CN102655681B - 一种调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种调度方法，该方法中由微微小区基站pico eNB根据干扰程度对UE进行分类，优先将几乎空子帧配置给干扰大的待调度UE，从而可以充分利用几乎空子帧缓解宏eNB对pico eNB一侧控制信道的干扰，适用于异构网络。

Description

一种调度方法

技术领域

本发明涉及移动通信中的调度技术，特别是涉及异构网中的调度方法。

背景技术

传统的调度算法主要包括轮循调度(Round Robin)和最大信干比调度(Max C/I)，前者保证了用户间的公平性但没有意识到各个用户的信道状况，后者利用了用户的信道状况，使系统的资源总是给信道质量最好的用户使用来最大化系统的总吞吐量，但是忽略了用户间的公平性。为了兼顾公平性和系统吞吐量，高通公司于2000年提出了比例公平调度算法(ProportionalFairness Scheduling，PFS)。

目前，随着第三代移动通信技术的发展，引入了异构网技术。异构网是指宏小区下部署很多微小区，如微微小区(Pico cell)，家庭基站小区(femtocell)及中继小区。典型地异构网络部署有两种。一种是宏小区(macro cell)+家庭基站小区，另一种是macro cell+微微小区。

异构网中，由于微小区的引入导致了更多的小区边界区域，从而造成了严重的干扰。此外，宏微小区间的功率不平衡更加恶化了这种干扰。上述两种部署下，都存在严重的干扰问题。

macro cell+pico cell部署下的干扰主要源于扩张区域(range expansion)。如1图所示，Range expansion指的是为了减轻宏基站(macro eNB)的负载，使用区别于传统接入的参考信号接收功率(RSRP)门限。具体来说，用户设备(UE)在判断接入宏小区或微小区时，会在来自微小区的信号强度RSRP_micro上增加一个bias值，如果RSRP_micro+bias≥RSRP_macro，则为UE选择接入微小区，其中bias是个正数，否则，将该UE接入宏小区。RSRP_micro＞RSRP_macro

在微小区扩张区域范围内的UE下行遭受严重干扰。这一方面源于来自微小区信号接收强度的减弱，另一方面源于来自宏小区干扰信号的增强。这样，处于微小区扩张区域范围内的UE不能正确接收其数据传输的可能性大大提高，导致了系统吞吐量下降。

针对上述干扰问题，目前的解决方案是在控制信道中引入几乎空子帧(almost blank subframe，ABS)，以减少对pico UE的下行控制信道的干扰。在合成为ABS的方法中，控制信道仅含参考信号(CRS)和必要的控制信息，物理下行共享信道(PDSCH)部分仍然保留CRS的传输；合成为MBSFN子帧方法中MBSFN子帧的控制信道只有一个OFDM符号，其余OFDM符号空出，并且PDSCH部分没有CRS的传输。在上述引入了几乎空子帧的方案中，系统根据单位调度周期内几乎空子帧的配置密度，设置了多个具有不同配置密度的几乎空子帧模式(ABS patterns)。在每个ABS pattern调整周期，picoeNB需要将当前处于扩张区域内的UE数量通过pico eNB与宏eNB间的X2接口上报给宏基站，宏基站根据pico eNB的上报信息为该pico eNB配置相应的ABS模式，即配置相应数量的几乎上空子帧资源，此后pico eNB将根据所配置的ABS模式，在当前的ABS pattern调整周期对本小区的UE进行调度，即将几乎上空子帧配置给当前小区内处于扩张区域内的UE。这样，通过在扩张区域使用几乎空子帧来传输控制信息就可以有效降低扩张区域内的干扰。

由于在上述方法中，各ABS pattern调整周期内配置的几乎空子帧数量是固定的，而一个ABS pattern调整周期内扩张区域中的UE是动态变化的，这样，将会出现系统配置的几乎空子帧无法及时满足当前扩张区域中所有UE的配置需要，也就是说，会出现扩张区域中的部分UE无法被调度在几乎空子帧上，从而会受到宏基站的强干扰，造成无法通信。

