无线通信系统中自适应调整非连续接收模式的方法和装置的制作方法

专利名称：无线通信系统中自适应调整非连续接收模式的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在无线通信系统中自适应调整用户的非连续接收模式的方法和 装置，特别是，涉及根据无线信道的状况自适应地设置用户的非连续接收参数，从而进一步 提高非连续接收模式的节电效率的方法和装置。
背景技术：
第三代合作伙伴项目(3rdGeneration Partnership Pro ject，3GPP)作为移动 通信领域的重要组织极大地推动了第三代移动通信技术(The Third Generation, 3G)的 标准化进展。3GPP制定了一系列包括宽带码分多址接入(Wide Code Division Multiple Access, WCDMA)、高速下行分组接入(High Speed Downlink Packet Access, HSDPA)、高速 上行分组接入(High Speed Uplink Packet Access,HSUPA)等在内的通信系统规范。为了 应对宽带接入技术的挑战，并满足日益增长的新型业务的需求，3GPP在2004年底启动了 3G 长期演进(LTE =Long Term Evolution)技术的标准化工作，希望进一步提高频谱效率，改善 小区边缘用户的性能，降低系统延迟，为高速移动用户提供更高速率的接入服务等。在上述移动通信系统中，用户和基站之间信息的交互基于双方能量的供给。对于 诸如手机、笔记本电脑等绝大多数由电池供电的移动台，其能量储备有限。因此，如何降低 能量消耗从而延长用户的待机和服务时间是移动通信系统中需要考虑的关键问题之一。为了实现该目的，3GPP的标准中采用了非连续接收(Discontinuous Reception, DRX)模式，通过让用户在与基站约定好的特定时间段内监听信道并接收下行业务，可以减 少不必要的监听信道的时间，降低用户的能量消耗。这种DRX模式同样被LTE所采纳。相比 于3GPP之前的标准，虽然在其应用的状态、信道以及触发条件上等略有不同，但用户在DRX 模式下的操作流程是相同的，都可以用几个特定的参数来表征。图1示出了用户在非连续接收模式下的操作流程。如图1所示，在DRX模式下，用 户UE(移动终端)交替地处于“激活期” (Active Period)和“睡眠期” (Sleep Period)。 在两次连续的激活期的开始时刻，也就是激活期起始点(APSP =Active Period Starting Point)之间的时间间隔被称为一个非连续接收周期(DRX cycle) 0在激活期内，用户开启 其接收机(Receiver，Rx)以监听控制信道的信息并接收下行数据；而在睡眠期内，UE不需 要监听控制信道，从而达到省电的目的。在针对LTE进行整体描述的规范中，对用户处于无 线资源控制连接(RRC_C0NNECTED)状态下的DRX进行了说明，并给出以下定义-开启持续时间(on-duration)用户从DRX的睡眠期醒来后等待接收物理下行 控制信道(PDCCH :Physical Downlink Control Channel)的时间，其单位为传输时间间隔 (TTI transmission Time Interval，)。用户在从DRX睡眠状态醒来时进入该开启持续时 间，如果在这段时间内用户成功地对PDCCH进行了解码，用户将保持醒(Awake)的状态，并 启动非激活定时器(Inactivity Timer)；否则，用户将在DRX配置允许的情况下进入DRX睡 眠状态。-非激活定时器(inactivitytimer)用户从上一次成功解码PDCCH之后等待再次成功解码PDCCH的时间，其单位为TTI。如果用户成功地对PDCCH进行了解码，用户将 保持醒的状态，并且再次启动非激活定时器，直到某个媒体接入控制(MAC=Medium Access Control)头或者控制消息告诉用户重新进入非连续接收状态，并明确地在MAC有效载荷中 指示DRX的周期；或者，该用户在非激活定时器结束时按照预先设定的DRX周期自动重新进 入非连续接收状态。-DRX周期(DRX Cycle):两个相邻的开启持续时间之间所间隔的时间，这段时间 中可能包含处于非激活定时器的时间-激活时间(activetime)用户处于醒的状态的时间，包括一个DRX周期内的 开启持续时间以及在非激活定时器结束前用户进行连续接收的时间。