CN107278382B - 用于接入网和多个终端之间的无线通信的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及在接入网(30)和终端(20)之间进行通信的方法(50)，所述接入网包括半双工基站(31)，其中，当在预定时间间隔期间要向已发送由若干基站接收到的上行消息的终端发送下行消息时，所述方法包括以下步骤：(52)获得分别与已接收到由所述终端发送的上行消息的一组基站相关联的被称为“接收负荷”的量，每个接收负荷表示由所考虑的基站在所述时间间隔期间接收上行消息的概率，(53)根据所获得的接收负荷来从所述一组基站中选择基站，(54)由所选择的基站发送下行消息。

Description

用于接入网和多个终端之间的无线通信的方法和系统

技术领域

本发明属于数字电信领域，并且更特别地涉及用于接入网和终端之间的无线通信的方法和系统。

背景技术

尽管没有任何种类的限制，本发明被特别有利地在超窄带无线通信系统中使用。术语“超窄带”(UNB)被理解为是指由终端发送的无线电信号的瞬时频谱具有小于1千赫兹的频率宽度。

这样的UNB无线通信系统特别适于M2M(机器对机器)应用或与物联网(IoT)相关的应用。

在这样的UNB无线通信系统中，数据交换基本上是单向的，在这种情况下，在终端和所述系统的接入网之间的上行链路上数据交换。

终端发送由接入网的基站收集的上行链路消息，而不必事先将自身与接入网的一个或更多个基站相关联。换句话说，由终端发送的上行链路消息不是针对接入网的一个特定基站，并且终端在假定上行链路消息将能够被至少一个基站接收的情况下发送其上行链路消息。这样的布置是有利的，因为终端不需要进行从功耗的观点来看特别加强的常规测量，以确定最适合的基站来接收其上行链路消息。接入网上存在复杂性，接入网需要能够接收可以在任意时间和在任意中心频率下发送的上行链路消息。接入网的每个基站接收来自其范围内的各种终端的上行链路消息。

数据交换基本上是单向的这样的操作模式对于如下许多应用来说是完全令人满意的：例如，对气表、水表和电表的远程读取，对建筑物或房屋的远程监视等。

然而，在一些应用中，可能有利的是还可以在另一方向上交换数据，即在从接入网到终端的下行链路上交换数据，例如以重新配置终端和/或控制连接到所述终端的致动器。然而，期望提供这样的能力，同时限制对接入网的部署成本的影响。

为此，设想了使用半双工基站，即可以接收上行链路消息并且发送下行链路消息但不同时进行的基站。

然而，在这样的情况下，要理解的是，为了向终端发送下行链路消息而切换到发送模式的基站不再可用于接收由其他终端发送的上行链路消息，使得因此会错过许多上行链路消息。

发明内容

本发明的目的是通过提出使得可以在限制由接入网错过的上行链路消息的数目的同时进行双向数据交换的解决方案来克服现有技术特别是上述的技术的解决方案的全部限制或一些限制。

为此，根据第一方面，本发明涉及一种用于接入网和多个终端之间的无线通信的方法，所述接入网适于向终端发送下行链路消息并且适于接收由所述终端发送的上行链路消息，所述接入网包括多个基站，所述多个基站被配置成在其间所述基站不能够接收上行链路消息的发送窗口中发送下行链路消息。当在预定时间间隔内必须向已发送由多个基站接收到的上行链路消息的终端发送下行链路消息时，所述方法包括以下步骤：

由接入网获得与已接收到由所述终端发送的上行链路消息的一组相应基站相关联的被称为“接收负荷”的量，每个接收负荷表示由所考虑的基站在所述时间间隔内接收上行链路消息的概率；

由接入网根据在所述时间间隔内与所述一组基站相关联的接收负荷来从所述一组基站中选择一个基站；

由选自所述一组基站中的基站发送下行链路消息。

因此，通信方法旨在利用由接入网提供的接收冗余，这在某些情况下使得同一上行链路消息能够被多个基站接收。如果必须将下行链路消息发送到终端，则已经从该终端接收到上行链路消息的每个基站可以用于发送所述下行链路消息，这是因为可以认为所述终端在这些基站中的每个基站的范围内。

因此，本发明基于对接收负荷的使用，该接收负载表示：对于已接收到所述上行链路消息的每个基站，在必须发送下行链路消息的时间间隔内接收上行链路消息的概率。借助于使用这样的接收负荷，要理解的是，对于下行链路消息的发送，可以从具有最低接收概率的基站中选择一个基站，使得降低错过一个或更多个上行链路消息的风险。

