用于调度无线电资源的无线电基站及其方法与流程

本文实施例涉及无线电基站及其方法。本文特定实施例涉及在无线电通信网络中调度无线电资源。

背景技术：
在当今的无线电通信网络中，使用许多不同的技术，例如，长期演进(LTE)、改进LTE、第三代合作伙伴计划(3GPP)、宽带码分多址(WCDMA)系统、全球移动通信系统/增强型数据速率GSM演进(GSM/EDGE)、全球微波互通接入(WiMax)、或超移动宽带(UMB)，在此仅提到几种。LTE是频分复用技术，其中，正交频分复用(OFDM)用在从无线电基站到用户设备(UE)的下行链路(DL)传输中。单载波-频域多址(SC-FDMA)用在从用户设备到无线电基站的上行链路(UL)传输中。在分组交换域中支持LTE中的服务。在时域中，根据LTE，依据子帧的配置，将1毫秒持续时间的一个子帧分为12或14个OFDM或SC-FDMA符号。，一个OFDM或SC-FDMA符号包括频域中的若干子载波，这取决于信道带宽和配置。一个子载波上的一个OFDM或SC-FDMA符号被称为资源要素(RE)。在LTE中，在下行链路和上行链路中使用共享信道资源，而不是使用专用数据信道。这些共享资源，即，下行链路共享信道(DL-SCH)和上行链路共享信道(UL-SCH)，各由无线电基站中的一个调度器控制，该调度器向不同用户设备分配下行链路共享信道和上行链路共享信道的不同部分，分别用于用户设备的接收和发送。调度器对用户设备应当在哪个子帧中接收DL-SCH传输，以及允许用户设备在哪个子帧中在UL-SCH上发送进行完全控制。调度决定被发送到用户设备作为下行链路分配和上行链路授权。使用层1/层2控制信令在下行链路控制信息(DCI)中发送下行链路分配和上行链路授权。下行链路分配消息指示在DL-SCH上是否存在要接收用于用户设备的数据。动态调度使多个用户设备能够共享一个子帧中所有或部分可供使用的频率资源；向一个用户设备分配所有或部分频率资源；以及，未向用户设备分配任何频率资源。在时间和频率上所发生的资源分配取决于系统中用户设备的特性，即，用户设备的数目、用户设备的业务模型、无线电信道特征，以及实现调度功能的算法这两方面。定义以何种方式向用户设备集合分配时间和频率中的资源的策略被称为调度算法。使具有良好信道或无线电条件的用户优先的调度算法执行被称为信道相关调度。信道相关调度使用多用户分集，其中，多用户分散在小区中，并因此在不同频率和在不同时间上经历不同信道质量下降。例如，纯信道相关调度算法一般使具有良好信道或无线电条件的移动终端优先。因此，小区吞吐量将被最大化，然而，这是以使具有较差信道条件的移动终端处于饥饿状态为代价的。因此，信道相关调度被称为是不公平的。比例公平(PF)调度通过不仅基于用户设备的信道质量，还基于平均传输速率使用户设备优先，来加大对无线电通信网络中整体公平性的控制。通过操控两个因子(即，即时信道质量和平均传输速率)的比例来控制调度的整体公平性。PF调度策略能够利用信道变化来提高整体小区吞吐量，同时仍确保UE间合理的公平性。如上所述，LTE能够实现资源在频域中正交的动态调度，从而使信道相关调度在时间和频率中都能被使用。使应当向UE分配的频域中的资源优先被称为频选调度(FSS)。如果应用于LTE场景中，最优频选调度器将仅向其信道质量高的UE分配资源。可以在无线电基站中基于UE报告的CQI和/或上行参考信号的接收来估计信道质量。实现FSS的一种方式是利用比例公平调度，在比例公平调度中，信道质量测量是基于时间和频率二者中的变化，即，时间和频率中的比例公平。相信时间和频率中的PF能够确保较高的小区吞吐量和UE之间的公平性。当今的频选调度算法需要巨大的计算能力以找到最优解决方案。这种解决方案的一个示例是用于计算/确定比特数作为信道质量的测量。这需要在作出与非常高的计算复杂度相关联的调度决定之前，执行链路适配。在实践中，简单信道质量度量对实现频选调度是至关重要的。用于实现信道质量测量更加切实可行的示例是增益与干扰噪声比(GINR)或信号与干扰噪声比(SINR)。然而，使用这些典型信道质量测量的方法具有相应的问题。如果采用用GINR，无线电基站中的调度器趋向于对小区中央的UE更好。SINR是良好的信道质量测量，但是在知道向哪里分配了多少资源块之前，难以估计SINR。