该激活时间的最小 值等于开启持续时间，最大值没有限制。在上述定义的参数中，开启持续时间和非激活 定时器是固定的值，由演进的通用地面无线接入网络增强型B节点(Evolved Universal Terrestrial Access Network NodeB，eNB)(基站)通知用户来进行设置，而激活时间则取 决于调度策略以及用户对PDCCH的解码成功与否。通过上述非连续接收，用户不需要持续监听信道，而只是间隔性地在某些特定的 时刻醒来，从而减少因为不必要地监听信道以及解码不属于自己的数据而造成的能量消 耗，延长用户的待机和服务时间。但是，非连续接收也在时间上限制了用户对下行数据的接 收。例如，在图1中，当用户处于睡眠期的时候，即使用户有可能被调度，eNB也要等到该用 户的下一次激活期时才会调度该用户，因此，这些数据被延迟。也就是说，用户的激活期限 制了用户参与调度的时间；另一方面，由于信道条件的变化，用户在有些时刻被调度的可能 性比较低，但是由于激活期的设置使得用户在这个时刻醒来，但是并没有数据的传输，由此 增大了无谓的能量损耗。造成这两种结果的主要原因是，在多用户情况下，调度器的调度结 果除了和参与调度用户的激活时间有关，还直接受到各个用户无线信道状况的影响，所以， 要实现更加有效的节电效果，就应该自适应地调整用户的DRX参数配置，使其与无线信道 状况相配合。图2和3分别示出了在不同用户数的情况下进行非连续接收时对调度结果影响的 示意图。这里把无线资源表示为二维无线资源块的集合，横轴代表时间域，以TTI为单位， 纵轴代表频域，以子载波为单位。这样，在一个TTI内，一定数目的子载波(比如LTE中通 常采用12个连续的子载波)组成的二维区域被称为一个资源块(RB:ReS0Urce Block)，对 应的一个TTI内资源块的数目用Neb来表示。图2以Nkb = 2为例给出了在不同用户数的情 况下进行非连续接收时对调度结果影响的示意图。eNB (基站)基于这样的无线资源集合进 行资源分配，并在相应的资源块上把数据传递给对应的用户。如图2所示，假设当前系统中 有四个用户UEl, UE2, UE3, UE4，他们处于非连续接收状态并且具有相同的DRX周期和不同 的激活期，在各自定义好的时间段内醒来监听信道并且接收属于自己的数据。每个时刻eNB 都会检测处于激活期的用户，并且在存储器中有指向他们的数据时，为他们分配资源。当用 户数从4增大到6的时候，如图3所示，假设用户的DRX参数配置没有改变，可以看到此时 用户3(UE3)和用户4(UE4)由于有了用户5和6的竞争，在有的激活期内没有被调度上，要 等到下次激活期才会被调度，这样就会使得用户3，4造成了无谓的功率损耗。从系统角度 看，由于多用户分集，每个时刻处于激活期的用户数越多，会有越高的系统吞吐量。图4示出了系统吞吐量随处于激活期的用户数的改变而变化的趋势示意图。如图4所示，虽然系统的吞吐量随着参与调度的用户数的增大而增大，但是当用户数达到一定数 量以后，系统吞吐量的增长并不明显，用户的耗电量却与处于激活期的时间长度成正比例 关系。因此，一味地增大激活用户数并不能明显地改善系统吞吐量，反而会增大用户的耗电 量。另外，系统的负载是随时间变化的，例如，白天工作时间系统负载比较大，夜间时系统负 载比较小，如果采用相同的DRX参数配置，就会使得系统负载大的时候处于激活期的用户 数过多，无谓地消耗用户电量。图5示出了信道变化情况不同的用户在相同的DRX非激活定时器设置下，所处激 活期的示意图。如图5a所示，当用户的信道变化较慢时，例如用户移动速度比较小时，在 开启的某个非激活定时器内，一旦用户在某个时刻不被调度，由于信道相关性的影响，非激 活定时器内后面的时间不被调度的可能性也比较大，即Periodl内不被调度的可能性比较 大。如果非激活定时器过长，这个用户就可能在很长的时间内处于激活而没有被调度的状 态，也就是无谓地消耗了电量。相反，如果将非激活定时器设置为比较短的值，则不会发生 这种情况，并且由于只要用户被调度，就会重新开启一个非激活定时器，所以用户并不会错 过可能被调度的时间。如图5b所示，当用户的信道变化比较快的时候，例如，用户移动速度 比较大时，该用户在某个时刻是否被调度与在此后的时间内被调度的可能性相关性不强。 所以，用户的激活时间越长，可能被调度的机会越多。