專利名稱：用于調(diào)度電信系統(tǒng)中的控制的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電信系統(tǒng)，更具體地，涉及在這種系統(tǒng)中的調(diào)度控制。
背景技術(shù)：
在許多通信系統(tǒng)中，從網(wǎng)絡(luò)側(cè)執(zhí)行用戶的調(diào)度，因而用戶的調(diào)度有時被稱為基于網(wǎng)絡(luò)的多用戶調(diào)度。例如，在前幾代系統(tǒng)中，調(diào)度通常作為網(wǎng)絡(luò)控制器中的操作單元進行工作。隨著HSPA(高速分組接入)和類似的現(xiàn)代系統(tǒng)的發(fā)展，調(diào)度被重新部署到Node B。例如，HSPA通?；谙滦墟溌分械母咚傧滦墟溌贩纸M接入(HSPDA)和上行鏈路中的增強上行鏈路(EUL)。增強上行鏈路(EUL)有時被稱為高速上行鏈路分組接入(HSUPA)。HSPDA是提供更高數(shù)據(jù)率的平滑演進路徑的WCDMA (寬帶碼分多址)的增強。HSPDA 是在3GPP版本5中規(guī)定的，且包括諸如高速下行鏈路共享信道(HS-DSCH)的附加傳輸和控制信道。EUL是在3GPP版本6中規(guī)定的，且包括諸如增強專用信道(E-DCH)的附加傳輸和控制信道。HSDPA的實施方式通過在許多用戶中對小區(qū)的公共資源的有效共享、對即時無線電信道條件的傳輸參數(shù)的快速適配；增加的峰值比特速率和降低的時延，來實現(xiàn)容量和終端用戶感知的改進?？焖僬{(diào)度是選擇哪個(些)用戶在給定傳送時間間隔(TTI)中傳送的機制。因為分組調(diào)度器控制用戶中共享資源的分配，并主要確定系統(tǒng)的整體行為，所以分組調(diào)度器是HSDPA系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵元件。事實上，調(diào)度器決定服務(wù)哪些用戶，并且與鏈路適配機制密切協(xié)作，決定應當針對每個用戶使用哪種調(diào)制、功率和多少代碼。這產(chǎn)生了實際端用戶比特速率和系統(tǒng)容量。使用信道相關(guān)調(diào)度，在用戶間共享HS-DSCH下行鏈路，以利用有利的信道條件，從而實現(xiàn)可用無線資源的最佳利用。如上所述，調(diào)度典型包括根據(jù)某一優(yōu)先級順序，向用戶分配通信資源。調(diào)度算法通常通過使用一個或多個度量來確定用戶的優(yōu)先級?；跓o線信道質(zhì)量的時延因素和可選的其它因素通常用于向用戶授權(quán)調(diào)度優(yōu)先級。例如，在MMTel服務(wù)中，無線接入網(wǎng)中的時延是重要度量。已知針對下行鏈路的所謂時延敏感調(diào)度器可以獲得針對MMTel服務(wù)(如IP上語音業(yè)務(wù))的相當好的性能。與下行鏈路中的HSDPA類似，在上行鏈路中存在針對E-DCH的分組調(diào)度器。然而， 不同于調(diào)度器和傳送緩沖器位于節(jié)點B的HSDPA，針對上行鏈路情況，要傳送的數(shù)據(jù)位于用戶設(shè)備中。調(diào)度器將通常按照請求-授權(quán)原則進行操作，其中用戶設(shè)備(UE)請求允許發(fā)送數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)上的調(diào)度器決定何時以及多少終端將被允許這樣做。傳送請求將通常包含與傳送數(shù)據(jù)緩沖器的狀態(tài)、終端側(cè)的隊列及其可用功率余量有關(guān)的數(shù)據(jù)。標準預見兩種基本調(diào)度方法，即，長期授權(quán)將會被發(fā)布給多個終端，所述多個終端可以使用碼復用同時發(fā)送它們的數(shù)據(jù)，而另一方面，短期授權(quán)允許終端在時域的復用。具體地，針對增強上行鏈路，調(diào)度器控制允許UE何時且以何種數(shù)據(jù)速率進行傳送。通過增大傳送功率，UE可以以更高數(shù)據(jù)速率傳送。然而，從特定UE接收到的功率表示針對其它UE的干擾。因而，EUL的“共享資源”典型為小區(qū)中的可容忍干擾量。為了控制上行鏈路干擾，節(jié)點B處的調(diào)度器將向UE分配與最大數(shù)據(jù)速率相對應的值授權(quán)。調(diào)度器需要與UE狀態(tài)有關(guān)的信息。通常，信息越詳細，調(diào)度器做出準確和有效決定的可能性越大。在EUL中，存在從UE到節(jié)點B傳遞調(diào)度信息的兩種機制帶外信令和帶內(nèi)信令。通過在增強專用物理控制信道(E-DPCCH)上傳送的單個所謂“快樂比特”實現(xiàn)帶外信令。帶內(nèi)信令提供了更詳細的信息，且在增強專用物理數(shù)據(jù)信道(E-DPDCH)上傳送。