上述传统调度方法中由于只是针对业务需求，没有考虑到异构网下的重要干扰问题，因此，当通过引入几乎空子帧来缓解宏基站对pico eNB一侧控制信道的干扰时，这些针对业务信道的调度算法就不适用于pico eNB了。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种调度方法，该方法适用于异构网络。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种调度方法，该方法包括以下步骤：

a、微微小区基站Pico eNB根据其服务用户设备UE当前反馈的参考信号接收功率信息，对所述UE分组，得到高干扰用户组、中干扰用户组和低干扰用户组，其中，高干扰用户组中的UE满足RSRP_o，j-RSRP_i，j≥RSRP_High，中干扰用户组中的UE满足RSRP_Low＜RSRP_o，j-RSRP_i，j＜RSRP_High，低干扰用户组中的UE满足RSRP_o，j-RSRP_i，j≤RSRP_Low，i为微微小区基站编号，j为用户设备编号，RSRP_o，j为用户设备j接收到的来自宏基站的参考信号接收功率，RSRP_i，j为用户设备j接收到的来自微微小区基站i的参考信号接收功率，RSRP_Low为预设的低干扰阈值，RSRP_High为预设的高干扰阈值；

b、在当前几乎空子帧ABS模式更新周期内的各调度子帧上，所述Pico eNB按照优先将ABS配置给所述高干扰用户组中待调度UE的原则，对当前待调度UE进行调度。

综上所述，本发明提出的调度方法，通过由pico eNB根据干扰程度对UE进行分类，优先将几乎空子帧配置给干扰大的待调度UE，因此，可以有效利用几乎空子帧缓解宏eNB对pico eNB一侧控制信道的干扰，适用于异构网络。

附图说明

图1为传统异构网的接入示意图；

图2为本发明实施例一的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明的核心思想是：考虑到处于扩张区域内的UE中，有些较靠近picoeNB，有些较靠近宏基站，靠近宏基站的UE受干扰的程度会较大，将有限的ABS资源优先配置给干扰程度大的UE，则可有效缓解宏基站对pico eNB一侧控制信道的干扰程度。因此，本发明将基于传统的调度方法，在pico eNB对待调度用户进行调度时，优先将当前系统配置的ABS资源配置给受宏基站影响大的UE，这样，可以在尽量提高系统总的吞吐量的同时还能有效降低扩张区域的干扰程度，提高边缘用户的传输质量。

图2为本发明实施例一的流程示意图，如图2所示，该实施例包括以下步骤：

步骤201、Pico eNB根据其服务UE当前反馈的参考信号接收功率信息，对所述UE分组，得到高干扰用户组、中干扰用户组和低干扰用户组。

其中，高干扰用户组中的UE满足RSRP_o，j-RSRP_i，j≥RSRP_High，中干扰用户组中的UE满足RSRP_Low＜RSRP_o，j-RSRP_i，j＜RSRP_High，低干扰用户组中的UE满足RSRP_o，j-RSRP_i，j≤RSRP_Low，i为微微小区基站编号，j为用户设备编号，RSRP_o，j为用户设备j接收到的来自宏基站的参考信号接收功率，RSRP_i，j为用户设备j接收到的来自微微小区基站i的参考信号接收功率。

RSRP_Low为预设的低干扰阈值，用于区别低干扰用户和中干扰用户，当用户设备j满足RSRP_o，j-RSRP_i，j≤RSRP_Low时，说明该用户设备处于微微小区中的非扩张区域内，在实际应用中，RSRP_Low可设置为0dB。

RSRP_High为预设的高干扰阈值，用于区别高干扰用户和中干扰用户，当用户设备j满足RSRP_Low＜RSRP_o，j-RSRP_i，j＜RSRP_High时，说明该用户设备处于扩张区域中受宏基站影响较弱的一侧，而当用户设备j满足RSRP_o，j-RSRP_i，j≥RSRP_High时，说明该用户设备处于扩张区域中受宏基站影响较强的一侧。在实际应用中，本领域技术人员可根据bias值的取值大小对RSRP_High作相应地设置，比如bias/k，这里k是个经验值，取值范围为k≥1。

步骤202、在当前几乎空子帧ABS模式更新周期内的各调度子帧上，所述Pico eNB按照优先将ABS配置给所述高干扰用户组中待调度UE的原则，对当前待调度UE进行调度。

这里，通过优先将几乎空子帧配置给高干扰用户组中的UE，可以有效利用几乎空子帧在降低系统干扰方面的优势，改善高干扰用户的传输质量。这样，在一个ABS模式更新周期内出现下述情况时：由于扩张区域内的UE数量增加，当前周期配置的几乎空子帧数量不能配置给扩张区域内的所有UE，通过优先确保高干扰用户对ABS资源的使用，可以最大程度地降低微微小区扩张区域中的干扰情况，实现在尽量提高系统总吞吐量的同时改善高干扰用户的传输质量。