这样，如果根据传统的方法，即在不同 的信道变化速度的情况下，给用户设置相同的非激活定时器时间长度，会使得信道变化慢 的用户无谓地消耗电量，而信道变化快的用户的传输速率受到限制，也即DRX的节能效率 没有得到更好的利用。因此需要根据无线信道的状况，自适应的调整DRX参数，从而获得更 加有效率的节能效果。即，在极小的吞吐量损失的情况下，节省更多的用户能量。如上所述，用户的非连续接收取决于几个参数的设置开启持续时间、非激活定时 器、DRX周期。其中开启持续时间和DRX周期在很大程度上决定了用户处于激活期的时间 所占的比例，从而也就决定了在某一时刻整个系统中处于激活期的用户数的多少。因此，通 过调整DRX周期和开启持续时间的关系，可以调整处于激活期的用户数，从而解决系统负 载大时的节电问题。另一方面，非激活定时器的长度决定了用户被调度后连续监听信道的 时间，对用户的激活时间也有影响。因此，根据信道变化快慢调整现有技术中用户的非激活 定时器时间长度，可以有效地提高不同信道变化用户混合情况下的节能效率。在现有的技 术中，开启持续时间、DRX周期和非激活定时器通常由用户的业务类型所决定，并且不随着 系统负载的多少和信道变化的快慢进行调整。然而，从前面的分析可以看出，这样设置DRX 参数的方式，会使得部分用户在不太可能被调度的时刻被激活，无谓地耗费电量，而另一部 分用户可能在即便可能被调度的情况下仍然处于睡眠期，降低了系统的吞吐量。综上所述，传统DRX参数设置方法的节电效率有待提高。因此需要一种方法来解 决传统DRX参数设置方法节电效率不高的问题，使得在保证系统吞吐量要求的情况下，更 加有效地节省用户的电量、延长用户待机时间。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接 收参数的方法和装置，能够根据无线信道状况来设置开启持续时间、非激活定时器和DRX 周期，从而进一步提高用户非连续接收的节电效率，更有效地延长用户待机时间。
本发明的另一个目的是提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续 接收参数的方法和装置，能够利用系统的负载信息和信道变化快慢信息自适应的调整开启 持续时间、非激活定时器和DRX周期，从而进一步提高非连续接收的节电效率，更有效地延 长用户待机时间。根据本发明的一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续 接收参数的方法，所述方法包括步骤检测无线通信系统的负载变化量；根据检测的负载 变化量，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。根据本发明的另一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连 续接收参数的方法，包括步骤检测用户信道变化的快慢；根据用户信道变化的快慢程度， 改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。根据本发明的再一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连 续接收参数的系统，包括非连续接收参数计算装置，用于获得非连续接收参数，并计算开 启持续时间与非连续接收周期的比值；非连续接收参数状态寄存器，用于保存非连续接收 参数和所计算的所述比值；非连续接收参数配置封装装置，用于将非连续接收参数，和计算 的开启持续时间与非连续接收周期的比值封装成非连续接收配置信息；非连续接收调整装 置，用于根据接收到的非连续接收配置信息来调整用户的非连续接收状态；第一发射/接 收装置，用于向用户发射非连续接收配置信息和接收来自用户的信息；第二发射/接收装 置，用于接收所述第一发射/接收装置发送的非连续接收配置信息。根据本发明的再一个方面，提供一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连 续接收参数的系统，包括非连续接收参数计算装置，用于根据用户信道变化状况信息来计 算用户的非激活定时器时间长度；非连续接收参数状态寄存器，用于保存用户信道变化状 况信息和所计算的非激活定时器时间长度；非连续接收参数配置封装装置，用于将非连续 接收参数，和计算的用户信道变化状况信息和所计算的非激活定时器时间长度封装成非连 续接收配置信息；非连续接收调整装置，用于根据接收到的非连续接收配置信息来调整用 户的非连续接收状态；第一发射/接收装置，用于向用户发射非连续接收配置信息和接收 来自用户的信息；第二发射/接收装置，用于接收所述第一发射/接收装置发送的非连续接 收配置信息。