CN101411238A - 基站设备和信道分配方法 - Google Patents

Abstract

当接收到来自移动通信终端的新信道分配请求时，分配合适的信道。基站设备通过使用多个天线进行自适应处理来执行与通信终端的通信，并且包括干扰识别单元、信道选择器和信道分配器，所述干扰识别单元识别用于通信的空信道上的干扰等级，所述信道选择器基于由所述干扰识别单元识别的结果选择待分配的空信道，当有来自通信终端的新信道分配请求时，所述信道分配器将由所述信道选择器选择的空信道分配给该通信终端。

Description

基站设备和信道分配方法

技术领域

本发明涉及一种基站设备和信道分配方法，其在有来自移动通信终端的新信道分配请求时分配合适的信道。

请求日本专利申请No.2006-85077(申请日为2006年3月27日)的优先权，其内容通过引用合并于此。

背景技术

图8示出了传统基站设备的操作。在无线通信中，当在相邻小区之间使用例如频率和正交码的相同信道时，相邻小区的通信信号在自身小区处成为干扰信号。当使用和自身小区中的干扰信号相同的信道时，可以通过控制功率来最低限度地抑制相邻小区之间的干扰效应。还有一种通信技术是在基站处根据自适应阵列的方向性控制来分割信号，并且只检测期望的信号。

现有技术中已知用基站设备测量多个接收的请求信号的强度，并基于被测量的多个请求信号的强度来选择用于分配信道的终端设备，来增加接受来自终端设备的信道分配请求的可能性。例如在日本未决专利申请(专利文献1)的首次公开No.2005-176145中对此进行了披露。

本发明要解决的问题

图9是传统基站设备的操作说明图。如图9所示，在下列情况下，对自身小区的干扰功率有时会增加：在可变调制方案系统中为了提高相邻小区的通信速率或者为了同具有不良通信状况的终端保持通信质量，而必须提高发射功率。在这样的情况下，如果使用与来自相邻小区的干扰相同的信道执行通信，则由于干扰效应，上行和下行链路中的通信容量将会减少。

图9是根据传统技术的基站设备的操作说明图。如图9所示，如果移动通信终端正以高速移动，则自适应阵列的方向性控制可能不够。在这样的情况下，干扰效应同样减少了通信容量。此外，不考虑来自相邻小区的干扰，当从另一设备接收到干扰时，会发生类似问题。

然而，当传统基站设备从移动通信终端接收到新信道分配请求时，它分配空信道，而不考虑干扰效应，导致有限的信道资源不能被有效利用的问题。

发明内容

鉴于上述种种问题，实现了本发明，本发明旨在提供一种基站设备和信道分配方法，当有来自移动通信终端的新信道分配请求时，其可以通过执行自适应阵列处理来避免分配其上干扰不能被完全抑制的信道，并可以分配合适的信道。

解决问题的手段

根据本发明的第一方面，基站设备通过使用多个天线进行自适应处理，执行与通信终端的通信，并且可包括干扰识别单元、信道选择器和信道分配器，所述干扰识别单元识别用于通信的空信道上的干扰等级，所述信道选择器基于由所述干扰识别单元识别的结果选择待分配的空信道，当有来自通信终端的新信道分配请求时，所述信道分配器将由所述信道选择器选择的空信道分配给该通信终端。

所述干扰识别单元可以基于空信道上的干扰功率识别自适应处理的有效性。

所述干扰识别单元可以基于预定周期内空信道上的干扰功率的变化量来识别干扰等级。

所述干扰识别单元可以基于空信道上接收到的信号的相位旋转量来识别干扰等级。

所述干扰识别单元可以在对空信道执行自适应处理之后识别干扰等级。

根据本发明的第二方面，在通过使用多个天线进行自适应处理来执行与通信终端的通信的基站设备中，当有来自移动通信终端的新信道分配请求时，信道分配方法包括：识别用于通信的空信道上的干扰等级，基于由通过识别干扰等级而识别的自适应处理的有效性来选择待分配的空信道，并将所选择的空信道分配给所述移动通信终端。

