CN103477696A

CN103477696A - 绿色中继调度器

Info

Publication number: CN103477696A
Application number: CN201280017074.5A
Authority: CN
Inventors: 莱夫·威廉玛森; 本哥特·林多夫; 尼可拉斯·约翰森
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-12-25
Also published as: US20140106737A1; WO2012136455A1; EP2509382A1

Abstract

此处的实施例涉及中继节点(110)中用于在无线通信网络(100)中将数据从第一网络节点(107)中继至第二网络节点(101)的方法。中继节点(110)从第一网络节点(107)接收数据，并对接收到的数据进行解码。中继节点(110)确定解码数据的延迟约束，并记录解码后的数据。中继节点(110)基于所确定的延迟约束并根据无线通信协议，将所记录的数据中继至第二网络节点(101)。中继节点(110)、第一网络节点(107)和第二网络节点(101)之间的通信基于相同的无线通信协议。

Description

绿色中继调度器

技术领域

此处的实施例总体涉及中继节点和中继节点中的方法。更具体地，此处的实施例涉及在无线通信网络中将数据从第一网络节点中继至第二网络节点。

背景技术

在典型的无线通信网络中，远程设备(又称无线终端、移动台和／或用户设备单元(UE))经由无线接入网(RAN)向核心网(CN)通信。远程设备可以是移动台或用户设备，如，移动电话(又称蜂窝电话)以及具有无线能力的膝上型计算机(例如移动终端)，并且因此可以例如是与无线接入网进行语音和／或数据通信的便携式、袖珍式、手持式、包括在计算机中的或安装在汽车上的移动设备。

无线接入网覆盖被划分为小区的地理区域，每个小区由基站服务，在一些无线接入网中，基站也被称为演进型NodeB(eNB)、NodeB、B节点、宿主eNB(DeNB)或基站。小区是位于基站站址的无线基站提供无线覆盖的地理区域。每个小区由本地无线区域内的标识来标识，所述标识在小区中广播。基站通过操作于射频的空中接口与基站范围内的远程设备通信。

中继节点(RN)在通信网络中的节点间(例如远程设备和基站间)接收和发送数据。如此，中继可以有效地扩展基站的信号和服务覆盖并增强无线通信网络的总体吞吐量性能。中继节点是意图在无需安装另一基站的情况下给出增加覆盖的节点。在下行链路(DL)(即，从基站到远程设备)中，中继节点从基站接收数据，对数据进行解码和重新编码，并且接着将数据发送至该远程设备或另一远程设备。在上行链路(UL)(即，从远程设备到基站)中，以相反的方向执行相应的过程。虽然中继节点可以具有与基站相似的输出功率，可以想到：存在许多部署，其中，明显更小的输出功率足矣。具体地，所需输出功率可以预期取决于中继节点的所需小区尺寸。

增加的覆盖可以指：在原本完全不能到达的位置获得基本覆盖。然而，更可能的，增加的覆盖将意味着：接近中继节点位置的支持数据速率将实质性地增加。例如，在构建了原始无线通信网络以支持基本覆盖的室内位置，例如需要大约10kb／s的语音呼叫可以通过引入中继节点允许超过1Mb／s的数据速率，因此增加100倍不是不可能的。

使用中继节点的另一优势在于：连接至中继节点的远程设备将通常使用明显更少的能量。部分地，这是由于：设备通常可以使用小得多的输出功率来发送数据，因为到中继节点的距离远远小于到中继节点所连接至的基站的距离。部分地，这还是由于：可以在更短的时间发送相同量的数据，并且因此在例如射频电路中使用更少的功率。

对于远程设备(如用户设备)，中继节点表现为普通基站，因此远程设备不以与连接至基站而非中继节点的情况不同的方式动作。这意味着：当远程设备扫描小区时，不在基站和中继节点间进行区分。如果来自中继节点的信号具有更高的质量，则远程设备试图连接至中继节点，否则其连接至基站。

