CN101268626B

CN101268626B - 移动电信网络中的方法和装置

Info

Publication number: CN101268626B
Application number: CN2005800515967A
Authority: CN
Inventors: 胡荣; M·伦德瓦尔; P·马古森; A·西蒙森
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2005-09-19
Filing date: 2005-09-19
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2025-09-19
Also published as: US20100214966A1; CN101268626A; WO2007035134A1; EP1927193B1; EP1927193A4; EP1927193A1

Abstract

本发明涉及移动通信网络中的基站和方法，包括用于在第一信道上向用户设备(UE)发送信息的部件以及用于在第二信道上向所述UE发送数据分组的部件。第一和第二信道的定时是重叠的，并且基站包括用于设置每个调度UE的第一信道的各个功率电平的部件。根据本发明的基站包括用于根据基于先前UE调度决策的至少随后调度的第二UE的第一信道的功率电平设置来设置第一调度UE的第二信道的功率电平的部件。

Description

移动电信网络中的方法和装置

技术领域

本发明涉及移动电信网络。具体来说，本发明涉及高速下行链路分组接入(HSDPA)传输期间的节点B功率利用率的优化。

背景技术

本发明涉及UMTS陆地无线电接入网(UTRAN)的节点B中的方法和装置。UTRAN如图1所示，并且包括连接到核心网络(CN)200的至少一个无线电网络系统100。CN可连接到例如因特网等的其它网络、例如GSM系统的其它移动网络以及固定电话网。RNS 100包括至少一个无线电网络控制器110。此外，相应的RNC 110控制通过Iub接口140连接到RNC的多个节点B 120、130。又称作基站的各节点B覆盖一个或多个小区，并设置成服务于所述小区中的用户设备(UE)300。最后，又称作移动终端的UE 300通过基于宽带码分多址(WCDMA)的无线电接口150连接到一个或多个节点B。

对移动数据接入的要求不断增加，并且对带宽的需求也不断增长。为了满足这些需要，定义了HSDPA规范。HSDPA基于作为3GPP版本5WCDMA规范的一部分进行标准化的WCDMA演进。HSDPA是WCDMA下行链路中基于分组的数据服务，其中数据传输峰值速率通过5MHz带宽高达14.4Mbps。因此，HSDPA改进了系统容量，并且增大了下行链路方向的用户数据速率。改进的性能基于自适应调制和编码、具有软组合及递增冗余的快速调度功能和快速重传。自适应调制和编码使得能够按照无线电链路的质量来适配调制方案和编码。通过无线电接口的数据分组传输的快速调度功能在基站中根据与信道质量、终端能力、QoS类别和功率/代码可用性来执行。调度表示快速的，因为它尽可能接近无线电接口来执行，并且由于使用了短的帧长度。快速重传意味着重传的请求由基站来执行，而不是如传统WCDMA系统中那样由无线电网络控制器(RNC)来执行。通过在基站而不是在RNC中实现重传功能，能够实现更快的重传。

HSDPA使用称作高速下行链路共享信道(HS-DSCH)的传输信道，它有效地利用宝贵的射频资源，并考虑了突发分组数据。这是共享传输信道，意味着，诸如信道化代码、传输功率和基础设施硬件之类的资源在几个用户之间共享。当一个用户已经通过网络发送数据分组时，另一个用户获得对资源的访问权，等等。换言之，几个用户可经过时间多路复用，使得在寂静阶段，资源可为其它用户可用。另一方面，通过代码多路复用，几个用户可同时共享资源。此外，HSDPA使用称作高速共享控制信道(HS-SCCH)的控制信道，它用于通知哪个UE将在下一个时间周期接收HS-DSCH。该HS-SCCH还通知调度UE关于HS-DSCH的传输参数。

HS-SCCH信道具有固定的控制信息内容，因此，所需传输功率需要按照将由UE接收的无线电信道质量来调节。HS-DSCH对于尽力推销的数据具有可变的有效载荷信息内容，并且数据量适合于可用功率和无线电信道质量。

WCDMA系统中的传输时间分为传输时间间隔(TTI)。HS-DSCH的TTI长度等于2毫秒、即如图2所示的三个时隙。高速共享控制信道(HS-SCCH)的定时对于特定UE超前HS-DSCH两个时隙。它取决于那个信息、如传输格式，UE标识和信道化代码集合在HS-SCCH上发送，以便让UE准备接收HS-DSCH上的数据。

