无线通信系统中自适应调整非连续接收模式的方法和装置制造方法
无线通信系统中自适应调整非连续接收模式的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明揭示了一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法。本发明的方法包括步骤：检测无线通信系统的负载变化量；根据检测的负载变化量，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。另外，本发明也可以检测用户信道变化的快慢，根据检测的信道变化的快慢程度，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
【专利说明】无线通信系统中自适应调整非连续接收模式的方法和装置
[0001]分案说明
[0002]本申请是2009年6月11日提交的、发明名称为“无线通信系统中自适应调整非连续接收模式的方法和装置”的中国专利申请200910145794.X的分案申请。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种在无线通信系统中自适应调整用户的非连续接收模式的方法和装置，特别是，涉及根据无线信道的状况自适应地设置用户的非连续接收参数，从而进一步提高非连续接收模式的节电效率的方法和装置。
【背景技术】
[0004]第三代合作伙伴项目(3rdGeneration Partnership Pro ject, 3GPP)作为移动通信领域的重要组织极大地推动了第三代移动通信技术(The Third Generation, 3G)的标准化进展。3GPP制定了一系列包括宽带码分多址接入(Wide Code Division Multiple Access,WCDMA)、高速下行分组接入(High Speed Downl ink Packet Access, HSDPA)、高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access, HSUPA)等在内的通信系统规范。为了应对宽带接入技术的挑战，并满足日益增长的新型业务的需求，3GPP在2004年底启动了 3G长期演进(LTE:Long Term Evolution)技术的标准化工作,希望进一步提高频谱效率,改善小区边缘用户的性能，降低系统延迟，为高速移动用户提供更高速率的接入服务等。
[0005]在上述移动通信系统中，用户和基站之间信息的交互基于双方能量的供给。对于诸如手机、笔记本电脑等绝大多数由电池供电的移动台，其能量储备有限。因此，如何降低能量消耗从而延长用户的待机和服务时间是移动通信系统中需要考虑的关键问题之一。
[0006]为了实现该目的，3GPP的标准中采用了非连续接收(Discontinuous Reception,DRX)模式，通过让用户在与基站约定好的特定时间段内监听信道并接收下行业务，可以减少不必要的监听信道的时间，降低用户的能量消耗。这种DRX模式同样被LTE所采纳。相比于3GPP之前的标准，虽然在其应用的状态、信道以及触发条件上等略有不同，但用户在DRX模式下的操作流程是相同的，都可以用几个特定的参数来表征。
[0007]图1示出了用户在非连续接收模式下的操作流程。如图1所示，在DRX模式下，用户UE (移动终端)交替地处于“激活期”(Active Period)和“睡眠期”(Sle印Period)。在两次连续的激活期的开始时刻，也就是激活期起始点(APSP:Active Period Starting Point)之间的时间间隔被称为一个非连续接收周期(DRX cycle)。在激活期内，用户开启其接收机(Receiver, Rx)以监听控制信道的信息并接收下行数据；而在睡眠期内，UE不需要监听控制信道，从而达到省电的目的。在针对LTE进行整体描述的规范中，对用户处于无线资源控制连接(RRC_C0NNECTED)状态下的DRX进行了说明，并给出以下定义:
[0008]-开启持续时间(on-duration):用户从DRX的睡眠期醒来后等待接收物理下行控制信道(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)的时间，其单位为传输时间间隔(TTI transmission Time Interval,)。用户在从DRX睡眠状态醒来时进入该开启持续时间，如果在这段时间内用户成功地对roCCH进行了解码，用户将保持醒(Awake)的状态，并启动非激活定时器(Inactivity Timer);否则，用户将在DRX配置允许的情况下进入DRX睡眠状态。
[0009]-非激活定时器(inactivitytimer):用户从上一次成功解码F1DCCH之后等待再次成功解码roccH的时间，其单位为TTi。如果用户成功地对roccH进行了解码，用户将保持醒的状态，并且再次启动非激活定时器，直到某个媒体接入控制(MAC =Medium AccessControl)头或者控制消息告诉用户重新进入非连续接收状态，并明确地在MAC有效载荷中指示DRX的周期；或者，该用户在非激活定时器结束时按照预先设定的DRX周期自动重新进入非连续接收状态。
[0010]-DRX周期(DRX Cycle):两个相邻的开启持续时间之间所间隔的时间，这段时间中可能包含处于非激活定时器的时间
[0011]-激活时间(activetime):用户处于醒的状态的时间，包括一个DRX周期内的开启持续时间以及在非激活定时器结束前用户进行连续接收的时间。该激活时间的最小值等于开启持续时间，最大值没有限制。在上述定义的参数中，开启持续时间和非激活定时器是固定的值，由演进的通用地面无线接入网络增强型B节点(Evolved UniversalTerrestrial Access Network NodeB, eNB)(基站)通知用户来进行设置，而激活时间则取决于调度策略以及用户对I3DCCH的解码成功与否。
