一种用于在无线电网络中对数据传输进行调度的方法

摘要

在用于在无线电网络系统中对用户进行调度的方法和设备中，依赖于用于用户组中每个用户的不可用时间来获得用于每个用户的调度优先级。根据所确定的调度优先级来执行对用户的调度。

说明书

技术领域

本发明涉及用于在无线电网络中对数据传输进行调度的方法和设备。

背景技术

如今存在许多用于蜂窝电信的不同技术。一种这样的现有蜂窝电信技术为宽带码分多址(WCDMA，Wideband Code Division MultipleAccess)。

在WCDMA系统(其是能够以很高的速度在无线电网络上传输数据的强有力的标准)中，诸如移动电话的用户设备(UE)经由无线电信道与基站(通常表示为节点B(Node B))进行通信。基站周围的全部区域可以被分配到称为小区的若干扇区。基站经由在每个小区中所选择的无线电信道来发送和接收信号。通常，基站连接到一个或多个无线电网络控制器节点(RNC)。一个或多个RNC继而连接到核心网络(CN)。CN通常例如经由网关连接到诸如公共交换电话网的其他电信网络或者连接到诸如因特网的分组数据网络。

在宽带码分多址(WCDMA)移动电信系统中，在基站和特定UE之间传输的信息由数学码(诸如扩频码)调制，以区分该UE的不同业务的信息和正在使用相同射频的不同UE的信息。因此，在WCDMA中，经由每个移动无线电设备的数据信号采用其自身独特的码序列来对其信号进行编码。接收器(它已知其所服务的移动无线电设备的码序列)将所接收的信号解码以恢复来自每个无线电设备的数据。

在标准3GPP发布5中，针对WCDMA引入了高速下行链路分组接入(HSDPA)。HSDPA通过定义下面的新的WCDMA信道而实现数据传输速度的增大：高速下行链路共享信道(HS-DSCH)，其以不同于现有DPCH信道的方式工作并且被用于到移动设备的下行链路通信。

与HS-DSCH信道一起还引入了三个新的物理信道。一个为高速共享控制信道(HS-SCCH)，其通知用户在2个时隙后将在HS-DSCH上发送数据。第二个为上行链路高速专用物理控制信道(HS-DPCCH)，其承载用户的确认信息和当前信道质量指示符(CQI)。该值随后被节点B用于调度，包括对用户进行调度和计算要向所调度的UE发送多少数据。第三个下行链路物理信道为高速物理专用共享信道(HS-PDSCH)，其承载由HS-DSCH所传输的信息。

另外，TTI，即传输时间间隔，是WCDMA和其他与从较高层到帧的数据封装(以用于在无线电链路层上传输)有关的数字电信网络中的参数。TTI是指无线电链路上可独立解码的传输的长度。TTI与从较高网络层传递到无线电链路层的数据块的大小有关。

为了防止由于无线电链路上的衰减和干扰而造成的错误，将发射器缓冲器中的数据分成块，然后将块中的比特进行编码并交错(interleave)。传输一个这样的块所需的时间长度决定TTI。在接收器端，给定块的所有比特必须在可以被去交错和解码之前被接收。

为了能够快速地适应无线电链路中的变化的状况，通信系统必须具有较短的TTI。为了从交错效应受益更多和为了提高纠错和压缩技术的效率，系统从整体上必须具有较长的TTI。这两个相互矛盾的要求决定着对TTI的选择。

在3GPP发布’99中，最短的TTI为10ms，并且其可以是20ms、40ms或者80ms。在3GPP发布5中，用于HSDPA的TTI被缩小为2ms。这提供了以下优点：对链路状况的更快的响应，以及使系统能够快速地对到移动设备的传输进行调度，相比于通常的链路状况所述移动设备暂时更满意。

在图1中，示出了空中接口中的HSDPA传输的定时。用于UE的控制信息在HS-DSCH上的相应数据传输之前在HS-SCCH的2个时隙上被发送，以便确保UE有足够的时间来接收和解码必要的信息。基于所述信息，UE确定是否要以及怎样接收随后的HS-DSCH数据。如果UE确定存在承载有用于该特定UE的数据的HS-DSCH，则UE接收所述HS-DSCH数据，并且一旦HS-DSCH接收结束就开始处理所接收的数据。