由于如图2所示的高速下行链路共享信道(HS-DSCH)和高速共享控制信道(HS-SCCH)传输的交错定时，当通过假定下一个TTI的HS-SCCH传输将为最大允许的HS-SCCH功率来估计HS-DSCH的可用功率时，基站通常采用比较保守的解决方案。因此，如果不需要使用最大允许的HS-SCCH资源，则可能浪费资源，如图2所示。应当注意，这种应用涉及HS-SCCH功率对每个UE单独设置的情况。

一个备选解决方案是使用HS-DSCH的实际剩余功率，而没有假定使用最大的HS-SCCH功率。但是，在这个解决方案中，存在总功率电平由于HS-DSCH和HS-SCCH的交错定时而超过可用总功率电平的风险。即，第一调度UE的HS-DSCH的所选功率连同随后调度的第二UE的HS-SCCH功率一起可能超过可用HS功率。这种超额预订如图3所示。由于超额预订下行链路的风险，基站中的功率限制功能通常会降低所有信道(包括公共控制信道和业务信道)的功率，并且最终使小区中所有运行中的连接的质量降级。

在代码多路复用的情况下，功率的超额预订风险与利用不足之间的折衷问题将会增加。即，将多个用户代码多路复用到相同TTI上。在那种情况下，每个多路复用的用户存在一个HS-SCCH。因此，保留最大HS-SCCH功率乘以最大数量的多路复用的用户将是功率的极大浪费。可能的资源浪费如图4所示。

因此，本发明的一个目的是提供一种方法和装置，它比使用具有交错定时的信道的现有解决方案更有效地利用基站的功率，这在更高的吞吐量、更高的用户比特率、减少的延迟和增强的系统容量方面产生了更高的系统性能。

发明内容

本发明的目的通过根据本发明的方法以及装置来实现。

根据本发明的方法在移动电信网络的基站中使得能够比使用具有交错定时的信道的现有解决方案更有效地利用基站的功率，这在更高的吞吐量、更高的用户比特率、减少的延迟和增强的系统容量方面产生了更高的系统性能。所述基站包括用于在第一信道上向用户设备(UE)发送信息以及用于在第二信道上向所述UE发送数据分组的部件，其中根据本发明，第一信道和第二信道的定时是重叠的。该方法包括以下步骤：设置每个调度UE的第一信道的各个功率电平；以及根据基于先前UE调度决策的至少随后调度的第二UE的第一信道的功率电平设置来设置第一调度UE的第二信道的功率电平。

根据本发明的计算机程序产品直接可下载到基站内计算机的内部存储器中，包括用于执行所述方法的步骤的软件代码部分，使得能够比使用具有交错定时的信道的现有解决方案更有效地利用基站的功率，这在更高的吞吐量、更高的用户比特率、减少的延迟和增强的系统容量方面产生更高的系统性能。

根据本发明的计算机程序产品存储在计算机可用介质中，包括用于使计算机在基站中控制所述方法的步骤的执行的可读程序，使得能够比使用具有交错定时的信道的现有解决方案更有效地利用基站的功率，这在更高的吞吐量、更高的用户比特率、减少的延迟和增强的系统容量方面产生更高的系统性能。

根据本发明的移动电信网络的基站使得能够比使用具有交错定时的信道的现有解决方案更有效地利用基站的功率，这在更高的吞吐量、更高的用户比特率、减少的延迟和增强的系统容量方面产生更高的系统性能。所述基站包括用于在第一信道上向用户设备发送信息的部件以及用于在第二信道上向所述UE发送数据分组的部件，其中第一信道和第二信道的定时是重叠的。此外，基站包括：用于设置每个调度UE的第一信道的各个功率电平的部件；以及用于根据基于先前UE调度决策的至少随后调度的第二UE的第一信道的功率电平设置来设置第一调度UE的第二信道的功率电平的部件。

