CN103477695B - 电信网络中的数据分组调度的方法、无线电设备及电信网络 - Google Patents

Abstract

本公开公开了用于在电信网络中调度数据分组和控制信息的方法，其中，数据分组和控制信息被调度用于在传输时间间隔（TTI）中可用的一组OFDM符号中进行传输。调度器首先选择（401）要调度的一组数据分组，调度器随后搜索（402）用于在该组OFDM符号的预定数目的OFDM符号中调度与该组数据分组相关联的控制信息的控制方案。调度器搜索用于在可用的其它OFDM符号中调度所选择的数据分组的数据方案。调度器考虑不同一组数据分组和用于调度控制信息的不同数目的OFDM符号来重复数据和控制方案的搜索。最终，调度器按照一调度方案调度（411）数据分组和控制信息，其中，控制信息按照控制方案被调度并且数据分组按照与控制方案相关联的数据方案被调度。

Description

电信网络中的数据分组调度的方法、无线电设备及电信网络

技术领域

本发明涉及电信网络领域，并且具体涉及根据权利要求1的前序部分的用于在电信网络中调度数据分组的方法。本发明发现优选应用于利用频分调制(FDM)的网络，并且更优选地应用于OFDM(正交频分复用)型网络。本发明还涉及电信网络以及适于提供以上方法的无线电设备。

背景技术

在分组交换传输中，在两个设备之间传输的数据被组织成分组，分组包括有关分组的接收方的信息。从用户设备发送的分组被网络接收，网络将它们路由到最终的接收方，例如另一用户或网络服务器。

由于公共网络向共用相同物理资源的大量用户提供服务，所以资源分配对于向所有用户供应必要的服务质量(QoS)至关重要。

有效的资源分配应当考虑若干参数，例如服务质量(QoS)要求、不同用户的信道条件、不同服务类别之间的优先级。

因此，分组调度是网络的重要任务，其在OFDMA(正交频分多址)网络(例如长期演进-LTE)中更为复杂，其中需要既在时间上又在频率上对资源进行管理。

在LTE中，用于调度器的基本无线电资源是TTI(传输时间间隔)，其被划分成两个部分(沿时间维度)：控制区域(携带控制信道，例如PDCCH-物理下行链路控制信道)和数据区域(携带数据信道，例如，PDSCH-物理下行链路共享信道)。这两个区域在时间维度上相邻，并且总共占据等于14个OFDMA符号(在正常循环前缀的情况下)。

控制区域的长度可以设定为2-3-4个OFDMA符号(在TTI包含多达10个物理资源块（PRB）的情况下）或1-2-3个OFDMA符号（在TTI包含多于10个PRB的情况下），并且，控制区域与数据区域之间的该切换点可以由系统以某一自由度来设定。

已知的网络方案考虑固定意图用于DCI的OFDM符号的数据然后再决定如何在剩余的数据区域中分配数据分组。换而言之，已知的方案首先考虑决定有多少网络资源要专用于下行链路控制信息（DCI），然后再考虑在TTI的剩余资源中分配数据分组。

英国专利申请GB2434279A公开了一种用于通信系统中的资源分配的方法。该方法包括设置特定的时间和频带内的频率区块（chunk）来为局部化用户和分布式用户提供局部化（localised）资源。用于每个用户的信令资源分配在所分配资源的相同频率范围处的区块中，或是该频率范围的子集。

科技论文“HARQ Aware Frequency Domain Packet Scheduler with differentdegrees of fairness for the UTRAN Long Term Evolution”（发表于Proceedings ofthe IEEE Vehicular Technology Conference（VTC），Dublin，Ireland，April2007，作者为Pokhariyal、K.I.Pedersen、G.Monghal、I.Z.Kovacs、C.Rosa、T.E.Kolding和P.E.Mogensen）公开了，通过将分组调度器划分为时域部分和频域部分，则能够有效控制用户之间的公平性。在每个调度部分中应用不同的算法。

在该文献中，用于OFDMA系统的若干其它调度算法是已知的。具体地，科技论文“Optimal Power Allocation in Multiuser OFDM Systems”，（发表于IEEEGLOBECOM2003，作者为Z.Shen、J.Andrews、B.Evans），“Fair OFDMA Scheduling AlgorithmUsing Iterative Local Search with k-opt-Switches”，（2008，作者为A.Ibing、H.Boche）以及“MAC Scheduling Scheme for VoIP Traffic Service in3G LTE”，（发表于VTC’2007，pp.1441-1445，作者为S.Choi、K.Jun、Y.Shin、S.Kang、B.Choi）提出了用于OFDM系统的调度算法。这些论文并不考虑无线电子帧中控制区域 与数据区域之间的分隔；最终的方案仅与OFDM子载波的数据区域有关。

