CN101911521A - 用于改进的调度的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于蜂窝***(100)的方法(400),该蜂窝***(100)具有调度往返于小区(130)中的用户(120)的业务的第一节点(110)。第一节点使用包含在第一类数据帧(200)中的第一信道(230)向小区中的用户传送调度信息。第一类数据帧(200)包含多个符号(210),多个符号(210)用于第一信道,以及根据本发明,第一节点将调度信息指派到(405)第一信道中的符号(210)。用于第一信道的符号的数量是可变的(410),并在将调度信息指派到第一信道中的符号之前计算(415),以及根据在进行所述计算之前的某个时期期间对于调度信息所需的符号的数量来制定(420)。
Description
技术领域
本发明公开一种用于在其中有多个小区(其中能有多个用户)的无线蜂窝通信***中使用的方法。在该***中,有调度往返于用户的业务的第一节点,该第一节点使用包含在第一类数据帧中的第一信道来向小区中的用户传送调度信息。
背景技术
3GPP LTE(长期演进)常常简称为“LTE”,它是一种用于分组交换服务的无线电接入通信技术。与其他蜂窝***相似,LTE***包括多个小区,在每个小区中能有多个用户,并且对于每个小区,有控制往返于该小区中的用户的业务的节点,此节点常常称为eNodeB、“演进的NodeB”,有时也称为“RBS”,无线电基站。
从eNodeB到用户的业务称为下行链路业务,从用户到eNodeB的业务称为上行链路业务。
LTE***不使用专用信道,上行链路和下行链路方向中的数据都在共享信道中传送。这意味着需要在时间和频率中调度每个用户(也称为“UE”,用户设备)以便能够接收和传送数据,调度常常由eNodeB来执行并以信令通知UE。
目前,LTE***对于下行链路和上行链路业务均使用OFDM(正交频分复用)。目前,LTE***使用具有一个毫秒持续期的子帧,其中一个子帧被划分成多个OFDM符号,常常为12或14个符号,具体取决于***的配置。一个OFDM符号在频率中在多个副载波上展开,其中副载波的数量取决于可用信道带宽。
在下行链路业务中,为每个数据突发传送所谓的调度指派,以便使UE理解突发中哪个数据(如果有的话)是旨在用于它的。小区中的所有UE监听调度指派,并且如果UE检测到调度指派是针对该UE的,则该UE读取该指派中数据在频率中位于何处以及该数据是如何编码和调制的。
对于上行链路业务,eNodeB使用所谓的调度许可来实现对应的作用:如果UE检测到调度许可是针对该UE的,则该UE在许可中读取UE可以频率中何处传送数据,以及要使用什么编码和调制。
调度指派和调度许可在称为PDCCH(物理下行链路控制信道)的物理信道上传送,其中PDCCH中的信息被包含在下行链路子帧中。
调度指派和调度许可的数量在调度场合之间可能变化极大,具体取决于被调度的UE的数量。设有优先级的UE可以在一个上行链路子帧(其是调度粒度)中被许可整个带宽,但是在下一个上行链路子帧中,相同的UE可能没有任何留下的数据要传送,则反而可以在例如10个其他UE之间共享该带宽。因此,在LTE中为PDCCH指派的资源是可变的。在下行链路子帧中,X个第一DFDM符号用于PDCCH,其中X目前能够是1、2或3。在每个子帧之间,X的值能够改变。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决方案,借助于该解决方案可以采用有效率且易于适应***需要的方式来改变数据帧(例如LTE子帧)中用于PDCCH的OFDM符号的数量。
该目的通过本发明来实现,因为本发明公开一种用于在包括多个小区的无线蜂窝通信***中使用的方法,其中每个小区中能有多个用户。
在本发明的***中,有调度往返于小区中用户的业务的第一节点,该第一节点使用包含在第一类数据帧中的第一信道来向小区中的用户传送调度信息。
该第一类数据帧包含多个符号,并且多个这些符号用于第一信道。根据本发明的方法,第一节点将调度信息指派给第一信道中的符号,用于第一信道的符号的数量是可变的并且在将调度信息指派到第一信道中的符号之前计算。用于第一信道的符号的数量还根据在进行所述计算之前的某个时期期间对于调度信息所需的符号的数量来制定。
