости от местонахождения станции.
На Фиг.16 показан пример назначения частот для ретрансляционной станции 1 и ретрансляционной станции 2 в Ячейке 1. Базовая станция (BS1) в Ячейке 1 знает позиции на оси частот граничной частоты в местной ячейке, которые становятся составляющими помех для центральной частоты каждой из соседних Ячейки 2 и Ячейки 3. Таким образом, базовая станция Ячейки 1 может поддерживать высокое качество каналов пользователей путем планирования частот ретрансляционной станции 1 и ретрансляционной станции 2, избегая позиций на оси частот в местной ячейке, которые становятся составляющими помех для центральной частоты каждой из соседних Ячейки 2 и Ячейки 3. В показанном примере ресурсные блоки с положительным наклоном штриховки, имеющие слабые составляющие помех для Ячейки 3, назначают ретрансляционной станции 1, установленной рядом с Ячейкой 1. Ресурсные блоки с отрицательным наклоном штриховки, имеющие слабые составляющие помех для Ячейки 2, назначают ретрансляционной станции 2, установленной рядом с Ячейкой 2.
Базовая станция Ячейки 1 посредством, например, транзитной линии сообщает Ячейке 3, ближайшей из соседних ячеек к ретрансляционной станции 3, информацию о диапазонах граничной частоты местной ячейки, назначенных ретрансляционной станции 1. Аналогично, базовая станция Ячейки 1 посредством транзитной линии сообщает Ячейке 2, ближайшей к ретрансляционной станции 2, информацию о диапазонах граничной частоты местной ячейки, назначенных ретрансляционной станции 2.
Затем, базовая станция (BS3) Ячейки 3 может сделать менее вероятным появление проблем при приеме для мобильной станции внутри Ячейки 3, путем планирования ресурсных блоков в местной ячейке таким образом, чтобы избегать частотных диапазонов (т.е. составляющих помех), о которых сообщила базовая станция Ячейки 1 и которые использует ретрансляционная станция 1, расположенная рядом с этой Ячейкой 3. Аналогично, базовая станция (BS2) Ячейки 2 может сделать менее вероятным появление проблем при приеме для мобильной станции внутри Ячейки 2, путем планирования ресурсных блоков в местной ячейке таким образом, чтобы избегать составляющих помех от ретрансляционной станции 2, расположенной рядом с этой Ячейкой 2.
Согласно второму способу, можно, назначая частоту в зависимости от местонахождения ретрансляционной станции, для большего уменьшения помех, чем при работе по первому способу, в ситуации, когда помехи для центральной частоты граничной ячейки считаются значительными.
Здесь уже было разъяснено, что одна системная частота (полоса 20 МГц по стандарту LTE) разделена на три блока поднесущих, так что каждый блок поднесущих назначают для использования в качестве центральной частоты или граничной частоты. С другой стороны, может быть рассмотрен способ соединения нескольких диапазонов для связи. Например, в случае связи с использованием агрегирования несущих, позволяющего поддерживать связь в объединенной полосе пяти системных частот по 20 МГц для каждой из системных частот, так что 20 МГц при умножении на 5 дает полосу 100 МГц, назначение частот для центральной частоты и граничной частоты при использовании согласования помех между ячейками может быть осуществлено в полосе 20 МГц.
На Фиг.17 показана логическая схема процедуры работы системы для реализации второго способа, позволяющая изменять частотный диапазон в зависимости от местонахождения ретрансляционной станции, чтобы регулировать взаимные помехи с центральной частотой соседних ячеек.
Сначала базовая станция Ячейки 1 определяет местонахождение ретрансляционной станции, установленной в местной ячейке (этап S21).
Информация о местонахождении может быть определена, например, на основе дальности связи от базовой станции. Дальность связи между станциями связи может быть измерена на основе индикатора уровня принимаемого сигнала (RSSI). В другом варианте можно использовать способ на основе сигналов датчика глобальной системы местоопределения (GPS), установленного на ретрансляционной станции с целью передачи информации об измеренном местонахождении от ретрансляционной станции на базовую станцию. Поскольку ретрансляционная станция перемещаться не должна, после установки (строительства) ретрансляционной станции в ячейке информация о местонахождении этой станции может быть зарегистрирована на сервере на стороне сети. В любом случае, когда базовая станция получит информацию о местонахождении каждой ретрансляционной станции, эта базовая станция определяет, близко к какой из соседних ячеек располагается каждая из этих ретрансляционных станций. Однако существо настоящего изобретения не ограничивается каким-либо конкретным способом измерения дальности. Более того, здесь достаточно оценить местонахождение ретрансляционной станции лишь в такой степени, чтобы можно было определить, к какой из соседних ячеек эта ретрансляционная станция располагается ближе всего.