申请人已经意识到，尽管在现有技术中已知若干分组调度算法，但是已知的方案并不总是有效的，这是因为它们没有从容量方面考虑数据区域与控制区域之间的交叉依赖性。由于用户数据是在PDSCH（物理下行链路共享信道）上传输的并且是以某一数量的数据分组（传输块）在TTI中被调度的，因此系统容量依赖于在每个TTI中调度的传输块（TB）的数目和大小。并且，由于传播环境的特征是快衰落过程，所以信道质量的频率选择性（即，鉴于所要传输的某一TB在TTI内所占据的PRB来选择频率位置）是在资源分配阶段期间所要考虑的重要问题；实际上，在TTI中传输的TB的频谱效率也依赖于在该TTI中的那组使用的PRB，于是，总体容量也依赖于所使用的具体资源分配算法。

最终，由于控制区域与数据区域之间的切换点决定注定用于这些区域的资源的数量，因此，系统容量也依赖于此参数：结果，为控制预留的OFDMA符号的数目影响数据区域的容量；另一方面，为数据区域预留的资源的数量也影响控制区域中的容量，导致TTI中两个区域的交叉依赖性。

结果，一般，对切换点的最佳选择依赖于用户信道条件，也依赖于所要调度的这组分组，而另一方面，可能传输的分组的数目又依赖于该切换点。

因此，需要一种还考虑了TTI的控制区域和数据区域之间的该交叉依赖性以提高调度效率的分组调度方法。

发明内容

本发明的一个目的是介绍可替换已知方案的一种分组调度方法以及相关网络调度器。

本发明的另一个目的是介绍允许对网络资源的更有效分配的一种分组调度方法。具体地，本发明的一个目的是介绍考虑了TTI的 控制区域和数据区域之间的交叉依赖性的一种分组调度方法。

根据本发明，通过包括所附权利要求的特征的方法实现了这些和其它目的，所附权利要求是本描述的组成部分。

本发明还涉及适于实现该方法的网络和相关的无线电设备。

发明人已经考虑实现一种调度方法，其中，首先由调度器选择要调度的一组数据分组。调度器搜索控制方案，所述控制方案用于在预定的传输时间间隔中可用的预定数目的OFDM符号中调度与该组数据分组相关联的控制信息。调度器还搜索用于在可用的其它OFDM符号中调度所选的数据分组的数据方案。调度器考虑不同一组数据分组和用于调度控制信息的不同数目的OFDM符号而重复数据和控制方案的搜索。最终，调度器按照一调度方案来调度数据分组和控制信息，在该调度方案中，控制信息按照所找到的控制方案之一被调度并且数据分组按照与该控制方案相关联的数据方案被调度。

该方案提供的优势在于，调度是考虑宽范围的调度方案（有可能是资源分配问题的所有可能的方案）来完成的，其中既考虑了要传输的可变数目的数据分组又考虑了TTI中数据和控制区域之间的灵活的切换点。这具有增大使用网络资源的效率的效果。

在一个方面中，调度器首先在意图用于DCI的预定数目的OFDM符号中搜索控制方案，并且，随后针对所找到的每个控制方案，其搜索用于在数据区域中调度数据的数据方案。

该方案具有降低调度算法的计算成本的优势，因为其仅仅针对有效的控制方案搜索数据方案。如果没有有效的控制方案，则没有数据方案被搜索。因为在没有相关DCI的情况下调度数据没有意义，所以该方案降低了计算成本而没有丢失优良的方案。

在一个方面中，本发明还针对一种调度方法，其中数据分组按照优先级规则被排序，并且其中，选择的该组数据分组是具有较高优先级顺序的一组数据分组。

该方案提供如下优势：通过考虑网络资源和优先级规则两者来改进调度，优先级规则依赖于与要传输的每个数据分组相关联的服务 质量。

在本发明的另一方面中，其中，数据分组被编组到传输块中，该组数据分组被选择以便最大化能够在该TTI中传输的分组数据的数目。该方案具有允许有效地考虑由于必须被一起传输的数据引起的约束的优势。

在另一方面，由于未被最佳调度方案考虑而未被调度用于在第一传输间隔中传输的数据分组随后被存储并被添加到第二传输时间间隔中所要调度的进一步的数据分组。具体地，未在第一TTI中传输的数据在第二TTI中被优先化，使得它们在第二TTI中被调度的机会增大。以这种方式，数据传送到用户的时间不会增加很多。

在本发明的一个方面中，控制方案是考虑另外的调度约束，特别是考虑用于使能CoMP（协同多点）或永久性调度而被搜索的。在另一方面中，调度方法提供向每个调度方案指派判定值（judgment）的步骤。该判定值基于预定度量，从而所要传输的分组是按照相对于所述度量具有最佳判定值的方案被调度的。

在另一方面中，本发明针对一种无线电设备，其包括控制单元，该控制单元可操作地连接到发送单元，所述发送单元用于与用户设备进行无线通信。该控制单元包括调度器，调度器用于调度将要经由发送单元发送到用户设备的数据和控制信息。调度器被配置为实现根据本发明所述的调度方法。

本发明的更多目的和优势将从以下详细描述中明了，其中，本发明是参考在附图中图示的非限制性示例来描述的。

附图说明

以下将参考在所附附图中为了说明性而非限制性原因而提供的非限制性示例来介绍本发明。这些附图图示出本发明的实施例的不同方面，并且在适当时，用类似参考号表示在不同示图中图示类似结构、组件、材料和/或元素的参考数字。