根据本发明的一个实施例，第一调度UE的第二信道的功率电平设置基于至少下一个传输时间间隔的随后调度的第二UE的第一信道的功率电平设置。

根据本发明的另一个实施例，第一调度UE的第二信道的功率电平设置基于下两个传输时间间隔的随后调度的第二UE的第一信道的功率电平设置。

根据本发明的另一个实施例，为了根据随后调度的第二UE的第一信道的功率电平设置来设置第一调度UE的第二信道的功率电平，将先前调度决策当作临时决策。

根据另一个实施例，如果新调度分组引起大量超额预订，则否决临时决策，如果功率超额预订量很低、引起较小的性能降级，则调度新分组。

根据另一个实施例，单位为dB的参数用来确定超额预订量是大还是小。

根据另一个实施例，以如下方式来调度UE：依次调度具有相似第一信道功率需求的UE。

根据另一个实施例，第一信道具有固定的无线电质量要求。

根据另一个实施例，第一信道具有固定的信息内容。

根据另一个实施例，第二信道中的数据量是可变的。

根据另一个实施例，基站适合于高速下行链路分组接入HSDPA，并且第一信道是高速共享控制信道HS-SCCH，而第二信道是高速下行链路共享信道HS-DSCH。

根据另一个实施例，第一信道的功率电平基于信道质量的指示。

根据另一个实施例，信道质量由参数“信道质量指标(CQI)”指示。

根据另一个实施例，将多个UE代码多路复用到相同的传输时间间隔上。

根据另一个实施例，依次调度的具有相似第一信道功率需求的UE经过调度，使得调度顺序使所有多路复用的第一信道功率需求的总和最小。

本发明的一个优点在于，它在采用代码多路复用时极大地改进了系统性能。具体来说，在代码多路复用的用户的数量随TTI改变的情况下，代码多路复用的性能得到改进。在这种情况下，HS-SCCH的数量也改变了，并且现有技术的解决方案变得非常低效。

另一个优点在于，它使得能够避免或降低在如上所述其中来自HS-SCCH的剩余功率用于HS-DSCH的备选解决方案中的超负荷的风险。

附图说明

图1示意说明在其中可实现本发明的WCDMA网络。

图2以图形方式说明在估计HS-DSCH功率时使用最大SCCH功率的时间。

图3以图形方式说明在估计HS-DSCH功率时使用实际SCCH功率的时间。

图4以图形方式说明在代码多路复用的情况下可能的功率浪费。

图5以图形方式说明根据本发明改进功率利用率的建议方案。

图6a和图6b以图形方式说明根据本发明的一个实施例用基于HS-SCCH变化的调度实现的增益。

图7说明针对传输所调度的UE。

图8以图形方式说明根据本发明的另一个实施例重新排序针对传输所调度的用户以便获得资源。

具体实施方式

下面参照附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的优选实施例。但是，本发明可按照许多不同的形式来实施，而不应当理解为局限于本文所阐述的实施例；相反，提供这些实施例的目的在于使本领域的技术人员全面透彻地了解本公开，并使他们完整地了解本发明的范围。

本发明涉及移动电信网络的基站中的方法和装置。基站包括用于在第一信道上以及在第二信道上与用户设备(UE)通信的部件，其中第一信道和第二信道的定时是重叠的。该方法包括以下步骤：设置每个调度UE的第一信道的各个功率电平；以及根据基于至少第二UE的先前UE调度决策的至少随后调度的第二UE的第一信道的功率电平设置来设置第一调度UE的第二信道的功率电平。

本发明优选但不一定在适合于HSDPA的基站中实现，其中第一信道是HS-SCCH，而第二信道是HS-DSCH。应当注意，本发明还适用于具有交错定时以及彼此相关的功率电平设置和连续时间帧/时隙的其它信道。

因此，在HSDPA的情况下，本发明的目的通过利用以下方式来实现：HS-SCCH子帧在特定UE的HS-DSCH子帧开始之前的2个时隙发送。基本概念是，根据先前随后调度的UE的HS-SCCH的功率电平，对第一UE的HS-DSCH的功率电平进行调度决策。HS-DSCH的调度决策基于至少下一个TTI、但优选为下两个TTI的HS-SCCH的功率电平。所提出的功率利用率解决方案如图5所示。HS-SCCH的功率电平可通过使用信道质量的指示、例如通过使用现有参数“信道质量指标(CQI)”来确定。

根据本发明的HS-DSCH的功率电平设置通过以下实例来描述。假定TTI 1用于UE1，且TTI 2用于UE2，P1是TTI 1的估计HS-SCCH功率，P2是TTI 2的估计HS-SCCH功率，则UE1的估计HS-DSCH功率为：

P(UE1 HS-DSCH)＝P(tot)-P(非HS)-max(P1，P2)，即：

如果P2＜＝P1，则P(UE1 HS-DSCH)＝P(tot)-P(非HS)-P1；

如果P2＞P1，则P(UE1 HS-DSCH)＝P(tot)-P(非HS)-P2；

如果对于下一个TTI没有调度UE(或再一次UE1)(即P2不存在)，则P(UE1 HS-DSCH)＝P(tot)-P(非HS)-P1；

P(非HS)是用于专用信道和公共控制信道的可用功率，其中公共控制信道的功率是固定的，而专用信道的功率是变化的。

P(tot)是总功率，即P(tot)＝P(非HS)+HS-DSCH的功率+HS-SCCH的功率。

这样，可获得有效的功率利用率，同时使超负荷风险保持为最小。因此，与现有技术的解决方案相比，将赢得资源，如图5所示。

根据本发明的一个实施例，为了根据本发明的功率设置算法，将要调度哪一个UE的先前调度决策当作临时决策，这是由于以下事实：调度决策必须早一个TTI做出，因而基于例如CQI报告、发射器缓冲器状态等稍微更早的信息。在下一个TTI中，做出最终调度决策。如果选择同一个用户，则达到最佳功率利用率。这样，保持了最低可能的调度决策延迟，同时在大多数时间可实现有效的功率利用率。