Далее, базовая станция Ячейки 1 определяет область (диапазон помех) для использования в качестве граничных частот этой ячейки для ретрансляционной станции (этап S22).
Затем, базовая станция Ячейки 1 сообщает базовой станции соседней ячейки, которую определили на этапе S21 и которая расположена ближе к ретрансляционной станции (т.е. более вероятно создает взаимные помехи), информацию относительно области (диапазон помех), назначенной для ретрансляционной станции, через, например, транзитную линию (этап S23).
Базовая станция соседней ячейки, с другой стороны, может распознать, что область (диапазон помех), о которой сообщила базовая станция Ячейки 1, имеет низкое отношение сигнала к сумме шумов и помех (SINR), и планировать ресурсные блоки, избегая области центральной частоты указанной местной ячейки (этап S24).
На Фиг.18 схематично показана функциональная конфигурация базовой станции, работающей в системе сотовой связи согласно одному из вариантов настоящего изобретения, с целью реализации второго способа. Как показано на чертеже, базовая станция 1800 содержит антенный модуль 1801, аналоговый модуль 1802, осуществляющий аналоговую обработку передаваемого/принимаемого сигнала, модуль 1803 аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования, осуществляющий преобразование аналогового принимаемого сигнала в цифровую форму или преобразование цифрового принимаемого сигнала в аналоговую форму, цифровой модуль 1804, осуществляющий цифровую обработку передаваемого/принимаемого сигнала, и модуль 1805 процессора протокола верхнего уровня, осуществляющий запрос передачи данных, обработку принимаемых данных и т.п.
Базовая станция 1800 содержит, например, несколько антенных элементов в качестве антенного модуля 1801 и может применять принцип многостанционного доступа с пространственным уплотнением (как указано выше), но существо настоящего изобретения этим не ограничивается. Модуль 1805 процессора протокола верхнего уровня может быть также построен на основе компьютерной системы общего назначения, такой как персональный компьютер (как указано выше).
Цифровой модуль 1804 включает в дополнение к модулю 1811 демодулятора/декодера, осуществляющему демодуляцию и декодирующую обработку принимаемого сигнала, и модулю 1812 кодирования/модуляции, осуществляющему кодирующую обработку и модуляцию передаваемого сигнала, функциональные модули, такие как память 1813 информации о местонахождении, модуль 1814 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, определяющий назначение частот для ретрансляционных станций в местной ячейке, планировщик 1815, который управляет, т.е. планирует распределение радиоресурсов в местной ячейке, и модуль 1816 транзитной связи, осуществляющий связь с базовыми станциями других ячеек по транзитной линии, построенной в виде волоконно-оптической линии связи или аналогичной линии. Функциональные модули 1813-1815 могут быть построены на основе специализированной аппаратуры, но могут быть также реализованы посредством заданного программного обеспечения, выполняемого процессором.
Память 1813 информации о местонахождении содержит информацию о местонахождении каждой ретрансляционной станции в рассматриваемой местной ячейке и информацию о местонахождении соседних ячеек. Информация о местонахождении ретрансляционной станции может быть определена на основе, например, дальности связи от базовой станции 1800. Дальность связи между станциями связи может быть измерена на основе индикатора уровня принимаемого сигнала. Сообщение с информацией о местонахождении соседней ячейки может быть принято от базовой станции соседней ячейки по транзитной линии.
Если модуль 1814 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции идентифицирует или оценит соседнюю ячейку, расположенную близко к ретрансляционной станции (т.е. более вероятно создающую взаимные помехи с этой станцией), на основе информации о местонахождении этой ретрансляционной станции и соседних ячеек, записанной в памяти 1813 информации о местонахождении, модуль 1814 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции определяет область (диапазон помех) для использования ретрансляционной станцией из совокупности граничных частот местной ячейки, избегая при этом области, которая вероятно может создавать взаимные помехи с центральной частотой на стороне соседней ячейки. Информацию об этой выбранной области (диапазоне помех) передают на базовую станцию через модуль 1816 транзитной связи.
