一种3D-MIMO基站的增强型控制信道资源配置方法及设备与流程

本发明实施例涉及通信技术领域，更具体地，涉及一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置方法及设备。

背景技术：

据3gpp协议，lte的每个下行子帧分为控制区域与数据区域，如图1，其中控制区域占用1至4个ofdm符号(带宽为1.4mhz时占用4个ofdm符号)，由pdcch(physicaldownlinkcontrolchannel)、phich(physicalhybridarqindicatorchannel)、pcfich(physicalcontrolformatindicatorchannel)、rs(referencesignal)组成。其中，pdcch用于传输系统消息、寻呼消息等公共控制信息以及下行资源分配指示、随机接入响应、上行功率控制、上行授权等用户专属信息；pdcch通过一个或多个cce(controlchannelelement)进行传输，每个cce包含9个reg(resourceelementgroup)，每个reg包含4个re(resourceelement)。可见，由于时频资源的限制，pdcch的信道容量是固定的。

考虑控制信道容量可能受限等因素，3gpp定义了一种增强型的下行控制信道(enhancedpdcch)，其占用pdsch作为控制信道，根据3gpp协议36.300-5.1.3节，epdcch携带用户专属信号(即仅有用户专属搜索空间)，其功能与pdcch相同，由此扩充控制信道资源。

目前，大规模天线阵列多输入多输出技术(massiveantennasmultiple-input-multiple-output，massivemimo)通过大规模天线扩展现有多输入多输出技术，从而显著提高无线系统容量与可靠性，是5g关键技术之一，考虑其大规模天线扩大了空间分辨率，业内也将其称为3d-mimo。

3gpp协议36.213-7.1规定了pdsch所支持的tm(transmissionmode)有10种，其中tm9、tm10支持pdsch传输层数达到8层，即支持在同个rb上并行传输8个ue数据其前提多个ue间的信道正交化。3d-mimo由于配置大规模天线，提高了波束空间分辨率，从而更好地支持多层数据并行传输，从而提高其吞吐量。

根据上述可知，3d-mimo基站的设计初衷是提高单站吞吐量，协议所支持的tm9、tm10使pdsch容量得到较大提升。然而，对于pdcch，3gpp协议缺乏空分复用的功能定义，因此，在一些场景将出现pdsch资源冗余而cce受限情形。而对于epdcch，协议仅提出由高层配置epdcch资源(36.213-9.1.1节)，不对epdcch的资源配置方法进行规定，因此，对于3d-mimo而言缺乏一种控制信道、业务信道资源的配置方法；尤其是在控制信道和业务信道实现资源共用的时候，如何平衡控制信道和业务信道之间的资源需求，以实现载波效益最大化(吞吐量最大化)，成为亟待解决的问题。

综上，现有技术缺乏一种有效的控制信道资源与业务信道资源的动态配置方法，无法实现3d-mimo基站吞吐量的最大化。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的3d-mimo基站的增强型控制信道资源方法及设备。

根据本发明实施例的一个方面，提供一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置方法，包括：

当所述3d-mimo基站的吞吐量发生变化时，若判断获知epdcch资源利用率、pdsch资源利用率和pdcch资源利用率满足第一预设条件，则新增epdcch资源配置；

若epdcch资源利用率满足第二预设条件，则减少epdcch资源配置。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置装置，包括资源增加模块和资源减少模块；

资源增加模块，用于当所述3d-mimo基站的吞吐量发生变化时，若判断获知epdcch资源利用率、pdsch资源利用率和pdcch资源利用率满足第一预设条件，则新增epdcch资源配置；

资源减少模块，用于若epdcch资源利用率满足第二预设条件，则减少epdcch资源配置。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行本发明实施例所述3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置方法及其任一可选实施例的方法。

根据本发明实施例的另一个方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行本发明实施例所述3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置方法及其任一可选实施例的方法。

本发明实施例提出一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置方法，以3d-mimo基站的吞吐量最大化作为目标，根据epdcch资源利用率的高低，进行判决新增epdcch资源和减少epdcch资源的配置，实现了动态配置epdcch资源，有利于最大化3d-mimo基站利用率。

附图说明

图1为现有技术lte子帧的控制区域示意图；

图2为本发明实施例一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源方法流程示意图；

图3为本发明实施例一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源设备的框架示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如前所述，3gpp定义了一种增强型的下行控制信道epdcch，根据3gpp协议36.211-6.8a.1节，epdcch由一个或多个ecce(enhancedcce)聚合传输，每个ecce由多个ereg(enhancedreg)构成详见表1、表2，ue所搜索的epdcch空间由高层指令下达(协议36.213-9.1.3节)。