[0012]通过上述非连续接收，用户不需要持续监听信道，而只是间隔性地在某些特定的时刻醒来，从而减少因为不必要地监听信道以及解码不属于自己的数据而造成的能量消耗，延长用户的待机和服务时间。但是，非连续接收也在时间上限制了用户对下行数据的接收。例如，在图1中，当用户处于睡眠期的时候，即使用户有可能被调度，eNB也要等到该用户的下一次激活期时才会调度该用户，因此，这些数据被延迟。也就是说，用户的激活期限制了用户参与调度的时间；另一方面，由于信道条件的变化，用户在有些时刻被调度的可能性比较低，但是由于激活期的设置使得用户在这个时刻醒来，但是并没有数据的传输，由此增大了无谓的能量损耗。造成这两种结果的主要原因是，在多用户情况下，调度器的调度结果除了和参与调度用户的激活时间有关，还直接受到各个用户无线信道状况的影响，所以，要实现更加有效的节电效果，就应该自适应地调整用户的DRX参数配置，使其与无线信道状况相配合。
[0013]图2和3分别示出了在不同用户数的情况下进行非连续接收时对调度结果影响的示意图。这里把无线资源表示为二维无线资源块的集合，横轴代表时间域，以TTI为单位，纵轴代表频域，以子载波为单位。这样，在一个TTI内，一定数目的子载波(比如LTE中通常采用12个连续的子载波)组成的二维区域被称为一个资源块(RB Resource Block)，对应的一个TTI内资源块的数目用Nkb来表示。图2以Nkb=2为例给出了在不同用户数的情况下进行非连续接收时对调度结果影响的示意图。eNB (基站)基于这样的无线资源集合进行资源分配，并在相应的资源块上把数据传递给对应的用户。如图2所示，假设当前系统中有四个用户UEl, UE2, UE3, UE4，他们处于非连续接收状态并且具有相同的DRX周期和不同的激活期，在各自定义好的时间段内醒来监听信道并且接收属于自己的数据。每个时刻eNB都会检测处于激活期的用户，并且在存储器中有指向他们的数据时，为他们分配资源。当用户数从4增大到6的时候，如图3所示，假设用户的DRX参数配置没有改变，可以看到此时用户3(UE3)和用户4(UE4)由于有了用户5和6的竞争，在有的激活期内没有被调度上，要等到下次激活期才会被调度，这样就会使得用户3，4造成了无谓的功率损耗。从系统角度看，由于多用户分集，每个时刻处于激活期的用户数越多，会有越高的系统吞吐量。
[0014]图4示出了系统吞吐量随处于激活期的用户数的改变而变化的趋势示意图。如图4所示，虽然系统的吞吐量随着参与调度的用户数的增大而增大，但是当用户数达到一定数量以后，系统吞吐量的增长并不明显，用户的耗电量却与处于激活期的时间长度成正比例关系。因此，一味地增大激活用户数并不能明显地改善系统吞吐量，反而会增大用户的耗电量。另外，系统的负载是随时间变化的，例如，白天工作时间系统负载比较大，夜间时系统负载比较小，如果采用相同的DRX参数配置，就会使得系统负载大的时候处于激活期的用户数过多，无谓地消耗用户电量。
[0015]图5示出了信道变化情况不同的用户在相同的DRX非激活定时器设置下，所处激活期的示意图。如图5a所示，当用户的信道变化较慢时，例如用户移动速度比较小时，在开启的某个非激活定时器内，一旦用户在某个时刻不被调度，由于信道相关性的影响，非激活定时器内后面的时间不被调度的可能性也比较大，即Periodl内不被调度的可能性比较大。如果非激活定时器过长，这个用户就可能在很长的时间内处于激活而没有被调度的状态，也就是无谓地消耗了电量。相反，如果将非激活定时器设置为比较短的值，则不会发生这种情况，并且由于只要用户被调度，就会重新开启一个非激活定时器，所以用户并不会错过可能被调度的时间。如图5b所示，当用户的信道变化比较快的时候，例如，用户移动速度比较大时，该用户在某个时刻是否被调度与在此后的时间内被调度的可能性相关性不强。所以，用户的激活时间越长，可能被调度的机会越多。这样，如果根据传统的方法，即在不同的信道变化速度的情况下，给用户设置相同的非激活定时器时间长度，会使得信道变化慢的用户无谓地消耗电量，而信道变化快的用户的传输速率受到限制，也即DRX的节能效率没有得到更好的利用。因此需要根据无线信道的状况，自适应的调整DRX参数，从而获得更加有效率的节能效果。即，在极小的吞吐量损失的情况下，节省更多的用户能量。
[0016]如上所述，用户的非连续接收取决于几个参数的设置:开启持续时间、非激活定时器、DRX周期。其中开启持续时间和DRX周期在很大程度上决定了用户处于激活期的时间所占的比例，从而也就决定了在某一时刻整个系统中处于激活期的用户数的多少。因此，通过调整DRX周期和开启持续时间的关系，可以调整处于激活期的用户数，从而解决系统负载大时的节电问题。另一方面，非激活定时器的长度决定了用户被调度后连续监听信道的时间，对用户的激活时间也有影响。因此，根据信道变化快慢调整现有技术中用户的非激活定时器时间长度，可以有效地提高不同信道变化用户混合情况下的节能效率。在现有的技术中，开启持续时间、DRX周期和非激活定时器通常由用户的业务类型所决定，并且不随着系统负载的多少和信道变化的快慢进行调整。然而，从前面的分析可以看出，这样设置DRX参数的方式，会使得部分用户在不太可能被调度的时刻被激活，无谓地耗费电量，而另一部分用户可能在即便可能被调度的情况下仍然处于睡眠期，降低了系统的吞吐量。
[0017]综上所述，传统DRX参数设置方法的节电效率有待提高。因此需要一种方法来解决传统DRX参数设置方法节电效率不高的问题，使得在保证系统吞吐量要求的情况下，更加有效地节省用户的电量、延长用户待机时间。
【发明内容】
