上行链路负载控制和调度的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种用于在无线通信网络中上行链路调度的基站中的方法、控制设备和基站。基站包括不止一个天线端口。该方法包括将位于该基站服务的小区内的多个UE划分成不止一组，以及对于每个组，确定可用的上行链路无线资源，设置最大负载限制，估计当前上行链路负载，和基于当前上行链路负载和最大负载限制，调度可用的上行链路无线资源给请求调度准许的UE，使得在调度后上行链路负载不会超过最大负载限制。
【专利说明】上行链路负载控制和调度
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信，尤其涉及一种在无线通信网络中实施上行链路调度的方法和基站。
【背景技术】
[0002]目前，无线通信网络/系统已被广泛部署以提供各种类型的通信内容，例如语音内容、数据内容等。其中，引入了高速分组接入(HSPA)技术以满足用户日益增长的数据业务需求。在宽带码分多址(WCDMA)诸如WCDMA这样的自干扰系统中，需要控制小区的上行链路负载以便减少对相邻小区的干扰。例如，如果一个小区内的大量用户设备(UE)瞬时发送大量数据，则可能会对相邻小区造成严重干扰，可能导致网络不稳定。上行链路负载一般通过热噪声增加量(RoT)来衡量。RoT被定义为总接收功率(包括来自本小区和其他小区的上行信号功率以及热噪声功率)与热噪声功率之比。典型地，为每个小区设置预定的目标RoT (即，最大可允许的RoT)，在负载控制和调度时，测量小区内的当前RoT值并使调度无线资源后小区内的RoT接近该目标RoT但不能超过该目标RoT。出于小区覆盖率的考虑，目标RoT通常要被设置得保证处于小区边缘的用户设备在使用最大发射功率的情况下能够接入该小区。小区越大，目标RoT越低。另一方面，出于系统稳定性的考虑，需要保证小区内的RoT不能过高从而对其他小区造成严重干扰。实际系统的目标RoT通常是综合这两方面考虑，即满足覆盖率的目标RoT和满足稳定性的目标RoT这两者中的最小值。负载控制器估计小区内目前有多少上行链路负载并判断在不超过小区目标RoT的情况下还有多少负载余量(即，有多少可用的无线资源量)。无线资源调度器从负载控制器收到这些信息后，为小区内请求准许(grant)发送数据的各UE分配可用的无线资源。
[0003]传统的上行链路负载控制和调度是基于小区级别的。也就是说，对于一个小区配置一个负载控制器和一个资源调度器。然而在一些情况下，这种基于小区级别的上行链路负载控制和调度可能不够闻效。例如，在图1所不的地铁入口处的场景中，基站110配备有两个天线端口 112和114，分别覆盖地上区域和地下区域。通常情况下，地上区域的用户设备(UE1, UEk)数量要少于地下区域(UEk+1，UEk+n)，即k < η。结果，地上区域的天线端口 112的上行链路负载要低于地下区域的天线端口 114的上行链路负载。因此，地上区域的用户设备本可以获得更多的无线资源(即，准许)来发送数据，从而提高上行链路吞吐量。然而，由于地上区域和地下区域是作为一个整体小区来进行上行链路负载控制和调度的，因此基站考虑的是当前整个小区的上行链路和整个小区的目标RoT，在这种情况下，基站无法为地上区域中的用户设备分配更多的无线资源，从而限制了小区的吞吐量。
【发明内容】
[0004]因此，需要一种能够解决上述问题的方案。
[0005]根据本公开的一个方面，提供一种用于在无线通信网络中上行链路调度的基站中的方法，该基站包括不止一个天线端口。该方法包括将位于该基站服务的小区内的多个UE划分成不止一组，以及对于每个组，确定可用的上行链路无线资源，设置最大负载限制，估计当前上行链路负载，和基于当前上行链路负载和最大负载限制，调度可用的上行链路无线资源给请求调度准许的UE，使得在调度后上行链路负载不会超过最大负载限制。
[0006]在划分UE时，可以考虑至少以下之一:多个UE对于每个天线端口的上行链路路径损耗、多个UE中将每个天线端口作为最佳服务端口的UE数量、小区内的总体上行链路负载、每个天线端口接收的负载以及多个UE相对于各天线端口的位置。可以将离其中一个天线端口近的UE分到同一组中。还可以划分多个UE使得每个组中的UE数量不超过第一阈值，并且每个组中的上行链路负载不超过第二阈值。其中，至少一个天线端口可以与另一个天线端口具有高的隔离。例如，天线端口之间可以通过障碍物隔离。小区可以是组合式小区(combined cell),并且天线端口可以是射频拉远单元。最大负载限制和当前上行链路负载可以用热噪声增加量RoT表不。
[0007]根据本公开的另一个方面，提供一种用于在无线通信网络的基站中上行链路调度的控制设备，该基站包括不止一个天线端口。该控制设备包括:调度控制器，被适配于将位于该基站服务的小区内的多个用户设备UE划分成不止一组；和不止一对上行链路负载控制器和无线资源调度器。该调度控制器被进一步适配于将每对上行链路负载控制器和无线资源调度器与相应的组相关联。每个上行链路负载控制器被适配于对于相应的组，确定可用的上行链路无线资源，设置最大负载限制和估计当前上行链路负载。每个无线资源调度器被适配于基于当前上行链路负载和最大负载限制，调度可用的上行链路无线资源给相应的组中请求调度准许的UE，使得在调度后上行链路负载不会超过最大负载限制。
