專利名稱：用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中重新分配區(qū)段的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及區(qū)段重新分配，更具體地涉及一種用于在寬帶無 線通信系統(tǒng)中重新分配區(qū)段的裝置和方法。
背景技術(shù)：
電氣與電子工程師學(xué)會(IEEE) 802.16e系統(tǒng)利用蜂窩方案并支持 頻率復(fù)用因子為l。因此，相鄰小區(qū)可以使用相同的頻率。因此，存在 于該系統(tǒng)中的移動臺(MS)必須能夠?qū)⒁苿优_MS所在的基站(BS) 與使用相同頻率的多個基站(BS)中的相鄰基站(BS)區(qū)別開。為此， 只要向MS發(fā)送幀，每個BS通過將偽噪聲碼(PN)插入到作為該幀的
第一個符號的前同步碼來發(fā)送該幀。
根據(jù)IEEE802.16e標準，定義了總計114個前導(dǎo)PN碼，并且該碼分 別具有0到113的碼索引。此外，每個前導(dǎo)PN碼都具有識別(ID)單元 (下文中稱為IDcell)和區(qū)段號。通過分析前導(dǎo)PN碼，MS可以識別相 應(yīng)的BS的碼索引、IDcdl和區(qū)段號。IDcell具有32個值(即，0到31)。 區(qū)段號具有3個值(即，0到2)。不是所有的碼都具有唯一的IDcell和 區(qū)段號的組合。因此，在114個碼之中，僅碼0到95具有唯一的IDcdl 和區(qū)段號的組合。使用碼0到95來復(fù)制碼96到113的IDcell和區(qū)段號的組
合o
將區(qū)段用于多種目的，并且區(qū)段分配的結(jié)果對系統(tǒng)性能具有顯著
影響。區(qū)段確定了用于發(fā)送前導(dǎo)碼的載波集。僅通過子載波的l/3部分 來發(fā)送前同步碼，其保持到刪除保護帶寬為止。子載波集可以通過使 用以下方程式(1)來確定-
載波集-區(qū)段<formula>formula see original document page 7</formula>
方程式(1)示出了當給相鄰扇區(qū)分配相同區(qū)段時，通過相同的 載波集發(fā)送兩個扇區(qū)的前同步碼。在這種情況下，因為給兩個扇區(qū)的 前同步碼分配了不同的碼索引，即使MS可以沒有任何問題地獲得前導(dǎo) 碼，但是下行鏈路吞吐量可能惡化。
在下行鏈路信道中，MS估計發(fā)送自BS的導(dǎo)頻信號。將該估計結(jié) 果用于解調(diào)過程。然而，與幀控制報頭(FCH)和下行鏈路-MAP (DL-MAP)類似，當信息在幀的前幾個符號中發(fā)送時，沒有導(dǎo)頻信 號從BS發(fā)送，從而導(dǎo)致信道估計困難。因此，MS通過使用前導(dǎo)碼來 估計信道。在這種情況下，是否在相鄰扇區(qū)之間復(fù)制載波集嚴重影響 信道估計的性能。如果給相鄰扇區(qū)分配不同區(qū)段并由此通過不同載波 集發(fā)送前導(dǎo)碼，則可以通過前導(dǎo)碼準確地實現(xiàn)信道估計，這導(dǎo)致FCH 和DL-MAP的調(diào)制性能的改進。另一方面，如果給相鄰扇區(qū)分配相同 區(qū)段，則通過前導(dǎo)碼不能準確地實現(xiàn)信道估計，這可能導(dǎo)致下行鏈路 解調(diào)性能的惡化。
此外，區(qū)段可以確定用于下行鏈路子載波部分使用(PUSC)區(qū) 域的頻帶。在下行鏈路PUSC區(qū)域中，將子載波被分成6組，包括3個主 要組和3個次要組。每個扇區(qū)可以使用6個組中的所有或部分，并且在 其中通過FCH將信息發(fā)送到MS。在這種情況下，每個扇區(qū)都必須使用 一個或更多個主要組，并且由分配給扇區(qū)的區(qū)段確定要使用的主要組 的數(shù)量。為了減少小區(qū)邊界區(qū)域的小區(qū)之間的干擾，系統(tǒng)可以允許在 扇區(qū)之間使用一些組，并且將此稱為分段的PUSC。如果相鄰扇區(qū)使用 相同的區(qū)段，則這兩個扇區(qū)使用相同的組。因此，甚至在使用區(qū)段PUSC 時也不能減少干擾，這導(dǎo)致下行鏈路吞吐量的惡化。
同樣地，當給相鄰扇區(qū)分配了相同區(qū)段時，下行鏈路調(diào)制性能可 能惡化。因此，區(qū)段分配可以對系統(tǒng)性能產(chǎn)生顯著影響。然而，由于 將區(qū)段的數(shù)量限制為3，在最小化相鄰扇區(qū)之間的區(qū)段復(fù)制的同時分配區(qū)段是不容易的。
甚至在有效地分配區(qū)段時，也必須在某些情況下重新分配區(qū)段。
例如，當無線配置(例如系統(tǒng)內(nèi)的一些BS的位置、發(fā)射功率、天線角 度、天線類型等)發(fā)生變化時，現(xiàn)有區(qū)段分配可能不再有用。此外， 當無線電波環(huán)境由于建筑物和地形的交替而變化時，現(xiàn)有的區(qū)段分配 可能并非優(yōu)選的。如果是這種情況，則需要對區(qū)段進行重新分配。根 據(jù)傳統(tǒng)算法，可以通過將新的區(qū)段分配給系統(tǒng)中的所有扇區(qū)來實現(xiàn)區(qū) 段重新分配。然而，當新區(qū)段的分配中發(fā)生顯著變化時，這可能影響 系統(tǒng)的實施。
因此，需要區(qū)段重新分配方法，其中如果需要，通過使用現(xiàn)有區(qū) 段分配的結(jié)果來重新分配區(qū)段，以便在最小化區(qū)段分配中的變化的同 時改進區(qū)段分配性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決至少上述問題和/或缺點并提供至少如下所述 的優(yōu)點而產(chǎn)生的。因此，本發(fā)明一方面提供了一種用于在寬帶無線通 信系統(tǒng)中分配區(qū)段的裝置和方法。
