CN110786063B - 在mtc与非mtc之间共享无线电资源时的调制编码方案(mcs)校正 - Google Patents

在mtc与非mtc之间共享无线电资源时的调制编码方案(mcs)校正 Download PDF

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Abstract

用于共享空中接口的资源的***、方法和软件。在一个实施例中，接入网元件通过空中接口与多个设备通信。接入网元件标识资源共享窗口，资源共享窗口具有其中MTC被允许的MTC开启间隔，并且具有其中MTC被禁止的MTC关闭间隔。在阈值时间与MTC关闭间隔的结束之间，接入网元件选择用于多个设备中的传统设备的经调整的调制编码方案(MCS)，该经调整的MCS低于基于传统设备的信道质量信息选择的用于传统设备的标准MCS低，向传统设备分配MTC无线电资源的集合，并且基于经调整的MCS来在所述MTC无线电资源的所述集合上调度用于传统设备的非MTC传输。

Description

在MTC与非MTC之间共享无线电资源时的调制编码方案(MCS) 校正
技术领域
本发明涉及通信***领域，具体地涉及机器类通信(MTC)与非MTC之间的无线电资源的共享。
背景技术
机器类通信(MTC)或机器对机器(M2M)通信是指允许设备在没有或几乎没有人工干预的情况下进行通信的技术。MTC设备存储数据，并且通过网络(诸如，蜂窝网络)将数据传输到其他MTC设备或MTC服务器。例如，MTC设备可以被附接至燃气表或电表，并且MTC设备周期性地(例如，每周、每月等)将仪表读数传输给诸如公用事业公司的MTC服务器。
MTC设备之间交换的数据量通常非常小，诸如，小于几个字节。由于MTC设备仅发送或接收少量数据，所以数据交换被视为“小数据传输”。被认为“小”的数量可能取决于个体网络运营方。
MTC在核心网上持续增加。因此，有效利用MTC的网络资源，尤其是无线电资源，对于网络运营方来说很重要。
发明内容
本文描述的实施例提供了在MTC传输与非MTC传输之间的空中接口上的无线电资源的增强共享。定义了资源共享窗口，以用于在MTC与非MTC之间调度无线电资源。资源共享窗口包括其中MTC传输被允许的MTC开启间隔，以及其中MTC传输的被禁止MTC关闭间隔。接近MTC关闭间隔的结束，用于非MTC设备的调制编码方案(MCS)可以被降阶，以增加由目的地(即，用于下行传输的设备和用于上行传输的基站)成功接收和解码涉及非MTC设备的传输的可能性。通常基于针对设备标识的信道质量来选择用于设备的MCS，并且本文描述的经调整的MCS比基于信道质量选择的MCS低。在接近MTC关闭间隔的结束时使用经调整的MCS的一个技术优势是，针对传输的混合自动重传请求(HARQ)过程更有可能在MTC关闭间隔的结束之前完成，而不会在下一MTC开启间隔期间暂停，以更有效地利用网络资源。
一个实施例包括接入网的接入网元件。接入网元件包括：无线电接口组件，被配置为通过空中接口与多个设备通信；以及模式数据库，被配置为存储共享模式，该共享模式在MTC无线电资源与非MTC无线电资源之间映射空中接口的物理层上的无线电资源。接入网元件还包括调度机构，被配置为标识资源共享窗口，该资源共享窗口具有其中MTC被允许的MTC开启间隔，并且具有其中MTC被禁止的MTC关闭间隔。在阈值时间与MTC关闭间隔的结束之间，调度机构被配置为选择用于多个设备中的传统设备选择的经调整的MCS，以基于共享模式来将MTC无线电资源的集合分配给传统设备，并且基于经调整的MCS来在MTC无线电资源的集合上调度用于传统设备的非MTC传输，经调整MCS低于基于针对传统设备的信道质量信息而选择的用于传统设备的标准MCS。
在另一实施例中，调度机构被配置为针对传统设备在比标准MCS低的多个经调整的MCS之间进行选择，其中经调整的MCS从阈值时间到MTC关闭间隔的结束降阶。
在另一实施例中，从阈值时间到MTC关闭间隔的结束的时间段包括调整时段，调整时段包括成序列的多个子时段，该多个子时段分别指定信干噪比(SINR)降低值，并且SINR降低值从序列中的子时段中的第一子时段到序列中的子时段中的最后一个子时段增加。
在另一实施例中，调度机构被配置为针对多个子时段中的子时段标识SINR降低值，基于信道质量信息来确定针对传统设备的所估计的SINA，从所估计的SINA减去针对子时段的SINR降低值以确定针对传统设备的经调整的SINR，并且基于经调整的SINR来选择用于传统设备的经调整的MCS。
在另一实施例中，调度机构被配置为确定针对子时段的SINR降低值是否等于阈值，并且当SINR降低值等于阈值时，确定MTC无线电资源不可用于传统设备。
在另一实施例中，调度机构被配置为在上行链路信道的MTC无线电资源的集合上调度用于传统设备的非MTC传输。
在另一实施例中，调度机构被配置为在下行链路信道的MTC无线电资源的集合上调度用于传统设备的非MTC传输。
在另一实施例中，在选择用于传统设备的经调整的MCS之前，调度机构被配置为将MTC无线电资源标记为不可用的，将非MTC无线电资源的集合分配给传统设备，选择用于传统设备选择标准MCS，并且基于标准MCS确定用于传统设备的传输块大小。在选择用于传统设备的经调整的MCS之后，调度机构被配置为根据经调整的MCS确定用于传统设备的经调整的传输块大小，并且确定经调整的传输块大小是否增大超过根据标准MCS所确定的传输块大小。当经调整的传输块大小没有被增大，调度机构被配置为将先前被标记为不可用的MTC无线电资源的集合分配给传统设备，直到经调整的传输块大小增大。
在另一实施例中，调度机构被配置为请求接入网中的传统负载和MTC负载，确定传统负载是否超过第一高阈值，并且当传统负载超过第一高阈值时，将用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间设置为最小。当传统负载未超过第一高阈值时，调度机构被配置为确定传统负载是否小于第一低阈值，并且当传统负载小于第一低阈值时，将用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间设置为最大。当传统负载不小于第一低阈值时，调度机构被配置为确定MTC负载是否超过第二高阈值，并且当MTC负载超过第二高阈值时，增加用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间。当MTC负载没有超过第二高阈值时，调度机构被配置为确定MTC负载是否小于第二低阈值，并且当MTC负载小于第二低阈值时，减少用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间。当MTC负载不小于第二低阈值时，调度机构被配置为维持用于下一资源共享窗口中的MTC开启间隔的持续时间。
另一实施例包括一种在接入网的接入网元件与多个设备之间共享空中接口的方法。该方法包括：存储共享模式，该共享模式在MTC无线电资源与非MTC无线电资源之间映射空中接口的物理层上的无线电资源；以及标识资源共享窗口，该资源共享窗口具有其中MTC被允许的MTC开启间隔并且具有其中MTC被禁止的MTC关闭间隔。在阈值时间与MTC关闭间隔的结束之间，该方法包括：选择用于多个设备中的传统设备的经调整的MCS，以基于共享模式来将MTC无线电资源的集合分配给传统设备，并且基于经调整的MCS来在MTC无线电资源的集合上调度用于传统设备的非MTC传输，该经调整MCS低于基于针对传统设备的信道质量信息而选择的用于传统设备的标准MCS。
在另一实施例中，针对传统设备选择经调整的MCS包括：针对传统设备在比标准MCS低的多个经调整的MCS之间进行选择。经调整的MCS从阈值时间到MTC关闭间隔的结束降阶。
在另一实施例中，从阈值时间到MTC关闭间隔的结束的时间段包括调整时段，调整时段包括成序列的多个子时段，该多个子时段分别指定SINR降低值，并且SINR降低值从序列中的子时段中的第一个到序列中的子时段中的最后一个增加。
在另一实施例中，选择经调整的MCS包括：标识针对多个子时段中的子时段的SINR降低值，基于信道质量信息确定传统设备的所估计的SINA，从所估计的SINA减去针对子时段的SINR降低值以确定传统设备的经调整的SINR，并且基于经调整的SINR来选择用于传统设备的经调整的MCS。
在另一实施例中，该方法还包括：确定针对子时段的SINR降低值是否等于阈值，并且当SINR降低值等于阈值时，确定MTC无线电资源不可用于传统设备。
在另一实施例中，调度用于传统设备的非MTC传输包括：在上行链路信道的MTC无线电资源的集合上调度用于传统设备的非MTC传输。
