移动通信系统中的基站以及调度方法
【专利摘要】移动通信系统中的基站，包括：质量信息取得部，取得表示用户装置的无线信道状态的质量信息；阈值决定部，根据质量信息，对每个用户装置决定关于数据滞留量以及数据滞留时间中的至少一个的阈值；调度部，对数据滞留量以及数据滞留时间中的所述至少一个超过所述阈值的用户装置，计算调度系数，并至少根据调度系数的大小，对用户装置分配无线资源；以及通知部，对用户装置通知分配了无线资源的情况。
【专利说明】移动通信系统中的基站以及调度方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信系统中的基站以及调度方法。
【背景技术】
[0002]作为提高移动通信系统中的频率利用效率的技术之一，有频率调度。频率调度大致分为动态调度方式(Dynamic Scheduling)和半持续调度方式(Sem1-PersistentScheduling:SPS)。
[0003]在动态调度方式的情况下，根据与数据种类对应的优先级以及无线信道状态的好坏，对用户动态地分配无线资源。例如，在每Ims的子帧(TTI)决定对哪个用户分配哪个无线资源。由于对于用户的无线资源的分配方法频繁地发生变化，所以能够灵活地利用无线资源。
[0004]另一方面，用户进行交换的数据种类是各种各样的，既有如语音分组(VoIP)等那样虽然数据量少但延迟被限制得短的种类，也有如数据通信等那样虽然数据量多但延迟未被限制得那么短的种类。在语音分组的情况下，周期性地产生数据量少的数据。若对这样的语音分组通过上述的动态调度方式进行调度，则必须对周期性地产生的少的数据量的各个语音分组一一指定无线资源。此时，无线资源的通知所需的信令的开销相对于要进行通信的数据全体所占的比例增大，存在无线资源的利用效率会恶化的顾虑。
[0005]半持续调度方式(SPS)是能够应对这样的顾虑的方式。在半持续调度方式的情况下，I次无线资源的分配除了对I个子帧应用之外，还对以后的多个子帧应用。即，通过周期性地分配某一定的无线资源，削减无线资源的信令所需的开销。因此，若移动通信系统中的全部用户装置对应于半持续调度方式(SPS)，则通过对语音分组使用SPS，能够解除上述的顾虑。
[0006]但是，也考虑不是移动通信系统中的全部用户装置对应于半持续调度方式(SPS)的状况。此时，虽然无线资源的分配成为动态调度方式，但若这样，则必须对周期性地产生的少的数据量的各个语音分组一一指定无线资源，存在开销增大的上述的问题的顾虑。
[0007]此外，由开销增大所引起，也存在能够利用语音服务的用户数被限制得少的问题的顾虑。在每Ims的子帧(TTI)进行调度，将在I个子帧中能够指定无线资源的用户数设为N。由于语音分组是周期性地产生的，所以若将其周期设为T，则能够同时利用语音服务的用户数(即，语音容量)成为NXT。例如,在N = 3人以及T = 20ms的情况下,语音容量成为3X20 = 60人。增加该语音容量的技术之一有延迟包装方式(delay packing)。在延迟包装方式的情况下，基于人听到的语音分组即使以比产生周期20ms长的周期发送也不影响质量的事实，以比产生周期长的周期发送语音分组。例如，若某一用户的语音分组在每个T = 20ms产生语音分组，则只在每个3T = 60ms对该用户发送语音分组。这样，能够将语音容量增加3倍。关于延迟包装，记载在非专利文献I中。
[0008]现有技术文献
[0009]非专利文献[0010]非专利文献l:0scar Fresan, et al.，"Dynamic Packet Bundling for VoIPTransmission Over Rel’7HSUPA withlOms TTI Length, "IEEE ISWCS2007, pp.5008-512
【发明内容】
[0011]发明要解决的课题