UE花费大约7.5个时隙来处理所接收的HS-DSCH。然后在HS-DPCCH的第一个时隙上发送用于HS-DSCH的确认信息。从HS-SCCH传输开始到HS-DPCCH传输结束的持续时间大约为15.5个时隙，并且不能被中断，否则数据可能被认为丢失。

为了执行频间切换(IFHO，Inter Frequency Handover)和无线电接入技术间切换(IRAT HO)，要实施用于HSDPA的压缩模式(CPM，ComPressed Mode)。图2示出空中接口中的CPM定时的定时。在“3GPPTS 25.215V6.4.0，技术规范组无线电接入网络；物理层测量(FDD)”中定义了CPM。将使用下列简写：TG：传输间隙；TGPL：帧数形式的传输间隙模式长度；TGCFN：传输间隙连接帧数，它是TG模式序列内的第一模式的第一无线电帧的连接帧数(CFN)；TGSN：传输间隙开始时隙数，它表示从TGPL开始到传输间隙开始的时间偏移；TGL：时隙数形式的传输间隙长度；TGD：时隙数形式的传输间隙开始距离，它是一个传输间隙模式内的两个连续传输间隙的开始时隙之间的持续时间。

另外，对于不同的测量目标有不同的TG模式。下面是一些例子：

用于IFHO的当前默认TG模式为：

TGPL＝4，TGL＝7，TGSN＝4，TGD＝0，TGCFN＝0

用于IRAT HO的当前默认TG模式为：

TGPL＝8，TGL＝7，TGSN＝4，TGD＝0，TGCFN＝0

TGPL＝8，TGL＝7，TGSN＝4，TGD＝0，TGCFN＝2

TGPL＝8，TGL＝7，TGSN＝4，TGD＝0，TGCFN＝6

还有一些被提议的TG模式如下所示：

TGPL＝4，TGL＝14，TGSN＝8，TGD＝0，TGCFN＝0

TGPL＝8，TGL＝14，TGSN＝8，TGD＝0，TGCFN＝0

TGPL＝24，TGL＝14，TGSN＝8，TGD＝0，TGCFN＝4

TGPL＝24，TGL＝14，TGSN＝8，TGD＝0，TGCFN＝12

TGPL＝24，TGL＝14，TGSN＝8，TGD＝0，TGCFN＝20

在TG期间，UE正在初始网络或者具有不同无线电接入技术(RAT)的另一网络中以另一频率进行测量。因此，在这段时间期间UE无法发送信号到初始服务小区或从初始服务小区接收信号。

现在将说明CPM对HSDPA用户的影响。由于从HS-SCCH传输开始到相应的HS-DPCCH传输结束的过程不能被中断，因此应当避免在上述间隙期间以及间隙前15.5个时隙期间调度CPM中的用户。对于7时隙或14时隙的间隙，则可使用的时隙数大约为22.5或29.5个时隙。UE可以工作在多个TG模式下。另外，取决于TGD设置，在一个模式内可能存在若干间隙。

另外，UE可以处于CPM中若干秒或者更长，在此期间相比于UE进入CPM之前UE遭受更长的分组延迟。

必须考虑的另一因素是CPM中的UE通常遭受非常差的信道质量。对于诸如比例公平或最大的信道质量指示符(CQI)(其考虑信道质量)之类的一些调度器，CPM中的UE的调度延迟非常大，即使不考虑间隙的影响也是如此。

因此，由于差的信道质量以及传输间隙二者，CPM中的UE相比于未处于CPM中的那些UE经受非常大的分组延迟。CPM中的UE还存在由于由T 1定时器到期和达到了最大调度延迟(如果在诸如高速介质访问协议(MAC-hs)延迟调度器的调度器中存在最大延迟阈值设置的话)而造成的重传输失败从而经受高分组丢失的高风险。

