CN109792613A - 无线电资源管理配置设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为包含多个接入节点的网络(200)提供一种无线电资源管理(radio‑resource management，RRM)配置设备(100)及其对应方法。设备(100)配置用于将网络(200)的多个接入节点划分为簇(201)，并选择每个簇(201)中的至少一个接入节点作为RRM控制器(202)。此外，设备(100)还配置用于确定每个簇(201)中未选择的接入节点作为从属节点(203)，并为每个簇(201)选择相应的簇(201)的每个从属节点(203)与至少一个RRM控制器(202)之间的RRM划分。设备(100)还配置用于向每个接入节点发送关于其簇(201)、簇(201)的至少一个RRM控制器(202)以及选择的RRM划分的信息。

Description

无线电资源管理配置设备和方法
技术领域
本发明涉及无线电资源管理(radio resource management，RRM)配置设备和RRM配置方法。特别地，所述RRM配置设备和所述方法用于选择并激活至少一个接入节点以充当多个其他接入节点的RRM控制器。此外，所述RRM配置设备和所述方法用于确定在哪个接入节点放置并执行所述RRM，即特定的RRM功能，尤其是在切片感知网络(slice-awarenetwork)中操作时。所述RRM配置设备和所述方法尤其适用于异构网络(heterogeneousnetworks，HetNets)，其中多个5G服务和垂直领域(vertical)共享相同的物理无线电接入网络(radio access network，RAN)部署。
背景技术
正如在一些5G场景所预见的那样，容量和覆盖需求的爆炸式增长兴起了传统RAN向高度密集化和异构化部署的演变。
示例性的使用示例是密集的城市场景，其中假定宏小区(或3GPP中定义的宏发送接收点(transmit and receive point，TRP))以及混合的规划和未规划的微小区(或3GPP中定义的微TRP)都包括在所述宏小区的范围内。因此，可以存在理想和非理想的回程。在这种情况下，集中式解决方案是获得最佳性能所必需的。不过，虽然这可能是C-RAN部署的可行解决方案，但它不适用于D-RAN部署。
其他使用示例均源自垂直行业(例如汽车、电子医疗、智能电网等)，这些行业被认为是5G需求的重要驱动因素。特别地，5G网络应该能够适应这种垂直行业的需要，例如，在延迟、可靠性、安全性或QoS方面。为此，网络切片，即对应于例如不同垂直的逻辑端到端子网，的引入被设想为5G的重要特征。然而，网络切片将对RAN设计产生很大影响。特别地，RRM是网络切片影响的主要方面之一。这是因为不同的网络切片针对不同的目标，例如吞吐量、延迟或可靠性，这些目标影响RRM功能的作用方式，以及布置这些RRM功能的最佳位置。
RRM功能也受RAN限制的影响。例如，在密集异构RAN中，回程/访问的多个限制可能需要对RRM进行某些处理。特别地，作为限制因素的RAN节点之间的非理想无线回程可能需要额外的RRM用于回程部分。因此，应优选地使用联合回程/接入优化，以满足吞吐量要求高的服务的高吞吐量要求。
另一个限制因素是过度信令，通常，这对密集的城市异构场景中的无线回程和接入测量是必需的。当添加新的RRM功能交互时，例如通过在微小区中执行快速调度决策(例如在超可靠低延迟通信(ultra reliable and low latency communication，URLLC)中)，该限制因素甚至变得更加明显。在这种情况下，需要在X2接口的RAN节点之间进行RRM功能之间的信息交换，以确保满足目标关键性能指标(key performance indicator，KPI)。
考虑到各种RAN限制，就输出、中间交互(in-between interaction)和操作时间标度(operating time scale)方面，可以将RRM分成三个主要组，即：
1、慢速RRM(slow RRM)，其可触发小区选择/重选。
2、快速RRM(fast RRM)，其可以改变资源利用/限制。
3、基本RRM，用于承载准入(bearer admission)和控制。
此外，可以针对D-RAN情况引入第四组，第四组涉及无线回程RRM和无线拓扑处理。
此外，就RRM的集中化水平方面，观察到三种不同的RRM类型，即：
1、集中式RRM：在集中式解决方案中，组内多个接入节点的RRM功能在一个实体(例如在一个接入节点)中一起操作。在本发明中，这种集中式RRM表示为“RRM划分A”。“RRM划分A”提供RRM功能之间快速简单的交互。但是，例如在HetNets中，需要一些快速RRM功能(例如CoMP、DRA)的理想回程。此外，在超密集环境中，信令开销可能变高。在4G系统之前，通过使用无线电网络控制器(radio network controller，RNC)执行集中式RRM。在这种情况下，主要的RRM功能是关于切换、功率控制、准入控制、分组调度和编码管理。然后，在4G系统中，RRM具有粒度较小的调度决策而变得更加简单。
此外，已经对5G系统提出了需要用于HetNets的簇的控制器的解决方案(例如基于云的资源池和管理(cloud-based resource pooling and management)(C-RAN))。其中，资源池和资源的集中管理可以在容量方面提供高增益。然而，这需要理想的回程/前传(fronthaul)，并且可以被视为在快速变化的环境中动态资源分配的挑战性任务。当假设来自其他C-RAN簇的干扰时尤其如此。
