способ передачи обслуживания абонентских станций в беспроводной сети по стандарту ieee 802.16

Формула изобретения

1. Способ передачи обслуживания абонентских станций в беспроводной сети по стандарту IEEE 802.16, включающей К секторов, где К больше или равно двум, и, по меньшей мере, одну абонентскую станцию, каждый сектор и каждая абонентская станция имеют ограничения на максимальную мощность передачи, при этом в беспроводной сети используется временной дуплекс, множественный доступ с частотно-временным разделением и структуру кадра с частотным разнесением, где кадр включает кадр прямого канала и кадр обратного канала, причем граница между кадрами прямого и обратного каналов адаптивно меняется от кадра к кадру, где каждая абонентская станция имеет, по меньшей мере, один сервисный поток в прямом канале, или, по меньшей мере, один сервисный поток в обратном канале, или, по меньшей мере, один сервисный поток в прямом канале, и, по меньшей мере, один сервисный поток в обратном канале, где каждому сервисному потоку задан набор требований по качеству сервиса, и при передаче каждому сервисному потоку назначают вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи, при этом виды кодирования и модуляции пронумерованы в порядке возрастания скорости передачи, начиная с единицы и заканчивая номером Q, заключающийся в том, что выбирают периодически, раз в интервал времени Т, новый набор обслуживающих секторов для всех абонентских станций беспроводной сети таким образом, что выбирают для каждой абонентской станции набор разрешенных секторов, в которых удовлетворяются требования по качеству сервиса для всех сервисных потоков этой абонентской станции, формируют промежуточный набор обслуживающих секторов для всех абонентских станций, выбирают новый набор обслуживающих секторов так, чтобы минимизировать энергию, излучаемую за кадр во всех секторах беспроводной сети, таким образом, что включают в новый набор обслуживающих секторов все сектора из промежуточного набора обслуживающих секторов, определяют для каждой абонентской станции значение энергии, излучаемой за кадр для всех сервисных потоков прямого канала этой абонентской станции, выбирают очередную абонентскую станцию с максимальным значением энергии, излучаемой за кадр для всех сервисных потоков прямого канала этой абонентской станции, определяют для каждого сектора из набора разрешенных секторов этой абонентской станции значение нагрузки на сектор, создаваемой при обслуживании в этом секторе этой абонентской станции, определяют для каждого сектора, для которого определенное значение нагрузки на сектор не превышает единицы, значения минимальной энергии, излучаемой за кадр в этом секторе, когда эта абонентская станция обслуживается в этом секторе и когда эта абонентская станция не обслуживается в этом секторе, включают для этой абонентской станции в качестве обслуживающего сектора в новый набор обслуживающих секторов сектор с минимальной разницей между значениями минимальной энергии, излучаемой за кадр в этом секторе, когда эта абонентская станция обслуживается в этом секторе и когда эта абонентская станция не обслуживается в этом секторе, выбирают очередную абонентскую станцию с максимальным значением энергии, излучаемой за кадр для всех сервисных потоков прямого канала этой абонентской станции, передают обслуживание абонентской станции из текущего обслуживающего сектора в новый обслуживающий сектор для каждой абонентской станции, для которой новый обслуживающий сектор не совпадает с текущим обслуживающим сектором.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что интервал времени Т выбирают, используя скорость изменения условий, влияющих на значение максимальной нагрузки на сектор в секторах беспроводной сети, накладные расходы, необходимые при минимизации максимальной нагрузки на сектор в секторах беспроводной сети и при передаче обслуживания абонентских станций в беспроводной сети.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что набор разрешенных секторов абонентской станции выбирают таким образом, что определяют для каждого сектора значение нагрузки этой абонентской станции на сектор, определяют для каждого сектора значение минимальной доли от максимальной мощности этой абонентской станции, потребляемой при обслуживании в этом секторе только этой абонентской станции, включают в набор разрешенных секторов все сектора, для которых значение нагрузки этой абонентской станции на сектор не превышает единицу, и значение минимальной доли от максимальной мощности этой абонентской станции, потребляемой при обслуживании в этом секторе только этой абонентской станции, не превышает единицу.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что промежуточный набор обслуживающих секторов для всех абонентских станций формируют так, чтобы минимизировать максимальную нагрузку на сектор в множестве из всех секторов, для чего включают в промежуточный набор обслуживающих секторов для каждой абонентской станции сектор с наименьшим среди ее разрешенных секторов значением нагрузки этой абонентской станции на сектор, определяют для каждого сектора промежуточного набора значение нагрузки на сектор, выбирают из промежуточного набора сектор с максимальным значением нагрузки на сектор, выбирают очередную абонентскую станцию этого сектора с максимальным значением нагрузки абонентской станции на этот сектор, выбирают для этой абонентской станции из ее набора разрешенных секторов очередной сектор с минимальным значением нагрузки этой абонентской станции на сектор, не совпадающий с ее текущим обслуживающим сектором, определяют значения нагрузки на сектор для выбранного для этой абонентской станции сектора и для ее текущего обслуживающего сектора при условии ее обслуживания в выбранном для этой абонентской станции секторе, если каждое из этих двух значений меньше значения нагрузки на сектор для текущего обслуживающего сектора этой абонентской станции при условии ее обслуживания в нем, то включают выбранный для этой абонентской станции сектор в промежуточный набор в качестве ее обслуживающего сектора, выбирают из промежуточного набора сектор с максимальным значением нагрузки на сектор.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение энергии, излучаемой за кадр для всех сервисных потоков прямого канала абонентской станции, определяют, используя значения среднего размера блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, для каждого сервисного потока прямого канала этой абонентской станции, виды кодирования и модуляции и значения мощности передачи, выбранные для каждого сервисного потока прямого канала этой абонентской станции при формировании промежуточного набора обслуживающих секторов.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что значение минимальной энергии, излучаемой в секторе за кадр, определяют таким образом, что определяют нагрузку на этот сектор, определяют значение минимальной энергии, излучаемой за кадр в прямом канале этого сектора, для положения границы между кадрами прямого и обратного каналов, выбранного при определении нагрузки на этот сектор, определяют значение минимальной энергии, излучаемой за кадр в обратном канале этого сектора, для положения границы между кадрами прямого и обратного каналов, выбранного при определении нагрузки на этот сектор, определяют значение минимальной энергии, излучаемой в секторе за кадр, как сумму значения минимальной энергии, излучаемой за кадр в прямом канале этого сектора, и значения минимальной энергии, излучаемой за кадр в обратном канале этого сектора.