因此,借助于本发明,能自适应地且根据进行调度时的***的需要来改变用于调度信息的符号的数量,其在LTE***中能够是用于PDCCH的OFDM符号的数量。
从下文对本发明的详细描述,本发明的这个和其他优点将变得显而易见。
本发明还公开一种用作eNodeB以用于在本发明的***中使用的收发器。
附图说明
下文中将参考附图更详细地描述本发明,其中:
图1示出其中可以应用本发明的***的示意略图,以及
图2示出其中可应用本发明的下行链路帧,以及
图3示出本发明的应用,以及
图4示出本发明的方法的示意流程图,以及
图5示出本发明的eNodeB的框图。
具体实施方式
图1示出其中能应用本发明的***100的示例。因此,***100是其中有多个小区的蜂窝无线通信***,在图1中将其中一个小区示出为130。
在***中的每个小区中,能有多个用户,以及在图1中,小区130中示出有一个用户120。为了简明的原因,图1仅示出其中有一个用户的一个小区,但是应该认识到在应用本发明的***中,***100中的小区的数量以及每个小区中的用户的数量可以有非常大的不同。
本发明主要旨在用于LTE***,所以图1的***将使用来自LTE***的术语,它们也将在下文的后续描述中使用。但是,本发明还可以应用于不同于LTE***的***,所以为了帮助读者理解本发明而对LTE术语的使用不应被视为限制本发明的范围。
现在返回到图1,附图中的用户120标记为“UE”,因为在LTE***中常常将用户称为“用户设备”。
***100还包括在LTE中被称为eNodeB、演进的NodeB的节点,以及该节点除其他功能以外用于调度往返于小区中的UE的业务。从eNodeB到UE的业务现在将称为下行链路业务,而从UE到eNodeB的业务将称为上行链路业务。
eNodeB 110借助于所谓的调度指派以及在上行链路方向中借助于所谓的调度许可来执行往返于小区中的UE的业务的调度。
在LTE***中调度指派和调度许可均在已知为物理下行链路控制信道(简称为PDCCH)的信道上从eNodeB传送到UE。
虽然调度指派和调度许可旨在用于不同的通信方向(即上行链路和下行链路),但是它们以相似方式起作用:小区中的所有UE都监听PDCCH,并尝试检测调度指派。如果UE检测到调度指派,并且调度指派包含该调度指派旨在用于该特定UE的信息,则该UE在指派中读取何处有用于该UE的数据、并且该数据位于什么频率上以及该数据是如何编码和调制的。
相似地,如果UE检测到旨在用于该特定UE的调度许可,则UE将发现许可中有关UE可以在哪个频率上传送数据以及应该用什么编码和调制来发送数据的信息。
在LTE中,在所谓的子帧中传送PDCCH(即,用于传送调度指派和许可的信道),每个子帧目前具有1ms的持续期。
图2示出LTE子帧200的示例,将本发明的后续描述中使用该示例。正如图2中可见到的,在时间(水平轴)中和在频率(垂直轴)中展开子帧200,并由此可以将其视为网格或矩阵。因为子帧包括多个频率,所以具有多个副载波,每个副载波对应于矩阵的行(水平方向)220。
子帧200还包含多个符号,每个符号对应于矩阵中的列(垂直方向),即同一个时隙中的多个副载波。图2中以210引用一个符号。因为LTE使用OFDM(正交频分复用),所以子帧中的符号有时称为OFDM符号,而非仅称为“符号”。
子帧200包含到UE的有效负载和PDCCH信息。在图2中所示的示例中,子帧200包含用于由PDCCH使用的两个符号,如230所示。子帧200中示出的黑色方块是UE使用的参考信号,不能用于PDCCH或数据。
还要补充的是,图2的子帧200示出为包括展开在14个时隙上的12个副载波,但是这仅仅是为了使得附图可理解;LTE子帧实际上包括约200或更多的副载波。
在图2中,对PDCCH使用两个符号,如230所示。但是,LTE***中的PDCCH可使用的符号的数量是可变的,因为对指派和许可的需要将会变化。而且,可以改变PDCCH的“大小”以便使编码率适应信道质量成为可能。目前,对PDCCH使用LTE子帧中多达3个符号。