表1每ecce所包含ereg数

表2不同格式的下epdcch所聚合的ecce数

如前所述，3gpp协议36.213-7.1表7.1-5规定了pdsch所支持的tm(transmissionmode)有10种，其中tm9、tm10支持pdsch传输层数达到8层，即支持在同个rb上并行传输8个ue数据，如表3所示。

表3pdsch支持传输模式

根据以上信息，3d-mimo的现有控制信道配置(大带宽下最多3个符号分配为控制信道，以及由高层下发epdcch资源配置)存在两个缺点。第一、对于用户密集的场景，易出现cce或ecce拥塞，导致吞吐量下降。第二、对于大包业务占比较高场景，由于epdcch占用pdsch资源，可能出现控制信道资源冗余、pdsch资源不足，用户流量无法被有效吸收。

针对以上现有技术方案的缺点，本发明实施例提出一种实现3d-mimo吞吐量最大化的增强型下行控制信道资源配置方法，该方法以3d-mimo基站的吞吐量最大化作为目标，提出pdsch与epdcch资源间的转换配置的参数及流程。

图2为本发明实施例一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源方法流程示意图，如图2所示，一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置方法，包括：

s100，当所述3d-mimo基站的吞吐量发生变化时，若判断获知epdcch资源利用率、pdsch资源利用率和pdcch资源利用率满足第一预设条件，则新增epdcch资源配置；

s200，若epdcch资源利用率满足第二预设条件，则减少epdcch资源配置。

本发明实施例的执行主体为基站。为了进行以上配置，本发明实施例首先需要检测3d-mimo基站的吞吐量，检测当前epdcch资源利用率、pdsch资源利用率和pdcch资源利用率。所述3d-mimo基站的吞吐量的变化、当前epdcch资源利用率、pdsch资源利用率和pdcch资源利用率根据检测结果确定。

在此基础上，根据检测结果进行判断，当满足一定条件即第一预设条件时，即新增epdcch资源配置。

对于减少epdcch资源配置的判断条件只有一个，即epdcch资源利用率满足第二预设条件。

根据基站配置的实际情况，所述第一预设条件是实际需要增加epdcch资源配置的情形，所述第二预设条件是实际需要减少epdcch资源配置的情形。

本发明实施例提出一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置方法，以3d-mimo基站的吞吐量最大化作为目标，根据epdcch资源利用率的高低，进行判决新增epdcch资源和减少epdcch资源的配置，实现了动态配置epdcch资源，有利于最大化3d-mimo基站利用率。

基于上述实施例，所述3d-mimo基站的增强型控制信道资源方法还包括：

s300，当所述3d-mimo基站的吞吐量发生变化时，若epdcch资源利用率满足第三预设条件，则维持当前epdcch资源配置。

前述实施例描述了新增epdcch资源和减少epdcch资源的情形，本发明实施例描述了维持当前epdcch资源配置的情形，根据基站配置的实际情况，所述第三预设条件是实际可以维持epdcch资源配置的情形。不论3d-mimo基站的吞吐量提高或降低，都可以在现有基础上维持当前epdcch资源配置，而不需要进行新增epdcch资源和减少epdcch资源的配置。

本发明实施例的步骤s100、s200和s300之间并没有先后时序关系，所述s100、s200和s300只是起标识作用。一般而言，这三个步骤是可以任意交替执行的。

在一个可选的实施例中，步骤s100，所述当所述3d-mimo基站的吞吐量发生变化时，若判断获知epdcch资源利用率、pdsch资源利用率和pdcch资源利用率满足第一预设条件，则新增epdcch资源配置，具体包括：

当所述3d-mimo基站的吞吐量提高或降低时，判断epdcch资源利用率是否达到epdcch门限上限、pdcch资源利用率是否超过pdcch门限以及pdsch资源利用率是否超过pdsch门限；

若判断获知epdcch资源利用率达到epdcch门限上限、pdcch资源利用率超过pdcch门限且pdsch资源利用率未超过pdsch门限，则新增若干个prb对的epdcch资源。

本发明实施例中，所述若所述3d-mimo基站的吞吐量提高或降低，且epdcch资源利用率达到epdcch门限上限，可描述如下两种情况：

若所述3d-mimo基站的吞吐量提高且epdcch资源利用率达到epdcch门限上限，说明新增ecce资源有效吸收用户，且有新增epdcch资源需求，说明ecce资源受限。

