CN103891334B

CN103891334B - 运营商间频谱共享控制、运营商间干扰协调方法，以及无线通信系统中的无线电资源调度

Info

Publication number: CN103891334B
Application number: CN201180074179.XA
Authority: CN
Inventors: P·普廖蒂
Original assignee: Telecom Italia SpA
Current assignee: Telecom Italia SpA
Priority date: 2011-09-08
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2031-09-08
Also published as: JP2014526817A; BR112014005287B1; US9648501B2; KR20140070586A; CN103891334A; JP5925895B2; WO2013034168A1; KR101761329B1; BR112014005287A2; EP2754313A1; US20140206377A1; EP2754313B1

Abstract

本文公开了用于在两个或更多个无线电通信系统之间共享无线电资源的运营商间无线电资源共享方法，其中每个无线电通信系统都由各自的运营商控制并且配置为控制各自的专属无线电资源并且向各自服务的用户设备提供无线电通信服务。该运营商间无线电资源共享方法包括，由每个无线电通信系统基于与各自服务的用户设备所请求的保证质量的无线电通信服务相关的流量负荷，确定属于各自的专属无线电资源的各自的共享无线电资源的带宽。而且，该运营商间无线电资源共享方法还包括由每个无线电通信系统把各自的共享无线电资源发信号通知给其它无线电通信系统。最后，该运营商间无线电资源共享方法还包括由每个无线电通信系统在各自的专属无线电资源上并且在由其它无线电通信系统发信号通知的共享无线电资源上向各自服务的用户设备提供无线电通信服务。

Description

运营商间频谱共享控制、运营商间干扰协调方法，以及无线通信系统中的无线电资源调度

技术领域

本发明一般而言涉及无线通信系统，而且更具体地说涉及运营商间频谱共享控制、运营商间干扰协调方法以及部分共享其各自专属频谱的无线电通信系统中的无线电资源调度。

具体地，本发明可以在不同种类的无线通信系统，包括蜂窝和非蜂窝无线电通信系统，当中找到有利的但非限制性的应用。

具体而言，本发明可以在其中找到有利但非限制性应用的蜂窝无线电通信系统是，例如，在不同网络之间应用频谱共享的所谓超3G（第3代）蜂窝网络。

而且，本发明还可以有利地在在不同网络之间应用频谱共享的非蜂窝无线网络诸如基于微波接入全球互通（WiMAX）技术的网络中采用。

在下文中，为了描述的简化并且不丧失一般性，具体参考第三代合作伙伴计划（3GPP）长期演进（LTE）蜂窝无线电通信系统，但是很清楚，本发明还可以应用到其它蜂窝和非蜂窝无线电通信系统。为此，当提到作为网络基础设施的一部分的基站时，将使用术语“演进节点B”（e-Node B），这是在3GPP LTE蜂窝无线电通信系统中常采用的术语。

此外，在下文中及附图当中，为了简化，术语“运营商”和“用户”将在如下假设之下使用：它们隐含地分别指，即，意味着，由所述运营商所拥有、控制和管理的无线电通信系统以及由所述用户所使用的用户设备。

背景技术

一般而言，基于正交频分复用（OFDM）传输并且具有单一或准单一频率重用因子的蜂窝无线电通信系统遭受小区（cell）间的干扰。具体地，起源于长期演进（LTE，版本8的一部分）并且包括高级LTE（LTE-A，版本10的一部分）及其以后的所有3GPP标准一般来说都遭受小区间的干扰，因为它们的下行链路（DL）传输基于OFDM，而上行链路（UL）传输基于单载波频分多址（SC-FDMA）。

如已知的，用于表征无线电通信系统中的同信道干扰的不同方法在过去已经给出了。就此而言，具体参考本申请人的国际专利申请WO2008-095543和WO2008-096383。

而且，用于在无线电通信系统中协调系统内干扰的不同方法在过去也已经给出了。就此而言，具体参考本申请人的国际专利申请WO2011/051981和WO2011/051980。

具体而言，所述本申请人的国际专利申请讲授了如何表征小区间的干扰并且如何实现小区间的干扰协调（ICIC），从而减轻相邻单元之间的干扰。此外，所述本申请人的国际专利申请还讲授了开发在eNode B之间采用X2接口上的通信，以便在考虑小区间干扰的情况下协调相邻小区中的调度。表征协调过程的演进的定时可以相对慢（例如，每几十至几百毫秒一个协调循环）。干扰表征可以利用与用户设备（UE）为了帮助切换而已经执行的相同测量以及用于蜂窝网络的其它常见过程来实现。

此外，如已知的，当多个运营商部分地共享其各自的专属频谱时，运营商间频谱共享场景存在，其中每个运营商拥有并控制各自的专属频谱。

就此而言，美国专利申请US2009/0191889A1公开了一种在第一无线通信系统中控制频谱使用的方法，其中该第一无线通信系统可以操作成参与涉及包括该第一无线通信系统在内的多个无线通信系统的频谱分配过程，在这种频谱分配过程中，所述无线通信系统中的一个把其频谱的一部分分配给其它所述无线通信系统中的至少一个。

具体地，根据US2009/0191889A1的方法包括响应于基于网络条件的触发器而实现频谱分配过程的一个实例。

具体而言，根据US2009/0191889A1的方法包括为第一无线通信系统计算流量交付成功比并且响应于该流量交付成功比低于预定的阈值而实现频谱分配过程的实例。

具体而言，根据US2009/0191889A1，计算流量交付成功比包括确定交付到第一无线通信系统/从其交付的流量量与要交付到第一无线通信系统/要从其交付的流量量之比。

发明内容

图1示意性地示出了一个场景，其中两个运营商共享其各自专属频谱的一部分。具体地，图1示出了，在动态演进的频谱共享条件下的一个通用时刻t=t*，“合作且优先化的”运营商间频谱共享场景。