[0012]延迟包装方式通过将发送语音分组的周期比语音分组的产生周期延长，从而提高语音容量。此时，在语音容量提高的一方面，一次发送的语音分组的量也增加。例如，将在每20ms产生的语音分组在每20ms发送的情况下,一次发送的语音分组为一个，但在每60ms发送的情况下，一次发送的语音分组为3个。即，越延长发送语音分组的周期，一次发送的语音分组(数据量)越多。一次发送接收的数据量多对于无线信道状态好的用户来说是有利的，但对于无线信道状态不好的用户来说的不利的。因此，例如，对无线信道状态差的用户一次发送了较多语音分组的结果，需要较多的重发，存在反而导致吞吐量降低的顾虑。这样，现有的延迟包装方式没有考虑各个用户的通信状况。
[0013]本发明的课題在于，考虑各个用户的通信状况的同时提高语音容量。
[0014]为了解决课题的手段
[0015]一实施例的基站包括:
[0016]质量信息取得部，取得表示用户装置的无线信道状态的质量信息；
[0017]阈值决定部，根据质量信息，对每个用户装置决定关于数据滞留量以及数据滞留时间中的至少一个的阈值；
[0018]调度部，对数据滞留量以及数据滞留时间中的所述至少一个超过所述阈值的用户装置，计算调度系数，并至少根据调度系数的大小，对用户装置分配无线资源；以及
[0019]通知部，对用户装置通知分配了无线资源的情况。
[0020]发明效果
[0021]根据一实施例，能够考虑各个用户装置的通信状况的同时提高语音容量。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是在实施例中使用的基站的功能方框图。
[0023]图2是表示质量信息、数据滞留量的阈值以及数据滞留时间的阈值的对应关系的表的图。
[0024]图3是在实施例中使用的调度方法的流程图。
[0025]图4是用于从数据滞留量的观点说明动作概要的图。
[0026]图5是用于从数据滞留时间的观点说明动作概要的图。
【具体实施方式】
[0027]—实施例的基站根据表示无线信道状态的质量信息，对每个用户决定数据滞留量以及/或者数据滞留时间的阈值。数据滞留量以及/或者数据滞留时间超过阈值的用户成为无线资源的分配候选，计算调度系数。然后，对调度系数的值相对大的(或者，在硬判定上判定为优先级高的)用户优先分配无线资源。对每个用户决定数据滞留量以及/或者数据滞留时间的阈值，例如在无线信道状态好的用户时设定为大的值，而在无线信道状态不好的用户时设定为小的值。在无线信道状态好的用户(例如，小区中央的用户)的情况下，由于数据滞留量以及/或者数据滞留时间的阈值大，所以滞留了相当多的数据的用户成为无线资源的分配候选。由此，能够实现语音容量的增大。在无线信道状态不好的用户的情况下，由于数据滞留量以及/或者数据滞留时间的阈值小，所以滞留了某种程度的数据的用户成为无线资源的分配对象。例如，由于不会对小区边缘的用户一次发送较多的数据，所以能够有效地解除对小区边缘的用户的重发增加的现有的问题。
[0028]实施例1
[0029]图1表示在实施例中使用的基站的功能方框图。图1中表示了用于实现在移动通信系统的基站中具有的各种功能的处理部中、与实施例尤其相关联的处理部。为了便于说明，图示的基站例如被设为是长期演进(LTE)方式的移动通信系统中的基站，但也可以是其他的移动通信系统的基站。图1中，示出了 UL信号接收部101、质量信息取得部103、存储部105、阈值决定部107、数据滞留量计算部109、数据滞留时间计算部111、调度部113、控制信道生成部115、数据信道生成部117以及DL信号发送部119。
[0030]UL信号接收部101接收来自用户装置的上行信号(UL信号)，变换为基带信号。因此，UL信号接收部101具有对接收到的无线信号进行滤波的功能、将模拟信号变换为数字信号的功能、对接收到的信号进行数据解调的功能、对接收到的信号进行信道解码的功能等。上行信号一般包括控制信道、导频信道以及数据信道等。