7. Способ по п.3, отличающийся тем, что значение нагрузки абонентской станции на сектор определяют как значение нагрузки на сектор, создаваемой при обслуживании в этом секторе только этой абонентской станции.

8. Способ по п.3, отличающийся тем, что значение минимальной доли от максимальной мощности абонентской станции, потребляемой при обслуживании в секторе только этой абонентской станции, определяют, используя значения среднего размера блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, для каждого сервисного потока обратного канала этой абонентской станции, виды кодирования и модуляции и значения мощности передачи, выбранные для каждого сервисного потока обратного канала этой абонентской станции при определении значения нагрузки этой абонентской станции на этот сектор, оптимальное положение границы между кадрами прямого и обратного каналов, выбранное при определении значения нагрузки этой абонентской станции на этот сектор, максимальное значение мощности передачи этой абонентской станции.

9. Способ по любому из пп.4, 6 и 7, отличающийся тем, что значение нагрузки на сектор определяют таким образом, что определяют значение нагрузки в прямом канале сектора для среднего положения границы между кадрами прямого и обратного каналов, определяют значение нагрузки в обратном канале сектора для среднего положения границы между кадрами прямого и обратного каналов, определяют оптимальное положение границы между кадрами прямого и обратного каналов, используя значение нагрузки в прямом канале сектора для среднего положения границы между кадрами прямого и обратного каналов, значение нагрузки в обратном канале сектора для среднего положения границы между кадрами прямого и обратного каналов, длительность кадра, используя оптимальное положение границы между кадрами прямого и обратного каналов, значение нагрузки в прямом канале сектора для среднего положения границы между кадрами прямого и обратного каналов, значение нагрузки в обратном канале сектора для среднего положения границы между кадрами прямого и обратного каналов, длительность кадра, определяют значение нагрузки на сектор.