按照本发明，根据无线信道的状况自适应地调整诸如DRX周期、开启持续时间以 及非激活定时器之类的DRX参数，使得用户的激活时间适应无线信道的变化，避免用户在 调度可能性不大的情况下激活，在更大的程度上利用了非连续接收的节电特性，能够获得 更加有效率的节电方式，在可接受的系统吞吐量损失范围内，明显减少了功率损耗。另外， 根据信道变化快慢来调整非激活定时器时间长度还能够减少传输相同大小的文件所要占 用的时间。


通过下面结合

本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特 征和优点更加清楚，其中图1示出了用户在非连续接收模式下的操作流程示意图；图2示出了根据现有技术在用户数为4时进行非连续接收时对调度结果影响的示
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图3示出了根据现有技术在用户数为6时进行非连续接收时对调度结果影响的示 意图；图4示出了在现有技术的DRX模式下，系统吞吐量随处于激活期的用户数变化趋 势示意图；图5a和5b示出了在现有技术的DRX模式下，不同信道变化情况的用户在相同的 DRX非激活定时器设置下所处激活期的示意图；图6示出了根据本发明的第一实施例eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续 时间和DRX周期之间的比值的流程图；图7示出了根据本发明的第一实施例eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续 时间和DRX周期之间的比值的示意图；图8示出了根据本发明的第二实施例eNB根据用户信道变化的快慢程度自适应调 整非激活定时器时间长度的流程图；图9示出了根据本发明的第二实施例当多用户的信道变化不同时非激活定时器 的设置示意图；图10示出了根据本发明在系统提供多种业务时eNB根据系统负载情况自适应调 整开启持续时间和DRX周期之间的比值的示意图；图11示出了根据本发明在系统提供多种业务时eNB根据用户信道变化快慢程度 自适应调整非激活定时器时间长度的示意图；图12示出了根据本发明两种eNB为用户配置DRX参数的信令示意图；和图13示出了根据本发明的eNB根据系统负载大小自适应调整DRX参数的装置图。
具体实施例方式下面参照附图对本发明的实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本发明 来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。根据本发明，为了保证无线通信系统的吞吐量并节省用户的电能损耗，需要根据 无线信道状况来自适应地设置DRX参数，以提高DRX模式的节电效果。为此，可以根据无线 通信系统中无线信道的不同状况采用不同的方式来设置DRX参数。下面结合附图对此进行 描述。第一实施方式根据前面描述的系统吞吐量与系统负载之间的关系可以看出，随着在某个时刻处 于激活期的用户数量的增多，系统吞吐量增大的数量并不明显。这种情况下，如果额外增多 处于激活期的用户数量，对系统吞吐量的贡献很小。基于此，可以在系统负载比较少时，希 望有足够多处于激活期的用户来保证系统的吞吐量，而在处于激活期的用户数量增大到一 定程度后，由于用户数量的增加不能明显增大系统的吞吐量，因此希望限制处于激活期的 用户数量，有效率地节省用户的电能。为此，可以根据无线通信系统的负载情况来调整用户的开启持续时间和DRX周期 之间的比值。具体地讲，当无线通信系统的负载大时，可以降低开启持续时间和DRX周期之 间的比值，而当无线通信系统的负载较小时，可以提高开启持续时间和DRX周期之间的比
