用于自适应发送时间间隔（TTI）结构的系统和方法与流程

本发明大体涉及无线通信，尤其涉及一种用于自适应调整发送时间间隔(tti)的长度的系统和方法。

背景技术：

现代无线网络必须支持传送具有不同时延要求的多种业务类型(例如，语音、数据等等)，而同时满足总体网络/信道吞吐量要求。满足这些时延和吞吐量要求的能力尤其受无线信道状况和无线信道参数的影响。显著影响时延和吞吐量性能的一个无线信道参数是用于携载业务的传输容器的大小(或长度)。传统网络使用单一、固定长度的传输容器，因此，传统网络在适应无线信道状况、使用等的变化的方面能力有限。

技术实现要素：

本发明的实施例对下行无线帧中的下行发送时间间隔(tti)的长度进行自适应调整以满足时延和/或吞吐量性能，从而大体上实现技术上的优势。

根据实施例，提供了一种用于在无线信道中传送数据的方法。在该示例中，所述方法包括接收第一数据和第二数据。所述方法进一步包括在所述无线信道的具有第一tti长度的发送时间间隔(tti)内传送所述第一数据；以及在所述无线信道的具有与所述第一tti长度不同的第二tti长度的tti内传送所述第二数据。还提供了一种用于执行此方法的发送设备。还提供了用于接收根据此方法发送的数据的设备。

根据另一实施例，提供了另外一种用于在无线信道中传送数据的方法。在该示例中，所述方法包括接收预期发往接收设备的第一数据，选择第一tti长度以供传送所述第一数据，以及在所述无线信道的具有所述第一tti长度的第一tti内发送所述第一数据。所述方法进一步包括接收预期发往所述接收设备的第二数据，选择第二tti长度以供传送所述第二数据，以及在所述无线信道的具有所述第二tti长度的第二tti内发送所述第二数据。还提供了一种用于执行此方法的发送设备。还提供了用于接收根据此方法发送的数据的设备。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图进行的描述，其中：

图1示出了无线通信网络的实施例的图；

图2示出了携载固定长度的tti的现有技术下行信道的图；

图3示出了携载可变长度的tti的下行信道的实施例的图；

图4示出了用于自适应调整dl信道中的tti长度的实施例方法的流程图；

图5示出了用于选择dl信道中传送数据的tti长度的实施例的图；

图6示出了用于自适应调整dl信道中的tti长度的实施例通信流程的协议图；

图7示出了用于自适应调整dl信道中的tti长度的另一实施例方法的流程图；

图8示出了用于自适应调整dl信道中的tti长度的另一实施例通信流程的协议图；

图9示出了携载可变长度的tti的dl信道的另一实施例的图；

图10示出了携载具有各种长度的tti的dl信道的实施例的图；

图11示出了携载具有各种长度的tti的dl信道的实施例的图；

图12示出了通信设备的实施例的方框图。

除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制各图是为了清楚地说明优选实施例的相关方面，而未必是按比例绘制。

具体实施方式

下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。然而，应了解，本发明提供可在各种具体上下文中体现的许多适用的发明性概念。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。

传统无线网络使用固定长度的传输容器。例如，在第三代合作伙伴计划(3gpp)长期演进(lte)版本8(rel-8)电信标准下操作的网络使用的发送时间间隔(tti)为1毫秒(ms)。传输容器的长度可以显著影响网络的时延性能和吞吐量性能。具体而言，较短的传输容器通过提供更为频繁的发送机会实现优越的时延性能，而较长的传输容器通过降低信令开销实现优越的吞吐量性能。因此，固定长度的传输容器可能在某些网络状况下无法满足时延要求和/或提供所需的吞吐量性能。所以，需要用于变更传输容器长度的机制或技术以实现网络性能提升。

本发明的各个方面提供用于根据各种参数(例如，时延要求、缓冲区大小、用户移动性特征等等)自适应调整传输容器的长度的机制。尽管本发明的很多内容在lte的背景下进行介绍(例如，传输容器可被称为tti等)，但是本文所论述的技术和/或机制可以应用于非lte网络(例如，任意频分复用和/或时分复用通信系统)。尽管本发明的大部分内容在下行通信的背景下进行介绍，但是也可以应用本文所述的原理以在上行通信以及其它形式的无线通信(例如，设备到设备等)中提供自适应tti结构。