图1图示出根据本发明的电信网络。

图2图示出图1的网络的无线电设备的框图。

图3图示出图2的无线电设备的调度器的框图。

图4和图5图示出的是示出根据本发明第一实施例的调度方法的流程图。

具体实施方式

尽管本发明容许各种修改例和替代构造，但是以下将详细描述已经在附图中示出的本发明的某些图示出的实施例。然而，应当理解，这并不意图将本发明限于所公开的具体形式，而是相反，本发明意在涵盖落在权利要求所限定的本发明的范围内的所有修改例、替代构造和等同例。

在以下描述和示图中，用类似的参考号表示类似的元素。使用“例如”、“等”和“或”表示非排他性替代而非限制，除非另外指明。使用“包括”意味着“包括，但不限于”，除非另外指明。名词“寄存器”用来表示可读存储区域。

术语“传输块”被用来定义在物理层和MAC层之间交换的基本数据单元。传输块因此定义由物理层接受的要被联合编码的数据群组。

术语“资源元素”用来定义时频资源网格中的每个元素，并且每个资源元素对应于由eNodeB传输的一个复值调制符号。

在图1中，公开了一种无线通信系统，具体地，公开了电信网络100，其包括无线接入子系统110（也称为E-UTRAN）和核心网络120。

接入子系统110包括与用户设备（UE）112无线通信的接入装置111。在一个实施例中，接入子系统还包括用于用户设备线缆连接到网络的装置。

在以下描述中，电信网络100是LTE-A网络并且接入装置111是eNodeB装置，但是本发明不限于这种类型的网络。例如，网络100可以是LTE网络（即，除了本发明的特征之外，根据3GPP标准发布10操作的网络）或要求对要发送给接入网络的UE的数据分 组和控制信息进行调度的任何其它类型的FDM（例如OFDM或OFDMA）网络。根据网络的类型，接入装置可以是不同类型的并且可以以不同的方式互连。eNodeBs111经由数据接口113（在图1中用虚线示出）相互互连，在LTE中，数据接口113称为X2接口。X2接口基于IP协议。

eNodeBs111经由S1接口114连接到核心网络120，核心网络120包括用于向经由接入子系统110连接的用户提供服务（例如语音呼叫或VoIP呼叫）的服务器和数据库（例如归属地位置寄存器）。具体地，核心网络120包括MME（移动管理实体）和用于与其它网络连接的网关。

特此参考图2和图3公开根据本发明的eNodeB111的一个示例。

图2公开根据本发明第一实施例的eNodeB111的框图。eNodeB111是适合用于建立与UE的无线通信的无线电设备。为此，eNodeB111包括可操作地连接到接收单元202和发送单元203的天线201。接收单元202和发送单元203两者都实现物理层的所有功能。

由于LTE是OFDMA网络，所以eNodeB111的接收单元202包括模数转换器（ADC），其后为OFDM解码器，最后为纠错单元（例如前向纠错解码器）。接收单元202接收由用户设备在上行链路信道中发送的数据并输出数据分组，所述数据分组可以经历控制单元，优选微控制器204，的进一步的解码处理，控制单元204实现协议栈的更高层功能，例如MAC和直到应用层的其它功能。

控制单元204生成要在下行链路信道中发送给用户设备的数据。该下行链路数据随后被发送单元203处理，在该实施例中，发送单元203包括OFDM编码器。

控制单元204可操作地连接到S1接口208和X2接口209，以分别与核心网络120和其它eNodeBs111通信。

控制单元204因此经由接口208和209接收要被发送到由eNodeB服务的UE的数据。例如，如果用户正在漫游互联网，检索的数据经核心网络120经由S1接口发送到eNodeB111并随后被调 度以供发送给用户。要发送给UE的其它数据可以由控制单元204本地地生成，例如，用于请求UE报告CQI或其它无线电测量的消息。

控制单元204包括用于调度要发送给与eNodeB无线通信的UE的数据分组和DCI的调度器2040。调度器2040优选实现为由处理器运行的软件应用，但是其能够借助硬件或硬件和软件的组合来实现。

在图3中呈现调度器2040的框图。

调度器2040在两个分组调度阶段被分层组织。因此，调度器2040包括定义要分配的一组传输块（TB）的时域分组调度器（TDPS）模块2041和尝试在可用网络资源中并且已经考虑了（例如由于协调调度或持久性调度）而可能存在的所有调度约束以最佳方式分配这组TB的频域分组调度器（FDPS）模块2042。

TDPS模块2041接收要发送的数据和对要发送的分组进行优先化必要的信息作为输入。

在图3的优选实施例中，模块2041接收要在当前TTI中发送的一系列TB作为输入，以及在前一TTI中未发送于是现在在要发送的队列中的TB序列。

为了对要发送的数据进行优先化并生成要在当前TTI中发送的TB的输出流，TDPS模块2041接收QoS约束和CQI（信道质量信息）作为输入。这两条信息允许TDPS调度器选择具有较高优先级的一组用户并根据用户调度优先级生成一组TB并选择它们的大小（即传输块大小TBS）。