若所述3d-mimo基站的吞吐量降低，且epdcch资源利用率达到epdcch门限上限，说明ecce资源受限。

基于以上两种情况，还需要进一步判断pdcch资源利用率是否超过pdcch门限和pdsch资源利用率是否超过pdsch门限来判决是否需要新增epdcch资源。需要新增epdcch资源的条件为：pdcch资源利用率超过pdcch门限，且pdsch资源利用率未超过pdsch门限；当满足该条件，即新增若干个prb对的epdcch资源；优选的，所述若干个prb对的epdcch资源为1个prb对的epdcch资源。

具体的，所述第一预设条件为：epdcch资源利用率达到epdcch门限上限、pdcch资源利用率超过pdcch门限且pdsch资源利用率未超过pdsch门限。

在本发明实施例进行上述判断之前需要：设置epdcch门限上限、epdcch门限下限、pdcch门限和pdsch门限。

所述epdcch门限上限为epdcch资源利用率能达到的最大值，所述epdcch门限下限为epdcch资源利用率须达到的最小值，具体的epdcch门限上限和epdcch门限下限可依据站点业务、设备等实际情况进行配置，本发明实施例对此不作限定。所述pdcch门限和pdsch门限，可依据站点业务、设备等实际情况进行配置，本发明实施例对此不作限定

在一个可选的实施例中，所述判断epdcch资源利用率是否达到epdcch门限上限、pdcch资源利用率是否超过pdcch门限以及pdsch资源利用率是否超过pdsch门限，之前还包括：

若支持epdcch的用户数为0，则关闭epdcch；否则开启epdcch。

本发明实施例可描述为，若无epdcch用户，则关闭epdcch，只有存在epdcch用户时，才开启epdcch。

基于上述实施例，本发明实施例是否新增epdcch资源配置，包括第一层判决和第二层判决。

所述第一层判决包括：

若吞吐量提高，epdcch利用率达到门限上限，说明新增ecce资源有效吸收用户，且有新增epdcch资源需求，ecce受限，则根据第二层判决获取是否新增epdcch资源的判决。

若吞吐量降低，epdcch利用率达到门限上限，说明ecce资源受限，则根据第二层判决获取是否新增epdcch资源的判决。

所述第二层判决包括如下步骤：

(1)若支持epdcch用户数大于0，开启epdcch，若不大于0，关闭epdcch。

(2)若pdsch利用率超过门限，不新增配置epdcch资源。

(3)若pdcch利用率超过门限(说明cce资源不足)，且当pdsch利用率未超过门限时，新增配置1个prb对为epdcch资源。

在一个可选的实施例中，步骤s200，所述若epdcch资源利用率满足第二预设条件，则减少epdcch资源配置，具体包括：

若pdcch利用率低于epdcch门限下限，则减少若干个prb对的epdcch资源。

本发明实施例为减少epdcch资源的判决，条件为pdcch利用率低于epdcch门限下限；每次减少若干个prb对的epdcch资源；优选的，所述若干个prb对的epdcch资源为1个prb对的epdcch资源。

具体的，所述第二预设条件为：pdcch利用率低于epdcch门限下限。

在一个可选的实施例中，步骤s300，所述若所述3d-mimo基站的吞吐量发生变化且epdcch资源利用率满足第三预设条件，则维持当前epdcch资源配置，具体包括：

若所述3d-mimo基站的吞吐量提高且epdcch资源利用率未达到门限上限，则维持当前epdcch资源配置；

若所述3d-mimo基站的吞吐量降低且epdcch资源利用率未低于门限下限，则维持当前epdcch资源配置；

若所述3d-mimo基站的吞吐量降低且epdcch资源利用率未达到门限上限，则维持当前epdcch资源配置。

本发明实施例维持当前epdcch资源配置，总体上，当epdcch资源利用率介于所述epdcch门限上限与所述epdcch门限下限之间时，可以维持当前epdcch资源配置；其中，若吞吐量降低且epdcch资源利用率未达到门限上限，说明吞吐量的降低是由于用户数据行为的改变造成，而非控制信道资源不足造成，则维持epdcch资源配置不变。

具体的，所述第三预设条件为：epdcch资源利用率介于所述epdcch门限上限与所述epdcch门限下限之间。

综上所述，本发明实施例通过综合共享信道、控制信道利用率、增强型控制信道利用率以及吞吐量的检测与判定，提出一种有益实现基站吞吐量最大化的3d-mimo站的动态配置增强型控制信道资源的方法，相比现有技术，具有如下有益效果：