图1示出了无线网络100，该无线网络包括蜂窝覆盖区域101，在该蜂窝覆盖区域内，enb110提供无线接入多个ue115、125。该enb110可通过建立与ue115、125的下行通信信道(实箭头)和上行通信信道(虚箭头)来提供无线接入。在实施例中，可根据lte通信协议操作无线网络100。下行通信信道可携载数据信道(例如，物理下行共享信道(pdsch)等等)和控制信道(例如，物理下行控制信道(pdcch))。具体而言，控制信道可包括ue/组特定控制信道和携载发往ue(和/或中继)的下行控制信息的公共控制信道，以及携载发往ue的各种上行控制信息(例如，混合自动重传请求(harq)、应答/否定应答(ack/nack)、ul授权等)的上行(ul)相关控制信道。

图2示出了携载多个无线帧210至220的现有技术dl信道200。如图所示，无线帧210至220中的tti的长度固定，其中每个tti携载公共控制信道、组/ue特定控制信道以及ul相关控制信道。

图3示出了携载多个无线帧310至320的dl信道300的实施例。与现有技术dl信道200不同，dl信道300携载长度可变的tti。公共控制信道的周期由无线帧的周期决定(例如，每个无线帧对应一个公共控制信道)。组/ue特定控制信道的周期由长度可变的tti的周期决定(例如，每个tti对应一个组/ue特定控制信道)。应注意，在每个tti内包含一个组/ue特定控制信道允许enb频繁到每隔一个最短的tti(即，原子间隔)将ue动态调度到tti。此外，ul相关控制信道与tti结构解耦，使得ul相关控制信道的周期与长度可变的tti的长度/周期无关。例如，tti311携载一个ul相关控制信道，而tti313携载三个ul相关控制信道。应注意，某些tti不携载任何ul相关控制信道。因此，dl信道300中的控制开销量是可变的，并且取决于(例如，由网络管理员配置的)ul相关控制信道的周期以及(由无线帧310至320的tti长度配置所确定的)组/ue特定控制信道的周期。

图4示出了用于自适应调整dl信道中的tti长度的方法400的流程图。方法400开始于步骤410，在步骤410中，enb接收预期发往第一用户的第一数据。之后，方法400前进到步骤420，在步骤420中，enb接收预期发往第二用户的第二数据。第一数据和第二数据可在enb的不同缓冲区中进行缓冲。之后，方法400前进到步骤430，在步骤430中，enb选择第一tti长度以供传送第一数据。可根据各种选择标准作出选择，这些选择标准包括时延要求、缓冲区大小、第一用户的移动性特征等。之后，方法400前进到步骤440，在步骤440中，enb选择第二tti长度以供传送第二数据。然后，方法400前进到步骤450，在步骤450中，enb在具有第一tti长度的第一tti内发送第一数据。然后，方法400前进到步骤460，在步骤460中，enb在具有第二tti长度的第二tti内发送第二数据。第一数据和第二数据可在公共无线帧中发送。

图5示出了用于选择dl信道中传送数据的tti长度的方法500的流程图。应注意，方法500只是表示用于选择tti长度的一个示例。考虑其它因素和/或具有更多tti长度指派的其它示例也可用于选择tti长度以供数据传输。方法500开始于步骤510，在步骤510中，enb确定数据的时延要求(例如，数据是否需要低时延)，数据的时延要求可根据数据的业务类型确定。例如，某些业务类型(例如，语音、移动游戏等)可能需要低时延，而其它业务类型(例如，消息、电子邮件等)的时延要求可能不太严格。

如果数据需要低时延，那么选择短tti长度515来传送数据。如果数据的时延要求较高(即，不太严格)，那么方法500前进到步骤520，在步骤520中，enb确定用于存储数据的缓冲区大小。具体而言，数据的缓冲区大小表示待需传送的数据量。当需要传送大量数据时，较长的tti长度可通过最小化开销来提供更高的吞吐量率。然而，当只有少量数据需要传送时可能无法保证大tti长度。例如，如果没有足够的数据来填充长tti，那么中tti长度可能更为有效。如果数据的缓冲区大小较小，那么选择中tti长度525。否则，如果数据的缓冲区大小较大，那么方法500前进到步骤530。