在特定实现模式中，通信方法可以附加地包括以下特征中的一个或更多个：所述特征被独立地采用或者根据技术上可能的组合中的任何一个而被采用。

在特定实现模式中，根据由基站先前接收到的上行链路消息来确定用于选择基站的接收负荷。

这样的布置使得可以通过考虑先前接收到的各种上行链路消息及其时间分布以及随着时间推移潜在再现接收上行链路消息的特定模式来自适应每个基站的环境。特别地，在UNB无线通信系统中，终端经常被配置成循环地且基本周期性地发送上行链路消息。这样，将随时间的推移再现特定的接收模式，并且可以考虑特定的接收模式以用于选择要用于发送下行链路消息的基站。

在特定实现模式中，基站的接收负荷表示如下的接收概率：对于在所述时间间隔内可能由所述基站接收到的每个上行链路消息，所述接收概率被该上行链路消息也必须由接入网的另一基站接收的概率加权。

表示加权的接收概率的这样的接收负荷是特别有利的，只要它们考虑到以下事实：被给定基站错过的上行链路消息不一定被包括其他基站的接入网错过。因此，即使所考虑的基站可能在所讨论的时间间隔内接收许多上行链路消息，但是如果可能被接收的每个上行链路消息也可能被其他基站接收到则所考虑的基站不管怎样都可以用于发送下行链路消息。

在特定实现模式中，通信方法包括如下的先前步骤：设置与接入网的不同的相应基站相关联的接收调度，每个接收调度包括与在预定时间窗口中的不同的相应时间间隔相关联的接收负荷。

因此，预先设置接收调度，并且优选地随着时间的推移更新接收调度，使得当必须发送下行链路消息时，要使用的接收负荷立即可用，并且不必在每次必须发送新的下行链路消息时计算要使用的接收负荷。对于已经设置了接收调度的基站，在选择步骤中使用的接收负荷与根据所述基站的接收调度与其中必须发送所述下行链路消息的时间间隔相关联的接收负荷对应。

在特定实现模式中，在由N_IT个时间间隔δTi组成的时间窗口中，其中1≤i≤N_IT，接收调度的接收负荷表示加权的接收概率，基于根据以下表达式计算的量W_n ^δTi来设置与对于包括N_S个基站的一组基站中的第n个基站的时间间隔δTi相关联的接收负荷，其中1≤n≤N_S：

在该表达式中：

M对应于在先前时间窗口中接收到的上行链路消息的数目；

Ni对应于在先前时间窗口的时间间隔δTi中接收到的上行链路消息的数目；

BS_m对应于在先前时间窗口的时间间隔δTi内已接收到第m个上行链路消息的基站的数目，其中1≤m≤Ni。

在特定实现模式中，选择步骤包括：对于一组基站中的每个基站，计算取决于接收负荷的预定义选择函数的值，所选择的基站是来自所述一组基站中的优化所述选择函数的值的基站，所述选择函数随着所述接收负荷而变化，使得当在所述时间间隔内的上行链路消息的接收概率减小时，所述选择函数的值趋向于被优化。

在特定实现模式中，选择函数附加地取决于表示所考虑的基站的覆盖区域的面积的参数，并且选择函数随着所述参数而变化，使得当所述覆盖区域的面积减小时，选择函数的值趋向于被优化。

在特定实现模式中，选择函数附加地取决于表示仅由所考虑的基站覆盖的终端的数目的参数，并且选择函数随着所述参数而变化，使得当所述终端的数目减少时，选择函数的值趋向于被优化。

在特定实现模式中，选择函数附加地取决于表示所考虑的基站和终端之间的信道的质量的参数，并且选择函数随着所述参数而变化，使得当所述信道质量提高时，选择函数的值趋向于被优化。

在特定实现模式中，选择函数附加地取决于表示所考虑的基站和接入网的服务器之间的链路的质量的参数，并且选择函数随着所述参数而变化，使得当所述链路质量提高时，所述选择函数的值趋向于被优化。

在特定实现模式中，所述选择函数附加地取决于表示由所考虑的基站从预定义的分析持续时间开始发送的下行链路消息的数目的参数，并且选择函数随着所述参数而变化，使得当所述下行链路消息的数目减少时，选择函数的值趋向于被优化。