因此,产生找到改变LTE子帧中分配到PDCCH的OFDM符号的数量的好方式的问题。本发明建议以在以下方式中大致描述的方式来解决此问题,本文稍后将更详细对其进行解释:正如上文解释的,eNodeB使用LTE子帧中的PDCCH信道来向小区中的用户传送调度信息,例如调度指派和调度许可,以及子帧中用于PDCCH信道的符号的数量是可变的。
根据本发明,在将调度信息(即许可和指派)指派到PDCCH信道中的符号之前,由eNodeB计算子帧中用于PDCCH信道的符号的数量。此外,根据本发明,子帧中被eNodeB用于PDCCH的符号的数量根据eNodeB进行前述计算之前的某个时期期间对于调度信息所需的符号的数量来制定。
在本发明的一个实施例中,当确定要将多少个符号用于子帧中的PDCCH时,eNodeB还将子帧中可能要调度的UE的最大数量纳入考虑。
为了进一步解释本发明,现在将介绍CCE的概念。CCE是控制信道元素的缩写,以及一个CCE由布置在一个或多个OFDM符号上的36个副载波组成,即图2中的36个“方块”,其在本示例中(即,一个CCE布置在一个OFDM符号中)布置在图2中所示的子帧的“网格”中的列中。在LTE中,PDCCH使用1、2、4或8个CCE。为了进一步增进下文对本发明的描述,还应该提及的是eNodeB为PDCCH使用的输出功率水平不是固定的或标准化的。
正如上文已描述的,LTE子帧能包含用于UE的“有效负载数据”和PDCCH,使得对于同一个UE,在同一个子帧中,可以有调度信息(指派和许可)以及有效负载数据,并且还可能有用于该UE的其他业务,例如所谓的“传呼”。因此,LTE子帧可以说是针对某个数量的UE。LTE子帧中到UE的有效负载数据和其他业务将相应地包含某个数量的CCE。
现在将借助示例更详细地描述本发明方法的原理:
对于每个LTE子帧,eNodeB计算如下项:
Y:该子帧中将已经用于下行链路调度指派的CCE的数量(如果子帧中用于PDCCH的符号的数量上没有上限)。
Y_actual:eNodeB的计算之后,所述子帧中分配给下行链路调度指派的CCE的量。
Z:该子帧中将已经用于上行链路调度许可的CCE的数量(如果子帧中用于PDCCH的符号的数量上没有上限)。
Z_actual:eNodeB的计算之后,所述子帧中分配给上行链路调度许可的CCE的量。
一个CCE使用子帧中的OFDM符号中固定数量的副载波,并且由此子帧中可用于PDCCH的每个OFDM符号中有固定数量的CCE可用。
根据该方法,在eNodeB中,在时间上对Y和Z进行过滤,在过滤中具有时间常量,其能被改变,并且其被视为本发明中的调谐参数。过滤的值(即过滤的结果)称为Y_filtered和Z_filtered。
根据本发明的方法,对于要由eNodeB调度的每个子帧,在调度子帧开始之前由eNodeB完成如下操作:
·更新Z和Y的过滤,使得获取Y_filtered和Z_filtered的更新值。
·根据如下公式来计算CCE的总数,这里称为“Q”:
Q=ceil_OFDM_symbols(Y_filtered+Z_filtered-阈值),[1]
在上面的等式[1]中,运算“ceil”表示向上舍入到适合于(fit into)整数个OFDM符号的CCE的数量的运算,使用阈值以便避免仅最后的OFDM符号的小的小部分被利用。该阈值也被认为是本发明中的调谐参数。
·根据如下公式将子帧的CCE分布到Y_actual和Z_actual:
Y_actual=Q*Y_filtered/(Y_filtered+Z_filtered) [2]
Z_actual=Q-Y_actual [3]
当已经根据上面的公式得到Y_actual和Z_actual的值时,使用Y_actual作为用于下行链路调度指派的CCE的数量,而使用Z_actual作为用于上行链路调度许可的CCE的数量。
在本发明的某个实施例(下文将更详细地描述)中,对于eNodeB自适应地更改同一个帧所针对的UE的数量是可能的。这借助于以如下方式适当地更改子帧中的CCE中eNodeB使用的输出功率来完成。