[0018]本发明的一个目的是提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法和装置，能够根据无线信道状况来设置开启持续时间、非激活定时器和DRX周期，从而进一步提高用户非连续接收的节电效率，更有效地延长用户待机时间。
[0019]本发明的另一个目的是提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法和装置，能够利用系统的负载信息和信道变化快慢信息自适应的调整开启持续时间、非激活定时器和DRX周期，从而进一步提高非连续接收的节电效率，更有效地延长用户待机时间。
[0020]根据本发明的一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法，所述方法包括步骤:检测无线通信系统的负载变化量；根据检测的负载变化量，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
[0021]根据本发明的另一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法，包括步骤:检测用户信道变化的快慢；根据用户信道变化的快慢程度，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
[0022]根据本发明的再一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的系统，包括:非连续接收参数计算装置，用于获得非连续接收参数，并计算开启持续时间与非连续接收周期的比值；非连续接收参数状态寄存器，用于保存非连续接收参数和所计算的所述比值；非连续接收参数配置封装装置，用于将非连续接收参数，和计算的开启持续时间与非连续接收周期的比值封装成非连续接收配置信息；非连续接收调整装置，用于根据接收到的非连续接收配置信息来调整用户的非连续接收状态；第一发射/接收装置，用于向用户发射非连续接收配置信息和接收来自用户的信息；第二发射/接收装置，用于接收所述第一发射/接收装置发送的非连续接收配置信息。
[0023]根据本发明的再一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的系统，包括:非连续接收参数计算装置，用于根据用户信道变化状况信息来计算用户的非激活定时器时间长度；非连续接收参数状态寄存器，用于保存用户信道变化状况信息和所计算的非激活定时器时间长度；非连续接收参数配置封装装置，用于将非连续接收参数，和计算的用户信道变化状况信息和所计算的非激活定时器时间长度封装成非连续接收配置信息；非连续接收调整装置，用于根据接收到的非连续接收配置信息来调整用户的非连续接收状态；第一发射/接收装置，用于向用户发射非连续接收配置信息和接收来自用户的信息；第二发射/接收装置，用于接收所述第一发射/接收装置发送的非连续接收配置信息。
[0024]按照本发明，根据无线信道的状况自适应地调整诸如DRX周期、开启持续时间以及非激活定时器之类的DRX参数，使得用户的激活时间适应无线信道的变化，避免用户在调度可能性不大的情况下激活，在更大的程度上利用了非连续接收的节电特性，能够获得更加有效率的节电方式，在可接受的系统吞吐量损失范围内，明显减少了功率损耗。另外，根据信道变化快慢来调整非激活定时器时间长度还能够减少传输相同大小的文件所要占用的时间。
【专利附图】
【附图说明】[0025]通过下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中:
[0026]图1示出了用户在非连续接收模式下的操作流程示意图；
[0027]图2示出了根据现有技术在用户数为4时进行非连续接收时对调度结果影响的示意图；
[0028]图3示出了根据现有技术在用户数为6时进行非连续接收时对调度结果影响的示意图；
[0029]图4示出了在现有技术的DRX模式下，系统吞吐量随处于激活期的用户数变化趋势示意图；
[0030]图5a和5b示出了在现有技术的DRX模式下，不同信道变化情况的用户在相同的DRX非激活定时器设置下所处激活期的示意图；
[0031]图6示出了根据本发明的第一实施例eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续时间和DRX周期之间的比值的流程图；
[0032]图7示出了根据本发明的第一实施例eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续时间和DRX周期之间的比值的示意图；
[0033]图8示出了根据本发明的第二实施例eNB根据用户信道变化的快慢程度自适应调整非激活定时器时间长度的流程图；
[0034]图9示出了根据本发明的第二实施例当多用户的信道变化不同时非激活定时器的设置示意图；
[0035]图10示出了根据本发明在系统提供多种业务时eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续时间和DRX周期之间的比值的示意图；
[0036]图11示出了根据本发明在系统提供多种业务时eNB根据用户信道变化快慢程度自适应调整非激活定时器时间长度的示意图；
[0037]图12示出了根据本发明两种eNB为用户配置DRX参数的信令示意图；和
[0038]图13示出了根据本发明的eNB根据系统负载大小自适应调整DRX参数的装置图。
【具体实施方式】
[0039]下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。
[0040]根据本发明，为了保证无线通信系统的吞吐量并节省用户的电能损耗，需要根据无线信道状况来自适应地设置DRX参数，以提高DRX模式的节电效果。为此，可以根据无线通信系统中无线信道的不同状况采用不同的方式来设置DRX参数。下面结合附图对此进行描述。