在现有方案中，中继节点作为基站操作，这意味着时间约束，如低延迟比低功率更为重要。

发明内容

因此，此处的实施例的目的是消除以上缺陷中的至少一个，并提供通信网络中改进的功耗。

根据第一方面，所述目的是通过中继节点中用于在无线通信网络中将数据从第一网络节点中继至第二网络节点的方法来实现的。第一网络节点从第一网络节点接收数据，并对接收到的数据进行解码。第一网络节点确定解码后的数据的延迟约束，并记录解码后的数据。基于所确定的延迟约束并根据无线通信协议，第一网络节点将所记录的数据中继至第二网络节点。中继节点、第一网络节点和第二网络节点之间的通信基于相同的无线通信协议。

根据第二方面，所述目的是通过用于在无线通信网络中将数据从第一网络节点中继至第二网络节点的中继节点来实现的。中继节点包括：接收单元，被配置为从第一网络节点接收数据；以及解码单元，被配置为对接收到的数据进行解码。中继节点还包括：确定单元，被配置为确定解码后的数据的延迟约束；以及记录单元，被配置为记录解码后的数据。中继节点中包括的中继单元被配置为：基于所确定的延迟约束并根据无线通信协议，将所记录的数据中继至第二网络节点。中继节点、第一网络节点和第二网络节点之间的通信基于相同的无线通信协议。

由于中继节点考虑了来自第一网络节点的数据的延迟约束，根据延迟约束对数据进行中继，这改进了通信网络中的功耗。在许多情况下，去往和来自不同设备的数据是非时间要求严格的，并且因此需要方法和装置，用于中继节点中的低功率调度过程。

此处的实施例提供了许多优势，其非穷尽示例列表如下：

采用此处的实施例，中继节点尽可能长时间地保持在低功率模式下，降低了中继节点功耗。此外，由于在远程设备和基站间传输的短数据包通常意味着开销量相对较大，还减小了网络中总共产生的干扰量。

此处的实施例的另一优势在于：通过从基站经由中继节点向远程设备发送数据，支持更高的吞吐量。

通过使用相同的通信协议，可以重用硬件和软件功能，从而还降低了成本。

此处的实施例不限于上述特征和优势。当阅读以下详细描述时，本领域技术人员将意识到附加特征和优势。

附图说明

下面将参照示出了实施例的附图在以下详细描述中更详细地进一步描述此处的实施例，附图中：

图1是示出了无线通信网络的实施例的示意框图。

图2是示出了无线通信网络中的方法的实施例的流程图。

图3是示出了无线通信网络中的方法的实施例的流程图。

图4a和b是示出了无线通信网络中的方法的实施例的流程图。

图5是示出了中继节点的实施例的示意框图。

附图不一定是按比例绘制的，并且为了清楚起见，可能夸大了特定特征的尺寸。取而代之地，重点在于示意此处的实施例的原理。

具体实施方式

图1示出了无线通信网络100。通信网络100可以使用通信协议，如，长期演进(LTE)、全球微波接入互操作性(WiMAX)、通用分组无线服务(GPRS)、通用移动电信系统(UMTS)等。无线通信网络100包括为小区105服务的基站101。基站101可以是诸如NodeB、演进型NodeB(eNB)、宿主eNB(DeNB)或能够通过无线载波与存在于小区105中的远程设备107通信的任意其他网络单元的基站。虽然图1仅示出了一个远程设备107，本领域技术人员将理解：多个远程设备107可以存在于无线通信网络100中，并与基站101通信。中继节点(RN)110是位于小区105内的在基站101和远程设备107之间中继数据的节点。针对从远程设备107到中继节点110的通信，无线通信网络100使用与从中继节点110到基站101的通信相同的无线通信协议(例如LTE)。使用相同的协议意味着：与具有不同无线协议的情况相比，可以重用硬件和软件功能，在具有不同无线协议的情况下，针对各个协议基本上需要使用不同的硬件单元。

