CN101754377A - 一种小区上下行子帧自适应配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小区上下行子帧自适应配置方法，包括：A、下层周期性上报表征系统当前小区上下行子帧占用情况的资源量；B、资源量统计周期到达时，对当前统计周期内上报的所有上下行已占用资源量进行平均，得到上下行平均已占用资源量；C、计算上下行平均已占用资源量比值与上下行总资源量比值之间的偏差，判断所计算出的偏差值是否小于预设的第一阈值，如果小于第一阈值，则返回步骤B，否则执行步骤D；D、根据所述上下行平均已占用资源量比值，选择上下行子帧配置号。采用本发明使小区上行和下行资源能自适应动态配置，进而提高小区的资源利用率。

Description

一种小区上下行子帧自适应配置方法

技术领域

本发明涉及无线接入网长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统中子帧分配技术，尤其涉及一种小区上下行子帧自适应配置方法。

背景技术

在3GPP TS 36.211协议中规定，LTE时分双工(TDD)系统中通过小区上下行子帧配置号来对上下行子帧进行分配，在系统中确定了不同的配置号就确定了不同的上下行资源比例，比如：配置号为1，表示上下行子帧比例为1：2；配置号为2，表示上下行子帧比例为2：3等等，共有七种配置。由于系统上下行总带宽是固定不变的，这七种配置对这些子帧进行了上下行划分，从而确定了上行和下行各自占用的带宽。

在现有系统中，小区上下行子帧分配由后台固定配置，上行和下行子帧不能根据小区实际业务情况动态配置，无论实际上下行业务需求如何，小区上下行资源除非通过手动更改上下行子帧配置，否则上下行资源不变。在实际使用过程中，小区实际对业务上下行资源的需求对于不同的区域和不同的时间段都会不同，比如：分布在商务区的小区，用户使用移动办公比较频繁，数据业务比例比较大，需要比较大的下行带宽；而主要覆盖在街道、商场的小区，用户以使用语音业务为主，上下行业务带宽需求基本相同。又如：在某些场景中，会出现大量用户突然使用数据业务的情况，对小区下行带宽有比平时更高的需求，如重大比赛期间、重点新闻事件区域等等。这些小区实际业务需求与时间、覆盖范围具有相关性，现有系统中统一进行固定的上下行配置，小区上下行子帧不能自适应的灵活配置，这就导致了频带资源利用率不高、系统容量低的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种小区上下行子帧自适应配置方法，使小区上行和下行资源能自适应动态配置，进而提高小区的资源利用率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种小区上下行子帧自适应配置方法，包括：

A、下层周期性上报表征系统当前小区上下行子帧占用情况的资源量；

B、资源量统计周期到达时，对当前统计周期内上报的所有上下行已占用资源量进行平均，得到上下行平均已占用资源量；

C、计算上下行平均已占用资源量比值与上下行总资源量比值之间的偏差，判断所计算出的偏差值是否小于预设的第一阈值，如果小于第一阈值，则返回步骤B，否则执行步骤D；

D、根据所述上下行平均已占用资源量比值，选择上下行子帧配置号。

步骤C中所述偏差值不小于第一阈值时，步骤C与步骤D之间进一步包括：

计算上下行剩余资源量与上下行总资源量的比值，判断所计算的比值是否大于预设的第二阈值，如果大于第二阈值，则返回步骤B，否则执行步骤D。

其中，所述计算上下行剩余资源量与上下行总资源量的比值为：分别计算上行剩余资源量与上行总资源量比值、下行剩余资源量与下行总资源量比值；相应的，所述如果大于第二阈值为：上行剩余资源量与上行总资源量的比值、下行剩余资源量与下行总资源量的比值均大于第二阈值；如果不大于第二阈值为：上行剩余资源量与上行总资源量的比值、下行剩余资源量与下行总资源量的比值均不大于第二阈值，或其中之一不大于第二阈值。