本發(fā)明的另一方面提供了一種用于通過使用現(xiàn)有分配結(jié)果而在寬 帶無線通信系統(tǒng)中重新分配區(qū)段的裝置和方法。
本發(fā)明的另一方面提供了一種用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中重新分 配區(qū)段的裝置和方法，從而在最小化區(qū)段分配中的變化的同時改進區(qū) 段分配性能。
本發(fā)明的又一方面提供了一種用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中通過基 于密度概念組成緊密布置的小區(qū)以在集群單元中重新分配區(qū)段的裝置 和方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種在無線通信系統(tǒng)中重新分配 區(qū)段的方法。計算系統(tǒng)中所有小區(qū)的平均密度和平均最小小區(qū)間距離 R。通過增加常數(shù)k直到圓的密度小于或者等于平均密度來確定具有 半徑kR以及圓心在相應(yīng)小區(qū)中的圓。針對每個小區(qū)，生成集群，其 由包括在確定圓中的小區(qū)組成。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于在無線通信系統(tǒng)中重新 分配段的裝置。該裝置包括用于計算全部小區(qū)的平均密度的平均密度
計算器。該裝置還包括用于計算平均最小小區(qū)間距離R的平均距離計 算器。當針對每個小區(qū)增加常數(shù)k時，集群生成條件比較器確定具有 半徑kR和圓心在相關(guān)小區(qū)中的圓，并且該圓的密度小于或者等于平 均密度。此外，該裝置包括用于為每個小區(qū)生成集群的集群生成器， 該集群由包括在確定圓中小區(qū)組成。


從結(jié)合附圖的以下詳細描述中，本發(fā)明的上述和其它方面、特征
和優(yōu)點將變得更加顯而易見，在附圖中
圖l是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于確定寬帶無線通信系統(tǒng)
中的扇區(qū)之間的接近度(proximity)的裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于確定寬帶無線通信系統(tǒng) 中的扇區(qū)之間的接近度的方法的流程圖。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中生 成集群的裝置的方框圖。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中 生成集群的方法的流程圖。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中 在集群單元中重新分配區(qū)段的裝置的方框圖。
圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中 為集群單元重新分配區(qū)段的方法的流程圖。
圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中 生成集群的方法的示例。
圖8A至8C示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系 統(tǒng)中為集群單元重新分配區(qū)段的方法的示例。
具體實施例方式
參考附圖，詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在所有的附圖中使用
相同的附圖標記?？梢院雎詫Ρ绢I(lǐng)域中已知的構(gòu)造或過程的詳細描述， 以避免使本發(fā)明的主題含混不清。
在下文中，將描述本發(fā)明的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中重新分配 區(qū)段的裝置和方法。
在根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法中，在為所有小區(qū)分配了區(qū)段的情 況下，為一些小區(qū)所分配的區(qū)段改變以增加區(qū)段分配性能。在區(qū)段重 新分配方法中，給存在于一個小區(qū)中的扇區(qū)重新分配不同的區(qū)段，并 在分配給特定扇區(qū)的區(qū)段需要改變時，將區(qū)段重新分配給存在于具有 該扇區(qū)的小區(qū)中的所有扇區(qū)。此外，在將區(qū)段分配給扇區(qū)時，需要考 慮存在于不同小區(qū)中的扇區(qū)之間的接近度值。這里定義了小區(qū)等同于
基站(BS)并包括一個或多個扇區(qū)。
在本發(fā)明的本實施例中引入了密度概念。因此，將緊密布置的小
區(qū)集合成集群，在集群單元中執(zhí)行區(qū)段重新分配。集群是位于特定小 區(qū)周圍的鄰近小區(qū)集合。因為區(qū)段的數(shù)量是3，所以當分配給特定扇 區(qū)的區(qū)段改變時，鄰近扇區(qū)由此受影響的可能性很高。換言之，分配 給扇區(qū)的區(qū)段的改變可能導(dǎo)致分配給鄰近扇區(qū)的區(qū)段發(fā)生變化，這可 能導(dǎo)致區(qū)段分配的連續(xù)變化。因此，根據(jù)本發(fā)明，為了避免區(qū)段分配 的連續(xù)變化，在集群單元中重新分配段，以代替在扇區(qū)/小區(qū)單元中重 新分配區(qū)段。