远程设备107可以是具有通信能力的任意适当的通信设备或计算设备，例如但不限于移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、MP3播放器或便携式DVD播放器(或类似的媒体内容设备)、数码相机、或者甚至固定设备(如PC)。远程设备107还可以是例如电子相框、心脏监视设备、侵入或其他监视设备、气象数据监测系统、交通工具、汽车或运输设备等中的嵌入式通信设备。

中继节点110确定数据是否是时间要求严格的。如果数据是非时间要求严格的，则在缓冲器中存储数据，并且暂停对数据的向前馈送，直到：

(a)接收到其他时间要求严格的数据，或

(b)定时器已超时，或

(c)直到缓冲器中存储了足量数据，使得从功耗角度而言值得向前馈送数据。

中继节点110尽可能保持在低功率模式(例如非连续接收和发送(DRX／DTX))，降低了中继节点功耗。此外，由于短包通常意味着开销量相对较大，还减小了总共产生的干扰量。

为了便于描述此处的实施例，以3GPP版本10中用于中继节点的术语对具体特征进行了描述。这绝不应理解为限制性的。

中继节点110用于增强位于基站101的小区边界的远程设备107或其他远程设备的性能。如上所述，基站101可以被称为宿主eNB(DeNB)，这是由于其是中继节点110的宿主。通过从基站101经由中继节点110向远程设备107发送数据，支持更高的吞吐量。

下面，将参照图2中示出的与上行链路调度(即，向基站101)有关的流程图，来描述根据一些实施例的用于在无线通信网络中将数据从第一网络节点中继至第二网络节点的方法。该方法包括以下步骤，这些步骤还可以按照与下述顺序不同的另一适当顺序执行。

步骤200

中继节点110关于至基站101的连接处于某种低活动模式。例如，低活动模式可以指低功率周期，其中，中继节点110以规则间隔读取来自基站101的寻呼信息，并且在寻呼时机之间(即，在无数据事务的情况下)处于某种睡眠模式。

步骤210

从远程设备107发送随机接入信道(RACH)数据分组，并且中继节点110从远程设备接收RACH数据分组。远程设备107使用RACH接入基站101，以建立其传输。此处，RACH用作示例。然而，还可以应用任意其他适当的接入突发／接入信号。

步骤220

中继节点110对分组进行解码，并确定数据分组的延迟约束，即，确定分组中包括的数据信息是否是时间要求严格的。时间约束可以标记为T。

步骤230

如果在步骤220中数据被确定为时间要求严格的(即“是”)，在中继节点110和基站101之间启用更高的活动模式，中继节点110向基站101发送RACH，并且将数据向前馈送至基站101。向前馈送的数据是与在步骤210中接收到的数据相同的信息比特。然而，可以使用不同的编码／调制。

步骤240

如果在步骤220中数据被确定为非时间要求严格的(即“否”)，在中继节点缓冲器中存储数据，并且启动与数据的时间要求严格性有关的定时器。例如，数据可能并非是毫秒级时间要求严格的(要求立即向前馈送)，而是在秒、分或小时的范围。接着，中继节点110继续向基站101的低活动模式。可以从相同的或其他远程设备107向中继节点110发送其他信息，并且从步骤200-240重复该过程，即，等待进入关于基站101连接的活动模式，直到：

(a)接收到时间要求严格的数据，或

(b)与针对任意存储数据的时间约束T有关的定时器超时，或

(c)如果数据量足够大(即，直到其已达到阈值)，以致从功耗角度而言值得被向前馈送至基站101(在无时间约束的情况下)。

在一些实施例中，重复该过程，直到与从连接至中继节点110的至少一个远程设备接收的稍后接收的数据分组有关的另一定时器超时。该另一定时器可以是与以上b)中的定时器相同的定时器，但其来自另一远程设备107。因此，定时器中设置的时间可以不同于b)中的定时器。当来自所有远程设备107的第一定时器到期时，中继节点110将进入高功率模式。

接着，中继节点110向基站101发送RACH，并且根据在中继节点110和基站101之间使用的通信协议(例如LTE)将所有存储数据向前馈送至基站101(即步骤240)。

