第四代无线电移动网络的调度方法和系统技术方案

提出了一种用于在无线电移动网络(100)中调度用于使用载波聚合传输数据流(f)的服务小区/无线电资源分配对(a

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】第四代无线电移动网络的调度方法和系统
本专利技术一般而言涉及无线通信网络，诸如无线电移动或蜂窝网络，例如2G、3G、4G或LTE/高级-LTE(LTE-Advanced)，以及鉴于新的即将到来的技术，5G(或更高的)蜂窝网络。更具体地，本专利技术涉及异构蜂窝网络，并且涉及用于高效地管理无线电资源块在这样的蜂窝网络中的分配的方法。
技术介绍
蜂窝网络(例如2G、3G、LTE/高级-LTE和即将到来的5G蜂窝网络)允许数据流量(也称为流量负载)在相应陆地区域(小区)上辐射无线电波的固定位置收发器基站(或节点)和小区内的用户装备(例如，诸如蜂窝电话之类的用户终端)之间进行高速传输。蜂窝网络在传播和性能方面已经实验了显著的增长，并且为了面对数据流量需求的指数增长，蜂窝网络最近已经演进成异构蜂窝网络(HetNets)。广义上讲，每个异构蜂窝网络既包括识别所谓的宏小区的相对高功率和宽覆盖的节点(以下称为主节点或宏节点)，又包括识别宏小区内的小小区以便增强整体覆盖和容量的数个较低功率、较小覆盖的节点(以下称为辅助节点或小节点，例如微、微微、毫微微节点)。但是，异构蜂窝网络还引入了技术问题，最突出的问题是共享相同频谱无线电资源的不同蜂窝层之间产生的干扰。为了减轻这些问题，已经提出了诸如“小区间干扰协调(InterCellInterferenceCoordination)”(ICIC)的技术，其包括“小区范围扩展(CellRangeExpansion)”并且为处于小区边缘处的用户装备应用“几乎空白子帧(AlmostBlankSub-frames)”(ABS)，以及载波聚合。载波聚合允许同时使用几个分量载波来提供聚合带宽(例如，高达100MHz)，以便满足针对高峰数据速率的“高级国际移动电信(InternationalMobileTelecommunications-Advanced)”(IMT-Advanced)要求。各个分量载波可以具有LTE支持的不同带宽(例如，从1.4MHz到20MHz的范围)，并且通常可以属于不同频带。这意味着不同的分量载波也可以具有非常不同的覆盖区域，因为传播条件可能从一个分量载波到另一个分量载波变化很大。从这个角度来看，与异构蜂窝网络结合使用的载波聚合可以是有效的干扰减轻技术。已经在一些现有技术工作中研究了具有载波聚合能力的异构蜂窝网络。在2011年6月的IEEECommunicationsMagazine中由K.I.Pedersen、F.Frederiksen、C.Rosa、H.Nguyen、L.G.UGarcia和Y.Wang所写的“CarrierAggregationforLTE-Advanced：FunctionalityandPerformanceAspects”中，以及在2009年9月的IEEECommunicationsMagazine中由L.G.U.Garcia、K.I.Pedersen和P.E.Mogensen所写的“AutonomousComponentCarrierSelection:InterferenceManagementinLocalAreaEnvironmentsforLTE-Advanced”中，作者提出了最终用作低功率小区之间的干扰协调技术的自主载波选择算法。在IEEETransactionsonCommunications中由X.Lin、J.G.Andrews和A.Ghosh所写的“Modelling,AnalysisandDesignforCarrierAggregationinHeterogeneousCellularNetworks”中，作者提出了使用比例公平调度算法用于具有载波聚合的LTEHetNets的负载感知模型。使用该模型，作者分析了与载波聚合和不同的频带部署配置结合的偏移(biasing)的影响。