根据第二方面，本发明涉及一种接入网，该接入网包括适于向终端发送下行链路消息的多个基站，以及被配置成实现根据本发明的实现模式中任一个的通信方法的装置。

根据第三方面，本发明涉及一种无线通信系统，该无线通信系统包括多个终端和根据本发明的实现模式中的任一个的接入网。

附图说明

在阅读通过完全非限制性示例并参照附图提供的以下描述时，将更好地理解本发明，附图示出：

图1：无线通信系统的示意性表示；

图2：示出无线通信方法的主要步骤的图；

图3：示出无线通信方法的一个优选实现模式的图。

在这些附图中，从一个附图到另一附图相同的附图标记表示相同或相似的元素。为了清楚起见，除非另有说明，所示的元素未按比例。

具体实施方式

图1示意性地表示例如UNB类型的无线通信系统10，其包括多个终端20和包括有多个基站31的接入网30。

终端20和接入网30的基站31以无线电信号的形式交换数据。术语“无线电信号”被理解为指经由无线装置传播的电磁波，其频率被包括在传统的无线电波的频谱(几赫兹到几百吉赫兹)内。

终端20适于通过上行链路向接入网30发送上行链路消息。上行链路消息例如是异步发送的。术语“异步发送”被理解为指终端20自主地确定它们何时发送，而不使所述终端20彼此协调并且不使所述终端20与接入网30的基站31协调。

每个基站31适于从在其范围内的终端20接收上行链路消息。因此所接收的每个上行链路消息潜在地连同其他信息例如被发送到接入网30的服务器32，所述其他信息为例如接收到消息的基站31的标识符、所述接收到的上行链路消息的测量的功率、所述上行链路消息的接收日期等。服务器32处理例如从各种基站31接收到的全部上行链路消息。

此外，接入网30还适于经由基站31将下行链路消息通过下行链路发送到适于接收下行链路消息的终端20。下行链路消息例如由接入网30主动发送。在这样的情况下，终端20在期望潜在的下行链路消息时必须连续地收听下行链路。接入网30还可以响应于接收到的每个上行链路消息来发送下行链路消息，或者仅响应于某些上行链路消息来发送下行链路消息。例如，接入网30可以仅在已从同一终端20接收到预定数目的上行链路消息之后才响应，或者仅响应于包括对该效果的请求的上行链路消息等。

贯穿说明书的其余部分，将以非限制性的方式假设接入网30响应于由终端20发送的全部上行链路消息或一些上行链路消息来发送下行链路消息。

为了降低接入网30的部署成本，基站31是半双工型的。换句话说，这些基站31可以接收上行链路消息并且发送下行链路消息，但是不是同时进行。因此，每个基站31可以可替选地被设置为：

接收模式，在接收模式下，所述基站31可以在接收窗口中接收上行链路消息，但是可以不发送下行链路消息；

发送模式，在发送模式下，所述基站31可以在发送窗口中发送下行链路消息，但是可以不接收上行链路消息。

在说明书的其余部分中，将以非限制性方式假设每个终端20是同步接收类型。话句话说，每个终端20可以仅在相对于由所述终端20发送的最后一个上行链路消息而预先确定的收听窗口内接收下行链路消息。

因为终端20不必同时发送和接收，因此在优选实施方式中，这样的终端20是半双工型的，以降低制造成本。

终端20的收听窗口可以在已发送上行链路消息之后立即开始，特别是在接入网30的响应时间为短的情况下。然而，在优选实施方式中，每个终端20在已发送上行链路消息之后被配置成切换到待机模式持续预定持续时间的待机窗口，该待机窗口对于接入网30而言也是已知的。传统上，待机模式是被优化以降低功耗的操作模式，在待机模式下，所述终端20会特别地既不接收下行链路消息也不发送上行链路消息。例如，将待机窗口的持续时间选择为等于或长于接入网30的最小响应时间。

在说明书的其余部分中，将以非限制性的方式假设每个终端20被配置成在已发送上行链路消息之后切换到待机模式。

在待机窗口之后，终端20离开待机模式，以在期望下行链路消息时收听下行链路持续预期持续时间的收听窗口，该收听窗口等于或长于必须从接入网接收的下行链路消息的持续时间。

应当注意，如果终端20先验知道接入网30将不发送下行链路消息(例如因为其发送的上行链路消息不包括对该效果的请求)，则所述终端20不收听下行链路，并且优选地保持在待机模式，例如直到发送下一个上行链路消息为止。