效果

根据本发明，当有来自通信终端的新信道分配请求时，通过对空信道进行优先级排序，选择出具有很少干扰效应的信道或者其上干扰效应可以通过自适应阵列处理抑制的信道，并将其分配给移动通信信道，这使得可以通过执行自适应阵列处理避免分配其上干扰不能被完全抑制的信道，从而分配合适的信道，并从有限的信道资源中获得最大的通信容量。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的基站设备的配置的方框图。

图2是根据本发明第二实施例的基站设备的配置的方框图。

图3是根据本发明第三实施例的基站设备的配置的方框图。

图4是根据本发明第四实施例的基站设备的操作说明图。

图5A是当在加权计算时发生干扰时所接收的时隙时段和加权计算时段之间的关系的说明图。

图5B是当在加权计算时没有发生干扰时所接收的时隙时段和加权计算时段之间的关系的说明图。

图6是根据本发明第五实施例的基站设备的配置的方框图。

图7是根据本发明第六实施例的基站设备的配置的方框图。

图8是根据传统技术的基站设备的操作说明图。

图9是根据传统技术的基站设备的操作说明图。

图10是根据传统技术的基站设备的操作说明图。

附图标记

1A、1B、1C、1D 接收单元

2              信道管理器

3              功率计算器

4              空信道管理器

5              信道分配器

6            发射单元

7            功率存储单元

8            加权计算器

9            接收信号存储单元

10           自适应处理器

12           基站管理器

13           已知信号识别单元

14           相关计算器

15           相关值存储单元

16           相位旋转速度计算器

17           相位旋转速度比较器

181、182     相邻小区基站

具体实施方式

(第一实施例)

将描述根据本发明第一实施例的基站设备。图1是根据第一实施例的基站设备的配置的方框图。所述基站设备包括多个接收单元1A、1B、1C和1D、信道管理器2、功率计算器3、空信道管理器4、信道分配器5以及发射单元6。

接收单元1A、1B、1C和1D接收来自未示出的移动通信终端的新信道分配请求。接收单元1A、1B、1C和1D接收的信号包含想要去除的干扰信号。

信道管理器2从基站设备可以使用的信道中，选择当前空闲的信道，并在内部保存所述空信道的标识信息。

功率计算器3为信道管理器2确定为空信道的信道计算由接收单元1A、1B、1C和1D接收的干扰功率。

基于功率计算器3计算的空信道的干扰功率，空信道管理器4确定关于新信道分配请求随后要进行分配的空信道的优先级排序。

基于在接收单元1A、1B、1C和1D接收的新信道分配请求和由空信道管理器4确定的空信道的优先级排序，信道分配器5确定针对新信道分配请求要分配的信道。

发射单元6将信道分配器5确定的信道标识信息传输至传输新信道分配请求的移动通信终端。

接下来，将描述图1所示的基站设备的操作。

首先，信道管理器2从它自身可以使用的信道中选择当前空闲的信道，并更新空信道的标识信息。基于信道管理器2保存的空信道标识信息，功率计算器3计算在接收单元1A-1D接收的干扰功率。基于功率计算器3计算的空信道的干扰功率，空信道管理器4识别干扰等级，确定从最小干扰功率开始的空信道优先级排序，并且在内部将该优先级排序与信道标识信息相关联地保存起来。

当在接收单元1A-1D接收到新信道分配请求时，基于由空信道管理器4内部保存的空信道的优先级排序，信道分配器5确定具有最高优先级排序(最小干扰功率值)的空信道。然后信道分配器5将所选择的空信道的标识信息报告给发射单元6。在接收到该空信道标识信息时，发射单元6将其传输至传输新信道分配请求的移动通信终端。

因此，通过根据空信道管理器4的优先级排序来选择具有较低干扰功率的空信道，使得在自身小区中以低干扰进行良好通信成为可能，此外，可以减少相邻小区上的干扰效应。

(第二实施例)

接下来，将描述根据本发明第二实施例的基站设备。图2是根据本发明第二实施例的基站设备的配置的方框图。图2中，基站设备包括多个接收单元1A、1B、1C和1D、信道管理器2、功率计算器3、空信道管理器4、信道分配器5、发射单元6和功率存储单元7。

