CN102594421A - 处理用于基站及移动装置的协调调度的方法及其通讯装置 - Google Patents

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Abstract

一种连结一无线通讯系统中多个移动装置及多个发射点的方法，用于该多个发射点中一组发射点，该方法包含有根据该多个发射点及该多个移动装置间的多个信号质量，使用至少一统计学习技术将该多个移动装置分割为多个移动装置群组；以及连结该多个移动装置群组中一移动装置群组及多个发射群组中一发射群组，其中该多个发射群组是由该多个发射点获得。

Description

处理用于基站及移动装置的协调调度的方法及其通讯装置
技术领域
本发明关于一种用于一无线通讯系统的方法及其通讯装置，尤指一种用来处理用于基站及移动装置的协调调度的方法及其通讯装置。
背景技术
第三代合作伙伴计划(the 3rd Generation Partnership Project，3GPP)为了改良通用移动电信系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，UMTS)，制定了具有较佳效能的长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统，其支持第三代合作伙伴计划第八版本(3GPP Rel-8)标准及/或第三代合作伙伴计划第九版本(3GPP Rel-9)标准，以满足使用者日益增加的需求。长期演进系统被视为提供高数据传输率、低潜伏时间、封包最佳化以及改善系统容量和覆盖范围的一种新无线接口及无线网络架构，包含有由多个演进式基站(evolved Node-Bs，eNBs)所组成的演进式通用陆地全球无线接入网络(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)，其一方面与客户端进行通讯，另一方面与处理非接入层(Non Access Stratum，NAS)控制的核心网络进行通讯，而核心网络包含伺服网关器(serving gateway)及移动管理单元(Mobility Management Entity，MME)等实体。
先进长期演进(LTE-advanced，LTE-A)系统为长期演进系统的进阶版本，其包含有载波集成(carrier aggregation)、协调多点传送/接收(coordinated multipoint transmission/reception，CoMP)以及多输入多输出(multi-input multi-output，MIMO)等先进技术，以延展频宽、提供快速转换功率状态及提升小区边缘效能。为了使先进长期演进系统中的客户端及演进式基站能相互通讯，客户端及演进式基站必须支持为了先进长期演进系统所制定的标准，如第三代合作伙伴计划第十版本(3GPP Rel-10)标准或较新版本的标准。
当协调多点传送/接收被设定予客户端及多个发射点(transmissionpoints)(如基站、中继站或基站的远程天线)时，客户端可同时与多个发射点进行通讯，即通过部分或所有发射点存取服务。更详细来说，一演进式基站可管理单一发射点或多个发射点(如通过远程无线站台(remote radio head，RRH))。也就是说，根据发射点由相异或相同的演进式基站所管理，发射点的小区识别(cell ID)可相异或相同。因此，于客户端及多个发射点间传送的信号可具有较佳的信号质量。详细来说，当多个发射点参与协调多点传送/接收的运作时，会包含有一服务点(serving point)(即服务小区(serving cell))。一般而言，服务点与客户端间的信号质量是优于其它发射点与客户端间的信号质量。协调多点传送/接收运作所需的控制信息通常会先由客户端传送至服务点，接着，服务点会与其它发射点交换该控制信息，使协调多点传送/接收可正常运作。进一步地，协调多点传送/接收可分为两种主要类别：联合处理(Joint Processing，JP)及协调调度/波束成形(CoordinatedScheduling/Beamforming，CS/CB)。联合处理及协调调度/波束成形的主要差异是当使用(即启用)联合处理时，所有的发射点皆具有客户端的数据；而当使用协调调度/波束成形时，仅服务点具有客户端的数据。联合处理可进一步分为两个类别：联合传送(joint transmission)及动态小区选择(dynamiccell selection)。当使用联合传送时，客户端的数据可通过多个发射点传送(如以同步或异步的方式)至客户端，以改善信号质量及/或消除干扰；当使用动态小区选择时，客户端的数据仅会通过多个发射点中一发射点(如根据客户端的建议或选择)传送至客户端，以改善信号质量及/或避免干扰。另一方面，当使用协调调度/波束成形时，客户端的数据仅会通过服务点传送至客户端，此时其它发射点会通过停止传送数据或调整波束成形来减轻对客户端及服务点所造成的干扰。