技术实现要素：
实施例的目的是解决至少一些上述问题。具体来说，本发明的目的是提供用于向用户设备调度无线电资源的无线电基站以及其中的方法，其中，考虑用户设备和服务基站之间的路径损耗，并考虑用户设备到相邻无线电基站之间的增益。可以通过提供根据下文所附独立权利要求的无线电基站以及其中的方法，获得这些目的和其他目的。根据一个方面，提供服务无线电基站中用于向用户设备调度无线电资源的方法，所述方法包括：估计所述用户设备所使用的信道的第一信道质量，确定所述用户设备和所述服务无线电基站之间的路径损耗，以及，基于所确定的路径损耗确定相应的增益。所述方法还包括：获得所述用户设备到多个相邻无线电基站中的每个无线电基站的增益。此外，所述方法包括：基于所确定的所述用户设备到所述服务无线电基站的增益以及所获得的增益，确定所述用户设备和所述服务无线电基站之间所确定的要被补偿的路径损耗的比例。所述方法还包括：基于所估计的第一信道质量、所确定的比例以及所确定的要补偿的路径损耗，来确定所述信道的第二信道质量；以及，基于所确定的第二信道质量，调度用于所述用户设备的无线电资源。根据一个方案，提供适用于向用户设备调度无线电资源的无线电基站。所述无线电基站被配置为：估计所述用户设备所使用的信道的第一信道质量，以及，确定所述用户设备和所述服务无线电基站之间的路径损耗，并且还被配置为：基于所确定的路径损耗确定相应的增益。此外，所述无线电基站还被配置为：获得所述用户设备到多个相邻无线电基站中的每个无线电基站的增益，以及，基于所确定的所述用户设备到所述服务无线电基站的增益以及所获得的增益，确定所述用户设备和所述服务无线电基站之间所确定的要被补偿的路径损耗的比例。此外，无线电基站被配置为：基于所估计的第一信道质量、所确定的比例以及所确定的路径损耗，来确定所述信道的第二信道质量。无线电基站还被配置为：基于所确定的第二信道质量调度用于所述用户设备的无线电资源。无线电基站以及其中方法具有多个优点。调度器中所使用的用于使UE优先的小区相关路径损耗补偿比例考虑对其他小区产生的可能小区干扰。无线电基站以及其中方法还考虑服务公平需求方面的端用户质量，以使调度器更加公平地进行调度。此外，通过不经常地(但是，如果可能的话，更有效地)调度最差干扰用户设备，来在调度器使小区间干扰功率最小化。无线电基站以及其中方法允许调度器要么基于其自身的目的优化性能，要么以更相邻友好方式执行，使得总体系统性能可以在更现实的不规则网络中受益。附图说明现在将参考附图更详细地描述一些可能的实施例，在附图中：图1是无线电通信网络的示意性总览图。图2是无线电通信网络的示意性总览图。图3是举例说明无线电基站中的方法的流程图。图4是举例说明无线电基站的方框图。图5是举例说明无线电基站的方框图。具体实施方式图1是无线电通信网络的大体总览图。无线电通信网络可以是根据以下标准的网络：例如，长期演进(LTE)、改进LTE、第三代合作伙伴计划(3GPP)宽带码分多址(WCDMA)系统、全球移动通信系统/增强型数据速率GSM演进(GSM/EDGE)、全球微波互通接入(WiMax)或超移动宽带(UMB)，在此仅提到几种。在无线电通信网络中，第一用户设备110通过向无线电基站100发送数据来与无线电基站100进行通信。