下面，将参照图3中示出的与下行链路调度(即，向远程设备107)有关的流程图，来描述根据一些实施例的用于在无线通信网络中将数据从第一网络节点中继至第二网络节点的方法。该方法包括以下步骤，这些步骤还可以按照与下述顺序不同的另一适当顺序执行。

步骤300

中继节点110关于至远程设备107的连接处于某种低活动模式。例如，低活动模式可以指DRX／DTX周期，其中，中继节点110以规则间隔读取来自基站101的寻呼信息／向远程设备107发送寻呼信息，并且在寻呼时机之间(即，在无数据事务的情况下)处于某种睡眠模式。

步骤310

寻呼中继节点110，并启用向基站101的连接建立过程，并且从基站101接收数据。在中继节点110处接收的数据专用于至少一个远程设备107。

步骤320

中继节点110对分组进行解码，并确定数据信息是否是时间要求严格的。确定时间要求严格性包括：针对解码后的数据分组确定延迟约束(以T标记)。

步骤330

如果数据信息是时间要求严格的(即“是”)，禁用中继节点110的低功率模式(即，在中继节点110和远程设备107之间启用活动模式)。中继节点110寻呼相关的远程设备107，启用连接建立过程，并且向远程设备107传送数据。

步骤340

如果数据被确定为非时间要求严格的，则在缓冲器中存储数据，并且启动与数据的时间要求严格性有关的定时器。例如，数据可能并非是毫秒级时间要求严格的(要求立即向前馈送)，而是在秒、分或小时的范围。接着，中继节点110继续处于低活动模式(即步骤300)。可以从基站101向中继节点110(两者都针对相同的远程设备以及其他远程设备107)发送其他信息比特。重复相同的过程(步骤310-320)，即，中继节点110等待进入关于远程设备连接的活动模式，直到：

(a)接收到时间要求严格的数据，或

(b)与针对任意存储数据的时间约束T有关的定时器超时，或

(c)如果数据量足够大(即，直到其已达到阈值)，以致从功耗角度而言值得被向前馈送至远程设备107(在无时间约束的情况下)。

在一些实施例中，重复该过程，直到与从连接至中继节点110的基站101接收的稍后接收的数据分组有关的另一定时器已超时。另一定时器可以是与以上b)中的定时器相同的定时器，但其来自另一远程设备107。因此，定时器中设置的时间可以不同于b)中的定时器。当来自所有远程设备107的第一定时器到期时，中继节点110将进入高功率模式。

接着，中继节点110寻呼相关的至少一个远程设备107，并且根据在中继节点110和远程设备107之间使用的通信协议向远程设备107传送数据。

下面，将从中继节点110的角度来描述上述方法。在一些实施例中，中继节点110关于第一网络节点107处于低活动模式。在一些实施例中，第一网络节点107是远程设备而第二网络节点101是基站，或者第一网络节点107是基站而第二网络节点101是远程设备。图4a和4b是描述了中继节点110中用于在无线通信网络100中将数据从第一网络节点107中继至第二网络节点101的本方法的流程图。该方法包括中继节点110所要执行的以下步骤：