在步骤530中，enb确定用户是否具有低、中、高或极高移动性特征。用户的移动性特征可对应于用户移动的速率。例如，与较低速率移动的用户(例如，行经公园的用户)相比，以较高速率移动的用户(例如，乘坐汽车的用户)具有较高的移动性特征。应注意，用户的移动性特征与无线信道稳定性强相关，因为与移动性较低的用户相比，移动性较高的用户经历更为易变的信道状况。此外，无线信道稳定性极大地影响了通过更为频繁的信道估计机会可以提升链路自适应的程度。也就是说，由于更为频繁的信道估计机会导致链路自适应增强，所以具有中到高移动性特征的用户使用中tti长度(或甚至是短tti长度)时可实现比特率提高。这些较高的比特率可能比长tti长度的开销节约更重要，因此可增加这些用户的总体吞吐量。然而，快速链路自适应能力可能对静止用户或移动较慢的用户而言不太有利，因为这些用户经历相对静止的信道状况。因此，低移动性用户通过利用长tti长度的低开销本质获取较高的吞吐量，而不是通过中或低tti长度获取较为快速的链路自适应能力。此外，具有极高移动性特征的用户(例如，以极高速率移动的用户)可通过链路自适应获得极少的增益或不获得增益，因为信道状况可能变化太快无法以足够的精确度进行信道估计以提高比特率。因此，移动性极高的用户可通过长tti长度实现较高的吞吐量。再次参见方法500，如果数据预期发往具有中到高移动性的用户，那么(在步骤530中)enb选择中tti长度以供传送数据。或者，如果用户具有低移动性或极高移动性，那么(在步骤530中)enb选择中tti长度以供传送数据。应注意，移动性程度(低、中、高和极高)可能相对于网络条件和/或无线通信设备的能力而言。

图6示出了用于在具有可变tti长度的tti内传送数据的通信流程600的协议图。当(分别)预期发往ue1115和ue125的第一数据(数据_1)610和第二数据(数据_1)615从回程网络130传送到enb110时，通信流程600开始。在接收数据之后，enb110确定哪种tti长度用于传送数据_1610和数据_1615。enb110通过(分别)向ue115和125发送tti长度配置(数据_1)消息620和tti长度配置(数据_2)消息625发送来传送tti长度。之后，enb110通过dl数据传输(数据_1)630和dl数据传输(数据_2)635传送数据_1610和数据_2620。在实施例中，dl数据传输(数据_1)630和dl数据传输(数据_2)635可携载于公共无线帧的长度不同的tti内。

图7示出了用于自适应调整dl信道中的tti长度的方法700的流程图。方法700开始于步骤710，在步骤710中，enb接收预期发往某个用户的第一数据。之后，方法700前进到步骤720，在步骤720中，enb选择第一tti长度以供传送第一数据。之后，方法700前进到步骤730，在步骤730中，enb在具有第一tti长度的第一tti内发送第一数据。然后，方法700前进到步骤740，在步骤740中，enb接收预期发往同一用户的第二数据。之后，方法700前进到步骤750，在步骤750中，enb选择第二tti长度以供传送第二数据。出于各种原因，第二tti长度可与第一tti长度不同。例如，第一数据和第二数据可能具有不同的时延要求和/或缓冲区大小，和/或用户的移动性特征可能已经变化。然后，方法700前进到步骤760，在步骤760中，enb在具有第二tti长度的第二tti内发送第二数据。

图8示出了用于自适应调整用于携载发往普通用户的数据的tti长度的通信流程800的协议图。当预期发往ue115的数据_1810从回程网络130传送到enb110时，通信流程800开始。在接收数据之后，enb110选择tti长度以供传送数据_1810，enb110通过tti长度配置(数据_1)消息820将数据_1810传送到ue110。之后，enb110在dl数据传输(数据_1)830中传送数据_1810。之后，预期发往ue115的数据_2840从回程网络130传送到enb110。在接收数据之后，enb110选择tti长度以供传送数据_2840，enb110通过tti长度配置(数据_2)消息850将数据_2840传送到ue110。之后，enb110在dl数据传输(数据_2)860中传送数据_2840。在实施例中，dl数据传输(数据_1)830和dl数据传输(数据_2)860可携载在具有不同tti长度的tti内。dl数据传输(数据_1)830和dl数据传输(数据_2)860可在相同或不同的无线帧中传送。