在这个实施例中，是否忽略临时调度的决策基于超额预订量。如果新调度分组引起具有所有传输重大降级的风险的大量超额预订，则可通过使新分组延迟一个TTI来发送原始临时分组。如果功率超额预订量较低，从而产生较小的性能降级，则调度新分组。根据本发明的另一个实施例，这由参数、例如单位为dB的阈值来控制。

根据本发明的另一个实施例，UE的调度以如下方式来调节：依次调度具有相似第一信道、如HS-SCCH功率需求的UE，以便使第一信道、如HS-SCCH功率的变化最小。

通过使随后用户之间的HS-SCCH功率变化保持为很小，使用于其它原因、如HS-DSCH的剩余功率的较大部分能够被使用。通过以依次调度具有相似第一信道(如HS-SCCH)功率需求的UE的方式来调度UE所得到的资源如图6b所示，与图6a所示的传统调度进行比较。

在HSDPA的情况下，根据另一个实施例的这种解决方案的一个缺点在于，要求以调度算法考虑到各用户的所需HS-SCCH功率的方式来影响调度机制。但是，实际上，这个缺点往往可忽略。原因在于，大多数调度算法依靠CQI测量作为输入，并且它们通常仅在每第n个TTI才被接收，以便使控制信令开销保持在合理水平。这意味着，存在可重排序的UE池，而没有影响调度算法的主要目标。如果执行重排序，使得HS-SCCH功率变化在随后UE之间为最小，则能够利用所得到的资源，而没有影响无线电信道相关调度算法的主要目标。

这另一个实施例通过以下实例来说明。假定存在6个UE即UE1、2、3、4、5和6的池，它们已经通过按照图7的调度算法对于传输进行了调度。

通过按照图8以顺序1、3、5、2、4和6对用户重排序，HS-SCCH功率变化为最小，因此能够释放下行链路功率资源(表示为所得资源)，它们可用于其它目的、例如增大HS-DSCH传输的数据速率。在代码多路复用的情况下，由于HS-SCCH功率消耗较大量的总下行链路功率资源并且足够使每个TTI的所有调度UE的HS-SCCH功率总和的变化最小，基于HS-SCCH变化的调度的增益潜力甚至更高。对于代码多路复用，存在附加参数可用，即每个TTI的多路复用的用户数量。由于HS-SCCH功率的总功率则为所有多路复用用户HS-SCCH功率的总和，所以这提供了控制功率的更细粒度。它适用于重排序，其中足够进行重排序，以便使HS-SCCH功率变化的总和最小。在大量超额预订的情况下，它还适用于延迟分组，其中并非所有分组都需要被延迟，而只有降低功率的量低于阈值的才被延迟。

因此，根据本发明的方法包括以下步骤：根据基于至少第二UE的先前UE调度决策的至少随后调度的第二UE的第一信道、如HS-SCCH的功率电平设置来设置第一调度UE的第二信道、如HS-DSCH的功率电平。

根据一个方面，该方法在基站中实现。因此，根据本发明的基站包括用于根据基于至少第二UE的先前UE调度决策的至少随后调度的第二UE的第一信道、如HS-SCCH的功率电平设置来设置第一调度UE的第二信道、如HS-DSCH的功率电平的部件。

此外，计算机程序产品可优选地实现本发明的方法。因此，本发明涉及可直接加载到基站的处理部件中的计算机程序产品，其中包括用于执行所述方法的步骤的软件代码部件。

本发明还涉及存储在计算机可用介质中的计算机程序产品，其中包括用于使基站中的处理部件控制所述方法步骤的执行的可读程序。

本发明不限于上述优选实施例。可采用各种备选、修改和等效方案。因此，以上实施例不应当理解为限制所附权利要求书定义的本发明的范围。

Claims

1.一种在移动电信网络的基站中的方法，其中所述基站包括用于在第一信道上向用户设备发送信息的部件以及用于在第二信道上向所述用户设备发送数据分组的部件，其中第一信道和第二信道的传输定时对第一用户设备是重叠的，所述方法包括以下步骤：