接收单元1A、1B、1C和1D接收来自未示出的移动通信终端的新信道分配请求。接收单元1A、1B、1C和1D接收的信号包含想要去除的干扰信号。

信道管理器2从基站设备可以使用的信道中，选择当前空闲的信道，并在内部保存和管理空信道的标识信息。

功率计算器3为信道管理器2确定为空信道的信道计算由接收单元1A-1D接收的干扰功率。

基于功率计算器3计算的空信道的干扰功率，空信道管理器4确定关于新信道分配请求随后要进行分配的空信道的优先级排序。

基于在接收单元1A-1D接收的新信道分配请求和由空信道管理器4确定的空信道的优先级排序，信道分配器5确定针对新信道分配请求要分配的信道。

发射单元6将信道分配器5确定的信道标识信息传输至传输新信道分配请求的移动通信终端。

功率存储单元7只在最近的任意时段内存储功率计算器3计算的干扰功率。

图2的基站设备与图1的基站设备的区别在于以下几点。新设的功率存储单元7只在最近的任意时段内存储功率计算器3计算的干扰功率。基于功率存储单元7中存储的空信道的干扰功率的变化量，空信道管理器4确定随后要分配的空信道的优先级排序。

接下来，将描述图2所示的基站设备的操作。

首先，信道管理器2从它自身可以使用的信道中选择当前空闲的信道，并更新空信道的标识信息。然后，基于信道管理器2保存的空信道标识信息，功率计算器3计算在接收单元1A-1D接收的干扰功率，并将计算的功率值存储在功率存储单元7中。基于功率存储单元7中存储的所计算的空信道的干扰功率值的变化量，空信道管理器4识别干扰等级，确定从最小干扰功率开始的空信道优先级排序，并且在内部将该优先级排序与信道标识信息相关联地保存起来。

当在接收单元1A-1D接收到新信道分配请求时，基于由空信道管理器4内部保存的空信道的优先级排序，信道分配器5确定具有最高优先级排序的空信道。然后信道分配器5将所选择的空信道的标识信息报告给发射单元6。在接收到该空信道标识信息后，发射单元6将其传输至传输新信道分配请求的移动通信终端。

在例如干扰源(例如相邻小区中的移动通信终端)移动的情况下，基站设备接收的干扰功率波动。该变化的速度根据干扰源的移动速度及其传播环境以及波到达基站设备的张角而改变。当该变化飞快时，即使通过在基站设备进行自适应处理也难以抑制干扰；而且，当从基站设备进行传输时，由于不可能向干扰源执行置零的处理，因此干扰反而会增加。然而，由于空信道管理器4根据优先级排序而选择具有低幅值和低干扰功率变化的空信道，所以可以根据优先级排序在可以在基站设备通过自适应处理抑制干扰的频率处选择空信道，在自身小区中实现具有低干扰的良好通信，并且减少对相邻小区的干扰效应。

(第三实施例)

接下来，将参考附图描述根据本发明第三实施例的基站设备。图3是根据本发明第三实施例的基站设备的配置的方框图。该基站设备包括多个接收单元1A、1B、1C和1D、信道管理器2、空信道管理器4、信道分配器5、发射单元6、加权计算器8、接收信号存储单元9和自适应处理器10。

接收单元1A、1B、1C和1D接收来自未示出的移动通信终端的新信道分配请求。接收单元接收的信号包含想要去除的干扰信号。

信道管理器2从基站设备可以使用的信道中，选择当前空闲的信道，并在内部保存和管理空信道的标识信息。

对于信道管理器2确定为空闲的信道，加权计算器8计算权重，其将接收单元1A-1D接收的干扰置零。

对于信道管理器2确定为空闲的信道，接收信号存储单元9只在最近的任意时段内存储在接收单元1A-1D接收的干扰信号。

自适应处理器10将加权计算器8中计算的权重施加于接收信号存储单元9中存储的接收信号。

空信道管理器4基于自适应处理器10计算的经过自适应处理的接收信号，根据优先级排序，确定针对新信道分配请求要分配的空信道。

基于在接收单元1A-1D接收的新信道分配请求和由空信道管理器4确定的空信道的优先级排序，信道分配器5确定针对新信道分配请求要分配的信道。

发射单元6将信道分配器5确定的信道标识信息传输至传输新信道分配请求的移动通信终端。

接下来，将描述图3所示的基站设备的操作。

首先，信道管理器2从它自身可以使用的信道中选择当前空闲的信道，并更新空信道的标识信息。

对于信道管理器2选择的空信道，加权计算器8计算权重，其将接收单元1A-1D接收的干扰置零。此外，对于信道管理器2确定为空闲的信道，接收信号存储单元9只在最近的任意时段内存储在接收单元1A-1D接收的干扰信号。