在另一实施例中，调度用于传统设备的非MTC传输包括：在下行链路信道的MTC无线电资源的集合上调度用于传统设备的非MTC传输。
在另一实施例中，在选择用于传统设备的经调整的MCS之前，该方法包括：将MTC无线电资源标记为不可用的，将非MTC无线电资源的集合分配给传统设备，选择用于传统设备的标准MCS，并且基于标准MCS确定用于传统设备的传输块大小。在选择用于传统设备的经调整的MCS之后，该方法包括：根据经调整的MCS确定用于传统设备的经调整的传输块大小；确定经调整的传输块大小是否增大超过根据标准MCS确定的传输块大小；以及当经调整的传输块大小未增大时，将先前被标记为不可用的MTC无线电资源的集合分配给传统设备，直到经调整的传输块大小增大。
在另一实施例中，该方法还包括：请求接入网中的传统负载和MTC负载，确定传统负载是否超过第一高阈值，并且当传统负载超过第一高阈值时，将用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间设置为最小。当传统负载没有超过第一高阈值时，该方法还包括：确定传统负载是否小于第一低阈值，并且当传统负载小于第一低阈值时，将用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间设置为最大。当传统负载不小于第一低阈值时，该方法还包括：确定MTC负载是否超过第二高阈值，并且当MTC负载超过第二高阈值时，增加用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间。当MTC负载没有超过第二高阈值时，该方法还包括：确定MTC负载是否小于第二低阈值，并且当MTC负载小于第二低阈值时，减少用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间。当MTC负载不小于第二低阈值时，该方法还包括：维持用于下一资源共享窗口中的MTC开启间隔的持续时间。
另一实施例包括一种非瞬态计算机可读介质，体现由处理器执行的编程指令，其中该指令引导处理器实现接入网的接入网元件，该接入网元件被配置为通过空中接口与多个设备通信。接入网元件被配置为存储共享模式，该共享模式在MTC无线电资源与非MTC无线电资源之间映射空中接口的物理层上的无线电资源。接入网元件被配置为标识资源共享窗口，该资源共享窗口具有其中MTC被允许的MTC开启间隔，并且具有其中MTC被禁止的MTC关闭间隔。在阈值时间与MTC关闭间隔的结束之间，接入网元件被配置为选择用于多个设备中的传统设备的经调整的MCS，基于共享模式来将MTC无线电资源的集合分配给传统设备，并且基于经调整的MCS在MTC无线电资源的集合上调度用于传统设备的非MTC传输，经调整的MCS低于基于传统设备的信道质量信息所选择的传统设备的标准MCS低。
另一实施例包括接入网的接入网元件。接入网元件包括用于通过空中接口与多个设备通信的装置以及用于存储共享模式的部件，该共享模式在MTC无线电资源与非MTC无线电资源之间映射空中接口的物理层上的无线电资源。接入网元件包括用于标识资源共享窗口的部件，该资源共享窗口具有其中MTC被允许的MTC开启间隔并且具有其中MTC被禁止的MTC关闭间隔。在阈值时间与MTC关闭间隔的结束之间，接入网元件包括用于选择用于多个设备中的传统设备的经调整的MCS，以基于共享模式来将MTC无线电资源的集合分配给传统设备的部件，并且基于经调整的MCS来在MTC无线电资源的集合上调度用于传统设备的非MTC传输的部件，该经调整的MCS低于基于传统设备的信道质量信息而选择的传统设备的标准MCS。
以上发明内容提供了对说明书的某些方面的基本理解。该发明内容不是对说明书的广泛概述。它既不旨在标识本说明书的关键或重要元素，也不旨在描绘本说明书的特定实施例的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本说明书的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
附图说明
现在仅通过示例的方式并且参照附图来描述本发明的一些实施例。在所有附图上，相同的附图标记表示相同的元件或相同类型的元件。
图1图示了说明性实施例中的通信网络。
图2图示了说明性实施例中的无线电资源共享。
图3图示了LTE协议栈。
图4图示了用于LTE空中接口的DL LTE帧结构。
图5图示了时间/频率网格中的物理资源块(PRB)。
图6图示了LTE中的5MHz带宽。
图7是说明性实施例中的接入网元件的框图。
图8至图10图示了说明性实施例中的共享模式。
图11图示了说明性实施例中的被划分成MTC开启和MTC关闭间隔的资源共享窗口。
图12是图示了说明性实施例中的传统使用如何影响资源共享窗口的曲线图。
图13是图示了说明性实施例中的更新资源共享窗口的方法的流程图。
图14图示了说明性实施例中的在MTC关闭间隔中具有MCS校正的资源共享窗口。
图15是图示了示例性实施例中的在MTC与非MTC之间共享无线电资源的方法的流程图。
图16图示了说明性实施例中的MTC关闭间隔的调整时段。
图17是图示了说明性实施例中的在调整时段期间选择经调整的MCS的方法的流程图。
图18是图示了说明性实施例中的用于UL传输的MCS校正的方法的流程图。
图19是图示了说明性实施例中的用于DL传输的MCS校正的方法的流程图。
具体实施方式
附图和以下描述图示了特定的说明性实施例。因此，要了解的是，本领域技术人员将能够设计出尽管未在本文中明确描述或示出但体现实施例的原理并且被包括在实施例的范围内的各种布置。此外，本文描述的任何示例旨在帮助理解实施例的原理，并且应被解释为不限于这种具体叙述的示例和条件。因此，(多个)发明构思不限于下面描述的特定实施例或示例，而是由权利要求书及其等同物限制。
图1图示了说明性实施例中的通信网络100。通信网络100是最后一条链路是无线的蜂窝网络或移动网络，并且向多个设备提供语音和/或数据服务。通信网络100是第三代(3G)、***(4G)或后一代网络，它的一个示例是长期演进(LTE)网络。
通信网络100可以提供物联网(IoT)解决方案，其指代在机器或机器部件的设备之间的互连和数据的自主交换。IoT使用机器对机器(M2M)通信或机器类通信(MTC)。M2M/MTC被定义为设备之间的数据通信，而无需人工干预。M2M/MTC服务的示例包括公用事业仪表、自动售货机、车队管理、智能交通、车辆的实时交通信息、安全监测、医疗计量和警报等。与常规的蜂窝服务相比，M2M/MTC服务在较低的数据速率下很好地工作。例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)在版本13中针对LTE定义了新类别，其包括LTE Cat-M1(eMTC)和Cat-NB1(NB-IoT)。Cat-M1(也被称为LTE Cat 1.4MHz)针对上行链路(UL)和下行链路(DL)的峰值速率为1Mbps，并且带宽为1.4MHz。Cat-NB1(也称为LTE Cat 200kHz)针对DL具有200kbps的峰值速率，针对UL具有200kbps的峰值速率，并且带宽为200kHz。启用MTC的设备可以根据通信网络100内的MTC的这些类别中的一个类别进行操作。
通信网络100还为设备和数据终端提供常规的高速无线通信。例如，由3GPP陈述的LTE标准定义了Cat-4。Cat-4(在版本8中)针对DL具有150Mbps的峰值速率，针对UL具有50Mbps的峰值速率，并且带宽为20MHz。通信网络100中的这些“常规”通信/传输在本文中被称为“传统”传输。传统传输被定义为非MTC传输，诸如，语音呼叫、流视频、流音频或其他更高速度的通信。非MTC设备可以在通信网络100内执行用于非MTC的传统传输(例如，Cat-4)。
通信网络100被图示为向位于相同小区内的设备110至111(以及未示出的其他设备)提供通信服务。设备110被启用用于M2M/MTC服务，并且被称为MTC设备110。MTC设备110被配置为发送和接收各种类型的传输，其在本文中可以被称为MTC业务或MTC传输。例如，MTC传输可以包括小数据传输，诸如，传感器读数、温度读数、控制信号等。设备111被启用用于常规的语音和/或数据服务，并且被称为传统设备111。传统设备111可以包括未被分类为启用MTC的设备的任何无线设备。例如，传统设备111可以包括终端用户设备，诸如，膝上型计算机、平板计算机、智能手机等。传统设备111被配置为发送和接收各种类型的传输，其在本文中可以被称为传统业务、传统传输或非MTC传输。例如，传统传输可以包括语音呼叫、音频、视频、多媒体、数据等。
