СИСТЕМА БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ
WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе беспроводной связи.
Уровень техники
Система мобильной связи, для назначения передачи использующая планировщик, такой как HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access, высокоскоростной пакетный доступ по входящему каналу) систему согласно стандарту 3GPP (3rd Generation Partnership Project, партнерский проект по 3-му поколению), частично запущена для практического использования.
Ниже описан пример HSDPA системы для осуществления высокоскоростной нисходящей передачи с использованием примера конфигурации терминала и примера конфигурации базовой станции.
Фиг.1-5 являются примерными изображениями традиционной HSDPA системы.
Например, в терминале, изображенном на Фиг.1, модуль 13 измерения/вычисления качества беспроводного канала измеряет и вычисляет значение индикатора качества беспроводного канала (в дальнейшем именуемого как CQI (channel quality indicator)) на основе пилот-сигнала нисходящего сигнала, принятого через антенну 10, радиомодуль 11 и модуль 12 демодуляции/декодирования. В качестве практического примера SIR (signal-to-interference ratio, соотношение сигнал-помеха) вычисляется путем измерения мощности приема и мощности помех в пилот-сигнале. Значение CQI вставляется в передающийся сигнал модулем 14 передачи индикатора качества беспроводного канала, кодируется и модулируется модулем 15 кодирования/модуляции и передается на базовую станцию по выходящему беспроводному каналу через антенну 10.
С другой стороны, базовая станция, изображенная на Фиг.2, принимает сигнал, несущий значение CQI, передаваемое с терминала через антенну 20, радиомодуль 21 и модуль 22 демодуляции/декодирования, собирает индикатор качества беспроводного канала (CQI) и уведомляет планировщик 24 об индикаторе. Планировщик 24 вычисляет приоритет терминала для каждой доступной полосы частот, используя значение индикатора качества беспроводного канала (в дальнейшем именуемого как CQI (channel quality indicator)), доложенный из терминала и выбирает параметры передачи на основе наивысшего приоритета. Модуль 25 генерации сигнала управления генерирует передающийся сигнал управления и передает его на терминал через модуль 27 кодирования/модуляции, радиомодуль 28 и антенну 20. Данные передачи из буфера 26 данных передачи передаются на терминал после того, как передан сигнал управления.
Фиг.3 представляет из себя блок-схему процесса планирования.
Допустим, в соте базовой станции находятся терминалы с UE1 по UEn. На этапе S10 происходит прием значений CQI (с CQI1 по CQIn) . На этапе S11 значения с CQI1 по CQIn сохраняются. На этапе S12 происходит инициализация временного интервала передачи (в дальнейшем TTI (transmission time interval)). TTI является непродолжительным при временном интервале времени и относится к интервалу передачи данных к терминалу. В данном примере он используется в качестве переменной, указывающей частоту передачи. На этапе S13 значение TTI увеличивается на 1. На этапе S14 вычисляется приоритет Pk терминала UEk. На этапе S15 система инициализируется значениями i=0, j=1. На этапе S16 вычисляются беспроводные ресурсы Ri. При i=0 беспроводные ресурсы не назначены. Следовательно, Ri относится ко всем беспроводным ресурсам. На этапе S17 определяется превышает ли 0 значение беспроводных ресурсов Ri или нет. Если на этапе S17 есть ДА, то управление переходит на шаг S21. Если на этапе S17 есть НЕТ, то на этапе S18 из n-i терминалов вычисляется значение терминала UEj, имеющего приоритет Pk максимального значения Pk_max. На этапе 19 выбирается метод передачи данных (длина блока данных, система модуляции и т.д.) к терминалу UEj. На этапе S20 значение переменных i и j увеличивается на 1 и управление возвращается на шаг S16. На этапе S21 сигнал управления модулируется методом передачи, выбранным на этапе 19, и результат передается на терминал. На этапе S22 данные передачи модулируются для терминала, к которому был передан сигнал управления, результат передается на терминал, а управление возвращается на шаг S13.
Для вычисления приоритета используются метод MAX CIR выбора более широкого значения CQI и метод пропорционального равноправия (PF, proportional fairness) для выбора более широкого CQI осуществления выбора для равных возможностей.
В упомянутом выше стандарте 3GPP в качестве системы мобильной связи следующего поколения рассматривается спецификация системы E3G (evolved 3-d generation, развитое 3-е поколение). В данной спецификации в качестве способа множественных соединений предложены реализации системы OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) и системы SC-FDMA (Single-Carrier Frequency-Division Multiple Access, множественный доступ с разделением частот с одной несущей) для соответственно потоков данных к абоненту и потоков данных от абонента.
Кроме того, в E3G системе процесс планирования осуществляется тем же способом, что и в системе HSDPA, но используя более широкую частотную полосу, чем обычный HSDPA (например, в четыре раза). К тому же терминал, используемый в системе E3G, имеет различную ширину полосы для потоков от абонента и к абоненту. Кроме того, в потоке к абоненту доступные терминалам полосы зависят от каждого терминала, например, 1,25 МГц, 2,5 МГц, 5 МГц, 10 МГц, 20 МГц и т.д.
Следовательно, необходимо выполнять процесс планирования на полосе системы в 20 МГц с учетом доступной ширины полосы.
То есть, как показано на Фиг.4, необходимо выполнять процесс планирования для всей системы, используя только один планировщик.