引入密度概念因為區(qū)段分配的連續(xù)變化頻繁發(fā)生在小區(qū)聚集密集 的區(qū)域內(nèi)。因此，在小區(qū)聚集密集的區(qū)域中，要確定集群大小足夠大， 以便同時為多個小區(qū)重新分配區(qū)段。在小區(qū)聚集不密集的區(qū)域中，要 確定集群要足夠小，以便最小化同時重新分配的小區(qū)數(shù)量。
盡管在本實施例中分配了區(qū)段，但是本發(fā)明還可以應(yīng)用于偽隨機 位序列ID (PRBS一ID)的分配，該偽隨機位序列ID是用于在寬帶無 線通信系統(tǒng)中標識BS的另一個參數(shù)。
下文中將假定BS包括一個或多個扇區(qū)。為了計算在將相同區(qū)段 分配給鄰近扇區(qū)的情況下的成本，定義了扇區(qū)之間的接近度。將扇區(qū) i與扇區(qū)j的干擾量定義為扇區(qū)i與扇區(qū)j的接近度，并將其表示為 Pmx一ij?？梢杂善渌绞絹泶_定Prox一ij。例如，當使用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具 時，可以將Prox一ij確定為扇區(qū)j與扇區(qū)i的干擾的總量。當僅使用關(guān)
于扇區(qū)間距離的信息時，可以將Prox—ij確定為扇區(qū)i與扇區(qū)j之間的 路徑損耗值。盡管可以使用多種方式來確定Proxjj，但在下文中假定 通過使用稍后將參考附圖1和附圖2進行描述的根據(jù)本發(fā)明的實施例 的裝置和方法來確定Prox—ij。
圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于確定寬帶無線通信系統(tǒng) 中的扇區(qū)之間的接近度的裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。該裝置包括平均BS 半徑計算器10K扇區(qū)對(i,j)選擇器103、扇區(qū)i的虛擬用戶位置計 算器105、扇區(qū)i的接近度計算器107、扇區(qū)j的虛擬用戶位置計算器 109、扇區(qū)j的接近度計算器111、扇區(qū)對(i， j)的接近度存儲器113。
參照圖1，平均BS半徑計算器101計算系統(tǒng)中的平均BS半徑并 將計算結(jié)果輸出至扇區(qū)對選擇器103。這里，將從任意BSi到鄰近的 BS的距離定義為di，將關(guān)于系統(tǒng)中的所有BS的距離di的平均定義為 平均BS距離，且將平均BS距離的1/2定義為平均BS半徑。
扇區(qū)對(i，j)選擇器103從多個扇區(qū)對中選擇其接近度尚未確定 的任意扇區(qū)對(i，j)。然后，扇區(qū)對(i，j)選擇器103將所選的扇區(qū)對 (i，j)以及來自平均BS半徑計算器101的平均BS半徑輸出至扇區(qū)i 的虛擬用戶位置計算器105和扇區(qū)j的虛擬用戶位置計算器109。
通過使用輸入自扇區(qū)對(i,j)選擇器103的扇區(qū)對(i,j)和平均 BS半徑，扇區(qū)i的虛擬用戶位置計算器105計算表示扇區(qū)i的虛擬用 戶的位置。然后，扇區(qū)i的虛擬用戶位置計算器105將計算結(jié)果輸出 至扇區(qū)i的接近度計算器107。這里假定虛擬用戶位于與沿著扇區(qū)i 的天線方位的相同線的平均BS半徑的1/2相對應(yīng)的位置處。
通過使用扇區(qū)i的虛擬用戶的計算位置，扇區(qū)i的接近度計算器 107計算扇區(qū)i到扇區(qū)j的接近度Prox一ij，然后將計算得到的接近度 Prox—ij輸出至扇區(qū)對(i， j)的接近度存儲器113。通過使用扇區(qū)j 與扇區(qū)i的虛擬用戶之間的路徑損耗值來確定接近度Prox—ij。在這種 情況下，必須考慮扇區(qū)i的天線方位、天線方向圖以及發(fā)射功率。
通過使用輸入自扇區(qū)對(i，j)選擇器103的扇區(qū)對(i，j)和平均 BS半徑，扇區(qū)j的虛擬用戶位置計算器109計算表示扇區(qū)j的虛擬用 戶的位置，然后將該計算結(jié)果輸出至扇區(qū)j的接近度計算器111。這里 假定虛擬用戶位于與沿著扇區(qū)j的天線方位的相同線的平均BS半徑
的1/2相對應(yīng)的位置處。
通過使用扇區(qū)j的虛擬用戶的計算位置，扇區(qū)j的接近度計算器 111計算扇區(qū)j到扇區(qū)i的接近度ProxJi，然后將計算得到的接近度 Proxji輸出至扇區(qū)對(i， j)的接近度存儲器113。通過使用扇區(qū)j 和扇區(qū)i的虛擬用戶之間的路徑損耗值來確定接近度ProxJi。在這種 情況下，必須考慮扇區(qū)j的天線方位、天線方向圖和發(fā)射功率。
扇區(qū)對(i, j)的接近度存儲器113確定分別輸入自扇區(qū)i的接近 度計算器107和扇區(qū)j的接近度計算器111的接近度Prox一ij和接近度 Proxji的總數(shù)作為扇區(qū)對(i， j)的接近度，然后存儲所確定的扇區(qū) 對(i， j)的接近度。稍后將在區(qū)段分配過程中使用所確定的扇區(qū)對 (i， j)的接近度。
圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于確定寬帶無線通信系統(tǒng) 中的扇區(qū)之間的接近度的方法的流程圖。
參照圖2，在步驟201中，計算平均BS半徑。這里，將從任意 BS i到其鄰近的BS的距離定義為di，將關(guān)于系統(tǒng)中的所有BS的距離 di的平均值定義為平均BS距離，以及將平均BS距離的1/2定義為平 均BS半徑。