[0041]第一实施方式
[0042]根据前面描述的系统吞吐量与系统负载之间的关系可以看出，随着在某个时刻处于激活期的用户数量的增多，系统吞吐量增大的数量并不明显。这种情况下，如果额外增多处于激活期的用户数量，对系统吞吐量的贡献很小。基于此，可以在系统负载比较少时，希望有足够多处于激活期的用户来保证系统的吞吐量，而在处于激活期的用户数量增大到一定程度后，由于用户数量的增加不能明显增大系统的吞吐量，因此希望限制处于激活期的用户数量，有效率地节省用户的电能。
[0043]为此，可以根据无线通信系统的负载情况来调整用户的开启持续时间和DRX周期之间的比值。具体地讲，当无线通信系统的负载大时，可以降低开启持续时间和DRX周期之间的比值，而当无线通信系统的负载较小时，可以提高开启持续时间和DRX周期之间的比值。
[0044]为了在保证系统吞吐量的情况下节省用户的电能消耗，在本发明中定义了参数K。参数K表示开启持续时间和DRX周期之间的比值，即K相当于描述了一个用户在一个DRX周期中处于激活期的时间。从系统的角度来看，K间接地描述了某个时刻处于激活期的用户数量，即Ntl ^ NXK，其中N表示系统负载的大小，Ntl表示希望某个时刻处于激活期的用户数量。就是说，可以检测无线通信系统的负载变化量，并根据检测的负载变化量，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。如果要控制某个时刻处于激活期的用户数量，可以通过调整K的值来实现。
[0045]图6示出了根据本发明的第一实施例eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续时间和DRX周期之间的比值的流程图。下面参考图6描述自适应设置DRX参数的第一实施方式。
[0046]在步骤S601，开始时可以初始化系统负载为N1、开启持续时间和DRX周期之间的比值为I。在步骤S602，基站(eNB)检测当前的系统负载N2,并根据当前的系统负载N2实时地统计系统的负载大小，并且计算负载的变化量ΛΝ。在此，N1是初始化时系统的负载大小，N2是实时统计的系统负载大小。此后，在步骤S603，eNB判断ΛΝ的大小是否满足要求，即是否大于或等于系统所设置的负载门限值thresholdl,例如thresholdl = 20。当ΔΝ大于或等于系统所设置的负载门限值thresholdl时，eNB认为需要对DRX的参数配置进行调整。这种情况下，流程进行到步骤S605，调整K值的大小。而当在步骤S603判断ΛΝ小于系统所设置的门限值thresholdl时，eNB认为没有必要调整DRX参数。此时，流程返回到步骤S602，继续统计负载信息。
[0047]在步骤S605，eNB根据下面的表达式(I)计算当负载变化时要保持系统吞吐量不变所需要的K值大小，即K2。
[0048]
【权利要求】
1.一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法，所述方法包括步骤: 检测用户信道变化的快慢程度； 根据用户信道变化的快慢程度，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤:计算不同的信道变化速度下用户的非激活定时器时间长度，获得信道变化速度与用户的非激活定时器长度之间对应关系的映射表。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括步骤: 如果用户的移动速度低于预定的门限值S1，减少所述用户的非激活定时器时间长度； 计算减少所述用户的非激活定时器时间长度后所述用户节省功率的百分比； 如果节省功率百分比值大于预定门限值，停止对所述用户的非激活定时器时间长度进行调整；和 如果用户的移动速度不低于预定的门限值S1，增加用户的非激活定时器时间长度。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括计算非激活定时器时间长度增加后系统吞吐量提高的百分比的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括将系统吞吐量提高的百分比与预定的系统门限值进行比较的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中如果比较结果大于所述预定的系统门限值，停止增加用户的非激活定时器时间长度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中如果比较结果不大于所述预定的系统门限值，继续增加用户的非激活定时器时间长度。
8.一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的系统，包括: 非连续接收参数计算装置，用于根据用户信道变化状况信息来计算用户的非激活定时器时间长度； 非连续接收参数状态寄存器，用于保存用户信道变化状况信息和所计算的非激活定时器时间长度； 非连续接收参数配置封装装置，用于将非连续接收参数，和计算的用户信道变化状况信息和所计算的非激活定时器时间长度封装成非连续接收配置信息； 非连续接收调整装置，用于根据接收到的非连续接收配置信息来调整用户的非连续接收状态； 第一发射/接收装置，用于向用户发射非连续接收配置信息和接收来自用户的信息； 第二发射/接收装置，用于接收所述第一发射/接收装置发送的非连续接收配置信息。
【文档编号】H04W52/02GK103997773SQ201410203110
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2009年6月11日 优先权日:2009年6月11日