2、分布式RRM：在3GPP LTE/LTE-A中(参见“3GPP TS 36.300：演进的通用路基无线电接入(Evolved Universal Terrestrial Radio Access，E-UTRA)和演进的通用路基无线电接入网(Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN)；总体描述；阶段2，v.13.3.0，2016年4月”)定义了更复杂的RRM功能，它们作为一个整体存在于eNodeB。在本发明中，分布式RRM表示为“RRM划分C”。在这种情况下，主要的RRM功能是关于动态资源分配(dynamic resource allocation，DRA)、干扰协调(interferencecoordination，ICIC)和连接移动性控制(connection mobility control，CMC)、无线电承载准入和控制(radio bearer admission and control，RAC，RBC)，能源效率和负载均衡(load balancing，LB)。在LTE的RRM中，RRM功能之间可以存在交互。一个例子是小区开/关功能，它可以需要因干扰管理(interference management，IM)而来自资源限制的输入，并且其输出将需要切换，这将主要影响CMC和LB。由于所有这些RRM功能都存在于eNodeB，因此在3GPP中没有为RRM交互指定额外的信令。
3、半集中式RRM：一些研究讨论了两个级别的RRM，例如：表示为全局和本地调度的RRM。这些研究主要集中在集中式IM和LB，以及分布式快速RRM功能。在本发明中，半集中式RRM被表示为“RRM划分B”。
特别是在切片感知RAN(slice-aware RAN)中，需要不同的RRM功能和布置，以确保满足服务定制的KPI。5G系统(尤其是URLLC和联网汽车)中严格的KPI要求依赖于快速而复杂的RRM。此外，不同的网络切片和不同的时间标度可能需要不同的RRM过程。网络切片要求由目标KPI和关键的RAN特征(例如用户移动性和用户/小区密度)体现。用户移动性可能影响回程资源分配、切换和IM。用户密度可能会影响延迟、所需的信令、IM和资源可用性。
从接入节点的角度来看，对于不同的网络切片，这些影响需要不同的操作，以便满足端到端KPI。换句话说，不同切片需要RRM功能的不同的资源管理和控制布置。作为示例，一方面，对于v2x切片，优选分布式RRM(本地大多数RRM)。因此，集中式RRM的阈值将很高(例如用于集中式移动性控制)。另一方面，对于eMBB，则需要高度集中RRM。
网络切片允许灵活的功能布置和定制的网络功能，以满足每切片SLA。因此，利用相同的RAN的切片特定RRM和切片间隔离是一个开放的主题。在该背景下，片间RRM可以被定义为另一个功能块，其指出RAN共享和网络切片间隔离/优先级的水平。然而，切片对RRM功能的影响(可以以半分布方式触发该RRM功能在RAN节点中的适应布置)尚未得到讨论。
总之，在密集的城市5G RAN中处理多个不同的资源，尤其对于不同的切片KPI，需要RRM控制器来编排RRM和控制，在网络切片间尤其是这样。可能需要集中式解决方案来满足所需的性能目标。
但是，选择RRM控制器具有挑战性，因为RRM控制器的物理布局和尺寸对RRM的效率起很大的作用。大量RRM控制器将进一步提供更多粒度的RRM，但是在这些RRM控制器存在于不同实体中的情况下，由于功能的依赖性，这可能对RRM控制器之间的通信造成高延迟。另一方面，因为集中化的影响将随切片的不同而改变，所以针对RAN的一个平坦(flat)RRM控制器将不允许针对有效地切片定制的RRM。此外，回程功能提供了对RRM控制器布置的限制。因此，RRM控制器需要靠近接入节点，因为诸如控制面(C-Plane)延迟等因素对于动态资源分配非常重要，否则RRM的效率将很低。
WO 2014/018864A1提出了一种要求用于C-RAN部署中的HetNet簇的集中式控制器的解决方案。
US 8798021B2提供了一种分层网络和干扰管理架构。在该发明中，提出将C-SON作为网络管理服务器，向异构AP的簇提供协调指令。这些指令可以是用于簇间负载均衡或干扰管理的预定参数。簇包括宏(macro)以及微微(pico)和RRH，控制器主要决定CoMP/elCIC策略。
发明内容
鉴于上述挑战，本发明旨在改进现有技术。特别地，本发明的目的在于提供一种RRM配置设备和RRM配置方法，用于选择并激活接入节点以充当许多其他接入节点的RRM控制器。所述RRM配置设备和所述RRM配置方法还应选择在接入节点中对特定RRM功能的布置，尤其是当这些功能在切片感知网络(slice-aware network)中运行时。
本发明的目的通过所附独立权利要求中提供的解决方案实现。本发明的有利实施方式在从属权利要求中进一步限定。
特别地，本发明描述了从接入节点的池创建簇，例如从基站(base station，BS)或接入点(access point，AP)，它们在本发明中也表示为发送接收点(transmit-receivepoint，TRP)。本发明还描述了将一个或多个接入节点选择并配置为控制器，其在本发明中表示为RRM控制器。此外，本发明描述了将簇的其余接入节点控制为受控实体，其在本发明中表示为从属节点或从属TRP。本发明还描述了如何决定在RRM控制器处决定/执行哪些RRM功能，以及哪些功能分布在簇的其他接入节点之间。之后，本发明还描述了来自接入节点的簇的RRM控制器的动态适应。
因此，本发明包括初始配置，其包括RRM控制器选择和簇形成，以及RRM划分决策(其表示RRM功能的集中化水平)。可选地，接下来是簇内节点间通信，以及配置了控制单元及其职责之后的节点间通信。此外，本发明可以包括对所述RRM控制器和所述RRM划分的动态更新，以便，例如，应对快速的业务负载和回程变化。
本发明的第一方面提供了一种RRM配置设备，用于包括多个接入节点的网络，其配置用于将所述网络的所述多个接入节点划分为簇；选择每个簇中的至少一个接入节点作为RRM控制器，并确定每个簇中所述未选择的接入节点作为从属节点；为每个簇选择所述相应簇的每个从属节点与所述至少一个RRM控制器之间的RRM划分；以及向每个接入节点发送关于其簇、所述簇的所述至少一个RRM控制器和所述选择的RRM划分的信息。
RRM控制器被定义为逻辑实体，其将接入网功能集合抽象化并将一组接入节点协调为从属节点，以便于RRM和无线电资源控制。所述RRM配置设备对所述RRM控制器的这种选择的好处在于所述RRM可以，例如，根据网络切片的KPI进行优化，例如，吞吐量(使用复杂的干扰管理)、移动性和/或可靠性。
具体地，例如考虑到它们的处理能力、容易到达其他接入节点、负载条件和网络切片要求，所述RRM配置设备能够将RRM控制器布置在不同的接入节点中。因此，RAN中的切片感知对RAN设计的影响最小。
所提供的其他好处是成本效率，因为不需要每个簇的预先专用控制实体、适应动态变化的RAN环境的可能性以及较低的控制面延迟，因为通过RRM划分的RRM功能的分布允许控制信息在本地交换。