自适应处理器10将加权计算器8计算的权重施加于接收信号存储单元9中存储的接收信号。接收该信号之后，空信道管理器4基于经过了施加由加权计算器8计算的权重的自适应处理的接收信号，识别干扰等级，确定从最小干扰功率开始的空信道的优先级排序，并在内部将该优先级排序与信道标识信息相关联地保存起来。

当在接收单元1A-1D接收到新信道分配请求时，基于空信道管理器4内部保存的空信道的优先级排序，信道分配器5确定具有最高优先级排序的空信道。信道分配器5将选择的空信道的标识信息报告给发射单元6。在接收到该空信道的标识信息后，发射单元6将其传输至传输新信道分配请求的移动通信终端。

因此，通过将在任意时段内计算的权重施加于在从计算所述权重的时候开始经过了任意时段之后存储的接收信号，可以确定在实际通信时间的权重计算是否可以反映基站设备和移动通信终端之间的波传播环境的变化。由于空信道管理器4根据优先级排序选择在执行自适应处理之后具有小的干扰功率的空信道，当信道实际上被分配给自身小区时，基站设备的自适应处理将干扰置零，从而确保可以实现低干扰的良好通信，同时减少对相邻小区的干扰效应。

(第四实施例)

接下来，将参考附图描述根据本发明第四实施例的图3所示的基站设备的操作。第四实施例将图3所示的基站设备应用于TDD/FDMA系统中。图4是根据本发明第四实施例的图3所示的基站设备的操作说明图。当在TDD/FDMA系统中应用图3所示的基站设备时，接收信号存储单元9为由信道管理器2确定为空闲的每个信道存储由接收单元1A-1D在接收时隙中接收的干扰信号。加权计算器8计算权重，用于在任意时段中从接收信号存储单元9中存储的信号头部开始抑制所述信号。对于每个空信道，自适应处理器10将计算出的权重施加于接收信号存储单元9中存储的信号(见图4)。此外，对于经过了自适应处理的接收信号，空信道管理器4将每个信道中的最大值存储随机次，并且基于每个空信道中的最大值，空信道管理器4确定随后将被分配的空信道的优先级排序。

图5A是当在加权计算时间发生干扰时所接收的时隙时段和加权计算时段之间的关系的说明图。图5B是当在加权计算时间没有发生干扰时所接收的时隙时段和加权计算时段之间的关系的说明图。在一个频率信道上，当用于抑制在接收时隙的头部计算的干扰的权重直到接收时隙结束都是有效的，则通过自适应处理在该频率信道上抑制干扰的同时进行接收也是可以的；而且，即使在接收的时候产生的权重被提供给发射时隙，也不会影响干扰源(例如相邻小区中的移动通信终端)。无论在接收时隙时段内干扰信号是否是恒定地产生的，干扰信号可能以如图5A和5B的脉冲的形式产生。当如图5A所示在加权计算时段内产生脉冲时，除非干扰源移动，否则这里计算的权重在时隙中将是有效的，并且将抑制时隙中的干扰。因此，即使将该信道分配给传输新信道分配请求的移动通信终端，也可以抑制干扰效应。

另一方面，当如图5B所示在加权计算时段内未以脉冲形式产生干扰信号时，这里计算的权重不抑制脉冲干扰，并且在时隙中测量出大的干扰；因此，如果该信道被分配给传输新信道分配请求的移动通信终端，则不能够抑制干扰效应。

当干扰源与基站设备的通信异步时，图5A和5B中所示的两种情况都可能发生。当在自适应处理器10中存储最大值时，通过为多个帧存储最大值可以检测到表现出图5B所示情况的频率信道，从而避免分配该频率信道。

(第五实施例)

接下来，将参考附图描述根据本发明第五实施例的基站设备。第五实施例将图3所示的基站设备应用于TDD/FDMA系统中。图6是根据本发明第五实施例的图3所示的基站设备的操作说明图。第五实施例中的基站设备的操作与第四实施例中的基站设备的操作区别在于以下这点。对于由信道管理器2确定为空闲的每个信道，自适应处理器10在随后的接收时隙中将由加权计算器8计算的权重施加于接收信号存储单元9中存储的接收信号中的接收信号上(见图6)。

