CN101529963B - 无线电资源指配方法、用户设备和通信网络节点 - Google Patents

无线电资源指配方法、用户设备和通信网络节点 Download PDF

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Abstract

本发明涉及便于指配通信网络中的无线电资源的方法、用户设备和通信网络节点。该通信网络包括通信网络节点(15)，该通信网络节点通过无线电信道上的无线电接口依靠数据流与所述用户设备(18)通信。提供具有预定比特数长度的信道质量消息，该信道质量消息包括用于在针对与所述通信网络节点的通信选择单数据流发送的情况下或者选择多数据流发送的情况下与获得的信道质量相比较的信息。接着，基于所述信道质量消息指配可用无线电资源。

Description

无线电资源指配方法、用户设备和通信网络节点
技术领域
本发明涉及通信系统中的方法和节点，具体地说，涉及用于指配通信网络中的无线电资源的方法、用户设备和通信网络节点。
背景技术
CQI或信道质量指示符用于更改例如高速下行链路分组接入(HSDPA)中的无线电链路的速率。用户设备(UE)测量无线电信道的质量(即，SINR的函数)，并且向网络报告其值或函数。接着，网络调度器(scheduler)可以使用这个值，来更改发送参数(例如，调制阶数和编码速率)，使得UE可以以指定差错概率来对数据进行解码。
当引入MIMO(多输入多输出)发送/接收能力时，在一个发送时间间隔(TTI)期间，可以在发送的多个数据流之间单独处理链路更改，由此处理CQI报告。在这种情况下，UE测量每个数据流的CQI，并将这个CQI回报给网络。接着，网络可以使用这个信息，来执行数据流的链路更改。已经注意到，这种单独更改远非最佳。还公知的是，当信道条件劣化时，几乎不可以发送并行数据流。这有时也被称为发送信号的排序(rank)更改。
例如，如果在系统中使用两个Tx和Rx天线，则可以发送最多两个单独流。但对于例如低信噪比(SNR)的情况来说，信道仅支持一个发送流。系统调度器最终决定发送多少个流，并且这不仅取决于瞬时信道条件，而且取决于可用系统资源、调度缓冲器中的数据量等。
排序选择将严重影响CQI估计。如果在终端中期望两个流，则它将在考虑存在与会发生干扰的其它流有关的数据的情况下计算每个流的CQI(SINR)。这意味着用户已经估计的信道质量考虑了多流发送造成的干扰。如果调度器现在出于某些原因(缺乏资源等)需要仅安排一个数据流，则它不能进行适当的链路更改。这是因为，未获知针对单流发送的CQI，并且不能容易地通过网络导出该针对单流发送的CQI。
针对这个问题的一个解决方案是，UE不仅报告针对多流发送的CQI，而且报告针对单流发送的CQI。即，UE报告在安排了单流时的质量和在安排了多流时的质量。即，至少在原理上，至少如果最大流数较低(例如，为2)是可能的。但如果可以指配较大量的流，比方说针对4个流，则必须报告针对4个不同情况的质量(每个流)。
这将增加上行链路(UL)信令传送量，并且在实践中是不可能的。还存在其它解决方案，可以按时分复用(TDM)方式反馈不同的CQI，即，在UL信令传送信道上对它们进行时分复用。这具有更改速率(adaptation rate)较低的缺点。该系统不能同样程度地跟上信道的变化。
在系统使用空分多址(SDMA)来向几个用户发送少量流时，会发生如上所述的类似问题。一般来说，MIMO被设想为向一个用户发送几个数据流，由此增加峰值速率。还可以在几个用户间划分可用数据流。在这种情况下，以增加的系统容量而非以增加的峰值速率为目标。何时应用何种模式，取决于调度器，并且原则上可以逐TTI来作出这种决定。
在这种情况下调度器的问题是，它将为每一个用户安排比方说一个流，但需要一反映了因多用户发送而发生的干扰的CQI。
发明内容
因此，本发明的一个目的是，提供一种在用户设备中便于指配通信网络中的无线电资源的改进方法，该通信网络包括通信网络节点，该通信网络节点通过无线电信道上的无线电接口依靠数据流与所述用户设备通信。