在优选实施例中，由TDPS模块2041生成的这系列TB是FIFO（先入先出）队列。换而言之，TB的序列按照优先级的递减模式排序，即，在第一位置的TB具有最高优先级而在最后位置的TB具有最低优先级。

这列经排序的TB被提供给FDPS（频域分组调度）模块2042。

FDPS模块2042还接收CQI和调度约束作为输入。“调度约束”是正确分配资源，例如，使能CoMP（协同多点）传输和/或使能无线电帧中的永久性调度，所应当考虑的信息。调度约束定义不可用于 通过FDPS执行的动态调度的PRB的子集。

参考图4和5，以下描述根据本发明的用于分组调度的算法。该算法潜在地尝试在所有可行的TTI配置中分配不同数目的DCI（和相关的TB）；这意味着，例如如果队列长度由2个TB组成，则该算法尝试：

·在一个TTI中分配2个TB（和DCI），其中1个OFDM符号用于控制区域（如果系统带宽宽），然后

·在一个TTI中分配2个TB（和DCI），其中2个OFDM符号用于控制区域，然后

·在一个TTI中分配2个TB（和DCI），其中3个OFDM符号用于控制区域，然后

·在一个TTI中分配1个TB（和DCI），其中1个OFDM符号用于控制区域，然后

·在一个TTI中分配1个TB（和DCI），其中2个OFDM符号用于控制区域，然后

·在一个TTI中分配1个TB（和DCI），其中3个OFDM符号用于控制区域。

应当注意，以上分配尝试生成不同的调度方案，即针对控制区域和数据区域的不同的TTI分配。

因此调度器应当使用某些度量来选择可以认为是“最佳”的一个调度方案的调度方案。

特此描述的方法应当认为是本发明的非限制性实施例并且由调度器2040在每个TTI中执行。

该调度方法开始于步骤400，当TDPS模块2041根据基于与所有服务相关联的QoS（服务质量）要求的优先级规则并还考虑积压的TB（即与之前的TTI有关的TB）和CQI而排序的传输块队列。

在优选实施例中，调度器2040从eNodeB111的本地存储区域205取回QoS要求。可替换地或与本地存储器205相结合，调度器2040从核心网络120取回QoS要求，例如，查询归属地位置寄存器 （HLR）。

调度器2040从本地存储区域206取回CQI，本地存储区域206在每次其从UE接收到CQI时被控制单元204更新。

调度器2040从本地存储区域207取回积压的TB，本地存储区域207在每个TTI被调度器自身更新。

在步骤401中，该方法被初始化。FDPS模块2042从该队列中选择要调度的一组数据分组（其被编组在TB中）。在同一步骤，调度器2040设置预定数目的OFDM符号用于控制信息的传输。具体地，OFDM控制符号的数目（n_SYMB）首先被设定为所考虑的网络配置准许的最小值（n_SYMB,min），以便搜索其中使数据区域最大的控制方案。在该步骤中，TB被选择以便使能够在当前TTI中发送的TB的数目（n_TB,max）最大化；在一个实施例中，能够发送的TB的最大数目等于从TDPS模块2041接收的队列中的TB的数目。在可替代实施例中，考虑在TTI中能够从MAC传输到L1的最大比特数和要调度的TB的大小而计算TB的最大数目。在另一优选实施例中，由于TDPS模块2041生成根据优先级规则排序的TB序列，所以这组数据分组被选择作为具有较高优先级顺序的最大一组数据分组，因此通过对按照接收的顺序对TB进行计数直到最大网络容量为止来获得TB的最大数目。在任何情况下，能够发送TB的最大数目由TTI中存在的PRB的数目给出（由于至少一个TB占据单个PRB）。

这些起始值仅仅是用于所提议的方法的初始化的一个可能的示例，并且它们不应被认为是对本发明的限制。类似地，这些参数的值的探索的顺序（TB的数目n_TB和控制区域的OFDM符号的数目）可以不同于在该实施方式中所考虑的顺序。

在TDPS模块2041已经提供了要发送的TB的队列并且搜索条件已被设定之后，FDPS模块2042开始（步骤402）搜索用于调度与该队列中的TB有关的DCI的控制方案。该搜索优选是迭代搜索。

为了搜索控制方案，FDPS模块被提供有关由网络施加的调度约束的所有信息，例如，DCI可以依据CQI而具有不同长度，因此， 调度器应当知道多少资源元素对于分配每个DCI是必需的。

每个控制方案的优良性借助控制效用函数来判定，控制效用函数将控制效用函数值（即判定值）与在步骤402的搜索期间找到的每个控制方案关联。

在一个实施例中，每个控制方案可以用控制效用函数值m_c来标记，控制效用函数值m_c计算如下：

·α∈[0,1]是用于改变调度器的目的的参数。其越接近0，调度器给与系统吞吐量的重要性越大；其越接近1，能效越相关。

·是针对与队列的第i个TB相关联的DCI估计的BLER（误块率）。

·N_queue是由TDPS模块2041生成的队列中的TB的数目。

·n^c _RE,free是在TTI的控制区域中使用的资源元素（RE）的数目。

·n^c _RE,tot是TTI的控制区域中的RE的数目。

·k∈[0,1]是用作比例因子的常数并且可以被选择以便例如使等式（1）的（与能效有关的）第一因子的权重与（与吞吐量有关的）第二因子平衡（equilibrate）。例如，其可以被选择以便在α=0.5（并且在输入处为某组TB）时，具有m_c=0.5。

