用于在多个网络运营商之间共享资源的通信系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种蜂窝或者无线通信网络中的无线接入网络，尤其但不仅仅涉及在 多个运营商之间共享无线接入网络。本发明尤其但不仅仅与根据LTE (长期演进）标准所 实现的无线通信网络相关。
【背景技术】
[0002] 已知无线接入网络（RAN)共享部署方案，并且第三代合作伙伴计划（3GPP)标准自 第5版起已经引入了促进这些方案的实现的方法和技能。
[0003] RAN共享为网络运营商（服务供应商）提供了一种减少其在建立无线通信网络时 的资本支出需求和/或扩大蜂窝通信服务所覆盖的区域的方式。每个运营商无需为网络的 每个小区提供它们自己的基站和相关联的设备，共享其它运营商的RAN的运营商能够在其 它运营商所服务的区域内提供该运营商的服务而不必在该位置投资该运营商自己的基站。
[0004] 此外，通过减少必须提供和运行的基站的数量，可以减少共享运营商的持续运行 成本。事实上，每个基站在运行期间都可能消耗大量的电力，因此减少运行的基站数量可以 大幅减少电力需求，也可以因此被认为是环境友好的。
[0005] 通常，运营商的RAN共享是对称配置的，其中每个运营商都可以获得对其它运营 商的RAN的一定程度的访问。极端地，这种配置允许两个运营商在无法共享的情况下使用 所需基站的一半（因此具有大幅减少的成本）来向相同区域提供服务。
[0006] RAN共享在运营商具有未使用的小区容量的区域中尤其有利，这是由于该空闲容 量能够被共享而不影响原始运营商的持续服务供应。此外，为了确保运营商所提供的服务 能够达到某些国家的牌照条件所可能规定的特定人口比例而不要求每个运营商在容量可 能得不到充分利用的偏远地区安装昂贵的容量，RAN共享可能是有用的。
[0007] 目前，与RAN共享有关的标准限于两种方案。在第一方案中，不同运营商只共享 RAN基站本身。在第二方案中，可以共享例如LTE中的演进分组核心（EPC)的核心网络的一 部分以及RAN基站，这进一步地降低了建立网络的资本支出成本。在每种情况下，RAN的共 享可以被配置成使用分割的频率，其中共享RAN的每个运营商都具有所分配的（不同的） 频率范围，或者可以使用共同的频率，其中在该共同的频率中，全部范围的频率可供任一运 营商所用。
[0008] RAN共享的机制在运营商公司合并的情况下也是有用的，其允许两个运营商在服 务供应没有明显中断的情况下合并它们的网络服务。
[0009] 最近的经济状况为网络运营商降低成本提供了进一步的动力，因而使与其它运营 商共享网络的趋势上升。然而，该趋势连同移动数据服务的普及导致整体系统负载的大幅 增加而容量却没有相应地增加。
[0010] 因此本发明旨在提尚支持RAN共孚的通彳目网络的性能。
【发明内容】
[0011] 在第一方面，本发明提供一种基站，其用于在包括第一网络运营商和第二网络运 营商的多个网络运营商之间共享通信带宽的资源，所述基站包括：确定部件，用于确定： (a)随时间的所述通信带宽中的资源的第一运营商比例，其中所述第一运营商比例表示优 先用于所述第一网络运营商的通信承载的资源的目标平均最小比例；(b)随时间的所述通 信带宽中的资源的第二运营商比例，其中所述第二运营商比例表示优先用于所述第二网络 运营商的通信承载的资源的目标平均最小比例；以及（c)所述通信带宽中的资源的共享比 例，其中所述共享比例表示在所述第一网络运营商的通信承载和所述第二网络运营商的通 信承载之间共享的资源的比例；判断部件，用于针对子帧序列的各子帧，根据所述第一运营 商比例、所述第二运营商比例和所述共享比例各自的大小来判断应该在共享的基础上还是 在基于网络运营商的优先级的基础上分配资源；以及分配部件，用于针对各子帧，基于所述 判断部件的判断在共享的基础上或者在基于网络运营商的优先级的基础上向网络运营商 的通信承载分配资源。
[0012] 所述判断部件被配置为能够进一步根据资源使用的测量结果来判断应该在共享 的基础上还是在基于网络运营商的优先级的基础上分配资源。网络运营商的通信承载的资 源使用的测量结果是基于当前子帧中分配给该网络运营商的通信承载的资源的。可选地， 网络运营商的通信承载的资源使用的测量结果是基于至少一个先前子帧中分配给该网络 运营商的通信承载的资源的。