此外，当协调多点传送/接收被设定予多个客户端时，多个发射点可能需要同时处理多个客户端的资料的传送及接收。若多个发射点执行多个客户端的数据的传送及接收时，未考虑协调多点传送/接收的运作效率，会无法有效率地使用资源(如无线资源或骨干(backhaul)资源)，降低协调多点传送/接收的效益。举例来说，由于多个客户端具有相异的位置及移动方式，多个客户端的信道状况通常相异。因此，对所有的客户端执行数据的传送及接收会降低资源的使用效率。另一方面，对一客户端而言，一发射点可能因为与该客户端间较长的距离或较低的信号质量，而无法有效地改善该客户端的输出率。若该发射点参与协调多点传送/接收的运作，不仅需花费资源来交换协调信息(如客户端的信息、发射点及客户端间的信号质量等)，也会在交换协调信息时产生额外的延迟。因此，如何连结发射点及客户端，以于连结的发射点及客户端间执行数据的传送及接收，使最大化客户端的输出率，是重要的课题。
发明内容
因此，本发明的主要目的即在于提供一种方法及其通讯装置，用于连结多个客户端及多个发射点，以解决上述问题。
本发明揭露一种连结一无线通讯系统中多个移动装置及多个发射点(transmission points)的方法，用于该多个发射点中一组发射点，该方法包含有根据该多个发射点及该多个移动装置间的多个信号质量，使用至少一统计学习技术(statistical learning technique)将该多个移动装置分割为多个移动装置群组；以及连结该多个移动装置群组中一移动装置群组及多个发射群组中一发射群组，其中该多个发射群组是由该多个发射点获得。
附图说明
图1为本发明实施例一无线通讯系统的示意图。
图2为本发明实施例一通讯装置的示意图。
图3为本发明实施例一流程的示意图。
图4为本发明实施例一无线通讯系统的示意图。
图5为本发明实施例一流程的示意图。
[主要元件标号说明]
10、40                            无线通讯系统
20                                通讯装置
200                               处理装置
210                               储存单元
214                               程序码
220                               通讯接口单元
30、50                            流程
300、302、304、306、500、502、    步骤
504、506、508、510、512、514
TP1～TP7               发射点
UE1                    客户端
UEG1、UEG2             客户端群组
具体实施方式
请参考图1，图1为本发明实施例一无线通讯系统10的示意图，其简略地是由7个发射点(transmission points)TP1～TP7及多个客户端(userequipments，UEs)所组成，其中以空心方块表示客户端。无线通讯系统10较佳地可为采用宽带码分多址接入(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)的通用移动电信系统(Universal Mobile TelecommunicationsSystem，UMTS)。或者，无线通讯系统10可为采用正交频分多工(orthogonalfrequency-division multiplexing，OFDM)及/或正交频分多址接入(orthogonal frequency-division multiple access，OFDMA)的长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统及先进长期演进(LTE-Advanced，LTE-A)系统。
详细来说，发射点TP1～TP7可对客户端执行协调多点传送/接收(coordinated multipoint transmission/reception，CoMP)(即多小区传送及接收)。也就是说，发射点TP1～TP7联合起来对一客户端执行多小区传送及接收以提高该客户端的输出率。进一步地，根据发射点TP1～TP7与客户端间的信号质量，发射点TP1～TP7中的部分或所有发射点可为邻近客户端的服务点(serving points)(即服务小区)。