虽然在下文中为了描述的简化而明确地参考这种单一类型的运营商间频谱共享场景，但是很清楚，本发明可以等同地适用于在运营商间不存在优先级的合作的运营商间频谱共享场景。

在图1所示的合作且优先化的运营商间频谱共享场景中，第一运营商“A”具有用于在第一专属频率信道“a”上出售服务的许可证，而第二运营商“B”具有用于在第二专属频率信道“b”上出售服务的许可证。

而且，如图1中所示，运营商A和B具有共享其各自专属信道的至少一部分的可能性。具体地，第一运营商A（例如，根据运营商A和B之间的对等协议）提供动态地分配第一信道a的一部分“α””，这部分也可以被在给定传输标准中的第二运营商B使用，而第一信道a中剩余的未共享部分，在图1中和下文中表示为“α’”，由第一运营商A专用。而且，同时，第二运营商B提供动态地分配第二信道b的一部分“β””，这部分也可以被在所述给定传输标准中的第一运营商A使用，而第二信道b中剩余的未共享部分，在图1中和下文中表示为“β’”，由第二运营商B专用。总之，第一运营商A对第一信道a保持完全控制（该特征在下文中将被称为第一信道a的父权），而第二运营商B对第二信道b保持完全控制（该特征在下文中将被称为第二信道b的父权）。

换句话说，在通用时刻t=t*，第一运营商A与第二运营商B共享子带α”，其带宽由第一运营商A自主决定，并且第二运营商B与第一运营商A共享子带β”（与α”不相交），其带宽由第二运营商B自主决定。

而且，在图1所示的合作且优先化的运营商间频谱共享场景中，来自第一运营商A的用户可以既使用α”又使用β”，但是在使用α”时比来自第二运营商B的用户具有优先权。反过来，在访问β”时，来自第二运营商B的用户具有优先权。这让运营商A和B不仅在用于专用访问的频谱上而且在共享带上都为用户提供更好的服务质量（QoS）。优先化的访问可以经运营商A和B的调度器的适当偏置来设置。在这种场景下，假设预先设置的优先级随时间不变或者缓慢变化，而且运营商A和B都知道它们的值。当网络未满载并且存在瞬间的流量突发时，预先设置的优先级是尤其重要的。

本申请人已经指出，不同的问题影响运营商间频谱共享场景。

具体地，参考图1中所示的运营商间频谱共享场景，本申请人已经指出存在以下需求：

·随时间同步运营商A和B关于α”和β”的频谱中的带宽和位置的了解；及

·管理运营商A和B之间用于由α”和β”组成的频谱部分的ICIC。

而且，本申请人还指出，如果调度优先级随时间发生变化，则还需要在运营商A和B之间交换所述调度优先级的值。

因此，本发明的目标是提供可以解决以上所述问题中至少一些的方法。

这个目标通过本发明得以实现，因为本发明涉及运营商间无线电资源共享方法、运营商间干扰协调方法、无线电资源调度方法、配置为执行所述运营商间无线电资源共享方法的无线电通信系统和网络装置、配置为执行所述运营商间干扰协调方法的无线电通信系统和网络装置、配置为执行所述无线电资源调度方法的无线电通信系统和网络装置、包括用于实现所述运营商间无线电资源共享方法的软件代码部分的计算机程序产品、包括用于实现所述运营商间干扰协调方法的软件代码部分的计算机程序产品，以及包括用于实现所述无线电资源调度方法的软件代码部分的计算机程序产品，如所附权利要求中所定义的。

具体地，本发明通过用于在两个或更多个无线电通信系统之间共享无线电资源的运营商间无线电资源共享方法实现了以上提到的目标，其中每个无线电通信系统由各自的运营商控制并且其至少一个配置为控制各自的专属无线电资源并且向各自服务的用户设备提供无线电通信服务。

具体而言，运营商间无线电资源共享方法包括：

·由至少一个无线电通信系统基于与由各自服务的用户设备所请求的保证质量的无线电通信服务相关的流量负荷，确定属于各自专属无线电资源的各自的共享无线电资源的带宽；

·由所述至少一个无线电通信系统把各自的共享无线电资源用信号通知其它无线电通信系统；

·在所述至少一个无线电通信系统接收由其它无线电通信系统发信号通知的共享无线电资源；及

·由所述无线电通信系统中的至少一个在各自的专属无线电资源上和在由其它无线电通信系统发信号通知的共享无线电资源上为各自服务的用户设备提供无线电通信服务。

而且，本发明还涉及用于实现对两个或更多个无线电系统中经历的运营商间干扰进行协调的运营商间干扰协调方法，其中每个无线电通信系统由各自的运营商控制并且配置为控制各自的专属无线电资源并且在各自的专属无线电资源上和在由其它无线电通信系统共享的无线电资源上向各自服务的用户设备提供无线电通信服务。

具体而言，运营商间干扰协调方法包括：

·由无线电通信系统执行所述运营商间无线电资源共享方法，使得每个无线电通信系统都知道由其它无线电通信系统共享的无线电资源；及

·在无线电通信系统之间交换有关被干扰无线电资源上的运营商间干扰的运营商间协调消息。

此外，本发明还涉及用于在给定的无线电通信系统中调度无线电资源的无线电资源调度方法，该无线电通信系统被包括在一组两个或更多个无线电通信系统中，该系统中的每个无线电通信系统由各自的运营商控制并且配置为控制各自的专属无线电资源并且在各自的专属无线电资源上和在由其它无线电通信系统共享的无线电资源上向各自服务的用户设备提供无线电通信服务。

具体而言，无线电资源调度方法包括：

·由无线电通信系统执行所述运营商间干扰协调方法，使得每个无线电通信系统都知道由其它无线电通信系统共享的无线电资源并且无线电通信系统交换有关被干扰无线电资源上的运营商间干扰的运营商间协调消息；