通信网络100包括通过无线电信号与设备110至111通信的一个或多个无线接入网120。接入网120中的一个接入网可以是包括一个或多个基站123的无线电接入网(RAN)122。基站123包括使用无线电通信技术在授权频谱上与设备进行通信并且将该设备与核心网接口连接的实体。RAN 122的一个示例是具有作为E-UTRAN的基站的一个或多个演进型节点B(e节点B)的演进型UMTS陆地无线接入网(E-UTRAN)。
接入网120中的另一个接入网可以是无线局域网(WLAN)126，其包括一个或多个无线接入点(WAP)127。WLAN 126是其中设备能够通过无线(无线电)连接连接至局域网(LAN)的网络。WAP 127是使用无线电通信技术通过未授权频谱与设备进行通信的节点，并且提供对核心网的接入。WAP 127的一个示例是在2.4GHz或5GHz无线电频段上操作的WiFi接入点。
设备110至111能够附接到RAN 122和/或WLAN 126以接入核心网130。换言之，接入网120表示设备110至111与核心网130之间的空中接口。核心网130是通信网络100的中心部分，其向通过一个(或多个)接入网120连接的客户提供各种服务。核心网130的一个示例是如3GPP针对LTE所建议的演进分组核心(EPC)网络，尽管本文考虑了用于下一代网络的核心网。核心网130包括一个或多个网络元件132，其包括为设备110至111提供服务的服务器、设备、装置或装备(包括硬件)。尤其是在EPC网络中的网络元件132可以包括移动性管理实体(MME)、服务网关(S-GW)、分组数据网络网关(P-GW)等。在EPC网络内，用户数据(也称为“用户平面”)和信令(也称为“控制平面”)是分开的。MME处理EPC网络内的控制平面。例如，MME处理与用于E-UTRAN接入的移动性和安全性有关的信令。MME负责在空闲模式下追踪和寻呼移动设备。S-GW和P-GW处理用户平面。S-GW和P-GW在设备110至111与外部IP网络(未示出)之间传输IP数据业务。S-GW是无线电侧与EPC网络之间的互连点，并且通过路由输入和输出IP分组来为设备110至111服务。S-GW还是LTE内移动性的锚点(即，在e节点B之间切换的情况下)，并且在LTE和其他3GPP接入之间。P-GW是EPC网络与外部IP网络之间的互连点，并且将分组路由到外部IP网络并从外部IP网络路由分组。
由通信网络100提供的IoT服务预计将成为蜂窝进一步增长的驱动力，因为将来将部署数十亿个这样的设备。因此，许多MTC设备将竞争空中接口的无线电资源。针对基于LTE的服务，基本前提是MTC设备将根据3GPP标准使用空中接口的特定无线电资源。然而，针对每个MTC设备(甚或设备的逻辑组)分配整个无线电信道可能很昂贵。由于节省MTC设备上的电池电量的目标，对MTC服务的无线电信道需求非常低，并且往往是分散的。因为MTC设备的使用简档是分散的并且涉及小数据传输，所以在MTC传输与常规的传统传输(例如，LTE数据业务和VoLTE业务)之间共享UL和DL信道可能是有益的。因此，接入网120可以以多种方式执行无线电资源分配以在MTC传输与传统传输(即，非MTC传输)之间共享空中接口的无线电资源。
图2图示了说明性实施例中的无线电资源共享。图2图示了从基站123到MTC设备110和传统设备111的DL数据传输。在该实施例中，基站123提供被称为小区的覆盖区域，并且已经与位于小区中的MTC设备110和传统设备111建立了一个或多个无线电信道202。无线电信道202是空中接口204的基于无线电的物理连接。基站123还确定无线电信道202上的无线电资源的调度，使得在MTC设备110与传统设备111之间共享无线电资源。基该于调度，基站123可以通过一个或多个无线电信道202向MTC设备110发送传输210，同时通过一个或多个无线电信道202向传统设备111发送传输211。针对LTE空中接口，传输210至211可以共享无线电信道202的无线电资源，诸如，时域中的帧和频域中的***带宽。
为了理解无线电资源共享，图3至6图示了作为示例的LTE空中接口。图3图示了LTE协议栈300。针对用户平面和控制平面，LTE协议栈300包括分组数据汇聚协议(PDCP)层301、无线电链路控制(RLC)层302、介质访问控制(MAC)层303和物理层304。控制平面将另外包括无线电资源控制(RRC)层(未在图3中示出)，其配置下层301至304。物理层304在e节点B与用户设备(UE)之间向高层301至303提供数据传输服务。在物理层304的不同层之间的物理信道上承载数据和信令消息。物理信道被分为物理数据信道和物理控制信道。物理数据信道包括物理下行链路共享信道(PDSCH)、物理广播信道(PBCH)、物理多播信道(PMCH)、物理上行链路共享信道(PUSCH)和物理随机接入信道(PRACH)。物理控制信道包括物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理混合ARQ指示符信道(PHICH)、物理下行控制信道(PDCCH)和物理上行控制信道(PUCCH)。针对MTC，物理控制信道还包括MTC物理下行链路控制信道(MPDCCH)，它是为减少带宽操作而设计的特殊类型的PDCCH。
LTE目前针对DL物理信道使用正交频分复用(OFDM)，以使用帧在许多紧密间隔的子载波上并行传输数据，并且针对UL物理信道使用单载波频分多址(SC-FDMA)。图4图示了用于LTE空中接口的DL LTE帧结构。帧402的总长度为10毫秒(ms)。帧402被分成20个个体时隙404(0.5ms)，并且子帧406由两个时隙404组成。因此，在每个帧402内存在十个子帧406(1ms)。每个传输时间间隔(TTI)包含两个时隙404或一个子帧406(1ms)。针对普通的循环前缀，每个时隙404有七个OFDM符号。OFDM符号被分组成由资源元素(RE)410组成的物理资源块(PRB)408。RE 410是LTE中最小的调制结构。每个RE 410是一个子载波(例如，15kHz)上的一个OFDM符号。
图5图示了时间/频率网格500中的PRB 408。在图5的网格500中，水平地示出了时域，并且垂直地示出了频域。PRB 408在频域中包括十二个子载波(总共180kHz)，并且在时域中包括7个OFDM符号的一个时隙404(0.5ms)。因此，每个PRB 408包括八十四个RE 410(12x 7)。PRB 408是被分配给UE的无线电资源的最小单位。被分配给UE的PRB 408越多，UE可用的比特率越高。在给定的时间点时被分配给UE的PRB 408的数目取决于时域和频域中的调度机构。
图6图示了LTE中的5MHz带宽。5MHz带宽由300个子载波和25个PRB 408组成。在总共二十五个PRB 408的情况下，有四个可用的窄带602(NB)(额外的PRB位于***带宽的中心处)。窄带602被定义为六个连续的PRB 408的集合。因此，图4所图示的LTE帧结构是用于一个窄带的。
图4至图5所图示的PRB 408可以被用于LTE空中接口的物理数据信道(例如，PDSCH、PBCH、PUSCH等)和物理控制信道(例如，PDCCH、PUCCH、MPDCCH等)。调度机构将在任何时间点针对物理数据信道和物理控制信道分配PRB 408，以将控制信息发送给UE，将数据发送给UE(DL)，从UE(UL)接收数据等。
针对MTC，两个主要影响是设备数量巨大并且每个设备的数据传输受到限制。在LTE网络内，将Cat-M1引入LTE网络可能会影响传统业务，因为Cat-M1资源分配会与传统LTE资源竞争。当Cat-M1业务与传统业务共享同一小区时，网络运营方无法容忍传统性能下降。因此，对于网络运营方来说，在Cat-M1业务与传统LTE业务之间有效地共享小区中的无线电资源是一个问题。本文描述的实施例提供了用于通过诸如LTE空中接口等空中接口在MTC(例如，Cat-M1传输)与非MTC(即，传统LTE传输)之间共享无线电资源的增强型调度机构。
图7是说明性实施例中的接入网元件700的框图。接入网元件700包括接入网(例如，RAN 122或WLAN 126)的任何节点或节点类集，诸如，基站123、WAP 127、基站和关联控制器等。接入网元件700包括无线电接口组件702、控制器704(包括一个或多个处理器)、存储器706和网络接口组件708。无线电接口组件702表示被用于无线通信以交换空中信号的接入网元件700的本地无线电资源，诸如，收发器和天线。控制器704表示内部电路***、逻辑、硬件(例如，处理器)、软件等，其提供接入网元件700的功能。存储器706是用于数据、指令、应用等的存储单元，并且可由控制器704或其他设备访问。网络接口组件708是提供与核心网的接口或回传连接的接口组件。接入网元件700的组件可以在相同的硬件平台(包括一个或多个处理器)上或在单独的平台上被实现。