【发明者】刘柳, 佘小明, 陈岚 申请人:株式会社Ntt都科摩
【专利摘要】本发明揭示了一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法。本发明的方法包括步骤：检测无线通信系统的负载变化量；根据检测的负载变化量，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。另外，本发明也可以检测用户信道变化的快慢，根据检测的信道变化的快慢程度，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
【专利说明】无线通信系统中自适应调整非连续接收模式的方法和装置
[0001]分案说明
[0002]本申请是2009年6月11日提交的、发明名称为“无线通信系统中自适应调整非连续接收模式的方法和装置”的中国专利申请200910145794.X的分案申请。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种在无线通信系统中自适应调整用户的非连续接收模式的方法和装置，特别是，涉及根据无线信道的状况自适应地设置用户的非连续接收参数，从而进一步提高非连续接收模式的节电效率的方法和装置。
【背景技术】
[0004]第三代合作伙伴项目(3rdGeneration Partnership Pro ject, 3GPP)作为移动通信领域的重要组织极大地推动了第三代移动通信技术(The Third Generation, 3G)的标准化进展。3GPP制定了一系列包括宽带码分多址接入(Wide Code Division Multiple Access,WCDMA)、高速下行分组接入(High Speed Downl ink Packet Access, HSDPA)、高速上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access, HSUPA)等在内的通信系统规范。为了应对宽带接入技术的挑战，并满足日益增长的新型业务的需求，3GPP在2004年底启动了 3G长期演进(LTE:Long Term Evolution)技术的标准化工作,希望进一步提高频谱效率,改善小区边缘用户的性能，降低系统延迟，为高速移动用户提供更高速率的接入服务等。
[0005]在上述移动通信系统中，用户和基站之间信息的交互基于双方能量的供给。对于诸如手机、笔记本电脑等绝大多数由电池供电的移动台，其能量储备有限。因此，如何降低能量消耗从而延长用户的待机和服务时间是移动通信系统中需要考虑的关键问题之一。
[0006]为了实现该目的，3GPP的标准中采用了非连续接收(Discontinuous Reception,DRX)模式，通过让用户在与基站约定好的特定时间段内监听信道并接收下行业务，可以减少不必要的监听信道的时间，降低用户的能量消耗。这种DRX模式同样被LTE所采纳。相比于3GPP之前的标准，虽然在其应用的状态、信道以及触发条件上等略有不同，但用户在DRX模式下的操作流程是相同的，都可以用几个特定的参数来表征。
[0007]图1示出了用户在非连续接收模式下的操作流程。如图1所示，在DRX模式下，用户UE (移动终端)交替地处于“激活期”(Active Period)和“睡眠期”(Sle印Period)。在两次连续的激活期的开始时刻，也就是激活期起始点(APSP:Active Period Starting Point)之间的时间间隔被称为一个非连续接收周期(DRX cycle)。在激活期内，用户开启其接收机(Receiver, Rx)以监听控制信道的信息并接收下行数据；而在睡眠期内，UE不需要监听控制信道，从而达到省电的目的。在针对LTE进行整体描述的规范中，对用户处于无线资源控制连接(RRC_C0NNECTED)状态下的DRX进行了说明，并给出以下定义:
[0008]-开启持续时间(on-duration):用户从DRX的睡眠期醒来后等待接收物理下行控制信道(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)的时间，其单位为传输时间间隔(TTI transmission Time Interval,)。用户在从DRX睡眠状态醒来时进入该开启持续时间，如果在这段时间内用户成功地对roCCH进行了解码，用户将保持醒(Awake)的状态，并启动非激活定时器(Inactivity Timer);否则，用户将在DRX配置允许的情况下进入DRX睡眠状态。
[0009]-非激活定时器(inactivitytimer):用户从上一次成功解码F1DCCH之后等待再次成功解码roccH的时间，其单位为TTi。如果用户成功地对roccH进行了解码，用户将保持醒的状态，并且再次启动非激活定时器，直到某个媒体接入控制(MAC =Medium AccessControl)头或者控制消息告诉用户重新进入非连续接收状态，并明确地在MAC有效载荷中指示DRX的周期；或者，该用户在非激活定时器结束时按照预先设定的DRX周期自动重新进入非连续接收状态。
[0010]-DRX周期(DRX Cycle):两个相邻的开启持续时间之间所间隔的时间，这段时间中可能包含处于非激活定时器的时间
[0011]-激活时间(activetime):用户处于醒的状态的时间，包括一个DRX周期内的开启持续时间以及在非激活定时器结束前用户进行连续接收的时间。该激活时间的最小值等于开启持续时间，最大值没有限制。在上述定义的参数中，开启持续时间和非激活定时器是固定的值，由演进的通用地面无线接入网络增强型B节点(Evolved UniversalTerrestrial Access Network NodeB, eNB)(基站)通知用户来进行设置，而激活时间则取决于调度策略以及用户对I3DCCH的解码成功与否。