10. Способ по п.6, отличающийся тем, что значение минимальной энергии, излучаемой за кадр в прямом канале сектора, для заданного положения границы между кадрами прямого и обратного каналов, определяют таким образом, что выбирают для всех сервисных потоков прямого канала этого сектора номера видов кодирования и модуляции и значения мощности передачи, выбранные при определении нагрузки на этот сектор, которые считают текущими, определяют для каждого сервисного потока прямого канала этого сектора, для которого текущий номер вида кодирования и модуляции больше единицы, долю ресурса кадра прямого канала, потребляемую совместно всеми сервисными потоками прямого канала этого сектора, используя для этого сервисного потока номер вида кодирования и модуляции на единицу меньше текущего номера, для остальных сервисных потоков прямого канала этого сектора текущие номера видов кодирования и модуляции и значения мощности передачи, средний размер блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, для каждого сервисного потока прямого канала этого сектора, заданное положение границы между кадрами прямого и обратного каналов, число частотных подканалов в кадре прямого канала, максимальное значение мощности передачи этого сектора, если остался хотя бы один сервисный поток прямого канала этого сектора, для которого текущий номер вида кодирования и модуляции больше единицы и для которого определенная доля ресурса кадра прямого канала меньше единицы, то выбирают очередной сервисный поток прямого канала этого сектора, для которого текущий номер вида кодирования и модуляции больше единицы и для которого определенная доля ресурса кадра прямого канала меньше единицы, с максимальным средним размером блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, уменьшают на единицу номер вида кодирования и модуляции, выбранный для этого сервисного потока, определяют для каждого сервисного потока прямого канала этого сектора, для которого текущий номер вида кодирования и модуляции больше единицы, долю ресурса кадра прямого канала, потребляемую совместно всеми сервисными потоками прямого канала этого сектора, выбирают для каждого сервисного потока прямого канала этого сектора в качестве значения мощности передачи минимальное значение мощности передачи этого сервисного потока, при котором выполняется его набор требований по качеству сервиса, определяют значение минимальной энергии, излучаемой за кадр в прямом канале этого сектора, используя средний размер блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, для каждого сервисного потока прямого канала этого сектора, виды кодирования и модуляции и значения мощности передачи, выбранные для каждого сервисного потока прямого канала этого сектора.