[0008]调度控制器可以被进一步适配于处理各无线资源调度器之间的协调。
[0009]根据本公开的再一个方面，提供一种无线通信网络中的基站，其包括不止一个天线端口和上述控制设备。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]现在将参照以下附图更具体地描述本公开，附图中:
[0011]图1是示出了地铁入口处场景的示意图，
[0012]图2示出了根据本发明一个实施例的上行链路调度方法的流程图，
[0013]图3示出了组合式小区场景的示意图，
[0014]图4示出根据本发明一个实施例的基站的方框图。
【具体实施方式】
[0015]以下将参照附图更充分地描述本发明实施例，在附图中示出了本发明实施例。然而，可以用很多不同形式来实施本发明，并且本发明不应理解为受限于在此所阐述的实施例。在全文中，使用相似的标号表不相似的兀件。
[0016]在此所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非意欲限制本发明。如在此所使用的那样，单数形式的“一”、“一个”、“这个”意欲同样包括复数形式，除非上下文清楚地另有所指。将进一步理解，当在此使用时，术语“包括”指定出现所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群组的出现或添加。[0017]除非另外定义，否则在此所使用的术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所共同理解的相同意义。将进一步理解，在此所使用的术语应解释为具有与其在该说明书的上下文以及有关领域中的意义一致的意义，并且将不以理想化的或过于正式的意义来解释，除非在此特意如此定义。
[0018]以下参照示出根据本发明实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本发明。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。
[0019]相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本发明。更进一步地，本发明可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本发明上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。
[0020]在上下文中以WCDMA无线通信网络为例描述本发明。然而本领域技术人员应当理解，本发明并不限于此，实际上可以应用于所有类型的无线通信网络。尽管这里使用了一些标准中的特定术语,如用户设备(UE)、节点B(NodeB),射频拉远单元(RRU)等,但应当理解，本发明不应当被认为限于这些特定术语，而是可以应用于所有同类的实体。例如，UE不仅可以包括蜂窝电话，而是可以包括任何具有处理能力并且能够接入网络的设备，如计算机、售卖机、家用电器甚至汽车。
[0021]下面将结合附图，参照本发明的实施例描述本公开。
[0022]与传统的基于小区的上行链路负载控制和调度不同，本公开提出了将一个小区内的用户设备分组，并且基于每个组进行上行链路调度。
[0023]图2示出了根据本发明一个实施例的上行链路调度方法的流程图。
[0024]在步骤S210中，将位于基站服务的小区内的多个UE划分成不止一个组。以图1中的地铁入口场景为例，可以将由基站110服务的UE1,…，UEk+n划分为两组。其中，处于地上区域的、由天线端口 112服务的UE1,...，UEk作为第一组，而处于地下区域的、由天线端口 114服务的UEk+1，...，UEk+n作为第二组，k<n。然后，对于每个组，各配置一个上行链路负载控制器和无线资源调度器，对每个组单独地执行上行链路调度。具体地说，在步骤S220中，对于每个组，确定可用的上行链路无线资源，如频率、时间和信道码。可以将小区内可用的上行链路无线资源均等地分配给第一组和第二组，也可以考虑天线端口 114服务的UE数量较多而为第二组分配更多的无线资源。然后，在步骤S230中，上行链路负载控制器分别设置相应的组中的最大负载限制，并在步骤S240中估计该组中的当前上行链路负载。无线资源调度器在步骤S250中根据相应的上行链路负载控制器提供的关于该组的上行链路负载和最大负载限制的信息，从为该组所确定的可用无线资源中调度无线资源给该组中那些请求调度准许的UE，使得调度后该组中的上行链路负载不超过最大负载限制。