·基于有关各自专属无线电资源上和由其它无线电通信系统共享的无线电资源上的运营商间干扰的所交换的运营商间协调消息，由给定的无线电通信系统计算各自专属无线电资源和由其它无线电通信系统共享的无线电资源向各自服务的用户设备的可能分配的得分；及

·基于计算出的得分，由给定的无线电通信系统调度各自专属无线电资源和由其它无线电通信系统共享的无线电资源向各自服务的用户设备的无线电资源分配。

此外，本发明还涉及用于在两个或更多个无线电通信系统之间共享无线电资源的运营商间无线电资源共享方法，其中每个无线电通信系统由各自的运营商控制并且配置为控制各自的专属无线电资源并且向各自服务的用户设备提供无线电通信服务，该运营商间无线电资源共享方法包括：

·基于与由各自服务的用户设备所请求的保证质量的无线电通信服务相关的流量负荷，由至少一个无线电通信系统确定属于各自专属无线电资源的各自的共享无线电资源的带宽；

·由所述至少一个无线电通信系统把各自的共享无线电资源发信号通知其它无线电通信系统；及

·由所述其它无线电通信系统在各自的专属无线电资源上和在由所述至少一个无线电通信系统发信号通知的共享无线电资源上向各自服务的用户设备提供无线电通信服务。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在将参考附图描述优选实施例，所述实施例仅仅是作为例子而不应当认为是限制，附图中：

图1示意性地示出了合作且优先化的运营商间频谱共享场景；及

图2更具体地示出了图1的运营商间频谱共享场景。

具体实施例

以下讨论的给出是为了使本领域技术人员能够进行并使用本发明。在不背离要求保护的本发明范围的情况下，对实施例的各种修改将是本领域技术人员很显而易见的。因而，本发明不是要限定到所示出的实施例，而是要符合与本文所公开并在所附描述和权利要求中定义的原理和特征一致的最广泛范围。

而且，本发明可以方便地通过一种或多种软件程序来实现，所述软件程序可加载到无线电通信系统的网络装置尤其是基站的存储器中，并且包括用于当在网络装置上运行所述软件程序时实现下文中所述的方法的软件代码部分。

本发明应用于无线电通信系统，其中诸如e-Node B的基站与诸如UE的移动站之间的无线电接口基于具有多载波传输的物理层，而且其中频谱共享在不同的网络之间应用。

具体地，为了描述的简化而且不丧失一般性，以下将集中在频分双工（FDD）网络的下行链路传输，但是很清楚，本发明可以等同地还适用于时分双工（TDD）系统的下行链路传输，而且扩展还可以适用于上行链路传输。

具体而言，在下文中，在所考虑的无线通信系统中，假设采用3GPP演进的UMTS地面无线电接入网络（E-UTRAN）LTE系统的下行链路，但是很清楚，本发明可适用于基于OFDM或其它多载波传输的其它蜂窝和非蜂窝系统。

而且，以下还假设3GPP E-UTRAN LTE系统使用给定的频带，其中每个e-Node B可以把资源按频率域内一个物理资源块（PRB）以及时间域内一个发送时间间隔（TTI）的粒度分配给用户，即，PRB是用于e-Node B调度器的最小分配单元，一个TTI由多个连续的OFDM符号组成并且具有固定的长度。但是，本发明在变长TTI的情况下也适用。在所考虑的3GPP E-UTRAN LTE系统中，不可能把一个PRB分配给某个用户比一个TTI更短的时间。但是，本发明还适用于其中资源分配在时间维度内具有更精细分辨率的系统。

本发明包括几个方面，具体地：

·第一方面涉及利用信道父权方案的频谱共享控制，该频谱共享控制包括经运营商间接口发信号通知，该接口可以方便地是类似于X2的网络接口，或者可以方便地代表某种类型的带内空中接口（例如，利用在LTE/LTE-A标准下为运营商间通信专门设计的新信道）或者带外发信号通知（例如，利用在在LTE/LTE-A系统带外运行的点到点微波无线电链路）；

·第二方面涉及基于对空中接口的无线电测量的运营商间小区间干扰表征；

·第三方面涉及在不同运营商间采用的运营商间小区间干扰协调（ICIC），其不仅最小化相互干扰，而且同步不同网络之间的共享状态并且保持服务质量（QoS）（而在给定网络内部时，ICIC仍然可以用于减小小区间的干扰）；及

·第四方面涉及运营商间频谱共享场景中的无线电资源调度。

在下文中，将描述根据本发明的多运营商上下文中无线电操作的一个例子。

具体地，为了描述的简化并且不丧失一般性，以下具体参考两个运营商的情况，但是很清楚，本发明还可以有利地对任意数量的运营商采用。

具体而言，以下将具体参考图1中所示的运营商间频谱共享场景，该运营商间频谱共享场景在图2中更具体地示出。

具体而言，图2示出了：

·两个运营商A和B（已经在图1中示出），这两个运营商具有单独的、独立的无线电接入网络并且共享其各自专属频谱的一部分；

·存在于两个运营商A和B之间的运营商间接口（由点划线表示），具体而言是存在于两个无线电接入网络之间的网络接口，由此给出在两个无线电接入网络之间交换各种类型信令的可能性；

·附属于第一运营商A的第一用户1；及

·附属于第二运营商B的第二用户2。

根据本发明的一种实施例，假设运营商间接口具有有限的带宽并且经所述接口的信令可能暗示某种延迟。这使得运营商间ICIC具有例如大约几十至几百ms的循环时间，并且不跟随诸如快衰落之类的非常快速演进的现象。因此，过程可以使用从关于无线电接口的测量得出或取得的量，但是，根据本发明的优选实施例，那些量方便地在几十至几百ms上求平均。