控制器704实现调度机构710。调度机构710包括经由诸如LTE空中接口等空中接口的无线电资源来调度MTC传输和/或非MTC传输的设备或设备集合。调度机构710可以在某些调度窗口期间仅向位于小区内的设备调度非MTC传输。在其他时间，调度机构710可以调度MTC和非MTC传输，在这种情况下，无线电资源在MTC传输与非MTC传输之间被共享。尽管未在图7中示出，调度机构710可以包括一个或多个处理器、一个或多个刀片服务器、在硬件平台上运行的一个或多个虚拟机(VM)或其他硬件设备。
在一个实施例中，调度机构710可以包括MTC调度器712和传统调度器714。MTC调度器712被配置为调度空中接口上的MTC传输(例如，物理数据信道和物理控制信道)。传统调度器714被配置为调度相同空中接口上的非MTC或传统传输(例如，物理数据信道和物理控制信道)。MTC调度器712和传统调度器714可以包括通过接口(例如，专用接口)连接的单独的物理设备。每个单独的物理设备可以包括一个或多个处理器、一个或多个刀片服务器、在硬件平台上运行的一个或多个VM等。MTC调度器712和传统调度器714可以备选地包括执行MTC调度器712和传统调度器714的功能的共享物理设备。
控制器704还可以包括模式管理器720和模式数据库(DB)722。模式管理器720被配置为管理一个或多个共享模式。共享模式包括无线电资源在空中接口的物理层上的MTC与非MTC之间的映射。一个假设是在空中接口的物理层上使用多址调制格式(例如，OFDM、非正交多址接入(NOMA)等)，该多址调制格式在时域和频域中将物理层分割成无线电资源。无线电资源可以包括PRB，其具有时间和频率维度两者。无线电资源可以包括时域中的子帧和频域中的窄带或子载波。因此，共享模式将一些无线电资源映射到MTC，并且将其他无线电资源映射到非MTC。例如，共享模式可以在一个或多个窄带上仅将第一子帧集合映射或分配给MTC，并且仅将第二子帧集合映射或分配给非MTC。共享模式可以由模式管理器720、网络运营方等基于多个因素来预定义，以在不会不可接受地影响空中接口上的非MTC传输的情况下最大化无线电资源的使用。模式数据库722被配置为存储一个或多个共享模式(例如，共享模式1至4)。
共享模式在资源共享窗口(例如，可变的时间段或TTI的数量)内在时域和频域中将无线电资源映射到MTC和非MTC。取决于资源共享窗口的长度，一个或多个共享模式可以适合于资源共享窗口。共享模式可以被设计为与带宽无关。共享模式可以针对控制信道和数据信道的DL、UL或者两者分配无线电资源。共享模式还可以包括用于在资源共享窗口的多种共享模式之间进行选择的选择标准。选择标准包括用于选择共享模式的任何特性、约束、规则等。选择标准可以包括运营方定义的加权因子，其允许运营方针对不同的资源共享窗口增加或减少MTC或非MTC。选择标准可以包括小区内的MTC设备的无线电覆盖条件(例如，中心、边缘、CAT-M1能力等)。选择标准可以包括接入网中的MTC业务负载和/或非MTC业务负载。选择标准可以包括一天中的时间(TOD)、一周中的一天(DOW)、峰值、非峰值等。选择标准可以包括来自网络运营方的MTC或非MTC优先级输入、DL/UL混合自动重传请求(HARQ)重传要求、调制编码方案(MCS)校正要求、S1和寻呼传输等。选择标准可以包括小区条件，诸如，覆盖范围、信干噪比(SINR)、设备是否位于市区、偏远地区等。选择标准可以包括对移动性、eMBMS、VoLTE业务等的考虑。选择标准可以包括对设备的节能要求的考虑。
图8至图10图示了说明性实施例中的共享模式。在图8至10中提供的映射仅用以提供示例性映射，并且本文描述的资源共享不限于这些共享模式。图8图示了说明性实施例中的共享模式800(或共享模式800的一部分)。在该实施例中，为MTC控制信道(MPDCCH)、DL数据信道(PDSCH)和UL数据信道(PUSCH)提供了映射。在覆盖增强模式下，在多个子帧上重复MPDCCH以允许UE即使在较差的覆盖区域中也能确定由MPDCCH承载的控制信息。MDPCCH是控制信息的示例，其中控制信息是调度用于从基站到UE的无线电传输的DL无线电资源和/或用于从UE到基站的无线电传输的UL无线电资源的任何信息。MPDCCH、PDSCH和PUSCH可以被映射到在图8中未具体图示的特定窄带/子载波。针对该映射，MPDCCH位于与PDSCH分离的窄带上，MPDCCH重复为四(其中，Rmax＝4)，PDSCH重复为四，PUSCH重复为八，并且DL无效BL/CE子帧位于子帧7处。共享模式800具有20ms的持续时间(＝2个帧＝20个子帧)。图8中的示例示出了40ms的资源共享窗口，使得模式800的重复是明显的(即，模式800在资源共享窗口中被重复两次)。
用于共享模式800的时域中的映射是按子帧的。针对帧0，子帧被图示为[0-9]，并且针对帧1，被图示为[0-9]。子帧中的“U”标签指示该子帧用于UL MTC传输的映射，并且子帧中的“D”标签指示用于DL MTC传输的映射。例如，子帧[0-3]被映射到用于UL MTC控制的MPDCCH，并且子帧[4-6、8]被映射到用于DL MTC控制的MPDCCH。子帧[7-14]被映射到用于ULMTC数据传输的PUSCH，并且子帧[10-16、18]被映射到用于DL MTC数据传输的PDSCH。没有被专门映射到MTC控制或数据的其余子帧是可用的或映射到非MTC(UL/DL)传输。进一步地，在图8中未示出的其他无线电资源也可以是可用的或被映射到非MTC(UL/DL)传输。
图9图示了说明性实施例中的另一共享模式900(或共享模式900的一部分)。在该实施例中，映射仅用于UL MTC传输。例如，子帧[0-3]被映射到用于UL MTC控制的MPDCCH，并且子帧[7-14]被映射到用于UL MTC数据传输的PUSCH。没有被专门映射到MTC控制或数据的其余子帧是可用的或被映射到非MTC(UL/DL)传输。
图10图示了说明性实施例中的另一共享模式1000(或共享模式1000的一部分)。在该实施例中，映射仅用于DL MTC传输。例如，子帧[4-7]被映射到用于DL MTC控制的MPDCCH，并且子帧[10-16、18]被映射到用于DL MTC数据传输的PUSCH。没有被专门映射到MTC控制或数据的其余子帧是可用的或被映射到非MTC(UL/DL)传输。
利用被定义并存储在模式数据库722中的共享模式，调度机构710能够向位于接入网(例如，接入网120)的相同小区中的设备调度空中接口上的MTC传输和非MTC传输。
调度机构710可以使用其他策略来确定在空中接口上的MTC与非MTC之间如何共享无线电资源。资源共享窗口可以动态地被划分成其中MTC传输被允许以及其中MTC传输被禁止的可变长度。调度机构710或模式管理器720可以定义其中MTC被允许的资源共享窗口的间隔。间隔是时域中的时间量(例如，TTI的数目、子帧的数目等)。调度机构710或模式管理器720还可以定义其中MTC被禁止的间隔。其中MTC被允许传输的间隔被称为“MTC开启”或“Cat-M开启”间隔，并且允许在这些间隔期间调度MTC传输(控制或数据)。也可以诸如基于上述的共享模式在MTC开启间隔期间调度传统或非MTC传输。其中MTC传输被禁止的间隔称为“MTC关闭”或“Cat-M关闭”间隔，并且在这些间隔期间不被允许调度MTC传输(控制或数据)。可以基于MTC调度器712和/或传统调度器714处的业务来动态地平衡MTC开启和MTC关闭间隔。本文引入了一种算法来动态计算资源共享窗口的MTC开启和MTC关闭间隔的长度(例如，TTI的数量)。
图11图示了说明性实施例中的被划分成MTC开启和MTC关闭间隔的资源共享窗口。图11图示了在长度上是可配置的两个资源共享窗口1101。在每个资源共享窗口1101内，存在可配置的MTC开启间隔1110和可配置的MTC关闭间隔1112。在资源共享窗口1101的持续时间内，MTC开启间隔1110和MTC关闭间隔1112在时间上是连续的。每个间隔1110和1112具有起始时间1120(即，开始)和结束时间1122(即，结束)。在相同的资源共享窗口1101内存在从MTC开启间隔1110到下一MTC关闭间隔1112的过渡1114，以及在下一资源共享窗口1101内存在从MTC关闭间隔1112到下一MTC开启间隔1110的过渡1116。
资源共享窗口1101可以满足以下条件：
1)MPDCCH调度周期的次数(rmax*G)；以及
2)从K0开始。