根据本发明的第一方面，提出了一种在用户设备中便于指配通信网络中的无线电资源的方法，在该方法中，发送具有预定比特数长度的信道质量消息，该信道质量消息包括被用于在针对与通信网络节点的通信选择单数据流发送的情况下或者选择多数据流发送的情况下与获得的信道质量相比较的信息，由此，所述通信网络节点被设置成基于所述信道质量消息指配可用无线电资源。
本发明的另一目的是，提供一种在通信网络节点中便于指配通信网络中的无线电资源的改进方法，该通信网络包括所述通信网络节点，该通信网络节点通过无线电信道上的无线电接口依靠数据流与用户设备通信。
根据本发明的第二方面，提出了一种在通信网络节点中便于指配通信网络中的无线电资源的方法，在该方法中，接收具有预定比特数长度的信道质量消息，该信道质量消息包括被用于在针对与通信网络节点的通信选择单数据流发送的情况下或者选择多数据流发送的情况下与获得的信道质量相比较的信息。接着，基于所述信道质量消息指配可用无线电资源。
本发明的又一目的是，提供一种在用户设备中便于指配通信网络中的无线电资源的改进结构，该通信网络包括通信网络节点，该通信网络节点通过无线电信道上的无线电接口依靠数据流与所述用户设备通信。
根据本发明的第三方面，提出了一种用户设备，便于指配通信网络中的无线电资源，所述用户设备包括：用于发送具有预定比特数长度的信道质量消息的装置，该信道质量消息包括被用于在针对与通信网络节点的通信选择单数据流发送的情况下或者选择多数据流发送的情况下与获得的信道质量相比较的信息，由此，所述通信网络节点被设置成基于所述信道质量消息指配可用无线电资源。
本发明的再一目的是，提供一种在通信网络节点中便于指配通信网络中的无线电资源的改进结构，该通信网络包括所述通信网络节点，该通信网络节点通过无线电信道上的无线电接口依靠数据流与用户设备通信。
根据本发明的第四方面，提出了一种通信网络节点，便于指配通信网络中的无线电资源，所述通信网络节点包括：用于接收具有预定比特数长度的信道质量消息的装置，该信道质量消息包括被用于在针对与所述通信网络节点的通信选择单数据流发送的情况下或者选择多数据流发送的情况下与获得的信道质量相比较的信息；和用于基于所述信道质量消息指配可用无线电资源的装置。
由于提供了改进的信道质量报告方案，因而，无线电基站调度器可以基于来自不同用户的CQI反馈和预编码反馈，做出关于是向一个用户安排单流、双流还是使用SDMA并且在不同用户之间划分资源的通知判定。
根据下面结合附图考虑的详细描述，本发明的其它目的和特征将变清楚。然而，应当明白，这些附图仅是出于例示的目的来设计的，而非作为对本发明的边界的限定，对于本发明的边界的限定，应当参照所附权利要求。还应当明白，附图不一定按比例绘制，除非另外表明，它们仅仅概念性地例示在此描述的结构和过程。
附图说明
在图中，贯穿几幅图都用相同的标记字符指示相似的组件：
图1示出了根据本发明的通信网络结构；
图2例示了根据本发明一个优选实施方式的信道质量报告方案；
图3是例示包括根据本发明的结构的用户设备和通信网络节点的框图；
图4是例示用户设备中的发明过程步骤的流程图；
图5是例示无线电基站中的发明过程步骤的流程图。
具体实施方式
图1描绘了包括诸如UMTS陆基无线电接入网络(UTRAN)结构的无线电接入网络(RAN)的通信系统，该通信系统包括连接至一个或更多个无线电网络控制器(RNC)10的至少一个无线电基站(RBS)(eNodeB或Node B)15(图1中示出了两个)。RAN连接至核心网络(CN)12。RAN和CN 12提供针对多个用户设备(UE)18的通信和控制，每一个用户设备都使用下行链路(DL)信道16和上行链路(UL)信道17。为清楚起见，仅对一个上行链路信道标示了17，且对一个下行链路信道标示了16。在下行链路信道16上，RBS 15按相应功率电平向每一个用户设备18进行发送。在上行链路信道17上，用户设备18按相应功率电平向RBS 15发送数据。
根据本发明的一个优选实施方式，在此将通信系统描述为HSDPA通信系统。然而，本领域技术人员应认识到，发明方法和结构在其它基于分组的通信系统(如长期演进(LTE)系统)上同样能非常良好地工作。用户设备18可以是移动站(如移动电话(“蜂窝”电话))和具有移动端接性能的膝上型电脑，由此例如可以是与RAN传送话音和/或数据的便携式、袖珍式、手持式、包括计算机的或车载移动装置。