因此，在一个频率信道上，当用于抑制在接收时隙的头部计算的干扰的权重直到接收时隙结束都是有效的，则通过自适应处理在该频率信道上抑制干扰的同时进行接收也是可以的；此外，与图4所示的方法相比，当将在接收时产生的权重提供给发射时隙时，可以进一步抑制给干扰源(例如相邻小区中的移动通信终端)带来的干扰。

(第六实施例)

接下来，将参考附图描述根据本发明第六实施例的基站设备。图7是根据本发明第六实施例的基站设备配置的方框图。该基站设备包括多个接收单元1A、1B、1C和1D、信道管理器2、空信道管理器4、信道分配器5、发射单元6、接收信号存储单元9、基站管理器12、已知信号识别单元13、相关计算器14、相关值存储单元15、相位旋转速度计算器16和相位旋转速度比较器17。

接收单元1A、1B、1C和1D接收来自未示出的移动通信终端的新信道分配请求。接收单元1A、1B、1C和1D接收的信号包含想要去除的干扰信号。

信道管理器2从基站设备可以使用的信道中，选择当前空闲的信道，并在内部保存和管理空信道的标识信息。

对于信道管理器2确定为空闲的信道，接收信号存储单元9只在最近的任意时段内存储在接收单元1A-1D接收的干扰信号。

基站管理器12管理由相邻小区中的基站设备181和182使用的信道，并在内部保存该信道的标识信息。

已知信号识别单元13识别在由基站管理器12确定的在相邻小区中的基站设备中正在使用的信道上所使用的已知信号。

根据由接收信号存储单元9存储的接收信号以及由已知信号识别单元13识别的已知信号，相关计算器14计算与已知信号的相关性，所述已知信号正被用在与信道管理器2处空闲的信道相同的信道上。

相关值存储单元15存储由相关计算器14计算的多个相关值。

基于相关值存储单元15中存储的相关值，相位旋转速度计算器16计算相位的旋转速度。

相位旋转速度比较器17比较由相位旋转速度计算器16计算的信道上的相位旋转速度。

基于由相位旋转速度比较器17比较的相位旋转速度，空信道管理器4识别干扰等级，并且确定针对新信道分配请求要分配的空信道的优先级排序。

基于在接收单元1A-1D接收的新信道分配请求和由空信道管理器4确定的空信道的优先级排序，信道分配器5确定针对新信道分配请求要分配的信道。

发射单元6将信道分配器5确定的信道标识信息传输至传输新信道分配请求的移动通信终端。

接下来，将描述图7所示的基站设备的操作。

首先，信道管理器2从它自身可以使用的信道中选择当前空闲的信道，并更新那些空信道的标识信息。同时，已知信号识别单元13获得与信道上使用的已知信号相关的信息，所述信道由基站管理器12确定为在相邻小区的基站设备处正被使用。此外，对于信道管理器2确定为空闲的信道，接收信号存储单元9只在最近的任意时段内存储在接收单元1A-1D接收的干扰信号。

相关计算器14计算接收信号存储单元9中存储的接收信号和已知信号之间的相关性，并将计算的相关值存储在相关值存储单元15中，所述已知信号是由已知信号识别单元13存储的已知信号中正被用在与信道管理器2处空闲的信道相同的信道上的已知信号。在接收相关值之后，根据相关值存储单元15中存储的相关值，相位旋转速度计算器16计算相位的旋转速度，并且相位旋转速度比较器17比较由相位旋转速度计算器16计算的信道的相位旋转速度。基于由相位旋转速度比较器17比较的相位旋转速度，空信道管理器4识别干扰等级，确定针对新信道分配请求随后要分配的空信道的优先级排序，并且在内部保存该优先级排序和信道标识信息。

当在接收单元1A-1D接收到新信道分配请求时，基于由空信道管理器4内部保存的空信道的优先级排序，信道分配器5确定具有最高优先级排序的空信道。然后信道分配器5将所选择的空信道的标识信息报告给发射单元6。在接收该空信道标识信息后，发射单元6将其传输至传输新信道分配请求的移动通信终端。