其中，所述选择上下行子帧配置号为：选择与所述上下行平均已占用资源量比值最接近的上下行资源比例对应的上下行子帧配置号。

上述方案中，所述下层为物理层、或媒体接入控制层。所述表征上下行子帧占用情况的资源量为业务速率、或功率、或信噪比、或用户数、或业务数。所述资源量统计周期为资源量上报周期的整数倍。

上述方案中，所述第一阈值、第二阈值通过仿真测试得到。

本发明所提供的小区上下行子帧自适应配置方法，根据上报的表征系统上下行子帧占用情况的资源量，计算当前上下行子帧配置对应的资源量情况与实际上下行资源需求之间的偏差，进而确定是否需要调整上下行子帧配置，并在需要调整上下行子帧配置时选择合适的上下行子帧配置，使上下行子帧配置更符合实际的业务需求或用户需求。本发明采用上下行子帧自适应配置的方式，可使上下行子帧配置根据实际业务需求进行实时调整，根据用户需求而实时改变，相比于现有技术中采用固定配置的方式更灵活，从而能达到使上行和下行资源共享的效果，节省了系统资源，提高了系统频带资源利用率和系统容量。

附图说明

图1为本发明小区上下行子帧自适应配置方法的实现流程示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：由下层周期性上报表征上下行子帧占用情况的资源量，计算当前上下行子帧配置对应的资源量情况与实际上下行资源需求之间的偏差，根据偏差值与预定阈值的比较确定是否需要调整上下行子帧配置，并在需要调整时选择合适的上下行子帧配置。

本发明可在演进基站eNodeB上完成，eNodeB同时具备原有基站NodeB和无线网络控制器(RNC)的功能，相当于NodeB和RNC功能的组合。这里，所述下层指物理层、或媒体接入控制(MAC)层；所述表征上下行子帧占用情况的资源量可以是业务速率、或功率、或信噪比、或用户数、或业务数等参数。其中，业务速率与系统带宽相对应，所以业务速率可表示系统已占用带宽。

图1为本发明小区上下行子帧自适应配置方法的实现流程示意图，如图1所示，本发明小区上下行子帧自适应配置方法包括以下步骤：

步骤101：按照上下行子帧分配的默认配置建立小区，下层周期性上报表征系统当前小区上下行子帧占用情况的资源量；

本步骤中，所述下层为物理层、或MAC层；所述周期是预先设置的，周期大小以不增加系统负荷为基准，一般可通过仿真测试获得；所述表征上下行子帧占用情况的资源量可以是业务速率、功率、信噪比、用户数、业务数等等。举个例子来说，下层为物理层，表征上下行子帧占用情况的资源量为业务速率，那么，本步骤就是：在按默认上下行子帧分配的配置建立小区后，物理层周期性的上报当前小区的上下行业务速率。

步骤102：资源量统计周期到达时，对当前统计周期内上报的所有上下行已占用资源量进行平均，得到上下行平均已占用资源量；

本步骤中，所述统计在无线资源控制(RRC)层完成。

这里，所述资源量统计周期也是预先设置的，该周期的大小一般是上报周期的整数倍，如：统计周期为上报周期的10倍、20倍等，倍数关系也可通过仿真测试获得，倍数可以尽量大，这样，一方面可以统计得更准确，另一方面也不增加系统负荷。

本步骤中，之所以对上下行已占用资源量进行平均，其原因是尽量避免偶然因素的发生。其中，求上下行平均已占用资源量为分别计算上行平均已占用资源量和下行平均已占用资源量。

步骤103～104：计算上下行平均已占用资源量比值与上下行总资源量比值之间的偏差，判断所计算出的偏差值是否小于预先设定的第一阈值，如果小于第一阈值，说明当前小区上下行实际业务比例与系统默认配置比例基本相符，则返回步骤102，等待下次资源量统计周期到达，否则进入步骤105；

这里，所述第一阈值可通过仿真测试得到，一般与上下行子帧配置的总个数、上下行速率比值范围等因素有关。

步骤105～106：计算上下行剩余资源量与上下行总资源量的比值，判断所计算的比值是否大于预先设定的第二阈值，如果大于第二阈值，说明虽然当前小区上下行实际业务比例与系统默认配置比例不相符，但由于剩余资源量足够，因此也不需要对上下行子帧配置进行调整，则返回步骤102，等待下次资源量统计周期到达，否则进入步骤107；