在步驟203中，選擇其接近度尚未確定的任意扇區(qū)對(i， j)。在 步驟205中，計算表示扇區(qū)i的虛擬用戶的位置。這里假定虛擬用戶 位于與沿著扇區(qū)i的天線方位的相同線的平均BS半徑的1/2相對應(yīng)的 位置處。在步驟207中，通過使用扇區(qū)i的虛擬用戶的計算位置，計 算扇區(qū)i到扇區(qū)j的接近度Prox—ij。通過使用扇區(qū)j和扇區(qū)i的虛擬用 戶之間的路徑損耗值來確定接近度Prox—ij。在這種情況下，必須考慮 扇區(qū)i的天線方位、天線方向圖和發(fā)射功率。
與扇區(qū)i的情況類似，在步驟209中，計算扇區(qū)j中的虛擬用戶 的位置。在步驟211中，通過使用扇區(qū)j的虛擬用戶的計算位置，計 算扇區(qū)j到扇區(qū)i的接近度ProxJi。換言之，通過使用扇區(qū)j和扇區(qū)i 的虛擬用戶之間的路徑損耗值來確定接近度ProxJi。在這種情況下，
必須考慮扇區(qū)i的天線方位、天線方向圖和發(fā)射功率。
在步驟213中，檢查是否針對系統(tǒng)中的所有的扇區(qū)對確定接近度。 如果該接近度不是針對所有扇區(qū)對而確定的，則該過程返回至步驟
203。否則，圖2的過程結(jié)束。
在如上所述的針對所有扇區(qū)對確定接近度的情況下，給各個扇區(qū) 分配區(qū)段。在這種情況下，因為扇區(qū)i對扇區(qū)j的干擾可能不同于扇 區(qū)j對扇區(qū)i的干擾，所以通過將接近度Prox—ij和接近度ProxJi相加 來確定扇區(qū)對的接近度。
圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中 生成集群的裝置的方框圖。該裝置包括平均密度計算器301、平均小 區(qū)間距離計算器303、小區(qū)選擇器/k設(shè)置單元305、集群生成條件比 較器307、 k增加單元309、集群生成器/存儲器單元311。
參照圖3，平均密度計算器301計算整個拓撲結(jié)構(gòu)的密度(下文 中，"平均密度")，并將所計算的平均密度輸出至小區(qū)選擇器/k設(shè)置 單元305。如在下文方程式(2)中所定義的，該密度指示小區(qū)聚集的 密集程度。
平均小區(qū)間距離計算器303計算最小的平均小區(qū)間距離R，并將 所計算的平均小區(qū)間距離R輸出至小區(qū)選擇器/k設(shè)置單元305。將最 小的平均小區(qū)間距離R定義為小區(qū)與鄰近小區(qū)之間的距離的平均值。
小區(qū)選擇器/k設(shè)置單元305從全部小區(qū)中選擇一個小區(qū)，并確定 常數(shù)k為l。其后，小區(qū)選擇器/k設(shè)置單元305將輸入自平均小區(qū)間 距離計算器303的平均最小小區(qū)間距離R、輸入自平均密度計算器301 的平均密度、以及所選的小區(qū)及所確定的常數(shù)k 一起輸出至集群生成 條件比較器307。根據(jù)輸入自集群生成器/存儲器單元311的集群生成 結(jié)果，小區(qū)選擇器/k設(shè)置單元305重復(fù)該過程直到完全存儲所有小區(qū) 的集群。
在從小區(qū)選擇器/k設(shè)置單元305接收到平均最小小區(qū)間距離R、 平均密度、所選小區(qū)、以及所確定的常數(shù)k時，集群生成條件比較器 307檢查具有kR半徑且圓心在所選擇小區(qū)中的圓的密度是否小于或 者等于平均密度。如果圓的密度大于平均密度，則集群生成條件比較 器307將常數(shù)k輸出至k增加單元309。當通過k增加單元309增加 常數(shù)k時，集群生成條件比較器307通過使用增加的常數(shù)k再次檢査 圓的密度是否小于或者等于平均密度。另一方面，如果圓的密度小于 或者等于平均密度，則將平均最小小區(qū)間距離R、所選的小區(qū)以及常
數(shù)k輸出至集群生成器/存儲器單元311。
在從集群生成條件比較器307接收到常數(shù)k時，k增加單元309 將常數(shù)k增加l，并將增加后的常數(shù)k輸出至集群生成條件比較器307。
在從集群生成條件比較器307接收到平均最小小區(qū)間距離R、所 選小區(qū)、以及常數(shù)k時，集群生成器/存儲器單元311生成集群，該集 群由包括在具有半徑kR且圓心在小區(qū)處的圓中的小區(qū)組成，然后存 儲所生成的集群。此外，該集群生成器/存儲器單元311將集群生成結(jié) 果輸出至小區(qū)選擇器/k設(shè)置單元305。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中 生成集群的方法的流程圖。
參照圖4，在步驟401，計算整個拓撲結(jié)構(gòu)的密度(如，平均密度)， 并計算平均最小小區(qū)間距離R。將平均最小小區(qū)間距離R定義為小區(qū) 和鄰近小區(qū)之間的距離的平均值。
密度指示小區(qū)聚集的密集程度，并由如下方程式(2)所示。
密度=(目標拓撲中所包括的小區(qū)數(shù)量)/目標拓撲的寬度
方程式
(2)
在步驟403中，從所有小區(qū)中選擇一個小區(qū)，然后將常數(shù)k設(shè)置 為1。在步驟405中，檢査具有kR半徑且圓心在所選小區(qū)中的圓的密 度是否小于或者等于平均密度。如果圓的密度大于平均密度，則在步 驟407，將常數(shù)k增加l。然后，該過程返回至步驟405，由此重復(fù)后
續(xù)步驟。
如果圓kR的密度小于或者等于平均密度，則在步驟409中，針 對相應(yīng)小區(qū)產(chǎn)生集群，使得該集群由包括在圓中的小區(qū)組成，此外存 儲所生成的集群。例如，如果常數(shù)k是l，則在圓的密度小于或者等 于平均密度時，所生成的集群僅由所選的小區(qū)組成。