而且，在图2所示的运营商间频谱共享场景中，假设运营商间切换的功能已经实现成允许用户1和2在需要的时候同时由运营商A和B的基站（具体而言，e-Node B）提供服务。具体地，在图2中，虚线双箭头代表用户1和2与运营商A和B之间在无运营商间切换的情况下的活动的无线电链路，而点线双箭头代表只能在运营商间切换发生之后才可以存在的无线电链路。方便地，运营商间切换过程可以依赖于各种参数，包括预定义的优先级、流量估计、商业协议，但是这种过程的具体描述将被忽略，因为它对于理解本发明不是必需的。

在下文中，将具体描述本发明的几个方面。

首先，将描述根据本发明第一方面的利用信道父权方案的频谱共享。

具体地，在下文中，将具体参考本发明的优选实施例具体描述利用信道父权方案的窄带分布式频谱共享控制方法。

具体而言，假设运营商A和B之间至少一个运营商对其可用的各自专属信道具有完全控制。这意味着至少一个运营商可以在每个时刻决定它想共享多少带宽。这些决定通常将以缓慢的时间为基础作出并且被周期性地或者异步地发信号通知给其它运营商。

一般而言，α”的带宽将由第一运营商A基于包括平均估计网络负荷在内的参数来动态地决定。称α”的带宽为B_α”，有可能分析性地如下定义Bα”：

其中，

·B_a是完整的第一信道a的带宽；在第一信道a在频率域内不连续的情况下，B_a是第一信道a的所有组成部分的带宽之和；

·是由第一运营商A为具有保证的QoS的服务估计出的平均流量负荷；更精确地说，是由来自附属于第一运营商A的用户的并且朝第一运营商A作出的对具有保证的QoS的服务的请求所造成的流量负荷；另一方面，由附属于第一运营商A的那些用户做出但是朝第二运营商B作出的请求（因为运营商间切换过程选择了属于第二运营商B的服务e-Node B）不包括在该计数内；相反，由附属于第二运营商B的那些用户做出但是朝第一运营商A作出的请求（因为运营商间切换过程选择了属于第一运营商A的服务e-Node B）包括在该计数内；包括该贡献的原因是一旦属于第二运营商B的用户由第一运营商A提供服务，则对于无线电接口来说，他/她就完全像附属于第一运营商A的用户那样表现（直到调用终止，或者运营商间切换把该用户移回属于第二运营商B的e-Node B）；测量平均流量负荷的一种实用途径是对某个时间间隔的队列长度求和，然后用该时间间隔去除该总长度；及

·f(·)表示其自变量的单调递减，或不增，函数；这是至少一个知道并且被应用的，优选地是运营商A和B都知道并且被应用的；f(·)可以方便地依赖于如以下所规定的回程容量或者其它参数。

在第二运营商B接收到用于B_α”的信令之后，在预定义的持续时间内，它应当适配B_α”的值。这意味着，如果B_α”由于由前一运营商间信令操作给出的值而增大了，则第二运营商B具有更多的共享带宽来适应传输。另一方面，如果B_α”收缩，则第二运营商B必须重新分配或者丢弃在第一运营商A不再共享的带宽片段中可能正进行的服务。

与刚刚描述过的相同的规则和定义本质上也适用于由第二运营商B给出的用于共享的第二信道b的子带β”的可变带宽B_β”。至少一个，优选地是运营商A和B都，将同步地或者异步地，通过运营商间接口交换消息，以便让另一个运营商知道什么是映射到α”和β”的PRB。

其次，将描述根据本发明第二方面的运营商间小区间干扰表征。

具体地，在下文中，将具体参考本发明的优选实施例具体描述长期运营商间小区间干扰表征方法。

具体而言，如在前面作为参考而包含的本申请人的国际专利申请WO2008/095543中所公开的，有可能基于UE所作的标准测量表征小区的小区间干扰情况，以便启用像切换这种功能。根据本发明的所述第二方面，小区间干扰表征被带到使得由其它运营商造成的干扰能够表征的水平。具体而言，假设至少一个，优选地是运营商A和B都，向另一个运营商A或B的用户发送互相知道的一组参考信号（导频信号）并且可以用于像以下所考虑的干扰相关的测量。

在下文中，将不描述可以为运营商间小区间干扰表征执行的测量，因为它们可以精确地如在本申请人的国际专利申请WO2008/095543中所描述地那样发生，并且将只集中在在属于不同运营商的小区之间所发生的测量。

具体而言，根据本发明的所述第二方面，假设第一运营商A发送可以被由第二运营商B提供服务的用户接收的一组导频信号，其中用户是指附属于第二运营商B并且由第二运营商B提供服务的用户，以及附属于第一运营商A但是由于运营商间切换而在所考虑的时刻由第二运营商B提供服务的用户。这组导频信号可以覆盖所有的PRB或者其一个子集。让我们假设由第二运营商B提供服务的第k个UE在时刻n测量来自第一运营商A的干扰e-Node B的以下干扰功率：

其中Q是包括在由第二运营商B提供服务的第k个UE所执行的测量中的、属于第一运营商A的e-Node B的最大个数。方便地，Q将选择成足够大，以便关于每个小区考虑主要干扰小区（或者主要干扰者）。根据本发明的优选实施例，对于每个第i个干扰e-NodeB，存储单个值p_i，因为测量意图是宽带的并且在某个时间间隔上求平均。当然，第k个UE还将测量来自第二运营商B的干扰小区的一组干扰功率值，即，但是由于如前面所述的那样运营商内部的干扰表征过程在本文不进行描述，因此如何使用也不在本文进行解释（例如，可以方便地假设运营商内部的干扰表征是根据本申请人的国际专利申请WO2008/095543执行的）。