可以在网络切片创建期间触发并执行所述RRM配置设备的动作，并且可以在动态网络管理功能期间(例如接通和断开BS)进一步适应所述RRM配置设备的动作。
根据第一方面的所述设备的第一实现形式，所述RRM配置设备配置用于基于与所述簇相关联的至少一个网络切片的类型来选择所述RRM划分，优选地基于所述至少一个网络切片的服务质量(quality of service，QoS)要求和/或关键性能指标(key performanceindicator，KPI)。
如果存在非理想回程，则优选地选择尽可能集中的RRM划分，除非用户移动性非常低且(小)微小区之间没有重叠。
进一步的好处是RAN中的切片感知对RAN设计的影响最小，以及在网络切片之间本地处理RRM的可能性，特别是当不同切片在快速变化的环境中需要额外资源时(例如，用于关键通信)。
根据第一方面或根据第一方面的第一实现形式的所述设备的第二实现形式，所述RRM配置设备配置用于基于所述从属节点到所述至少一个RRM控制器的回程质量和基于所述相应簇的所述接入节点的平均负载，为每个簇选择所述相应簇的从属节点与所述至少一个RRM控制器之间的所述RRM划分。
因此，提供了一种考虑到回程条件而将RRM功能布置在不同接入节点中的解决方案。在给定RAN回程/接入资源情况下，这在需要时(例如，对于eMBB)提供最复杂的RRM的益处。
根据第一方面的第二实现形式的所述设备的第三实现形式，所述RRM配置设备还配置用于选择所述RRM划分：作为将在所述至少一个RRM控制器处完全执行的集中式RRM，如果所述回程质量是理想的且如果所述平均负载低于阈值；作为将在所述簇的所述接入节点之间分布执行的分布式RRM，如果所述回程质量是理想的且如果所述平均负载高于阈值；作为半集中式RRM，其中在所述簇的所述接入节点之间分布执行第一类型RRM，且在所述至少一个RRM控制器处执行第二类型RRM，如果所述回程质量不理想。
因此，可以根据所述回程条件和所述负载选择RRM划分，这显著提高了灵活性和性能。
根据第一方面或根据第一方面的任何前述实现形式的所述设备的第四实现形式，所述RRM配置设备配置用于基于以下的至少一个选择每个簇中的所述至少一个接入节点作为RRM控制器：所述簇的所述接入节点的处理能力；所述簇的所述接入节点的平均负载；对于所述簇的每个接入节点，具有理想回程质量的相邻接入节点数；与所述簇相关联的至少一个网络切片的服务等级协议(service level agreement，SLA)要求或KPI。
因此，考虑到重要的网络特性，将所述RRM控制器布置在不同的接入节点中是可能的。例如，即使没有物理中心节点充当控制器，也可以使用集中式RRM。效率和性能得到显着提高。
根据第一方面或根据第一方面的任何前述实现形式的所述设备的第五实现形式，所述RRM配置设备配置用于基于与所述簇相关联的网络切片的类型，确定所述选择的RRM控制器之间的优先级，其中，所述发送的信息包括所述确定的RRM控制器的优先级。
包括这样的优先级使得可以将资源分配集中在最需要的地方。较高优先级的RRM控制器可以请求较低优先级的RRM控制器牺牲对其有利的资源。
根据第一方面或根据第一方面的任何前述实现形式的所述设备的第六实现形式，所述RRM配置设备配置用于通过使用基于图的算法将所述网络的所述多个接入节点划分为所述簇并选择所述RRM控制器，其中所述图包括所述接入节点，并且其中接入节点之间的边缘表示这些接入节点之间的协调的适合性。
因此可以最有效地解决适当的簇划分和控制器选择的问题，并因此提高整体性能。
根据第一方面或根据第一方面的任何前述实现形式的所述设备的第七实现形式，所述RRM配置设备配置用于在接收到触发事件时，开始将所述网络的所述多个接入节点划分为所述簇，所述触发事件优选地为切片实例化请求。
根据第一方面或根据第一方面的任何前述实现形式的所述设备的第八实现形式，所述RRM配置设备配置用于根据以下至少一个选择簇的大小：与所述簇相关联的网络切片数；所述网络切片的KPI；每个网络切片的用户数；以及每个网络切片的负载条件和回程条件。
根据第一方面或根据第一方面的任何前述实现形式的所述设备的第九实现形式，所述发送的信息至少包括簇ID、至少一个RRM控制器ID和关于所述RRM划分的指示。
本发明的第二方面提供了一种系统，所述系统包括根据第一方面或根据第一方面的任何实现形式的RRM配置设备，以及所述多个接入节点，其中由所述RRM配置设备选择作为簇的RRM控制器的接入节点配置用于：动态地适应簇中从属节点和所述至少一个RRM控制器之间的所述RRM划分。
有利地，可以从所述RRM控制器发起对所述RRM划分的动态适应，而不需要所述RRM配置设备。因此，所述RRM划分可以得到最有效地适应，例如，以适应当前的网络要求。
根据第二方面的所述系统的第一实现形式，簇的从属节点配置用于向所述簇的至少一个所述RRM控制器发送RRM划分适应请求消息，以便在由以下的至少一个触发时启动所述RRM划分的所述动态适应：所述从属节点和所述至少一个RRM控制器之间的回程条件的改变；高于阈值的用户密度；高于阈值的平均用户移动性信息；与所述簇相关联的网络切片的优先级的改变。
根据第二方面或根据第二方面的第一实现形式的所述系统的第二实现形式，由所述RRM配置设备选择作为簇的RRM控制器的接入节点还配置用于：确定所述簇的从属节点成为新的RRM控制器；以及向所述RRM配置设备发送关于所述新的RRM控制器的通知。
有利地，可以从所述从属节点(或所述RRM控制器)发起新RRM控制器的确定，而不需要所述RRM配置设备。因此，所述控制器选择可以得到最有效地适应，例如，以适应当前网络要求。
根据第二方面或根据第二方面的任何前述实现形式的所述系统的第三实现形式，由所述RRM配置设备选择作为簇的RRM控制器的接入节点还配置用于：向由所述RRM配置设备选择作为RRM控制器的另一个接入节点发送无线电资源改变请求，以重新协商所述无线电资源的利用。
因此，无线电资源分配可以得到优化并有效地适应，例如，以适应当前的网络要求。
本发明的第三方面提供了一种RRM配置方法，包括以下步骤：将网络的多个接入节点划分为簇；选择每个簇中至少一个接入节点作为RRM控制器，并确定每个簇中所述未选择的所述接入节点作为从属节点；为每个簇选择所述相应簇的每个从属节点与所述至少一个RRM控制器之间的RRM划分；以及向每个接入节点发送关于其簇、所述簇的所述至少一个RRM控制器和所述选择的RRM划分的信息。