这里，公开了将减轻先前段落中讨论的问题的CQI报告方案。这里给出的实施例针对的是作为WCDMA规范的Rel-7的一部分的MIMO方案。然而，应注意到，这里公开的CQI报告方案可以被推广和应用至依赖于独立报告每个流的CQI的所有MIMO方案。
一般来说，图2所示的提出的报告方案可以描述如下。针对CQI指配固定比特数，图2示出为10个。将这些比特中的第一比特21(或任何其它比特)用于表示剩余九个比特是否包含针对一个或两个流的CQI。代替用一个比特表示剩余比特的使用，可以用一个序列表示一个流发送，而使另一序列对应于多流发送。可选的是，针对一个流发送按一种方式对该报告方案扰频(scrambled)，而针对多流发送按另一种方式对该报告方案扰频。
如果表示双流发送，则例如前五个比特22对应于CQI 1，而剩余四个比特23可以描述CQI 1与CQI 2之间的差别。另选的是，既发送CQI 1也发送CQI 2，例如，将四个比特用于CQI 1，且将四个比特用于CQI 2。
如果表示一个流发送，则将前五个比特22用于CQI 1(如上所述)，而将剩余比特23(在这种情况下，为四个比特)用于表示如果无线电基站15选择双流发送则第一个流将差到什么程度。这例如是在SDMA操作中通过不同用户划分可用流的情况。
在上述实施例中，将多流发送描述为双流发送。然而，本领域技术人员应认识到，本发明也适用于具有两个以上数据流的发送。
图3是示出设置有本发明结构的用户设备18和无线电基站15的框图。用户设备18包括无线电发送器36和接收器37，该无线电发送器36被设置成通过上行链路信道17上的无线电接口向RBS 15的接收器31发送数据，而该接收器37被设置成在下行链路信道16上接收从RBS 15的发送器32发送来的数据。用户设备18还包括用于提供具有预定比特数长度的信道质量消息(上述CQI报告方案)的装置38，该信道质量消息包括关于一个发送的数据流与第二数据流之间的信道质量差别的信息，由此，无线电发送器36被设置成，发送该信道质量消息，以使RBS 15可以基于接收到的该信道质量消息做出调度决定，即，指配可用无线电资源。
RBS 15包括无线电发送器32和接收器31。发送器32通过下行链路信道16上的无线电接口向用户设备18的接收器37发送数据。接收器31在上行链路信道17上接收来自用户设备18的数据，由此被设置成，接收用户设备18发送来的信道质量消息。RBS 15还包括用于做出关于可用无线电资源的调度决定的装置33，即，图4恰好是仅通过示例的方式分别示出用户设备与RBS中的不同功能的例示性框图。而且，尽管将发送器32、36以及接收器31、37例示为单一发送器/接收器，它们也可以由几个发送器/接收器链组成，由此，通过几个天线端口来发送/接收信号。
因而，根据本发明的一优选实施方式，如图4所示，用户设备中便于指配通信网络中的无线电资源的过程如下：
1)基于测量出的导频信号准备CQI报告(步骤41)；
2)在UE优选双流发送的情况下，在CQI报告方案中加入关于质量或两个流之间的质量差别的信息(步骤42)，如上所述，例如前五个比特对应于CQI 1，而剩余四个比特描述CQI 1与CQI 2之间的差别，或者另选的是，五个比特对应于CQI1，而剩余四个比特对应于CQI 2。
3)在UE指示单流发送的情况下，加入关于如果RBS选择双流发送则质量将差到什么程度的信息(步骤43)，如上所述；
4)向RBS发送准备的CQI报告(步骤44)，由此，使RBS可以基于该CQI报告方案做出调度决定。
根据本发明的一优选实施方式，如图5所示，在诸如RBS的通信网络节点中的便于指配通信网络中的无线电资源的过程如下：
1)接收来自UE的CQI报告(步骤51)；
2)检查如上所述的该CQI报告方案的预定比特(步骤52)，以查看UE是指示单流还是双流；
3)如果指示双流，则导出关于质量或两个流之间的质量差别的信息(步骤53)，如上所述，例如前五个比特对应于CQI 1，而剩余四个比特描述CQI 1与CQI 2之间的差别，或者另选的是，五个比特对应于CQI 1，而剩余四个比特对应于CQI 2；
4)在表示单流发送的情况下，接收如上所述关于如果RBS选择双流则质量将差到什么程度的信息(步骤54)；