假设由第一运营商A的e-Node B用于发送导频信号的功率π_P是由第二运营商B提供服务的第k个UE已知的并且受由第一运营商A的所述干扰e-Node B造成的干扰的影响，于是所述第k个UE能够估计在第一运营商A的所述干扰e-Node B与其自己之间存在的长期衰减。具体地，以对数单位估计的衰减的矢量可以写作：

其中插入项η，以便考虑对导频功率的可能传输功率控制（这通常是经下行链路信令让UE知道的）或者考虑测量（2）与π_P的值之间的可能恒定偏移而需要考虑的其它常量。

第k个UE周期性地把衰减（3）的矢量反馈回其服务的e-NodeB，同时每个相邻的e-Node B以规律的间隔并且经网络接口向所述服务的e-Node B发送矢量P_ni＝{π_i1,...,π_iN}，这个矢量代表在时刻n用于N个PRB的发送功率，并且其中i是识别发送邻居e-Node B的索引。因此，服务e-Node B能够估计由其提供服务的每个UE看到的干扰功率，作为由第一运营商A造成的干扰的效果。实际上，对于每个时刻n，由第k个UE在第m个PRB上看到的运营商间小区间干扰功率可以估计为：

其中时间依赖性（索引n）已经有意地在所有项中丢弃了，从而遵循在本申请人的国际专利申请WO2008/095543中所使用的概念。

应当指出，服务e-Node B还可以如下估计总（运营商间和运营商内部的）干扰功率：

其中表示由第k个UE在第m个PRB上看到的所估计的运营商内部的小区间干扰功率，并且可以根据本申请人的国际专利申请WO2008/095543的教义方便地计算。

刚刚描述过的以（4）的计算终止的长期（或缓慢时间规模）运营商间小区间干扰表征优选地用作根据本发明第三方面的运营商间ICIC的基础。

就此而言，在下文中，将具体参考本发明的优选实施例具体描述运营商间ICIC。

具体而言，虽然前面引入作为参考的本申请人的国际专利申请WO2011/051980和WO2011/051981中所描述的ICIC方法适用于运营商内部的场景，但是本发明还讲授把ICIC方法应用到运营商间场景。

具体而言，根据本发明的优选实施例，假设消息可以通过窄带运营商间接口在运营商A和B之间交换，以便提高至少一个，优选地是运营商A和B二者，的网络传输性能。遵循并扩展在本申请人的国际专利申请WO2011/051980中所使用的概念，源自属于第二运营商B的第i个e-Node B并且在属于第一运营商A的第j个e-Node B终止的通用的运营商间协调消息表示为：

其中φ_m指示与当前发送的平均功率相比而言附加的平均功率，该功率将在下一个ICIC周期内由第i个e-Node B关于m个PRB发送。索引l允许区分有可能在同一ICIC周期内在相同的e-Node B之间交换的多个运营商间协调消息。但是，在一个ICIC周期内，每个PRB仅最大一个运营商间协调消息可以从第i个e-Node B发送到第j个e-Node B。

一般而言，在一个ICIC周期内交换的所有运营商间协调消息（6）从下一个ICIC周期开始都应当一起考虑。运营商间协调消息（6）是单独的并且不应与规定什么PRB属于α”和β”的消息混淆，如前面关于利用信道父权方案进行频谱共享控制所描述的。但是，在实际的实现中，两种类型的消息可以只在传送各种信息的一个窄带消息系列中组合。

属于运营商间协调消息（6）的意义不排除在实践当中具体的设计、消息可以根据各种策略产生，而且可以是方便的“推”和/或“拉”类型的消息。就此而言，可以参考在本申请人的国际专利申请WO2011/051980中所描述并且可以方便地适用于运营商间情况的推/拉运营商内部的协调消息。

运营商间协调消息的激活可以根据各种资源上所存在的估计干扰来定义。例如，让我们考虑由属于第二运营商B的第i个e-Node B提供服务的小区。如果所考虑的小区中存在的UE总数为U，则有可能定义作为由于第一运营商A造成的第m个PRB的干扰负荷的量：

其中δ_km是，相对于上一个ICIC周期，第m个PRB中第k个UE的活动因子。根据本申请人的国际专利申请WO2011/051980中所给出的定义，δ_km是服务e-Node B已知的并且在0和1之间规格化。具体地，空值意味着UE不使用所规定的PRB。

因此，优选地，发起运营商间协调消息（6）的必要但非充分条件是：

λ_m＞t_h,

其中t_h是依赖于所考虑的特定无线电通信系统的阈值。

此外，将描述根据本发明第四方面的调度。

具体地，在下文中，将具体参考本发明的优选实施例具体描述在QoS假设下用于实时流量平衡的优先化的调度方法。

具体而言，在调度阶段中，运营商有能力考虑各种因素，即：

·分布式频谱共享控制，以决定什么PRB可以被调度并且什么不可以（这与平均流量负荷随时间的缓慢演进相关）；

·用于小区-边缘用户性能的干扰最小化和优化的运营商间及运营商内部ICIC；及

·访问父权频谱中的优先级，以平衡快速流量变化。

假设第一运营商A已经决定了B_α”（并且因此已经决定了包括在α”中的所有PRB），并且已经经窄带运营商间接口把它传送到第二运营商B。反之亦然，第一运营商A已经决定了B_B”，并且把它传送到第一运营商A。这给出了可以为由至少一个运营商进行的分配可以考虑的PRB的图。扩展在本申请人的国际专利申请WO2011/051981中所给出的概念并且考虑第一运营商A，有可能为第m个PRB在第τ个TTI中向第k个UE的分配定义调度得分Ω_τ(m,k)：