Планировщик 1815 назначает, т.е. планирует радиоресурсы в местной ячейке в соответствии с областью, назначенной для ретрансляционной станции посредством модуля 1814 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции. Когда от базовой станции соседней ячейки по транзитной линии поступит сообщение о диапазоне помех, планировщик 1815 назначает центральную частоту местной ячейки, избегая указанного диапазона помех соседней ячейки. Минимальной единицей планирования является ресурсный блок.
С другой стороны, функциональная конфигурация ретрансляционной станции и мобильной станции может быть такой же, как показано на Фиг.13 и 14 соответственно, так что соответствующее описание будет опущено.
Следует понимать, что, назначив разрешенный частотный диапазон в соответствии с положением ретрансляционной станции между соседними ячейками, образованными путем размещения должным образом соответствующих базовой станции 1800, ретрансляционной станции 1300 и мобильной станции 1400, показанных на Фиг.18, 13 и 14 соответственно, можно регулировать помехи, создаваемые для центральной частоты соседних ячеек сигналом с граничной частотой, передаваемым ретрансляционной станцией, что вносит свой вклад в повышение пропускной способности системы для пользователя.
Пример, показанный на Фиг.15А, предполагает среду связи, в которой три Ячейки с 1 по 3, применяющие частичное повторение частот, расположены одна рядом с другими. Иными словами, в качестве второго способа рассматривается вариант, когда планирование ресурсов осуществляется с учетом взаимных помех между Ячейкой 1 и соседними с ней Ячейкой 2 и Ячейкой 3.
Однако приведенное выше описание не учитывает, что когда Ячейка 1 назначает граничную частоту для, например, ретрансляционной станции 2, близкой к соседней Ячейке 2, эта граничная частота должна быть назначена всем прочим ячейкам (не показаны на Фиг.15А), соседствующим Ячейке 2. То же самое имеет место, когда Ячейка 1 назначает граничную частоту для, например, ретрансляционной станции 1, расположенной близко к соседней Ячейке 3.
Как описано выше со ссылками на Фиг.16, Ячейка 2 назначает центральную частоту для местной ячейки, избегая диапазона помех, о котором сообщила соседняя Ячейка 1. В реальной системе сотовой связи Ячейка 2 в большинстве случаев контактирует с соседними ячейками по всему периметру. Поэтому, когда базовая станция Ячейки 2 назначает центральную частоту для местной ячейки, избегая диапазонов помех от всех соседних ячеек, то в случае, если такие диапазоны помех отличаются при переходе от одной соседней ячейки к другой, суммарная ширина частотных диапазонов, которых следует избегать, увеличивается, снижая тем самым эффективность использования частот.
Таким образом, желательно избежать чрезмерного расширения диапазонов помех для соседних ячеек, для чего следует назначать граничные частоты ретрансляционной станции с применением сотрудничества с ячейками, соседними с местной ячейкой.
Способ регулирования помех для центральной частоты той же самой соседней ячейки при высокой степени эффективности использования частоты в результате планирования радиоресурсов с применением сотрудничества с ячейками, соседними с рассматриваемой ячейкой, будет описан ниже со ссылками на Фиг.19.
На Фиг.19 рассмотрение будет сосредоточено на центральной ячейке, находящейся в центре показанной группы ячеек. К каждой стороне шестиугольника, образующего периметр этой ячейки, прилегает одна из Ячеек с 1 по 6. К граничным частотам применяется принцип повторения частот в 3 ячейках, а различия в частотах обозначены разными видами штриховки на Фиг.19. Граничная область центральной ячейки заштрихована сеткой, а с другой стороны, граничные области соседних Ячеек 1, 3 и 5 заштрихованы горизонтальными линиями, и граничные области Ячеек 2, 4 и 6 заштрихованы вертикальными линиями, чтобы избежать помех на краях ячеек.