5)基于接收到的信息指配可用无线电资源(步骤55)，即，基于在CQI报告方案中接收到的信息做出调度决定。然而，该调度决定还基于其它收集到的信息，如RBS中的可用资源、业务质量约束以及针对特定用户的数据可用性。
在此公开的CQI报告方案的优点是双重的。首先，缩减了对单流和双流CQI两者的同时需要。这又减少了UL信令传送开销，或者允许针对快速衰落进行更好的调节(如果该另选例是可能地采用TDM方式反馈针对单流和双流两者的CQI)。第二个优点是，这使得SDMA操作可以得到高效支持。应注意到，双流发送可以对该双流中的一个提供非常高的CQI，而对该双流中的另一个提供非常低的CQI，应当在调度器中通过仅向这个用户指配较好的流，而向另一用户指配另一流，来利用这个事实。
在单流报告模式下，因为最后部分(在这个实施例中，为四个比特)给出关于在将第二流指配给另一用户的情况下的干扰的影响的信息，所以该最后部分使得RBS调度器可以在单流发送与SDMA之间进行恰当的决定。
因而，与UE是否报告其优选一个或两个流无关，RBS调度器可以基于来自不同用户的CQI反馈和预编码反馈，做出关于是向一个用户安排单流、双流，还是使用SDMA并且在不同用户之间划分资源的通知决定。
应当清楚，上述过程中的至少一些在必要时被重复执行，以应对发送器与接收器之间的信道的时变特性。为了便于理解，针对例如要由可编程计算机系统的组件执行的动作顺序描述了本发明的许多方面。应当认识到，各种动作可以通过专用电路(例如，为执行专用功能而互连的离散逻辑门或专用集成电路)、由一个或更多个处理器执行的程序指令，或者两者的组合来执行。
而且，本发明还可以被视为全部实施在任何形式的计算机可读存储介质内，该计算机可读存储介质内存储有供或结合指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包含处理器的系统，或可以从介质取指令并执行该指令的其它系统)使用的合适指令集。在此使用时，“计算机可读介质”可以是可以包含、存储、传送、传播或传输供或结合指令执行系统、装置或设备使用的程序的任何装置。计算机可读介质例如可以是但不限于电子、磁、光学、电磁、红外线或半导体系统、装置、设备或传播介质。计算机可读介质的更多具体示例(非穷尽列表)包括：具有一个或更多个导线的电连接、便携式计算机盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤，以及便携式光盘只读存储器(CD-ROM)。
因而，虽然已经示出并描述以及指出了应用于本发明的优选实施方式的本发明的基本新颖特征，但应当明白，在不脱离本发明的精神的情况下，本领域技术人员可以在例示装置的形式和细节以及它们的操作方面进行各种省略、替换以及改变。例如，明确的是，按大致相同方式执行大致相同的功能以实现相同结果的那些组件和/或方法步骤的所有组合都处于本发明的范围内。而且，应当认识到，结合本发明的任何公开形式或实施方式示出和/或描述的结构和/或组件和/或方法步骤，一般根据设计选择都可以合并到任何其它公开的或描述的或建议的形式或实施方式中。因此，目的是仅如所附于此的权利要求的范围所指示地进行限定。
为描述和要求本发明的权利而使用的诸如“包括”、“合并”、“组成包括……”、“具有”、“是”的表达应按非封闭方式解释，即，还允许存在没有明确描述的项目、部件或组件。对单数的引用也应解释成涉及多个，反之亦然。
所附权利要求中的圆括号内包括的标号旨在帮助理解该权利要求，而不应以任何方式视为对这些权利要求所要求的主题的限制。

Claims (16)

1.一种在用户设备中便于指配通信网络中的无线电资源的方法，所述通信网络包括通信网络节点(15)，所述通信网络节点通过无线电信道上的无线电接口依靠数据流与所述用户设备(18)通信，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