在上行链路(UL)传输中，从第一用户设备110向无线电基站100发送数据，其中，第一用户设备110使用特定发射功率发送数据。从无线电基站100向第一用户设备110传输的数据被称为下行链路(DL)传输。此外，无线电基站100以及第三用户设备112对第一用户设备110进行服务。无线电基站100控制小区120，在小区120中服务第一用户设备110、第二用户设备111、第三用户设备112。小区120提供对地理区域的无线电覆盖。应该在此提到的是，依据例如无线电接入技术以及所使用的术语，无线电基站100还可以被称为，例如，NodeB、演进NodeB(eNB，eNodeB)、基站收发机、接入点基站、基站路由器或能够与无线电基站100服务的小区120中的用户设备通信的任意其他网络单元。每个用户设备110、111、112可以由例如无线通信终端、移动蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、无线平台、膝上型计算机、计算机或能够与无线电基站100进行无线通信的任意其他类型的设备表示。无线电基站100包括调度算法，该调度算法对由无线电基站100控制的无线电资源提供频谱有效及公平的调度。无线电资源可以是资源要素、资源块或能够实现无线电基站100和用户设备110之间通信的任何资源。根据本文的实施例，调度算法考虑用户设备110、111、112和无线电基站100之间的路径损耗。从而，从用户设备110、111、112的信道质量测量中完全地或部分地移除空间分量，即，路径损耗。因此，无线电基站100可以基于已经基于路径损耗计算的信道质量，向不同用户设备110、111、112调度一个或更多个无线电资源。无线电基站100还可以基于来自各个用户设备110、111、112的传输率，向用户设备110、111、112调度无线电资源。因此，本文的实施例公开了基于用户设备所使用的信道的信道质量和信道上的传输速率的组合，使用户设备优先的调度，其中，已经使用路径损耗作为参数来确定/计算信道质量。此外，根据本文的实施例，还考虑小区布设，该小区布设可以或多或少是不均匀的。例如，在不同小区中，诸如小区大小、业务分布和干扰隔离之类的情况一般是不同的。小区可能通过使需要高发射功率的小区边缘用户优先，向其相邻小区引入干扰。但是，对于和相邻小区良好隔离的小区，例如，室内场景，可以对小区边缘用户安排较低优先级，这将降低小区边缘用户的吞吐量。图2示出了无线电通信网络中的三个小区，即，服务小区220以及两个相邻小区221、222。图2还示出了由小区220中的基站200服务的三个用户设备210、211、212。第一用户设备210被示出具有到服务基站200的增益GS，并还分别具有到基站C1和C2的增益GC1和GC2。应当注意，增益G是基于路径损耗确定的。例如，增益G包括相对应路径损耗PL的倒数，或者增益G一般是路径损耗的倒数(1/PL)的函数，以致G～1/PL。从图2中可以看到，第一用户设备210可以在相邻小区C1和C2中造成一些干扰。小区C1和C2各可以服务若干用户设备(图2中示出)。现在将参考图3的流程图描述服务无线电基站中向用户设备调度无线电资源的示例方法。在无线电通信网络中包含服务无线电基站，并且服务无线电基站控制向若干用户设备调度用于通信的若干无线电资源。该调度基于各个用户设备所使用的信道的信道质量。可以以任意合适顺序执行图3中的不同动作。应当注意，在所示方法开始执行之前，各种事件可能已经发生，但是，为了简洁，不需要在这里详细描述这些可能的事件，因此在图3中省略这些可能的事件。这些可能事件的示例是，第一用户设备希望发送数据，因此发送用于调度上行链路传输中的传输的请求。该请求可以是诸如调度请求(SR)等的任意传输请求。