CN102960019B - 用于调度下行链路传输的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调度下行链路传输的方法和装置。根据本发明的一个实施例，提供一种用于调度无线通信系统中的下行链路传输的方法。该方法包括：根据最近从小区中的用户设备接收的反馈信息在信道测量子帧中调度用户设备，其中在信道测量子帧中，用户设备计算待报告的反馈信息；以及响应于接收反馈信息，基于与信道测量子帧对应的调度结果来调度用户设备。根据本发明的一个实施例，也提供一种调度装置、基站设备和对应计算机程序产品。

Description

用于调度下行链路传输的方法和装置

技术领域

本发明总体上涉及一种通信系统，具体地涉及一种用于调度无线通信系统中的下行链路传输的方法和装置。

背景技术

用于长期演进(LTE)/LTE-高级(LTE-A)的第三代合作伙伴项目(3GPP)标准——也称为GSM/HSPA技术这一巨大成功的演进标准——正在旨在创建用于新的演进无线电接入技术的、新的系列规范。它的目标之一是提高蜂窝通信系统性能、比如更高吞吐量和低分组发送延时。LTE/LTE-A系统已经并入许多新技术。例如LTE/LTE-A物理层(PHY)基于MIMO-OFDM技术，该技术赋予空间复用增益和对多径干扰的良好抗扰性，并且允许LTE/LTE-A系统在非视线条件下操作。

在LTE/LTE-A系统中，无线电资源可以划分成三个维度、即时间、频率和空间维度。时域和频域资源结构由OFDM符号和子载波形成。在LTE/LTE-A系统中，无线电帧持续10ms，该无线电帧进一步细分成十个1ms子帧。在频域中，将整个OFDM带宽划分成许多子载波，并且1个子载波加上1个OFDM符号称为资源单元，该资源单元是最小无线电资源单位。将12个子载波分组成持续时间为一个时隙的资源块。并且将数个资源块结合在一起以形成子频带，该子频带是用于用户设备(UE)执行数据发送的最小资源分配单位。

在典型多小区LTE/LTE-A系统中，在系统中存在若干小区。UE通过它们的无线接口发送或者从基站(例如eNB)接收数据。eNB连接到属于核心网络的演进分组核心(EPC)。

典型单小区LTE/LTE-A系统可以包含通过由eNB分配的子频带与一个eNB通信的多个UE。

每个UE接收eNB发送的数据符号和参考信号。基于接收的符号和参考信号，UE计算反馈信息，该反馈信息包括信道质量指示(CQI)、预编码矩阵指示符(PMI)和ACK/NACK。当计算反馈时，UE将通过物理上行控制信道(PUCCH)或者物理上行共享信道(PUSCH)向eNB发送反馈。通常存在在UE完成反馈计算时的时间与eNB接收这一反馈时的时间之间的一些延迟。例如延迟将是6ms。

eNB应用一些调度算法以向多个UE分配时间/频率/空间资源以便优化性能度量的集合，例如平均吞吐量/延迟/公平度。当已经向UE调度了时间/频率/空间资源时，eNB将UE的数据映射到分配的资源(时间和频率)，并且eNB将在下一子帧中发送UE的数据。

然而由于来自UE的反馈信息的延迟，在eNB向多个UE分配资源时反馈信息是完全不准确的。

图1示出了LTE/LTE-A系统的包含10个子帧的典型无线电帧。在信道测量子帧0和5处，UE根据eNB下行链路传输的参考信号或者数据符号计算反馈信息。在子帧1和6中，它向eNB报告计算的反馈信息。但是由于在两侧中的发送延迟和处理延迟，延迟的在子帧0中计算的反馈信息在子帧7中在eNB中可用。始于子帧7，eNB使用报告的反馈信息以分配资源直至下一反馈到来。然而这一反馈信息是UE在子帧0计算的，在子帧0中eNB基于先前反馈信息调度UE。因此，反馈信息未与实际信道信息匹配。