[0013] 所述判断部件被配置为能够根据针对在共享的基础上的通信、使用所述第一网络 运营商的通信承载的通信、以及使用所述第二网络运营商的通信承载的通信所确定的各自 的权重来判断应该在共享的基础上还是在基于网络运营商的优先级的基础上分配资源。在 这种情况下，针对使用所述第一网络运营商的通信承载的通信和针对使用所述第二网络运 营商的通信承载的通信的各自的权重依赖于该网络运营商的通信承载的资源使用的测量 结果。
[0014] 针对使用所述第一网络运营商的通信承载的通信和针对使用所述第二网络运营 商的通信承载的通信的各自的权重能够通过如下等式表示：
[0016] 其中，I,是针对使用表示为"g"的网络运营商的通信承载的通信在表示为"j"的 子帧中的权重，@#是表示为"g"的网络运营商的运营商比例的大小，是针对表示为 "j"的子帧所测量的表示为"g"的网络运营商的资源使用的测量结果。
[0017] 针对表示为"j"的子帧所测量的表示为"g"的网络运营商的资源使用的测量结果 能够通过如下等式表示：
[0019] 其中，gf是针对表示为"j"的子帧所测量的表示为"g"的网络运营商的资源使 用的测量结果；β是在〇到1的范围内的遗忘因子参数；K是通信带宽中的资源数量；N& , i 是在紧挨着表示为"j"的子帧的先前子帧中分配给表示为"g"的网络运营商的全部通信承 载的资源总数。
[0020] 针对表示为"j"的子帧所测量的表示为"g"的网络运营商的资源使用的测量结果 能够通过如下等式表示：
[0023] 并且其中，是针对表示为"j"的子帧所测量的表示为"g"的网络运营商的资 源使用的测量结果；β是在〇到1的范围内的遗忘因子参数；K是所述通信带宽中的资源数 量；N& , i是在紧挨着表示为"j"的子帧的先前子帧中分配给表示为"g"的网络运营商的全 部通信承载的资源总数；ng是在出现属于表示为g的网络运营商的通信承载的情况下每子 帧递增、而在没有出现属于表示为g的网络运营商的通信承载的情况下重置为1的计数器。
[0024] 针对在共享的基础上的通信的权重依赖于所述多个网络运营商的通信承载的组 合后的资源使用的测量结果。
[0025] 针对在共享的基础上的通信的资源使用的测量结果是基于当前子帧中分配给所 述多个网络运营商各自的通信承载的资源的。
[0026] 针对在共享的基础上的通信的资源使用的测量结果是基于至少一个先前子帧中 分配给所述多个网络运营商各自的通信承载的资源的。
[0027] 针对在共享的基础上的通信的权重能够通过如下等式表示：
[0029] 其中，wsharad，^针对在表示为"j"的子帧中的在共享的基础上的通信的权重， 是所述共享比例的大小，以及是针对表示为" j"的子帧所测量的所述多个网络 运营商各自的资源使用的各测量结果之和。
[0030] 针对表示为"j"的子帧所测量的所述多个网络运营商各自的资源使用的各测量结 果之和能够通过如下等式表示：
[0032] 其中是针对表示为"j"的子帧所测量的所述多个网络运营商各自的资 源使用的各测量结果之和；β是在〇到1的范围内的遗忘因子参数；K是所述通信带宽中的 资源数量；Nsharadi] i是在紧挨着表示为" j"的子帧的先前子帧中分配给全部网络运营商的 全部通信承载的资源总数。
[0033] 在针对使用所述第一网络运营商的通信承载的通信所确定的权重或者针对使用 所述第二网络运营商的通信承载的通信所确定的权重高于针对在共享的基础上的通信所 确定的权重的情况下，所述判断部件被配置为能够判断为应该在基于网络运营商的优先级 的基础上分配资源。
[0034] 在针对使用所述第一网络运营商的通信承载的通信所确定的权重高于针对使用 所述第二网络运营商的通信承载的通信所确定的权重的情况下，所述判断部件被配置为能 够确定资源分配的优先顺序，在该优先顺序中，将资源分配至所述第一网络运营商的通信 承载先于将资源分配至所述第二网络运营商的通信承载。
[0035] 针对使用所述第一网络运营商的通信承载的通信和针对使用所述第二网络运营 商的通信承载的通信的各自的权重依赖于在至少一个先前的调度机会期间至该网络运营 商的通信承载的历史资源分配。
[0036] 针对在共享的基础上的通信所确定的权重高于针对使用所述多个网络运营商中 的每个网络运营商各自的通信承载的通信所确定的各权重的情况下，所述判断部件被配置 为能够判断为应该在共享的基础上分配资源。
[0037] 在将在共享的基础上分配资源的子帧中，不使用基于网络运营商的优先级来分配 通信承载。可选地，在将在共享的基础上分配资源的子帧中，使用基于网络运营商的优先级 的基础来分配通信承载，该基于网络运营商的优先级的基础具有根据要分配资源的子帧而 变化的优先顺序。