一般，度量的用途是综合用于控制区域的资源分配问题的某一解决方案的优良性，并且在该具体情况下，m_c越接近1，则认为该控制方案越好。

在优选实施例中，在步骤402中找到的所有可能的控制方案按照对应的效用函数值以降序排序。

在步骤402中所计算的所有方案被评估（步骤403）以便从控制 信息的角度看它们是否有效（即，按照要求和容量约束，是否所有DCI都可以被分配在控制区域中）。如果不是所有可能的方案从控制信息的角度看都是有效的，则算法进行到步骤404。

在步骤404中，控制区域的OFDM符号的数目增大。在此阶段，检查用于控制区域的OFDM符号的最大数目是否被超过（步骤405）。如果答案为否，则算法跳转到步骤402，而在答案为是的情况下，要从队列中选择的TB的数目（n_TB）减小，并且OFDM控制符号的数目（n_SYMB）被设定为所考虑的网络配置准许的最小值（步骤406）。此后，FDPS模块2042评估（步骤407）新的TB数是否大于或等于最小值n_TB,min。如果答案为是，则方法跳转到步骤402。如果答案为否，则方法进行到步骤411，在步骤411中，所有之前存储的方案中鉴于效用函数值最佳的方案被选择。之后，在步骤412中，算法结束。

在步骤403中，如果在步骤402中生成的至少一个控制方案被认为有效，则算法跳转到步骤408。

在步骤408中，FDPS模块2042搜索数据方案，即，用于在数据区域即在用于发送TB的TTI中可用的N-n_SYMB个OFDM符号中调度在步骤401处选择的TB的方案，其中N是TTI中的OFDM符号的总数并且n_SYMB是在步骤402计算出的控制方案中分配给DCI的OFDM符号的数目。

数据方案优选是通过迭代搜索计算出的。可替换地，还可以通过穷举的完全的搜索算法来搜索数据方案。

依据控制方案，每个数据方案的优良性是借助将数据效用函数值（即判定值）与在步骤408的搜索期间找到的每个数据方案相关联的数据效用函数来判定的。

在一个实施例中，每个控制方案用一控制效用函数值m_d标记，m_d计算如下：

·α∈[0,1]是允许改变调度器的目标的参数。其越接近0，调度器给与系统吞吐量的重要性越大；其越接近1，能效越相关。

·是针对为调度而考虑的第i个TB估计的BLER（误块率）。

·nbit_i是为调度而考虑的第i个TB的比特数。

·nbit_j是队列的第j个TB的比特数。

·是为队列的第j个TB估计的BLER（误块率）。

·Nqueue是由TDPS模块2041生成的队列中的TB的数目。

·n^d _RE,free是在TTI的数据区域中未被使用的资源元素（RE）的数目。

·n^d _RE,tot是TTI的数据区域中的RE的数目。

·k∈[0,1]是为一常量，其在公式中充当调整值并且能够被选择以便例如使（与能效有关的）第一因素与（与吞吐量有关的）第二因素平衡。例如，其可以被选择以便在α=0.5（并且在输入处为某一组TB）时具有m_d=0.5。

一般，该度量的用途是综合用于数据区域的资源分配问题的某一方案的优良性，并且在该具体情况下，m_d越接近1，认为数据方案越优良。

在优选实施例中，在步骤408中找到的所有可能的数据方案按照对应的效用函数值以降序排序。

在步骤409中，在步骤408中计算的所有方案被评估以便从TB分配的角度看它们是否有效。如果不是所有可能的方案都是有效的，则算法跳转到已经描述的步骤404。

如果在步骤408中生成的所有数据方案中存在至少一个有效的 数据方案，则FDPS模块2042将所有可能的调度方案（即控制方案和数据方案的组合）与相关联的控制和数据效用函数值一起存储（步骤410）。可替代地，唯一的调度值可以与调度方案相关联。在一个实施例中，该调度值是通过适当地组合产生该调度方案的控制和数据方案的分别的控制效用函数值和数据效用函数值的组合来获得的。在另一实施例中，调度值是借助调度效用函数来获得的。例如，调度值m_s∈[0,1]（对应于方案的优良性）可以通过下式（3）计算：

$m_s\left(\mathrm{\α}\right)={\left(\frac{n_{\mathrm{RE},\mathrm{free}}}{n_{\mathrm{RE},\mathrm{tot}}}\right)}^{k\·\mathrm{\α}}\·{\left(\frac{\underset{i=1}{\overset{n_{\mathrm{TB}}}{\mathrm{\Σ}}}{r}_i}{\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{queue}}}{\mathrm{\Σ}}}{R}_j}\right)}^{1-\mathrm{\α}}\∈\left[\mathrm{0,1}\right]---\left(3\right)$