这里，所述第二阈值可通过仿真测试得到，一般与业务上下行占用资源分布统计、统计周期等因素有关。

本步骤中，与第二阈值比较实际是分别计算的上行剩余资源量与上行总资源量比值、下行剩余资源量与下行总资源量比值与第二阈值分别进行比较，如果大于是指如果两个比值均大于第二阈值，否则是指有一个比值不大于第二阈值、或两个比值均不大于第二阈值。

本步骤实际是指在小区上下行实际业务比例与系统默认配置比例不相符，但剩余资源量足够的情况下，也可以不调整上下行子帧配置。也就是说，对于这种情况，也可以调整上下行子帧配置，因此，步骤105～106是可选的，如果不执行步骤105～106，步骤104中偏差值大于第一阈值的情况下直接进入步骤107，重新选择上下行子帧配置号。

步骤107：根据所计算的上下行平均已占用资源量比值，选择更合适的上下行子帧配置号；

本步骤中，所述选择更合适的上下行子帧配置号是指根据上下行平均已占用资源量比值，选择上下行子帧所有配置号中所对应的上下行资源比例与比值最接近的一个，比如：上下行平均已占用资源量比值为3∶5，且配置号为1的上下行子帧配置对应的资源比例为1∶2；配置号为2的上下行子帧配置对应的资源比例为2∶3，则最接近的是配置号为2的上下行子帧配置，所以选择更合适的就选择配置号为2的上下行子帧配置。

在重新选择上下行子帧配置号后，会发起小区重配置流程，待小区重配置完成后，UE在新的上下行子帧配置上进行调度，具体如何发起小区重配置流程以及小区如何重配置均为已有技术，此处不再详述。

下面结合具体实施例对小区上下行子帧自适应配置方法的实施作进一步详细描述。

本实施例中，所述表征上下行子帧占用情况的资源量为业务速率，业务速率上报周期为T₁，业务速率统计周期为T₂，T₂为T₁的整数倍；第l次上报的上行业务速率为Rate_UL，l，第l次上报的下行业务速率为Rate_DL，l，上行总带宽为Rate_UL，total，下行总带宽为Rate_DL，total。

本实施例小区上下行子帧自适应配置方法的实现流程包括：

步骤11：按照上下行子帧分配的默认配置建立小区，下层在每个业务速率上报周期T₁到达时上报上下行业务速率。

步骤12：小区业务速率统计周期T₂到达时，对当前统计周期内下层上报的n次上下行业务速率分别取平均值，具体的：

上行平均业务速率 ${\mathrm{Rate}}_{\mathrm{UL},\mathrm{avg}}=\frac{1}{n}\underset{i=l-n+1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{UL},l}$

下行平均业务速率 ${\mathrm{Rage}}_{\mathrm{DL},\mathrm{avg}}=\frac{1}{n}\underset{i=l-n+1}{\overset{l}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{Rate}}_{\mathrm{DL},l}$

这里，求取平均业务速率的原因是：通常认为某段时间内业务速率的统计平均值能够代表小区当时负荷情况。

步骤13：计算上下行平均业务速率的比值Rate_UL，avg/Rate_DL，avg，将上下行平均业务速率比值与上下行总带宽比值Rate_UL，total/Rate_DL，total进行比较，得到上下行业务速率比值与上下行总带宽比值间的偏差

判断该偏差值是否小于第一阈值k₁，如果小于，说明当前小区实际接纳上下行业务比例与系统配置比例基本相符，系统可最大可能接入，小区上下行子帧配置不需要更改，则执行步骤12，否则执行步骤14；

