用于在无线电通信系统中分配无线电资源的方法和设备与流程

实施方式涉及用于在无线电通信系统中分配无线电资源的方法和设备。

背景技术：

这部分介绍了可以有助于更好理解本发明的方面。由此，就此而论，这部分的叙述是用于阅读而不应被理解为承认哪些是现有技术、哪些不是现有技术。

共享无线信道资源和基站bs硬件是无线网络运营商用于降低运营和部署成本的新范例。尤其在低业务量场景中或对于昂贵的宏小区，共享允许多个运营商更有效地利用bs和频谱。为此，运营商和基础设施供应商约定在服务水平协议sla的帮助下确保服务质量和公平性，其中sla定义了共享特征例如数据速率、吞吐量、抖动或与无线信道资源或bs硬件有关的相似的可测细节。

在技术实现中，包括相关参数的sla例如由sla管理器slam管理。slam例如被实现为物理或虚拟功能实体、功能单元或功能模块。slam例如驻留在服务器或由第三方或共享移动网络的运营商操作的分布式服务器上。slam可以位于共享移动网络例如移动边缘云、无线电接入网ran、边缘云或核心网中。slam可以位于支持共享移动网的外部网络中。slam可以具有到共享基站的接口。在中央单元管理共享基站集群的情况中，slam可以具有到该中央单元的接口。在共享无线电接入网的情况中，slam可以具有到无线电接入网控制器或移动边缘云的接口。此接口可以经由例如无线电网络控制器或移动管理实体或物理连接的多个实体使用逻辑连接实现。

在传统的频分双工fdd方法中，确保在某个时间窗口上满足sla。例如由o.aydin、w.jamil和s.valentin在2013年6月的proc.vehiculartechnologyconf.vtc-spring的“atwo-stepschedulerforthedynamicsharingofwirelesschannelresourceamongoperators(用于在运营商之间动态共享无线信道资源的两步调度器)”中和由i.malanchini、s.valentin、o.aydin在2014的proc.int.wirelesscommun.andmobilecomputingconf(iwcmc)的“generalizedresourcesharingformultipleoperatorsincellularwirelessnetworks(蜂窝无线网络中多个运营商的广义资源共享)”中描述了在多个运营商共享场景、mo共享场景中确保sla的调度方法。

时分双工tdd系统提供了关于上行链路ul传输时间和下行链路dl传输时间的配置范围。这些配置以3gppts36.300v13.2.0中描述的半静态方式或david等人在vehiculartechnology、ieeetransactionon(volume：pp，issue：99)或nokiasolutionsandnetworkstd-lteframeconfigurationprimer、nsnwhitepapernovember2013的“ondynamictimedivisionduplextransmissionsforsmallcellnetworks(小型小区网络的动态时分双工传输)”中描述的动态方式进行选择。所述选择例如根据ul/dl业务需求或ul/dl业务不对称性做出。在存在多个运营商的情况中，没有规定允许根据sla选择tdd配置。具体地，无法确保遵守sla，其中sla要求运营商之间关于ul传输无线电资源和dl传输无线电资源(例如，关于时间、频率、空间、传输功率等)的分配的公平性。

技术实现要素：

本发明的目标是提供用于在不同运营商的分布式无线电接入网(ran)之间的运营商间频谱共享和自适应频谱共享的协调的方法、设备和计算机程序。本发明例如应用于独立基站以及为包含至少一个基站的集群服务的中央单元。