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为了在保证系统吞吐量的情况下节省用户的电能消耗，在本发明中定义了参数K。 参数K表示开启持续时间和DRX周期之间的比值，即K相当于描述了一个用户在一个DRX 周期中处于激活期的时间。从系统的角度来看，K间接地描述了某个时刻处于激活期的用 户数量，即Ntl ^ NXK，其中N表示系统负载的大小，Ntl表示希望某个时刻处于激活期的用户 数量。就是说，可以检测无线通信系统的负载变化量，并根据检测的负载变化量，改变用户 在非连续接收周期中处于激活期的时间。如果要控制某个时刻处于激活期的用户数量，可 以通过调整K的值来实现。图6示出了根据本发明的第一实施例eNB根据系统负载情况自适应调整开启持续 时间和DRX周期之间的比值的流程图。下面参考图6描述自适应设置DRX参数的第一实施 方式。在步骤S601，开始时可以初始化系统负载为N1、开启持续时间和DRX周期之间的 比值为&。在步骤S602，基站(eNB)检测当前的系统负载N2，并根据当前的系统负载N2实 时地统计系统的负载大小，并且计算负载的变化量ΔΝ。在此，N1是初始化时系统的负载大 小，N2是实时统计的系统负载大小。此后，在步骤S603，eNB判断ΔΝ的大小是否满足要求， 即是否大于或等于系统所设置的负载门限值thresholdl，例如thresholdl = 20。当ΔΝ 大于或等于系统所设置的负载门限值thresholdl时，eNB认为需要对DRX的参数配置进行 调整。这种情况下，流程进行到步骤S605，调整K值的大小。而当在步骤S603判断ΔΝ小 于系统所设置的门限值thresholdl时，eNB认为没有必要调整DRX参数。此时，流程返回 到步骤S602，继续统计负载信息。在步骤S605，eNB根据下面的表达式(1)计算当负载变化时要保持系统吞吐量不 变所需要的K值大小，即K2。K2 = min(—~— ,1)⑴
此后，在步骤S606，比较所计算的K2与初始值K1的大小。当满足条件K2彡K1时， 也就是说系统负载变小的时候，流程进行到步骤S607。在步骤S607，eNB需要在保证系统 吞吐量不受损失的前提下节省电量，计算当保持DRX设置时系统吞吐量的大小是否满足系 统对吞吐量的最小值Ctl的要求C(K1)彡Q。如果不改变K值仍然可以满足系统吞吐量要 求，即C(K1)彡Ctl，流程则进行到步骤S608，保持当前的DRX参数设置，即K = &。如果在步 骤S607判断C(K1) ^ C。不成立，这表明不改变K值的大小会造成系统吞吐量的损失时，流 程则进行到步骤S609。在步骤S609，eNB会根据系统对吞吐量的最小值Ctl所对应的处于激 活期的用户数Ntl、当前时刻总的系统负载以及之前所计算出的K2以及当前时刻的系统负载 N2，利用下面的表达式(2)计算出保证系统吞吐量的K值大小。K = max (―, K2)(2)当在步骤S606判断不满足条件K2 > K1时，也就是说系统负载变大的时候，流程进 行到步骤S610。在步骤S610，eNB需要保证同时处于激活期的用户数不要太多，以避免不必 要的功率损耗，计算当K值取得初始值K1和计算量K2的均值时所对应的系统吞吐量大小， 并且与初始的系统吞吐量进行比较(步骤610)，如果这两者的差值小于系统对吞吐量损失的门限值threShold2(如下面的表达式(3)所示)，那么停止计算。也就是说，在步骤S610， 由于系统负载变大，如果保持K值不变，那么系统内同时处于激活期的用户数增大，但是此 时系统的多用户分集已经达到饱和，增加额外的激活用户会带来功率消耗却对吞吐量的贡 献很小，所以eNB需要调整K值使得激活的用户不要太多。 此后，在步骤S611设置当前的K值即为所求的K值。如果表达式(3)不成立，则 表示当前的K值会使得系统的吞吐量损失过大，需要进一步提高K值的大小。这种情况下， 在步骤S612设置K2 = K，并且返回步骤610继续比较，重复这个过程直到找到满足要求的 K值为止(步骤612)。最终得到调整后的开启持续时间和DRX周期之间的比值。图7示出多个用户根据上述第一实施方式调整K值大小的示意图。假设初始时
尺,所有的用户UE1，UE2，UE3，UE4在一个DRX周期内都会醒来一次，并且醒来的时候都 4
会被调度上；当系统负载变大时，即用户数从4个增长到6个时，调整K值取为i。与图2和