基于链路质量来选择每个PDCCH的CCE的数量。因为CCE粒度非常粗略,目前CCE能包含1、2、4或8个副载波,所以eNodeB用于传送那些CCE的输出功率可能高于必需。因此,在本发明的一个方面中,eNodeB尝试更改CCE中使用的输出功率,同时仍满足例如表示为接收器处的错误概率的PDCCH质量要求。例如能使用所谓的CQI(信道质量指数)来计算接收器处的错误概率,CQI由UE向eNodeB报告。
输出功率具有常常由***运营商定义的上限,并且能使用通过降低用于一个UE的CCE中的输出功率而释放的输出功率来提升指派给另一个UE的CCE的功率水平。例如,最初要求4个CCE的UE能使用功率两倍高的2个CCE。这仍使用相同量的“CCE等效体”,其中“CCE等效体”在本发明中定义为具有标称功率谱密度的一个CCE。
现在将参考图3示出降低第一UE的一个或多个CCE中的输出功率以便提升用于其他CCE的CCE中的输出功率的概念。
图3的示意图中示出的是5个UE,表示为UE1-UE5,其中水平轴示出用于每个UE的CCE的量以及垂直轴示出用于每个UE的输出功率。这里,可以在UE1处发现CCE等效体的概念,其使用具有标称输出功率的1个CCE,即UE1使用一个CCE等效体。
如果对图3中的所有CCE使用标称输出功率水平,则在假定具有标称功率的6个CCE能够适合于所述子帧的情况下,仅UE1-UE4能够适合于一个子帧。自然,这里的数字6仅仅是能够适合于一个子帧的具有标称输出功率水平的CCE的固定数量的示例。
根据本发明,eNodeB可以计算多少“过量功率”用于UE1-4的CCE,即能在每个CCE中降低多少输出功率水平,同时仍保持***的PDCCH质量要求。在图3所示的示例中,这些计算导出如下结果,正如图3示意示出的:
第5个UE(UE5)需要两个CCE等效体才能满足PDCCH要求,但是因为仅有7个具有标称功率的CCE可用,所以只能在所述子帧中调度UE1-4,因为那些UE需要6个具有标称输出功率的CCE,即6个CCE等效体,如图3中的CCE-EQ所示。
但是,根据本发明的eNodeB中进行的计算,UE2只需0.5个CCE等效体即可满足PDCCH的质量要求,UE3需要1.8个CCE等效体,即在最初为UE3调度的两个CCE的每一个中需要0.9,以及UE4仅需要最初为它调度的两个CCE的0.8,从而UE4所需的总量是0.8*2=1.6。
总计,能“释放”的功率等于(0.5+0.2+0.4)个CCE=1.1 CCE,并且由此能使用最初释放的CCE 7以及能从UE 2、3和4取得的CCE等效体的“小部分”,使UE5被“适合”。
图4示出本发明的方法400的粗略流程图。备选或可选的步骤以虚线示出。正如上文描述中已呈现的,本发明方法400旨在用于无线蜂窝通信***(如图1所示的无线蜂窝通信100),即包括多个小区130的***,在每个小区中能有多个用户120,且具有调度往返于小区130中的用户的业务的第一节点110(如eNodeB)。
在可应用本发明的***中,第一节点使用第一类数据帧中包含的第一信道(图2的第一类数据帧200)来将调度信息传送到小区中的用户。该第一类数据帧包含多个符号,如图2中210所示,并且多个这些符号用于第一信道。
正如步骤405中所指示的,根据本发明方法,第一节点将调度信息指派到第一信道中的符号,以及如步骤410所示,用于第一信道的符号的数量是可变的,并且在将调度信息指派到第一信道中的符号之前被计算(步骤415),并且在步骤420还根据进行所述计算之前某个时期期间对于调度信息所需的符号的数量来制定。
步骤425指示在本发明的一个实施例中,可以将该方法应用于在同一个帧中具有多个副载波、N个载波的***,以便将符号扩展在N个频率上,还在时间中以M个时隙来划分所述帧。
正如步骤430中指示的,在本发明的一个方面中,将这些符号的每个符号划分成元素,每个元素包含多个所述副载波,其中为所述元素的每个元素定义标称功率水平。如果能够维持某个传送质量,则能够减少用于帧中的一个或多个元素的功率水平,然后子帧中元素的标称功率水平与用于子帧中元素的实际功率水平之间的差能用于增加子帧中使用的元素的数量。