用于增強上行鏈路的調(diào)度器調(diào)度多個用戶的EUL業(yè)務(wù)。EUL用作WCDMA下行鏈路中高速下行鏈路分組接入服務(wù)的對方。EUL和HSDPA共同提供了針對WCDMA蜂窩系統(tǒng)的移動寬帶供應的骨干。調(diào)度器以閉環(huán)方式操作，其中響應于傳送請求和空中接口負載(測量) 來發(fā)布傳送授權(quán)(控制信號)。3GPP標準向信道提供特定關(guān)聯(lián)容量、范圍和時延特性。很明顯，控制環(huán)是關(guān)于非線性約束和各種狀態(tài)的許多離散范圍動態(tài)變化的?，F(xiàn)有調(diào)度器功能的主要問題在于，現(xiàn)有調(diào)度器功能不能正確地考慮控制環(huán)的復雜多輸入多輸出特性，事實上，調(diào)度器是在不考慮現(xiàn)代和系統(tǒng)控制理論的情況下設(shè)計的，可以預期，將產(chǎn)生次優(yōu)性能。因而，需要改進調(diào)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及電信系統(tǒng)中的調(diào)度控制。尤其，本發(fā)明涉及針對EUL的改進的調(diào)度環(huán)控制。在包括節(jié)點和多個相關(guān)聯(lián)的用戶設(shè)備的電信系統(tǒng)中的上行鏈路調(diào)度控制方法中， 執(zhí)行以下步驟識別Sio調(diào)度環(huán)輸出信號、調(diào)度環(huán)輸入信號、以及調(diào)度環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)；基于所識別的調(diào)度環(huán)輸出和輸入信號的至少一個子集和所述調(diào)度環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)，確定S20代表所述系統(tǒng)中的調(diào)度環(huán)的動態(tài)空間狀態(tài)模型。接下來，測量S30并存儲S40所識別的調(diào)度環(huán)輸出信號和所識別的調(diào)度環(huán)輸入信號的至少一個子集。最后，基于與所確定的動態(tài)空間狀態(tài)模型、所存儲的調(diào)度環(huán)輸入信號、以及所存儲的調(diào)度環(huán)輸出信號相關(guān)的準則的優(yōu)化，控制S50 所述調(diào)度環(huán)的多個用戶設(shè)備。本發(fā)明的優(yōu)點包括針對EUL的增強的小區(qū)容量針對EUL的增大的穩(wěn)定性余量針對EUL的增大的小區(qū)覆蓋改進的小區(qū)穩(wěn)定性控制


可以通過參考以下描述并結(jié)合附圖，最佳地理解本發(fā)明及本發(fā)明的其它目的和優(yōu)
點，其中
圖1是可以實現(xiàn)本發(fā)明的電信系統(tǒng)的示意性說明；圖2是熱噪聲增加量的圖示；圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的示意流程圖；圖4a_4b是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實施例的示意框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實施例的另一示意框圖。
縮寫
DL下行鏈路
E-AGCH增強接入授權(quán)信道
E-DPCCH增強專用物理控制信道
E-DPDCH增強專用物理數(shù)據(jù)信道
E-HICH增強混合ARQ指示符信道
E-RGCH增強相對授權(quán)信道
E-TFCI增強傳輸格式組合標識符
EUL增強上行鏈路
HSDPA高速下行鏈路分組接入
HSPA高速分組接入
HSUPA高速上行鏈路分組接入
LQG線性二次高斯
MPC模型預測控制
RBS無線基站
RLC無線鏈路控制
TTI傳送時間間隔
UE用戶設(shè)備
UL上行鏈路
WCDMA寬帶碼分多址
具體實施例方式作為示例，參照圖1，將在EUL的上下文中對本發(fā)明進行描述。然而，同樣的原則也可以應用于諸如LTE系統(tǒng)中的上行鏈路調(diào)度之類的其它系統(tǒng)。參照圖1，電信系統(tǒng)包括與核心網(wǎng)絡(luò)進行通信的多個無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)。每個RNC控制多個邏輯節(jié)點-節(jié)點B，并負責呼叫建立、其所負責小區(qū)中的服務(wù)質(zhì)量處理和無線資源管理。此外，每個RNC處理自動重傳請求(ARQ)、錯誤數(shù)據(jù)的重傳。每個節(jié)點B負責物理層處理，如糾錯編碼、調(diào)制和擴頻、以及基帶到從天線發(fā)射的射頻信號的轉(zhuǎn)換。節(jié)點B負責在一個或多個小區(qū)中的傳送和接收。 