在步驟411中，檢查是否針對所有小區(qū)而完全存儲了集群。如果 沒有完全存儲集群，則該過程返回至步驟403，否則，圖4中的過程 終止。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中 在集群單元中重新分配區(qū)段的裝置的方框圖。該裝置包括現(xiàn)有分配輸 入單元501、集群生成器503、區(qū)段重新分配小區(qū)候選組選擇器505、 區(qū)段重新分配器507、接近度確定單元509、重新分配結(jié)果比較器511 以及重新分配結(jié)果存儲單元513。
參照圖5，現(xiàn)有分配輸入單元501接收初始的區(qū)段分配結(jié)果，艮P， 針對現(xiàn)有小區(qū)的區(qū)段分配結(jié)果。然后，現(xiàn)有分配輸入單元501將該初 始區(qū)段分配結(jié)果輸出至集群生成器503和接近度確定單元509。
通過使用輸入自現(xiàn)有分配輸入單元501的初始區(qū)段分配結(jié)果，該 集群生成器503生成集群，關(guān)于全部小區(qū)該集群在每個小區(qū)中具有中 心，給針對每個小區(qū)所產(chǎn)生的集群重新分配區(qū)段，其后將該區(qū)段重新 分配結(jié)果輸出至區(qū)段重新分配小區(qū)候選組選擇器505。換言之，計算 平均密度和平均最小小區(qū)間距離R，并針對每個蜂窩，確定具有半徑 kR及圓心在相應(yīng)小區(qū)中且其密度小于或者等于平均密度的圓。然后，
生成集群使得該集群由包括在所確定的圓中的小區(qū)組成。
區(qū)段重新分配小區(qū)候選組選擇器505從全部小區(qū)中選擇預(yù)先確定
數(shù)量的小區(qū)進行區(qū)段重新分配，直到確定最佳的區(qū)段分配。然后，該
區(qū)段重新分配小區(qū)候選組選擇器505輸出選自針對輸入自集群生成器
503的各個小區(qū)的集群之中的小區(qū)的集群。
區(qū)段重新分配器507僅就與所選小區(qū)相對應(yīng)的集群的內(nèi)部部件來
重新分配區(qū)段，并將針對每一所選小區(qū)的區(qū)段重新分配結(jié)果輸出至接
近度確定單元509。當將區(qū)段重新分配給集群時可以使用多種區(qū)段算法。
通過使用輸入自現(xiàn)有分配輸入單元501的初始區(qū)段分配結(jié)果，接 近度確定單元509確定全部小區(qū)的扇區(qū)對的接近度，并將所確定的每 個扇區(qū)對的接近度輸出至重新分配結(jié)果比較器511。換言之，計算系 統(tǒng)中的平均BS半徑，并通過使用計算得到的BS半徑，計算關(guān)于任意 扇區(qū)對(i， j)的每個扇區(qū)的虛擬用戶的位置，根據(jù)輸入自現(xiàn)有分配 輸入單元501的初始區(qū)段分配結(jié)果未確定該扇區(qū)對的接近度。然后， 通過使用計算得到的扇區(qū)i的虛擬用戶的位置來計算扇區(qū)i對扇區(qū)j 的接近度Proxjj，以及通過使用計算得到的扇區(qū)j的虛擬用戶的位置 來計算扇j對扇區(qū)i的接近度ProxJi。其后，通過將計算得到的Proxjj 和ProxJi相加來確定扇區(qū)對(i， j)的接近度。同樣地，關(guān)于輸入自
區(qū)段重新分配器507的每個所選小區(qū)，接近度確定單元509通過使用 區(qū)段重新分配結(jié)果來確定每個扇區(qū)對的接近度并將所確定的每個扇區(qū) 對的接近度輸出至重新分配結(jié)果比較器511。
根據(jù)輸入自重新分配結(jié)果比較器511的初始區(qū)段分配結(jié)果，重新分 配結(jié)果比較器511通過使用每個扇區(qū)對的接近度來計算目標函數(shù)值。 然后，重新分配結(jié)果比較器511將計算得到的目標函數(shù)值和初始區(qū)段 分配結(jié)果存儲到重新分配結(jié)果存儲器513。其后，在確定最佳區(qū)段分 配之前，關(guān)于輸入自接近度確定單元509的每個所選小區(qū)，重新分配 結(jié)果存儲器513根據(jù)區(qū)段重新分配結(jié)果通過使用每個扇區(qū)對的接近度 來計算目標函數(shù)值。比較所選小區(qū)的目標函數(shù)值，以選擇具有最小目標 函數(shù)值的小區(qū)。將所選小區(qū)的目標函數(shù)值與存儲在重新分配結(jié)果存儲 器513的目標函數(shù)值進行比較。將存儲在重新分配結(jié)果存儲器513中
的值更新為最小目標函數(shù)值和區(qū)段分配(或重新分配)結(jié)果。當不在 區(qū)段分配(或者重新分配)中執(zhí)行預(yù)定次數(shù)或者更多次更新時，將該 區(qū)段分配(或者重新分配)確定為最佳區(qū)段分配。
重新分配結(jié)果存儲器513存儲輸入自重新分配結(jié)果比較器511的 目標函數(shù)值和區(qū)段分配(或者重新分配)結(jié)果。
圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中 在集群單元中重新分配區(qū)段的方法的流程圖。在重新分配區(qū)段的方法
中，隨機選擇預(yù)定數(shù)量的集群，并針對所選集群重復(fù)區(qū)段重新分配， 直到獲得最佳區(qū)段分配性能。
參照圖6，在步驟601中，識別針對現(xiàn)有全部小區(qū)的初始區(qū)段分 配，通過將接近度用于初始區(qū)段分配來計算目標函數(shù)值，將計算得到 的目標函數(shù)值和初始區(qū)段分配作為最佳解決方案進行存儲。將計數(shù)初 始化為0。計數(shù)指示在沒有更新最佳解決方案的情況下重復(fù)這個過程 的次數(shù)。