(1)考虑了3d-mimo基站pdsch具有较大容量、pdcch较易成为容量受限的瓶颈的技术特点，结合epdcch可占用pdsch资源的特性，并通过多个参数的检测提出了动态配置epdcch资源，解决pdsch与pdcch资源不匹配问题。

(2)以吞吐量提高或降低为基准，通过epdcch、pdcch、pdsch是否高于或低于门限进行资源配置判定，有利于最大化3d-mimo基站利用率。

下面根据本发明实施例所述3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置方法，通过具体数据进行计算举例说明有益效果。

以cfi＝3，即pdcch占用3个符号为例，取phich组数为3，去除rs、phich、pcfich所占re，1毫秒内pdcch可用cce数为(3600-16-12-400)/36＝88个(每个符号有1200个re)，假设每用户调度平均占用cce为3，仅考虑下行调度，则每毫秒可调度用户数为88/3≈29。

假设一个小区平均下行吞吐量为40mbps，则每毫秒下行吞吐量为40kbps，设每毫秒平均调度用户数为15，则每毫秒每用户用户速率为约40/15≈2.6kbps。

假设该小区pdsch平均利用率为40％，pdsch利用率门限为50％，且pdcch达到门限。假设该小区为用户密集场景，则根据上述配置方法，可将10％pdsch资源配置为epdcch，忽略rs所占re数，则可配置约1200/36≈33个ecce(一般cp)，设每用户调度平均占用cce数为3，可得新增epdcch资源使该小区调度用户数增加33/3＝11个。

则每毫秒该小区下行吞吐量提高为：2.6kbps*11＝28.6kbps，即每秒下行吞吐量提高28.6mbps，即每秒下行吞吐量从40mbps提升至68.6mbps。

由于3d-mimo站未有大量现网统计数据(如平均吞吐量等)，上述举例计算并没有考虑如下因素：

(1)3d-mimo由于更高的波束高空间分辨率，中、远点用户的cce或ecce聚合度可能降低，从而降低平均cce或ecce聚合度，因此可容纳更多用户。

(2)3d-mimo由于pdsch具有更大容量，因此在高流量场景，尤其是高流量大包业务场景，每用户流量可能更高。

若在上述举例的基础上进一步考虑这两个因素，可以合理推论，本发明实施例所述3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置方法的实际效果会更好。

本发明实施例还提供一种3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置装置，包括资源增加模块和资源减少模块；

资源增加模块，用于当所述3d-mimo基站的吞吐量发生变化时，若判断获知epdcch资源利用率、pdsch资源利用率和pdcch资源利用率满足第一预设条件，则新增epdcch资源配置；

资源减少模块，用于若epdcch资源利用率满足第二预设条件，则减少epdcch资源配置。

本发明实施例所述3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置装置，还包括资源维持模块；

所述资源维持模块，用于若epdcch资源利用率介于所述epdcch门限上限与所述epdcch门限下限之间，则判决维持epdcch资源配置。

本发明实施例的装置，可用于执行图2所示的3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图3示出了本发明实施例3d-mimo基站的增强型控制信道资源配置设备的框架示意图。参照图3，所述设备，包括：处理器(processor)601、存储器(memory)602和总线603；其中，所述处理器601和存储器602通过所述总线603完成相互间的通信；

所述处理器601用于调用所述存储器602中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：当所述3d-mimo基站的吞吐量发生变化时，若判断获知epdcch资源利用率、pdsch资源利用率和pdcch资源利用率满足第一预设条件，则新增epdcch资源配置；若epdcch资源利用率满足第二预设条件，则减少epdcch资源配置。

本发明另一实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：当所述3d-mimo基站的吞吐量发生变化时，若判断获知epdcch资源利用率、pdsch资源利用率和pdcch资源利用率满足第一预设条件，则新增epdcch资源配置；若epdcch资源利用率满足第二预设条件，则减少epdcch资源配置。

本发明另一实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：当所述3d-mimo基站的吞吐量发生变化时，若判断获知epdcch资源利用率、pdsch资源利用率和pdcch资源利用率满足第一预设条件，则新增epdcch资源配置；若epdcch资源利用率满足第二预设条件，则减少epdcch资源配置。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述设备实施例或方法实施例仅仅是示意性的，其中所述处理器和所述存储器可以是物理上分离的部件也可以不是物理上分离的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。