图2示意性地表示通信方法50的主要步骤，其基于以下事实：大多数时间，由终端20发送的每个上行链路消息由接入网30的多个基站31接收。在这样的情况下，已发送该上行链路消息的所述终端20被认为在这些基站31的范围内，并且这些基站中的每个基站可以用于向所述终端20发送下行链路消息。

如图2所示，当在预定时间间隔内必须向已发送由多个基站31接收到的上行链路消息的终端20发送下行链路消息时，所述方法50包括：

步骤52：获得与已接收到由所述终端20发送的上行链路消息的一组相应基站31相关联的被称为“接收负荷”的量，每个接收负荷表示由所考虑的基站在所述时间间隔内接收上行链路消息的概率；

步骤53：根据在所述时间间隔内与所述一组基站相关联的接收负荷来从所述一组基站中选择一个基站31；

步骤54：由从所述一组基站中选择的基站31发送下行链路消息。

通信方法50由接入网30实现，接入网30包括被配置成实现所述方法50的各个步骤的装置。

特别地，基站31和服务器32分别包括处理模块(附图中未示出)。每个处理模块包括例如一个或更多个处理器和存储装置(磁性硬盘、电子存储器、光盘等)，其中，计算机程序产品以要被执行以实现通信方法50的各个步骤的程序代码指令集的形式被存储。在一个变型中，每个处理模块包括适于实现通信方法50的所述步骤中的全部或一些步骤的FPGA、PLD等类型的一个或更多个可编程逻辑电路和/或专用集成电路(ASIC)。

每个基站31附加地包括被认为对于本领域技术人员已知的无线通信装置，其使得所述基站能够接收上行链路消息以及发送下行链路消息。基站31和服务器32还分别包括被认为对于本领域技术人员已知的网络通信装置，其使得服务器32能够与每个基站31交换数据。

换句话说，接入网30包括由软件(特定计算机程序产品)配置和/或在硬件(FPGA、PLD、ASIC等)上配置的以实现通信方法50的各个步骤的一组装置。

在说明书的其余部分中，将以非限制性的方式假设获得步骤52和选择步骤53由接入网30的服务器32执行，发送步骤54由所选择的基站31执行。然而，可以设想进行各种操作的其他分配。

现在将更详细地描述通信方法50的获得步骤52和选择步骤53的非限制性实现示例。

A)获得接收负荷

如上所述，通信方法50首先包括步骤52：获得与已接收到由所述终端20发送的上行链路消息的一组相应基站31相关联的接收负荷。

所述一组基站优选地包括已接收到所述上行链路消息的全部基站31，但是在某些情况下可以仅包括其子集。例如，可以在这些基站中至少之一被配置成仅响应于某些终端20或暂时不可用于发送下行链路消息等的情况下仅考虑已接收到所述上行链路消息的基站31的子集。

对于所考虑的一组基站中的每个基站31，所获得的接收负荷表示在必须发送下行链路消息的时间间隔内由所考虑的基站31接收上行链路消息的概率。在这里所考虑的情况下，作为非限制性示例，其中，下行链路消息必须在终端20的收听窗口内发送，所考虑的时间间隔基本上对应于所述终端20的所述收听窗口。

应当理解，通过考虑这样的接收负荷，可以针对下行链路消息的发送选择在所考虑的时间间隔内具有低接收概率的一个基站31，使得可以大大降低错过一个或更多个上行链路消息的风险。

接收负荷例如由服务器32根据来自各种终端20的发送上行链路消息的时间以及可能接收这些上行链路消息的各种基站31的先验知识来确定。

优选地，接收负荷根据由各种基站31先前接收到的上行链路消息来确定。具体地，如果终端20被配置成循环地且基本上周期性地发送上行链路消息，则将随着时间的推移再现特定接收模式。然后，由各种基站31先前接收到的所述上行链路消息使得可以具有对从各种终端20发送上行链路消息的时间以及对可能接收这些上行链路消息的各种基站31的先验知识。

可以在每次必须发送下行链路消息时确定所使用的接收负荷，或者可以在意识到必须发送下行链路消息之前确定接收负荷。

图3示意性地表示一种优选实现模式，其中，通信方法50附加地包括先前步骤51：根据由各种基站31先前接收到的上行链路消息来设置对于接入网30的每个基站31的所述接收负荷。

例如，在设置步骤51中，确定与不同的相应基站31相关联的接收调度，每个接收调度包括与在预定时间窗口中的不同的相应时间间隔相关联的接收负荷。优选地，例如由服务器32根据由各种基站31接收到的上行链路消息来为接入网30的每个基站31设置接收调度并且因此将接收调度发送到所述服务器32。然而，在某些情况下，所述接收调度可以由基站31设置并且发送到服务器32。