步骤401

在一些实施例中，中继节点110与第二网络节点101建立连接。

步骤402

中继节点110从第一网络节点107接收数据。

步骤403

中继节点110对接收到的数据进行解码。

步骤404

中继节点110确定解码后的数据的延迟约束。

步骤404a

这是步骤404的子步骤。

在一些实施例中，中继节点110确定解码后的数据是时间要求严格的。

在一些实施例中，数据的时间要求严格性由参数指示。

步骤404b

这是步骤404的子步骤，并且是将作为步骤404a的备选执行的步骤。

在一些实施例中，中继节点110确定解码后的数据是非时间要求严格的。

步骤405

在一些实施例中，中继节点110存储被确定为非时间要求严格的解码后的数据。

步骤406

在一些实施例中，中继节点110启动与所存储的非时间要求严格的数据相关联的定时器。

步骤407

在一些实施例中，中继节点110监测所存储的数据的量。

步骤408

在一些实施例中，中继节点110确定所存储的数据的量已达到阈值。

步骤409

在一些实施例中，中继节点110确定定时器已经到期。

步骤410

在一些实施例中，中继节点110在解码后的数据被确定为时间要求严格时，关于第一网络节点107启用中继节点110的高活动模式。

步骤411

中继节点110记录解码后的数据。

步骤412

中继节点110基于所确定的延迟约束并根据无线通信协议，将所记录的数据中继至第二网络节点101。中继节点110、第一网络节点107和第二网络节点101之间的通信基于相同的无线通信协议。

步骤412a

这是步骤412的子步骤。

在一些实施例中，中继节点110将被确定为时间要求严格的解码后的数据中继至第二网络节点101。

步骤412b

这是步骤412的子步骤。

在一些实施例中，中继节点110在所存储的数据的量已达到阈值时或当定时器已经到期时或当接收到时间要求严格的数据时，中继非时间要求严格的数据。

为了执行图4所示的用于在无线通信网络100中将数据从第一网络节点107中继至第二网络节点101的方法步骤，中继节点110包括图5所示的配置。在一些实施例中，中继节点110关于第一网络节点107处于低活动模式。在一些实施例中，第一网络节点107是远程设备而第二网络节点101是基站，或者第一网络节点107是基站而第二网络节点101是远程设备。

中继节点110包括：接收单元501，被配置为从第一网络节点107接收数据。

此外，中继节点110包括：解码单元502，被配置为对接收到的数据进行解码；以及确定单元503，被配置为确定解码后的数据的延迟约束。在一些实施例中，确定单元503还被配置为：确定解码后的数据是时间要求严格的或者确定解码后的数据是非时间要求严格的。在一些实施例中，确定单元503还被配置为：确定所存储的数据的量已达到阈值和／或确定定时器已经到期。在一些实施例中，数据的时间要求严格性由参数指示。

中继节点110包括：记录单元504，被配置为记录解码后的数据。

中继节点110包括：中继单元505，被配置为基于所确定的延迟约束并根据无线通信协议，将所记录的数据中继至第二网络节点105。中继节点110、第一网络节点107和第二网络节点101之间的通信基于相同的无线通信协议。在一些实施例中，中继单元505还被配置为：将被确定为时间要求严格的解码后的数据中继至第二网络节点101。在一些实施例中，中继单元505还被配置为：当所存储的数据的量已达到阈值时或当定时器已经到期时或当接收到时间要求严格的数据时，中继非时间要求严格的数据。

在一些实施例中，中继节点110包括：存储单元506，被配置为存储被确定为非时间要求严格的解码后的数据；以及定时器单元507，被配置为启动与所存储的非时间要求严格的数据相关联的定时器。

在一些实施例中，中继节点110包括：监测单元508，被配置为监测所存储的数据的量。

在一些实施例中，中继节点110包括：处理单元510，被配置为与第二网络节点101建立连接。在一些实施例中，处理单元501还被配置为：当解码后的数据被确定为时间要求严格时，关于第一网络节点107启用中继节点110的高活动模式。

可以通过一个或更多个处理器(如图5所示的中继节点配置中的处理单元105)以及用于执行此处的实施例的功能的计算机程序代码，来实现用于在无线通信网络100中将数据从第一网络节点107中继至第二网络节点101的本机制。例如，处理器可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)处理器、现场可编程门阵列(FPGA)处理器或微处理器。上述程序代码还可以被提供为例如数据载体形式的计算机程序产品，所述数据载体承载当被加载至中继节点110时执行此处的实施例的计算机程序代码的计算机程序代码。一个这样的载体可以是CDROM盘的形式。然而，其他数据载体(如存储棒)也是可行的。此外，计算机程序代码可以被提供为服务器上的纯程序代码或被远程下载至中继节点110。