在2013年的IEEEGLOBECOM中由H.Wang、C.Rosa和K.Pedersen所写的“AnalysisofOptimalCarrierUsageforLTE-AHeterogeneousNetworkswithMulticellCooperation”中，作者给出了用于宏小区和微小区的几个载波部署配置之间的比较，并且然后分析了对于每种配置在小区之间应用协作技术的益处。作者解决了将专用载波分配给宏小区和微小区、以及所有载波在所有小区可用(共同信道配置)的极端配置情况以及两种其它混合配置。他们还考虑了两种蜂窝协作技术，eICIC和“站点间/站点内CA(inter/intrasiteCA)”，其允许用户连接到不同载波上的两个不同基站(多流CA)。在2010年5月的IEEETransactionsonWirelessCommunications中由Y.Wang、K.I.Pedersen、T.B.Sorensen和P.E.Mogensen所写的“CarrierLoadBalancingandPacketSchedulingforMulti-CarrierSystems”中，作者提出了两步程序，其中在不同载波之间的负载平衡在资源根据基于比例公平的调度器进行分配之前被执行。针对传统用户之间的负载平衡提出了两种方法：一种将新用户分配给具有最低负载的载波的轮询(round-robin)方案，以及一种将新用户在载波上随机分派的移动散列(mobilehashing)方案，其目的是确保长期跨载波的平衡的负载。启用CA的用户将在所有可用的CC上被自动分派。提出了两种版本的比例公平调度算法：独立调度方案，其中每个CC上的用户独立于其它CC进行调度，以及跨CC调度，其中考虑其它CC中的调度而执行调度。后一版本旨在增强对不支持载波聚合的用户的公平性。在K.Sundaresan和S.Rangarajan的“EnergyEfficientCarrierAggregationAlgorithmsforNextGenerationCellularNetworks”，IEEEICNP2013中，作者解决了在其中出于节能目的用户仅被分派可用载波的子集的场景中的资源分配问题。
技术实现思路
本申请人已经认识到，所引用的现有技术解决方案中没有完全令人满意的。事实上，在Pedersen和Garcia的工作中，没有解决关于一旦载波选择被执行时资源分配的问题，在Lin和H.Wang的工作中，没有解决资源分配问题(而是使用比例公平的调度器来调度在每个载波处可用的资源)，而在Sundaresan的工作中，干扰方面没有被处理，因为作者只考虑了单小区的LTE网络。鉴于上述情况，本申请人已经处理了制定以下这样的简单且有效的解决方案的问题：该解决方案旨在在LTE网络中进行组合异构双层网络和载波聚合的无线电资源分配。更具体地，与以上提到的工作不同，所提出的解决方案通过处理由于网络的异构性而发生(transpire)的两个问题(即小区间干扰，以及由具有潜在的非常不同的传播和覆盖特性的多个载波的可用性强加的复杂性)在资源分配问题上得到解决，此外，所提出的解决方案联合地解决载波选择和资源分配，同时考虑到在为具有启用CA和传统终端的两种用户服务的网络场景中的干扰。本专利技术的一个或多个方面在独立权利要求中阐述，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在无线电移动网络(100)中调度服务小区/无线电资源分配对(a

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在无线电移动网络(100)中调度服务小区/无线电资源分配对(ak)以用于使用载波聚合来传输数据流(f)的方法(200)，其中每个服务小区/无线电资源分配对包括服务小区以及该服务小区的被分配用于使用载波聚合来传输数据流(f)的无线电资源，在每个调度周期(k)，该方法(200)包括：在所述数据流(f)中，确定(210-220)在当前调度周期(k)尚未完成传输的活动数据流(fa)，以及对于每个活动数据流(fa)，迭代：-确定(225)适于提供活动数据流(fa)的传输的候选服务小区(sc,Sak)；-对于每个候选服务小区(sc,Sak)的每个无线电资源，确定(230)用于该活动数据流(fa)的信号与噪声加干扰比估计(SINRrk(sc,u))；-根据所述信号与噪声加干扰比估计(SINRrk(sc,u))以及根据对其它活动数据流(fa)引起的干扰的指示来将加权参数(W)与每个候选服务小区/无线电资源对相关联；-基于与候选服务小区/无线电资源对相关联的加权参数(W)，在所述候选服务小区/无线电资源对中确定(240-245)潜在分配对(sc*,r*)，并且计算(250)能够由到目前为止确定的分配对和潜在分配对传输的潜在数据量(dtemp)，以及-如果(255)所述潜在数据量(dtemp)高于能够由到目前为止针对所有活动数据流(fa)确定的分配对传输的总数据量(dcurr)，则将所述潜在分配对(sc*,r*)识别(260)为分配对(ak)。