需注意的是，发射点TP1～TP7及客户端是用来说明无线通讯系统10的架构。实际上，发射点TP1～TP7可为通用移动电信系统中通用陆地全球无线接入网络(Universal Terrestrial Radio Access Network，UTRAN)的基站(Node-Bs，NBs)，或者为长期演进系统或先进长期演进系统中演进式通用陆地全球无线接入网络(Evolved-UTRAN，E-UTRAN)的演进式基站(evolved NBs，eNBs)，不限于此。或者，发射点TP1～TP7可为范围较小的基站或演进式基站，或具有部分或完整基站(NBs)或演进式基站(eNBs)的功能的新建基站，如中继站(relay node)、小型基站、微型基站、或基站的远程天线等。此外，发射点TP1～TP7亦可为先进长期演进系统中的远程无线站台(remote radioheads，RRHs)。客户端可为移动电话、笔记本型计算机、平板计算机、电子书及可携式计算机系统等装置。此外，根据传输方向，可将发射点及客户端分别视为传送端或接收端。举例来说，对于一上链路(uplink，UL)，客户端为传送端而发射点为接收端；对于一下链路(downlink，DL)，发射点为传送端而客户端为接收端。
请参考图2，图2为本发明实施例一通讯装置20的示意图。通讯装置20可为图1中的客户端或发射点，包含一处理装置200、一储存单元210以及一通讯接口单元220。处理装置200可为一微处理器或一专用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)。储存单元210可为任一数据储存装置，用来储存一程序码214，并通过处理装置200读取及执行程序码214。举例来说，储存单元210可为用户识别模块(subscriber identitymodule，SIM)、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random-access memory，RAM)、光盘只读存储器(CD-ROM/DVD-ROM)、磁带(magnetic tape)、硬盘(hard disk)及光学数据储存装置(optical datastorage device)等，而不限于此。控制通讯接口单元220可为一无线收发器，其根据处理装置200的处理结果，用来传送及接收无线信号。
请参考图3，图3为本发明实施例一流程30的流程图。流程30用于图1的发射点TP1～TP7的一组发射点中，用来连结多个客户端及发射点TP1～TP7。举例来说，该组发射点可为一中央节点(central node)(如发射点TP1)，其可单独实现流程30。或者，该组发射点可为发射点TP1～TP7中的服务点(即服务小区)，其可相互合作(如交换协调信息等)来实现流程30。此外，亦可由一交换中心来实现流程30，该交换中心可为移动管理单元(MobilityManagement Entity，MME)或无线网络控制器(radio network controller，RNC)，不限于此。流程30可被编译成程序码214，其包含以下步骤：
步骤300：开始。
步骤302：根据发射点TP1～TP7及该多个客户端间的多个信号质量，使用至少一统计学习技术(statistical learning technique)将该多个客户端分割为多个客户端群组。
步骤304：连结该多个客户端群组中一客户端群组及多个发射群组中一发射群组，其中该多个发射群组是由发射点TP1～TP7获得。
步骤306：结束。
以下是以发射点TP1作为中央节点来说明流程30。根据流程30，发射点TP1会根据发射点TP1～TP7及该多个客户端间的多个信号质量，使用至少一统计学习技术，以将该多个客户端分割为多个客户端群组。接着，发射点TP1会连结该多个客户端群组中一客户端群组及多个发射群组中一发射群组，其中该多个发射群组是由发射点TP1～TP7获得。换句话说，由于发射点TP1具有每个客户端及每个发射点间的信号质量，发射点TP1可使用一或多个统计学习技术，将客户端分割为多个客户端群组，其中每个客户端群组是连结于一对应的发射群组，其包含有一或多个发射点。接着，多小区传送及接收仅会于一客户端群组及其对应的发射群组间被执行。因此，不仅可最大化该客户端群组的输出率(即客户端群组中客户端的输出率)，也可降低于发射点间交换协调信息所需的资源(如无线资源或骨干(backhaul)资源)及延迟。如此一来，可有效地实现协调多点传送/接收(即多小区传送及接收)的效益。
需注意的是，流程30的精神在于使用一或多个统计学习技术将客户端分成多个群组，每个用户群组仅与包含有一或多个发射点的一对应的发射群组进行多小区传送及接收，以降低交换协调信息所需的资源(如无线资源或骨干(backhaul)资源)及延迟。流程30的实现、延伸及修改则未有所限。举例来说，较佳地，客户端群组系无交集的(disjoint)。也就是说，若客户端已隶属于一群组，则客户端就不可再隶属于另一群组，即客户端同一时间仅能隶属于一群组。此外，除了可任意地分割发射点TP1～TP7为多个发射群组之外(如根据发射点TP1～TP7的地理位置)，发射点TP1亦可根据发射点TP1～TP7及多个客户端间的信号质量，使用至少一统计学习技术，将发射点TP1～TP7分为多个发射群组，以进一步地改善客户端的输出率。