在实际应用中，对当前待调度UE进行调度，可基于传统的调度方法来实现。下面分别结合轮循调度和比例公平调度方法进一步阐述步骤202的具体实现。

1、基于轮循调度的实现过程；

当在普通子帧上进行调度时，按照轮循的方式对当前子帧上的待调度UE进行调度。

这里，普通子帧即一个ABS模式更新周期内除几乎空子帧外的其他子帧。

当在几乎空子帧上进行调度时，按照高干扰用户组、中干扰用户组和低干扰用户组的调度优先级依次降低的原则，从所述用户组中的待调度UE中选择UE进行调度；如果所述ABS模式更新周期中的几乎空子帧资源已分配完毕，且所述中干扰用户组中存在待调度UE，则利用当前ABS模式更新周期中空闲的普通子帧，采用高聚合等级的方式，对所述中干扰用户组中的待调度UE进行调度。

这里，高干扰用户组、中干扰用户组和低干扰用户组的调度优先级依次降低的原则，即先从高干扰用户组中选择UE进行调度，当高干扰用户组中的待调度UE全部被调度完后，再从中干扰用户组中选择UE进行调度，当中干扰用户组中的待调度UE全部被调度完后，再从低干扰用户组中选择UE进行调度。具体地，在每个用户组中选择调度UE时，则按照轮循调度的方式来选择。

这里，当当前配置的几乎空子帧数不能满足中干扰用户组的配置需要时，即所述ABS模式更新周期中几乎空子帧资源已分配完毕，且所述中干扰用户组中存在待调度UE，此时，利用当前ABS模式更新周期中空闲的普通子帧，采用高聚合等级的方式(即UE使用的控制信道元素数量增加至4或8个，通常聚合等级中配置的控制信道元素数量为1或2个)，对所述中干扰用户组中的待调度UE进行调度，这样，通过增加配置给UE的控制信道元素数量，可以缓解中干扰用户所遭受的干扰，从而可改善系统性能。

进一步地，为了使系统能够及时根据用户需要对为Pico eNB配置的几乎空子帧数量进行调整，Pico eNB可以在当前几乎空子帧数量不能满足用户需求或数量较多存在浪费时，将相应的信息通知给宏基站，由宏基站通过相应地改变ABS模式，来实现ABS资源的合理配置。具体地可通过下述步骤实现：

当调度子帧为几乎空子帧，且在该调度子帧上所述高干扰用户组和所述中干扰用户组中均无待调度UE时，Pico eNB向其服务宏基站发送减少几乎空子帧的指示信息；宏基站则根据该指示信息减少为所述Pico eNB配置的一个ABS模式更新周期内几乎空子帧的数量，并通知所述Pico eNB。

如果所述ABS模式更新周期中的几乎空子帧资源已分配完毕，且所述中干扰用户组中存在待调度UE，所述Pico eNB向其服务宏基站发送增加几乎空子帧的指示信息；所述宏基站根据所述指示信息增加为所述Pico eNB配置的一个ABS模式更新周期内几乎空子帧的数量，并通知所述Pico eNB。

2、基于比例公平调度的实现过程：

在基于比例公平调度方法进行调度时，为了符合优先将ABS配置给所述高干扰用户组中待调度UE的原则，需要在确定用户优先级时，考虑到用户受到的干扰程度，因此，在本实施例中将增加了以RSRP之差为判断依据的优先级权重因子F(RSRP_i，j)，以提高干扰大的UE的调度优先级。相应地，Pico eNB需要根据δ_j(t)＝F(RSRP_i，j)DRC_j(t)/R_j(t)，实时维护其服务UE的优先级δ_j(t)，其中，R_j(t)为在当前子帧t用户设备j的平均传输速率，DRC_j(t)为在子帧t用户设备j的当前请求传输速率。

在实际应用中，F(RSRP_i，j)只要是以RSRP_i，j为变量且正比于(RSRP_0，j-RSRP_i，j)的函数且F(RSRP_i，j)∈[0，1]即可，例如，可以是F(RSRP_i，j)＝k·(RSRP_0，j-RSRP_i，j)，k＞0，但不限于此。

在实际应用中，R_j(t)将随着每个子帧上的调度而发生变化，相应的，δ_j(t)也将发生变化，因此Pico eNB需要实时维护更新δ_j(t)。具体更新R_j(t)可按照传统的比例公平方法实现，例如可按照公式进行更新，得到新的R_j(t+1)，其中，U_j(t)为用户设备j在子帧t正确接收到的数据速率，当UE在当前子帧未被调度时，则U_j(t)为零，为滤波器过滤因子，T_c表示滑动时间窗口的长度。