根据第三方面的所述方法的第一实现形式，所述RRM配置方法还包括动态地适应簇中从属节点和所述至少一个所述RRM控制器之间的所述RRM划分；和/或确定簇的从属节点以成为新的RRM控制器。
根据第三方面或根据第三方面的第一实现形式的所述方法的第二实现形式，所述RRM配置方法还包括基于与所述簇相关联的至少一个网络切片的类型来选择所述RRM划分，优选地基于所述至少一个网络切片的服务质量(quality of service，QoS)要求和/或关键性能指标(key performance indicator，KPI)。
根据第三方面或根据第三方面的第二实现形式的所述方法的第三实现形式，所述RRM配置方法还包括基于所述从属节点到至少一个所述RRM控制器的回程质量和基于相应的所述簇的所述接入节点的平均负载，为每个簇选择相应的所述簇的从属节点与至少一个所述RRM控制器之间的所述RRM划分。
根据第三方面的第三实现形式的所述方法的第四实现形式，所述RRM配置方法还包括：选择所述RRM划分：作为将在至少一个所述RRM控制器处完全执行的集中式RRM，如果所述回程质量是理想的且如果所述平均负载低于阈值；作为将在所述簇的所述接入节点之间分布执行的分布式RRM，如果所述回程质量是理想的且如果所述平均负载高于阈值；作为半集中式RRM，如果所述回程质量不理想，其中在所述簇的所述接入节点之间分布执行第一类型RRM，且在至少一个所述RRM控制器处执行第二类型RRM。
根据第三方面或根据第三方面的任何前述实现形式的所述方法的第五实现形式，所述RRM配置方法包括基于以下的至少一个选择每个簇的至少一个所述接入节点作为RRM控制器：所述簇的所述接入节点的处理能力；所述簇的所述接入节点的平均负载；对于所述簇的每个接入节点，具有理想回程质量的相邻接入节点数；与所述簇相关联的至少一个网络切片的服务等级协议(service level agreement，SLA)要求或KPI。
根据第三方面或根据第三方面的任何前述实现形式的所述方法的第六实现形式，所述RRM配置方法包括基于与所述簇相关联的网络切片的类型，确定选择的所述RRM控制器之间的优先级，其中，发送的所述信息包括确定的所述RRM控制器的优先级。
根据第三方面或根据第三方面的任何前述实现形式的所述方法的第七实现形式，所述RRM配置方法包括通过使用基于图的算法将所述网络的所述多个接入节点划分为所述簇并选择所述RRM控制器，其中所述图包括所述接入节点，并且其中接入节点之间的边缘表示这些接入节点之间的协调的适合性。
根据第三方面或根据第三方面的任何前述实现形式的所述方法的第八实现形式，所述RRM配置方法包括在接收到触发事件时，开始将所述网络的所述多个接入节点划分为所述簇，所述触发事件优选地为切片实例化请求。
根据第三方面或根据第三方面的任何前述实现形式的所述方法的第九实现形式，所述RRM配置方法包括根据以下至少一个选择簇大小：与所述簇相关联的网络切片数；所述网络切片的KPI；每个网络切片的用户数；以及每个网络切片的负载条件和回程条件。
根据第三方面或根据第三方面的任何前述实现形式的所述方法的第十实现形式，发送的所述信息至少包括簇ID、至少一个RRM控制器ID和关于所述RRM划分的指示。
第三方面及其实现形式实现了针对第一和第二方面及其各自的实现形式所描述的益处和优点。
必须注意，本申请中描述的所有设备、元件、单元和装置可以以软件或硬件元件或其任意组合来实现。由本申请中描述的各种实体执行的所有步骤以及描述为由所述各种实体执行的功能旨在表示相应的实体适于或配置用于执行相应的步骤和功能。即使在以下对特定实施例的描述中，由外部实体完全形成的特定功能或步骤未反映在执行该特定步骤或功能的该实体的特定详细元件的描述中，但本领域技术人员应当清楚这些方法和功能可以在相应的软件或硬件元件或其任意的组合中实现。
附图说明
在下文结合了附图的对具体实施例的描述中将解释上述本发明的方面和实现形式，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的RRM设备。
图2示意性地示出了簇的初始配置过程的步骤。
图3示出了簇的初始配置过程的消息序列。
图4示出了簇内和簇间通信。
图5示出了簇内控制器间的通信过程。
图6示出了簇间控制器间的通信过程。
图7示出了初始RRM划分的动态适应过程。
图8示出了用于更新RRM控制器的过程。
图9示出了用户频谱效率的CDF，以及集中式与分布式CoMP的比较。
图10示出了回程负载要求，以及集中式与分布式CoMP的比较。
具体实施方式
本发明描述了一种设备和方法，其决定如何形成接入节点的簇(例如基于物理部署、eNB的负载的长期统计(long term statistics)以及切片特征或KPI)，决定每个簇中不同的接入节点的作用(例如RRM控制器或从属节点)，以及决定所述簇由谁形成。特别地，可以，例如，在运营支撑系统(operations support systems，OSS)或网络管理系统(networkmanagement system，NMS)中的网络侧，通常在RRM配置设备中，选择适当的簇的形成。
为每个接入节点确定实际RRM的集中化水平，优选地考虑RAN限制和网络的切片感知水平。所述集中化水平被解释为RRM功能的灵活划分(RRM划分)，其可以是切片定制的和小区特定的。RRM功能的异构划分为接入节点之间的信令提供了新的要求。例如，通过仅集中较慢的RRM功能(如IM和LB)，可以为所述资源限制、以及用于动态资源分配的集中式和分布式节点之间的小区重选交换信令。在具有IM和LB的分布式分配的情况下，例如，由于快速IM的切片要求，可以交换关于所述动态资源限制的新消息，以便允许集中式LB(考虑和其他RRM划分)。
具体地，所提出的设备和方法可以按三个阶段操作。第一阶段包括初始配置，其包括所述RRM控制器选择、所述簇选择以及在所述RRM控制器和其他接入节点处的所述RRM功能布置。特别地，选择适当的RRM控制器，以及针对不同的所述接入节点的初始RRM划分。在第一阶段，还可以进行所述RRM控制器和所述从属节点之间的通信，以便指示所需的测量以及在节点之间要解决的冲突。
第二阶段包括在正常模式下RRM控制器与其他接入节点之间的节点间通信。在这里，不同的RRM控制器之间的资源的正交化水平可以变化(共享、或部分正交或完全正交)。因此，多个RRM控制器可以交换信令和数据以优化RAN性能，例如，通过请求额外资源或通过联合管理共享资源。