-设置每个调度用户设备的第一信道的各个功率电平，其中所述方法的特征在于，还包括以下步骤：

-根据基于先前用户设备调度决策的至少随后调度的第二用户设备的第一信道的功率电平设置来设置第一调度用户设备的第二信道的功率电平；

-为了至少根据所述随后调度的第二用户设备的第一信道的功率电平设置来设置第一调度用户设备的第二信道的功率电平而将所述先前调度决策当作临时决策；以及

-如果新调度分组引起大的超额预订量，则忽略所述临时决策，或

-如果功率超额预订量小，引起小的性能降级，则调度新分组，

其中，单位为dB的参数用来确定所述超额预订量是大还是小。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：设置第一调度用户设备的第二信道的功率电平的所述步骤基于至少下一个传输时间间隔的随后调度的第二用户设备的第一信道的功率电平设置。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：设置第一调度用户设备的第二信道的功率电平的所述步骤基于下两个传输时间间隔的随后调度的第二用户设备的第一信道的功率电平设置。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括以下步骤：

-以依次调度具有相同第一信道功率需求的用户设备的方式来调度所述用户设备。

5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：第一信道具有固定的无线电质量要求。

6.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：第一信道具有固定的信息内容。

7.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：第二信道中的数据量是可变的。

8.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：所述基站适合于高速下行链路分组接入，并且第一信道是高速共享控制信道，而第二信道是高速下行链路共享信道。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述高速共享控制信道的功率电平基于所述信道质量的指示。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于：所述信道质量由参数“信道质量指标”指示。

11.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：将多个用户设备代码多路复用到相同传输时间间隔上。

12.如权利要求11所述的方法，当从属于权利要求4时，其特征在于：调度依次调度的具有相同第一信道功率需求的所述用户设备，使得调度顺序使所有多路复用的第一信道功率需求的总和最小。

13.一种移动电信网络的基站，包括用于在第一信道上向用户设备发送信息的部件以及用于在第二信道上向所述用户设备发送数据分组的部件，其中第一信道和第二信道的传输定时对第一用户设备是重叠的，所述基站包括用于设置每个调度用户设备的第一信道的各个功率电平的部件，

其特征在于：它包括用于根据基于先前用户设备调度决策的至少随后调度的第二用户设备的第一信道的功率电平设置来设置第一调度用户设备的第二信道的功率电平的部件，为了至少根据随后调度的第二用户设备的第一信道的功率电平设置来设置第一调度用户设备的第二信道的功率电平而将所述先前调度决策当作临时决策的部件，以及用于在新调度分组引起的超额预订量大时忽略所述临时决策的部件，以及用于在功率超额预订量小从而引起小的性能降级时调度新分组的部件，其中，单位为dB的参数用来确定所述超额预订量是大还是小。

14.如权利要求13所述的基站，其特征在于：用于设置第一调度用户设备的第二信道的功率电平的所述部件适合于将第二信道的所述功率电平设置基于至少下一个传输时间间隔的随后调度的第二用户设备的第一信道的功率电平设置。

15.如权利要求14所述的基站，其特征在于：用于设置第一调度用户设备的第二信道的功率电平的所述部件适合于将第二信道的所述功率电平设置基于下两个传输时间间隔的随后调度的第二用户设备的第一信道的功率电平设置。

16.如权利要求13所述的基站，其特征在于：它包括用于以依次调度具有相同第一信道功率需求的用户设备的方式来调度所述用户设备的部件。

17.如权利要求13-16中任一项所述的基站，其特征在于：第一信道具有固定的无线电质量要求。

18.如权利要求13-16中任一项所述的基站，其特征在于：第一信道具有固定的信息内容。

19.如权利要求13-16中任一项所述的基站，其特征在于：第二信道中的数据量是可变的。

20.如权利要求13-16中任一项所述的基站，其特征在于：所述基站适合于高速下行链路分组接入，并且第一信道是高速共享控制信道，而第二信道是高速下行链路共享信道。

21.如权利要求20所述的基站，其特征在于：第一信道的功率电平基于所述信道质量的指示。

22.如权利要求21所述的基站，其特征在于：所述信道质量由参数“信道质量指标”指示。

23.如权利要求13-16中任一项所述的基站，其特征在于：将多个用户设备代码多路复用到相同传输时间间隔上。

24.如权利要求23所述的基站，当从属于权利要求16时，其特征在于：它包括用于调度依次调度的具有相同第一信道功率需求的所述用户设备使得调度顺序使所有多路复用的第一信道功率需求的总和最小的部件。