[0031]质量信息取得部103从上行信号(UL信号)取得表示无线信道状态的好坏的质量信息。质量信息包含在控制信道中。质量信息既可以是表示下行链路的无线信道状态的信息，也可以是表示上行链路的无线信道状态的信息，也可以是包含这两者的信息。下行链路的无线信道状态例如也可以由从用户装置接收到的导频信号的接收电平导出的信道状态指示符(CQI)表现。上行链路的无线信道状态也可以从基站接收到的导频信号的接收电平导出。基站以及用户装置接收到的导频信号的接收电平也可以由本领域技术人员已知的适当的任意量表现。作为一例，无论是瞬时值还是平均值，接收电平都广泛地作为表示无线信道状态的好坏的量而定义，例如，也可以由接收功率、电场强度RSS1、希望波接收功率RSCP、路径损耗、SNR、SIR、Ec / N0等表现。
[0032]存储部105存储质量信息、数据滞留量的阈值以及数据滞留时间的阈值的对应关系O
[0033]图2表不将这样的对应关系以表形式表现的图。作为一例，质量信息由CQI表现，但也可以如上所述，质量信息由其他量表现。为了便于说明，假设CQI按照CQI1、CQI2、CQI3、...的顺序劣化。对应的质量信息越好则数据滞留量的阈值取越大的值，对应的质量信息越差则取越小的值。因此，数据滞留量的阈值按照从大到小的顺序为Tsl > Ts2 > Ts3>...。数据滞留时间的阈值也对应的质量信息越好则取越长的值，对应的质量信息越差则取越短的值。因此，数据滞留时间的阈值按照从长到短的顺序为Tdl > Td2 > Td3 >...。为了便于说明，对一个质量信息CQIX，对应一个数据滞留量的阈值Tsx以及一个数据滞留时间的阈值Tdx，但这样的I对I的对应关系并不是必须的。也可以对一个以上的任意的数目的质量信息CQIx，对应一个以上的任意的数目的数据滞留量的阈值Tsx以及一个以上的任意的数目的数据滞留时间的阈值Tdx。
[0034]图1的阈值决定部107基于用户的质量信息，对每个用户决定关于数据滞留量的阈值以及数据滞留时间的阈值。例如，假设某一用户的质量信息为CQI2。此时，阈值决定部107通过参照在存储部105中存储的表，将与CQI2对应的阈值Ts2以及Td2决定为该用户的阈值。为了便于说明，决定数据滞留量的阈值以及数据滞留时间的阈值的双方，但更一般地，阈值决定部107对每个用户决定关于数据滞留量以及数据滞留时间中的至少一个的阈值。
[0035]另外，质量信息是从用户装置反复获得，但从动作的稳定性等的观点看，在每次从用户装置获得不同的质量信息时变更阈值并不好。因此，考虑对从用户装置获得的若干个质量信息进行平均，将阈值更新为与该平均的质量信息对应的阈值。平均既可以是算术平均，也可以是使用了遗忘系数(forgetting parameter)的平均等。或者,也考虑只有在多次获得的质量信息表示相同的值的情况下，将阈值更新为与该质量信息对应的阈值。
[0036]数据滞留量计算部109对每个用户计算在下行链路中对用户发送的数据的滞留量。此外，数据滞留量计算部109对每个用户计算在上行链路中从用户接收的数据的滞留量。数据的滞留量意味着等待发送的数据在缓冲器中滞留的数据量。
[0037]数据滞留时间计算部111对每个用户计算在下行链路中对用户发送的数据的滞留时间。此外，数据滞留时间计算部111对每个用户计算在上行链路中从用户接收的数据的滞留时间。数据的滞留时间意味着等待发送的数据在缓冲器中滞留的期间。
[0038]调度部113在用户的数据滞留量或者数据滞留时间超过该用户的阈值的情况下，对该用户计算调度系数。要注意与以往不同地，阈值是对每个用户决定的。调度部113对调度系数的值相对大的(或者，在硬判定上判定为优先级高的)用户，优先分配无线资源。调度系数可以通过适当的任意方法计算。作为一例，可以通过MaxC / I法或比例公平法(Proportional Fairness)来计算调度系数。在本实施例的情况下，当用户的数据滞留量或者数据滞留时间超过该用户的阈值的情况下，该用户成为无线资源的分配候选，计算调度系数。数据滞留量或者数据滞留时间没有超过阈值的用户不会成为无线资源的分配候选。