[0025]除了地铁入口这种场景外，本公开的原理可以普遍应用于各种部署有多个天线端口的小区。图3中示出了组合式小区场景的示意图。在组合式小区中，基站300包括分布于小区内的多个射频拉远单元(RRU) 310、320和330，每个RRU通过光纤、线缆或者无线等方式连接到基站的基带处理单元(BBU)(未示出)。这些RRU可以部署在覆盖受限的位置，例如盲点，或者部署在户外的热点区域以提高数据吞吐量。在组合式小区中，各个RRU的无线载波被配置为一个小区载波，从小区内的UE看来只有一个小区ID。在每个下行链路上传输的是相同的下行链路信号，而且在上行链路上来自各RRU的信号的组合。从无线节点控制器(RNC)/运行支持系统(OSS)的角度看，与部署为多个单独的小区的场景相比，组合式小区由于只有一个小区ID，因此关于移动性的信令更少，如果业务量增加的话也可以平滑地小区分裂。不过，一个组合式小区内容纳的UE数量也多于单独小区场景中的每个单独小区。在传统的上行链路负载控制和调度中，基于整个小区的最大负载限制和整个小区的当前上行链路负载进行调度。属于该组合式小区的所有UE需要一起分享该小区的上行链路资源，由于UE的数量众多，因此能为每个请求准许的UE调度的无线资源有限，从而影响数据吞吐量。在组合式小区的场景中同样可以应用图2中所示的上行链路调度方法，将用户设备分组并基于组分别进行调度。
[0026]在对小区内的UE进行分组时，可以考虑多种因素，包括但不限于:这些UE对于每个天线端口的上行链路路径损耗、将每个天线端口作为最佳服务端口的UE数量、小区内的总体上行链路负载、每个天线端口接收的负载以及这些UE相对于天线端口的位置等。例如，在图3所示的组合式小区的场景中，可以根据UE对于RRU310、320、330的上行链路路径损耗或者相对位置来进行分组。那些对于RRU310的上行链路路径损耗低的、或者离RRU310近的UE可以分在一组中，对于RRU320和330也可以同样分组。出于负载平衡的目的，也可以考虑各天线端口作为最佳服务端口所服务的UE数量、小区内的总体上行链路负载和每个天线端口接收的负载。例如，如果以RRU310作为最佳服务端口的UE数量过多，或者RRU310所接收的负载占小区内总体上行链路负载的比例较大，则可以将其中一部分UE划分到其他RRU的组中。划分到每个组中的UE数量可以不超过第一阈值，并且每个组中的上行链路负载可以不超过第二阈值。在天线端口之间可以具有高的隔离。例如在图2所示的地铁入口场景或者例如室内/室外场景中，天线端口之间由诸如地面或者墙这样的障碍物隔离，因此可以将由地上/室外的UE划分为一组，而将地下/室内的UE划分为另一组。在组合式小区的场景中，RRU之间由于距离和天线方向而具有高的隔离。由于这种隔离，可以在各UE组之间复用上行链路无线资源。例如，分配给每个组的可用无线资源可以部分重叠或相同，换而言之，每个组中能够调度的无线资源更多，因此上行链路数据吞吐量得到提高。另外，与传统的基于小区的调度相比，这种基于组的调度也具有更高的灵活性和更高的效率。例如，如果RRU310的负载较低，即使整个小区的负载较高，距离RRU310近的UE也可以被调度更多的无线资源。
[0027]每个组中的最大负载限制和当前上行链路负载可以用RoT表示。例如，RRU310的组中的当前上行链路负载可以由RRU310处的总接收功率与热噪声功率之比。
[0028]图4示出根据本发明一个实施例的基站400的方框图。
[0029]基站400包括不止一个天线端口(未示出)。这些天线端口之间可以具有高的隔离。例如，天线端口可以是分布在小区内的相隔一定距离的RRU，如图3所示的组合式小区场景中所示的那样，也可以是由诸如地面或墙之类的障碍物隔离的天线端口，如图2的地铁入口场景中所示的那样。基站400还包括用于上行链路调度的控制设备410。控制设备410包括调度控制器411，用于将小区内的多个UE划分成不止一个组。假设划分为m个组，m> I。相应地，控制设备410还包括m对上行链路负载控制器4121;...，412m和无线资源调度器4131;...，413m。调度控制器411可以决定划分多少个组，换而言之，决定建立或者启用多少对上行链路负载控制器和无线资源调度器。调度控制器411将每对上行链路负载控制器和无线资源调度器与相应的组关联，即，使其负责相应组内的上行链路调度。例如，上行链路负载控制器412i确定第一组可用的上行链路资源，设置第一组的最大负载限度并且估计第一组中的当前上行链路负载。相应地，无线资源调度器413i根据第一组的最大负载限度和当前上行链路负载，将第一组可用的上行链路资源调度给第一组中请求调度准许的UE，使得调度后第一组的上行链路负载不超过其最大负载限度。
[0030]调度控制器411在对小区内的多个UE分组时，可以考虑多种因素，包括但不限于:这些UE对于每个天线端口的上行链路路径损耗、将每个天线端口作为最佳服务端口的UE数量、小区内的总体上行链路负载、每个天线端口接收的负载以及这些UE相对于天线端口的位置等。可以将那些靠近一个天线端口的UE划分到同一个组中，还可以使每个组中的UE数量不超过第一阈值，使每个组中的上行链路负载不超过第二阈值。调度控制器411还可以处理上行链路负载控制器和无线资源调度器对之间的协调，例如，可以根据各个组中的上行链路负载情况而对分组进行调整，例如将一部分UE从一个组转移至另一个组中。需要注意的是，图4中示出的各个部件是从逻辑上进行区分的，而在实际中这些部件可能由基站中的处理单元、存储单元等集成地实现。与上行链路调度有关的信令不需要进行修改，即，这种基于组的上行链路调度对于UE或者高层的RNC来说都是透明的。