第三阶段包括所述RRM控制器选择、所述簇形成和所述RRM划分选择的动态适应所需的机制和信令。所述适应可以在所述RRM控制器侧实现，并且可以受到动态业务负载、回程改变和网络切片启动的影响。
RRM控制器间的通信在所有阶段都很重要，以便在其他网络切片或簇共享相同资源的情况下确保潜在资源冲突的平稳解决。设想了两种控制器间通信的情况。首先，在每个簇具有多个RRM控制器的情况下，提出簇内通信以指示新的资源请求(在第二阶段)，并且更新属于同一簇的RRM控制器之间的优先级(例如，对于回程条件和拓扑、切片优先级划分和资源情况动态变化的情况)。此外，提出了簇间通信，例如，用于在不同簇之间交换信令(例如当共享相同资源时)，因为所述簇边缘可能需要实时协调以用于潜在的资源冲突解决和对额外资源的协商(如果需要的话)。
下文描述了实现本发明的细节，特别是关于选择接入节点以成为RRM控制器，以及RRM功能的灵活集中，例如，在超密集切片感知网络中。本发明特别针对不同的KPI驱动的网络切片优化RRM，其中所述RRM功能及它们的布置对其性能具有不同的影响。
图1示出了根据本发明的实施例的RRM配置设备100。RRM配置设备100适用于具有多个接入节点的网络。所述RRM配置设备配置用于执行至少上述初始配置阶段。特别地，其配置用于将所述网络的所述多个接入节点划分为簇。接入节点或RTP可以是BS、AP等。簇包括至少两个接入节点。
RRM配置设备100还配置用于选择每个簇的至少一个接入节点作为RRM控制器，并且确定每个簇中未选择的接入节点作为从属节点。此外，其还配置用于为每个簇选择相应的所述簇的每个从属节点与至少一个所述RRM控制器之间的RRM划分。也就是说，RRM配置设备100选择RRM功能在所述RRM控制器和所述从属节点之间如何分布。
在完成这些配置步骤之后，RRM配置设备100配置用于向每个接入节点发送关于其簇(例如簇ID)、所述簇的至少一个所述RRM控制器(例如相应接入节点的ID)和所述选择的RRM划分(即分布式RRM或集中式RRM)的信息。可以通过至少一个信令消息发送所述信息。
现在参考图2至图8描述图1所示的实施例的细节和扩展。
如图2所示，RRM配置设备100(可以是如OSS或NMS之类的网络管理实体)可以选择至少一个RRM控制器202和簇201的大小，优选地基于物理接入节点(例如BS)、(非)理想回程链路和可用频谱的特征。在应用RRM配置设备100的网络200切片支持的情况下，考虑每个网络切片的KPI，并优选地还考虑每个部署的网络切片的负载和回程条件的长期统计。
然后，RRM配置设备100决定簇201的从属节点203与至少一个RRM控制器202之间的初始RRM划分。RRM配置设备100将每个接入节点(在下文中称为TRP)配置为在其簇的成员、其作为RRM控制器202或从属节点203的操作模式，并且根据其将在从属节点203和RRM控制器202之间使用的初始RRM划分。以下动作在图2的示例性簇201的布置中具体示出。
·动作(0)：RRM配置设备100接收触发事件，用于执行初始配置，例如切片实例化请求。
·动作(1)：RRM配置设备100决定如何形成簇(例如，基于网络200中的物理部署、接入节点(例如eNB)的负载的长期统计)，以及将在从属节点203和RRM控制器202之间使用哪种初始RRM划分。
·动作(2)：从RRM配置设备100向簇成员203和簇RRM控制器202发送配置命令。
·动作(3)：RRM控制器202建立与从属节点203的安全操作通信模式。
用于动作(1)的选择方法具体地将TRP的总集合划分为正交簇201。在这之后，可以选择一个或多个TRP作为RRM控制器候选，例如，基于以下参数：TRP通用处理能力、平均负载信息、具有良好或理想回程的相邻TRP的数量以及网络切片KPI。然后，例如，基于网络切片要求，可以将不同的RRM控制器候选映射到不同的网络切片。
动作(1)中的簇和RRM控制器202选择作为改进的“最大团(maximum clique)”问题来执行，并且可以使用最佳/启发式基于图的算法来解决。所述最大团问题是在节点图中找到完整的子图。在本问题中，该图由TRP组成，所述TRP之间的边缘表示两个TRP之间的协调的适合性(例如由于理想的回程、短距离)。在这里，找到一组可行的解决方案(例如，多个最大团)。从该组最大团中，目标是找到具有最高出现率的TRP成为RRM控制器202的候选者。
对于动作(2)和(3)，在典型操作中，从每个TRP向RRM配置设备100(例如NMS)发送信令。这可以包括每个TRP的负载和能耗的长期统计。
另外，如图3所示，新的信令消息可以从RRM配置设备100(这里是NMS)发送到每个TRP，从属节点203或RRM控制器202。对于RRM控制器202，所述新消息被表示作为控制器分配(controller assignment)(NMS到RRM控制器)，其可以包括：
·簇ID
·与该RRM控制器202相关联的从属TRP ID集
·初始RRM划分指示
·簇201内的控制器ID
·相邻簇RRM控制器ID
·RRM控制器202之间的优先级
簇内和簇间都需要相邻RRM控制器202的ID，控制器间通信需要RRM控制器202之间的优先级。在接收到该消息时，RRM控制器202存储该信息以在需要信令交换的情况下与其他RRM控制器202通信。这将是资源冲突(高度受干扰用户)的情况，这可能在使用相同资源时发生。另一种情况是在簇间通信的情况下(例如，所述簇边缘的用户、接近边缘的高移动性用户)需要传输信令和日期以用于干扰和移动性管理。在协商相同资源或应用资源限制的情况下，将使用RRM控制器202之间的优先级，以便识别哪个切片具有更高的优先级来接入所请求的资源。
对于簇201中的其他TRP，即从属节点203(或从属TRP)，节点到簇分配(node-to-cluster assignment)(NMS到从属TRP)消息可以包括：
·簇ID
·关联的RRM控制器ID
·RRM划分选项指示
从属TRP 203使用所述关联的RRM控制器ID来建立与该RRM控制器202的连接。因此，可以从从属TRP 203向RRM控制器202发送ACK，以便确认到作为其RRM控制器202的其他TRP的连接的建立(从而确保感知RRM划分指示)，随后是从RRM控制器202到RRM配置设备100(NMS)的ACK。可替代地，可以在节点到簇分配消息时直接向NMS 100发送所述ACK，或者在控制器分配消息之后从RRM控制器202向NMS 100发送所述ACK。