这些条件确保了可以从每个资源共享窗口1101的开始调度MTC传输。在资源共享窗口1101中，一部分时间用于MTC(即，MTC开启)，而另一部分用于传统或非MTC(MTC关闭)。诸如上面的共享模式中所指示的，MTC设备可以仅被调度为使用在MTC开启间隔1110期间被映射到MTC的无线电资源。传统设备可以使用在MTC关闭间隔1112期间被映射到MTC的无线电资源。可以针对每个资源共享窗口1101更新MTC开启间隔1110和MTC关闭间隔1112的持续时间。
在定义用于资源共享窗口1101的间隔时，最小MTC开启间隔1110可以被定义为K*rmax*G，其中，K是由可配置参数控制的索引，rmax是由更高层(例如，RRC消息)给定的MPDCCH重复的最大次数，并且G是由高层(例如，RRC消息)给定的公共搜索空间中的MPDCCH起始子帧。MTC开启间隔1110的最小长度应该足够长以容纳至少一个UL或DL数据传输(这不是可以保证完成可以进行多次重传的一个HARQ过程的时段)。
在每个资源共享窗口1101的结束，调度机构710可以确定下一资源共享窗口1101中的MTC开启间隔1110和MTC关闭间隔1112的持续时间。当确定下一资源共享窗口1101中的MTC开启间隔1110和MTC关闭间隔1112的持续时间时，调度机构710可以确定传统业务负载和/或MTC业务负载。图12是图示了说明性实施例中的传统使用率如何影响资源共享窗口的曲线图1200。曲线图1200图示了随着时间的传统使用率或业务负载。当传统使用率较低时，调度机构710可以定义用于整个资源共享窗口1101的MTC开启间隔。随着传统使用率的增加，调度机构710可以在资源共享窗口1101中增大MTC关闭间隔并且减小MTC开启间隔(即，基于算法)以确保MTC业务不会不适当地干扰传统业务。当传统使用率较高时，调度机构710可以进一步减小资源共享窗口1101中的MTC开启间隔。
图13是图示了说明性实施例中的更新资源共享窗口的方法1300的流程图。将参照图7中的接入网元件700来描述方法1300的步骤，但是本领域技术人员将了解，方法1300可以在其他设备中被执行。而且，本文描述的流程图的步骤不是全部包括在内，并且可以包括未示出的其他步骤，并且这些步骤可以以备选顺序被执行。
首先，调度机构710请求接入网的小区中的传统负载和/或MTC负载(步骤1302)。可以通过在传统调度器714中等待授权的平均PRB使用率或平均缓冲器大小来监测传统负载。可以通过在MTC调度器712中等待授权的先前的MTC开启间隔期间的实时使用率或平均缓冲器大小来监测MTC负载。调度机构710确定传统负载是否超过高阈值(步骤1304)。如果步骤1304中的判定为“是”，则调度机构710将下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间设置为最小(步骤1306)。如果步骤1304中的判定为“否”，则调度机构710确定传统负载是否小于低阈值(步骤1308)。如果步骤1308中的判定为“是”，则调度机构710将MTC开启间隔的持续时间设置为最大(步骤1310)，这可以用于下一资源共享窗口的全部。如果步骤1308中的判定为“否”，则调度机构710确定MTC负载是否超过高阈值(步骤1312)。如果步骤1312中的判定为“是”，则调度机构710增加用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间(步骤1314)，诸如，通过增量(例如，TTI的数目)。如果步骤1312中的判定为“否”，则调度机构710确定MTC负载是否小于低阈值(步骤1316)。如果步骤1316中的判定为“是”，则调度机构710减少用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔的持续时间(步骤1318)，诸如，通过增量(例如，TTI的数量)。用于增加和减少MTC开启间隔的持续时间的增量大小可能不同，并且是可配置的，诸如，一个MTC HARQ往返时间(RTT)。如果步骤1316中的判定为“否”，则调度机构710维持用于下一资源共享窗口的MTC开启间隔和MTC关闭间隔的持续时间(步骤1320)。然后，方法1300可以针对随后的资源共享窗口进行重复以适应小区/接入网内的计费业务负载。
为了概述以上描述，诸如共享模式中所指示的，空中接口的一些无线电资源(例如，PRB)被映射到MTC，并且其他无线电资源被映射到非MTC或传统传输。而且，针对资源共享窗口定义了MTC开启和MTC关闭间隔。当调度用于小区中的设备的传输时，调度机构710考虑MTC与非MTC之间的无线电资源的映射以及MTC开启和MTC关闭间隔。为了调度用于设备的传输，调度机构710将考虑信道质量(即，无线电条件)和网络负载。小区中的无线电条件可能会影响对于设备可用的比特率(更好的无线电条件允许更高的比特率)。设备可以以信道质量指示符(CQI)的形式向基站(例如，e节点B)报告无线电条件，诸如，用于DL调度。基站还可以基于探测参考信号(SRS)、解调参考信号(DMRS)等来估计用于上行链路调度的信道质量。调度机构710将基于信道质量来选择用于设备的MCS。基于信道质量而选择的用于设备的MCS在本文中被称为“标准”MCS。MCS是调制(例如，QPSK、64-QAM)、编码率(例如，1/2、3/4)、保护间隔(800或400ns)、空间流数目等的组合。更高阶的MCS意味着每个时间单位可以传输更多的有效载荷比特。调度机构710可以使用查找表以基于信道质量来确定调制和码率，诸如在用于DL信道的3GPP TS 36.213(版本14.3.0)中的表7.2.3-2和7.2.3-3中所示的那样。基于调制和码率，调度机构710可以确定针对设备的MCS索引。
调度机构710还向设备分配可用的无线电资源的集合，诸如，多个PRB(NPRB)。调度机构710可以基于MCS索引和NPRB来确定用于设备的传输块大小(TBS)。TBS指示在1ms(即，一个TTI)传输块大小中传输了多少有效载荷比特。为了确定TBS，调度机构710可以使用查找表以基于MCS索引来确定TBS索引，诸如在3GPP TS 36.213中的表7.1.7.1-1和7.1.7.1-1A中所示的那样。然后，调度机构710可以使用查找表以基于TBS索引和NPRB来确定TBS，诸如表7.1.7.2.1-1中所示的那样。在这一点上，调度机构710知道每TTI可以传输多少比特，并且相应地针对设备调度UL和DL传输。
MAC层执行将数据(即，有效载荷)调制到物理层的PRB中。MAC层(以及更高层)还提供了检测和校正数据传输中的错误的机制。一个机制是HARQ过程，其被用于校正通过物理层发送的数据中的错误。针对HARQ过程，当传输实体使用无线电资源将数据传输到目的地时，传输实体停止并等待，直到它在传输下一数据块或重传相同的数据块之前从目的地接收回确认(ACK)或否定确认(NACK)。如果成功接收和解码了数据，则目的地将ACK发送给传输实体。如果数据有错误，则目的地缓冲数据并且请求来自传输实体的重传(NACK)。当目的地接收到重传的数据时，它在信道解码和错误检测之前将重传的数据与缓冲的数据进行组合。
在本文描述的实施例中，可以在MTC关闭间隔期间将被映射到MTC的无线电资源分配给传统设备。如果在MTC关闭间隔期间无法完成传统设备的HARQ过程，则HARQ过程将被暂停以避免与下一MTC开启间隔冲突，其中这些无线电资源将被用于MTC传输。HARQ过程的暂停将影响传统传输的性能，因此期望传统设备的HARQ过程在MTC关闭间隔期间完成。
为了在MTC关闭间隔期间协助完成传统设备的HARQ过程，在接近MTC关闭间隔的结束时实现MCS校正。图14图示了说明性实施例中的在MTC关闭间隔中具有MCS校正的资源共享窗口1401。如上所述，资源共享窗口1401包括可配置的MTC开启间隔1410和可配置的MTC关闭间隔1412。MTC开启间隔1410和MTC关闭间隔1412在时域中分别具有一个或多个TTI1414的长度。在每个TTI 1414内，一些无线电资源被映射到MTC(由“M”表示)，而其他无线电资源被映射至非MTC或传统传输(由“L”表示)。可以在MTC关闭间隔1412期间将MTC无线电资源和传统无线电资源调度到传统设备。MTC关闭间隔1412具有开始1420和结束1422，并且在MTC关闭间隔1412的结束1422之前的MTC关闭间隔1412中定义阈值时间1430，其是时间量、TTI的数目等。在阈值时间1430与MTC关闭间隔1412的结束1422之间，定义了调整时段1434。调整时段1434是接近MTC关闭间隔1412的结束1422的时间段，其中，可以执行MCS校正。调整时段1434是可配置的，并且可以由调度机构710、网络运营方等进行调整。
图15是图示了说明性实施例中的在MTC与非MTC之间共享无线电资源的方法1500的流程图。将参照图7中的接入网元件700来描述方法1500的步骤，但是本领域技术人员将了解，方法1500可以在其他设备中被执行。