发明内容

本发明的一个目的是提高无线电系统中的性能，所述无线电系统具有在相同无线电网络内以不同的模式工作的用户。

本发明的另一个目的是克服或者至少减少与调度器尤其是用于支持CPM的无线电网络中的调度器相关联的一些问题。

这些目的和其他目的通过提供这样的调度器来获得：该调度器可操作用以在调度器中将用户组中的每个用户的不可用时间考虑进去，从而提高这些用户的满意率。

因此，在无线电系统支持CPM的情况中，通过在T_pre期间根据T_unusable增大CPM中的UE的调度优先级，增大了在T_unusable开始之前UE被调度的可能性。这继而将导致CPM中的UE具有增大的可能性来在T_unusable开始之前发出已经排队长时间的分组以及处理重传输。因此，减小了CPM中的UE的分组延迟和分组丢失率。

因此，通过在不可用TTI发生之前增大CPM中的用户的调度可能性，可以减小来自这些不可用TTI的对这些UE的分组延迟和分组丢失率的影响。对于在HSDPA上具有延迟敏感业务的UE来说，这样的分组延迟减小可以提高它们的满意可能性。

包含有针对每个用户的不可用时间作为确定调度优先级的参数因此将提高支持CPM的系统以及其他具有相同或相似属性的系统的整体系统性能。

附图说明

现在将以非限制性的示例的方式并且通过参考附图来更详细地说明本发明，其中：

图1是空中接口中的HSDPA传输的定时的视图。

图2是空中接口中的CPM定时的定时的视图。

图3是支持HSPDA和CPM的WCDMA系统的概略视图。

图4是示出被适配为考虑不可用TTI的调度器中的定时的视图。

图5a-5c是示出在被适配为考虑不可用TTI的调度器中所执行的不同步骤的流程图。

具体实施方式

图3是支持HSPDA和CPM的WCDMA系统300的概略视图。系统300包括基站(节点B)301。基站301对多个通常被称为用户设备(UE)303的移动终端进行服务，所述移动终端位于基站301所覆盖的区域内。基站101也连接到无线电网络控制器节点(RNC)305。系统300还包括调度器307，调度器307与基站301位于相同位置或者是基站301的组成部分。将在下面更详细地说明调度器307的一些方面。

为了减小UE的CPM的负面影响，系统300被配置为在调度(例如MAC-hs调度)时在不可用TTI开始之前的一定时间段内考虑由于间隙而导致的这些不可用TTI的影响。

图4示出当调度器考虑不可用TTI以便减小CPM中的UE的分组延迟和分组丢失率时的例子。在图4中，T_unusable表示由于一个间隙而导致的不可用时隙数。另外，T_pre表示在T_unusable开始之前应当考虑T_unusable的时间段，t₀是T_pre的开始。通过在T_pre期间根据T_unusable增大CPM中的UE的调度优先级，增大了在T_unusable开始之前UE被调度的可能性，这导致CPM中的UE将具有增大的可能性来在T_unusable开始之前发出已经排队了长时间的分组以及处理重传输。结果，减小了CPM中的UE的分组延迟和分组丢失率。

下面有关如何在不同的调度器中实现这样的方法的不同例子被更精密地进行了说明：

例子1：在延迟调度器中的实施。

在每个间隙之前，在T_pre期间即将到来的不可用TTI被用作为延迟：

f(maximum_delay)＝1/(T_MAX-(t_queue+T_unusable))

其中t_queue是与已经排队分组的时间对应的时间，T_MAX是最大允许排队延迟，T_pre是由调度器和不同业务的延迟需求而决定的。

例子2：在比例公平调度器中的实施：

在每个间隙之前，在T_pre期间，将即将到来的不可用TTI看作使用的时间：

$>f(\mathrm{average}\_\mathrm{rate})={\left(\frac{N_b}{t_{\mathrm{used}}+T_{\mathrm{unusable}}}\right)}^{-1}$>

其中t_used是调度优先级计算之前的一定时间段，N_b是在时间t_used期间所传输的比特数，T_pre是由调度器和不同业务的延迟需求而决定的。

例子3：在现有调度器中添加新的优先级系数：

除了所有现有的优先级系数，在T_pre期间可以为处于CPM中的用户添加新的优先级系数，即模式系数：

f(TG_Pattern)＝TGPL_max*5/(TGPL_max*5-T_unusable/3)，TGPL以帧(10ms)为单位，T_unusable以时隙为单位。