为了减少在这样的无线通信系统中操作的UE感知的干扰的时间变化，公开号为US2009/0069054A1的美国专利申请提供一种解决方案，该解决方案基于在超帧间隔内在多个eNB中维护在每个eNB的固定线性预编码设置。在这一现有技术解决方案中，eNB应当利用在UE的反馈中报告的预编码信息(例如预编码矩阵指示符(PMI))向多个UE分配预编码的无线电资源。每个子载波中的预编码信息在整个帧期间固定。也就是说，eNB在子帧0基于先前接收的来自UE的反馈向多个UE分配无线电资源；每个子载波中的预编码矩阵在帧长度内如分配的那样保持不变并且仅可以在下一帧开始时被改变。

然而即使每个子载波/子频带中的预编码信息在帧期间保持不变，但是由于反馈延迟，反馈信息仅针对部分子帧是准确的。明显的是，UE的反馈信息在无线电帧n的子帧7至9中是可靠的，因为eNB实际上在子帧7之前未接收反馈。对于子帧0至6，eNB使用末帧(帧n-1)的反馈信息以调度用于UE的发送的无线电资源，诸如发送速率适配等。因此反馈信息和调度结果、即每个子载波/子频带中的预编码信息在这些子帧中未匹配。因此不可靠反馈问题仍然存在。

因此需要一种无线通信系统中的下行链路传输的调度方案，该方案可以进一步减轻这种不可靠反馈影响。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，根据本发明的一个或者多个方法和装置实施例旨在使得小区间干扰在无线通信系统的下行链路传输期间跨子帧而更稳定，由此减少UE的反馈信息的不可靠性。

根据本发明的一个方面，本发明的一个实施例提供一种用于调度无线通信系统中的下行链路传输的方法，该方法包括：a)根据最近从小区中的用户设备接收的反馈信息在信道测量子帧中调度用户设备，其中在信道测量子帧中，用户设备计算待报告的反馈信息；以及b)响应于接收反馈信息，基于与信道测量子帧对应的调度结果来调度用户设备。

根据本发明的另一方面，本发明的一个实施例提供一种用于调度无线通信系统中的下行链路传输的调度装置，该调度装置包括：用于根据最近从小区中的用户设备接收的反馈信息在信道测量子帧中调度用户设备的装置，其中在信道测量子帧中，用户设备计算待报告的反馈信息；以及用于响应于接收反馈信息、基于与信道测量子帧对应的调度结果来调度用户设备的装置。

根据本发明的又一方面，本发明的一个实施例提供一种在计算机可读介质中实现的计算机程序产品，节点的数据处理器对该计算机程序产品的执行包括以下操作：a)根据最近从小区中的用户设备接收的反馈信息在信道测量子帧中调度用户设备，其中在信道测量子帧中，用户设备计算待报告的反馈信息；以及b)响应于接收反馈信息，基于与信道测量子帧对应的调度结果来调度用户设备。

附图说明

在附图中阐述视为本发明的特点的发明特征。然而将通过参照附图阅读关于示例实施例的下文具体描述来更好地理解本发明、它的实施方式、其它目的、特征和优点，在附图中：

图1示出了LTE/LTE-A系统的包含10个子帧的典型无线电帧；

图2示出了本发明的一个实施例可以实施于其中的无线通信系统；

图3示意地示出了根据本发明一个实施例的基站的框图；

图4示意地示出了根据本发明一个实施例的基站中的分配存储装置的示例实施方式；

图5示意地示出了根据本发明一个实施例的基站的分配存储装置中存储的调度结果；

图6示出了根据本发明一个实施例的基站中的处理的流程图；

图7示意地示出了根据本发明实施例的实施方式的子载波分配表的示例更新处理；并且

图8示意地示出了根据本发明一个实施例的调度时间序列的例子。

具体实施方式

下文将参照附图描述本发明的实施例。在下文描述中，举例说明许多具体细节以便更全面理解本发明。然而本领域技术人员将清楚本发明的实施方式可以无这些细节。此外，应当理解本发明不限于如这里介绍的具体实施例。恰好相反，以下特征和单元的任何任意组合无论它们是否涉及到不同实施例都可以视为实施和实现了本发明。因此，以下方面、特征、实施例和优点仅用于示例目的并且除非在权利要求中明确指明则不应理解为所附权利要求的要素或者限制。

图2示出了本发明的一个实施例可以实施于其中的无线通信系统。

如图2中所示，基站10向它的小区中的多个UE(作为例子，仅示出了UE201、202)提供服务。基站10至少基于UE201、202计算并且规律报告的来自这些UE的反馈信息来向这些UE分配无线电资源。因而UE201、202通过由基站10分配的无线电资源与基站10通信。