关于上述的方法，此目标通过在时分双工无线电通信系统中分配资源来实现，无线电通信系统为经由无线电通信系统向用户设备提供服务的多个运营商提供用于上行链路传输和/或下行链路传输的资源，其中基于与共享无线电资源的运营商之间的服务水平协议所定义的无线电资源的共享特征有关的信息选择时分双工配置，其中时分双工配置具有上行链路传输时间的相应分配和/或下行链路传输时间的相应分配。服务水平协议提供定义上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的共享特征的共享参数。参数基于约定的无线电资源和/或网络资源的共享原理以及每个运营商的服务质量要求。共享参数例如将与被分配给每个参与运营商的无线电资源有关的服务质量水平如何相关定义为共享原理之一。根据另一共享原理，可以使用共享参数将提供服务质量的绝对值分配给每个参与的运营商。根据又一共享原理，可以在共享参数中定义参与的运营商之间的无线电资源和/或网络资源的比率，其中实际的比率可能依赖于预定的环境和/或条件。

优选地，根据时分双工配置的上行链路分配和/或下行链路分配反映了与在运营商之间划分的资源有关的共享参数。

优选地，动态或半静态地进行选择。当具有不同服务水平协议的不同运营商的多个用户设备连接至基站时要求可能随着时间改变。使用动态或半静态自适应快于使用静态配置。

优选地，在自最后一次选择起的预定数目的传输时间间隔(tti)过去之后进行选择。这样，以确定性的方式进行改变。

优选地，选择是确定性的。这允许去除不确定性并确保满足服务水平协议。

优选地，将时分双工配置中的时分双工帧的至少一个特定子帧指派给特定的运营商。这提供了运营商至时分双工子帧的内容的确定性关联。子帧可以用作上行链路或下行链路中的传输时隙。

优选地，考虑至少一个运营商的服务水平协议，时分双工配置中的至少一个传输时隙被配置为被调度用于至少一个运营商的至少一个用户设备。这样，考虑了至少一个运营商的sla要求。

优选地，时分双工配置中的至少一个传输时隙的配置考虑无线电小区中的每个运营商的活动用户设备的数目。这样，考虑了无线电小区中不同运营商的无线电负载。

优选地，特别是由共享基站或控制至少一个共享基站的中央单元接收与无线电资源的共享特征有关的信息。例如经由基站控制功能(bcf)接收与共享特征有关的信息。bcf例如提供操作和维护(q&m)，提供与网络管理系统(nms)的连接。共享基站或中央单元作为服务水平协议管理器(slam)操作。slam基于接收的与无线电资源的共享特征有关的信息确定时分双工配置。基于时分双工配置选择上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的信息。在提供对应的上行链路和/或下行链路无线电资源的单元处处理上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的信息。这样，bs或中央单元可以评估时分双工配置。

关于上述的设备，此目标通过在无线电通信系统中分配资源来实现，无线电通信系统为经由通信系统向用户设备提供服务的多个运营商提供用于上行链路传输和/或下行链路传输的资源，其中设备包括处理器、存储器和收发器，处理器适于根据与由共享无线电资源的运营商之间的服务水平协议定义的无线电资源的共享特征有关的信息选择上行链路传输时间的分配、下行链路传输时间的分配和/或时分双工配置。

优选地，设备适于接收与无线电资源的共享特征有关的信息，基于接收的与无线电资源的共享特征有关的信息确定时分双工配置，基于时分双工配置选择上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的信息。这样，共享参数从slam被发送至bs或中央单元。时分双工配置可以在bs或中央单元处进行评估。

在一些实施方式中，设备适于发送上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的信息用于在提供对应的上行链路和/或下行链路无线电资源的单元处处理。设备可以是分别控制一个bs或bs集群的中央单元。这提供了网络的分层结构。

在一些其它实施方式中，设备适于处理上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的信息，并且提供对应的上行链路和/或下行链路无线电资源。这提供了网络的平坦结构。