其中：

·α∈[0,1]是允许改变调度器的目的的参数。其越接近0，调度器给与系统吞吐量的重要性越大；其越接近1，能效越相关。

·r_i是分配为该方案中的调度而考虑的第i个TB可实现的吞吐量。其是与调度器的分配选择相对应的估计的BLER和第i个TB的数目的函数。

·R_j是队列的第j个TB的比特数（即，在BLER=0的假设下第j个TB的吞吐量），并且项

$\underset{j=1}{\overset{N_{\mathrm{queue}}}{\mathrm{\Σ}}}{R}_j$

给出了可实现的最大系统吞吐量。

·n_RE,free是TTI中未被使用的RE的数目。

·n_RE,tot是TTI中的RE的数目。

·k∈[0,1]是在公式中用作调整值的常量并且可以被选择以便例如使等式（1）的（与能效有关的）第一因子的权重与（与吞吐量有关的）第二因子平衡。例如，其可以被选择以便在α=0.5（并 且在输入处为某组TB）时，具有m_s=0.5。

一般，调度值的用途是综合用于所考虑的TTI的资源分配问题的某一方案的优良性，并且在那个具体情况下，m_s越接近1，认为该方案越优良。

在调度方案的存储之后（步骤410），该算法跳转到步骤404并且其它控制和数据方案被搜索，其中，专用于DCI的OFDM符号的数目增大。

如前所述，已经考虑了能够分配给DCI的所有可能的OFDM符号数和所有可能的TB数而搜索了调度方案时，搜索结束并且在在步骤410所存储的那些调度方案中选择调度方案。具体地，该调度方法考虑选择具有最高调度值的调度方案，即根据所使用的判定值度量被判定为最佳的方案。

未被调度用于通过所选调度方案进行的传输的数据分组（具体地，TB）在优先级上被增大并且被存储在eNodeB111的存储区域207中。具有增大的优先级的已存储TB随后被添加到进一步的TB以便在后续TTI中被调度。

以下示例示出上述算法在具体情况中的工作。

示例

在该段中示出该算法的简单示例，所有假设和数据都是3GPP兼容的。这些假设是：

·2个UE要调度

·1.4MHz（6PRB）的带宽

·利用局部化PRB的资源分配类型2

·nsymb={2，3，4}

·具有3个TB的（来自TDPS）的队列的长度（nTBmax=3）

·nTBmin=1

·针对{TB1，TB2，TB3}，TB大小分别是{392，32，904}比特

·穷举算法被用于DCI和TB的分配

为了简化，假定一般而言用户的CQI对于每个PRB是不同PRB；实际上，即便来自UE的CQI报告可以针对每个子带被定义，eNB内部的处理单元也能够生成针对每个PRB而可能不同的CQI值（根据UE测量值）；因此，该假设对于3GPP约束是透明的并且可以在不损失一般性的情况下考虑本示例。在下表中，CQI值中假定是

	PRB1	PRB2	PRB3	PRB4	PRB5	PRB6
							UE1	3	4	8	2	13	14
UE2	7	5	2	2	7	10

该算法如下（在以上步骤的每个处，该算法尝试在配置有用于控制区域的nsymb个OFDM符号的TTI中分配nTB个传输块）：

a.nTB=nTBmax=3。可用TB是{TB1，TB2，TB3}

nsymb=2

由于2个OFDM符号被派给控制区域，这意味着，该区域中的资源元素（RE）的总数目等于144（2个OFDM符号，6个PRB，每个PRB12个子载波）。在其中nsymb被初始化的算法的每个步骤中，首先，PCFICH（物理控制格式指示信道）和PHICH（物理HARQ指示信道）被插入TTI的第一OFDM符号中（如果存在，还可以考虑PBCH（物理广播信道）），于是在控制区域中可用于PDCCH的RE的总数目被计算出。根据在3GPP LTE标准中定义的控制区域中的DCI分配，鉴于RE的CDI占据依赖于PDCCH格式（分配的CCE的数目），其又依赖于用于控制信道的目标BLER和信道质量（因此，对由PDCCH占据的RE的准确计算依赖于在eNB中实现的具体的AMC（自适应调制和编码）算法）。假定对于当前TTI中的具体的CQI配置，信道质量如此低以至于DCI占据大于控制区域中可用RE的数目。因此，不存在用于此配置的控制方案（因为3个DCI的传输不足以适配控制区域）→Nc=0（用于控制区域的可能的方案的数目）。

因此该方法考虑在增大OFDM控制符号的数目之后进行到下一迭代。

b.nTB=nTBmax=3

nsymb=3

即便在此情况下，更大数目的OFDM符号被分配给控制区域，假定对于当前TTI中的特定CQI配置，DCI占据大于控制区域中的可用RE的数目。因此，不存在用于该配置的控制方案（Nc=0）。

随后，该方法考虑在增大OFDM控制符号的数目之后进行到下一迭代。

c.nTB=nTBmax=3.

nsymb=4

假定对于当前TTI中的特定CQI配置，3个DCI消息适配到控制区域中的可用RE中（在所有可能的排列中，即6）。因此，根据在3GPP LTE标准中定义的控制区域中的DCI分配，并且依赖于当前TTI中的特定CQI配置，存在用于该配置的6个控制方案（Nc=6）。该算法尝试在TTI中分配3个TB，其中4个OFDM符号用于控制区域。