Необходимо, чтобы базовая станция центральной ячейки назначала центральную частоту для местной ячейки, избегая диапазонов помех, о которых ей сообщают соседние Ячейки с 1 по 6. Если несколько соседних ячеек, имеющих одинаковую граничную частоту, назначают один и тот же частотный диапазон (диапазон помех) для ретрансляционной станции, близкой к центральной ячейке, тогда центральная ячейка при назначении центральной частоты должна избегать только этого диапазона помех. Иными словами, ширина (ограниченного) диапазона, создающего взаимные помехи с центральной частотой центральной ячейки, может быть уменьшена до минимума, так что использование частот становится более эффективным.
В соответствии с различиями граничных частот Ячейки с 1 по 6 могут быть разбиты на две группы: три ячейки с вертикальной штриховкой граничных областей (т.е. граничным частотам этих ячеек назначен общий диапазон) и три ячейки с горизонтальной штриховкой граничных областей (т.е. граничным частотам этих ячеек назначен общий диапазон). Например, при назначении частот, представленном на Фиг.15В, в центральной ячейке применяют схему назначения частот, показанную на Фиг.15С, в первой группе ячеек, составленной из соседних Ячеек 1, 3 и 5 с горизонтальной штриховкой граничных областей, а во второй группе ячеек, составленной из соседних Ячеек 2, 4 и 6 с вертикальной штриховкой граничных областей, применяют схему назначения частот, показанную на Фиг.15D. (Вместо этого может оказаться приемлемо назначать частоты по схеме, показанной на Фиг.15D, в первой группе ячеек и назначать частоты по схеме, показанной на Фиг.15С, во второй группе ячеек.) Здесь в первой группе, составленной из соседних Ячеек 1, 3 и 5, общую область частот для назначения ретрансляционной станции, расположенной рядом с центральной ячейкой (т.е. с соседней ячейкой, общей для всех ячеек первой группы), выбирают среди частотных областей, относящихся к центральной частоте этой центральной ячейки, и граничной частоты рассматриваемой группы, так что эта общая область становится первым диапазоном помех для центральной ячейки. Аналогично, во второй группе, составленной из соседних Ячеек 2, 4 и 6, общую область частот для назначения ретрансляционной станции, расположенной рядом с центральной ячейкой (т.е. с соседней ячейкой, общей для всех ячеек второй группы), выбирают среди частотных областей, относящихся к центральной частоте этой центральной ячейки, и граничной частоты рассматриваемой группы, так что эта общая область становится вторым диапазоном помех для центральной ячейки.
На Фиг.20 представлен пример назначения центральной частоты для центральной ячейки в среде связи, показанной на Фиг.19, когда назначают тот же самый диапазон помех для ретрансляционной станции, расположенной рядом с центральной ячейкой, в каждой группе из нескольких соседних ячеек, имеющих одну и ту же граничную частоту. Как видно на чертеже, базовая станция в центральной ячейке может назначить центральную частоту, избегая только первого диапазона помех и второго диапазона помех. Из чертежа можно понять, что ширина диапазона, создающего взаимные помехи с центральной частотой центральной ячейки, может быть уменьшена до минимума, вследствие чего использование частот становится более эффективным.
На Фиг.21 представлена логическая схема процедуры работы системы для реализации второго способа путем назначения частотных диапазонов в зависимости от местонахождения ретрансляционной станции с целью регулирования уровня помех для центральной частоты соседних ячеек во взаимодействии с ячейками, соседствующими с одной и той же ячейкой.
Сначала базовая станция в каждой из Ячеек с 1 по 6, соседствующих с центральной ячейкой, определяет, какую из трех частот в схеме повторения частот в трех ячейках назначить в качестве граничной частоты в местной ячейке (этап S31).
Затем, базовая станция в каждой из Ячеек с 1 по 6 назначает частоту, выбираемую из совокупности граничных частот, куда входят центральная частота центральной ячейки и граничная частота местной ячейки, для ретрансляционной станции, расположенной рядом с центральной ячейкой (этап S32).
Как описано выше, соседние Ячейки с 1 по 6 разделены на две группы. В первой группе, составленной из соседних Ячеек 1, 3 и 5, каждая базовая станция определяет общую область частот для назначения ретрансляционной станции, расположенной рядом с центральной ячейкой, среди частотных областей, относящихся к центральной частоте этой центральной ячейки, и граничной частоте рассматриваемой группы. В то же время во второй группе, составленной из соседних Ячеек 2, 4 и 6, каждая базовая станция определяет общую область частот для назначения ретрансляционной станции, расположенной рядом с центральной ячейкой, среди частотных областей, относящихся к центральной частоте этой центральной ячейки, и граничной частоты рассматриваемой группы. В результате появляются два диапазона помех для центральной частоты центральной ячейки.