Кроме того, предположим, что нисходящая ширина полосы системы - 20 МГц, а нисходящая ширина полосы терминала - 5 МГц. В то же время используемая при передаче частота меняется с учетом отношений с другими терминалами в соответствии с четырьмя различными вариантами. Поэтому, чтобы позволить планировщику базовой станции выбрать оптимальную полосу среди множества полос доступной ширины полосы с учетом наличия других терминалов, на терминале, изображенном на Фиг.5, измеряется и вычисляется значение CQI для каждой полосы шириной 5 МГц, а результат сообщается базовой станции.
То есть по сравнению с HSDPA системой требуется в четыре раза больше измерений и вычислений. Кроме того, в четыре раза увеличивается частота, по которой базовой станции сообщаются значения CQI. В результате помехи восходящего канала также увеличивается в четыре раза.
В системе E3G, когда планирование всей системы осуществляется одним планировщиком, то
- Если просто сравнить с планировщиком типичной HSDPA системы, количество терминалов для планирования увеличивается в разы (например, в четыре раза).
- Размер интервала составляет 1/4 по сравнению с интервалом передачи в 2 мсек в типичной HSDPA системе, то есть 0,5 мсек.
В связи с двумя вышеупомянутыми причинами требуется скорость планирования в 16 раз выше, чем в типичной системе. То есть время вычисления приоритета устанавливается равным 1/16.
С другой стороны, улучшение производительности работы центральных процессоров (CPU) и процессоров сигнальной обработки (DSP), которые выполняют процесс планирования, из данных на 2010 год увеличивается примерно в четыре раза по сравнению с моментом появления системы E3G, и этот показатель очень далек от вышеупомянутых 16-ти раз, учитывая закон Мура (скорость обработки удваивается каждые 18 месяцев).
Следовательно, является неизбежным тот факт, что процесс планирования выполняется на более высоких скоростях.
Патентный документ 1 описывает технологию процессов группирования и планирования для терминалов, движущихся на высокой скорости. Дополнительно, он определяет частотные полосы, для которых требуется планирование. Предполагается, что они основаны на HSUPA (high speed uplink packet access, высокоскоростной пакетный доступ по восходящему каналу) 3GPP. Однако в описаниях терминал, движущийся на низкой скорости или во время остановок, не нуждается в планировании.
Патентный документ 2 описывает пример использующий OFCDM (Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing, мультиплексирование с ортогональным частотным и кодовым разделением). То есть процесс распространения выполняется в частотном и временном направлениях, после чего выполняется операция мультиплексирования.
Патентный документ 3 разбивает терминалы на группы исходя из величины ослабления энергии передачи. Ввиду отсутствия информации о доступных частотных полосах предполагается, что используется обычная OFDM.
Патентный документ 4 раскрывает принципы детектирования базовой станцией скорости движения мобильной станции с использованием доплеровской частоты и оптимального выбора скорости кодирования и системы модуляции.
Патентный документ 5 раскрывает наиболее оптимальный способ определения скорости передачи при общении мобильной станции и базовой станции в соответствии с информацией о доплеровской частоте и т.д. от мобильной станции.
Патентный документ 6 раскрывает способ группирования поднесущей, получение информации о качестве канала для каждой группы, а также передачу и получение этой информации.
Патентный документ 1: Японская выложенная патентная заявка No. 2006-060814
Патентный документ 2: Японская выложенная патентная заявка No. 2005-318434
Патентный документ 3: Японская выложенная патентная заявка No. 2001-036950
Патентный документ 4: Японская выложенная патентная заявка No. 2003-259437
Патентный документ 5: Японская выложенная патентная заявка No. 2005-260992
Патентный документ 6: Японская выложенная патентная заявка No. 2005-160079
Описание изобретения
Целью данного изобретения является предоставление системы беспроводной связи, способной ускорить процесс планирования на базовой станции.
В соответствии с данным изобретением система беспроводной связи, имеющая базовую станцию, осуществляющую связь с множеством подчиненных терминалов, использующих множество частотных полос, включает в себя: группирующее устройство, назначающее множество терминалов группе определенных частотных полос в соответствии с качеством беспроводного канала, полученным для каждой полосы частот, используемой терминалом для осуществления связи с базовой станцией; планирующее устройство для планирования сгруппированных терминалов для каждой группы; и устройство связи для базовой станции, осуществляющей связь с терминалом в соответствии с результатом планирования.
Краткое описание фигур чертежей
На Фиг.1 приведен примерный вид (1) типичной HSDPA системы;
На Фиг.2 приведен примерный вид (2)типичной HSDPA системы;
На Фиг.3 приведен примерный вид (3) типичной HSDPA системы;
На Фиг.4 приведен примерный вид (4) типичной HSDPA системы;
На Фиг.5 приведен примерный вид (5) типичной HSDPA системы;
На Фиг.6 приведена последовательность процессов в системе при реализации описываемого изобретения;
На Фиг.7 представлен примерный вид, иллюстрирующий случай, при котором операция группирования производится наиболее легким методом на базе качества канала каждой полосы в процессе установки настроек канала;
Фиг.8 иллюстрирует образ измерения качества беспроводного канала для каждой доступной полосы пропускания;
На Фиг.9 представлен примерный вид (1), объясняющий способ группирования и планирования терминала;
На Фиг.10 представлен примерный вид (2), объясняющий способ группирования и планирования терминала;
На Фиг.11 представлен примерный вид образа способов группирования и планирования в случае, когда доступная ширина полосы терминала отличается от изображенного на Фиг.10.