通過以下方程式(3)來確定區(qū)段分配的目標函數(shù)。<formula>formula see original document page 16</formula>
方程式(3)
這里，w.表示在扇區(qū)中具有最大扇區(qū)對接近度的扇區(qū)，每個扇區(qū)
都具有與扇區(qū)i相同的段。因為只有三個區(qū)段，在系統(tǒng)中頻繁地發(fā)生 區(qū)段復(fù)制。因此，如果該目標函數(shù)僅依照最壞的情況而確定，那么為 了改進最壞情況下的一個扇區(qū)對的性能，整個系統(tǒng)的性能可能嚴重降 低。另一方面，如果考慮具有相同區(qū)段的所有扇區(qū)對，那么為了改進 整個系統(tǒng)的性能，特定扇區(qū)的性能可能嚴重降低。因此，在本實施例 中，確定目標函數(shù)，使得僅根據(jù)受區(qū)段復(fù)制影響最嚴重的一個扇區(qū)來 生成扇區(qū)對，并且最小化該扇區(qū)對關(guān)于所有扇區(qū)的接近度之和。
在步驟603中，對于所有小區(qū)，通過使用初始區(qū)段分配結(jié)果來在 每個小區(qū)周圍生成集群。特別地，如圖3和圖4所示的方式生成集群， 計算平均密度和平均最小小區(qū)間距離R，確定具有半徑kR及圓心在 相關(guān)小區(qū)中的圓，并且在增加常數(shù)k的同時該圓的密度變得小于或者 等于平均密度，然后生成由包括在所確定的圓中的小區(qū)所組成的集群。
在步驟605中，對于區(qū)段重新分配，與所選小區(qū)中的集群一起， 從所有小區(qū)中隨機選擇預(yù)定數(shù)量的小區(qū)。當所選小區(qū)數(shù)量增加時，即 使重新分配質(zhì)量可以改進，算法也會變得復(fù)雜。因此，在本實施例中， 將所選小區(qū)的數(shù)量定義為所有小區(qū)的10%。
在步驟607中，通過針對與所選小區(qū)相對應(yīng)的各個集群重新分配 區(qū)段，生成預(yù)定數(shù)量的解決方案。即，通過僅對于與所選小區(qū)相對應(yīng) 的集群的內(nèi)部部分重新分配區(qū)段，生成與所選小區(qū)數(shù)量一樣多的解決 方案。在將區(qū)段重新分配給集群時,可以使用多種區(qū)段分配算法。
在步驟609中，從所生成的預(yù)定數(shù)量的解決方案中選擇具有最高 性能的解決方案。換言之，關(guān)于所生成的預(yù)定數(shù)量的解決方案，計算 目標函數(shù)值，在解決方案之中選擇具有最小目標函數(shù)值的解決方案。
在步驟611中，評估所選解決方案的性能是否優(yōu)于最佳解決方案。 換言之，將所選解決方案的目標函數(shù)值與最佳解決方案的目標函數(shù)值 進行比較，然后檢查所選解決方案具有的目標函數(shù)值是否小于最佳解 決方案的目標函數(shù)值。如果所選解決方案的性能優(yōu)于最佳解決方案， 即，如果可以通過與所選解決方案相對應(yīng)地為小區(qū)的集群重新分配區(qū) 段來實現(xiàn)優(yōu)于初始段分配的性能，則該過程前進到步驟613，并由此 通過將所選解決方案存儲為最佳解決方案來更新該最佳解決方案。然 后，將計數(shù)初始化為0。另一方面，如果該最佳解決方案具有優(yōu)于所選解決方法的性能，則該過程在步驟617繼續(xù)，并由此使該計數(shù)加l。 在步驟615中，檢査計數(shù)是否大于或者等于重新分配閾值。如果 計數(shù)小于閾值，則過程返回到步驟605，并由此重復(fù)后續(xù)步驟。相反 地，如果計數(shù)大于或者等于閾值，即，如果沒有連續(xù)更新最佳解決方 案，則將與最佳解決方案相對應(yīng)的區(qū)段分配確定為最佳區(qū)段分配。然 后，圖6中的過程結(jié)束。最佳解決方案是具有最優(yōu)性能(即具有最小 目標函數(shù)值)的最佳分配。
圖7是使出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中
生成集群的方法的示例。
參照圖7，關(guān)于最左邊的小區(qū)，生成具有半徑R的集群701。這 是因為具有半徑R且圓心在小區(qū)中的圓形區(qū)域內(nèi)的小區(qū)密度大于平均 密度，而具有半徑2R的圓形區(qū)域中的小區(qū)密度小于平均密度。關(guān)于 中心小區(qū)，生成具有半徑2R的集群703。這是因為具有半徑R的圓 形區(qū)域內(nèi)的小區(qū)密度和具有半徑2R的圓形區(qū)域內(nèi)的小區(qū)密度中的小 區(qū)密度大于平均密度，但是具有半徑3R的圓形區(qū)域內(nèi)的小區(qū)密度小 于平均密度。關(guān)于最右邊的小區(qū)，生成僅由一個小區(qū)組成的集群705。 這是因為具有半徑R的區(qū)域內(nèi)的小區(qū)密度小于平均密度。
圖8A至8C使出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于在寬帶無線通信系
統(tǒng)中在集群單元中重新分配區(qū)段的方法的示例。這里假定隨機選擇用 于區(qū)段重新分配的三個小區(qū)。假定初始區(qū)段分配與圖7相同。
參照圖8A至8C，在三個所選小區(qū)中，關(guān)于最左邊的小區(qū)，在初 始區(qū)段分配中僅對于小區(qū)的集群801的內(nèi)在部分重新分配區(qū)段(參見 圖8A)。關(guān)于中間小區(qū)，在初始區(qū)段分配中僅對于小區(qū)的集群803的 內(nèi)在部分重新分配區(qū)段(參見圖8B)。關(guān)于最右邊的小區(qū)，在初始區(qū) 段分配中僅對于小區(qū)的集群805的內(nèi)在部分重新分配區(qū)段(參見圖 8C)。