对于未规划的TRP部署，可以在RRM控制器202和从属TRP 203之间建立通信的过程中添加认证以确保安全通信。这对于无线回程通信的情况可能是特殊的。
对于节点间通信，如图4所示，可以定义两种类型的控制器间的信令交换：
·簇间：在所述簇边缘需要进行此通信，以便代表边缘的从属TRP 203执行簇间干扰和移动性管理。形成的簇201，如前一阶段所定义的，很可能将重复使用相同的频谱。因此，所述簇边缘区域可能需要本地协调。此外，在一些情况下，可能需要首先在本地执行簇间切换，以便在集中式移动性控制的情况下避免切换失败。
·簇内：尤其因为不同的网络切片可能需要不同的TRP来充当该控制器角色，多个RRM控制器202可以共存于相同的簇201。例如，v2x切片可能需要宏TRP作为广域的RRM控制器202，而对于热点区域的eMBB(例如体育场中的网络化小小区)，可以将小小区指定为其他小小区的RRM控制器202。很可能在不同网络切片之间存在资源的正交化水平，如在切片间RRM功能中所决定的。但是，在业务改变的情况下，可能需要共享和重新协商某些资源。此外，一些TRP可以容纳多个切片，并且可以具有不同的RRM控制器202。因此，RRM控制器202之间需要通信以将从属TRP 202与多个切片进行协调。
分配了RRM控制器202的角色的TRP可能需要在其簇201内和簇201外部进行通信。簇内通信可用于向其他RRM控制器202通知潜在的资源冲突、移动性管理和拓扑变化(例如TRP接通/断开)。
从图5中可以看出，对于簇内通信(这是每个簇201具有多个RRM控制器202的情况)，较高优先级的RRM控制器202a可以向较低优先级的RRM控制器202b发送具有参数的资源改变请求，其中所述参数与从属TRP 203的用户和TRP资源情况/RAN特性有关，以便主动适应资源管理并避免在重叠资源的资源冲突。
定义的消息是资源改变请求(较高优先级的RRM控制器202a到较低优先级的RRM控制器202b)，并且可以包括以下元素：
·<用户ID，服务TRP ID>
·子带ID
·高用户移动性指示
·QoS参数
·干扰水平指示
用户ID识别遭受高干扰的用户，以便从频谱请求由其他网络切片使用的额外资源。此外，高移动性指示和密度指示是存储在RRM控制器202a和202b处的测量，以便触发下文讨论的RRM划分更新。在接收到该消息时，RRM控制器202b将选择是否选择共享响应消息中的额外资源(额外的子带ID)，或静音(mute)在切片间共享的特定资源(静音的子带ID)。由于较高优先级的RRM控制器202a优选地将其强加在较低优先级的RRM控制器202b，后者将仅决定它将为满足高优先级的RRM控制器202a所做的资源牺牲。要交换的新消息是资源改变响应(较低优先级的RRM控制器202b到较高优先级的RRM控制器202a)，可以包括以下元素：
·静音的子带ID
·额外的子带ID
对于图6所示的簇间通信，RRM控制器2021可以先针对其簇201的边缘处的情况发送通知消息，因为另一簇201的RRM控制器2022可能没感知相邻簇201的其他TRP。这里要提到的是，由于可能存在未规划的小小区，因此当TRP不可预测地激活时，RRM配置设备100向所有其他簇201通知该激活可能是不高效的。
具体地，如图6所示，簇边缘通知(RRM控制器2021至RRM控制器2022)消息可以包括：
·从属TRP ID
·从属TRP ID的位置
·RRM划分指示
另外，可以将关于簇间资源协商的类似消息发送到另一RRM控制器2022(RRM控制器2021到RRM控制器2022)，其可以包括：
·<用户ID，服务TRP ID>
·高用户移动性指示
·QoS参数
·干扰指示
·子带ID
第一个元素用于识别所述用户(及其服务TRP)，这需要额外的资源(由于高干扰)，或者针对某些资源中的高干扰通知另一簇201，以便基于此消息执行干扰管理。在接收到该消息时，RRM控制器2022可以发送带有其重新动作的消息。这可以是对某些资源的静音，也可以是与其他簇共享资源，或者拒绝此请求。资源响应(RRM控制器2022至RRM控制器2021)消息可以包括：
·ACK/NACK
·要静音的子带ID(可为空)
·从属TRP配对指示
所述从属TRP配对的信息将允许边缘处的不同簇201的从属TRP 203联合协作(例如多点协作传输)，以便增强性能。在接收到该通知时，从属TRP 203将以分布的方式交换回程和接入条件的测量，并将决定所遵循的CoMP方案。
优选地，最初由RRM配置设备100(例如NMS)以每TRP和每个切片的方式来决定所述RRM划分和RRM控制器202。然而，由于快速变化的环境(例如，用于能量效率的节点的接通/断开、接入或回程链路上的拥塞等)以及可能存在本地部署和协调的自组织小小区(例如毫微微小区)，因此可能需要所述RRM划分的适应，且还可能需要RRM控制器202的适应。图7示例性地示出了RRM划分的适应，该RRM划分的适应可以由RRM控制器202本地决定，从而覆盖初始的RRM配置设备100(在这里是NMS)的决定，因为由于严格的每切片时间约束，本地执行这些改变可能更为优选。例如，对于v2x的情况，在具有高移动性的车辆的情况下，以及如果由于事故(或意外的交通堵塞)造成车辆在低移动性下变得拥堵，则可能需要使移动性控制从集中式适应为分布式。在这种情况下，RRM控制器202还应通过通知其他RRM控制器202以针对特定TRP和切片适应所述RRM划分来做出决定。
RRM划分适应的触发可以基于以下因素：
·首先，可以在TRP和RRM控制器202之间动态地改变(例如，对于未规划的小小区)的无线回程条件。
·其次，用户密度可能影响所述决定。一个例子是在热点区域预期更高的用户密度(高于预定的阈值)，并且需要执行集中式干扰管理。在NMS 100处执行该适应可能是耗时的。
·另外，由每个TRP获取的平均用户移动性信息可以对所述RRM划分适应起重要作用。在高移动性中可能需要更频繁的切换。因此，可能需要在本地从分布式移动性控制切换到集中式移动性控制，以避免大的延迟和可能的切换失败。