[0038] 所述分配部件还被配置为能够在共享的基础上分配所述资源时给予保证比特率 即GBR通信承载比非保证比特率即非GBR通信承载高的优先级。
[0039] 所述分配部件还被配置为能够在共享的基础上分配所述资源时依次针对每个运 营商给予保证比特率即GBR通信承载比非保证比特率即非GBR通信承载高的优先级。
[0040] 在所述判断部件判断为应该在基于网络运营商的优先级的基础上分配所述资源 的情况下，所述判断部件被配置为能够确定用于资源分配的基于网络运营商的优先级的顺 序。
[0041] 所述的基站进一步包括：接纳控制部件，用于根据特定网络运营商的运营商比例 的大小来控制该特定网络运营商的新通信承载的接纳。
[0042] 在第二方面，本发明还提供一种基站，其用于在包括第一网络运营商和第二网络 运营商的多个网络运营商之间共享通信带宽的资源，所述基站包括：确定部件，用于确定： (a)随时间的所述通信带宽中的资源的第一运营商比例，其中所述第一运营商比例表示优 先用于所述第一网络运营商的通信承载的资源的目标平均最小比例；(b)随时间的所述 通信带宽中的资源的第二运营商比例，其中所述第二运营商比例表示优先用于所述第二网 络运营商的通信承载的资源的目标平均最小比例；以及（c)所述通信带宽中的资源的共享 比例，其中所述共享比例表示将在所述第一网络运营商的通信承载和所述第二网络运营商 的通信承载之间共享的资源的比例；接纳控制部件，用于根据特定网络运营商的运营商比 例的大小来控制将新通信承载接纳至所述第一运营商比例和所述第二运营商比例其中之 〇
[0043] 所述接纳控制部件被配置为能够根据遍及所述特定网络运营商的全部通信承载 的当前负载的估计来接纳所述新通信承载。所述接纳控制部件被配置为能够根据如果接纳 所述新通信承载则将导致的预期增加的负载的估计来接纳所述新通信承载。
[0044] 所述接纳控制部件被配置为能够在满足如下条件的情况下接纳所述新通信承
[0046] 其中，P g是网络运营商g的全部通信承载所表示的估计当前负载；P _是如果接 纳所述新通信承载则将导致的预期增加的负载的估计；是运营商特定阈值，其表达为 载：
运营商g的各资源比例的分数，取值在〇到1之间；@^是运营商g的比例的大小。
[0047] 所述接纳控制部件被配置为能够在不满足所述条件的情况下应用至少一个进一 步的接纳条件。
[0048] 所述接纳控制部件被配置为能够在不满足所述条件和不满足所述至少一个进一 步的接纳条件的情况下，拒绝将所述新通信承载接纳至所述共享比例。
[0049] 所述至少一个进一步的接纳条件的符合是基于在接纳所述新通信承载的情况下 的估计的预期负载是否不大于在考虑了与各个其它网络运营商的通信承载相关联的估计 负载的情况下所剩余的通信带宽的〇到1之间的预定分数来判断的。
[0050] 所述至少一个进一步的接纳条件的符合是基于在接纳所述新通信承载的情况下 的估计的预期负载是否不大于在考虑了与各个其它网络运营商相关联的各运营商比例的 情况下所剩余的通信带宽的〇到1之间的预定分数来判断的。
[0051] 所述接纳控制部件被配置为能够判断为在如下情况下满足所述至少一个进一步 的接纳条件：
[0053] 其中，P g是网络运营商g的全部通信承载所表示的估计当前负载；P _是如果接 纳所述新通信承载则将导致的预期增加的负载的估计；pfM是运营商特定阈值，其表达为 运营商g的各资源比例的分数，取值在〇到1之间；
是与网络运营商 g不相关的任何通信承载所使用的资源的比例。
[0054] 所述至少一个进一步的接纳条件的符合是基于在接纳所述新通信承载并且在共 享的基础上向所述新通信承载分配资源的情况下估计的预期负载是否不大于通信带宽的 所述共享比例的〇到1之间的预定分数来判断的。
[0055] 所述接纳控制部件被配置为能够判断为在如下情况下满足所述至少一个进一步 的接纳条件：
[0057] 其中，P ^^是在资源的所述共享比例中的全部通信承载所表示的当前负载； A P 在将所述新通信承载接纳至所述共享比例中的情况下所述共享比例中的当前 负载的预期变化；表达为资源的所述共享比例的分数的阈值，取值在〇到1之 间；是所述共享比例的大小。
[0058] 如下来计算 P shared.
[0060] 其中，P k是网络运营商k的全部通信承载所表示的当前负载；是运营商特定 阈值，其表达为运营商k的各资源比例的分数，取值在0到1之间；是运营商k的各资 源比例。 P shared.
[0061] 如下来计算Δ
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