11. Способ по п.6, отличающийся тем, что значение минимальной энергии, излучаемой за кадр в обратном канале этого сектора, для заданного положения границы между кадрами прямого и обратного каналов, определяют таким образом, что выбирают для всех сервисных потоков обратного канала этого сектора номера видов кодирования и модуляции и значения мощности передачи, выбранные при определении нагрузки на этот сектор, которые считают текущими, определяют для каждого сервисного потока обратного канала этого сектора, для которого текущий номер вида кодирования и модуляции больше единицы, значения средней доли от максимальной мощности абонентской станции, потребляемой этим сервисным потоком при текущем номере вида кодирования и модуляции и при выборе для этого сервисного потока номера вида кодирования и модуляции на единицу меньше текущего, используя средний размер блоков данных этого сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи, выбранные для этого сервисного потока, заданное положение границы между кадрами прямого и обратного каналов, максимальное значение мощности передачи абонентской станции этого сервисного потока, определяют для каждого сервисного потока обратного канала этого сектора, для которого текущий номер вида кодирования и модуляции больше единицы, сумму значений средней доли от максимальной мощности абонентской станции этого сервисного потока, потребляемой каждым сервисным потоком обратного канала этой абонентской станции, при выборе для этого сервисного потока номера вида кодирования и модуляции на единицу меньше текущего, определяют для каждого сервисного потока обратного канала этого сектора, для которого текущий номер вида кодирования и модуляции больше единицы, долю ресурса кадра обратного канала, потребляемую совместно всеми сервисными потоками обратного канала этого сектора, используя для этого сервисного потока номер вида кодирования и модуляции на единицу меньше текущего номера, для остальных сервисных потоков обратного канала этого сектора текущие номера видов кодирования и модуляции и значения мощности передачи, средний размер блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, для каждого сервисного потока обратного канала этого сектора, заданное положение границы между кадрами прямого и обратного каналов, число частотных подканалов в кадре обратного канала, если остался хотя бы один сервисный поток обратного канала этого сектора, для которого текущий номер вида кодирования и модуляции больше единицы, и для которого определенная доля ресурса кадра обратного канала меньше единицы, и определенная сумма значений средней доли от максимальной мощности абонентской станции этого сервисного потока меньше единицы, то выбирают сервисный поток обратного канала этого сектора, для которого текущий номер вида кодирования и модуляции больше единицы, и для которого определенная доля ресурса кадра обратного канала меньше единицы, и определенная сумма значений средней доли от максимальной мощности абонентской станции этого сервисного потока меньше единицы, с максимальной средней долей от максимальной мощности абонентской станции, потребляемой этим сервисным потоком, уменьшают на единицу номер вида кодирования и модуляции, выбранный для этого сервисного потока, определяют для каждого сервисного потока обратного канала этого сектора, для которого текущий номер вида кодирования и модуляции больше единицы, значения средней доли от максимальной мощности абонентской станции, потребляемой этим сервисным потоком при текущем номере вида кодирования и модуляции и при выборе для этого сервисного потока номера вида кодирования и модуляции на единицу меньше текущего, выбирают для каждого сервисного потока обратного канала этого сектора в качестве значения мощности передачи минимальное значение мощности передачи этого сервисного потока, при котором выполняется его набор требований по качеству сервиса, определяют значение минимальной энергии, излучаемой за кадр в обратном канале этого сектора, используя средний размер блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, для каждого сервисного потока обратного канала этого сектора, виды кодирования и модуляции и значения мощности передачи, выбранные для каждого сервисного потока обратного канала этого сектора.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что значение нагрузки в прямом канале сектора для заданного положения границы между кадрами прямого и обратного каналов определяют таким образом, что определяют для каждой абонентской станции этого сектора значение минимальной доли ресурса кадра прямого канала, потребляемой только этой абонентской станцией, таким образом, что выбирают очередной сервисный поток прямого канала этой абонентской станции с максимальным средним размером блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, выбирают для этого сервисного потока вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи таким образом, чтобы минимизировать долю ресурса кадра прямого канала, потребляемую этим сервисным потоком совместно со всеми сервисными потоками прямого канала этой абонентской станции, для которых вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи уже выбраны, при этом выбирают в качестве значения мощности передачи минимальное значение мощности передачи этого сервисного потока, при котором выполняется его набор требований по качеству сервиса, определяют долю ресурса кадра прямого канала, потребляемую этим сервисным потоком совместно со всеми сервисными потоками прямого канала этой абонентской станции, для которых вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи уже выбраны, используя долю ресурса кадра прямого канала, потребляемую совместно всеми сервисными потоками прямого канала этой абонентской станции, для которых вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи уже выбраны, средний размер блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи, выбранные для этого сервисного потока, заданное положение границы между кадрами прямого и обратного каналов, число частотных подканалов в кадре прямого канала, максимальное значение мощности передачи этого сектора, принимают в качестве значения минимальной доли ресурса кадра прямого канала, потребляемой только этой абонентской станцией, долю ресурса кадра прямого канала, потребляемую совместно всеми сервисными потоками прямого канала этой абонентской станции, определяют значение нагрузки в прямом канале сектора для заданного положения границы между кадрами прямого и обратного каналов таким образом, что выбирают очередную абонентскую станцию этого сектора с минимальным значением минимальной доли ресурса кадра прямого канала, потребляемой только этой абонентской станцией, выбирают очередной сервисный поток прямого канала этой абонентской станции с максимальным средним размером блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, выбирают для этого сервисного потока вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи таким образом, чтобы минимизировать долю ресурса кадра прямого канала, потребляемую этим сервисным потоком совместно со всеми сервисными потоками прямого канала всех абонентских станций этого сектора, для которых вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи уже выбраны, при этом выбирают в качестве значения мощности передачи минимальное значение мощности передачи этого сервисного потока, при котором выполняется его набор требований по качеству сервиса, определяют долю ресурса кадра прямого канала, потребляемую этим сервисным потоком совместно со всеми сервисными потоками прямого канала всех абонентских станций этого сектора, для которых вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи уже выбраны, используя долю ресурса кадра прямого канала, потребляемую совместно всеми сервисными потоками прямого канала всех абонентских станций этого сектора, для которых вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи уже выбраны, средний размер блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи, выбранные для этого сервисного потока, заданное положение границы между кадрами прямого и обратного каналов, число частотных подканалов в кадре прямого канала, максимальное значение мощности передачи этого сектора, принимают в качестве значения нагрузки в прямом канале сектора для заданного положения границы между кадрами прямого и обратного каналов долю ресурса кадра прямого канала, потребляемую совместно всеми сервисными потоками прямого канала всех абонентских станций этого сектора.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что значение нагрузки в обратном канале сектора для заданного положения границы между кадрами прямого и обратного каналов определяют таким образом, что выбирают для всех сервисных потоков обратного канала этого сектора вид кодирования и модуляции под номером Q, выбирают для каждого сервисного потока обратного канала этого сектора в качестве значения мощности передачи минимальное значение мощности передачи, при котором выполняется набор требований по качеству сервиса этого сервисного потока, определяют для каждой абонентской станции этого сектора значение минимальной доли ресурса кадра обратного канала, потребляемой только этой абонентской станцией, таким образом, что определяют для каждого сервисного потока обратного канала этой абонентской станции значение средней доли от максимальной мощности этой абонентской станции, потребляемой этим сервисным потоком, используя средний размер блоков данных этого сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи, выбранные для этого сервисного потока, заданное положение границы между кадрами прямого и обратного каналов, максимальное значение мощности передачи этой абонентской станции, если сумма значений средней доли от максимальной мощности этой абонентской станции, потребляемой каждым сервисным потоком обратного канала этой абонентской станции, превышает единицу, то, если остался хотя бы один сервисный поток обратного канала этой абонентской станции, для которого выбранный номер вида кодирования и модуляции больше единицы, выбирают сервисный поток обратного канала этой абонентской станции с максимальной средней долей от максимальной мощности этой абонентской станции, потребляемой сервисным потоком, для которого выбранный номер вида кодирования и модуляции больше единицы, уменьшают на единицу номер вида кодирования и модуляции, выбранный для этого сервисного потока, выбирают для этого сервисного потока в качестве значения мощности передачи минимальное значение мощности передачи, при котором выполняется набор требований по качеству сервиса этого сервисного потока, определяют для каждого сервисного потока обратного канала этой абонентской станции значение средней доли от максимальной мощности этой абонентской станции, потребляемой этим сервисным потоком, определяют значение минимальной доли ресурса кадра обратного канала, потребляемой только этой абонентской станцией, используя средний размер блоков данных сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, для каждого сервисного потока обратного канала этой абонентской станции, вид кодирования и модуляции и значение мощности передачи, выбранные для каждого сервисного потока обратного канала этой абонентской станции, заданное положение границы между кадрами прямого и обратного каналов, число частотных подканалов в кадре обратного канала, принимают в качестве значения нагрузки в обратном канале сектора для заданного положения границы между кадрами прямого и обратного каналов сумму значений минимальной доли ресурса кадра обратного канала, потребляемой каждой абонентской станцией этого сектора.