在该实施例中，假设如上所述定义了一个或多个共享模式以将无线电资源映射到MTC和非MTC。还假设一个或多个传统设备已经附接到接入网元件700的小区。当针对它服务的设备调度无线电资源时，调度机构710标识具有MTC开启间隔1410和/或MTC关闭间隔1412的资源共享窗口1401(步骤1502)。如上所述，调度机构710可以动态地确定资源共享窗口1401以及MTC开启间隔1410和MTC关闭间隔1412的持续时间，或者可以标识由另一元件(例如，模式管理器720)确定的资源共享窗口1401。在资源共享窗口1401期间，调度机构710在图14中从左到右依次向资源共享窗口1401的TTI分配无线电资源。资源共享窗口1401在任何时间点的时间或TTI被称为调度时间。随着调度机构710继续通过资源共享窗口1401，调度机构710确定调度时间是否在MTC关闭间隔1412期间(步骤1504)。如果调度时间不在MTC关闭间隔1412期间，而是在MTC开启间隔1410期间，那么调度机构710根据MTC开启间隔1412的程序来调度无线电资源上的传输(步骤1506)，其在本公开的范围外。如果调度时间在MTC关闭间隔1412期间，那么调度机构710确定调度时间是否在调整时段1434期间(步骤1508)。如果调度时间在调整时段1434之前，那么不执行MCS校正(步骤1510)。在没有MCS校正的情况下，可以如下执行调度。调度机构710标识针对传统设备的传输请求(步骤1512)。该请求可以指示将被发送到传统设备以用于DL传输的有效载荷，或者指示将从传统设备接收的用于UL传输的有效载荷。调度机构710基于传统设备的信道质量信息(例如，CQI、SRS、DMRS)选择用于传统设备的标准MCS(步骤1514)。信道质量信息包括指示针对通信信道的无线电信号的好坏的任何信息。信道质量信息可以由传统设备(诸如，利用CQI)报告，或者可以基于与传统设备(例如，利用SRS和/或DMRS)交换的信号进行估计。调度机构710还向传统设备分配无线电资源的集合(即，多个无线电资源)(步骤1516)。在MTC关闭间隔1412期间，可以将被分配给传统设备的一些或全部无线电资源映射到MTC。例如，假设将四个PRB分配给传统设备。在该实施例中，可以在MTC关闭间隔1412期间将分配给传统设备的一个或多个PRB映射到MTC。调度机构710然后基于标准MCS调度传统设备在无线电资源上的传统传输(步骤1518)。在调整时段1434之前的MTC关闭间隔1412期间，可以针对多个传统设备重复该过程。
如果调度时间在调整时段1434期间，则执行MCS校正(步骤1520)。针对MCS校正，可以如下执行调度。调度机构710标识针对传统设备的传输请求(步骤1522)。调度机构710为传统设备选择比标准MCS低的经调整的MCS(例如，在多个经调整的MCS之间选择)(步骤1524)。与基于信道质量选择的标准MCS相比，本文描述的经调整的MCS是较低或降级的MCS。经调整的MCS可以具有较低的MCS索引，可以具有较低的调制、较低的编码率等。调度机构710还向传统设备分配无线电资源的集合(即，多个无线电资源)(步骤1526)。再次，可以将被分配给传统设备的一些或全部无线电资源映射到MTC。然后，调度机构710基于经调整的MCS来在无线电资源上调度用于传统设备的传统传输(步骤1528)。在调整时段1434期间，可以针对多个传统设备重复该过程。
通过在调整时段1434(即，接近MTC关闭间隔1412的结束)期间使用较低的MCS，用于传统传输的无线电资源(即，PRB)将包括更少的有效载荷比特以及更多的冗余和纠错比特。因此，更有可能在目的地(即，传统设备或基站)处成功接收到传统传输并对其进行解码。一个技术优势是，用于传统传输的HARQ过程将更有可能在MTC关闭间隔1412的结束之前被完成。例如，假设基于信道质量针对传统设备选择了标准MCS(步骤1514)并且针对传统设备的信道降级(例如，嘈杂的环境)。在该示例中，目的地可能无法成功接收和解码传统传输。因此，它将在HARQ过程期间发送NACK，这将触发传输实体的重传。目的地将继续发送NACK，直到成功接收到传统传输并将其解码为止。但是，如果信道质量保持较低，则HARQ过程可能在MTC关闭间隔1412的结束之前没有完成。为了避免这种情况，在调整时段中降低了MCS，该调整时段接近MTC关闭间隔1412的结束。在较低MCS的情况下，无线电资源包括更多的冗余/纠错比特和更少的有效载荷比特，这意味着传统传输更有可能被目的地成功接收和解码。因此，当使用经调整的MCS时，用于传统传输的HARQ过程将更快地完成并且在MTC关闭间隔1412的结束之前完成。
在调整时段1434期间，调度机构710可以针对传统设备在比标准MCS低的多个经调整的MCS之间进行选择。经调整的MCS可以从阈值时间1430到MTC关闭间隔1412的结束减少(例如，递增地)。在调整时段1434期间调整MCS的一个方式是调整归因于传统设备的SINR，如在图16中进一步描述的。
图16图示了说明性实施例中的MTC关闭间隔1412的调整时段1434。在该实施例中，调整时段1434是从阈值时间1430到MTC关闭间隔1412的结束1422的可配置时间段。在该示例中，调整时段1434的长度被示出为50个TTI。调整时段1434包括成序列的多个子时段1601至1605。每个子时段1601至1605的长度是可配置的，并且在该示例中被示出为10个TTI。每个子时段1601至1605指定或定义SINR降低值。例如，子时段1601指定SINR降低值为0.5dB，子时段1602指定SINR降低值为1.0dB，子时段1603指定SINR降低值为1.5dB，子时段1604指定SINR降低值为3.0dB，以及子时段1605指定SINR降低值为5.0dB。SINR降低值从子时段1601到子时段1605增大。调度机构710可以使用SINR降低值在调整时段1434期间选择经调整的MCS，如在图17中进一步描述的。
图17是图示了说明性实施例中的在调整时段1434期间选择经调整的MCS的方法1700的流程图。将参照图7中的接入网元件700来描述方法1700的步骤，但是本领域技术人员将了解，方法1700可以在其他设备中执行。
如上所述，SINR是用于确定设备的信道质量的一个度量。当调度机构710接收到设备的CQI或基于SRS/DMRS估计信道质量时，其可以估计设备的SINR，并且基于子时段1601至1605的SINR降低值来调整SINR。因此，针对子时段1601至1605，调度机构710标识针对该子时段的SINR降低值(步骤1701)。调度机构710基于设备的信道质量信息来确定设备的所估计的SINA(步骤1702)，并且从所估计的SINA减去子时段的SINR降低值，以确定设备的经调整的SINR(步骤1704)。在一个示例中，假设设备的所估计的SINA为20dB。针对子时段1601，SINR降低值为0.5dB，因此调度机构710将从20dB减去0.5dB以确定19.5dB的经调整的SINR。然后，调度机构710基于经调整的SINR为设备选择经调整的MCS(步骤1706)。例如，调度机构710可以基于经调整的SINR来确定设备的经调整的CQI，并且基于经调整的CQI来选择经调整的MCS，诸如利用3GPP TS 36.213中的表7.2.3-2和7.2.3-3中所示的查找表。经调整的MCS比基于信道质量为设备选择的标准MCS低。
调度机构710可以在调整时段1434的每个子时段1601至1605期间重复方法1700。随着SINR降低值在子时段1601至1605中增加，设备的经调整的SINR将减小。本质上，较低的SINR向调度机构710模拟设备的较低的信道质量。因此，调度时间越接近MTC关闭间隔1412的结束1422，针对设备模拟的SINR越低，使得将针对设备选择较低的MCS。较低的MCS将帮助确保设备的HARQ过程将在MTC关闭间隔1412的结束之前完成。
图18至图19图示了可以如何使用图16所示的SINR降低值来执行MCS校正的更多细节。
图18是图示了说明性实施例中的用于UL传输的MCS校正的方法1800的流程图。将参照图7中的接入网元件700来描述方法1800的步骤，但是本领域技术人员将了解，方法1800可以在其他设备中执行。