基站10可以被配置成在实施用于长期演进(LTE)的第三代合作伙伴(3GPP)标准的无线通信网络中操作，在LTE/LTE-A系统中称为eNB。当然，这是非限制性例子，并且这里的教导的各种实施例实质上应用于任何如下无线通信网络，该无线通信网络运用至少基于来自UE的反馈的资源分配。

如在上文中描述的那样，反馈信息在由基站10接收并且作为用于调度UE的基础时缺乏可靠性和准确性。基本上，有影响反馈信息的可靠性和准确性的两个主要因素。首先，信道可以是随时间变化的信道、例如UE的移动所引起的多普勒频移可以使无线信道随时间改变。其次，与小区中的每个UE的无电资源(例如子载波或者子频带)分配关联的小区间干扰可能在UE计算和报告的反馈信息在由于在两侧的发送和处理所致的延迟之后在基站10可用时已经改变。例如在子帧0中，UE基于在该时间的小区内信号强度和小区间干扰计算它的反馈信息。由于基站10在每个子帧中运用调度算法，小区间干扰将在图1中所示各个子帧之中变化。因此当UE的反馈在子帧7在基站10可用时，反馈信息由于小区间干扰的改变而不可靠和不准确。

本发明的发明人已经设想可以通过在基站10中运用下行链路传输的适当调度方案来有效减轻反馈信息的不可靠性和不准确性。具体而言，当基站10接收延迟的反馈信息时，基站10使用在UE计算反馈信息时用来调度UE的调度结果以调度小区中的UE。由此，小区间干扰在调度过程期间稳定得多，因此可以有效减轻反馈信息的不可靠性和不准确性。

图3示意地示出了根据本发明一个实施例的基站的框图。

如图3中所示，标号10表示根据本发明一个实施例的基站、例如图1的无线通信中的基站10。基站10包括：调度装置110，用于应用一些调度方案/算法以生成与多个UE关联的调度结果以便优化性能度量的集合；分配装置120，用于基于从调度装置110生成的调度结果向UE分配无线电资源；以及分配存储装置130，用于存储与信道测量子帧对应的调度结果。

在基站10中，调度装置110的目标是应用一些调度算法来基于来自UE的反馈向多个UE分配时间/频率/空间资源，以便优化性能度量的集合，例如平均吞吐量/延迟/公平度。作为例子，比例公平度(PF)是流行算法之一并且被采用作为3GPPLTE性能评估中的默认工作调度算法。限定PF调度算法使得所有UE之中的具有最高比值M的UE将在下一子帧/子频带中接收发送机会，其中：

$M=\mathrm{Max}\left(\frac{R_{\mathrm{current}}}{R_{\mathrm{history}}}\right)$

其中R_current是UE在调度瞬间的瞬时速率。反馈CQI根据链路适配函数来判决它；并且R_history是UE在一些时间间隔/子频带内的历史平均吞吐量。

可选地，根据本发明实施例的实现方式，调度装置110可以被配置成维护用于表示与非信道测量子帧对应的调度结果的子载波分配表，该分配表将被提供到分配装置120，该分配装置120然后向小区中的UE相应地分配无线电资源。根据反馈是否在基站中可用，可以用新调度结果更新子载波分配表。基于更新的子载波分配表，调度装置110可以向UE调度具有与子载波分配表指示的该UE相同/相似的PMI的子载波/子频带。并且可以基于比例公平度或者其它度量执行这样的分配。

当已经向多个UE调度无线电资源(时间/频率/空间资源)时，分配装置120将向对应无线电资源映射UE的数据。基于调度装置110确定的调度结果针对每个子帧由分配装置120执行对无线电资源的分配。

根据本发明的实施例，向基站10引入分配存储装置130。在信道测量子帧、例如子帧0或者5中，基站10将基于基站10最近接收的UE的反馈信息调度UE。然后，除了向分配装置120提供与信道测量子帧对应的调度结果用于资源分配之外，还在分配存储装置130中存储与信道测量子帧对应的调度结果用于以后使用。