其中

·C(m,k)是与第m个PRB向第k个UE的分配相关联的估计传输容量；

·Φ₁是识别用于第m个PRB的运营商内部协调消息的一组1值；

·Φ₂是识别用于第m个PRB的运营商间协调消息的一组1值；

·P_m是在第m个PRB上传输的功率水平；

·f₁、f₂和f₃是可选的、一般化的、单调的、非线性的函数；

·f₄是用于给P_m加权并且对目标功率电平具有最大值的一个函数，同时，它在实际功率电平变得与目标功率电平不同时减小；

·是用于由第一运营商A测出的具有QoS保证的服务的瞬间流量负荷；

·对于第一运营商A的m个内部父权频谱区域，f₅是用于使预先设定的优先级起作用的瞬间流量负荷的增函数；在第一运营商A的父权频谱区域之外，f₅为空；

·β、μ₁、μ₂和ρ是可以在第一阶段中为网络调谐而修改的正系数，并且随后可以通过系统操作&维护（O&M）来重新调整，以便依赖于流量条件、传播场景（例如，微小区和宏小区）、QoS等优化网络吞吐量；及

·ξ是在第一运营商A的父权频谱上调谐预先设定的优先级的正的常量。

一般而言，C(m,k)依赖于第k个UE关于第m个PRB测出的信号-噪声加干扰比（SNIR），并且可以从由第k个UE计算的第m个PRB的信道质量指示（CQI）得出。

通常，调度策略是特定于供应商的并且可以依赖于相当大量的参数和设计选择。本发明所讲授的是整体分配考虑调度得分（8）。例如，这会发生，产生几个候选分配并且选择最大化得分之和的一个。对于ICIC过程的优化，通过f₄，每PRB的传输功率在一个ICIC循环上保持相对恒定。代替地，f₅和ξ选择成使得，当到达某个阈值时，该得分变得非常严重地受项的影响。

用于第一运营商A的f₅的示例性定义可以方便地定义如下：

其中

·M_a是属于第一信道a的PRB集合并且不包括β”中的共享PRB，即，M_a代表第一运营商A在某个时刻履行其父权的频谱区域；

·Λ是一个大的正数；及

·是对应于例如占用第一信道a上可用的总资源的预先设定的部分的挂起请求的总数的阈值；给定对于具有QoS保证的服务要满足的服务需求，可以方便地通过倒置ErlangC分布来计算。

对阶梯函数（9）的改进可以方便地是具有平滑斜率的一个函数，从而阻止可能的系统振荡，如果使用阶梯函数（9）并且如果重复地在两个方向都与阈值交叉，则这种系统振荡有可能被观察到。

项（9）或者其平滑变体的肯定效果是，如果运营商A和B同时经历QoS保证的流量的峰值，则它们的传输将集中在各自的父权区域上，暂时性地排除频谱共享。对于这种系统预见到的好处接近于分布式调度，而关于运营商间信令带宽和等待时间的要求与分布式调度相比而言大大放松了。

调度得分（8）的一个变体可以方便地区分第一信道a的专用访问区和共享区。虽然一般而言在最大的自由度留给调度器的时候预期最佳性能，但是在早期实现中，给不同的频谱区分配不同的服务会帮助限制硬件复杂性。

一旦调度决定已经如前所述地基于计算出的调度得分（8）作出，由第一运营商A提供服务的所有用户就可以在物理层被服务，而不需要考虑有些资源可以与第二运营商B共享。一个典型的例子是具有预编码的单小区多用户多输入多输出（MU-MIMO），预编码在文献中是众所周知的（例如，规则块对角化（RBD）预编码或者信漏噪声比（SLNR）预编码）。

此外，根据本发明的优选实施例，可以为不对称的回程容量实现经优先化调度的流量成形。

具体地，如果两个运营商A和B具有不同的无线电接入网络回程容量，并且如果瓶颈不是由空中接口而是由回程表示的，则整体性能可以通过考虑回程容量中的差别来提高。在不对称的回程容量场景中，受影响的机制可能是运营商间切换，但这不在本发明中具体考虑。相反，让我们考虑在调度过程中考虑回程容量中的差别的可能性。

具体而言，f5的定义（9）可以方便地如下改变：

其中M′_a不是确切地第一运营商A履行其父权的PRB集合。相反，如果第一运营商A具有比第二运营商B更大的回程容量，则M′_a代表比第一信道a（稍）大的资源集合。M′_a的真正具体描述应当由运营商A和B决定和共享。第二运营商B将改为使用比第二信道B小的PRB集合M′_b。

当然，在第一运营商A具有比第二运营商B小的回程容量的情况下，相反的情况将发生。

本发明的优点从以上所述是很清楚的。

最后，很清楚可以对本发明进行各种修改和变化，所有这些都属于本发明的范围，如所附权利要求中定义的。

具体地，在存在用于具有宽带宽和低等待时间的运营商间信令的接口的情况下，与前面描述的本发明优选实施例相比而言，系统设计可以有显著变化。

具体而言，可以预见以下区别：

·在运营商内部和运营商间ICIC过程中使用的测量和信令可以在更短的时间规模上发生，进行更少随时间的平均；

·与前面描述的本发明优选实施例中的每小区（或每站点）调度决定相比而言，调度决定可以分布式的方式作出；及

·对多个用户的物理访问不仅可以作为单点MU-MIMO而且可以作为多点MU-MIMO发生。

此外，在前面描述的本发明优选实施例中，运营商间切换被预见，并且在理论上就频谱效率和覆盖率而言这种机制会带来好处。但是，运营商间切换也有可能证明是增加的系统复杂性的来源，并且在运营商间信令接口具有非常有限带宽的时候有可能甚至难以实现。

作为对优选实施例的一种简化备选方案，可以考虑不存在运营商间切换的系统。

具体地，在这种情况下，频谱共享机制类似于优选实施例中所推荐的机制，区别在于来自至少一个运营商的用户在共享带上被服务但只能由它们所附属于的运营商的基站提供服务。而且，在专用的访问频带上，每个用户只能在最初属于他/她所附属于的运营商的频谱上被服务，并且从不能在其它运营商的专用频谱上被服务。