在网络的平坦结构或分层结构中，此适应性上行链路和/或下行链路时分双工配置通过时分双工子帧中的自包含控制信息或通过使用单独的控制信令方法被传送给任意用户设备。

本发明的进一步发展可以从从属权利要求和下面的描述中得到。

附图说明

参考附图仅以示例方式使用下面的设备或方法或计算机程序或计算机程序产品的非限制性实施方式描述一些其它特征或方面，在附图中：

图1示意性地描绘了提供对应资源的时分双工无线电通信系统中的资源分配的部分；以及

图2示意性地描绘了时分双工无线电通信系统的部分。

具体实施方式

例如3gpp长期演进等的移动通信系统等使用由基站bs服务的无线电小区将用户设备ue连接至电信网络。时分双工tdd被实现为允许bs和ue沿两个方向彼此通信。在现有的tdd系统中，tdd配置的选择基于例如在3gpptr36.828v11.0.0中描述的无线电小区中的上行链路ul业务量与下行链路dl业务量的比率。动态tdd配置例如考虑链路上的干扰耦合。对于bs和ue控制信息时隙中资源的确定性分配，在物理层上tdd帧的特定子帧中分配ul时隙和dl时隙。

根据下面描述的实施方式，分配实体在tdd帧的子帧中分配时隙，选择实体选择用于分配的tdd配置。分配和/或选择例如是半静态的。ltetdd通过提供7个不同的半静态配置的上行链路-下行链路配置来允许不对称的ul-dl分配。这些分配能够提供tdd帧的40％至90％dl子帧。

半静态分配可以匹配或不匹配瞬时的业务量情况，因此将tdd帧的子帧分配到ul或dl也可以是动态的。

此外，根据下面描述的方法，在多个运营商共享无线电资源的场景中，分配实体和/或选择实体考虑共享资源的服务提供商与运营商之间的服务水平协议sla中给出的条件。

因此，根据sla而在tdd帧的子帧中分配ul或dl传输时间。具体地，tdd配置的选择是基于运营商之间的sla。

优选地，tdd分配以及因而ul/dl分配反映了运营商之间关于资源划分约定的公平性比率。在表1中描绘了用于具有由子帧号索引0......9指示的10个子帧的tdd帧的两个运营商即运营商1和运营商2的tdd配置的示例。

表1

根据表1，由表1的第一列中的对应tdd索引0......6标记的7个不同的tdd配置包含用于对应子帧中的资源分配的不同配置。

用于控制信息时隙的配置被标记为“s”。用于上行链路分配的配置被标记“u”；用于下行链路分配的配置被标记为“d”。伴随用于上行链路或下行链路的标记，对于运营商1用数字“1”指示运营商，对于运营商2用数字2指示运营商。

在配置0的示例中，将tdd帧的仅上行链路子帧指派给运营商2。在lte系统中，在物理下行链路控制信道(pdcch)中运输上行链路授权。根据配置0使用dl子帧意味着在此示例中运营商2的ue永远得不到上行链路授权。如果这不是所期望的且除了在物理层上处理授权以外未实现其它机制，对于每个运营商，表1的每个配置可以具有用于ul的至少一个控制信息时隙和用于dl的一个控制信息。对于配置0，这将导致如表2中描绘的tdd帧的配置：

表2

在其它移动通信网络中，关于授权，代替在pdcch中运输授权和使用混合自动重复请求(harq)、确认(ack)、否定确认(nack)，可能存在与授权或甚至ack/nack通信的另一控制载波或另一控制层或公共控制信道。

对于5g系统，可以使用自包含tdd子帧，其中tdd配置中的dl或ul的一个方向表示主用户数据方向。用于其它方向即分别用于ul或dl的ack/nack的控制信号仍然可以在相同的自包含tdd子帧中。

对于短数据包，也可以使用异步harq。在任意情况中，此示例性配置通过将tdd帧的特定子帧指派给特定运营商来向运营商提供确定性的资源分配。

在示例中，假设用于运营商2的sla使得它在给定的间隔‘t’中需要ul中的无线电资源。在此情况中，如表1中配置6所给出地能够进行ul/dl分配。换句话说，能够通过在每个时间间隔t中服务无线电小区来选择表1中的配置6。这样，确定性地选择tdd配置。