[0012]通过上述非连续接收，用户不需要持续监听信道，而只是间隔性地在某些特定的时刻醒来，从而减少因为不必要地监听信道以及解码不属于自己的数据而造成的能量消耗，延长用户的待机和服务时间。但是，非连续接收也在时间上限制了用户对下行数据的接收。例如，在图1中，当用户处于睡眠期的时候，即使用户有可能被调度，eNB也要等到该用户的下一次激活期时才会调度该用户，因此，这些数据被延迟。也就是说，用户的激活期限制了用户参与调度的时间；另一方面，由于信道条件的变化，用户在有些时刻被调度的可能性比较低，但是由于激活期的设置使得用户在这个时刻醒来，但是并没有数据的传输，由此增大了无谓的能量损耗。造成这两种结果的主要原因是，在多用户情况下，调度器的调度结果除了和参与调度用户的激活时间有关，还直接受到各个用户无线信道状况的影响，所以，要实现更加有效的节电效果，就应该自适应地调整用户的DRX参数配置，使其与无线信道状况相配合。
[0013]图2和3分别示出了在不同用户数的情况下进行非连续接收时对调度结果影响的示意图。这里把无线资源表示为二维无线资源块的集合，横轴代表时间域，以TTI为单位，纵轴代表频域，以子载波为单位。这样，在一个TTI内，一定数目的子载波(比如LTE中通常采用12个连续的子载波)组成的二维区域被称为一个资源块(RB Resource Block)，对应的一个TTI内资源块的数目用Nkb来表示。图2以Nkb=2为例给出了在不同用户数的情况下进行非连续接收时对调度结果影响的示意图。eNB (基站)基于这样的无线资源集合进行资源分配，并在相应的资源块上把数据传递给对应的用户。如图2所示，假设当前系统中有四个用户UEl, UE2, UE3, UE4，他们处于非连续接收状态并且具有相同的DRX周期和不同的激活期，在各自定义好的时间段内醒来监听信道并且接收属于自己的数据。每个时刻eNB都会检测处于激活期的用户，并且在存储器中有指向他们的数据时，为他们分配资源。当用户数从4增大到6的时候，如图3所示，假设用户的DRX参数配置没有改变，可以看到此时用户3(UE3)和用户4(UE4)由于有了用户5和6的竞争，在有的激活期内没有被调度上，要等到下次激活期才会被调度，这样就会使得用户3，4造成了无谓的功率损耗。从系统角度看，由于多用户分集，每个时刻处于激活期的用户数越多，会有越高的系统吞吐量。
[0014]图4示出了系统吞吐量随处于激活期的用户数的改变而变化的趋势示意图。如图4所示，虽然系统的吞吐量随着参与调度的用户数的增大而增大，但是当用户数达到一定数量以后，系统吞吐量的增长并不明显，用户的耗电量却与处于激活期的时间长度成正比例关系。因此，一味地增大激活用户数并不能明显地改善系统吞吐量，反而会增大用户的耗电量。另外，系统的负载是随时间变化的，例如，白天工作时间系统负载比较大，夜间时系统负载比较小，如果采用相同的DRX参数配置，就会使得系统负载大的时候处于激活期的用户数过多，无谓地消耗用户电量。
[0015]图5示出了信道变化情况不同的用户在相同的DRX非激活定时器设置下，所处激活期的示意图。如图5a所示，当用户的信道变化较慢时，例如用户移动速度比较小时，在开启的某个非激活定时器内，一旦用户在某个时刻不被调度，由于信道相关性的影响，非激活定时器内后面的时间不被调度的可能性也比较大，即Periodl内不被调度的可能性比较大。如果非激活定时器过长，这个用户就可能在很长的时间内处于激活而没有被调度的状态，也就是无谓地消耗了电量。相反，如果将非激活定时器设置为比较短的值，则不会发生这种情况，并且由于只要用户被调度，就会重新开启一个非激活定时器，所以用户并不会错过可能被调度的时间。如图5b所示，当用户的信道变化比较快的时候，例如，用户移动速度比较大时，该用户在某个时刻是否被调度与在此后的时间内被调度的可能性相关性不强。所以，用户的激活时间越长，可能被调度的机会越多。这样，如果根据传统的方法，即在不同的信道变化速度的情况下，给用户设置相同的非激活定时器时间长度，会使得信道变化慢的用户无谓地消耗电量，而信道变化快的用户的传输速率受到限制，也即DRX的节能效率没有得到更好的利用。因此需要根据无线信道的状况，自适应的调整DRX参数，从而获得更加有效率的节能效果。即，在极小的吞吐量损失的情况下，节省更多的用户能量。
[0016]如上所述，用户的非连续接收取决于几个参数的设置:开启持续时间、非激活定时器、DRX周期。其中开启持续时间和DRX周期在很大程度上决定了用户处于激活期的时间所占的比例，从而也就决定了在某一时刻整个系统中处于激活期的用户数的多少。因此，通过调整DRX周期和开启持续时间的关系，可以调整处于激活期的用户数，从而解决系统负载大时的节电问题。另一方面，非激活定时器的长度决定了用户被调度后连续监听信道的时间，对用户的激活时间也有影响。因此，根据信道变化快慢调整现有技术中用户的非激活定时器时间长度，可以有效地提高不同信道变化用户混合情况下的节能效率。在现有的技术中，开启持续时间、DRX周期和非激活定时器通常由用户的业务类型所决定，并且不随着系统负载的多少和信道变化的快慢进行调整。然而，从前面的分析可以看出，这样设置DRX参数的方式，会使得部分用户在不太可能被调度的时刻被激活，无谓地耗费电量，而另一部分用户可能在即便可能被调度的情况下仍然处于睡眠期，降低了系统的吞吐量。
[0017]综上所述，传统DRX参数设置方法的节电效率有待提高。因此需要一种方法来解决传统DRX参数设置方法节电效率不高的问题，使得在保证系统吞吐量要求的情况下，更加有效地节省用户的电量、延长用户待机时间。
【发明内容】
[0018]本发明的一个目的是提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法和装置，能够根据无线信道状况来设置开启持续时间、非激活定时器和DRX周期，从而进一步提高用户非连续接收的节电效率，更有效地延长用户待机时间。