根據(jù)本發(fā)明，在寬帶無線通信系統(tǒng)中，引入密度概念，以便將密 集布置的小區(qū)組成集群，并在集群單元中重新分配區(qū)段。因此，當需 要重新分配區(qū)段，可以在最小化區(qū)段重新分配的寬度的同時改進區(qū)段 分配的性能。
盡管己經(jīng)通過參考本發(fā)明的特定優(yōu)選實施例說明并描述了本發(fā)
明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在不背離所附權(quán)利要求及其等價 物所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進行各種形式和細節(jié) 的變化。
權(quán)利要求
1、一種用于在無線通信系統(tǒng)中重新分配區(qū)段的方法，所述方法包括計算系統(tǒng)中的所有小區(qū)的平均密度和平均最小小區(qū)間距離R；通過增加常數(shù)k直到圓的密度變得小于或者等于平均密度來針對每個小區(qū)確定具有半徑kR且圓心在相應(yīng)的小區(qū)中的圓；對于每個小區(qū)，生成由包括在所確定的圓中的小區(qū)所組成的集群。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述密度指示小區(qū)聚集的密集程度，并使用密度- (包括在目標拓撲中的小區(qū)數(shù)量)/目標拓 撲的寬度來計算所述密度。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述平均最小小區(qū)間距離 R是小區(qū)和鄰近小區(qū)之間的距離的平均值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括識別針對系統(tǒng)中的所有小區(qū)的初始區(qū)段分配，使用所識別初始區(qū) 段分配來確定針對小區(qū)的每個扇區(qū)對的接近度，使用所確定的接近度 來計算目標函數(shù)值，以及將計算得到的目標函數(shù)值存儲在存儲器中；選擇一個或多個小區(qū)用于區(qū)段重新分配，關(guān)于與所選小區(qū)相對應(yīng) 的集群的內(nèi)在部分重新分配區(qū)段，使用針對每個所選小區(qū)的相應(yīng)區(qū)段 分配結(jié)果來確定針對小區(qū)的每個扇區(qū)對的接近度，以及使用所確定的接近度來計算目標函數(shù)值；以及將每個所選小區(qū)的目標函數(shù)值與所存儲的目標函數(shù)值進行比較， 并將存儲在存儲器中的目標函數(shù)值更新為最小的目標函數(shù)值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，重復(fù)選擇一個或多個小區(qū)，直到?jīng)]有對目標函數(shù)值執(zhí)行預(yù)定次數(shù)或者更多次更新。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5的所述方法，還包括當沒有對目標函數(shù)值進 行預(yù)定次數(shù)或者更多次的更新時，將針對尚未進行預(yù)定次數(shù)或者更多 次的更新的目標函數(shù)值的區(qū)段分配確定為最佳區(qū)段分配。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述目標函數(shù)值通過使用計算得到的，其中w,表示在每個扇區(qū)都具有 與扇區(qū)i相同的區(qū)段的扇區(qū)中具有最大扇區(qū)對接近度的扇區(qū)，表示扇區(qū)a到扇區(qū)b的接近度，以及其中，執(zhí)行所述目標函數(shù)，使得僅根據(jù)受區(qū)段復(fù)制影響最嚴重的 一個扇區(qū)來生成扇區(qū)對，同時最小化所有扇區(qū)關(guān)于所述生成的扇區(qū)對 的接近度之和。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，確定接近度包括 選擇其接近度未確定的任意扇區(qū)對(i,j);計算扇區(qū)i的虛擬用戶的位置，并通過使用計算得到的扇區(qū)i的 虛擬用戶的位置來計算扇區(qū)i到扇區(qū)j的接近度；計算扇區(qū)j的虛擬用戶的位置，并通過使用計算得到的扇區(qū)j的 虛擬用戶的位置來計算扇區(qū)j到扇區(qū)i的接近度；以及通過將扇區(qū)i到扇區(qū)j的接近度和扇區(qū)j到扇區(qū)i的接近度相加來 確定任意扇區(qū)對(i，j)的接近度。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，每個扇區(qū)的虛擬用戶位于 與沿著相應(yīng)扇區(qū)的天線方位的相同線的系統(tǒng)的平均基站(BS)半徑的 1/2相對應(yīng)的位置處。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，關(guān)于存在于系統(tǒng)中的所 有BS，平均BS半徑是作為從任意BS到鄰近BS的平均距離的平均 BS距離的1/2。
11、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，使用所選扇區(qū)對的一個 扇區(qū)和所述所選扇區(qū)對的另一個扇區(qū)的虛擬用戶之間的路徑損耗值來 計算每個扇區(qū)的接近度。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，根據(jù)從由相應(yīng)扇區(qū)的天 線方位、天線方向圖和發(fā)射功率所組成的組中所選的至少之一來計算 每個扇區(qū)的接近度。