在另一示例中考虑两个运营商op1和op2共享频谱且资源共享比率均为50％的场景。假设dl缓冲器中的数据对总共20个活动ue即ue1......ue20可用。在这些20个活动ue即ue1.......ue20中，所有ue关联至op1，无ue在dl中关联至op2。

同时，在总共10个活动ue即ue21......ue30的ul缓冲器中数据可用，其中2个ue即ue21、ue22属于op1且8个ue即ue23......ue30属于op2。

此场景在图1中示出，根据表1的tdd配置6配置用于所选择的ue的传输时隙100。这意味着在dl调度140中为op1分配3个dl传输时隙110。在上行链路调度150中为op1分配一个ul传输时隙120以及为op2分配4个ul传输时隙130。

为了根据sla满足50％无线电资源共享，选择表1的tdd配置6。它将分配3个dl传输时隙和5个ul传输时隙，其中(dl-op1,dl-op2)＝(3,0)和(ul-op1,ul-op2)＝(1,4)。

例如根据3gpp,tr36.828，tdd重配置时间提供了快的重配置间隔例如10ms。更快的tddul-dl重配置与基于已知的tdd配置的慢的tddul-dl重配置相比为平均包吞吐量提供了大效益。上面描述的方法可以应用于如下两种情况：ul/dl时隙的选择完全动态的情况或基于已知的tdd配置的情况。

由此，考虑运营商的服务水平协议，时分双工配置中的传输时隙被配置为被调度用于对应运营商的用户设备。如果无线电小区中存在特定运营商的多于一个用户设备，则优选地时分双工配置中的传输时隙的配置考虑该无线电小区中每个运营商的活动用户设备的数目。无线电小区上的无线电负载取决于该无线电小区中的活动用户设备的数目。如果一个无线电小区中存在不同运营商的用户设备，则用于特定运营商的服务水平协议可以定义此运营商的所有用户设备共享可用的无线电资源。在此具体情况中，该运营商的所有用户设备可以共享该运营商可用的无线电资源。在简单的方法中，它可以通过使对此运营商可用的无线电资源在该运营商的活动用户设备的数目之间平等共享来实施。

另外，tdd配置切换算法可以包括：

i：在基于sla的tdd配置之间的切换；

ii：依赖于业务量的tdd配置与依赖于sla的tdd配置之间的切换。

也可以通过简单地计算传输帧中为每个运营商分配的ul/dl时隙来改进计费指派。

bs根据前述tdd配置或用于ul或dl的资源分配的资源调度在某种意义上可以是半静态的，bs和ue使用tdd配置中的一个直到需要改变资源分配来满足sla。这样，不需要ue在每个传输时间间隔tti中请求资源，节省了控制面开销。换句话说，可以使用动态调度。在此情况中，通过例如在预定数目的传输时间间隔过去之后动态选择tdd配置中的一个来动态调整所述tdd配置或所述分配。在lte环境中，可以根据3gpptr36.828v11.0.0在lte时分双工中使用子帧的半静态配置或动态分配。

图2描绘了用于在无线电通信系统中分配资源的对应设备200，设备200例如为bs，其中所述无线电通信系统为经由无线电通信系统向用户设备提供服务的多个运营商提供用于上行链路传输和下行链路传输的资源，设备200包括处理器210、存储器220和收发器230，适于基于与共享无线电资源的运营商之间的服务水平协议定义的无线电资源的共享特征有关的信息来选择时分双工配置，其中时分双工配置具有上行链路传输时间的相应分配和/或下行链路传输时间的相应分配。

收发器230适于经由上行链路和/或下行链路连接中的无线电通信链路(未在图2中描绘)与ue即ue1......ue30通信。因此，收发器230包括可按如上所述配置的对应元件，例如缓冲器、天线等。