[0039]控制信道生成部115生成表示无线资源如何对用户分配的控制信道。在LTE方式的移动通信系统的情况下，该控制信道对应于物理下行链路控制信道(PDCCH)。控制信道包含分配了无线资源的用户的识别子、在下行链路以及/或者上行链路中分配的资源块、数据格式(数据调制方式以及信道编码率)等的信息。
[0040]数据信道生成部117生成在下行链路中发送用户的数据的数据信道。用户的数据一般为语音分组(VoIP)、实时数据、数据通信用的数据等。在LTE方式的移动通信系统的情况下，该数据信道对应于物理下行链路共享信道(roscH)。
[0041 ] DL信号发送部119发送对于用户装置的下行信号(DL信号)。因此，DL信号发送部119具有对要发送的数据进行信道编码的功能、对要发送的数据进行数据调制的功能、将数字信号变换为模拟信号的功能、对要发送的信号进行滤波的功能、对要发送的信号进行放大的功能等。
[0042]图3表示在实施例中使用的调度方法的流程图。该调度方法可由如图1所示的基站使用。假设在流程开始之前，基站从位于小区的用户取得无线信道状态的质量信息。流程从步骤S301开始，并进入步骤S303。
[0043]在步骤S303中，将用户索引的参数η设定为作为初始值的I。参数η取I以上且N以下的值。N表示在移动通信系统中已经确立承载的用户的总数。[0044]在步骤S305中，基站计算与参数η对应的用户的数据滞留量，并判定数据滞留量是否超过该用户的阈值。若超过，则流程进入步骤S307。
[0045]在步骤S307中，基站计算与参数η对应的用户的数据滞留时间，并判定数据滞留时间是否超过该用户的阈值。若超过，则流程进入步骤S309。
[0046]在步骤S309中，基站计算与参数η对应的用户的调度系数。调度系数也可以通过适当的任意方法计算。作为一例，通过MaxC / I法或比例公平法(Proportional Fairness)计算调度系数。
[0047]在步骤S311中，参数η的值被增加。在步骤S305中，即使数据滞留量未超过阈值的情况下，流程也进入步骤S311，参数η的值被增加。此外，在步骤S307中，即使数据滞留时间没有超过阈值的情况下，流程也进入步骤S311，参数η的值被增加。因此，对于数据滞留量没有超过阈值的用户以及数据滞留时间没有超过阈值的用户，不进行步骤S309中的调度系数的计算，这些用户从无线资源的分配候选排除。
[0048]在步骤S313中，判定用户索引的参数η的值是否为已经确立承载的用户的总数N以下。在参数η的值为已经确立承载的用户的总数N以下的情况下，流程返回到步骤S305，进行已说明的处理。在参数η的值大于已经确立承载的用户的总数N的情况下，流程进入步骤S315。
[0049]在步骤S315中，基站选择调度系数的值相对大的(或者，在硬判定上判定为优先级高的)用户，对该用户优先分配无线资源。基站对用户通知分配了无线资源的情况。
[0050]以后流程进入步骤S317，调度方法的流程结束。由此，调度对象的子帧(TTI)中的无线资源的分配结束。对于下一个子帧的调度从步骤S401开始。
[0051]另外，在图示的流程中在步骤S305之后进行步骤S307，但这不是必须的，也可以按照相反的顺序进行，也可以步骤S305以及307同时进行。此外，执行步骤S305以及307的双方也不是必须的，也可以省略其中任一个。
[0052]图4是用于从数据滞留量的观点说明动作概要的图。假设在用户对语音分组(VoIP)进行通信的情况下，语音分组在例如作为20ms的每个周期T产生。如图4左侧所示，假设首先产生语音分组a，在下一个周期产生语音分组b，以下同样周期性地产生语音分组c、d、e。该用户的数据滞留量的阈值为Tsl。如参照图2所说明，Tsl为最大值。这对应于质量信息最好的值。即，该用户的无线信道状态良好，该用户例如位于小区中央。在数据滞留量超过阈值Tsl的情况下，该用户成为无线资源的分配候选。在图示的例的情况下，由于在产生了语音分组a-d的时刻，数据滞留量没有达到阈值Tsl，所以在该时刻为止该用户不是无线资源的分配对象。但是，通过产生语音分组e，数据滞留量超过阈值Tsl，在该阶段，该用户成为无线资源的分配对象。若在图3的流程图中说明，则关于该用户，在产生语音分组a-d之前，从步骤S305进入步骤S311，在语音分组e产生之后，流程才从步骤S305向步骤S309进入(为了简化说明，省略了步骤S307)。这样，计算该用户的调度系数，该用户成为无线资源的分配候选。