·此外，切片感知是可能影响所述RRM划分和所述RRM控制器更新的决定的另一因素。TRP的特征将基于所连接设备所支持的切片数和每个切片的负载。对于每个切片，NMS100(基于SLA)可以定义RAN特性的阈值，其可以触发对某些功能的集中化的改变。这个方面的一个例子是eMBB和URLLC切片共享相同的RAN的情况。对于URLLC，更优选分布式RRM(本地大多数RRM)，以便集中RRM的阈值应该较高(例如，用于集中移动性控制)。而在eMBB中需要高度集中化。如果存在非理想回程，则优选地将所述RRM划分选择为尽可能集中，除非所述移动性非常低并且小小区之间没有重叠。因此，对于eMBB和URLLC切片，可以触发对RRM配置的调整的平均用户移动性和密度的阈值是不同的。
·考虑到特定切片的业务的重要性，另一个因素是切片优先级的改变。一个例子是mMTC业务的情况，其中存在警报并且需要优先考虑该切片的资源管理而不是其他切片。这将触发切片之间的资源协商，但是也可以在大规模状态转换的情况下触发RRM控制器202和所述RRM划分适应。这优选地在RRM控制器202侧本地处理，以便避免与NMS 100的通信的较大延迟。
图7示出了消息序列图和新消息，它们在诸如密度、移动性或切片优先级改变等事件的情况下是动态适应所需的。
每个TRP-S(从属TRP 203)可以使用以下元素发送消息动态适应触发(从属TRP203到RRM控制器202)：
·用户密度指示
·平均用户移动性指示
·动态切片优先级变化指示
前两个参数指示用户密度和移动性是否高于预定阈值，这可以在给定切片感知RAN阈值的情况下触发对所述RRM划分的更新。切片优先级变化是向RRM控制器202通知切片具有更高的优先级以实现其目标KPI(例如由于干扰、移动性)的另一个参数。这可以触发RRM划分的动态改变，还或许可以触发RRM控制器202改变。
在这之后，基于该触发消息和切片SLA要求及KPI，RRM控制器202可以向从属TRP203发送消息，即RRM策略更新(RRM控制器202到从属TRP 203)，其具有以下指示：
·更新的控制器ID
·更新的RRM划分指示
接下来，当接收来自从属TRP 203的ACK时，RRM控制器202可以用更新通知消息(RRM控制器202到NMS 100)向所述网络(这里是NMS 100)发送关于所述RRM划分和RRM控制器202重新选择的更新：
·簇ID
·从属TRP ID
·更新的控制器ID
·更新RRM划分指示
图8示出了RRM控制器202更新的过程。最初，可以将具有更新通知的新消息发送到NMS 100。这可以包括旧RRM控制器202o的改变。然后，通过发送具有新旧RRM控制器202o和202n、所述RRM划分和从属TRP 203的新消息，NMS 100可以向所有RRM控制器202通知该变化。由于新RRM控制器202n不清楚与其他RRM控制器202的关系，因此旧RRM控制器202o向新RRM控制器202n本地发送具有相邻RRM控制器202和优先级的消息，以避免通过NMS 100获得所有这些信息。
从图8可以看出，在RRM控制器重新选择的情况下，NMS 100还将利用例如具有以下参数的更新通知消息(旧RRM控制器202o到NMS 100)更新关于该决定的其他RRM控制器202：
·簇ID
·从属TRP ID
·更新的控制器ID
·更新的RRM划分指示
在这之后，NMS 100可以发送确认，并向区域中的所有RRM控制器202广播具有以下元素的控制器更新(NMS 100到RRM控制器202)消息：
·簇ID
·旧控制器ID
·新控制器ID
·从属TRP的ID
·更新的RRM划分指示
最后，旧RRM控制器202o可以向新RRM控制器202n发送消息，即控制器信息(旧到新RRM控制器)，以提供关于该区域中其他RRM控制器202的信息以及它们之间的优先级。此消息的元素可以如下：
·簇ID
·相邻的控制器ID
·簇201内的控制器ID
·RRM控制器202之间的优先级
在接收到该消息时，RRM控制器202相互通信，如上文所述。
现在总结本发明的优点。特别地，即使没有物理中心节点，本发明也能够使用集中式RRM解决方案。图9示出了一些指示性结果，其中使用3GPP LTE作为模拟的基线(常规TRP部署，40个用户均匀分布，3GPP UMi信道，理想BH)对9个TRP的簇201执行集中干扰管理。如图9所示，在分布式RRM的情况下，对于这种特定的模拟设置，用户频谱效率较低。
另一方面，对于簇中至多3个TRP的集中式解决方案，每个回程链路需要转发的信令开销和数据反馈(例如对于JT CoMP)将较高，但对于数量较大的集中式RRM簇则需要较少的回程用于数据交换开销。从图10可以看出，在集中式CoMP中，负载线性增加(2×TRP数量)，而对于大型簇而言，负载可以比分布式低得多。
总之，提供了一种解决方案，用于将RRM控制器202适应地布置在不同的TRP中，同时考虑了处理能力、容易到达其他TRP、负载条件和切片要求。该解决方案还考虑了配置所需的信令，其中目标是在变化的情况下最小化信令以实现快速响应时间。
这提供了1)成本效率，因为不再需要每个簇的专用实体；2)对动态变化的RAN环境的适应；3)预期控制面延迟更低，因为对多个RRM控制器202中的RRM功能的分布允许一些控制信息在本地交换；4)RAN中的切片感知对RAN设计的影响最小。
本发明还提供了一种用于在考虑回程条件、RAN特性和切片感知的情况下将RRM功能适应地布置在不同的TRP中的解决方案。这将提供1)给定RAN回程/接入资源情况，在需要时提供最复杂的RRM(例如，对于eMBB)；2)RAN中的切片感知对RAN设计的影响最小；3)当不同切片在快速变化的环境中需要额外的资源时(例如，用于关键通信)，切片之间RRM的本地处理。
已经结合作为示例的各种实施例及实施方式对本发明进行了说明。然而，通过对附图、本公开和独立权利要求的研究，本领域技术人员和实践所要求保护的发明的技术人员可以理解并实现其他变型。在权利要求书以及说明书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个元件或其他单元可以实现权利要求中记载的若干实体或项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施并不表示这些措施的组合不能用于有利的实施方式。

Claims (16)

1.一种无线电资源管理RRM配置设备(100)，用于包括多个接入节点的网络(200)，其配置用于：
将所述网络(200)的所述多个接入节点划分为簇(201)；