Затем, базовая станция центральной ячейки распознает, что область, соответствующая указанным двум диапазонам помех, имеет низкое отношение сигнала к шумам и помехам SINR, и планирует ресурсные блоки, избегая области центральной частоты местной ячейки (этап S33).
Фиг.22 схематично изображает функциональную конфигурацию базовой станции, работающей в системе сотовой связи согласно рассматриваемому варианту настоящего изобретения, с целью реализации второго способа в соответствии с процедурой обработки данных, показанной на Фиг.21. Как показано на чертеже, базовая станция 2200 содержит антенный модуль 2201, аналоговый модуль 2202, осуществляющий аналоговую обработку передаваемого/принимаемого сигнала, модуль 2203 аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования, осуществляющий преобразование аналогового принимаемого сигнала в цифровую форму или преобразование цифрового принимаемого сигнала в аналоговую форму, цифровой модуль 2204, осуществляющий цифровую обработку передаваемого/принимаемого сигнала, и модуль 2205 процессора протокола верхнего уровня, осуществляющий запрос передачи данных, обработку принимаемых данных и т.п.
Базовая станция 2200 содержит, например, несколько антенных элементов в качестве антенного модуля 2201 и может применять принцип многостанционного доступа с пространственным разделением (как указано выше), но существо настоящего изобретения этим не ограничивается. Модуль 2205 процессора протокола верхнего уровня может быть построен на основе компьютерной системы общего назначения, такой как персональный компьютер (как указано выше).
Цифровой модуль 2204 включает в дополнение к модулю 2211 демодулятора/декодера, осуществляющему демодуляцию и декодирующую обработку принимаемого сигнала, и модулю 2212 кодирования/модуляции, осуществляющему кодирующую обработку и модуляцию передаваемого сигнала, функциональные модули, такие как память 2213 информации о местонахождении, память 2214 информации о частотах, модуль 2215 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции, определяющий назначение частот для ретрансляционных станций в местной ячейке или в соседних ячейках, планировщик 2216, который управляет, т.е. планирует распределение радиоресурсов в местной ячейке, и модуль 2217 транзитной связи, осуществляющий связь с базовыми станциями других ячеек по транзитной линии, построенной в виде волоконно-оптической линии связи или аналогичной линии. Функциональные модули с 2213 по 2216 могут быть построены на основе специализированной аппаратуры, но могут быть также реализованы посредством заданного программного обеспечения, выполняемого процессором.
Память 2213 информации о местонахождении содержит информацию о местонахождении каждой ретрансляционной станции в рассматриваемой местной ячейке и информацию о местонахождении соседних ячеек. Информация о местонахождении ретрансляционной станции может быть определена на основе, например, дальности связи от базовой станции 2200. Дальность связи между станциями связи может быть измерена на основе индикатора уровня принимаемого сигнала. Сообщение с информацией о местонахождении соседней ячейки может быть принято от базовой станции соседней ячейки по транзитной линии.
В памяти 2214 информации о частотах записывают граничную частоту, используемую местной ячейкой, и сведения о том, какая именно из трех частот, представляющих схему с повторением частот в 3 ячейках, является граничной частотой в каждой ячейке, соседней с местной ячейкой.
Модуль 2215 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции определяет частоту для назначения ретрансляционной станции, установленной в местной ячейке. Этот модуль 2215 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции сначала идентифицирует или оценивает соседнюю ячейку, расположенную близко к ретрансляционной станции (т.е. более вероятно создающую взаимные помехи с этой станцией), на основе информации о местонахождении этой ретрансляционной станции и соседних ячеек, записанной в памяти 2213 информации о местонахождении. Вслед за этим, после выборки граничных частот местной ячейки и центральных частот соседних ячеек из памяти 2214 информации о частотах, определяют частоту для назначения рассматриваемой ретрансляционной станции из совокупности граничных частот, куда входят центральная частота центральной ячейки и граничная частота местной ячейки (в соответствии с обработкой данных в соседних Ячейках с 1 по 6, как показано на Фиг.19). Отметим, что способ получения информации о местонахождении ретрансляционной станции был рассмотрен выше.