На Фиг.12 представлен примерный вид (1) иерархического процесса группирования;
На Фиг.13 представлен примерный вид (2) иерархического процесса группирования;
На Фиг.14 приведен пример группировочной таблицы базовой станции, когда терминал сгруппирован;
На Фиг.15 представлен примерный вид других методов группирования;
На Фиг.16 приведен пример группировочной таблицы базовой станции для операции группирования, приведенной на Фиг.15.
На Фиг.17 приведен вид (1) примера процесса, когда терминал сгруппирован;
На Фиг.18 приведен вид (2) примера процесса, когда терминал сгруппирован;
На Фиг.19 приведен вид (3) примера процесса, когда терминал сгруппирован;
На Фиг.20 приведен вид (4) примера процесса, когда терминал сгруппирован;
На Фиг.21 приведен вид (5) примера процесса, когда терминал сгруппирован;
На Фиг.22 представлен вид конфигурации, показывающий принцип терминала в соответствии с данным изобретением.
На Фиг.23 представлен вид конфигурации, показывающий принцип базовой станции в соответствии с данным изобретением.
На Фиг.24 приведен пример конфигурации, показанной на Фиг.22, в применении для случая, когда CQI измеряется как качество беспроводного канала;
На Фиг.25 приведен пример конфигурации, показанной на Фиг.23, в применении для случая, когда CQI измеряется как качество беспроводного канала;
На Фиг.26 приведен второй пример конфигурации базовой станции в соответствии с реализацией данного изобретения;
На Фиг.27 приведен третий пример конфигурации базовой станции в соответствии с реализацией данного изобретения;
На Фиг.28 приведен второй пример конфигурации терминала в соответствии с реализацией данного изобретения в соответствии с Фиг.27;
На Фиг.29 приведен четвертый пример конфигурации базовой станции в соответствии с реализацией данного изобретения;
На Фиг.30 приведен пятый пример конфигурации базовой станции в соответствии с реализацией данного изобретения;
Наилучший способ реализации изобретения
Ниже в качестве примера описана нисходящая передача.
Фиг.6 представляет собой последовательность шагов процесса реализации данного изобретения.
На Фиг.6 терминал измеряет качество беспроводного канала для каждой полосы (1) частот. Измерение производится путем вычисления значения SIR на основе принятых данных, а затем, используя вычисленное значение SIR, получают значение CQI. Измеренное значение качества беспроводного канала сообщается базовой станции (2). Базовая станция определяет доступную для терминала частотную полосу на основе принятой информации о качестве беспроводного канала (3) и разбивает на группы (4) все терминалы, которые передавали информацию о качестве беспроводного канала. Когда процесс разбиения на группы завершен, базовая станция сообщает каждому терминалу, к какой терминальной группе он принадлежит (5). При получении уведомления о терминальной группе терминал устанавливает значение доступной частотной полосы и терминальной группы (6). Терминал измеряет качество беспроводного канала на доступной частотной полосе, установленной для этого терминала (7), и уведомляет базовую станцию о результатах (8) измерений. Базовая станция осуществляет процесс планирования для каждой доступной частотной полосы на основе уведомленного значения качества беспроводного канала. То есть базовая станция выбирает технологию передачи на основе приоритета терминала, а затем выбирает и способ передачи. После этого она генерирует информацию управления, которая должна быть принята терминалом, уведомляет терминал об информации (10) управления передачей и затем передает данные (11).
Таким образом, в системе OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access, множественный доступ с ортогональным частотным разделением) и системе MC-CDMA (Multi-Carrier Code Division Multiple Access, множественный доступ с разделением частот с несколькими несущими) терминалы группируются в зависимости от наличия доступной ширины полосы и доступных конкретных частот. Процесс группирования может быть проведен либо когда беспроводной канал установлен, либо на заранее определенных интервалах после установления беспроводного канала. Информацией для процесса группирования может служить возможная доступная для терминала ширина полосы пропускания, качество канала каждой частоты, использование канала (загрузка) каждой частоты и т.д.
Фиг.7 объясняет и иллюстрирует случай, при котором операция группирования осуществляется наиболее простым способом на основе качества канала каждой полосы во время установки канала.
На практике можно рассмотреть случай, при котором максимально доступная ширина полосы терминала - 5 МГц, а система располагает шириной полосы в 20 МГц. Когда характеристика задана, терминал измеряет качество беспроводного канала для каждой полосы, значение которой получается путем деления ширины полосы системы 20 МГц на максимально возможную доступную ширину полосы терминала 5 МГц, вычисляет индикатор качества беспроводного канала (1) и уведомляет базовую станцию о вычисленном индикаторе (2). Базовая станция (или беспроводная станция управления каналом) определяет доступные частоты на основе этой информации и возможной доступной ширины полосы терминала (3), разделяет терминал для каждой доступной ширины полосы или частоты и осуществляет группирование (4). Также возможно определить доступные частоты, рассмотрев канальную загрузку между частотами, которые могут быть приспособлены.