在该示例中的一个假设是调度机构710正在调度从传统设备到接入网元件700的UL信道上的传输。该示例中的另一假设是调度时间是在MTC开启间隔1412的调整时段1434期间，诸如在图16中所示。针对调整时段1434的子时段1601至1605，调度机构710标识出该子时段的SINR降低值(步骤1802)。针对SINR降低值定义了预定义的特殊值或阈值y(例如，由网络运营方定义)，以指示传统设备不被允许使用MTC无线电资源，诸如紧接在MTC关闭间隔1412的结束1422之前。调度机构710确定子时段的SINR降低值是否等于特殊值y(步骤1804)。如果SINR降低值等于特殊值y，则调度机构710将MTC无线电资源标记为不可用于传统传输/设备(步骤1806)。如果该子时段的SINR降低值不等于特殊值y，则调度机构710将无线电资源的集合(即，多个无线电资源)分配给传统设备(步骤1808)。被分配给传统设备的一些或全部的可用无线电资源可以是MTC无线电资源。因此，调度机构710确定MTC无线电资源是否已经被分配给传统设备(步骤1810)。如果是，则调度机构710从传统设备的所估计的SINA减去子时段的SINR降低值，以确定传统设备的经调整的SINR(步骤1812)。然后，调度机构710可以基于经调整的SINR选择用于传统设备的MCS(即，经调整的MCS)(步骤1814)。如果尚未将MTC无线电资源分配给传统设备，则调度机构710基于信道质量信息选择用于传统设备的MCS(即，标准MCS)(步骤1814)。当在步骤1808中将MTC无线电资源分配给传统设备时，调度机构710将使用经调整的(即，较低的)MCS来调度传统设备的UL传统传输。因此，用于该UL传统传输的HARQ过程更有可能在MTC关闭间隔1412的结束之前完成。
图19是图示了说明性实施例中的用于DL传输的MCS校正的方法1900的流程图。将参照图7中的接入网元件700来描述方法1900的步骤，但是本领域技术人员将了解，方法1900可以在其他设备中执行。
该示例中的一个假设是调度机构710正在调度从接入网元件700到传统设备的一个或多个DL信道上的传输。该示例中的另一假设是调度时间是在MTC关闭间隔1412的调整时段1434期间，诸如在图16中所示。针对调整时段1434的子时段1601至1605，调度机构710将MTC无线电资源标记为不可用于传统传输/设备(步骤1902)。调度机构710向传统设备分配传统无线电资源的集合(即，多个无线电资源或NPRB)(步骤1904)。因为MTC无线电资源被指示为不可用的，所以此时被分配给传统设备的所有可用无线电资源都是非MTC或传统无线电资源。调度机构710基于信道质量信息(例如，由传统设备报告的CQI)针对每个传统设备选择标准MCS，并且基于标准MCS针对每个传统设备确定TBS(步骤1906)。如上所述，调度机构710可以基于MCS索引和NPRB来确定设备的TBS。为了确定TBS，调度机构710可以使用查找表以基于MCS索引来确定TBS索引，诸如在3GPP TS 36.213中的表7.1.7.1-1和7.1.7.1-1A中所示的那样。然后，调度机构710可以使用查找表以基于TBS索引和NPRB来确定TBS，如表7.1.7.2.1-1中所示的那样。
调度机构710标识子时段的SINR降低值(步骤1908)。如前所述，针对SINR降低值定义了特殊值y，以指示传统设备不被允许使用MTC无线电资源，诸如紧接在MTC关闭间隔1412的结束1422之前。调度机构710确定子时段的SINR降低值是否等于特殊值y(步骤1910)。如果SINR降低值等于特殊值y，则方法1900结束。如果该子时段的SINR降低值不等于特殊值y，则调度机构710选择用于MCS校正的传统设备(步骤1912)。调度机构710从传统设备的所估计的SINA减去为子时段定义的SINR降低值，以确定传统设备的经调整的SINR(步骤1914)。然后，调度机构710基于经调整的SINR来为传统设备选择经调整的MCS，并且基于经调整的MCS来确定经调整的TBS(步骤1916)。调度机构710确定经调整的TBS是否已经增大超过先前为传统设备确定的TBS(步骤1918)。如果TBS已经增大，那么方法1900结束。如果TBS尚未增大，那么调度机构710将先前被标记为不可用的附加MTC无线电资源的集合分配给传统设备(步骤1920)。例如，如果传统设备最初被分配了四个传统PRB，则调度机构710可以将附加的两个MTC PRB分配给传统设备。处理然后返回到步骤1916，其中，调度机构710重新计算具有附加的MTC无线电资源的传统设备的TBS。继续添加附加的MTC无线电资源并重新计算TBS的该过程，直到针对传统设备的TBS已经增大。
调度机构710确保，即使利用MCS校正降低了MCS，针对传统设备的TBS也增大了(步骤1918)。如果MCS降低，通常情况是TBS降低，这降低针对DL传统传输的吞吐量。但是，当将附加的MTC无线电资源分配给传统设备时(步骤1920)，即使降低了MCS，也可以增大传统设备的TBS，使得在较低的MCS下不降低吞吐量。这有利地允许调度机构710使用经调整的(即，较低的)MCS来调度传统设备的DL传统传输，而不会降低吞吐量。因此，用于该DL传统传输的HARQ过程更有可能在MTC关闭间隔1412的结束1422之前完成。
附图中所示或本文描述的各种元件或模块中的任何一个都可以被实现为硬件、软件、固件或这些的某种组合。例如，元件可以被实现为专用硬件。专用硬件元件可以被称为“处理器”、“控制器”或一些类似的术语。当由处理器提供时，可以通过单个专用处理器、通过单个共享处理器或者通过其中一些可以共享的多个单独处理器提供功能。而且，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应解释为专门指代能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)或其他电路***、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)、非易失性存储装置、逻辑或某些其他物理硬件组件或模块。
而且，元件可以被实现为可由处理器或计算机执行以执行该元件的功能的指令。指令的一些示例是软件、程序代码和固件。指令在由处理器执行时是可操作的，以指导处理器执行元件的功能。指令可以存储在处理器可读取的存储设备(即，计算机可读介质)上。存储设备的一些示例是数字或固态存储器、诸如磁盘和磁带等磁性存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。
尽管本文描述了特定实施例，但是本公开的范围不限于这些特定实施例。本公开的范围由以下权利要求及其任何等同物限定。

Claims (20)

1.一种接入网的接入网元件，所述接入网元件包括：
无线电接口组件，被配置为通过空中接口与多个设备通信；
模式数据库，被配置为存储共享模式，所述共享模式在机器类通信MTC无线电资源与非MTC无线电资源之间映射所述空中接口的物理层上的无线电资源；以及
调度机构，被配置为标识资源共享窗口，所述资源共享窗口具有其中MTC被允许的MTC开启间隔，并且具有其中MTC被禁止的MTC关闭间隔；
在阈值时间与所述MTC关闭间隔的结束之间，所述调度机构可操作为选择用于所述多个设备中的传统设备的经调整的调制和编码方案MCS，以基于所述共享模式来将所述MTC无线电资源的集合分配给所述传统设备，并且基于所述经调整的MCS来在所述MTC无线电资源的所述集合上调度用于所述传统设备的非MTC传输，所述经调整的MCS低于基于针对所述传统设备的信道质量而选择的用于所述传统设备的标准MCS。
2.根据权利要求1所述的接入网元件，其中：
所述调度机构被配置为针对所述传统设备在比所述标准MCS低的多个经调整的MCS之间进行选择；以及
所述经调整的MCS从所述阈值时间到所述MTC关闭间隔的所述结束降低。
3.根据权利要求2所述的接入网元件，其中：
从所述阈值时间到所述MTC关闭间隔的所述结束的时间段包括调整时段；
所述调整时段包括成序列的多个子时段，所述多个子时段分别指定信干噪比SINR降低值；以及
SINR降低值从所述序列中的所述子时段中的第一子时段到所述序列中的所述子时段中的最后一个子时段增加。
4.根据权利要求3所述的接入网元件，其中：
所述调度机构被配置为标识针对所述多个子时段中的子时段的所述SINR降低值，基于信道质量信息来确定针对所述传统设备的所估计的SINR，从所述所估计的SINR减去针对所述子时段的所述SINR降低值以确定针对所述传统设备的经调整的SINR，并且基于所述经调整的SINR来选择用于所述传统设备的所述经调整的MCS。
5.根据权利要求4所述的接入网元件，其中：
所述调度机构被配置为确定针对所述子时段的所述SINR降低值是否等于阈值，并且当所述SINR降低值等于所述阈值时，确定所述MTC无线电资源不可用于所述传统设备。
6.根据权利要求4所述的接入网元件，其中：
所述调度机构被配置为在上行链路信道的所述MTC无线电资源的所述集合上调度用于所述传统设备的所述非MTC传输。