时间窗口例如是由N_IT个时间间隔δTi的构成，其中1≤i≤N_IT。为了限制设置接收调度所需的计算，优选地考虑其持续时间长于终端20的收听窗口的持续时间的时间间隔δTi，以限制必须计算接收负荷的时间分辨率。例如，确定了接收调度的时间窗口对应于24小时的持续时间，并且每个时间间隔δTi对应于所述时间窗口内的一小时的持续时间。在时间间隔没有时间交叠的情况下，时间间隔δTi的数目N_IT例如等于24，但是也可以大于24，以具有表现出非零的时间交叠的时间间隔，以避免终端20的收听窗口跨越两个连续时间间隔的情况。

在说明书的其余部分中，将以非限制性的方式假设24小时的时间窗口包括24(N_IT＝24)个一小时的时间间隔δTi。例如，时间间隔δTi在(i-1)小时和(i)小时之间，其中1≤i≤N_IT。

因此，接入网30可以为每个基站31设置接收调度，并且可以每24小时根据在过去24小时内接收到的上行链路消息更新接收调度。例如，根据在先前时间窗口ΔT_j-1内接收到的上行链路消息来确定时间窗口ΔT_j的接收负荷。

然后，对于对其已设置了接收调度的一组基站31，获得步骤52包括从时间窗口ΔT_j的所述接收调度中检索与时间间隔δTi相关联的接收负荷，该时间间隔δTi对应于必须向其发送下行链路消息的终端20的收听窗口。

如上所述，对于所考虑的每个基站31，每个接收负荷表示在所考虑的时间间隔内接收上行链路消息的概率。可以设想以各种方式表示接收负荷，只要接收负荷确实表示在所考虑的时间间隔内接收上行链路消息的概率即可。

根据第一非限制性示例，对于来自接入网30的基站中的第n个基站31，基于根据以下表达式计算的量W_n ^δTi来设置与时间窗口ΔT_j的时间间隔δTi相关联的接收负荷：

在该表达式中：

M对应于在先前时间窗口ΔT_j-1中由第n个基站31接收到的上行链路消息的数目；

Ni对应于在先前时间窗口ΔT_j-1的时间间隔δTi中由第n个基站31接收到的上行链路消息的数目(使得Ni的和等于M，其中1≤i≤N_IT)。

根据在过去24小时内接收到的上行链路消息，这样的量W_n ^δTi确实与在时间间隔δTi内由第n个基站31接收上行链路消息的概率对应。此外，这样的量W_n ^δTi可以由每个基站31直接设置。

根据另一非限制性示例，优选地根据以下表达式来计算量W_n ^δTi：

在该表达式中，BS_m与在先前时间窗口ΔT_j-1的时间间隔δTi内从由第n个基站31接收到的Ni个上行链路消息中已接收到第m个上行链路消息的基站31的数目对应，其中1≤m≤Ni。

这样的量W_n ^δTi是特别有利的，因为它表示加权的接收概率，其对于在时间间隔δTi内由所考虑的基站31可能接收到的每个上行链路消息而言，考虑了该上行链路消息也必须由接入网30的另一基站31接收的概率。换句话说，这样的加权的接收概率表示在由所考虑的基站31在时间窗口ΔT_j的时间间隔δTi内进行发送的情况下的上行链路消息丢失的概率。

然而，应当注意，这样的表示加权的接收概率的量W_n ^δTi在时间窗口ΔT_j中不会导致具有在如下方面的数学意义上的概率：其中全部可能结果的总和等于1。通常，术语“接收概率”被理解为是指其值随着可能要被接收的上行链路消息的数目而增加的函数。

时间窗口ΔT_j中的接收调度的接收负荷例如等于基于在先前时间窗口ΔT_j-1内接收到的上行链路消息而计算的量W_n ^δTi。优选地，对于多个先前时间窗口ΔT_j-1、ΔT_j-2、ΔT_j-3等计算这样的量W_n ^δTi，并且例如经由加权平均而被组合，以获得在获得步骤52中要使用的时间窗口ΔT_j中的接收调度的接收负荷。