Фиг.7 в основном такая же, как и Фиг.6, но доступные частотные полосы и терминальная группа задаются, когда задан канал, качество беспроводного канала на доступных частотных полос каждого терминала измеряется каждым терминалом в нормальном состоянии, базовая станция осуществляет процесс планирования на основе полученной информации о качестве беспроводного канала и начинает осуществлять связь. Функционирование в нормальном состоянии такое же, как и на Фиг.6, поэтому описание было опущено.
Фиг.8 иллюстрирует образ измерения качества беспроводного канала для каждой доступной полосы.
Как было описано выше, терминал, для которого определена терминальная группа, измеряет качество канала только для определенных доступных частот, вычисляет CQI и сообщает результаты базовой станции.
Таким образом, количество сообщений с CQI уменьшается, в связи с чем уменьшаются восходящие помехи.
Базовая станция, которая приняла значение CQI, устанавливает CQI для каждой группы терминала и производит процесс планирования для каждой терминальной группы (каждой доступной частотной полосе). Таким образом, вследствие уменьшения количества терминалов, для которых необходимо планирование, вычислительная сложность вычислений приоритета терминала в процессе планирования снижается, соответственно повышая скорость общего процесса. Более того, так как процесс планирования осуществляется для каждой терминальной группы, общий процесс может быть еще более ускорен за счет параллельной работы нескольких планировщиков.
Фиг.9 и 10 являются примерными видами способа группирования и планирования терминала.
На Фиг.9 и 10 ширина полосы системы - 20 МГц, доступная терминалу ширина полосы - 5 МГц, и терминалы UE с 100 по 139 классифицированы на четыре группы. Группу 1, использующую частотную полосу 1, планируют планировщиком 1 из четырех планировщиков. Таким же образом, группа 2 назначена частотной полосе 2 и планировщику 2, группа 3 назначена частотной полосе 3 и планировщику 3, группа 4 назначена частотной полосе 4 и планировщику 4. Это показано на Фиг.10(а). Так как интервал передачи данных равен 0,5 мс, процесс планирования каждой группы осуществляется каждые 0,5 мс.
Таким образом, когда предоставлены несколько планировщиков, каждая терминальная группа назначена за одним планировщиком. То есть планирование группы 1 осуществляется, например, планировщиком 1, а планирование группы 2 - планировщиком 2. Как показано на Фиг.10(b), процесс планирования может осуществляться параллельно.
Фиг.11 является примерным видом (1) образа способов группировки и планирования в том случае, когда доступная ширина полосы терминала отличается от показанной на фиг.10.
На Фиг.11 доступная ширина полосы терминала равна 10 Мгц, также показаны группа 5, планируемая планировщиком 5 с использованием частотных полос 1 и 2, и группа 6, планируемая планировщиком 6 с использованием частотных полос 3 и 4.
Фиг.12 и 13 являются примерным видом иерархического группирования.
Как описано выше, возможная доступная для терминала ширина полосы зависит от производительности терминала. Следовательно, может существовать способ осуществления процесса группировки на основе возможной доступной ширины полосы. В случае, проиллюстрированном на Фиг.12, терминалы UE 160-169, способные использовать ширину полосы 20 МГц, отнесены к группе номер 7, и их планирование осуществляется планировщиком номер 7. С другой стороны, терминалы UE 140-149 и терминалы UE 150-159, для которых доступна ширина полосы в 10 МГц, отнесены соответственно к группе 5, планирование которой осуществляется планировщиком 5 с использованием частотных полос 1 и 2, и к группе 6, планирование которой осуществляется планировщиком 6 с использованием частотных полос номер 3 и 4. Терминалы UE 100-109, 110-119, 120-129 и 130-139, для которых доступна ширина полосы в 5 МГц, отнесены соответственно к группе 1, планирование которой осуществляется планировщиком 1 с использованием частотной полосы 1, к группе 2, планирование которой осуществляется планировщиком 2 с использованием частотной полосы 2, к группе 3, планирование которой осуществляется планировщиком 3 с использованием частотной полосы 3, и к группе 4, планирование которой осуществляется планировщиком 4 с использованием частотной полосы 4.
Как показано на Фиг.13(а) и (b), предполагается использование всех возможных доступных частотных полос, и причем, например, группа, способная работать в более широкой ширине полосы, например 10 МГц, рассматривается как группа с более высоким приоритетом, а группа, способная работать в более узкой ширине полосы, например, 10 МГц рассматривается как группа с более низким приоритетом. Процесс планирования осуществляется от групп с более высоким приоритетом к группам с более низким приоритетом.
Как показано на Фиг.13(а), сначала каждые 0,5 мс (интервал передачи данных) осуществляется планирование группы 7, затем групп 5 и 6, и, наконец, групп 1-4. Часть (b) на Фиг.13 иллюстрирует схему иерархического планирования. Процесс планирования осуществляется последовательно и иерархически, начиная с планировщика 7. Ввиду того что два планировщика, а именно планировщики 5 и 6, а также четыре планировщика, а именно планировщики от 1 до 4, работают параллельно, можно ожидать ускорение процесса планирования.
На Фиг.14 приведен пример группировочной таблицы базовой станции после группирования терминалов.
Соответственно каждому номеру группы терминалов, центральная частота доступной каждой группе, ширина полосы и идентификационный номер терминала принадлежащего каждой группе, вводятся.
Фиг.15 является примерным видом других способов группирования.