[0053]图4右侧表示无线信道状态不好的用户的情况。如参照图2所说明，Ts3小于最大值Tsl(Tsl > Ts2 > Ts3)。该用户例如位于小区边缘。在数据滞留量超过阈值Ts3的情况下，该用户成为无线资源的分配候选。在图示的例的情况下，由于在产生了语音分组a、b的时刻，数据滞留量没有达到阈值Ts3，所以在该时刻为止该用户不是无线资源的分配对象。但是，通过产生语音分组C，数据滞留量超过阈值Ts3，在该阶段，该用户成为无线资源的分配对象。若在图3的流程图中说明，则关于该用户，在产生语音分组a、b之前，从步骤S305进入步骤S311，若产生语音分组C，则流程才从步骤S305向步骤S309进入(为了简化说明，省略了步骤S307)。这样，计算该用户的调度系数，该用户成为无线资源的分配候选。
[0054]在这样是小区边缘的用户的情况下，数据滞留量的阈值被设定为比小区中央的用户时的阈值小的值(Tsl > Ts3)。因此，能够有效地解除对小区边缘的用户一次发送较多的语音分组，其结果导致较多的重发的现有的问题。在小区中央的用户的情况下，由于无线信道状态良好，所以通过设定较大的数据滞留量的阈值，从而实现语音容量的提高。在以往的情况下，不论是位于小区中央还是位于小区边缘，在数据滞留量超过阈值Tsl的情况下，一律将5个语音分组a-e发送到用户。相对于此，在本实施例的情况下，能够对小区中央的用户发送5个语音分组a-e，能够对小区边缘的用户只发送3个语音分组a_c。
[0055]图5是用于从数据滞留时间的观点说明动作概要的图。与图4的情况相同地，假设在某一用户对语音分组(VoIP)进行通信的情况下，语音分组在例如作为20ms的每个周期T产生。如图5上侧所示，假设首先产生语音分组a，在下一个周期产生语音分组b，以下同样周期性地产生语音分组c、d。该用户的数据滞留量的阈值为Tsl。该用户的无线信道状态良好，该用户例如位于小区中央。在图4中说明的例的情况下，在数据滞留量超过阈值Tsl的情况下，该用户成为无线资源的分配候选。但是，根据情况，存在数据滞留量一直处于小于阈值Tsl的状态的顾虑。此时，该用户始终不能成为无线资源的分配候选。从这样的观点出发，在本实施例中，除了数据滞留量的阈值之外，还使用数据滞留时间的阈值。
[0056]在图示的例的情况下，虽然产生语音分组a_d，但数据滞留量没有达到阈值Tsl。但是，若数据滞留时间超过阈值Tdl，则该用户成为无线资源的分配对象。若在图3的流程图中说明，关于该用户，在数据滞留时间没有达到Tdl的时刻之前，从步骤S307进入步骤S311，若数据滞留时间达到Td2，则流程从步骤S307进入步骤S309。由此，计算该用户的调度系数，该用户成为无线资源的分配候选。
[0057]图5下侧表示无线信道状态不好的用户的情况。如参照图2所说明，Ts3小于最大值Tsl (Tsl>Ts2>Ts3)。该用户例如位于小区边缘。在图4中说明的例的情况下，若数据滞留量超过阈值Ts3，则该用户成为无线资源的分配候选。即使是在数据滞留量的阈值为低的值，也存在数据滞留量依然小于阈值的顾虑。
[0058]在图示的例的情况下，虽然产生语音分组a、b，但数据滞留量没有达到阈值Ts3。但是，若数据滞留时间超过Td3，则该用户成为无线资源的分配对象。如上所述，Tdl > Td2 >Td3。若在图3的流程图中说明，关于该用户，在数据滞留时间没有达到Td3的时刻之前，从步骤S307进入步骤S311，若数据滞留时间达到Td3，则流程从步骤S307进入步骤S309。由此，计算该用户的调度系数，该用户成为无线资源的分配候选。