B)选择基站

在步骤53中，服务器32根据针对所述一组基站中的各种基站31并且针对所考虑的时间间隔所获得的接收负荷来选择将用于向终端20发送下行链路消息的基站31。

例如，服务器32可以选择其接收负荷对应于最低接收概率的基站31，使得大大降低可能要错过的上行链路消息的数目。

在特定实现模式中，也可以针对所述一组基站中的每个基站31计算取决于接收负荷的预定义选择函数F的值。选择函数F随着所述接收负荷而变化，使得当上行链路消息的接收概率减小时，选择函数F的值趋向于被优化，并且所选择的基站31优选地是来自所述一组基站中的优化所述选择函数F的值的基站。

在说明书的其余部分中，将以非限制性的方式假设对选择函数F的值的优化包括在所考虑的时间间隔内使对于所述一组基站31的所述值最大化。然而，根据其他示例，不能排除考虑选择函数F使得对所述选择函数的值的优化包括使所述值最小化。

例如，根据以下表达式来计算选择函数F的值：

在该表达式中，p_R[n]与在必须发送下行链路消息的时间间隔内所考虑的第n个基站31的接收负荷对应。例如，接收负荷p_R[n]与根据先前表达式中的任何一个所计算的量W_n ^δTi对应。

当必须考虑除了单个接收负荷之外的其他参数以选择用于发送下行链路消息的基站31时，使用选择函数F特别有利。如果需要，选择函数F包括例如至少两个分量，所述至少两个分量中的被称为“接收负荷分量”f_CR的一个分量是根据接收负荷例如根据以下表达式计算的：

在特定实现模式中，除了接收负荷分量f_CR之外，选择函数F还包括来自下述分量中的至少一个分量。

根据第一示例，选择函数F包括被称为“覆盖分量”f_COV的分量，其取决于表示所考虑的基站31的覆盖区域的面积的参数，并且随着所述参数而变化，使得当覆盖区域的所述面积减小时，选择函数F的值增加。

借助于这样的覆盖分量f_COV，对于对下行链路消息的发送而言，可以偏好具有小面积的覆盖区域的基站31。具体地，具有小面积的覆盖区域的基站31比具有大面积的覆盖区域的基站31原理上服务更少的终端20。此外，移动终端20位于给定覆盖区域内的概率随着给定覆盖区域的面积而减小。

例如，根据以下表达式来计算对于第n个基站31的覆盖分量f_COV的值：

在该表达式中：

N_S对应于一组基站31的数目，其中1≤n≤N_S；

COV[i]对应于第i个基站31的覆盖区域的面积，其中1≤i≤N_S。

根据另一示例，选择函数F包括被称为“隔离分量”f_ISO的分量，其取决于表示仅由所考虑的基站31覆盖的终端20的数目的参数，并且随着所述参数而变化，使得当所述终端的数目减少时，选择函数F的值增加。

借助于这样的隔离分量f_ISO，对于对下行链路消息的发送而言，可以偏好服务其上行链路消息也由其他基站接收的终端20的基站31。

例如，根据以下表达式来计算第n个基站31的隔离分量f_ISO的值：

在该表达式中，d_SINGLE[i]与仅由第i个基站覆盖的终端20的数目对应，其中1≤i≤N_S。

根据另一示例，选择函数F包括被称为“信道质量分量”f_QC的分量，其取决于表示所考虑的基站31和终端20之间的信道的质量的参数，并且随着所述参数而变化，使得当所述信道质量提高时，选择函数F的值增加。

借助于这样的信道质量分量f_QC，对于对下行链路消息的发送而言，可以偏好以下基站31：对于该基站31，与终端20的信道质量足够好以确保下行链路消息将确实能够被所述终端20接收和解码。

例如，对于第n个基站，根据以下表达式来计算信道质量分量f_QC的值：

在该表达式中，Q_C[i]对应于第i个基站31和终端20之间的信道质量的值，其中1≤i≤N_S。例如，终端20和基站31之间的信道的质量的值可以基于由所述终端20发送并由所考虑的基站31接收到的上行链路消息的测量功率来估计。

根据另一示例，选择函数F包括被称为“网络质量分量”f_QR的分量，其取决于表示接入网30的服务器32和所考虑的基站31之间的链路的质量的参数，并且随着所述参数而变化，使得当所述链路质量提高时，选择函数F的值增加。

借助于这样的网络质量分量f_QR，对于对下行链路消息的发送而言，可以偏好以下基站31：对于该基站31，与服务器32的链路的质量足够好以确保从服务器32预先发送到所选择的基站31的下行链路消息将确实能够被所述基站31接收并且随后被发送到终端20。