于是，可能的后续事件是用户设备可以发送指示要发送的数据量的缓冲状态报告或要通过信道传送的比特率的指示。可能事件的示例是：用户设备可以以特定周期向无线电基站发送路径损耗指示。例如，用户设备可以向无线电基站发送功率余量报告。功率余量报告提供用户设备的传输功率谱密度(PSD)距离最大PSD上限有多接近的测量，即，指示路径损耗。可以从最大用户设备发射功率(例如，大约24dB)和最大带宽(例如，1个物理资源块(PRB))导出最大PSD上限。图3示出了示例方法，该示例方法包括例如通过确定信道的GINR来估计300用户设备所使用的第一信道质量。可以基于在无线电基站所测量的接收功率以及用户设备所使用的用户通过信道发射的发射功率来确定GINR。可以从用户设备报告或从无线电基站中获取此发射功率。此外，干扰和噪声是GINR计算中所考虑的部分。还可以使用诸如增益与干扰比(GIR)、载波与干扰(C/I)、SINR等其他信道质量指示。该方法还包括确定310从用户设备到无线电基站的路径损耗，以及基于所确定的路径损耗来确定对应的增益。例如，无线电基站可以基于从用户设备接收的、在例如所接收的功率余量报告等中的指示，来确定路径损耗。此外，该方法还包括获得320用户设备到若干相邻无线电基站中的每个无线电基站的增益。如上所述，增益包括路径损耗的倒数。例如，获得用户设备到相邻无线电基站中的每个无线电基站的增益可以是基于例如来自用户设备的、关于从每个相邻基站中接收的参考信号接收功率RSRP的报告。该方法还包括：基于所确定的用户设备到服务无线电基站的增益以及分别获得的用户设备到相邻无线电基站增益，确定330所确定的用户设备和服务无线电基站之间要被补偿的路径损耗的比例。该方法包括：基于所估计的第一信道质量、所确定的比例以及所确定的要被补偿的路径损耗，确定340(或计算)信道的第二信道质量。可以基于以下具有补偿路径损耗的估计GINR来确定第二信道质量，也被称为补偿第一信道质量：GINRcomp＝GINRest+τ*PL(1)其中GINRcomp是被定义为补偿GINR(以dR为单位)的第二信道质量，GINRest是被定义为估计GINR(以dR为单位)的估计第一信道质量，PL是路径损耗(以dR为单位)，以及τ是比例指示符参数。目的是部分或完全地从用户设备的信道质量测量中移除空间分量，这是通过把路径损耗加到信道质量中完成的。通过移除空间分量，可以在信道相关调度中使用时间和频率的快速信道质量变化。参数τ控制应当补偿的路由损失的比例。当使用信道相关调度算法时，此路径损耗的比例控制小区中不同用户设备之间的公平度。τ的设置将被反映到调度器使小区中用户优先中。如果将τ设置为1，小区边缘用户的信道质量分量和小区中心的用户设备信道质量分量在相同范围内变化。这导致小区中央和小区边缘的用户设备之间在小区中具有较高的公平性。此外，τ的设置还控制快速信道变化在用户设备优先化中的使用以及用户设备的平均发射功率。较小值的τ意味着当用户设备具有相对高的信道质量时，可以仅使具有较大路径损耗的用户设备优先。于是，将会不太频繁地调度高路径损耗的用户设备。但是，将在频谱效率最高的情况下调度此用户设备。为了发射相同数目的比特，平均发射功率将较低，这意味着平均的小区间干扰较低。该方法还包括：基于所确定的第二信道质量调度350针对用户设备的无线电资源。根据实施例，确定330用户设备和服务无线电基站之间的所确定的路径损耗的比例包括根据下式确定该比例：其中，Gi，s是所关注的用户设备i和服务基站s之间的增益，Ms是基站所服务的服务小区中用户设备的当前数目，Gi，j是所关注的用户设备i和包括服务基站s的系统中的无线电基站j之间的增益，N是小区的数目，F是预设公平因子。