如上文讨论的那样，以某一延迟例如6ms在基站10接收UE在该信道测量子帧中计算的反馈信息。在接收反馈信息时，在当前帧，调度装置110使用存储于分配存储装置130中的调度结果以调度小区中的UE。可选地，调度装置110可以用存储于分配存储装置130中的调度结果更新子载波分配表。

根据本发明的一个实施例，可以实现分配存储装置130为存储器块。图4示意地示出了根据本发明一个实施例的基站10中的分配存储装置130的示例实现方式。如图4中所示，关于正被调度的信道测量子帧，将调度装置110基于如先前从UE接收的反馈信息而生成的对应调度结果进行存储。调度结果是在无线电资源(例如子载波)与UE的标识之间的映射表。图5示意地示出了根据本发明一个实施例的基站10的分配存储装置130中存储的示例调度结果。如图5中所示，在调度结果中，系统中运用的所有子载波中的每个子载波都被映射到特定的待调度的UE。

应当理解图4和图5仅提供用于分配存储装置130的数据结构的示例实施方式而不应解释为对本发明的限制。本领域技术人员可以使分配存储装置130的实现方式适应于具体应用场景。然而这样的适应或者修改不会脱离本发明的概念。

图6示出了根据本发明一个实施例的基站中的处理的流程图。

在步骤600，处理流程开始。

在步骤601，确定当前子帧是否为信道测量子帧。在如图1中所示LTE/LTE-A系统的无线电帧中，信道测量子帧可以是子帧0或者5，在子帧0或者5中UE根据基站下行链路传输的参考信号或者数据符号计算反馈信息。

事实上，在每个子帧中，如图3中所示调度装置110使用调度算法、例如PF调度算法以向多个UE调度无线电资源。调度装置110具有对具体发送定时的了解，因为小区中的每个UE与基站10同步。因此调度装置110容易确定当前是否是用于信道测量子帧的时间。

如果在步骤601的确定结果为肯定，则处理流程继续步骤602；如果在步骤601的确定结果为否定，则处理流程继续步骤604。

如果当前子帧是信道测量子帧，则在步骤602例如由调度装置110基于基站最近接收的UE的反馈信息(诸如等PMI、CQI等)向小区中的UE调度无线电资源。也就是说，调度装置110基于反馈信息生成与信道测量子帧对应的调度结果。

在步骤603，除了向分配装置120提供与信道测量子帧对应的调度结果以用于分配之外，例如还在如图3中所示分配存储装置130中存储与信道测量子帧对应的调度结果。调度结果可以是如图5中所示的在无线电资源(例如子载波/子频带)与UE的标识之间的映射表。

然后，处理流程继续步骤608。在步骤608，例如由分配装置120基于与信道测量子帧对应的调度结果向多个UE分配子载波/子频带。

如果当前子帧为非信道测量子帧，则在步骤604确定是否在当前子帧中接收UE的反馈信息。

如果在步骤604的确定结果为肯定，则处理流程继续步骤605；如果在步骤604的确定结果为否定，则处理流程直接继续步骤607。

如果UE的反馈信息已经在当前子帧中到达基站10，则在步骤605，调度装置110获取与分配存储装置中存储的与信道测量子帧对应的调度结果，其中在该信道测量子帧中UE计算了所接收的反馈信息。

可选地，根据本发明的实施例的实现方式，在步骤606，调度装置110可以根据从分配存储装置130获取的调度结果更新调度装置110中维护的子载波分配表。调度装置110中的子载波分配表通常表示将提供给分配装置120作为非信道测量子帧中的实际子载波分配的基础的调度结果。

图7示意地示出了根据本发明实施例的实施方式的子载波分配表的示例更新处理。如图7中所示，子载波分配表的结构可以被配置成与图5中所示结构相同。调度装置110中的子载波分配表存储与非信道测量子帧对应的调度结果。当在当前子帧中接收新反馈信息时，将利用从分配存储装置130获取的调度结果更新子载波分配表。将向分配装置120提供子载波分配表中存储的调度结果作为非信道测量子帧中的实际子载波分配的基础。