13、 一種用于在無線通信系統(tǒng)中重新分配區(qū)段的裝置，所述裝置 包括用于計算系統(tǒng)中的所有小區(qū)的平均密度的平均密度計算器； 用于計算平均最小小區(qū)間距離R的平均距離計算器； 集群生成條件比較器，用于通過增加常數(shù)k直到圓的密度變得小 于或者等于平均密度來為每個小區(qū)確定具有半徑kR且圓心在相應(yīng)小區(qū)中的圓；以及集群生成器，用于針對每個小區(qū)，生成由包括在所確定得圓中的 小區(qū)所組成的集群。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述密度指小區(qū)聚集得 密集程度，并使用密度=(包括在目標拓撲中的小區(qū)數(shù)量)/目標拓 撲的寬度來計算所述密度。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述平均最小小區(qū)間距 離R是小區(qū)和鄰近小區(qū)之間的距離的平均值。
16、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，還包括 現(xiàn)有分配輸入單元，用于識別初始區(qū)段分配或者小區(qū)； 重新分配小區(qū)候選選擇器，用于選擇一個或多個小區(qū)用于區(qū)段重新分配；區(qū)段重新分配器，用于僅對于與一個或多個所選小區(qū)相對應(yīng)的集 群的內(nèi)在部分重新分配區(qū)段；接近度確定單元，用于通過使用所識別的初始區(qū)段分配來確定小 區(qū)的扇區(qū)對的接近度，以及用于通過使用相應(yīng)的區(qū)段重新分配結(jié)果來 確定針對所選小區(qū)的扇區(qū)對的接近度；以及重新分配結(jié)果比較器，用于通過使用所確定的接近度來計算目標 函數(shù)值，以及用于通過使用所述目標函數(shù)值來將與最小目標函數(shù)值相 對應(yīng)的區(qū)段分配確定為最佳區(qū)段分配。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述區(qū)段重新分配小區(qū) 候選選擇器重復(fù)小區(qū)選擇過程，直到不對所確定的最佳區(qū)段分配進行 預(yù)定次數(shù)或者更多次更新。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述目標函數(shù)值是通過<formula>formula see original document page 4</formula>計算得到的，其中w,表示在每個扇區(qū)都具有與扇區(qū)i相同的區(qū)段的扇區(qū)中具有最大扇區(qū)對接近度的扇區(qū)，"6 表示扇區(qū)a到扇區(qū)b的接近度，以及其中，執(zhí)行所述目標函數(shù)，使得僅根據(jù)受區(qū)段復(fù)制影響最嚴重的 一個扇區(qū)來生成扇區(qū)對，同時最小化所有扇區(qū)關(guān)于所述生成的扇區(qū)對 的接近度之和。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，還包括扇區(qū)對(i,j)選擇器，用于在所生成的扇區(qū)對中選擇尚未確定接 近度的任意扇區(qū)對(i，j);扇區(qū)i的虛擬用戶位置計算器，用于計算扇區(qū)i的虛擬用戶的位置；扇區(qū)i的接近度計算器，用于通過使用計算得到的扇區(qū)i的虛擬 用戶的位置來計算扇區(qū)i到扇區(qū)j的接近度；扇區(qū)j的虛擬用戶位置計算器，用于計算扇區(qū)j的虛擬用戶的位置；扇區(qū)j的接近度計算器，用于通過使用計算得到的扇區(qū)j的虛擬 用戶的位置來計算扇區(qū)j到扇區(qū)i的接近度；扇區(qū)對(i， j)的接近度存儲器，用于通過將扇區(qū)i到扇區(qū)j的接 近度和扇區(qū)j到扇區(qū)i的接近度相加來確定任意扇區(qū)對(i， j)的接近 度。
20、 根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其中，每個扇區(qū)的虛擬用戶位 于與沿著相應(yīng)扇區(qū)的天線方位的相同線的系統(tǒng)中平均基站(BS)半徑 的1/2相對應(yīng)的位置處。
21、 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，關(guān)于存在于系統(tǒng)中的所 有BS，平均BS半徑是作為從任意BS到鄰近BS的平均距離的平均 BS距離的1/2。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在寬帶無線通信系統(tǒng)中重新分配區(qū)段的裝置和方法。計算系統(tǒng)中的所有小區(qū)的平均密度和平均最小小區(qū)間距離R。通過增加常數(shù)k直到圓的密度小于或者等于平均密度來確定具有半徑kR且圓心在相應(yīng)小區(qū)中的圓。針對每個小區(qū)產(chǎn)生集群，集群由包括在確定圓中的小區(qū)組成。因此，可以在最小化區(qū)段重新分配寬度的同時改進區(qū)段分配的性能。
文檔編號H04W16/02GK101179864SQ20071019994
公開日2008年5月14日 申請日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者吳尚玟, 成耆元, 李采寧, 金鎬同 申請人:三星電子株式會社;韓國科學(xué)技術(shù)院