例如，对于第n个基站31，根据以下表达式来计算网络质量分量f_QR的值：

在该表达式中，Q_L[i]对应于服务器32和第i个基站31之间的链路的质量的值，其中1≤i≤N_S。例如，可以基于对所述服务器32和所述基站31之间的往返时间的测量来估计服务器32和基站31之间的链路的质量的值。

根据另一示例，选择函数F包括被称为“发送活动分量”f_AE的分量，其取决于表示由所考虑的基站31从预定义的分析持续时间开始发送的下行链路消息的数目的参数，并且随着所述参数而变化，使得当所述下行链路消息的数目减少时，选择函数F的值增加。

这样的布置使得可以避免为了发送下行链路消息的目的而太频繁地选择同一基站31。

例如，根据以下表达式来计算用于第n个基站31的发送活动分量f_AE的值：

在该表达式中：

log(x)对应于数值x的对数函数；

k[i]对应于由第i个基站31从分析持续时间开始发送的下行链路消息的数目，其中1≤i≤N_S。

例如，分析的持续时间等于时间窗口的持续时间，这里被认为等于24小时，使得数值k[i]对应于由第i个基站31在时间窗口ΔT_j-1内发送的下行链路消息的数目，其中1≤i≤N_S。

如上所述，选择函数F包括至少一个接收负荷分量f_CR，并且在特定实现模式中可以包括来自以下分量中的至少一个附加分量：

覆盖分量f_COV；

隔离分量f_ISO；

信道质量分量f_QC；

网络质量分量f_QR；

发送活动分量f_AE。

当选择函数F包括多个分量时，这些分量被组合，例如彼此相加和/或彼此相乘，并且由相应的加权系数潜在地加权。

在优选实现模式中，选择函数F包括例如根据以下表达式组合的上述全部分量：

F＝a·f_CR·f_COV·f_ISO+b·f_QL·f_QR+c·f_AE

在该表达式中a、b和c对应于加权系数，其使得能够调整所考虑的各种分量在对基站31的选择中的重要性。

一旦已针对一组基站中的每个基站31计算了选择函数F的值，就可以选择使得能够获得所述选择函数F的最高值的基站31用于发送下行链路消息。一旦已由服务器32选择了基站31，则所述服务器32将下行链路消息发送到所选择的基站31，在步骤54中所选择的基站31通过下行链路将下行链路消息发送到终端20。

更一般地，应当注意，已经通过非限制性示例描述了上面考虑的实施方式和实现模式，并且可以设想这样的其他变型。

特别地，已在选择单个基站31并将其用于向终端20发送下行链路消息的假设下描述了本发明。但是，根据其他示例，不能排除选择两个或更多个基站31发送所述下行链路消息，以例如从发送中的一定空间分集中获益，从而改进由所述终端20接收的下行链路消息的信噪比。

另外，已在响应于上行链路消息发送下行链路消息的假设下描述了本发明。然而，根据其他示例，不能排除在由终端20的收听窗口未确定的任意时间间隔内发送下行链路消息。如果需要，终端20必须能够在任何时间接收下行链路消息。

此外，已在时间间隔的持续时间长于终端20的收听窗口的持续时间的假设下描述了本发明。然而，根据其他示例，不能排除考虑持续时间比终端20的收听窗口的持续时间更短的时间间隔。如果需要，可以针对终端20的同一收听窗口获得多个接收负荷，所述接收负荷与所述收听窗口内的各种相应的时间间隔相关联。然后，例如可以通过从一组基站中的各种基站31中以及从终端20的收听窗口内的各种时间间隔中选择使得可以优化选择函数F的值的基站/时间间隔对，来选择使得可以使错过上行链路消息的风险最小化的基站/时间间隔对。

此外，应当注意，已在一旦可以使用多个基站31向终端20发送下行链路消息就执行通信方法50的假设下描述了本发明。然而，根据其他示例，不能排除通信方法50的执行取决于满足某些条件。例如，如果必须向在基站31的范围内的终端20发送下行链路消息，对于该基站31，先前已针对另一下行链路消息配置了发送窗口，并且该发送窗口位于所考虑的所述终端20的收听窗口内，则将针对所考虑的所述终端20的下行链路消息与其他下行链路消息优选地分组在一起，并且由该基站31在同一发送窗口内发送，而不必执行通信方法50的各种步骤。

Claims (13)

1.一种用于接入网(30)和多个终端(20)之间的无线通信的方法(50)，所述接入网适于向所述终端(20)发送下行链路消息并且适于接收由所述终端发送的上行链路消息，所述接入网包括多个半双工基站(31)，其特征在于，当在预定时间间隔内必须向已发送由多个基站(31)接收到的上行链路消息的终端(20)发送下行链路消息时，所述方法包括以下步骤：