在一些实施例中，可对无线帧的tti结构进行动态自适应调整，使得tti长度配置消息/指示包含在每个tti的组/ue特定控制信道中。一方面，相对于tti长度自适应，对无线帧这种粒度的tti结构进行动态自适应调整可提供较高程度的灵活性。另一方面，将额外控制信道包含在ue/组特定控制信道中可显著增加无线帧中的开销，因为ue/组特定控制信道相对频繁地(例如，在每个tti内)传送。为了降低tti长度自适应所引起的开销，可通过半静态方式自适应调整无线帧的tti结构。

图9示出了在多个无线帧910至920中携载多个长度可变的tti的dl信道900的实施例。除dl信道900在公共控制信道而不是在ue-组特定控制信道中携载tti长度配置消息/指示之外，dl信道900可能与dl信道300有点类似。当高频自适应没有必要时，这可降低由tti长度自适应所引起的开销。此外，不同的tti长度可通过带宽划分占据dl信道900的不同部分。带宽划分可取决于为特定tti长度所配置的ue的数目。例如，如果为短tti长度所配置的ue的数目比为中tti长度所配置的ue的数目多两倍，那么短tti长度所占据的带宽可以是中tti长度所占据的带宽的两倍。这种半静态布置的优势在于ue凭借上述配置消息/指示知晓tti在时间和带宽划分上的位置，因此ue只需要在特定tti长度对应的时频区域中查找ue/组特定控制信道。因此，比起为ue/组特定控制信道寻找整个带宽和每个原子间隔，该安排降低了ue的控制信道解码复杂度。

降低开销的另一替代性实施例是在具有静态tti结构的无线帧中执行tti长度自适应。在该场景下，具有静态结构的无线帧包括用于调度用户的多个tti长度，但是tti的比率和位置是固定的，使得tti长度不会随着无线帧的变化而变化。图10示出了用于传送具有静态tti结构的无线帧1010至1020的下行信道1000。应注意，无线帧1010和1020具有相同的tti结构，使得短、中和长tti的位置/比率不随无线帧的改变而改变。因此，通过选择性调度(例如，将用户调度到不同的tti长度)而不是通过自适应调整无线帧1010至1020的tti结构在下行信道1000中实现tti长度自适应。类似地，可以通过载波聚合实现tti长度自适应。图11示出了用于通过载波聚合实现tti长度自适应的下行信道1000。如图所示，中长tti携载于频带1110中、短tti携载于频带1120中，长tti携载于频带1130中。与下行信道1000的固定帧结构一样，通过选择性调度(例如，将用户调度到不同的tti长度)在下行信道1100中实现tti长度自适应。

图12示出了通信设备1200的实施例的方框图，该通信设备可实施为上文论述的一个或者多个设备(例如，ue、enb等)。通信设备1200可包括处理器1204、存储器1206、蜂窝接口1210、辅助无线接口1212以及辅助接口1214，其可以(也可以不)按照图12所示进行布置。处理器1204可为能够进行计算和/或其它有关处理的任务的任意部件，而存储器1206可为能够为处理器1204存储程序和/或指令的任意部件(易失性、非易失性或其它)。在实施例中，处理器1206是非瞬时的。蜂窝接口1210可以是允许通信设备1200使用蜂窝信号进行通信的任意部件或部件的集合，并且可用于通过蜂窝网络的蜂窝连接接收和/或发送信息。辅助无线接口1212可以是允许通信设备1200通过wi-fi、蓝牙协议或控制协议等非蜂窝无线协议进行通信的任意部件或部件的集合。辅助接口1214可为允许通信设备1200使用有线协议等附加协议通信的部件或部件的集合。

尽管已详细描述本发明及其优点，但应理解，在不脱离所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下，可在本文中进行各种变更、替代和更改。此外，本发明的范围不应限于说明书中描述的过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法和步骤的特定实施例。所属领域的一般技术人员将从本发明的披露内容中容易了解到，可根据本发明利用执行与本文本所述对应实施例大致相同的功能或实现与本文本所述对应实施例大致相同的效果的过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法或步骤，包括目前存在的或以后将开发的。因此，所附权利要求书既定在其范围内包括此类过程、机器、制造工艺、物质成分、构件、方法或步骤。