这里，第一阈值k₁可后台配置，参考模拟或实际运行环境的性能测试结果。

步骤14：当偏差值大于第一阈值时，说明小区实际上下行业务比例与系统配置比例不相符，若上下行子帧配置更改有可能提高系统容量，但进一步的，可计算小区上下行剩余带宽情况，如果剩余带宽足够，也可以不更改小区上下行子帧配置，因此，分别计算小区上行剩余带宽与上行总带宽的比值(Rate_UL，total-Rate_UL，avg)/Rate_UL，total、下行剩余带宽与下行总带宽的比值(Rate_DL，total-Rate_DL，avg)/Rate_DL，total；之后将计算出的比值分别与第二阈值k₂比较，如果这两个比值都大于第二阈值k₂，说明虽然上下行子帧配置不符合实际需求，但上行和下行子帧承载的业务都未接近饱和，还有足够的上行和下行带宽可以使用，则执行步骤12，等待速率统计周期到达；如果两个比值都小于第二阈值k₂，或其中一个小于第二阈值k₂，则执行步骤15；

这里，第二阈值k₂可后台配置，参考模拟或实际运行环境的性能测试结果。

步骤15：此时说明上行或下行子帧承载的业务至少有一个已接近饱和，且系统上下行子帧配置不适合当前业务需求，则需要更改当前小区上下行子帧配置，才能实现小区更合适的上下行带宽配置，因此，重新选择与上下行平均业务速率比值最接近的上下行资源比例对应的上下行子帧配置号。

之后，发起小区重配置流程，小区重配置流程完成后，UE在新的上下行子帧配置上进行调度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种小区上下行子帧自适应配置方法，其特征在于，该方法包括：

A、下层周期性上报表征系统当前小区上下行子帧占用情况的资源量；

B、资源量统计周期到达时，对当前统计周期内上报的所有上下行已占用资源量进行平均，得到上下行平均已占用资源量；

C、计算上下行平均已占用资源量比值与上下行总资源量比值之间的偏差，判断所计算出的偏差值是否小于预设的第一阈值，如果小于第一阈值，则返回步骤B，否则执行步骤D；

D、根据所述上下行平均已占用资源量比值，选择上下行子帧配置号。

2.根据权利要求1所述的小区上下行子帧自适应配置方法，其特征在于，步骤C中所述偏差值不小于第一阈值时，步骤C与步骤D之间进一步包括：

计算上下行剩余资源量与上下行总资源量的比值，判断所计算的比值是否大于预设的第二阈值，如果大于第二阈值，则返回步骤B，否则执行步骤D。

3.根据权利要求2所述的小区上下行子帧自适应配置方法，其特征在于，所述计算上下行剩余资源量与上下行总资源量的比值为：分别计算上行剩余资源量与上行总资源量比值、下行剩余资源量与下行总资源量比值；

相应的，所述如果大于第二阈值为：上行剩余资源量与上行总资源量的比值、下行剩余资源量与下行总资源量的比值均大于第二阈值；

如果不大于第二阈值为：上行剩余资源量与上行总资源量的比值、下行剩余资源量与下行总资源量的比值均不大于第二阈值，或其中之一不大于第二阈值。

4.根据权利要求3所述的小区上下行子帧自适应配置方法，其特征在于，所述选择上下行子帧配置号为：选择与所述上下行平均已占用资源量比值最接近的上下行资源比例对应的上下行子帧配置号。

5.根据权利要求1至4任一项所述的小区上下行子帧自适应配置方法，其特征在于，所述下层为物理层、或媒体接入控制层。

6.根据权利要求1至4任一项所述的小区上下行子帧自适应配置方法，其特征在于，所述表征上下行子帧占用情况的资源量为业务速率、或功率、或信噪比、或用户数、或业务数。

7.根据权利要求1至4任一项所述的小区上下行子帧自适应配置方法，其特征在于，所述资源量统计周期为资源量上报周期的整数倍。

8.根据权利要求1至4任一项所述的小区上下行子帧自适应配置方法，其特征在于，所述第一阈值通过仿真测试得到。

9.根据权利要求2至4任一项所述的小区上下行子帧自适应配置方法，其特征在于，所述第二阈值通过仿真测试得到。

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