2.如权利要求1所述的方法(200)，其中在所述数据流(f)中，所述确定(210-220)活动数据流(fa)还包括向每个活动数据流(fa)分派(215)指示剩余要完成传输的活动数据流的数据量相对于传输时限的紧急度值(urgency(fa))，并且其中对于每个活动数据流(fa)的所述迭代包括通过减小分派给每个活动数据流(fa)的紧急度值(urgency(fa))来对该活动数据流(fa)进行迭代。3.如权利要求1或2所述的方法(200)，其中对于每个候选服务小区(sc,Sak)的每个无线电资源，所述信号与噪声加干扰比估计(SINRrk(sc,u))基于：在候选服务小区(sc,Sak)和与正在评估的活动数据流(fa)相关联的用户装备(UEu)之间经历的衰减A(sc,u)。4.如权利要求3所述的方法(200)，其中所述衰减(A(sc,u))依赖于：与候选服务小区(sc,Sak)相关联的网络节点(105b)的天线增益(GT)，天线图案因子(AP(θb,u))，以及在网络节点(105b)和用户装备(UEu)之间经历的路径损耗(PL(sc,u))。5.如前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中所述确定(230)信号与噪声加干扰比估计(SINRrk(sc,u))还包括，对于每个活动数据流(fa)：根据所述信号与噪声加干扰比估计(SINRrk(sc,u))确定(230)能够在当前调度周期(k)期间由每个候选服务小区/无线电资源对传送的第一数据量以及将当前调度周期期间由候选服务小区/无线电资源对实际传送的第二数据量确定(230)为所述第一数据量与尚未发送的活动数据流的数据之间的最小值。6.如权利要求5所述的方法(200)，其中对于每个活动数据流(fa)，对其它活动数据流(fa)引起的干扰的所述指示包括由所述其它活动数据流(fa)经历的干扰之和给出的污染值。7.如权利要求6所述的方法(200)，其中根据所述信号与噪声加干扰比估计(SINRrk(sc,u))以及根据对其它活动数据流(fa)引起的干扰的指示将加权参数(W)与每个候选服务小区/无线电资源对进行所述关联(235)包括，对于每个活动数据流(fa)：通过将所述第二数据量除以所述污染值来计算(235)加权参数(W)。8.如前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中在所述数据流(f)中所述确定(210-220)在当前调度周期(k)尚未完成传输的活动数据流(fa)、以及所述迭代是通过评估无线电移动网络(100)的每个无线电资源来执行的。9.如前述权利要求中任一项所述的方法(200)，其中所述识别(260)所述潜在分配对(sc*,r*)作为分配对(ak)还包括对于所有活动数据流(fa)，使得等于刚被识别为分配对(ak)的所述潜在分配对(sc*,r*)的每个候选服务小区/无线电资源对不可用(260)，一旦使得所有候选服务小区/无线电资源对不可用，该方法(200)就停止。10.如权利要求9所述的方法(200)，其中对于所有活动数据流(fa)，所述使得等于刚被识别为分配对(ak)的所述潜在分配对(sc*,r*)的每个候选服务小区/无线电资源对不可用(260)是通过将与活动数据流(fa)相关联的对应加权参数(W)归零来实施...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·卡莱迪，C·F·基亚塞里尼，G·M·德尔埃拉，Z·利马尼，B·麦利斯，
申请(专利权)人：意大利电信股份公司，都灵理工学院，
类型：发明
国别省市：意大利,IT