此处的实施例不限于上述优选实施例。可以使用各种替换、修改和等效方案。因此，上述实施例不应理解为限制了实施例的范围，实施例的范围是由所附权利要求限定的。

应强调的是：当在本说明书中使用时，术语“包括／包含”被理解为指定存在所述特征、整体、步骤或组件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、组件或特征组、整体组、步骤组、组件组。还应理解：位于元素前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的元素。

还应强调的是：可以在不背离此处实施例的情况下，以所附权利要求中限定的方法的步骤在权利要求中呈现的顺序以外的另一顺序来执行这些步骤。

Claims

1.一种中继节点(110)中的方法，用于在无线通信网络(100)中将数据从第一网络节点(107)中继至第二网络节点(101)，所述方法包括：

从第一网络节点(107)接收(402)数据；

对接收到的数据进行解码(403)；

确定(404)解码后的数据的延迟约束；

记录(411)解码后的数据；以及

基于所确定的延迟约束并根据无线通信协议，将所记录的数据中继(412)至第二网络节点(101)，并且

其中，中继节点(110)、第一网络节点(107)和第二网络节点(101)之间的通信基于相同的无线通信协议。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定解码后的数据的延迟约束还包括：

确定(404a)解码后的数据是时间要求严格的；或者

确定(404b)解码后的数据是非时间要求严格的。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，基于所确定的延迟约束并根据无线通信协议将所记录的数据中继至第二网络节点(101)还包括：

将被确定为时间要求严格的解码后的数据中继(412a)至第二网络节点(101)。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：

存储(405)被确定为非时间要求严格的解码后的数据；以及

启动(406)与所存储的非时间要求严格的数据相关联的定时器。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

监测(407)所存储的数据的量；

确定(408)所存储的数据的量已达到阈值；和／或

确定(409)定时器已经到期；

其中，基于所确定的延迟约束并根据无线通信协议将所记录的数据中继至第二网络节点(101)还包括：

当所存储的数据的量已达到阈值时或当定时器已经到期时或当接收到时间要求严格的数据时，中继(412b)非时间要求严格的数据。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括：

与第二网络节点(101)建立(401)连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述中继节点(110)关于第一网络节点(107)处于低活动模式。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括：

当解码后的数据被确定为时间要求严格时，关于第一网络节点(107)启用(410)中继节点(110)的高活动模式。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，数据的时间要求严格性由参数指示。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，第一网络节点(107)是远程设备而第二网络节点(101)是基站，或者第一网络节点(107)是基站而第二网络节点(101)是远程设备。

11.一种中继节点(110)，用于在无线通信网络(100)中将数据从第一网络节点(107)中继至第二网络节点(101)，所述中继节点(110)包括：

接收单元(501)，被配置为从第一网络节点(107)接收数据；

解码单元(502)，被配置为对接收到的数据进行解码；

确定单元(503)，被配置为确定解码后的数据的延迟约束；

记录单元(504)，被配置为记录解码后的数据；以及

中继单元(505)，被配置为基于所确定的延迟约束并根据无线通信协议，将所记录的数据中继至第二网络节点(101)，并且

12.根据权利要求11所述的中继节点(110)，其中，所述确定单元(503)还被配置为：

确定解码后的数据是时间要求严格的；或者

确定解码后的数据是非时间要求严格的。

13.根据权利要求12所述的中继节点(101)，其中，所述中继单元(505)还被配置为：将被确定为时间要求严格的解码后的数据中继至第二网络节点(101)。

14.根据权利要求12所述的中继节点(110)，还包括：

存储单元(506)，被配置为存储被确定为非时间要求严格的解码后的数据；以及

定时器单元(507)，被配置为启动与所存储的非时间要求严格的数据相关联的定时器。

15.根据权利要求14所述的中继节点(110)，还包括：

监测单元(508)，被配置为监测所存储的数据的量；

其中，所述确定单元(503)还被配置为：确定所存储的数据的量已达到阈值；和／或确定定时器已经到期；

所述中继单元(505)还被配置为：当所存储的数据的量已达到阈值时或当定时器已经到期时或当接收到时间要求严格的数据时，中继非时间要求严格的数据。