Необходимая скорость передачи зависит от данных, которые должны быть переданы. Следовательно, необходимая частотная ширина полосы также зависит от данных. То есть для гарантированного качества обслуживания (в дальнейшем QoS, quality of service) может понадобиться либо большая ширина полосы, либо доступная ширина полосы. Кроме того, если передача может осуществляться при сужении ширины полосы для отношения с другими терминалами, то необходимая скорость передачи не может быть удовлетворена и передача может быть осуществлена. Следовательно, если доступная частотная ширина полосы равна 20 МГц, он не может принадлежать только терминальной группе 20 МГц, но также принадлежать терминальным группам с более узкой шириной полосы, такой как 10 МГц, 5 МГц и т.д. Таким образом, терминальная группа иерархически определяется в уменьшающемся порядке по размеру доступной ширины полосы. На Фиг.15 терминал, имеющий доступную частотную полосу в 20 МГц, может осуществлять связь на 10 МГц и 5 МГц. В дополнение, терминал, имеющий доступную частотную полосу 10 МГц, может выполнять связь на 5 МГц. Терминалы UE от 160 до 169 с доступной полосой в 20 МГц принадлежат не только группе 7, планирование которой осуществляет планировщик 7, но также и группе от 1 до 6. Соответственно, когда терминалы UE 160-169 не могут использовать полосу в 20 МГц, они могут быть назначены к группам 5 или 6, имеющих полосу пропускания 10 МГц. Когда они не могут использовать полосу в 10 МГц, они могут быть присоединены к любой группе с номерами от 1 до 4, у которых полоса пропускания равна 5 МГц. Таким образом, вероятность того, что терминалы UE 160-169 не смогут осуществлять связь, может быть снижена. Точно так же терминалы UE от 140 до 149 и от 150 до 159, которым доступна частотная полоса в 10 МГц, могут также быть назначены группам от 1 до 4, и таким образом, когда нет возможности осуществлять связь на частотной полосе в 10 МГц, эти связи могут осуществляться с использованием полосы в 5 МГц. Терминалы от 100 до 109, от 110 до 119, от 120 до 129 и от 130 до 139 принадлежат только группам от 1 до 4, т.к. частотная полоса меньше чем 5 МГц не доступна.
Процесс планирования выполняют от групп с более высоким приоритетом (например, 20 МГц) к группам с более низким приоритетом (например, 5 МГц). Таким образом, в группе может быть уменьшено количество терминалов, которым необходимо планирование, затраты процесса вычисления приоритетов также могут быть уменьшены, что ускоряет общий процесс планирования.
Фиг.16 иллюстрирует пример таблицы группирования на базовой станции для операции группирования, изображенной на Фиг.15.
В таблицу заносятся следующие данные, соответствующие терминальным группам с номерами от 1 до 7: центральная частота доступной частотной полосы; ширина полосы; идентификационные номера терминалов, принадлежащие каждой группе.
В случае, проиллюстрированном на Фиг.14, когда предоставлено множество планировщиков, число планировщиков должно быть равно числу групп. Процесс планирования может быть ускорен путем назначения своего планировщика для каждой группы и обеспечения параллельного и иерархического функционирования нескольких планировщиков. Кроме того, несколько планировщиков могут быть заменены одним планировщиком, способным выполнять несколько операций параллельно.
На Фиг.17-21 показаны примеры процесса, в котором группируют терминалы.
В примере, проиллюстрированном на Фиг.17, на этапе S30 происходит подтверждение максимально возможной доступной ширины полосы для конечного терминала. На этапе S31 происходит прием от терминала значения CQI для каждой полосы. На этапе S32 выбирается доступная полоса на основе максимального значения CQI. На этапе S33 выбирается терминальная группа, соответствующая выбранной полосе.
В примере, проиллюстрированном на Фиг.18, на этапе 35 подтверждается максимально возможная доступная ширина полосы конечного терминала, а на этапе S36 происходит прием значения CQI для каждой полосы. На этапе S37 доступная полоса выбирается на основе значения CQI и загруженности каждой полосы, а на этапе S38 выбирается терминальная группа. Загруженность каждой полосы относится к числу терминалов, уже назначенных каждой полосе и т.д. Когда количество терминалов, назначенных определенной частотной полосе, становится слишком большим, частота выбора планировщиком уменьшается, и скорость передачи становится ниже. В этом случае процесс выбора частоты происходит не на основе наибольшего CQI, а на основе второго по величине CQI и т.д.
В примере, проиллюстрированном на Фиг.19, на этапе S40 подтверждается максимально возможная доступная полоса частот конечного терминала. На этапе S41 принимают значения ширины полосы и CQI для каждой полосы. На этапе S42 на основе максимального значения CQI выбирается доступная ширина полосы и доступная полоса. На этапе S43 выбирается терминальная группа. На Фиг.19 терминал может использовать несколько доступных полос. Например, когда частотная полоса системы равна 20 МГц, а доступная частотная полоса терминала равна 10 МГц, терминал может использовать как 10 МГц, так и 5 МГц. Следовательно, терминал измеряет значения CQI для двух полос шириной 10 МГц и четырех полос шириной 5 МГц, а базовая станция выбирает доступную полосу на основе результатов изменения.