对于数据区域，鉴于PRB的准确占据的计算依赖于在eNB中实现的信道质量和AMC算法。假定对于当前TTI中的特定CQI配置，3个TB的占据大于可用的总PRB数。因此，不存在用于该配置的数据方案→Nd=0（用于数据区域的可能方案的数目）。

该方法于是考虑在减小可用TB的数目之后并考虑最小的OFDM控制符号数而进行到下一迭代（步骤106）。

d.nTB=2。可用TB是{TB1，TB2}。

nsymb=2

对于该步骤，之前的考虑是有效的。假定不存在用于该配置的控制方案（Nc=0）。

该方法于是考虑进行到下一迭代。

e.nTB=2.

nsymb=3

对于该步骤，之前的考虑是有效的。假定不存在用于该配置的控制方案（Nc=0）。

该方法于是考虑进行到下一迭代。

f.nTB=2

nsymb=4

针对该步骤，之前的考虑是有效的。假定存在用于该配置的两个控制方案（Nc=2）。

$S_1^c=\left\{\begin{array}{c}[\mathrm{DCI}1,\mathrm{DCI}2],n_{\mathrm{REfree}}^c=64\\ [\mathrm{DCI}2,\mathrm{DCI}1],n_{\mathrm{REfree}}^c=135\end{array}\right\}$

其中，是包含第一组2个控制方案的列向量，它们中的每一个暗示控制区域中的不同数目的自由资源元素

还是针对该步骤，之前的考虑是有效的。假定存在用于该配置的7个数据方案（Nd=7）。

$S_1^d=\left\{\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}\mathrm{TB}2\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ -\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}\mathrm{TB}2\\ \mathrm{TB}2\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ -\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}\mathrm{TB}2\\ -\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\end{array}\right]\end{array},\left[\begin{array}{c}\mathrm{TB}2\\ \mathrm{TB}2\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}\mathrm{TB}2\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}\mathrm{TB}2\\ \mathrm{TB}2\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}-\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}2\end{array}\right]\right\}$

存在（Nc x Nd）=14个方案（由所有控制和数据方案的组合给出）；该算法标记这些方案并将这些方案排序。

g.该方法于是考虑后退到步骤406并减小可用TB的数目（nTB=1）并且考虑最小OFDM控制符号数。可用的TB是{TB1}。

nsymb=2

还是针对该步骤，之前的考虑是有效的。假定不存在用于该配置的控制方案（Nc=0）。

该方法于是考虑在增大OFDM控制符号的数目之后进行到下一迭代。

h.nTB=1

nsymb=3

还是针对该步骤，之前的考虑是有效的。假定存在用于该配置的1个控制方案（Nc=1）。

$S_2^c=\left\{\right[\mathrm{DCI}1],n_{\mathrm{REfree}}^c=29\}$

该算法尝试在TTI中分配1个TB，3个OFDM符号用于控制区域。

还是针对该步骤，之前的考虑是有效的。假定存在用于该配置的3个数据方案（Nd=3）。

$S_2^d=\left\{\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}-\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ -\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}-\\ -\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}-\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\end{array}\right]\end{array}\right\}$

存在（Nc x Nd）=3个方案（有所有控制和数据方案的组合给出）；该算法标记这些方案并将这些方案排序。

i.nTB=1

nsymb=4

还是针对该步骤，之前的考虑是有效的。假定存在用于该配置的1个控制方案（Nc=1）。

$S_3^c=\left\{\right[\mathrm{DCI}1],n_{\mathrm{REfree}}^c=99\}$

该算法尝试在TTI中分配1个TB，其中4个OFDM符号用于控制区域。

还是针对该步骤，之前的考虑是有效的。假定存在用于该配置的3个数据方案（Nd=3）。

$S_3^d=\left\{\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}-\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ -\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}-\\ -\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\end{array}\right],\left[\begin{array}{c}-\\ -\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\\ \mathrm{TB}1\end{array}\right]\end{array}\right\}$

存在（Nc x Nd）=3个方案（由所有控制和数据方案给出）;该算法标记这些方案并将这些方案排序。

j.最终，存在14+3+3=20个方案。该算法选择具有效用函数的较大值的最好的一个。具体地，考虑在等式（1）和（2）中引入的效用函数，并且依赖于阿尔法的值，给出高吞吐量或准许获取更大能效的方案将被选择。

进一步的实施例

尽管已经参考LTE网络的优选实施例描述了本发明，但是本发明不限于这种类型的网络。本领域技术人员实际上可以将上述技术应用于任何类型的FDMA（频分多址）特别是OFDMA（正交频分多址）网络，其中数据分组和控制分组必需被调度以发送给多个用户。

并且，本发明不限于无线传输的情况，并且用于调度数据的方法可以应用于有线通信，其中之一设有如以上参考图2和图3所描述的调度器。

即便用于寻找用于控制区域和数据区域中的资源分配的方案的具体的搜索算法的选择也不更改本发明的核心，在优选实施例中，控制方案和数据方案的搜索是借助遗传算法（GA）来执行的。