最后，每個節(jié)點B支持在其小區(qū)覆蓋內(nèi)的一個或多個無線設(shè)備(UE)。為了使讀者理解本發(fā)明的益處和細節(jié)，以下將提供對當前調(diào)度及其問題的詳細討論。WCDMA增強上行鏈路致力于將業(yè)務(wù)調(diào)度到上行鏈路干擾情況有利的時間，從而以比之前更好的方式利用空中接口資源?？罩薪涌谪撦d典型通過基于熱電平的噪聲上升(表示為熱噪聲增加量(ROT)的量)來測量。該思想在圖2中示出。極限(pole)容量是與無窮大噪聲上升相對應的上行鏈路的有限理論比特速率。如前所述，上行鏈路數(shù)據(jù)信道表示為E-DPDCH。該信道支持高速率。然而，在調(diào)度控制中不涉及E-DPDCH，調(diào)度控制相反是表示為E-DPCCH的相應控制信道的任務(wù)。例如，該信道承載從每個用戶設(shè)備到EUL調(diào)度器的速率請求(測量信號)。也有支持EUL的下行鏈路信道。這些信道中的第一個是E-AGCH信道，該信道承載給每個UE的絕對授權(quán)(控制信號)。該信道將在本發(fā)明具體實施方式
的最后進行討論。更外圍的是E-RGCH信道，該信道承載從節(jié)點B到UE的相對授權(quán)(也是控制信號)。最后，E-HICH信道承載ACK/NACK信息， 在調(diào)度中并不直接涉及E-HICH信道。以上提及的授權(quán)是發(fā)信號通知給每個UE的、指示它可以用于傳送的速率(實際上是功率)的量。UE能夠但是并不需要使用其全部授權(quán)。相對授權(quán)用于控制相鄰小區(qū)中的干擾，這些可以僅一次一步地減少UE的當前授權(quán)。強調(diào)僅可以使用離散數(shù)量的授權(quán)等級。針對有興趣的讀者，例如在[1]中可獲得關(guān)于EUL的更多細節(jié)。如前所述，每個節(jié)點B中的調(diào)度器的任務(wù)是調(diào)度EUL用戶業(yè)務(wù)，以在執(zhí)行多個任務(wù)的同時提高用戶和小區(qū)容量。這些任務(wù)包括保持跟蹤空中接口小區(qū)負載、避免會引起小區(qū)不穩(wěn)定和覆蓋丟失的過調(diào)度、以及保持跟蹤其它可用業(yè)務(wù)，象傳輸資源和硬件。此外，調(diào)度器接收、測量并估計與調(diào)度操作相關(guān)的量，并主要以授權(quán)功率/比特速率的形式向UE傳送命令。當這樣做時，調(diào)度器需要在3GPP標準引入的約束下進行操作，這些約束是例如有限的授權(quán)傳送容量。授權(quán)傳送時延。授權(quán)步進(st印up)速率限制。授權(quán)命令和測量信號的量化。標準有限UE狀態(tài)信息。粗量化信息的擴展使用。現(xiàn)有技術(shù)中的調(diào)度器是在沒有控制理論設(shè)計規(guī)則的正確應用的情況下設(shè)計的。在一種已知的調(diào)度解決方案中，例如，按照優(yōu)先級列表中定義的順序，只要資源可用，便給予 UE最大比特速率。然后，在缺少資源的情況下，調(diào)用過載處理。該過載處理將具有最佳授權(quán)的UE的優(yōu)先級降低為非常低的優(yōu)先級，從而導致在與高速率用戶相沖突的情況下的切換。 由于在調(diào)度生效之前具有停滯時間(dead time)，這導致了容量損失。其它方面包括調(diào)度僅基于空中接口負載生效的事實，即，針對其它UE的先前的調(diào)度命令并不用于預測空中接口負載，這引起其它損失。如前所述，UE形成調(diào)度控制環(huán)的不可或缺的部分。在這方面，感興趣的不是 E-DPDCH信道上的數(shù)據(jù)傳遞。而是根據(jù)3GPP標準的UE的操作。每個UE根據(jù)以下執(zhí)行操作。在E-AGCH信道(控制信號)上接收絕對授權(quán)。有四個信道，然而，僅有一個絕對授權(quán)可以在每個信道上的每個TTI進行傳送。因而使用隊列，這導致了時變時延。UE還在E-RGCH 信道(控制信號)上接收相對授權(quán)。相對授權(quán)僅可以通過單步降低UE的調(diào)度授權(quán)。此外， 這些在針對UE形成調(diào)度授權(quán)時使用，因而調(diào)度授權(quán)基于絕對和相對授權(quán)。調(diào)度授權(quán)是UE 用于傳送的實際授權(quán)。此外，每個用戶設(shè)備使用絕對授權(quán)和相對授權(quán)來計算要用于數(shù)據(jù)傳送的功率。這使用貝塔因子來表示，貝塔因子根據(jù)調(diào)度授權(quán)的非線性函數(shù)來計算，也考慮到 UE的絕對輸出功率電平。從絕對和相對授權(quán)的接收直至貝塔因子用于傳送，存在與該過程相關(guān)聯(lián)的時延。顯然，每個用戶設(shè)備還根據(jù)所計算的貝塔因子來傳送用戶數(shù)據(jù)。