较佳地，基于利用上述方法得到的各UE的优先级，Pico eNB可采用下述方法在各子帧上进行调度：

如果当前调度子帧为几乎空子帧，则按照先第一调度集合后第二调度集合的顺序，对当前待调度UE进行调度，其中，在所述第一调度集合和所述第二调度集合内分别按照δ_j(t)的降序进行所述调度，所述第一调度集合由所述高干扰用户组和中干扰用户组中的待调度UE组成，所述第二调度集合由所述低干扰用户组中的待调度UE组成。

如果当前调度子帧为普通子帧，则按照先第三调度集合后第四调度集合的顺序，对当前待调度UE进行调度，其中，在所述第三调度集合和所述第四调度集合内分别按照δ_j(t)的降序进行所述调度，如果所调度的UE属于中干扰用户组，则采用高聚合等级的方式配置该UE使用的控制信道元素，所述第三调度集合由所述中干扰用户组和低干扰用户组中的待调度UE组成，所述第四调度集合由所述高干扰用户组中的待调度UE组成。

上述过程中，对于ABS子帧，优先在高干扰用户组和中干扰用户组中的待调度UE中，根据各UE的δ_j(t)值进行调度，即优先选择δ_j(t)最大的待调度UE调度，这样，既可以实现公平性与吞吐量之间的平衡，又可以充分利用ABS子帧来降低高干扰UE受到的干扰。而对于非ABS子帧，即普通子帧，则先根据δ_j(t)值调度中干扰用户组和低干扰用户组中的待调度UE，最后，再对高干扰用户组中的待调度UE进行调度，并且采用高聚合等级的方式配置中干扰用户组中UE使用的控制信道元素，这样，一方面能通过提高聚合等级缓解中干扰用户的干扰情况，改善系统性能，另一方面还能通过利用非ABS子帧资源对高干扰用户进行调度，避免因空子帧的配置时延而导致的高干扰用户持续得不到服务。

进一步地，为了使宏基站能够根据当前扩张区域内UE的动态变化，对ABS资源的配置进行及时调整，在步骤202中还可以包括下述步骤：

如果当前调度子帧为几乎空子帧，且在该调度子帧上所述第一调度集合为空时，所述Pico eNB向其服务宏基站发送减少几乎空子帧的指示信息；所述宏基站根据所述指示信息减少为所述Pico eNB配置的一个ABS模式更新周期内几乎空子帧的数量，并通知所述Pico eNB。

如果当前调度子帧为普通子帧，且在该调度子帧上所述第三调度集合中有属于所述中干扰用户组的待调度UE，则所述Pico eNB向其服务宏基站发送增加几乎空子帧的指示信息；所述宏基站根据所述指示信息增加为所述Pico eNB配置的一个ABS模式更新周期内几乎空子帧的数量，并通知所述Pico eNB。

通过上述技术方案可以看出，本发明通过在调度时对ABS子帧上的调度顺序进行了限定，确保了高干扰用户优先配置到ABS资源，这样，可以充分利用ABS资源降低干扰的优势，提高高干扰用户的信道质量，避免在ABS模式更新周期内的ABS资源不够用的情况所产生的严重干扰。

综上所述，以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、微微小区基站Pico eNB根据其服务用户设备UE当前反馈的参考信号接收功率信息，对所述UE分组，得到高干扰用户组、中干扰用户组和低干扰用户组，其中，高干扰用户组中的UE满足RSRP_o,j-RSRP_i,j≥RSRP_High，中干扰用户组中的UE满足RSRP_Low＜RSRP_o,j-RSRP_i,j＜RSRP_High，低干扰用户组中的UE满足RSRP_o,j-RSRP_i,j≤RSRP_Low，i为微微小区基站编号，j为用户设备编号，RSRP_o,j为用户设备j接收到的来自宏基站的参考信号接收功率，RSRP_i,j为用户设备j接收到的来自微微小区基站i的参考信号接收功率，RSRP_Low为预设的低干扰阈值，RSRP_High为预设的高干扰阈值；

b、在当前几乎空子帧ABS模式更新周期内的各调度子帧上，所述Pico eNB按照优先将ABS配置给所述高干扰用户组中待调度UE的原则以及轮循调度的方式，对当前待调度UE进行调度；