В примере, проиллюстрированном на Фиг.20, рассматривается случай, когда задается гарантированный битрейт (в дальнейшем GBR, guaranteed bit rate)Qo3. To есть рассматривается случай, в котором устанавливается услуга регулирования нижняя скорость передачи. Например, предположим, что возможная скорость передачи равна 3 Mbps и кодовая скорость равна 1/3. В то же время при GBR терминала, равной 5, Mbps необходимо, чтобы ширина полосы была равна 10 МГц для удовлетворения GBR. Следовательно, терминал должен быть назначен группе с доступной шириной полосы 10 МГц. В качестве системы модуляции можно использовать QPSK (Quadrature Phase Shift Keying, квадратурная фазовая модуляция), а также многопозиционные системы модуляции 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation, 16-позиционная квадратурная амплитудная модуляция), 64 QAM (64-позиционная квадратурная амплитудная модуляция)) и т.д., при этом кодовая скорость может варьироваться и может использоваться функция MIMO (Multiple Input Multiple Output, множественный вход/множественный выход).
На этапе S45 подтверждается максимально возможная доступная ширина полосы конечного терминала. На этапе S46 подтверждается QoS передаваемых на конечный терминал данных. На этапе 47 вычисляется необходимая ширина полосы. На этапе 48 происходит прием CQI для каждой полосы из необходимой ширины полосы. На этапе S49 на основе максимального CQI, возможной доступной ширины полосы и необходимой ширины полосы выбирается доступная ширина полосы. На этапе S50 выбирается терминальная группа.
В примере, проиллюстрированном на Фиг.21, рассматривается ухудшение параметров передачи, связанное с движением терминала. Уровень ухудшения параметров передачи определяется доплеровской частотой, которая в свою очередь зависит от скорости движения терминала. Так как доплеровская частота улучшается с ростом доступных частот, при связи с терминалом желательно использовать более низкую частоту, которая соответствует высокой скорости движения.
Например, когда ширина полосы системы равна 20 МГц и центральная частота является одной из частот f1<f2<f3<f4 на Фиг.14, терминала, движущегося с высокой скоростью, используется более высокая частотная полоса (с центральными частотами f3, f4, и f6) , а для терминала, двигающегося с низкой скоростью или остановившегося, используется более низкая полоса частот (f1, f2 и f5) .
Перед группированием терминала необходимо оценить скорость его движения, что может сделать либо сам терминал, либо базовая станция. В качестве способа оценки можно применить, например, измерение интервала (частоты затухания) падения интенсивности приема электрического поля по степени затухания. Результат сравнивается с порогом скорости движения, если скорость движения выше порога, то определяется высокоскоростное движение, если скорость движения ниже порога, то определяется низкоскоростное движение или состояние остановки.
На этапе S55 оценивается скорость движения конечного терминала. На этапе S56 определяется скорость движения: высокая или низкая. На этапе S57 подтверждается максимально возможная доступная ширина полосы. На этапе S58 происходит получение от терминала значений CQI для каждой полосы необходимой ширины полосы. На этапе S59 на основе скорости движения, возможной доступной частоты и значения CQI для каждой полосы выбирается ширина полосы и доступная частота. На этапе S60 выбирается терминальная группа.
На Фиг.22 представлена конфигурация основных блоков терминала в соответствии с данным изобретением. На Фиг.23 представлена конфигурация основных блоков базовой станции в соответствии с данным изобретением.
Номера блоков на Фиг.22 совпадают с номерами соответствующих блоков на Фиг.1. Номера блоков на Фиг.23 совпадают с номерами соответствующих блоков на Фиг.2.
При нисходящей передаче в беспроводной системе связи использование нескольких полос в системе OFDMA, таких как E3G и MC-CDMA и других, применяется в следующих случаях: когда терминала получает нисходящий сигнал управления (например, пилот-сигнал), когда установка настроек канала происходит с помощью антенны 10, радиомодуля 11 и модуля 12 демодуляции/декодирования, после чего измеряется качество беспроводного канала для каждой частоты с помощью модуля 13 измерения качества канала, а затем оно сообщается базовой станции через восходящий канал при помощи модуля 14 передачи значения качества канала, модуля 15 кодирования/модуляции, радиомодуля 16 и антенны 10.
В базовой станции, которая принимает значения качества беспроводного канала для каждой полосы, модуль 29 извлечения результатов измерения установки настроек канала извлекает значение качества беспроводного канала и другие значения, измеренные терминалом для каждой полосы, и передает эти данные модулю 30 установки канала. Модуль 30 установки канала обращается за информацией о терминале к модулю 31 установки терминальной группы, анализирует возможную доступную ширину полосы терминала, а также статус использования и загрузку полосы, определяет, какую полосу использует терминал, закрепляет терминал за определенной группой на основе доступной полосы и сообщает терминалу результат через модуль 32 генерации сигнала настройки терминальной группы.
По приему уведомления терминал позволяет модулю 17 извлечения информации о настройке терминальной группы извлечь информацию о настройке, задает частотную полосу, другие параметры терминальной группы, за которой закреплен терминал, в модулях 11 и 16, а также в модуле 13 измерения качества канала через модуль 18 управления настройками терминала. Впоследствии качество канала доступной полосы периодически измеряется модулем 13 измерения качества канала, вычисляется индикатор качества канала, а результат уведомляется базовой станции через выходной беспроводной канал.