此外，每個用戶設(shè)備執(zhí)行快樂比特(測量信號)的確定，并將快樂比特發(fā)信令通知位于節(jié)點B中的RBS的調(diào)度器。如果不快樂，則UE請求更高比特速率，確定調(diào)度信息(測量信號)，并向RBS的調(diào)度器發(fā)信令通知調(diào)度信息。調(diào)度信息基于允許調(diào)度器針對UE作出調(diào)度決定的RLC緩沖器中的數(shù)據(jù)量，以及確定所使用的傳輸格式(E-TFCI)和發(fā)信令通知所使用的傳輸格式。例如，這攜帶由UE應用的實際貝塔因子，從而支持向調(diào)度器提供當前空中接口負載信息的負載估計器。根據(jù)當前的3GPP標準，典型地，依據(jù)UE是僅支持IOms TTI (TTI大致是調(diào)度采樣周期)，還是也支持ans TTI，將UE分為不同類別。它們的最大比特速率也影響UE的類另|J。 細節(jié)見表1。表1 用戶設(shè)備類別
權(quán)利要求
1.一種在包括節(jié)點和多個相關(guān)聯(lián)的用戶設(shè)備的電信系統(tǒng)中的上行鏈路調(diào)度控制方法， 其特征在于識別(Sio)調(diào)度環(huán)輸出信號、調(diào)度環(huán)輸入信號、以及調(diào)度環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)；基于所識別的調(diào)度環(huán)輸出和輸入信號的至少一個子集和所述調(diào)度環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)，確定 (S20)代表所述系統(tǒng)中的調(diào)度環(huán)的動態(tài)空間狀態(tài)模型；測量(S30)所識別的調(diào)度環(huán)輸出信號和所識別的調(diào)度環(huán)輸入信號的至少一個子集；存儲(S40)所測量的調(diào)度環(huán)輸出信號和所測量的調(diào)度環(huán)輸入信號的所述至少一個子集；基于與所確定的動態(tài)空間狀態(tài)模型、所存儲的調(diào)度環(huán)輸入信號、以及所存儲的調(diào)度環(huán)輸出信號相關(guān)的準則的優(yōu)化，控制(S50)所述調(diào)度環(huán)的所述多個用戶設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述動態(tài)狀態(tài)空間模型、所存儲的調(diào)度環(huán)輸入信號和所存儲的調(diào)度環(huán)輸出信號中的至少一個，估計所述調(diào)度環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所確定的動態(tài)空間狀態(tài)模型包括動態(tài)狀態(tài)模型、測量模型和約束的組合。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所確定的動態(tài)狀態(tài)空間模型表示所述系統(tǒng)的空中接口上行鏈路負載。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所識別和/或所測量的調(diào)度環(huán)輸出信號包括影響空中接口負載的參數(shù)，如接收已調(diào)度/未調(diào)度上行鏈路功率/S^、接收總寬帶功率、接收調(diào)度增強上行鏈路功率共享、熱噪聲增量、用戶設(shè)備速率請求中的至少一個。
6.如權(quán)利要求3-4任一所述的方法，其特征在于，所識別和/或所測量的調(diào)度環(huán)輸入信號包括絕對功率授權(quán)基準、絕對功率授權(quán)控制、相對功率授權(quán)控制。
7.如權(quán)利要求3-4任一所述的方法，其特征在于，所識別的調(diào)度環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)包括服務(wù)授權(quán)、上行鏈路小區(qū)負載、上行鏈路功率/S^、所傳送的UE資源、速率請求、負載測量中的至少一個。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所傳送的UE資源包括在節(jié)點B中生成的絕對授權(quán)和相對授權(quán)的至少一個子集。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述UE速率請求包括在UE中看到的快樂比特和調(diào)度信息的至少一個子集。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述負載測量包括小區(qū)覆蓋、穩(wěn)定性、已調(diào)度和未調(diào)度的至少一個子集。