具有飞快的相位旋转速度的干扰源可以被认为在它本身和基站设备之间具有飞快变化的传播环境，例如当移动通信终端高速移动时。使用自适应阵列，难以从具有飞快变化的传播环境的源中去除干扰。然而，由于空信道管理器4使用优先级排序来选择具有低相位旋转速度的信道，当信道实际上被分配给自身小区时，将干扰置零的自适应处理将实现低干扰的良好通信，并可以减少对相邻小区的干扰效应。

如上所述，由于基站设备(其包括多个天线并可以对发射和接收中的至少一个执行自适应处理)测量在尚未分配给移动通信终端的空信道上接收的信号功率，并且当移动通信终端作出新信道分配请求时，基于每个空信道上测量的功率来选择要分配给移动通信终端的信道，这通过避免分配具有不能通过自适应阵列处理完全抑制的干扰波的信道，确保分配合适的信道。

此外，由于接收信号的功率值在基站设备处只是被存储了最近的任意时段，并且基于存储的接收信号的时间变化来选择供分配的信道，所以可以选择合适的信道。

由于基于使用自适应阵列处理的接收功率来选择供分配的信道，因此可以选择合适的信道。

此外，由于检测针对移动通信终端尚未被分配的空信道上的接收信号的相位旋转速度，并且当移动通信终端作出新信道分配请求时，基于检测到的空信道的相位旋转速度来选择供分配给移动通信终端的信道，因此可以选择合适的信道。

用于实现图1、2、3和7中的处理器功能的程序可以存储在计算机可读记录介质上，并且之后通过使计算机系统读取和执行该记录介质上存储的程序，可以执行信道分配处理。这里，“计算机系统”包括硬件，例如外围设备和OS。而且，“计算机可读记录介质”包括便携式介质，例如软盘、光磁盘、ROM和CD-ROM以及并入计算机系统中的例如硬盘的存储设备。“计算机可读记录介质”还包括将程序存储固定时段的媒体，例如当程序经由通信线路(例如电话线、网络，如英特网等)被传输时，充当服务器或客户机的计算机系统中的易失性存储器(RAM)。

在存储设备等中存储程序的计算机系统可以经由传输介质或者通过传输介质中的传输波将程序传输给另一计算机系统。这里传输程序的“传输介质”具有以通信线路(例如电话线、网络(通信网络)，如英特网等)的方式传输信息的功能。程序可以实现上述一些或所有功能。此外，程序可以是已知的勘误文件(勘误程序)，其功能与计算机系统中已经存储的程序一起实现。

工业实用性

本发明在如下基站设备中有效，即该基站设备在有来自移动通信终端的新信道分配请求时分配合适的信道。

此外，本发明在如下信道分配方法中有效，该方法在有来自移动通信终端的新信道分配请求时分配合适的信道。

Claims (6)

1、一种基站设备，通过使用多个天线进行自适应处理，执行与通信终端的通信，所述基站设备包括：

干扰识别单元，识别用于通信的空信道上的干扰等级；

信道选择器，基于由所述干扰识别单元识别的结果来选择待分配的空信道；以及

信道分配器，根据来自所述通信终端的新信道分配请求，所述信道分配器将由所述信道选择器选择的空信道分配给所述通信终端。

2、根据权利要求1所述的基站设备，其中所述干扰识别单元基于空信道上的干扰波的功率来识别自适应处理的有效性。

3、根据权利要求1所述的基站设备，其中所述干扰识别单元基于预定时段期间空信道上的干扰功率中的变化量进行识别。

4、根据权利要求1所述的基站设备，其中所述干扰识别单元基于空信道上的接收信号的相位旋转量进行识别。

5、根据权利要求1所述的基站设备，其中所述干扰识别单元在对空信道执行自适应处理之后识别干扰等级。

6、一种基站设备中的信道分配方法，所述基站设备通过使用多个天线进行自适应处理来执行与通信终端的通信，所述方法包括：

当接收到来自移动通信终端的新信道分配请求时，识别用于通信的空信道上的干扰等级；

基于由通过识别干扰等级而识别的自适应处理的有效性来选择待分配的空信道；以及

将所选择的空信道分配给所述移动通信终端。

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