图3所示的传统方法相比，采用根据本发明的第一实施方式后，每个时刻仍然有用户被调 度上，系统的吞吐量得到保证，但是对于每一个用户而言，由于处于激活期的时间比例被缩 短，因而功率消耗变小，避免了激活但是没有被调度的情况，因而节电效果更好，待机时间 更长。上面描述了根据系统的负载情况调整开启持续时间和DRX周期之间的比值的方 法。具体而言，当系统负载较大时，可以通过降低开启持续时间和DRX周期之间的比值，使 得在保证无线通信系统的吞吐量的同时，节省用户的能耗；而当系统负载较小时，可以通 过提高降低开启持续时间和DRX周期之间的比值，从而在保证无线通信系统的吞吐量的同 时，节省用户的能耗。为此，可以根据上面描述的计算过程，也可以采用一种遍历的方法， 计算不同的系统负载与不同的信道情况下的K值，获得不同系统负载量与开启持续时间和 DRX周期比值之间对应关系的一个映射表(如下面的表1所示)，并且保存在基站。表 1 在表1中，Un表示不同的系统负载，Em表示不同的信道情况，Knm表示针对不同的系 统负载和信道情况所得到的开启持续时间和DRX周期之间的比值，其中m和η分别是整数。在实际的通信过程中，当需要开启持续时间和DRX周期之间的比值时，只需要根
10据当前的系统负载量，通过查找映射表的方式即可获得相应比值。为了计算上面表1中所述的开启持续时间和DRX周期之间的比值Knm，可以使基站 端预先对可能发生的信道情况进行估计，并且在不同的信道情况下、不同系统负载量时，遍 历计算适合的开启持续时间和DRX周期之间的所有比值。需要指出的是，通过遍历计算的方法得到上述映射表与前面给出的自适应调整的 方法可以独立存在。就是说，在实际的通信过程中，可以根据当前的系统负载量实时地计算 对应的开启持续时间和DRX周期之间的比值，并且通知给用户。第二实施方式上面描述了根据系统负载情况自适应调整开启持续时间和DRX周期之间的比值 的第一实施方式。下面描述利用系统的负载信息和信道变化快慢信息自适应地调整DRX参 数的第二实施方式。根据本发明的第二实施方式可以根据无线通信系统的信道变化的快慢程度来调 整非连续接收时间长度。具体地讲，对信道变化快的用户，增大用户的非连续接收时间长 度，对信道变化慢的用户，减小用户的非连续接收时间长度。图8示出了本发明的第二实施例eNB根据用户信道变化的快慢程度自适应调整非 激活定时器时间长度的流程图。下面参考图8描述自适应设置DRX参数的第二实施方式。根据本发明的第二实施方式，eNB根据用户的移动速度来判断信道变化的快慢程 度。用Ti表示非激活定时器时间长度，Ti_slow, Ti_fast和Ti_original分别为慢变信道 用户、快变信道用户和初始的非激活定时器时间长度。如图8所示，开始时，慢变信道用户 和快变信道用户的非激活定时器时间长度是相同的，等于初始非激活定时器时间长度。在 步骤S801，eNB通过测量用户的移动速度，可以估测用户的信道变化快慢，移动速度高的 用户信道变化快，相反移动速度低的用户信道变化慢，根据系统设置的门限值S1,当用户的 移动速度低于这个门限值的时候，eNB判断他为慢变信道用户。这种情况下，需要对其非 激活定时器时间长度进行调整，例如，将Ti_slow设置为原来的1/2 (步骤802)。接着，在 步骤S803，eNB计算调整后用户功率节省百分比ΔΡ/仏，其中ΔΡ是平均功率消耗的减少 量，Ptl是初始的功率消耗值，并比较功率节省百分比ΔΡ/&与系统门限值threShold3的大 小。如果在步骤S803的比较结构表明ΔΡ/Ρ。大于门限值threShold3，说明用户的节电效 率已经达到系统的要求，所以可以停止对慢变信道用户的非激活定时器时间长度Ti_slow 的调整，并且流程进行到步骤804。如果在步骤S803的比较结构表明ΔΡ/Ρ。不大于门限值 threshold3，则说明用户的节电效率仍然需要提高。这种情况下，流程返回到步骤802，继续 对Ti_slow进行调整，直到节电效率满足系统要求为止。在步骤804中，eNB根据系统设置的门限值S2查找快变信道用户。当用户的移动 速度高于门限值S2的时候，eNB判断其为快变信道用户。在步骤S805，eNB需要对快变信道 用户的非激活定时器时间长度进行调整。例如，将Ti_fast自加一个TTI长度。然后，在步 骤S806，eNB计算非激活定时器时间长度调整后系统吞吐量提高的百分比AR/R。，其中AR 是系统吞吐量的增加量，Rtl是初始时系统的吞吐量，并比较系统吞吐量提高百分比AR7X1 和系统门限值thresholcM的大小。如果AR/R。大于门限值thresholcM，说明系统吞吐量 的损失已经在系统要求范围之内，可以停止Ti_fast的调整。这种情况下，在步骤S807，得 到调整后的Ti_sl0W，Tu_fast。如果AR/R。不大于门限值thresholcM，则说明系统吞吐量