7.根据权利要求4所述的接入网元件，其中：
所述调度机构被配置为在下行链路信道的所述MTC无线电资源的所述集合上调度用于所述传统设备的所述非MTC传输。
8.根据权利要求7所述的接入网元件，其中在所述阈值时间与所述MTC关闭间隔的所述结束之间：
在选择用于所述传统设备的所述经调整的MCS之前，所述调度机构可操作为将所述MTC无线电资源标记为不可用的，将所述非MTC无线电资源的集合分配给所述传统设备，选择用于所述传统设备的所述标准MCS，并且基于所述标准MCS确定用于所述传统设备的传输块大小；
在选择用于所述传统设备的所述经调整的MCS之后，所述调度机构可操作为根据所述经调整的MCS来确定用于所述传统设备的经调整的传输块大小，并且确定所述经调整的传输块大小是否增大超过根据所述标准MCS所确定的所述传输块大小；
当所述经调整的传输块大小没有被增大，所述调度机构可操作为将先前被标记为不可用的所述MTC无线电资源的所述集合分配给所述传统设备，直到所述经调整的传输块大小增大。
9.根据权利要求1所述的接入网元件，其中：
所述调度机构被配置为请求所述接入网中的传统负载和MTC负载，确定所述传统负载是否超过第一高阈值，并且当所述传统负载超过所述第一高阈值时，将用于下一资源共享窗口的所述MTC开启间隔的持续时间设置为最小；
当所述传统负载没有超过所述第一高阈值时，所述调度机构可操作为确定所述传统负载是否小于第一低阈值，并且当所述传统负载小于所述第一低阈值时，将用于所述下一资源共享窗口的所述MTC开启间隔的所述持续时间设置为最大；
当所述传统负载不小于所述第一低阈值时，所述调度机构可操作为确定所述MTC负载是否超过第二高阈值，并且当所述MTC负载超过所述第二高阈值时，增加用于所述下一资源共享窗口的所述MTC开启间隔的所述持续时间；
当所述MTC负载没有超过所述第二高阈值时，所述调度机构可操作为确定所述MTC负载是否小于第二低阈值，并且当所述MTC负载小于所述第二低阈值时，减少用于所述下一资源共享窗口的所述MTC开启间隔的所述持续时间；
当所述MTC负载不小于所述第二低阈值时，所述调度机构可操作为维持所述下一资源共享窗口中的所述MTC开启间隔的所述持续时间。
10.一种在接入网的接入网元件与多个设备之间共享空中接口的方法，所述方法包括：
存储共享模式，所述共享模式在机器类通信(MTC)无线电资源与非MTC无线电资源之间映射所述空中接口的物理层上的无线电资源；
标识资源共享窗口，所述资源共享窗口具有其中MTC被允许的MTC开启间隔，并且具有其中MTC被禁止的MTC关闭间隔；
在阈值时间与所述MTC关闭间隔的结束之间，所述方法包括：
选择用于所述多个设备中的传统设备的经调整的调制编码方案MCS，所述经调整的MCS低于基于针对所述传统设备的信道质量信息而选择的用于所述传统设备的标准MCS；
基于所述共享模式，将所述MTC无线电资源的集合分配给所述传统设备；以及
基于所述经调整的MCS，在所述MTC无线电资源的所述集合上调度用于所述传统设备的非MTC传输。
11.根据权利要求10所述的方法，其中：
选择用于所述传统设备的所述经调整的MCS包括：针对所述传统设备在比所述标准MCS低的多个经调整的MCS之间进行选择；以及
所述经调整的MCS从所述阈值时间到所述MTC关闭间隔的所述结束降阶。
12.根据权利要求11所述的方法，其中：
从所述阈值时间到所述MTC关闭间隔的所述结束的时间段包括调整时段；
所述调整时段包括成序列的多个子时段，所述多个子时段分别指定信干噪比(SINR)降低值；以及
SINR降低值从所述序列中的所述子时段中的第一个子时段到所述序列中的所述子时段中的最后一个子时段增加。
13.根据权利要求12所述的方法，其中选择所述经调整的MCS包括：
标识针对所述多个子时段中的子时段的所述SINR降低值；
基于所述信道质量信息来确定针对所述传统设备的所估计的SINR；
从所述所估计的SINR减去针对所述子时段的所述SINR降低值以确定针对所述传统设备的经调整的SINR；以及
基于所述经调整的SINR来选择用于所述传统设备的所述经调整的MCS。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：
确定针对所述子时段的所述SINR降低值是否等于阈值；以及
当所述SINR降低值等于所述阈值时，确定所述MTC无线电资源不可用于所述传统设备。
15.根据权利要求13所述的方法，其中：
调度用于所述传统设备的所述非MTC传输包括：在上行链路信道的所述MTC无线电资源的所述集合上调度用于所述传统设备的所述非MTC传输。
16.根据权利要求13所述的方法，其中：
调度用于所述传统设备的所述非MTC传输包括：在下行链路信道的所述MTC无线电资源的所述集合上调度用于所述传统设备的所述非MTC传输。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述阈值时间与所述MTC关闭间隔的所述结束之间：
在选择用于所述传统设备的所述经调整的MCS之前，所述方法包括：
将所述MTC无线电资源标记为不可用的；
将所述非MTC无线电资源的集合分配给所述传统设备；
选择用于所述传统设备的所述标准MCS；以及
基于所述标准MCS，确定用于所述传统设备的传输块大小；
在选择用于所述传统设备的所述经调整的MCS之后，所述方法包括：
根据所述经调整的MCS确定用于所述传统设备的经调整的传输块大小；
确定所述经调整的传输块大小是否增大超过根据所述标准MCS所确定的所述传输块大小；以及
当所述经调整的传输块大小没有被增大时，将先前被标记为不可用的所述MTC无线电资源的所述集合分配给所述传统设备，直到所述经调整的传输块大小增大。
18.根据权利要求10所述的方法，还包括：
请求所述接入网中的传统负载和MTC负载，确定所述传统负载是否超过第一高阈值，并且当所述传统负载超过所述第一高阈值时，将用于下一资源共享窗口的所述MTC开启间隔的持续时间设置为最小；
当所述传统负载没有超过所述第一高阈值时，所述方法还包括：确定所述传统负载是否小于第一低阈值，并且当所述传统负载小于所述第一低阈值时，将用于所述下一资源共享窗口的所述MTC开启间隔的所述持续时间设置为最大；
当所述传统负载不小于所述第一低阈值时，所述方法还包括：确定所述MTC负载是否超过第二高阈值，并且当所述MTC负载超过所述第二高阈值时，增加用于所述下一资源共享窗口的所述MTC开启间隔的所述持续时间；
当所述MTC负载没有超过所述第二高阈值时，所述方法还包括：确定所述MTC负载是否小于第二低阈值，并且当所述MTC负载小于所述第二低阈值时，减少用于所述下一资源共享窗口的所述MTC开启间隔的所述持续时间；
当所述MTC负载不小于所述第二低阈值时，所述方法还包括：维持所述下一资源共享窗口中的所述MTC开启间隔的所述持续时间。
19.一种非瞬态计算机可读介质，体现由处理器执行的编程指令，其中所述指令引导所述处理器实现：
接入网的接入网元件，被配置为通过空中接口与多个设备通信；
所述接入网元件被配置为存储共享模式，所述共享模式在机器类通信(MTC)无线电资源与非MTC无线电资源之间映射所述空中接口的物理层上的无线电资源；以及
所述接入网元件被配置为标识资源共享窗口，所述资源共享窗口具有其中MTC被允许的MTC开启间隔，并且具有其中MTC被禁止的MTC关闭间隔；
在阈值时间与所述MTC关闭间隔的结束之间，所述接入网元件可操作为选择用于所述多个设备中的传统设备的经调整的调制和编码方案MCS，以基于所述共享模式来将所述MTC无线电资源的集合分配给所述传统设备，并且基于所述经调整的MCS来在所述MTC无线电资源的所述集合上调度用于所述传统设备的非MTC传输，所述经调整的MCS低于基于针对所述传统设备的信道质量而选择的用于所述传统设备的标准MCS。
20.根据权利要求19所述的非瞬态计算机可读介质，其中：
从所述阈值时间到所述MTC关闭间隔的所述结束的时间段包括调整时段；
所述调整时段包括成序列的多个子时段，所述多个子时段分别指定信干噪比SINR降低值；
SINR降低值从所述序列中的所述子时段中的第一子时段到所述序列中的所述子时段中的最后一个子时段增加；以及
所述接入网元件被配置为标识针对所述多个子时段中的子时段的所述SINR降低值，基于信道质量信息来确定针对所述传统设备的所估计的SINR，从所述所估计的SINR减去针对所述子时段的所述SINR降低值以确定针对所述传统设备的经调整的SINR，并且基于所述经调整的SINR来选择用于所述传统设备的所述经调整的MCS。
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