另一方面，信号质量可以是任何相关于客户端所接收信号的强度及/或质量的信息，信号对噪声及干扰比(signal-to-noise-plus-interferenceratios，SINRs)。此外，可根据发射点TP1～TP7及客户端间信道的信道质量来决定发射点TP1～TP7及客户端间的信号质量。也就是说，一客户端及一发射点间的信号质量是由该客户端及该发射点间的信道的信道质量所决定。较佳地，客户端于测量该信道质量后，将所测量的信道质量回传至发射点TP1，以用于决定信号质量。进一步地，每个客户端可使用任何控制信令于回传信道质量，该信道信令可为一信道增益向量或一信道质量指示(channelquality indicator，CQI)，不限于此。若发射点的数量过大，也就是说需要回传的信道质量数量亦相当庞大，客户端可仅回传部分的信道质量，以降低回传信道质量所产生的冗余(overhead)。举例来说，在一客户端测量其与发射点TP1～TP7间的信道的信道质量后，在仅有客户端及发射点TP1～TP3间的信道的信道质量高于一预先设定电平的情形下，客户端仅回传其与发射点TP1～TP3间的信道的信道质量。
另一方面，在发射点TP1根据一准则判断客户端不适合一客户端群组的情形下，发射点TP1可将该客户端从该客户端群组移除。举例来说，若客户端与客户端群组间的正交性低于一预先设定电平，发射点TP1可判断该客户端不适合该客户端群组。也就是说，若客户端隶属于该客户端群组，客户端的输出率无法被有效地改善。或者，若客户端的输出率高于一目标电平，发射点TP1可判断该客户端不适合该客户端群组，该目标电平可为该客户端群组的平均输出率或一预先设定的输出率，不限于此。也就是说，因为该客户端已有够大的输出率，不需要执行多小区传送及接收。于客户端被从客户端群组移除之后，客户端可根据流程30及以上所述实施例，再被移动至另一群组，不限于此。
需注意的是，流程30及上述实施例是在发射点TP1做为一中央节点的情形下被实现，即发射点TP1执行分割客户端为客户端群组、分割发射点TP1～TP7为发射群组、连结客户端群组及发射端群组、接收信号质量等步骤。然而，亦可以部分或全部的发射点TP1～TP7来联合实现流程30及上述实施例。也就是说，一客户端仅回传协调信息(如信号质量)至多个发射点中一发射点，该多个发射点则通过骨干交换该发射点所接收的协调信息，使该多个发射点可实现流程30及上述实施例。较佳地，该多个发射点可为服务点(及服务小区)。除此之外，亦可由一交换中心来实现流程30，该交换中心可为移动管理单元或无线网络控制器，该交换中心通常具有实现流程30所需的协调信息。此外，统计学习技术可为任何机械学习方法(machine learning method)，例如K平均分群法(K-Means Clustering)、高斯混合法或K平均分群法(Gaussian Mixtures)及高斯混合法的结合，不限于此。
举例来说，请参考图4，其为本发明实施例一无线通讯系统40的示意图。无线通讯系统40可视为使用流程30及上述实施例于无线通讯系统10后的结果。于图4中，发射点TP1根据流程30及上述实施例，将客户端UE1以外的客户端分割为2个客户端群组UEG1～UEG2。发射点TP1在判定客户端UE1不适合客户端群组UEG1～UEG2中一客户端群组(如客户端群组UEG1)后，从客户端群组UEG1中移除客户端UE1。客户端群组可在稍后被移至客户端群组UEG2(如在发射点TP1再次分割客户端的时候)。此外，发射点TP1～TP7被分割为2个发射群组TG1～TG2，其中发射群组TG1包含有发射点TP1～TP4，发射群组TG2包含有发射点TP1、TP3及TG5～TP7。也就是说，发射点TP1及TP3同时隶属于发射群组(如因为较好的信号质量或地理位置)。接着，发射群组TG1仅会与客户端群组UEG1执行多小区传送及接收；发射群组TG2仅会与客户端群组UEG2执行多小区传送及接收。因此，不仅可最大化该客户端群组UEG1～UEG2的输出率(即客户端群组UEG1～UEG2中客户端的输出率)，也可降低于发射点TP1～TP7间交换协调信息所需的资源(如无线资源或骨干(backhaul)资源)及延迟。如此一来，可有效的实现协调多点传送/接收(即多小区传送及接收)的效益。
流程30及上述实施例可进一步合并为图5中的流程50，并由发射点TP1或部分或全部的发射点TP1～TP7以循环的方式执行。流程50可被编译成程序码214，其包含以下步骤：
步骤500：开始。