其中，当所述调度子帧为几乎空子帧时，按照高干扰用户组、中干扰用户组和低干扰用户组的调度优先级依次降低的原则，从所述用户组中的待调度UE中选择UE进行调度；

如果所述ABS模式更新周期中的几乎空子帧资源已分配完毕，且所述中干扰用户组中存在待调度UE，则利用当前ABS模式更新周期中空闲的普通子帧，采用高聚合等级的方式，对所述中干扰用户组中的待调度UE进行调度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b进一步包括：

当所述调度子帧为几乎空子帧，且在该调度子帧上所述高干扰用户组和所述中干扰用户组中均无待调度UE时，所述Pico eNB向其服务宏基站发送减少几乎空子帧的指示信息；所述宏基站根据所述指示信息减少为所述Pico eNB配置的一个ABS模式更新周期内几乎空子帧的数量，并通知所述Pico eNB。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b进一步包括：

如果所述ABS模式更新周期中的几乎空子帧资源已分配完毕，且所述中干扰用户组中存在待调度UE，所述Pico eNB向其服务宏基站发送增加几乎空子帧的指示信息；所述宏基站根据所述指示信息增加为所述Pico eNB配置的一个ABS模式更新周期内几乎空子帧的数量，并通知所述Pico eNB。

4.一种调度方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a、微微小区基站Pico eNB根据其服务用户设备UE当前反馈的参考信号接收功率信息，对所述UE分组，得到高干扰用户组、中干扰用户组和低干扰用户组，其中，高干扰用户组中的UE满足RSRP_o,j-RSRP_i,j≥RSRP_High，中干扰用户组中的UE满足RSRP_Low＜RSRP_o,j-RSRP_i,j＜RSRP_High，低干扰用户组中的UE满足RSRP_o,j-RSRP_i,j≤RSRP_Low，i为微微小区基站编号，j为用户设备编号，RSRP_o,j为用户设备j接收到的来自宏基站的参考信号接收功率，RSRP_i,j为用户设备j接收到的来自微微小区基站i的参考信号接收功率，RSRP_Low为预设的低干扰阈值，RSRP_High为预设的高干扰阈值；

所述Pico eNB根据δ_j(t)＝F(RSRP_i,j)DRC_j(t)/R_j(t)，实时维护其服务UE的优先级δ_j(t)，其中，R_j(t)为在当前子帧t用户设备j的平均传输速率，DRC_j(t)为在子帧t用户设备j的当前请求传输速率，F(RSRP_i,j)为以RSRP_i,j为变量且正比于(RSRP_0,j-RSRP_i,j)的函数，F(RSRP_i,j)∈[0,1]；

b、在当前几乎空子帧ABS模式更新周期内的各调度子帧上，所述Pico eNB按照优先将ABS配置给所述高干扰用户组中待调度UE的原则，对当前待调度UE进行调度；

所述步骤b为：

如果当前调度子帧为几乎空子帧，则按照先第一调度集合后第二调度集合的顺序，对当前待调度UE进行调度，其中，在所述第一调度集合和所述第二调度集合内分别按照δ_j(t)的降序进行所述调度，所述第一调度集合由所述高干扰用户组和中干扰用户组中的待调度UE组成，所述第二调度集合由所述低干扰用户组中的待调度UE组成；

如果当前调度子帧为普通子帧，则按照先第三调度集合后第四调度集合的顺序，对当前待调度UE进行调度，其中，在所述第三调度集合和所述第四调度集合内分别按照δ_j(t)的降序进行所述调度，如果所调度的UE属于中干扰用户组，则采用高聚合等级的方式配置该UE使用的控制信道元素，所述第三调度集合由所述中干扰用户组和低干扰用户组中的待调度UE组成，所述第四调度集合由所述高干扰用户组中的待调度UE组成。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤b进一步包括：

如果当前调度子帧为几乎空子帧，且在该调度子帧上所述第一调度集合为空时，所述Pico eNB向其服务宏基站发送减少几乎空子帧的指示信息；所述宏基站根据所述指示信息减少为所述Pico eNB配置的一个ABS模式更新周期内几乎空子帧的数量，并通知所述Pico eNB。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤b进一步包括：

如果当前调度子帧为普通子帧，且在该调度子帧上所述第三调度集合中有属于所述中干扰用户组的待调度UE，则所述Pico eNB向其服务宏基站发送增加几乎空子帧的指示信息；所述宏基站根据所述指示信息增加为所述Pico eNB配置的一个ABS模式更新周期内几乎空子帧的数量，并通知所述Pico eNB。