在步骤607，根据将向分配装置120提供的用于无线电资源分配的子载波分配表调度UE。

如果新反馈在当前子帧中不可用，则处理流程直接继续步骤607，其中未对子载波分配表执行更新并且调度装置110根据当前子载波分配表向UE调度子载波/子频带。

然后，处理流程继续步骤608。在步骤608，例如分配装置120基于子载波分配表中表示的调度结果向多个UE分配子载波/子频带。

在步骤609，该处理流程结束。

从图6的流程图可见，与信道测量子帧对应的调度结果除了用作为用于信道测量子帧的无线电资源分配的基础之外，还对与信道测量子帧对应的调度结果进行了存储。当基站10接收延迟的反馈信息时，基站10获取存储的在UE计算反馈信息时用来调度UE的调度结果，以便调度小区中的UE。由此，小区间干扰在调度过程期间稳定得多，因此可以有效减轻反馈信息的不可靠性和不准确性。

图8示意地示出了根据本发明一个实施例的调度时间序列的例子。

如图8中所示，有典型LTE频分双工(FDD)下行链路帧的结构。

在子帧0和5，小区中的UE执行信道测量并且计算反馈信息、例如PMI和CQI。

在子帧1和6中，UE向基站发送分别在信道测量子帧0和5中计算的反馈信息。由于发送和处理延迟，反馈信息在由基站接收时具有6ms延迟。例如基站在子帧7中接收在子帧0中计算的反馈信息；并且基站在下一FDD帧(帧n+1)的子帧2中接收在子帧5中计算的反馈信息。

也在每个信道测量子帧(即子帧0和5)中，基站的调度装置基于最近接收的UE的反馈信息调度小区中的UE并且除了用作为用于分配的基础之外还在分配存储装置中存储调度结果。例如在帧n的子帧0中，调度装置确定(601)当前子帧是信道测量子帧。基站的调度装置基于在帧n-1中的子帧7中接收的UE的反馈信息调度(602)小区中的UE。在分配存储装置中存储(603)基于在帧n-1的子帧7中接收的反馈信息的调度结果用于以后使用。

在6ms延迟之后、即在帧n的子帧7，基站接收延迟的UE在帧n的子帧0中计算的反馈信息。响应于调度装置确定(604)在当前子帧中接收UE的反馈信息，基站的调度装置从分配存储装置获取(605)与帧n的子帧0对应的调度结果，并且相应地更新(606)子载波分配表。

从帧n的子帧7至9和帧n+1的子帧1(不包括帧n+1的子帧0)，基站的调度装置根据子载波分配表向UE调度(607)子载波/子频带。分配可以在调度的UE必须具有与向子载波分配表的子载波/子频带映射的UE相同或者相似的PMI/CQI这样的约束之下基于比例公平度算法进行。应当注意从上文描述的调度逻辑不包括帧n+1的子帧0，因为在该信道测量子帧中，基站的调度装置将基于在帧n的子帧7中最近接收的反馈信息调度UE。

类似地，在帧n的子帧5中，调度装置确定(601)当前子帧是否为信道测量子帧。基站的调度装置基于在帧n中的子帧2中接收的UE的反馈信息调度(602)小区中的UE。在分配存储装置中存储(603)基于在帧n的子帧2中接收的反馈信息的调度结果。

在帧n+1的子帧2，基站接收延迟的UE在帧n的信道测量子帧5中计算的反馈信息。响应于调度装置确定(604)在当前子帧中接收UE的反馈信息，基站的调度装置从分配存储装置获取(605)与帧n的子帧5对应的调度结果，并且相应地更新(606)子载波分配表。

从帧n+1的子帧2至4和帧n+1的子帧6(不包括帧n+1的子帧5)，基站的调度装置根据子载波分配表向UE调度(607)子载波/子频带。

本领域技术人员可以从上文描述中理解，在根据本发明实施例的调度处理之后，来自小区中的UE的反馈信息除了对于信道测量子帧之外在小区间干扰方面对于所有子帧而言可靠。因此，本发明的实施例可以提高反馈信息的准确性并且有效减轻UE的反馈信息的不可靠性。

已经参照图6和图8具体描绘根据本发明一个实施例的基站中的调度处理。应当注意上文描绘仅为示例、并非旨在于限制本发明。在本发明的其它实施例中，这一方法可以具有更多或者更少或者不同步骤，并且对步骤编号仅为了使描绘更简洁并且清楚得多而并非严格限制在每个步骤之间的顺序，而步骤顺序可以不同于该描述。例如在一些实施例中，可以省略上述一个或者多个可选步骤。每个步骤的具体实施例可以不同于描绘。所有这些变形均落入本发明的精神实质和范围内。