14. Способ по п.12, отличающийся тем, что минимальное значение мощности передачи для сервисного потока прямого канала определяют таким образом, что раз в 1 кадров, где 1 не меньше единицы, для абонентской станции, к которой относится этот сервисный поток, измеряют условия приема в прямом канале, передают измеренные условия приема с абонентской станции на обслуживающий сектор, используя переданные измеренные условия приема и соответствующие им значения мощности передачи, прогнозируют условия приема в текущем кадре прямого канала, используя прогноз условий приема, набор требований по качеству сервиса этого сервисного потока, вид кодирования и модуляции, назначенный этому сервисному потоку, средний размер блоков данных этого сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, определяют минимальное значение мощности передачи этого сервисного потока, при котором выполняется его набор требований по качеству сервиса.

15. Способ по п.13, отличающийся тем, что минимальное значение мощности передачи для сервисного потока обратного канала определяют таким образом, что раз в 2 кадров, где 2 не меньше единицы, для абонентской станции, к которой относится этот сервисный поток, измеряют условия приема в обратном канале, используя измеренные условия приема и соответствующие им значения мощности передачи, прогнозируют условия приема в текущем кадре обратного канала, используя прогноз условий приема, набор требований по качеству сервиса этого сервисного потока, вид кодирования и модуляции, назначенный этому сервисному потоку, средний размер блоков данных этого сервисного потока, передаваемых в каждом кадре, определяют минимальное значение мощности передачи этого сервисного потока, при котором выполняется его набор требований по качеству сервиса.

Описание изобретения к патенту

Текст описания представлен в факсимильном виде.