发送具有预定比特数长度的信道质量消息，所述信道质量消息包括用于在针对与所述通信网络节点(15)的通信选择单数据流发送的情况下或者选择多数据流发送的情况下与获得的信道质量相比较的信息，由此，所述通信网络节点被设置成基于所述信道质量消息指配可用无线电资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述消息的一个比特用于表示所述用户设备想要多少数据流。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述消息中的序列用于表示所述用户设备想要多少数据流。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，按不同方式对所述消息扰频，以便表示所述用户设备想要多少数据流。
5.根据权利要求2到4中的任一项所述的方法，其中，所述消息包括了在表示双流发送的情况下针对第一数据流的信道质量指示符，和所述第一数据流的信道质量与第二数据流的信道质量之间的差别。
6.根据权利要求2到4中的任一项所述的方法，其中，所述消息包括了在表示单流发送的情况下针对第一数据流的信道质量指示符，和关于在所述通信网络节点选择多流发送的情况下质量将差到什么程度的信息。
7.根据权利要求2到4中的任一项所述的方法，其中，所述消息包括针对第一数据流的第一信道质量指示符和针对第二数据流的第二信道质量指示符。
8.一种在通信网络节点中便于指配通信网络中的无线电资源的方法，所述通信网络包括所述通信网络节点(15)，所述通信网络节点通过无线电信道上的无线电接口依靠数据流与用户设备(18)通信，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
接收具有预定比特数长度的信道质量消息，所述信道质量消息包括用于在针对与所述通信网络节点(15)的通信选择单数据流发送的情况下或者选择多数据流发送的情况下与获得的信道质量相比较的信息；
基于所述信道质量消息指配可用无线电资源。
9.一种用户设备，便于指配通信网络中的无线电资源，所述通信网络包括通信网络节点(15)，所述通信网络节点通过无线电信道上的无线电接口依靠数据流与所述用户设备(18)通信，其特征在于，所述用户设备包括：
用于发送具有预定比特数长度的信道质量消息的装置(36、38)，所述信道质量消息包括用于在针对与所述通信网络节点(15)的通信选择单数据流发送的情况下或者选择多数据流发送的情况下与获得的信道质量相比较的信息，由此，所述通信网络节点(15)被设置成基于所述信道质量消息指配可用无线电资源。
10.根据权利要求9所述的用户设备，其中，用于提供信道质量消息的所述装置(38)被设置成使用所述消息中的一个比特(21)来表示所述用户设备(18)想要多少数据流。
11.根据权利要求9所述的用户设备，其中，用于提供信道质量消息的所述装置(38)被设置成使用所述消息中的序列来表示所述用户设备想要多少数据流。
12.根据权利要求9所述的用户设备，其中，用于提供信道质量消息的所述装置(38)被设置成按不同方式对所述消息扰频，以便表示所述用户设备想要多少数据流。
13.根据权利要求10到12中的任一项所述的用户设备，其中，用于提供信道质量消息的所述装置(38)被设置成在所述消息中加入在表示双流发送的情况下针对第一数据流的信道质量指示符，和所述第一数据流的信道质量与第二数据流的信道质量之间的差别。
14.根据权利要求10到12中的任一项所述的用户设备，其中，用于提供信道质量消息的所述装置(38)被设置成在所述消息中加入在表示单流发送的情况下针对第一数据流的信道质量指示符，和关于在所述通信网络节点选择多流发送的情况下质量将差到什么程度的信息。
15.根据权利要求10到12中的任一项所述的用户设备，其中，用于提供信道质量消息的所述装置(38)被设置成在所述消息中加入针对第一数据流的第一信道质量指示符和针对第二数据流的第二信道质量指示符。
16.一种通信网络节点，便于指配通信网络中的无线电资源，所述通信网络包括所述通信网络节点(15)，所述通信网络节点通过无线电信道上的无线电接口依靠数据流与用户设备(18)通信，其特征在于，所述通信网络节点包括：
用于接收具有预定比特数长度的信道质量消息的装置(31)，所述信道质量消息包括用于在针对与所述通信网络节点(15)的通信选择单数据流发送的情况下或者选择多数据流发送的情况下与获得的信道质量相比较的信息；
用于基于所述信道质量消息指配可用无线电资源的装置(33)。
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