步骤435示出本发明方法的上述方面可以应用于LTE***。在此情况(LTE)中,如步骤445所示。第一信道将是LTE***的PDCCH信道,以及如步骤450所示,将符号划分的元素将是LTE***的控制信道元素CCE。如步骤455所示,在LTE情况中,调度信息将是LTE***的调度指派和调度许可。
如步骤440中所指示的,步骤405至420所示的本发明的多个方面还可以应用于WiMAX***。在此情况(即WiMAX应用)中,所使用的“第一信道”并非如步骤445所示的LTE中的PDCCH,而将对应于WiMAX***的所谓的DL-MAP和UL-MAP,它们是MAC管理消息,并且按DL和UL-MAP的版本、例如是压缩的MAP和SUBDL或UL MAP。
图5示出用作上述第一节点的收发器500的示意框图,例如LTE***中的eNodeB或WiMAX***中的基站BS。正如图5所指示的,本发明的第一节点500将包括天线,如框510所示,并且还将包括接收部分520和传送部分530。此外,第一节点500包括控制部件540(如微处理器)以及存储器550。而且,第一节点500还包括向***中除UE以外的其他组件的接口560。
正如上文描述所呈现的,本发明的第一节点旨在用于无线蜂窝通信***(如图1中的无线蜂窝通信***100,其中包括多个小区130,而每个小区中能有多个用户120)。
本发明的第一节点将包括用于调度往返于***中的小区中的用户的的部件(如控制器540和存储器550),以及用于使用包含在第一类数据帧200中的第一信道(如图2的信道230)向小区中的用户传送调度信息的部件(如控制器540、存储器550、传送器530和天线510)。
第一类数据帧200包含多个符号210,第一节点500包括用于将多个符号用于第一信道的部件(如控制器540和存储器550)以及用于将调度信息指派到第一信道的符号210的部件(如控制器540和存储器550)。
根据本发明,第一节点还包括用于更改用于第一信道的符号的数量以及用于在将调度信息指派到第一信道中的符号之前计算符号的数量的部件(如控制器540和存储器550),并且还可将组件540和550用于根据在进行所述计算之前的某个时期期间对于调度信息所需的符号的数量来制定此数量。
在本发明的一个实施例中,组件540和550还可以协助第一节点在同一个帧中具有多个副载波、N个载波的***中使用,以便将符号扩展在N个频率上,所述帧还在时间中以M个时隙来划分。
此外,组件540、550还可以被第一节点用于将每个符号划分成元素,每个元素包含多个所述副载波,其中为所述元素的每个元素定义标称功率水平,控制器540用于如果能维持某个传送质量则使用于帧中的一个或多个元素的功率水平减少,以及用于使用子帧中元素的标称功率水平与用于子帧中元素的实际功率水平之间的差来增加子帧中使用的元素的数量。
根据本发明,第一节点500可以是LTE***中的eNodeB,在此情况中,第一信道能够是LTE***的PDCCH信道,符号划分成的元素可以是LTE***的控制信道元素CCE。在LTE情况中,先前提到的调度信息可以是LTE***的调度指派和调度许可。
在本发明的另一个实施例中,第一节点500可以是WiMAX***中的基站BS。在此情况中(即WiMAX的情况中),第一信道可以是WiMAX中的MAC管理消息,例如DL-MAP和/或UL-MAP、压缩的MAP或SUB DL MAP或SUB UL MAP。
本发明并不局限于上述以及附图所示的实施例的示例,而是可以在所附权利要求的范围内自由地改变。
Claims (18)
1.一种用于在无线蜂窝电信***(100)中使用的方法(400),所述***包括多个小区(130),在每个小区中能有多个用户(120),在所述***中有调度往返于小区(130)中的用户(120)的业务的第一节点(110),以及在所述***中,所述第一节点使用包含在第一类的数据帧(200)中的第一信道(230)向小区中的用户传送调度信息,所述第一类的数据帧(200)包含多个符号(210),其中多个所述符号用于所述第一信道,根据所述方法,所述第一节点将调度信息指派(405)到所述第一信道中的符号(210),所述方法(400)特征在于,用于所述第一信道的符号的数量是可变的(410)并在将所述调度信息指派到所述第一信道中的符号之前计算(415),以及根据在进行所述计算之前的某个时期期间对于调度信息所需的符号的数量来制定(420)。