GA本身是已知的并且在文献中广为使用；GA是在进行计算以找到优化和搜索问题的准确的或逼近的方案时使用的搜索技术。遗传算法被分类为全局搜索启示法并且使用由诸遗传、变异、选择和交换等的进化生物学启示的技术。进化通常开始于一群随机选择的可行方 案（称为个体）并且代代发生。在每一代中，群体中每个个体的优良性（称为适应性）被评估，多个个体从当前群体（给予它们的适应性）被随机地选择，并且被修改（被重新组合并且有可能随机地突变）而形成新的群体。新的群体随后被用于算法的下一迭代中。通常，算法或者在产生最大代数时或者在已经针对群体达到满意的适应性级别时终止。如果算法已经由于最大代数而终止，可能已经或者可能没有达到满意的解。

应用于LTE调度的GA可以用于搜索快速达到次优方案的控制和数据方案。

最终，电信领域技术人员将立即认识到，尽管优选的调度方法已经参考通过参考特定功能框（图2和图3）公开的无线电设备实现的特定步骤序列（图4和图5）被描述，但是这些步骤可以按照不同序列被执行，并且可以借助包括实现以上所示的功能框中的一个或多个或仅部分的硬件和软件组件的无线电设备来实现。例如，尽管在优选实施例中，调度去首先搜索控制方案然后搜索数据方案，但是可以反转这些步骤并且调度器可以先搜索数据方案然后搜索控制方案。在任何情况下，方法考虑通过改变意图用于DCI的OFDM符号的数目和要被调度的TB的集合来在不同大小的控制和数据区域中搜索数据方案和控制方案。

Claims (13)

1.一种用于在电信网络中调度数据分组和控制信息的方法，其中，数据分组和控制信息被调度用于在传输时间间隔TTI中可用的一组OFDM符号中传输，所述方法的特征在于包括如下步骤

a)选择(401)一组所述数据分组，

b)搜索(402)控制方案，所述控制方案用于在所述一组OFDM符号中的预定数目的OFDM符号中调度与所述一组数据分组相关联的控制信息，

c)搜索数据方案(408)，所述数据方案用于在所述一组OFDM符号中的其它OFDM符号中调度所选择的数据分组，

d)考虑要传输的不同组的所述数据分组以及用于调度控制信息的不同预定数目的OFDM符号来重复步骤b)和c)，

e)根据调度方案来调度(411)数据分组和控制信息，在所述调度方案中，控制信息按照在步骤b)找到的控制方案被调度而数据分组按照在步骤c)找到的并且与所述控制方案相关联的数据方案被调度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b)在步骤c)之前被执行并且其中步骤c)针对在步骤b)找到的每个控制方案被执行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在搜索所述控制方案或所述数据方案之前，所述方法还包括按照优先级规则对所述数据分组排序的步骤，并且其中，所述一组数据分组是具有更高优先级顺序的一组数据分组。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述数据分组被编组在传输块中并且其中所述组的数据分组被选择以便最大化能够在所述传输时间间隔中传输的传输块的数目。

5.根据权利要求2所述的方法，包括如下步骤：增大未通过所选择的调度方案调度的数据分组的优先级，存储具有增大的优先级的所述数据分组，将存储的具有增大的优先级的所述数据分组添加到要在第二传输时间间隔中调度的其它的数据分组。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述优先级依赖于与所述数据分组相关联的服务质量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b)的控制方案是在考虑调度约束的情况下被搜索的。

8.根据权利要求1所述的方法，包括如下步骤：向每个调度方案指派判定值，在每个调度方案中，控制信息按照步骤b)找到的控制方案被调度并且数据分组按照步骤c)找到的并且与所述控制方案相关联的数据方案被调度，所述判定值基于预定的度量，从而要传输的分组按照相对于所述度量具有最佳判定值的方案被调度。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述判定值是按照以下等式计算的

其中：

·α∈[0，1]是参数；

·r_i是分配每个调度方案中的第i个传输块TB可实现的吞吐量；

·R_j是队列的第j个TB的比特数目；

·n_RE，free是TTI中没有使用的RE数目；

·n_RE，tot是TTI中的RE数目；

·k∈[0，1]是常数；

·n_TB是每个调度方案中TB的数目；以及

·N_queue是队列中TB的数目。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，考虑所述预定数目的OFDM符号是在所述传输时间间隔中能够分配给控制信息的最小数目的OFDM符号而首先在步骤b)搜索控制方案，并且，其中所述步骤d)提供增大OFDM符号的数目。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤b)的控制方案是通过考虑用于使能CoMP或永久性调度的约束被搜索的。

12.一种无线电设备，包括：控制单元(204)，控制单元(204)可操作地连接到用于与用户设备(112)无线通信的发送单元(203)，其中所述控制单元(204)包括调度器(2040)，调度器(2040)用于调度将要经所述发送单元发送到用户设备的数据和控制信息，所述无线电设备的特征在于，所述调度器(2040)适于实现根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.一种电信网络(100)，包括用于与用户设备(112)建立通信的多个接入装置，其特征在于，所述多个接入装置中的至少一个是根据权利要求12所述的无线电设备。