[0031]虽然已经结合具体实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以做出许多改变和修改，并且可以对其元件进行等效替换，而不背离本发明的真正范围。此外，可以做出许多修改来使本发明的教导与特定情况适配，而不背离其中心范围。因此，本发明并不限于这里作为实现本发明而构思的最佳模式而公开的特定实施例，相反本发明包括落入所附权利要求书范围内的所有实施例。
【权利要求】
1.一种用于在无线通信网络中上行链路调度的基站中的方法，所述基站包括不止一个天线端口，该方法包括: 将位于所述基站服务的小区内的多个用户设备UE划分成不止一组； 对于每个组， 确定可用的上行链路无线资源； 设置最大负载限制； 估计当前上行链路负载；和 基于当前上行链路负载和最大负载限制，调度可用的上行链路无线资源给请求调度准许的UE，使得在调度后上行链路负载不会超过最大负载限制。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述划分是通过考虑至少以下之一而执行的:多个UE对于每个天线端口的上行链路路径损耗、多个UE中将每个天线端口作为最佳服务端口的UE数量、小区内的总体上行链路负载、每个天线端口接收的负载以及多个UE相对于各天线端口的位置。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述划分包括将离其中一个天线端口近的UE分到同一组中。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述划分包括划分多个UE使得每个组中的UE数量不超过第一阈值，并且每个组中的上行链路负载不超过第二阈值。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中至少一个天线端口与另一个天线端口具有高的隔离。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述至少一个天线端口与另一个天线端口通过障碍物隔离。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述小区是组合式小区，并且天线端口是射频拉远单元RRU。
8.如权利要求1或2所述的方法，其中最大负载限制和当前上行链路负载用热噪声增加量RoT表示。
9.一种用于在无线通信网络的基站中上行链路调度的控制设备，所述基站包括不止一个天线端口，所述控制设备包括: 调度控制器，被适配于将位于所述基站服务的小区内的多个用户设备UE划分成不止一组；和 不止一对上行链路负载控制器和无线资源调度器， 其中所述调度控制器被进一步适配于将每对上行链路负载控制器和无线资源调度器与相应的组相关联， 其中每个上行链路负载控制器被适配于对于相应的组，确定可用的上行链路无线资源，设置最大负载限制和估计当前上行链路负载，以及 其中每个无线资源调度器被适配于基于当前上行链路负载和最大负载限制，调度可用的上行链路无线资源给相应的组中请求调度准许的UE，使得在调度后上行链路负载不会超过最大负载限制。
10.如权利要求9所述的控制设备，其中所述调度控制器被适配于考虑至少以下之一而执行所述划分:多个UE对于每个天线端口的上行链路路径损耗、多个UE中将每个天线端口作为最佳服务端口的UE数量、小区内的总体上行链路负载、每个天线端口接收的负载以及多个UE相对于各天线端口的位置。
11.如权利要求9所述的控制设备，其中所述调度控制器被进一步适配于将离其中一个天线端口近的UE分到同一组中。
12.如权利要求9所述的控制设备，其中所述调度控制器被进一步适配于划分多个UE使得每个组中的UE数量不超过第一阈值，并且每个组中的上行链路负载不超过第二阈值。
13.如权利要求9或10所述的控制设备，其中至少一个天线端口与另一个天线端口具有闻的隔尚。
14.如权利要求13所述的控制设备，其中所述至少一个天线端口与另一个天线端口通过障碍物隔离。
15.如权利要求13所述的控制设备，其中所述小区是组合式小区，并且天线端口是射频拉远单元RRU。
16.如权利要求9或10所述的控制设备，其中最大负载限制和当前上行链路负载用热噪声增加量RoT表示。
17.如权利要求9或10所述的控制设备，其中所述调度控制器被进一步适配于处理各无线资源调度器之间的协调。
18.一种无线通信网络中的基站，包括不止一个天线端口和如权利要求9-17所述的控制 设备。
【文档编号】H04W28/08GK103826261SQ201210519166
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年11月16日 优先权日:2012年11月16日
【发明者】顾昕钰, 缪庆育, 张璋 申请人:瑞典爱立信有限公司