现在来看图2，假定用户设备210靠近小区220的小区边缘，小区220中用户设备210的发射到小区221和222或在小区221和222中产生的干扰将取决于到基站C1(带有附图标记201)和C2(带有附图标记202)的各个增益值GC1和GC2。所产生的干扰还将取决于用户设备210的发射功率。如果用户设备210靠近小区边缘，则GS将相对较低，发射功率将较高，并且GC1和GC2将相对高。因此，从用户设备210的发射将在小区221和222中产生高干扰电平。从干扰的角度看，在此情况下，应该不太经常对用户设备进行调度。考虑这些方面，可以通过基于从小区220中用户设备到服务小区的接收机的路径损耗，以及从小区220中用户设备到系统中其他小区中接收机的路径损耗的测量，计算小区特定设置τs，来提高或优化系统中的干扰情况。在上面等式(2)中给出了计算τs的示例。上面等式(2)的第一部分(即，分数部分)表示小区的几何形态。这是服务小区中的增益和总共分配之间的比例，该总共分配包括服务小区中的增益(即，有用功率)和相邻小区中的代价(即，干扰)。通过向路径损耗补偿比例中引入小区几何形态分量，调度器能够基于当前小区干扰情况控制公平性，从而使用户设备优先变得取决于小区。上面等式(2)的第二部分(即，公平因子F)具有由操作者确定或定义的预设值。在示例中，对每个小区统计地计算τs的值。这是通过例如操作、管理与维护(OAM)子系统来执行的。用户设备可以测量至服务基站的路径损耗，并借助功率余量报告(PHR)向服务无线电基站报告该路径损耗。为了获得相邻小区中的路径损耗，在示例中，无线电基站请求用户设备报告从相邻无线电基站接收的RSRP。在OAM子系统中，例如基于相邻无线电基站的发射功率的内部信息，计算用户设备到相邻无线电基站的路径损耗。然后，相应地计算τs并缓慢地在OAM系统中更新τs，并向无线电基站的调度模块发送τs。根据实施例，确定330用户设备和服务无线电基站之间所确定的路径损耗的比例包括基于用户设备i的几何分布，确定该分数，并包括以计算分数其中，Gi，s是所关注的用户设备i和服务基站s之间的增益，Gi，j是所关注的用户设备i和包括服务基站s的系统中的基站j之间的增益，N是系统中小区的数目，F是预设公平因子。表达式(3)中的是具有服务小区s的用户i的几何分布。然后，调度器基于补偿路径损耗的信道质量测量，使用户设备优先，其中，补偿的幅度是用户设备特定的。根据实施例，估计300第一信道质量包括估计用户设备所使用的信道的第一增益与干扰噪声比GINRest。此外，确定340信道的第二信道质量包括：基于所估计的GINRest、所确定的比例和所确定的要被补偿的路径损耗，根据GINRcomp＝GINRest+fraction*pathloss，来确定第二增益与干扰噪声比GINRcomp。返回图3，在向第一用户设备调度350若干无线电资源中的一个无线电资源之后，可能发生在图3中未示出的几种事件。在一个示例中，无线电基站发送关于所调度的无线电资源的信息。可以从无线电基站在下行链路控制信息(DCI)中发送该信息。对于UL传输，由于SC-FDMA传输方案的限制，向用户设备分配的带宽资源可以总是连续的调度块(SB)集合。在DCI中，由起始调度块(SB)和用于UL的多个SB中的分配大小来指示一个或更多个无线电资源。LTE支持完全动态调度，这意味着，分配给UE的无线电资源被设置为仅对一个子帧有效。在下一子帧中，可以向不同用户设备分配相同无线电资源。因此，无线电基站可以向用户设备发送上行链路(UL)授权。上行链路授权向来自用户设备的传输分配上行链路资源。在示例中，用户设备然后在所调度或所分配的无线电资源上发送诸如上行链路数据之类的数据。为了执行上述示例方法，可以提供适于向用户设备调度无线电资源的无线电基站。现在将参考图4描述作为示例说明的无线电基站，图4是无线电基站400的实施例的方框图。