[0019]本发明的另一个目的是提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法和装置，能够利用系统的负载信息和信道变化快慢信息自适应的调整开启持续时间、非激活定时器和DRX周期，从而进一步提高非连续接收的节电效率，更有效地延长用户待机时间。
[0020]根据本发明的一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法，所述方法包括步骤:检测无线通信系统的负载变化量；根据检测的负载变化量，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
[0021]根据本发明的另一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法，包括步骤:检测用户信道变化的快慢；根据用户信道变化的快慢程度，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
[0022]根据本发明的再一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的系统，包括:非连续接收参数计算装置，用于获得非连续接收参数，并计算开启持续时间与非连续接收周期的比值；非连续接收参数状态寄存器，用于保存非连续接收参数和所计算的所述比值；非连续接收参数配置封装装置，用于将非连续接收参数，和计算的开启持续时间与非连续接收周期的比值封装成非连续接收配置信息；非连续接收调整装置，用于根据接收到的非连续接收配置信息来调整用户的非连续接收状态；第一发射/接收装置，用于向用户发射非连续接收配置信息和接收来自用户的信息；第二发射/接收装置，用于接收所述第一发射/接收装置发送的非连续接收配置信息。
[0023]根据本发明的再一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的系统，包括:非连续接收参数计算装置，用于根据用户信道变化状况信息来计算用户的非激活定时器时间长度；非连续接收参数状态寄存器，用于保存用户信道变化状况信息和所计算的非激活定时器时间长度；非连续接收参数配置封装装置，用于将非连续接收参数，和计算的用户信道变化状况信息和所计算的非激活定时器时间长度封装成非连续接收配置信息；非连续接收调整装置，用于根据接收到的非连续接收配置信息来调整用户的非连续接收状态；第一发射/接收装置，用于向用户发射非连续接收配置信息和接收来自用户的信息；第二发射/接收装置，用于接收所述第一发射/接收装置发送的非连续接收配置信息。
[0024]按照本发明，根据无线信道的状况自适应地调整诸如DRX周期、开启持续时间以及非激活定时器之类的DRX参数，使得用户的激活时间适应无线信道的变化，避免用户在调度可能性不大的情况下激活，在更大的程度上利用了非连续接收的节电特性，能够获得更加有效率的节电方式，在可接受的系统吞吐量损失范围内，明显减少了功率损耗。另外，根据信道变化快慢来调整非激活定时器时间长度还能够减少传输相同大小的文件所要占用的时间。
【专利附图】
【附图说明】[0025]通过下面结合【专利附图】
【附图说明】本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中:
[0026]图1示出了用户在非连续接收模式下的操作流程示意图；
[0027]图2示出了根据现有技术在用户数为4时进行非连续接收时对调度结果影响的示意图；
[0028]图3示出了根据现有技术在用户数为6时进行非连续接收时对调度结果影响的示意图；
[0029]图4示出了在现有技术的DRX模式下，系统吞吐量随处于激活期的用户数变化趋势示意图；
[0030]图5a和5b示出了在现有技术的DRX模式下，不同信道变化情况的用户在相同的DRX非激活定时器设置下所处激活期的示意图；
[0031]图6示出了根据本发明的第一实施例eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续时间和DRX周期之间的比值的流程图；
[0032]图7示出了根据本发明的第一实施例eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续时间和DRX周期之间的比值的示意图；
[0033]图8示出了根据本发明的第二实施例eNB根据用户信道变化的快慢程度自适应调整非激活定时器时间长度的流程图；
[0034]图9示出了根据本发明的第二实施例当多用户的信道变化不同时非激活定时器的设置示意图；
[0035]图10示出了根据本发明在系统提供多种业务时eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续时间和DRX周期之间的比值的示意图；
[0036]图11示出了根据本发明在系统提供多种业务时eNB根据用户信道变化快慢程度自适应调整非激活定时器时间长度的示意图；
[0037]图12示出了根据本发明两种eNB为用户配置DRX参数的信令示意图；和
[0038]图13示出了根据本发明的eNB根据系统负载大小自适应调整DRX参数的装置图。
【具体实施方式】
[0039]下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。
[0040]根据本发明，为了保证无线通信系统的吞吐量并节省用户的电能损耗，需要根据无线信道状况来自适应地设置DRX参数，以提高DRX模式的节电效果。为此，可以根据无线通信系统中无线信道的不同状况采用不同的方式来设置DRX参数。下面结合附图对此进行描述。
[0041]第一实施方式