步骤502：根据该发射点TP1～TP7及多个客户端间的多个信道的多个信道质量，决定发射点TP1～TP7及该多个客户端间的多个信号质量。
步骤504：根据该发射点TP1～TP7及该多个客户端间的该多个信号质量，使用至少一统计学习技术将该多个客户端分割为多个客户端群组。
步骤506：根据该发射点TP1～TP7及该多个客户端间的该多个信号质量，使用该至少一统计学习技术将该发射点TP1～TP7分割为多个发射群组。
步骤508：连结该多个客户端群组中每一客户端群组及该多个发射群组中一发射群组。
步骤510：移除被判定为不适合的多个客户端。
步骤512：判断该多个客户端中每一客户端隶属于该多个客户端群组中一客户端群组或循环的一次数超过一预先设定次数。若是，执行步骤514；若否，执行步骤502。
步骤514：结束。
流程50是结合流程30及以上所述实施例的一实施例，本领域技术人员当可据以做适当的修饰或变化，而不限于此。流程50的详细运作方式可参考前述，在此不赘述。
前述的所有流程的步骤(包含建议步骤)可通过装置实现，装置可为硬件、固件(为硬件装置与计算机指令与数据的结合，且计算机指令与数据属于硬件装置上的只读软件)或电子系统。硬件可为模拟微计算机电路、数字微计算机电路、混合式微计算机电路、微计算机芯片或硅芯片。电子系统可为系统单芯片(system on chip，SOC)、系统级封装(system in package，SiP)、嵌入式计算机(computer on module，COM)及通讯装置20。
综上所述，本发明提供一种方法，用来分割多个客户端及多个发射点为多个客户端群组及多个发射点群组，以连结多个客户端群组及多个发射群组，使多小区传送及接收仅会于一客户端群组及其对应的发射群组间被执行。因此，不仅可最大化该客户端群组的输出率(即客户端群组中客户端的输出率)，也可降低于发射点间交换协调信息所需的资源(如无线资源或骨干(backhaul)资源)及延迟。如此一来，可有效地实现协调多点传送/接收(即多小区传送及接收)的效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (16)

1.一种连结一无线通讯系统中多个移动装置及多个发射点的方法，用于该多个发射点中一组发射点，该方法包含有：
根据该多个发射点及该多个移动装置间的多个信号质量，使用至少一统计学习技术将该多个移动装置分割为多个移动装置群组；以及
连结该多个移动装置群组中一移动装置群组及多个发射群组中一发射群组，其中该多个发射群组是由该多个发射点获得。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该多个发射群组中该发射群组对该多个移动装置群组中该移动装置群组执行多小区传送及接收。
3.根据权利要求2所述的方法，其中该多小区传送及接收是多小区多输入多输出运作。
4.根据权利要求1所述的方法，还包含有：
根据该多个发射点及该多个移动装置间的该多个信号质量，使用该至少一统计学习技术将该多个发射点分割为该多个发射群组。
5.根据权利要求1所述的方法，还包含有：
根据该多个发射点及该多个移动装置间的多个信道的多个信道质量，决定该多个发射点及该多个移动装置间的该多个信号质量。
6.根据权利要求5所述的方法，其中该多个移动装置测量该多个信道质量，以及回传该多个信道质量至该多个发射点中该组发射点。
7.根据权利要求6所述的方法，其中该多个移动装置中每一移动装置使用一信道增益向量或一信道质量指示来回传该多个信道质量。
8.根据权利要求6所述的方法，其中当该多个信道质量中部分信道质量是高于一预先设定电平时，该多个移动装置回传该多个信道质量中该部分信道质量。
9.根据权利要求1所述的方法，还包含有：
当该多个移动装置群组中该移动装置群组中一移动装置及该多个移动装置群组中该移动装置群组间的正交性是低于一预先设定电平时，从该多个移动装置群组中该移动装置群组移除该移动装置。
10.根据权利要求1所述的方法，还包含有：
当该多个移动装置群组中该移动装置群组中一移动装置的输出率是低于一目标电平时，从该多个移动装置群组中该移动装置群组移除该移动装置。
11.根据权利要求1所述的方法，其中一发射点为一远程无线站台、一基站、一中继站或一基站的一远程天线。
12.根据权利要求1所述的方法，其中该多个发射点中该组发射点包含有至少一服务点。
13.根据权利要求1所述的方法，其中该多个发射点中该组发射点仅是该多个发射点。
14.根据权利要求1所述的方法，其中该至少一统计学习技术包含有K平均分群法及高斯混合法中至少一者。
15.根据权利要求1所述的方法，其中该多个移动装置群组是无交集的。
16.根据权利要求1所述的方法，其中该多个信号质量包含有该多个发射点及该多个移动装置间的多个信号对噪声及干扰比。
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