Когда базовая станция позволяет модулю 23 сбора/классификации информации о качестве канала принять значение индикатора качества беспроводного канала от каждого терминала, она задает значение индикатора качества беспроводного канала для каждой группы, к которой принадлежит терминал, и вычисляет приоритет передачи на основе индикатора качества беспроводного канала для каждой группы, используя планировщики от 24-1 до 24-n. На этом этапе из набора планировщиков от 24-1 до 24-n выбирается планировщик, отвечающий за группу, к которой принадлежит терминал, передавший информацию о качестве канала, и этот планировщик вычисляет приоритет передачи. На Фиг.23 показаны только два планировщика, но в общем случае могут использоваться n планировщиков, при этом наибольшая эффективность достигается в случае, когда количество планировщиков равно количеству терминальных групп.
Терминал для передачи выбирается на основе результата вычисления приоритета, после чего выбирается способ передачи (например, количество передаваемых данных, система модуляции, кодовая скорость и т.д.), на основе результатов выбора модулями от 25-1 до 25-n генерируется сигнал управления передачей, и этот сигнал передается терминалу, который передает данные.
После отправки сигнала управления передачей данные для передачи кодируются выбранным способом передачи, модулируются и затем передаются на терминал. Способ передачи выбирается с учетом возможной доступной ширины полосы терминала и возможной доступной системы модуляции.
Кроме того, при ограничении возможной доступной системы модуляции для каждой группы (для каждого планировщика) процесс выбора метода передачи может упроститься.
Терминал позволяет модулю 19 извлечения сигнала управления извлечь сигнал управления передачей, переданный от базовой станции, анализирует содержание сигнала и производит необходимые настройки получения данных в модуле 12 демодуляции/декодирования. После настройки происходит получение данных, переданных с базовой станции.
Как описано выше, путем группирования терминалов на основе доступных полос могут быть выполнены следующие действия:
1) Качество беспроводного канала измеряется только для доступной полосы, вычисляется индикатор качества беспроводного канала, а результат сообщается на базовую станцию.
2) Процесс планирования осуществляется для каждой группы, вычисляется приоритетом, выбирается передающий терминал и определяется передающий метод.
Как описано выше, этим может достигаться следующий эффект.
На неиспользуемых полосах могут быть уменьшены усилия по измерению качества беспроводного канала. То есть данный процесс может осуществляться очень легко. Кроме того, можно сократить количество сообщений на базовую станцию, в которых передается индикатор беспроводного канала. Таким образом, на терминале может быть сокращен процесс передачи, может быть уменьшено количество сообщений, а следовательно, уменьшаются волновые помехи с восходящим каналом.
Более того, так как процесс планирования может осуществляться для каждой группы, количество терминалов для планирования может быть уменьшено и время обработки, требуемое для вычисления приоритета и других параметров, может быть сокращено. Плюс к тому путем выполнения процесса планирования для каждой группы можно выполнять эти процессы параллельно, что сокращает время обработки, необходимое для вычисления приоритета и т.д.
В примере конфигурации базовой станции, приведенном на Фиг.23, модуль 30 установки настроек канала и модуль 31 установки терминальной группы, обведенные пунктирной линией, могут быть предоставлены станции управления беспроводного канала (RNC) как устройства внешнего потока базовой станции.
Как описано выше, терминалы группируются, когда канал установлен, но процесс группирования может быть изменен на предопределенных интервалах или для регулирования числа терминалов в соответствующих частотных полосах. В данном случае, например, этот процесс может быть выполнен в рамках процедуры, показанной на Фиг.6.
На Фиг.24 приведен пример конфигурации, рассмотренной на Фиг.22, в применении для случая, когда для оценки качества беспроводного канала измеряется CQI. На Фиг.25 приведен пример конфигурации, рассмотренной на Фиг.23, в применении для случая, когда для оценки качества беспроводного канала измеряется CQI.
Модуль измерения/вычисления CQI, показанный на Фиг.24, измеряет и вычисляет CQI только для частотной полосы, используемой для соответствующей терминальной группы после определения, к какой именно группе принадлежит данный терминал. Необходимые настройки задаются модулем 18 управления настройками терминала. Модуль 23 сбора/классификации значений CQI, изображенный на Фиг.25, измеряет значения CQI, относящиеся к доступным частотным полосам той терминальной группы, в которую входит терминал и получает вычисленное значение. Полученное значение CQI передается на планировщик для проведения процесса планирования для соответствующей терминальной группы.
На Фиг.26 приведен второй пример конфигурации базовой станции в соответствии с реализацией данного изобретения. Номера блоков на Фиг.26 совпадают с номерами соответствующих блоков на Фиг.23.
В приведенном выше примере конфигурации процесс группирования выполняется с учетом возможной доступной ширины полосы терминала. В данном примере возможная доступная полоса частот терминала равна 20 МГц, а полоса после деления - 5 МГц. Терминал входит в группу, которой доступна полоса в 20 МГц. Однако в зависимости от типа передаваемых данных запрошенная скорость передачи может не требовать полосы пропускания 20 МГц. В этом случае использование ширины полосы 20 МГц нецелесообразно. Однако у группы, для которой доступная ширина полосы зафиксирована, доступная полоса все равно составляет 20 МГц.
Теперь предположим, что терминал входит в несколько групп, имеющих ширину полос 20 МГц, 10 МГц и 5 МГц. Так как терминал может входить в группы, имеющие различные доступные центральные частоты, данный терминал может входить в одну из семи групп. В данном случае, когда используется широкая полоса частот и когда передающий терминал выбран, процесс планирования выполняется в нисходящем порядке доступных ширин полос. Используя иерархическое построение групп в нисходящем порядке доступных ширин полос, можно легко использовать широкую частотную полосу. Кроме того, когда используется широкая полоса, желательно выбирать следующие друг за другом полосы, так как это облегчает использование иерархической конфигурации, описанной выше.