Claims

1.一种用于在两个或更多个无线电通信系统之间共享无线电资源的运营商间无线电资源共享方法，其中每个无线电通信系统都由各自的运营商控制并且配置为控制各自的专属无线电资源和向各自服务的用户设备提供无线电通信服务，该运营商间无线电资源共享方法包括：

●由至少一个无线电通信系统基于与由各自服务的用户设备所请求的保证质量的无线电通信服务相关的流量负荷，确定属于各自的专属无线电资源的各自的共享无线电资源的带宽；

●由所述至少一个无线电通信系统把各自的共享无线电资源用信号通知给其它无线电通信系统；

●在所述至少一个无线电通信系统处接收由其它无线电通信系统发信号通知的共享无线电资源；及

●由所述至少一个无线电通信系统在各自的专属无线电资源上为各自服务的用户设备提供无线电通信服务，

其特征在于，该运营商间无线电资源共享方法还包括：

●由所述至少一个无线电通信系统在由所述至少一个无线电通信系统共享的共享无线电资源上为属于其它无线电通信系统的用户设备提供无线电通信服务。

2.如权利要求1所述的运营商间无线电资源共享方法，其中由所述至少一个无线电通信系统确定各自的共享无线电资源的带宽包括：

●估计用于由各自服务的用户设备所请求的保证质量的无线电通信服务的平均流量负荷；及

●基于所估计出的平均流量负荷确定各自的共享无线电资源的带宽。

3.如权利要求2所述的运营商间无线电资源共享方法，其中各自的共享无线电资源的带宽是基于所估计出的平均流量负荷的不增函数或单调递减函数确定的。

4.一种用于实现对两个或更多个无线电通信系统中经历的运营商间干扰的协调的运营商间干扰协调方法，其中每个无线电通信系统由各自的运营商控制并且配置为控制各自的专属无线电资源以及在各自的专属无线电资源上和在由其它无线电通信系统共享的无线电资源上向各自服务的用户设备提供无线电通信服务，该运营商间干扰协调方法包括：

●由无线电通信系统执行如权利要求1-3中任何一项所述的运营商间无线电资源共享方法，使得至少一个无线电通信系统知道由其它无线电通信系统共享的无线电资源；及

●在无线电通信系统之间交换有关被干扰无线电资源上的运营商间干扰的运营商间协调消息。

5.如权利要求4所述的运营商间干扰协调方法，还包括：

●由至少一个无线电通信系统确定指示各自的专属无线电资源上和由其它无线电通信系统共享的无线电资源上的运营商间干扰的运营商间干扰相关量；

并且其中运营商间协调消息是基于所确定的运营商间干扰相关量交换的。

6.如权利要求5所述的运营商间干扰协调方法，其中由至少一个无线电通信系统确定运营商间干扰相关量包括：

●确定下行链路的运营商间干扰相关量，该下行链路的运营商间干扰相关量指示各自服务的用户设备在下行链路通信中在属于各自的专属无线电资源或者属于由其它无线电通信系统共享的无线电资源的第一被干扰无线电资源上所经历的来自干扰无线电通信系统的下行链路的运营商间干扰；及

●确定上行链路的运营商间干扰相关量，该上行链路的运营商间干扰相关量指示该无线电通信系统在上行链路通信中在属于各自的专属无线电资源或者属于由其它无线电通信系统共享的无线电资源的第二被干扰无线电资源上所经历的来自干扰无线电通信系统的上行链路的运营商间干扰。

7.如权利要求4至6中任何一项所述的运营商间干扰协调方法，其中在无线电通信系统之间交换有关被干扰无线电资源上的运营商间干扰的运营商间协调消息包括：

●从干扰无线电通信系统向被干扰无线电通信系统发送关于由干扰无线电通信系统在属于由干扰无线电通信系统控制的专属无线电资源或者属于由其它无线电通信系统与该干扰无线电通信系统共享的无线电资源的被干扰无线电资源上造成的运营商间干扰的运营商间协调消息。

8.如权利要求4至6中任何一项所述的运营商间干扰协调方法，其中在无线电通信系统之间交换有关被干扰无线电资源上的运营商间干扰的运营商间协调消息包括：

●从被干扰无线电通信系统向干扰无线电通信系统发送关于由干扰无线电通信系统在属于由被干扰无线电通信系统控制的专属无线电资源或者属于由其它无线电通信系统与该被干扰无线电通信系统共享的无线电资源的被干扰无线电资源上造成的运营商间干扰的运营商间协调消息。

9.一种用于在给定的无线电通信系统中调度无线电资源的无线电资源调度方法，该给定的无线电通信系统被包括在一组两个或更多个无线电通信系统中，该组无线电通信系统中的每个无线电通信系统由各自的运营商控制并且配置为控制各自的专属无线电资源并且在各自的专属无线电资源上和在由其它无线电通信系统共享的无线电资源上向各自服务的用户设备提供无线电通信服务，该无线电资源调度方法包括：

●由无线电通信系统执行如权利要求4至8中任何一项所述的运营商间干扰协调方法，使得至少一个无线电通信系统知道由其它无线电通信系统共享的无线电资源并且无线电通信系统交换有关被干扰无线电资源上的运营商间干扰的运营商间协调消息；

●由该给定的无线电通信系统基于所交换的有关各自的专属无线电资源上和由其它无线电通信系统共享的无线电资源上的运营商间干扰的运营商间协调消息，计算各自的专属无线电资源和由其它无线电通信系统共享的无线电资源对各自服务的用户设备的可能分配的得分；及