[0059]与数据滞留量的情况相同地，在小区边缘的用户的情况下，数据滞留时间的阈值被设定为比小区中央的用户时的阈值短的值(Tdl > Td3)。因此，能够有效地解除对小区边缘的用户一次发送较多的语音分组，其结果导致较多的重发的现有的问题。在小区中央的用户的情况下，由于无线信道状态良好，所以通过设定较大的数据滞留量的阈值，从而实现语音容量的提高。
[0060]以上，本发明参照特定的实施例进行了说明，但这些只不过是简单的例示，本领域技术人员应理解各种变形例、修正例、代替例、置换例等。例如，本发明也可以应用于进行调度的适当的任意移动通信系统中。例如，本发明也可以应用于W-CDMA方式的系统、HSDPA /HSUPA方式的W-CDMA系统、LTE方式的系统、LTE-Advanced方式的系统、MT-Advanced方式的系统、WiMAX, W1-Fi方式的系统等中。为了促进发明的理解而使用具体的数值例进行了说明，但只要不特别说明，则这些数值只不过是简单的一例，可以使用适当的任意值。为了便于说明，使用功能性的方框图对本发明的实施例的装置进行了说明，但这样的装置也可以通过硬件、软件或者它们的组合而实现。软件也可以在随机接入存储器(RAM)、闪速存储器、读取专用存储器(ROM)、EPROM、EEPR0M、寄存器、硬盘(HDD)、可移动磁盘、CD-ROM、数据库、服务器等其他的适当的任意存储媒体中准备。本发明并不限定于上述实施例，各种变形例、修正例、代替例、置换例等不脱离本发明的精神而包含在本发明中。
[0061]本国际申请主张基于在2011年3月16日申请的日本专利申请2011-058267号的优先权，将日本专利申请2011-058267号的全部内容援用于本国际申请中。
[0062]标号说明
[0063]101 UL信号接收部
[0064]103质量信息取得部
[0065]105存储部
[0066]107阈值决定部
[0067]109数据滞留量计算部
[0068]111数据滞留时间计算部
[0069]113调度部
[0070]115控制信道生成部
[0071]117数据信道生成部
[0072]119 DL信号发送部
【权利要求】
1.一种移动通信系统中的基站，包括:质量信息取得部，取得表示用户装置的无线信道状态的质量信息；阈值决定部，根据质量信息，对每个用户装置决定关于数据滞留量以及数据滞留时间中的至少一个的阈值；调度部，对数据滞留量以及数据滞留时间中的所述至少一个超过所述阈值的用户装置，计算调度系数，并至少根据调度系数的大小，对用户装置分配无线资源；以及通知部，对用户装置通知分配了无线资源的情况。
2.如权利要求1所述的基站，其中，所述阈值决定部根据质量信息的平均值，决定所述阈值。
3.如权利要求1所述的基站，其中，所述阈值决定部根据多次获得相同值的质量信息，决定所述阈值。
4.如权利要求1所述的基站，还包括:存储部，存储质量信息、数据滞留量的阈值以及数据滞留时间的阈值的对应关系。
5.如权利要求1所述的基站，其中，所述质量信息取得部所取得的所述质量信息由表示下行链路的无线信道状态的信道质量指示符表现。
6.如权利要求1所述的基站，其中，所述质量信息取得部所取得的所述质量信息表示上行链路的无线信道状态的好坏。
7.一种移动通信系统中的调度方法，包括以下步骤:取得表示用户装置的无线信道状态的质量信息；根据质量信息，对每个用户装置决定关于数据滞留量以及数据滞留时间中的至少一个的阈值；对数据滞留量以及数据滞留时间中的所述至少一个超过所述阈值的用户装置，计算调度系数；至少根据调度系数的大小，对用户装置分配无线资源；对用户装置通知分配了无线资源的情况。
【文档编号】H04W72/04GK103430614SQ201280013244
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年3月12日 优先权日:2011年3月16日
【发明者】内野彻, 岩村干生, 大藤义显, 石井启之, A.乌美什, 大久保尚人, 清岛耕平 申请人:株式会社Ntt都科摩