Планировщик 2216 назначает, т.е. планирует радиоресурсы в местной ячейке в соответствии с областью, назначенной для ретрансляционной станции посредством модуля 2215 принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции. После вызова данных об ограниченном диапазоне местной ячейки и диапазоне помех от соседних ячеек из памяти 2214 информации о частотах планировщик 2216 формирует план частот для центральной частоты и граничной частоты местной ячейки, избегая такого диапазона (в соответствии с обработкой данных в центральной ячейке, как показано на Фиг.19).
С другой стороны, функциональная конфигурация ретрансляционной станции и мобильной станции может быть такой же, как показано на Фиг.13 и 14 соответственно, так что соответствующее описание будет опущено.
Следует понимать, что, назначив разрешенный частотный диапазон в соответствии с положением ретрансляционной станции между соседними ячейками, образованными путем размещения должным образом соответствующих базовой станции 2200, ретрансляционной станции 1300 и мобильной станции 1400, показанных на Фиг.22, 13 и 14 соответственно, можно регулировать помехи, создаваемые для центральной частоты соседних ячеек сигналом с граничной частотой, передаваемым ретрансляционной станцией, что вносит свой вклад в повышение пропускной способности системы для пользователя.
Применимость в промышленности
Выше настоящее изобретение было описано подробно со ссылками на конкретные варианты. Однако совершенно очевидно, что специалисты в рассматриваемой области могут модифицировать или заменить такие варианты, не отклоняясь от существа настоящего изобретения.
Приведенное здесь описание сосредоточено на вариантах, полученных путем применения настоящего изобретения в системе мобильной связи, однако существо настоящего изобретения этим не ограничивается. Настоящее изобретение может быть аналогичным образом применено в разнообразных системах связи, включая локальные сети (LAN) радиосвязи, в которых базовая станция и мобильная станция поддерживают связь между собой через посредничество ретрансляционной станции.
В целом, настоящее изобретение было описано на примерах, так что содержание настоящего описания не следует рассматривать ограничительно. Для определения сущности настоящего изобретения необходимо учитывать формулу изобретения.
Перечень позиционных обозначений
1200 Базовая станция
1201 Антенный модуль
1202 Аналоговый модуль
1203 Модуль аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования
1204 Цифровой модуль
1205 Модуль процессора протокола верхнего уровня
1211 Модуль демодуляции/декодирования
1212 Модуль кодирования/модуляции
1213 Модуль принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции
1214 Планировщик
1215 Модуль транзитной связи
1300 Ретрансляционная станция
1301 Антенный модуль
1302 Аналоговый модуль
1303 Модуль аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования
1304 Цифровой модуль
1311 Модуль синхронизации
1312 Модуль демодуляции/декодирования
1313 Модуль кодирования/модуляции
1314 Буфер
1315 Модуль управления передачей/приемом
1316 Память информации планирования
1317 Центральный процессор CPU
1400 Мобильная станция
1401 Антенный модуль
1402 Аналоговый модуль
1403 Модуль аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования
1404 Цифровой модуль
1405 Модуль процессора протокола верхнего уровня
1411 Модуль синхронизации
1412 Модуль демодуляции/декодирования
1413 Модуль кодирования/модуляции
1414 Память информации планирования
1415 Центральный процессор CPU
1800 Базовая станция
1801 Антенный модуль
1802 Аналоговый модуль
1803 Модуль аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования
1804 Цифровой модуль
1805 Модуль процессора протокола верхнего уровня
1811 Модуль демодуляции/декодирования
1812 Модуль кодирования/модуляции
1813 Память информации о местонахождении
1814 Модуль принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции
1815 Планировщик
1816 Модуль транзитной связи
2200 Базовая станция
2201 Антенный модуль
2202 Аналоговый модуль
2203 Модуль аналого-цифрового/цифроаналогового преобразования
2204 Цифровой модуль
2205 Модуль процессора протокола верхнего уровня
2211 Модуль демодуляции/декодирования
2212 Модуль кодирования/модуляции
2213 Память информации о местонахождении
2214 Память информации о частотах
2215 Модуль принятия решения о назначении частоты для ретрансляционной станции
2216 Планировщик
2217 Модуль транзитной связи