无线电基站可以实现和上述方法相同的目的和优点。因此，为了避免不必要的重复，将更简略地描述图4的无线电基站。无线电基站400被布置为包括在无线电通信网络中，并且被布置为控制被调度用于与多个用户设备410、411、412进行通信的多个无线电资源。多个用户设备包括用户设备410并由无线电基站400服务。无线电基站400被布置为基于各个用户设备410、411、412所使用的信道的信道质量来调度无线电资源。无线电基站400被配置为估计420用户设备410所使用的信道的第一信道质量。在一些实施例中，无线电基站400可以包括接收装置480，并且估计模块420被配置为基于对在接收装置480接收的信号的测量，来估计第一信道质量。无线电基站400还被配置为确定430用户设备410和服务无线电基站400之间的路径损耗，并且还被配置为：基于所确定的路径损耗来确定对应的增益。路径损耗可以基于在接收装置480从用户设备410接收的，或存储在无线电基站400中的路径损耗的指示，例如，所接收的功率测量或所计算的路径损耗。此外，无线电基站400还被配置为获得440用户设备到多个相邻无线电基站中的每个无线电基站的增益。例如，获得用户设备到多个相邻无线电基站中的每个无线电基站的增益可以是基于，例如，来自用户设备的关于从相邻基站中的每个基站接收的参考信号接收功率RSRP的报告。此外，无线电基站400还被配置为基于所确定的用户设备到服务无线电基站的增益以及所获得的增益，借助确定模块来确定450用户设备和服务无线电基站之间所确定的要被补偿的路径损耗的比例。此外，无线电基站400被配置为基于第一信道质量和所确定的比例以及所确定的路径损耗，确定460信道的第二信道质量。无线电基站400还被布置为基于所确定的第二信道质量调度470针对用户设备410的无线电资源。然后，无线电基站400可以被配置为通过发射装置TX485向用户设备410发送调度信息，例如，DCI。无线电基站还可以包括：包括一个或更多个存储单元的存储器490。存储器被布置用于存储数据，例如，估计、路径损耗、信道质量、调度安排以及当在无线电基站400中执行时用于执行本文的方法的应用。图4示出了各种功能性模块420-470作为无线电基站的示例实施例。应当注意，图4仅在逻辑上示出了无线电基站中的各种功能性模块。在实践中，可以使用任意合适的软件和硬件装置/电路等实现该功能。因此，本发明一般不限于所示出的无线电基站的结构和功能性模块。因此，可以以很多方式实现上文所描述的示例性实施例。可以通过一个或更多个处理器(例如，包括图4中示出的无线电基站400中的模块420-470中一些或全部的处理单元)，连同用于执行本文实施例的功能的计算机程序代码，实现用于向用户设备410调度无线电资源的本机制。在图5中示意性地示出了这种实施例，该实施例具有被配置为执行图4中模块420-470功能的处理单元520。如图所示，该模块包括估计模块420、确定模块430、450和460；获得模块440以及调度模块470。这些各个模块根据本发明的实施例，执行相应的方法步骤。例如，本发明的一个实施例包括计算机可读介质，该计算机可读介质具有存储在其中的无线电基站可执行用于执行该方法的指令。计算系统可执行的并存储在计算机可读介质上的指令执行如权利要求中阐述的本发明的方法步骤。这种计算机可读介质可以是以CDROM盘的形式。然而，使用诸如记忆棒的其他类型的数据承载物也是可行的。还可以将计算机程序代码作为在服务器上并被下载到无线电基站400的纯程序代码提供。尽管已经以若干实施例描述了本发明，可以想到，在阅读说明书并研习附图后，对实施例的替代、修改、置换和等同物将变得显而易见。因此，下文所附权利要求意在将这些替代、修改、置换和等同物包含在本发明的范围以及所附权利要求所定义的范围中。