其中可以将T_pre设置为当前间隙和上一间隙之间的HSDPA可用TTI数。如果对于CPM中的UE仅存在一种TG模式，则可以将T_unusable设置为TG模式序列的一个模式内的不可用TTI的总和，并且TGPL_max为该TG模式的TGPL。如果对于CPM中的UE存在时分复用的多个TG模式，则TGPL_max为这些TG模式的最大TGPL，并且可以在TG模式序列的具有最大TGPL的一个模式内将Tunusable设置为来自所有这些TG模式的不可用TTI总和。

在确定调度优先级时可以使用下面的示出如何计算如上所述的调度系数的一些例子。

对于比例调度器，

调度优先级＝f(average_rate)*f(CQI)

            *f(retrans)*f(TG_Pattern)

其中f(average_rate)是平均速率的调度系数，f(CQI)是CQI的调度系数，f(retrans)是重传输的调度系数。

对于延迟调度器，

调度优先级＝f(max imum_delay)*f(CQI)

            *f(retrans)*f(TG_Pattern)

其中f(maximum_delay)是最大延迟的调度系数。另外，对于被适配为基于许多不同的调度系数来确定调度优先级的所有调度器来说，在确定调度优先级时可以向不同的调度系数给出不同的权重。因此，在调度器可以访问代表多个不同的调度系数的许多参数的情况下，取决于采用该调度器的环境，可以将调度优先级确定为所有这些参数或其中一些参数的函数。

从可行性前景来看，由于节点B和UE通常在它们同时进入CPM之前1～2s被触发，因此对于节点B来说有足够的时间来提前配置调度器。

在图5a-5c中，对在根据上面所列出的原理而工作的调度器中所执行的不同步骤进行了更详细的说明。

在图5a中，示出了图解在调度器中所执行的步骤的流程图，例如被适配为根据如在此所述的调度方法而运行的MAC-hs调度器。首先在步骤501中调度开始。接着调度器获得有关用户池中的第一用户的信息，步骤503。随即在步骤505中计算用于该特定用户的调度优先级。在步骤505中所执行的计算可以例如是用于获得调度优先级的上述计算中的任一个。然后如步骤507所示，对于池中的所有用户重复步骤503和505。当所有的用户都己被分配了调度优先级时，则调度器根据所确定的用户的优先级来对用户进行调度，步骤509。

在图5b中，示出了图解在调度器中所执行的一些其他步骤的流程图，例如被适配为根据如在此所述的调度方法而运行的MAC-hs调度器。因此，如步骤511所示，调度器307可以在任何时间接收来自RNC 305的特定UE 303将进入CPM的信号。在接收到用于特定UE的这样的信号时，调度器将检查该特定UE是否与HSDPA所提供的延迟敏感业务相关联，步骤513。如果该特定UE与HSDPA所提供的延迟敏感业务相关联，则调度器将被重配置，例如，通过更新用于该特定UE的调度器优先级计算算法来重配置，以反映UE的改变的模式，步骤515。如果该特定UE与HSDPA所提供的延迟敏感业务不相关联，则响应于在步骤511中所接收到的信号而不采取动作。

在图5c中，示出了图解在调度器中所执行的另一些其他步骤的流程图，例如被适配为根据如在此所述的调度方法而运行的MAC-hs调度器。因此，如步骤521所示，调度器307可以在任何时间接收来自RNC305的特定UE 303将退出CPM的信号。在接收到用于特定UE的这样的退出CPM信号时，调度器将检查在进入CPM时该特定UE是否被重配置，步骤523。如果该特定UE被重配置，则调度器将恢复，例如通过更新用于该特定UE的调度器优先级计算算法来恢复，以反映UE的改变的模式，步骤525。如果在进入CPM时该特定UE未被重配置，则响应于在步骤521中所接收到的信号而不采取动作。当然，其他的事件也可能触发调度器更新应用于特定用户的调度器优先级算法，上面的说明仅仅起示例的作用。

对于工作在支持不同技术的系统环境中的用户(诸如支持CPM的无线电网络系统中的HSDPA用户)来说，使用在此所述的方法和系统将导致显著减小的分组延迟和分组丢失率。所述方法易于被实现为产品，并且算法复杂度低。另外，对硬件将没有影响，对软件有很小的影响。