选择每个簇(201)中的至少一个接入节点作为RRM控制器(202)，并确定每个簇(201)中所述未选择的接入节点作为从属节点(203)；
为每个簇(201)选择所述相应簇(201)的每个从属节点(203)与所述至少一个RRM控制器(202)之间的RRM划分；以及
向每个接入节点发送关于其簇(201)、所述簇(201)的所述至少一个RRM控制器(202)和所述选择的RRM划分的信息。
2.根据权利要求1所述的RRM配置设备(100)，其配置用于：
基于与所述簇(201)相关联的至少一个网络切片的类型来选择所述RRM划分。
3.根据权利要求1或2所述的RRM配置设备(100)，其配置用于：
基于所述从属节点(203)到所述至少一个RRM控制器(202)的回程质量和/或基于所述相应簇(201)的所述接入节点的平均负载，为每个簇(201)选择所述相应簇(201)的从属节点(203)与所述至少一个RRM控制器(202)之间的所述RRM划分。
4.根据权利要求3所述的RRM配置设备(100)，还配置用于：
选择所述RRM划分：
作为将在所述至少一个RRM控制器(202)处完全执行的集中式RRM，如果所述回程质量是理想的且如果所述平均负载低于阈值；或者
作为将在所述簇(201)的所述接入节点之间分布执行的分布式RRM，如果所述回程质量是理想的且如果所述平均负载高于阈值；或者
作为半集中式RRM，其中在所述簇(201)的所述接入节点之间分布执行第一类型RRM，且在所述至少一个RRM控制器(202)处执行第二类型RRM，如果所述回程质量不理想。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的RRM配置设备(100)，其配置用于：
基于以下的至少一个选择每个簇中的所述至少一个接入节点作为RRM控制器(202)：
所述簇(201)的所述接入节点的处理能力；
所述簇(201)的所述接入节点的平均负载；
对于所述簇(201)的每个接入节点，具有理想回程质量的相邻接入节点数；
与所述簇(201)相关联的至少一个网络切片的服务等级协议SLA要求或KPI。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的RRM配置设备(100)，其配置用于：
基于与所述簇(201)相关联的网络切片的类型，确定所述选择的RRM控制器(202)之间的优先级，
其中，所述发送的信息包括所述确定的RRM控制器的优先级。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的RRM配置设备(100)，其配置用于：
通过使用基于图的算法将所述网络(200)的所述多个接入节点划分为所述簇(201)并选择所述RRM控制器(202)，
其中所述图包括所述接入节点，并且其中接入节点之间的边缘表示这些接入节点之间的协调的适合性。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的RRM配置设备(100)，其配置用于：
在接收到触发事件时，开始将所述网络(200)的所述多个接入节点划分为所述簇(201)，所述触发事件优选地为切片实例化请求。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的RRM配置设备(100)，其配置用于：
根据以下至少一个选择簇的大小：
与所述簇(201)相关联的网络切片数；
所述网络切片的KPI；
每个网络切片的用户数；以及
每个网络切片的负载条件和回程条件。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的RRM配置设备(100)，其中，
所述发送的信息至少包括簇ID、至少一个RRM控制器ID和关于所述RRM划分的指示。
11.一种系统，包括根据权利要求1到10中任一项所述的RRM配置设备(100)和所述多个接入节点，其中由所述RRM配置设备(100)选择作为簇的RRM控制器的接入节点配置用于：
动态地适应所述簇(201)中从属节点(203)和所述至少一个RRM控制器(202)之间的所述RRM划分。
12.根据权利要求11所述的系统，其中簇(201)的从属节点(203)配置用于：
向所述簇(201)的所述至少一个RRM控制器(202)发送RRM划分适应请求消息，以便在由以下的至少一个触发时启动所述RRM划分的所述动态适应：
所述从属节点(203)和所述至少一个RRM控制器(202)之间的回程条件的改变；
高于阈值的用户密度；
高于阈值的平均用户移动性信息；
与所述簇(201)相关联的网络切片的优先级的改变。
13.根据权利要求11或12所述的系统，其中由所述RRM配置设备(100)选择作为簇(201)的RRM控制器(202)的接入节点还配置用于：
确定所述簇(201)的从属节点(203)成为新的RRM控制器；以及
向所述RRM配置设备(100)发送关于所述新的RRM控制器的通知。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的系统，其中由所述RRM配置设备(100)选择作为簇(201)的RRM控制器(202)的接入节点还配置用于：
向由所述RRM配置设备(100)选择作为RRM控制器(202)的另一个接入节点发送无线电资源改变请求，以重新协商所述无线电资源的利用。
15.一种无线电资源管理RRM配置方法，包括以下步骤：
将网络的多个接入节点划分为簇(201)；
选择每个簇(201)中至少一个接入节点作为RRM控制器(202)，并确定每个簇(201)中所述未选择的所述接入节点作为从属节点(203)；
为每个簇(201)选择所述相应簇(201)的每个从属节点(203)与所述至少一个RRM控制器(202)之间的RRM划分；以及
向每个接入节点发送关于其簇(201)、所述簇(201)的所述至少一个RRM控制器(202)和所述选择的RRM划分的信息。
16.根据权利要求15所述的RRM配置方法，还包括：
动态地适应簇(201)中从属节点(203)和所述至少一个RRM控制器(202)之间的所述RRM划分；和/或
确定簇(201)的从属节点(203)以成为新的RRM控制器。
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