本领域技术人员容易认识到，如上所述各个方法的步骤可以由编程的计算机执行。在本文中，一些实施方式还用于覆盖程序存储设备例如数字数据存储介质，该程序存储设备是机器或计算机可读的且对指令的机器可执行或计算机可执行的程序进行编码，所述指令执行上述方法的一些步骤或所有步骤。程序存储设备例如可以是数字存储器、磁存储介质例如磁盘和磁带、硬件驱动、或光学可读数字数据存储介质。实施方式还用于覆盖被编程为执行上述方法的步骤的计算机。

图1和图2中所示的各个元件的功能可以通过使用专用硬件以及与适当软件相关联的、能够执行软件的硬件，其中所述各个元件的功能包括任意功能块。功能在由处理器提供时可以由单个专用处理器、单个共享处理器、或多个单独处理器提供，其中一些处理器可以共享。而且，术语“处理器”的明确使用不应该被解释为排他地指向能够执行软件的硬件，可以隐含地且非限制地包括数字信号处理器(dsp)硬件、网络处理器、特定应用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、用于存储软件的只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和非易失性存储设备。还可以包括其它硬件即传统的硬件和/或定制的硬件。类似地，附图中所示的任意开关仅是概念性的。它们的功能可以通过程序逻辑、专用逻辑、程序控制和专用逻辑的交互、或者甚至手动来实现，具体的技术可由实施者根据上下文的具体理解来选择。

本领域技术人员应该理解，本文中的任意框图表示实施本发明原理的说明性电路的概念视图。类似地，应该理解，任意流程图、其它附图等表示可以实质上在计算机可读媒介中呈现因此由计算机或处理器执行的各个过程，而不管所述计算机或处理器是否被明确显示。

上述包括发送器或接收器的无线电通信网络的至少一部分可以使用网络功能虚拟化(nfv)实现。nfv是使用计算机虚拟化技术的网络架构。整个网络设备如发送器或接收器或它们的一部分或它们功能的一部分可以使用软件构建块进行虚拟化，其中软件构建块可以连接或交互以建立通信服务。例如发送器或接收器的虚拟化网络功能可以包括在标准大容量服务器、交换机和存储设备之上运行不同软件和过程的至少一个虚拟机、或云计算基础设施以代替用于每个网络功能的定制硬件仪器。如此，发送器或接收器功能可以使用在非暂时性计算机可读介质上实施的用于执行操作的计算机程序产品实现，其中计算机程序产品包括指令，所述指令在由处理器执行时执行特定bs或ue功能的操作。

前述设备200可以被配置成在bs等级集成到无线电通信系统中的中央单元。

中央单元可以被配置为协调bs或bs集群。

例如，通过用信令通知中央单元与slam之间的信息交换在中央单元处获得前述的时分双工配置。这意味着在中央单元处接收到与无线电资源的共享特征有关的信息。具体地，基于接收到的与无线电资源的共享特征有关的信息确定时分双工配置。而且，可以为bs或bs集群的所有bs集中地存储上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配。

另外，可以从中央单元处的时分双工配置确定用于bs集群的特定bs的配置数据。

而且，中央单元可以向它所影响的任意bs发送配置数据。

在此情况中，相应的bs可以适于接收配置数据且对应地分配上行链路传输时间和/或下行链路传输时间。如果bs作为中央单元操作，则可以经由内部接口提供配置数据。

这意味着基于时分双工配置选择上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的信息，和/或在设备200处例如在处理器210中任选地与存储器220协作地处理上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的信息以提供对应的上行链路和/或下行链路无线电资源。

例如，设备200适于例如经由收发器230接收与无线电资源的共享特征有关的信息，基于接收到的与无线电资源的共享特征有关的信息确定时分双工配置，基于时分双工配置选择上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的信息。

而且，设备200可以适于例如经由收发器230发送上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的信息用于在将对应的上行链路和/或下行链路无线电资源提供给由作为中央单元的设备200控制的集群的bs的单元处进行处理。

替代地或可选地，设备200可以适于在处理器210中任选地与存储器220协作地处理上行链路传输时间的分配和/或下行链路传输时间的分配的信息，还提供对应的上行链路和/或下行链路无线电资源。