2.如权利要求1所述的方法(400、425),适用于在同一个帧中具有多个副载波、N个载波的***,以便将符号扩展在N个频率上,所述帧还在时间中以M个时隙来划分。
3.如权利要求2所述的方法(400、430),根据所述方法,将每个符号划分成元素,每个元素包含多个所述副载波,其中为所述元素的每个元素定义标称功率水平,以及根据所述方法,如果能维持某个传送质量,则能减少用于帧中的一个或多个元素的功率水平,其中子帧中元素的标称功率水平与用于子帧中元素的实际功率水平之间的差用于增加所述子帧中使用的元素的数量。
4.如前面权利要求中任一项所述的方法(400、435),适用于LTE***。
5.如权利要求4所述的方法(435、445),根据所述方法,所述第一信道是LTE***的PDCCH信道。
6.如权利要求4或5所述的方法(435、450),根据所述方法,所述符号划分成的所述元素是LTE***的控制信道元素CCE。
7.如权利要求4-6中任一项所述的方法(435、455),根据所述方法,所述调度信息是LTE***的调度指派和调度许可。
8.如权利要求1或2中任一项所述的方法,适用于WiMAX***。
9.如权利要求8所述的方法,根据所述方法,所述第一信道是WiMAX中的MAC管理消息,例如DL-MAP和/或UL-MAP、或压缩的MAP、SUB DL MAP或SUB UL MAP。
10.一种用于用作无线蜂窝通信***(100)中的第一节点的收发器(500),所述无线蜂窝通信***(100)包括多个小区(130),在每个小区中能有多个用户(120),其中所述第一节点(110)包括用于调度往返于小区(130)中的用户(120)的业务的部件(540、550)和用于使用第一类的数据帧(200)中包含的第一信道(230)向小区中的用户传送调度信息的部件(540、550、530、510),所述第一类的数据帧(200)包括多个符号(210),其中所述第一节点(500)包括用于将多个所述符号用于所述第一信道的部件(540、550)和用于将调度信息指派到所述第一信道中的符号(210)的部件(540、550),所述第一节点特征在于,所述第一节点包括用于更改用于所述第一信道的符号的数量以及用于在将所述调度信息指派到所述第一信道中的符号之前计算所述符号的数量的部件(540、550),以及用于根据在进行所述计算之前的某个时期期间对于调度信息所需的符号的数量来制定此数量的部件(540、550)。
11.如权利要求10所述的第一节点(500),包括用于在同一个帧中具有多个副载波、N个载波的***中使用以便将符号扩展在N个频率上的部件(540、550),所述帧还在时间中以M个时隙来划分。
12.如权利要求10或11所述的第一节点(500),包括:用于将每个符号划分成元素的部件(540、550),每个元素包含多个所述副载波,为所述元素的每个元素定义标称功率水平;以及用于如果能维持某个传送质量则使用于帧中的一个或多个元素的功率水平减少的部件(540);以及用于使子帧中元素的标称功率水平与用于子帧中元素的实际功率水平之间的差用于增加所述子帧中使用的元素的数量的部件(540)。
13.如权利要求10-12中任一项所述的第一节点(500),是LTE***中的eNodeB。
14.如权利要求13所述的第一节点(500),其中所述第一信道是LTE***的PDCCH信道。
15.如权利要求13或14所述的第一节点(500),其中所述符号划分成的所述元素是LTE***的控制信道元素CCE。
16.如权利要求13-15中任一项所述的第一节点(500),其中所述调度信息是LTE***的调度指派和调度许可。
17.如权利要求13或14中任一项所述的第一节点(500),是WiMAX***中的基站。
18.如权利要求17所述的第一节点(500),其中所述第一信道是WiMAX中的MAC管理消息,例如DL-MAP和/或UL-MAP、或压缩的MAP、SUB DL MAP或SUB UL MAP。
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