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述約束包括控制信號約束和狀態(tài)約束。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制信號約束包括絕對授權(quán)和絕對授權(quán)的步長的至少一個子集。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述狀態(tài)約束包括所傳送的絕對授權(quán)、所傳送的相對授權(quán)、與穩(wěn)定性相關(guān)的預測負載、與覆蓋相關(guān)的預測負載的至少一個子集。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述系統(tǒng)模型包括χ (t+1) = f (x(t), u(t, T)) +w (t)y(t) = h(x(t)，u(t，T))+e(t)O^≤g(x(t),u(y,T))其中x(t)表示狀態(tài)矢量，u (t)表示控制信號矢量，T表示時延矢量，w(t)表示系統(tǒng)干擾，y(t)表示測量，以及e(t)表示測量干擾，f()、h()和g()是基于系統(tǒng)的動態(tài)的函數(shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述優(yōu)化步驟包括求解受到 x(t+l) = f (x(t), u(t, T))+w(t)y(t) = h(x(t)，u(t，T))+e(t) 0 彡 g(x(t),u(y,T))的影響的問題〃 W = "^；" "^^)，々’7')，々))，其中J表示所述準則，Ht)表示設(shè)置點序列。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，通過任何模型預測控制技術(shù)來獲得所述優(yōu)化問題的解。
17.—種控制器設(shè)備(1)，用于控制對電信系統(tǒng)中用戶設(shè)備的調(diào)度，其特征在于 用于識別(10)調(diào)度環(huán)輸出信號、調(diào)度環(huán)輸入信號、以及調(diào)度環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)的裝置；用于基于所識別的調(diào)度環(huán)輸出和輸入信號的至少一個子集和所述調(diào)度環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)，確定00)代表所述系統(tǒng)中的調(diào)度環(huán)的動態(tài)空間狀態(tài)模型的裝置；用于測量(30)所述調(diào)度環(huán)輸出信號和所述調(diào)度環(huán)輸入信號的至少一個子集的裝置； 用于存儲GO)所測量的調(diào)度環(huán)輸入信號和至少所測量的調(diào)度環(huán)輸出信號的所述至少一個子集的裝置；用于基于與所確定的動態(tài)空間狀態(tài)模型、所存儲的調(diào)度環(huán)輸入信號、以及所存儲的調(diào)度環(huán)輸出信號相關(guān)的準則的優(yōu)化，(通過控制器)控制(50)所述調(diào)度環(huán)的所述多個用戶設(shè)備的裝置。
全文摘要
在包括節(jié)點和多個相關(guān)聯(lián)的用戶設(shè)備的電信系統(tǒng)中的上行鏈路調(diào)度控制方法中，執(zhí)行以下步驟識別S10調(diào)度環(huán)輸出信號、調(diào)度環(huán)輸入信號、以及調(diào)度環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)；基于所識別的調(diào)度環(huán)輸出和輸入信號的至少一個子集和所述調(diào)度環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)，確定S20代表所述系統(tǒng)中的調(diào)度環(huán)的動態(tài)空間狀態(tài)模型。接下來，測量S30并存儲S40所識別的調(diào)度環(huán)輸出信號和所識別的調(diào)度環(huán)輸入信號的至少一個子集。最后，基于與所確定的動態(tài)空間狀態(tài)模型、所存儲的調(diào)度環(huán)輸入信號、以及所存儲的調(diào)度環(huán)輸出信號相關(guān)的準則的優(yōu)化，控制S50所述調(diào)度環(huán)的多個用戶設(shè)備。
文檔編號H04W72/12GK102598826SQ200980162332
公開日2012年7月18日 申請日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
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