В момент завершения иерархического группирования планировщики для каждой терминальной группы еще не назначены, но это может быть выполнено путем использования иерархического планировщика 24а, способного выполнять параллельные вычисления.
На Фиг.27 приведен третий пример конфигурации базовой станции в соответствии с реализацией данного изобретения. На Фиг.28 приведен второй пример конфигурации базовой станции в соответствии с реализацией данного изобретения, соответствующий Фиг.27. Номера блоков на Фиг.27 совпадают с номерами соответствующих блоков на Фиг.23. Номера блоков на Фиг.28 совпадают с номерами соответствующих блоков на Фиг.23.
В данном случае в качестве примера описана восходящая передача данных, но на основе информации о качестве восходящего беспроводного канала доступная частотная полоса может быть выбрана и для нисходящей передачи данных.
Модуль 53 генерации информации о производительности терминала генерирует информацию о производительности терминала исходя из данных о производительности терминала, хранящихся в модуле 52 хранения данных о производительности терминала, и терминал в качестве информации о производительности терминала передает сигнал управления (например, пилотный сигнал), сгенерированный модулем 54 генерации восходящего сигнала 54 управления исходя из информации о возможной доступной полосе.
Базовая станция измеряет входную мощность сигнала управления (например, пилотного сигнала), переданного из терминала во время установки настроек канала с использованием каждой полосы в модуль 50 измерения/вычисления CQI, после чего модуль 51 извлечения информации о производительности терминала извлекает результат, полученный вычислением качества беспроводного канала каждой полосы и возможной доступной ширины полосы терминала, далее эти данные передаются в модуль 30 настройки канала, выбирается группа, в которую войдет данный терминал, а терминалу сообщается результат.
Получив это сообщение, терминал извлекает информацию о группе через модуль 17 извлечения информации о настройке группы, устанавливает настройки таких устройств, как радиомодули 11 и 16 через модуль 18 управления настройками, а затем выполняет восходящую передачу данных, используя выбранные полосы.
С другой стороны базовая станция через модуль 23 получения индикатора качества беспроводного канала измеряет и вычисляет качество восходящего беспроводного канала только для полос той группы, в которую входит терминал, и выполняет процесс планирования исходя из результатов измерения и вычисления. Исходя из вычисленного в процессе планирования приоритета выбирается терминал, затем выбирается способ восходящей передачи, а результат сообщается выбранному терминалу. Сообщение извлекается терминалом через модуль 19 извлечения сигнала управления, а настройки устанавливаются модулем 12 демодуляции/декодирования.
На Фиг.29 приведен четвертый пример конфигурации базовой станции в соответствии с реализацией данного изобретения. Номера блоков на Фиг.29 совпадают с номерами соответствующих блоков на Фиг.23.
В вышеупомянутой конфигурации выбор группы для терминала производится на основе качества беспроводного канала каждой полосы и возможной доступной ширины полосы. Однако в данном примере при выборе группы для терминала учитывается QoS (гарантированное качество обслуживания) данных для передачи. Так как к тому моменту, когда станция общается с терминалом, QoS предопределен (например, во время установки канала), и базовая станция информируется о значении QoS заранее, она подает эту информацию на вход модуля 30 установки настроек канала и модуль 31 установки терминальной группы, чтобы учитывать данные об этом терминале в процессе группирования.
На Фиг.30 приведен пятый пример конфигурации базовой станции в соответствии с реализацией данного изобретения. Номера блоков на Фиг.30 совпадают с номерами соответствующих блоков на Фиг.23.
В вышеупомянутой конфигурации выбор группы для терминала производится на основе качества беспроводного канала каждой полосы и возможной доступной ширины полосы. Однако в данном примере процесс выбора группы выполняется с учетом скорости движения терминала. Например, на базовой станции модуль 40 измерения/вычисления скорости движения измеряет сигнал управления (например, пилотный сигнал), переданный от терминала, и входную мощность данных, и исходя из результата измерения вычисляет скорость движения (или относительную скорость между терминалом и базовой станцией) терминала.
В модуле 31 установки терминальной группы или модуле 30 установки настроек канала измеренная или вычисленная скорость терминала сравнивается с порогом скорости, значение которого хранится в модуле 31 установки терминальной группы модуля 30 установки настроек канала. Если эта скорость равна значению порога или превышает его, то определяется, что терминал движется с высокой скоростью, выбирается доступная ширина полосы и доступная частота, а также терминальная группа. Значение порога скорости может храниться вне модуля 31 установки терминальной группы и модуля 30 установки настроек канала.
Как описано выше, в соответствии с данным изобретением терминал группируется для каждой доступной частоты, и его планирование производится в рамках группы, таким образом уменьшается количество конечных терминалов, которым нужно планирование, достигается распараллеливание процесса планирования и сокращение времени обработки, необходимого для процесса планирования.
Кроме того, так как качество беспроводного канала может быть измерено только для доступной частотной полосы, процесс измерения может быть сокращен. Далее, так как количество сообщений о качестве канала может быть сокращено, это позволит успешно уменьшить мощность интерференции.