[0042]根据前面描述的系统吞吐量与系统负载之间的关系可以看出，随着在某个时刻处于激活期的用户数量的增多，系统吞吐量增大的数量并不明显。这种情况下，如果额外增多处于激活期的用户数量，对系统吞吐量的贡献很小。基于此，可以在系统负载比较少时，希望有足够多处于激活期的用户来保证系统的吞吐量，而在处于激活期的用户数量增大到一定程度后，由于用户数量的增加不能明显增大系统的吞吐量，因此希望限制处于激活期的用户数量，有效率地节省用户的电能。
[0043]为此，可以根据无线通信系统的负载情况来调整用户的开启持续时间和DRX周期之间的比值。具体地讲，当无线通信系统的负载大时，可以降低开启持续时间和DRX周期之间的比值，而当无线通信系统的负载较小时，可以提高开启持续时间和DRX周期之间的比值。
[0044]为了在保证系统吞吐量的情况下节省用户的电能消耗，在本发明中定义了参数K。参数K表示开启持续时间和DRX周期之间的比值，即K相当于描述了一个用户在一个DRX周期中处于激活期的时间。从系统的角度来看，K间接地描述了某个时刻处于激活期的用户数量，即Ntl ^ NXK，其中N表示系统负载的大小，Ntl表示希望某个时刻处于激活期的用户数量。就是说，可以检测无线通信系统的负载变化量，并根据检测的负载变化量，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。如果要控制某个时刻处于激活期的用户数量，可以通过调整K的值来实现。
[0045]图6示出了根据本发明的第一实施例eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续时间和DRX周期之间的比值的流程图。下面参考图6描述自适应设置DRX参数的第一实施方式。
[0046]在步骤S601，开始时可以初始化系统负载为N1、开启持续时间和DRX周期之间的比值为I。在步骤S602，基站(eNB)检测当前的系统负载N2,并根据当前的系统负载N2实时地统计系统的负载大小，并且计算负载的变化量ΛΝ。在此，N1是初始化时系统的负载大小，N2是实时统计的系统负载大小。此后，在步骤S603，eNB判断ΛΝ的大小是否满足要求，即是否大于或等于系统所设置的负载门限值thresholdl,例如thresholdl = 20。当ΔΝ大于或等于系统所设置的负载门限值thresholdl时，eNB认为需要对DRX的参数配置进行调整。这种情况下，流程进行到步骤S605，调整K值的大小。而当在步骤S603判断ΛΝ小于系统所设置的门限值thresholdl时，eNB认为没有必要调整DRX参数。此时，流程返回到步骤S602，继续统计负载信息。
[0047]在步骤S605，eNB根据下面的表达式(I)计算当负载变化时要保持系统吞吐量不变所需要的K值大小，即K2。
[0048]
【权利要求】
1.一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法，所述方法包括步骤: 检测用户信道变化的快慢程度； 根据用户信道变化的快慢程度，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤:计算不同的信道变化速度下用户的非激活定时器时间长度，获得信道变化速度与用户的非激活定时器长度之间对应关系的映射表。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括步骤: 如果用户的移动速度低于预定的门限值S1，减少所述用户的非激活定时器时间长度； 计算减少所述用户的非激活定时器时间长度后所述用户节省功率的百分比； 如果节省功率百分比值大于预定门限值，停止对所述用户的非激活定时器时间长度进行调整；和 如果用户的移动速度不低于预定的门限值S1，增加用户的非激活定时器时间长度。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括计算非激活定时器时间长度增加后系统吞吐量提高的百分比的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括将系统吞吐量提高的百分比与预定的系统门限值进行比较的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其中如果比较结果大于所述预定的系统门限值，停止增加用户的非激活定时器时间长度。
7.根据权利要求6所述的方法，其中如果比较结果不大于所述预定的系统门限值，继续增加用户的非激活定时器时间长度。
8.一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的系统，包括: 非连续接收参数计算装置，用于根据用户信道变化状况信息来计算用户的非激活定时器时间长度； 非连续接收参数状态寄存器，用于保存用户信道变化状况信息和所计算的非激活定时器时间长度； 非连续接收参数配置封装装置，用于将非连续接收参数，和计算的用户信道变化状况信息和所计算的非激活定时器时间长度封装成非连续接收配置信息； 非连续接收调整装置，用于根据接收到的非连续接收配置信息来调整用户的非连续接收状态； 第一发射/接收装置，用于向用户发射非连续接收配置信息和接收来自用户的信息； 第二发射/接收装置，用于接收所述第一发射/接收装置发送的非连续接收配置信息。
【文档编号】H04W52/02GK103997773SQ201410203110
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2009年6月11日 优先权日:2009年6月11日
【发明者】刘柳, 佘小明, 陈岚 申请人:株式会社Ntt都科摩
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