一般而言，可以在硬件或者专用路、软件、逻辑或者其任何组合中实施各种示例实施例。例如一些方面可以实施于硬件中，而其它方面可以实施于控制器、微处理器或者其它计算设备可以执行的固件或者软件中，但是本发明不限于此。尽管可以图示和描述本发明的示例实施例的各种方面为框图和信令图，但是合理地理解这里描述的这些块、装置、系统、技术或者方法可以实施于作为非限制例子的硬件、软件、固件、专用电路或者逻辑、通用硬件或者控制器或者其它计算设备或者其某一组合中。

这样应当理解，可以在各种部件、比如集成电路芯片和模块中实现本发明示例实施例的至少一些方面。如本领域中众所周知，集成电路的设计主要是高度自动化的过程。

本发明也可以实现于计算机程序产品中，该计算机程序产品包括能够实施如这里描绘的方法的所有特征并且可以在向计算机系统加载时实施该方法。

已经参照具体实施例具体图示和说明本发明。本领域技术人员应当理解可以进行对本发明在形式和细节上的各种改变而未脱离本发明的精神实质和范围。

Claims (16)

1.一种用于调度无线通信系统中的下行链路传输的方法，包括：

a)根据最近从小区中的用户设备接收的反馈信息在信道测量子帧中调度所述用户设备，其中在所述信道测量子帧中，所述用户设备计算待报告的反馈信息；以及

b)响应于接收所述反馈信息，基于与所述信道测量子帧对应的调度结果来调度所述用户设备。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述步骤a)之后存储与所述信道测量子帧对应的所述调度结果。

3.根据权利要求2所述的方法，其中步骤b)还包括：

获取所述存储的调度结果；

根据获取的调度结果更新子载波分配表，其中所述子载波分配表表示与非信道测量子帧对应的调度结果。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：

基于所述子载波分配表中表示的所述调度结果在所述非信道测量子帧中调度所述用户设备。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

调度结果是在无线电资源与所述用户设备中的至少一个用户设备的标识之间的映射表。

6.根据权利要求1-5中的任一权利要求所述的方法，其中：

所述无线通信系统实施用于长期演进的第三代合作伙伴项目标准。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

所述信道测量子帧和所述非信道测量子帧符合LTE频分双工下行链路帧结构。

8.一种用于调度无线通信系统中的下行链路传输的调度装置，包括：

用于根据最近从小区中的用户设备接收的反馈信息在信道测量子帧中调度所述用户设备的装置，其中在所述信道测量子帧中，所述用户设备计算待报告的反馈信息；以及

用于响应于接收所述反馈信息、基于与所述信道测量子帧对应的调度结果来调度所述用户设备的装置。

9.根据权利要求8所述的调度装置，还包括：

用于使与所述信道测量子帧对应的所述调度结果被存储的装置。

10.根据权利要求9所述的调度装置，其中用于响应于接收所述反馈信息来调度的装置还包括：

用于获取所述存储的调度结果的装置；

用于根据获取的调度结果更新子载波分配表的装置，其中所述子载波分配表表示与非信道测量子帧对应的调度结果。

11.根据权利要求10所述的调度装置，还包括：

用于基于所述子载波分配表中表示的所述调度结果在所述非信道测量子帧中调度所述用户设备的装置。

12.根据权利要求8所述的调度装置，其中：

调度结果是在无线电资源与所述用户设备中的至少一个用户设备的标识之间的映射表。

13.根据权利要求8-12中的任一权利要求所述的调度装置，其中：

所述无线通信系统实施用于长期演进的第三代合作伙伴项目标准。

14.根据权利要求13所述的调度装置，其中：

所述信道测量子帧和所述非信道测量子帧符合LTE频分双工下行链路帧结构。

15.一种基站设备，包括根据权利要求8-14中的任一权利要求所述的调度装置。

16.根据权利要求15所述基站设备，还包括：

分配存储装置，用于存储与所述信道测量子帧对应的所述调度结果。