(52)由所述接入网(30)获得与一组基站中的相应基站相关联的被称为“接收负荷”的量，所述一组基站(31)已接收到由所述终端(20)发送的所述上行链路消息，每个接收负荷表示由所考虑的基站在所述时间间隔内接收上行链路消息的概率；

(53)由所述接入网(30)根据与所述一组基站中的相应基站相关联的接收负荷来从所述一组基站中选择一个基站；

(54)由选自所述一组基站中的基站发送所述下行链路消息。

2.根据权利要求1所述的方法(50)，其中，根据由所述基站(31)先前接收到的上行链路消息来确定用于选择基站的接收负荷。

3.根据权利要求1所述的方法(50)，其中，基站(31)的接收负荷表示如下的接收概率：对于在所述时间间隔内可能被所述基站接收的每个上行链路消息，所述接收概率被所述上行链路消息也必须由所述接入网(30)的另一基站(31)接收的概率加权。

4.根据权利要求1所述的方法(50)，包括如下的在由所述接入网(30)获得被称为“接收负荷”的量的步骤(52)之前的步骤(51)：设置与所述接入网(30)的不同的相应基站(31)相关联的接收调度，每个接收调度包括与在预定时间窗口中的不同的相应时间间隔相关联的接收负荷。

5.根据权利要求4所述的方法(50)，其中，在由N_IT个时间间隔δTi组成的时间窗口中，其中1≤i≤N_IT，接收调度的接收负荷表示加权的接收概率，基于根据以下表达式计算的量W_n ^δTi来设置与对于包括N_S个基站的一组基站中的第n个基站的时间间隔δTi相关联的接收负荷，其中1≤n≤N_S：

在所述表达式中：

M对应于在先前时间窗口中接收到的上行链路消息的数目；

Ni对应于在所述先前时间窗口的时间间隔δTi中接收到的上行链路消息的数目；

BS_m对应于在所述先前时间窗口的时间间隔δTi内已接收到第m个上行链路消息的基站的数目，其中1≤m≤Ni。

6.根据权利要求1所述的方法(50)，其中，所述选择步骤(53)包括：对于所述一组基站中的每个基站(31)，计算取决于接收负荷的预定义选择函数的值，所选择的基站是来自所述一组基站中的优化所述选择函数的值的基站，所述选择函数随着所述接收负荷而变化，使得当在所述时间间隔内的上行链路消息的接收概率减小时，所述选择函数的值趋向于被优化。

7.根据权利要求6所述的方法(50)，其中，所述选择函数附加地取决于表示所考虑的基站(31)的覆盖区域的面积的参数，并且所述选择函数随着所述参数而变化，使得当所述覆盖区域的面积减小时，所述选择函数的值趋向于被优化。

8.根据权利要求6所述的方法(50)，其中，所述选择函数附加地取决于表示仅由所考虑的基站(31)覆盖的终端(20)的数目的参数，并且所述选择函数随着所述参数而变化，使得当所述终端(20)的数目减少时，所述选择函数的值趋向于被优化。

9.根据权利要求6所述的方法(50)，其中，所述选择函数附加地取决于表示所考虑的基站(31)和所述终端(20)之间的信道的质量的参数，并且所述选择函数随着所述参数而变化，使得当所述信道质量提高时，所述选择函数的值趋向于被优化。

10.根据权利要求6所述的方法(50)，其中，所述选择函数附加地取决于表示所考虑的基站(31)和所述接入网(30)的服务器(32)之间的链路的质量的参数，并且所述选择函数随着所述参数而变化，使得当所述链路质量提高时，所述选择函数的值趋向于被优化。

11.根据权利要求6所述的方法(50)，其中，所述选择函数附加地取决于表示由所考虑的基站(31)从预定义的分析持续时间开始发送的下行链路消息的数目的参数，并且所述选择函数随着所述参数而变化，使得当所述下行链路消息的数目减少时，所述选择函数的值趋向于被优化。

12.一种接入网(30)，所述接入网(30)包括适于向终端(20)发送下行链路消息的多个半双工基站(31)，其特征在于，所述接入网(30)包括被配置成实现根据权利要求1至11中的一项所述的通信方法的步骤的装置。

13.一种无线通信系统(10)，其特征在于，所述无线通信系统(10)包括多个终端(20)和根据权利要求12所述的接入网(30)。

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