●由给定的无线电通信系统基于计算出的得分，调度各自的专属无线电资源和由其它无线电通信系统共享的无线电资源向各自服务的用户设备的无线电资源分配。

10.如权利要求9所述的无线电资源调度方法，其中由给定的无线电通信系统计算可能分配的得分包括：

●基于以下计算属于各自的专属无线电资源或属于由其它无线电通信系统共享的无线电资源的所考虑的无线电资源向所考虑的各自服务的用户设备的所考虑的可能分配的得分：

-所交换的有关所考虑的无线电资源上的运营商间干扰的运营商间协调消息，及

-所考虑的无线电资源和与由各自服务的用户设备所请求的保证质量的无线电通信服务有关的保证质量的流量负荷的给定函数。

11.如权利要求10所述的无线电资源调度方法，其中，如果所考虑的无线电资源属于各自的专属无线电资源并且保证质量的流量负荷比给定阈值高或者相等，则给定的函数取较高的值，而如果所考虑的无线电资源属于由其它无线电通信系统共享的无线电资源或者保证质量的流量负荷比给定阈值低，则给定的函数取较低的值；

而且其中所考虑的可能分配的得分与所述给定函数所取的值成正比。

12.如权利要求10或11所述的无线电资源调度方法，还包括在给定的无线电通信系统中交换有关被干扰无线电资源上的运营商间干扰的运营商间协调消息；

而且其中所考虑的可能分配的得分还是基于以下计算的：

●指示与所述所考虑的可能分配关联的传输容量的量；

●所交换的有关所述所考虑的无线电资源上的运营商内干扰的运营商内协调消息；及

●在所述所考虑的无线电资源上所传输的功率。

13.如权利要求9-11中任何一项所述的无线电资源调度方法，还包括：

●由给定的无线电通信系统生成若干候选聚集分配，每个分配包括属于各自的专属无线电资源和属于由其它无线电通信系统共享的无线电资源的所考虑的无线电资源向所考虑的各自服务的用户设备的对应所考虑的可能分配；

其中由给定的无线电通信系统计算可能分配的得分包括：

●计算所述候选聚集分配中的每个所考虑的可能分配的得分；及

●基于对应的所考虑的可能分配的得分计算每个候选聚集分配的总得分；

并且其中由给定的无线电通信系统调度无线电资源分配包括：

●调度具有最高总得分的候选聚集分配。

14.一种无线电通信系统，配置为：

●由给定的运营商控制；

●控制给定的专属无线电资源；

●在给定的专属无线电资源上和在由一个或多个不同无线电通信系统共享的无线电资源上为被服务的用户设备提供无线电通信服务，其中所述一个或多个不同无线电通信系统的每个都由与给定运营商不同的各自的运营商控制并且配置为控制与给定的专属无线电资源不同的各自的专属无线电资源；及

●执行如权利要求1至3中任何一项所述的运营商间无线电资源共享方法。

15.一种无线电通信系统，配置为：

●由给定的运营商控制；

●控制给定的专属无线电资源；

●在给定的专属无线电资源上和在由一个或多个不同无线电通信系统共享的无线电资源上为被服务的用户设备提供无线电通信服务，其中所述一个或多个不同无线电通信系统的每个都由与给定的运营商不同的各自的运营商控制并且配置为控制与给定的专属无线电资源不同的各自的专属无线电资源；及

●执行如权利要求4至8中任何一项所述的运营商间干扰协调方法。

16.一种无线电通信系统，配置为：

●由给定的运营商控制；

●控制给定的专属无线电资源；

●执行如权利要求9至13中任何一项所述的无线电资源调度方法。

17.一种存储软件代码部分的非暂时性计算机可读存储介质，该软件代码部分：

●可以在无线电通信系统的网络装置的存储器中加载，该无线电通信系统由给定的运营商控制并且配置为控制给定的专属无线电资源并且在给定的专属无线电资源上和在由一个或多个不同无线电通信系统共享的无线电资源上为被服务的用户设备提供无线电通信服务，其中所述一个或多个不同无线电通信系统的每个由与给定的运营商不同的各自的运营商控制并且配置为控制与给定的专属无线电资源不同的各自的专属无线电资源；

●可以由所述网络装置的处理装置执行；及

●使得，当其被执行时，使所述网络装置变成配置为执行如权利要求1-3中任何一项所述的运营商间无线电资源共享方法。

18.一种存储软件代码部分的非暂时性计算机可读存储介质，该软件代码部分：

●可以由所述网络装置的处理装置执行；及

●使得，当其被执行时，使所述网络装置变成配置为执行如权利要求4-8中任何一项所述的运营商间干扰协调方法。

19.一种存储软件代码部分的非暂时性计算机可读存储介质，该软件代码部分：

●可以在无线电通信系统的网络装置的存储器中加载，该无线电通信系统由给定的运营商控制并且配置为控制给定的专属无线电资源并且在给定的专属无线电资源上和在由一个或多个不同无线电通信系统共享的无线电资源上为被服务的用户设备提供无线电通信服务，其中所述一个或多个不同无线电通信系统的每个由与给定的运营商不同的各自运营商控制并且配置为控制与给定的专属无线电资源不同的各自的专属无线电资源；

●可以由所述网络装置的处理装置执行；及

●使得，当其被执行时，使所述网络装置变成配置为执行如权利要求9-13中任何一项所述的无线电资源调度方法。

20.一种用于在两个或更多个无线电通信系统之间共享无线电资源的运营商间无线电资源共享方法，其中每个无线电通信系统由各自的运营商控制并且配置为控制各自的专属无线电资源和向各自服务的用户设备提供无线电通信服务，该运营商间无线电资源共享方法包括：

●由所述至少一个无线电通信系统把各自的共享无线电资源发信号通知给其它无线电通信系统；及

●由所述其它无线电通信系统在各自的专属无线电资源上向各自服务的用户设备提供无线电通信服务，

其特征在于，该运营商间无线电资源共享方法还包括：

●由所述其它无线电通信系统在由所述其它无线电通信系统共享的共享无线电资源上为属于所述至少一个无线电通信系统的用户设备提供无线电通信服务。