11损失仍然不能为系统所接收。这种情况下，流程返回到步骤805，进一步调整Ti_fast使得 吞吐量损失减少，直到满足要求为止。在图8所示的步骤中，eNB通过测量用户的移动速度获得信道变化快慢的信息，如 图中虚线所示部分。应该指出，本发明不限于此，也可以通过其他的方法获得这个信息。例 如，eNB可以通过统计用户反馈的下行信道CQI信息的变化来判断下行信道变化快慢。这 时，虚线内的部分可以直接用CQI信息变化快慢程度来取代用户的速度信息。图9示出了当多用户的信道变化不同时，根据本发明第二实施方式进行非激活定 时器的设置的示意图。假设初始时所有用户的非激活定时器时间长度都为4，使用本发明的 自适应调整方法以后，慢变信道的用户非激活定时器时间长度调整为2，快变信道的用户非 激活定时器时间长度调整为6。这样对系统吞吐量贡献较大的快变信道的用户有更多的机 会被调度，而慢变信道用户则不会浪费功率来等待调度。从整体系统角度看，用户的平均功 率损耗可以被节省。上面描述了根据信道变化的快慢，调整非连续接收时间长度的方法。具体而言，对 信道变化较快的用户，可以增大用户的非连续接收时间长度，使得在保证无线通信系统的 吞吐量的同时，节省用户的能耗；而对信道变化较慢的用户，可以通过减小用户的非连续接 收时间长度，从而在保证无线通信系统的吞吐量的同时，节省用户的能耗。为此，可以根据 上面描述的计算过程，也可以采用一种遍历的方法，计算不同的信道变化速度与不同的信 道情况下用户的非激活定时器时间长度，获得信道变化的快慢程度与用户的非激活定时器 时间长度之间对应关系的映射表(如下面的表2所示)，并保存在基站。表 2 在表2中，Vn表示不同的信道变化速度，Effl表示不同的信道情况，Ti 表示针对不 同的信道变化速度和信道情况所得到的用户的非激活定时器时间长度，其中m和η分别是 整数。在实际的通信过程中，基站会根据用户的信道变化快慢状况和信道情况，通过查 表来获得用户相应的非激活定时器时间长度，然后通知给用户进行更新配置。为了计算上面表2中所述的非激活定时器时间长度Tinm，可以使基站端预先对信 道变化情况进行估计，并且在不同的变化快慢程度下，遍历计算适合的非激活定时器时间 长度。需要指出的是，通过遍历计算的方法得到的上述映射表与前面给出的自适应调整 的方法可以独立存在。就是说，在实际的通信过程中，可以根据当前的信道变化速度和信道
12情况，实时地计算对应的非激活定时器时间长度，并且通知给用户。上面描述的自适应DRX参数调整方法是基于相同业务质量(QoS)要求的用户，也 即所有用户在进行相同的业务的情况下进行的。当系统中存在多种业务时，也可以使用本 发明的方法，即分别对于不同的业务进行自适应的调整，下面进行具体描述。图10示出了根据本发明在系统提供多种业务时eNB根据系统负载情况自适应调 整开启持续时间和DRX周期之间的比值的示意图。如图10所示，当系统中存在诸如VoIP， 网络浏览和FTP等多种业务时，各种不同业务的DRX参数设置并不相同，这可以根据传统方 法进行初始设置。当某种业务的负载变化时，根据传统方法，DRX参数是不进行自适应调整 的，但是根据本发明所述的方法，当系统负载变大时，需要对K值进行自适应的调整。例如， 对于网络浏览业务，根据业务特征初始K值设为1/4，当系统负载从100增大到200时，使 用本发明的方法，将K值调整为11/48可以有更好的节电效率，同理可以调整其他业务的K 值。图11示出了根据本发明在系统提供多种业务时eNB根据用户信道变化快慢程度 自适应调整非激活定时器时间长度的示意图。如图11所示，在每种业务中都会存在信道快 变的用户和信道慢变的用户，传统方法只在不同业务的Ti之间有区别，本发明则对各个业 务内的不同信道变化速度的用户的Ti值进行调整。例如，对于FTP用户，初始时所有FTP用 户的Ti均为4，用本发明的方法调整快变信道的用户Ti值大于4，慢变信道的用户Ti值小 于4，同样可以调整其他业务的Ti值。图12示出了两种eNB为用户配置DRX参数的信令示意图。在图12a中，当eNB认 为有必要对用户的DRX参数进行调整的时候，会将调整后的DRX参数放入DRX配置信息中， 并将DRX配置信息放入RRC配置消息(RRCConnectionReconfiguration)中与其他配置消 息一起发送给用户，当用户成功接收到eNB的DRX配置消息之后，发送RRC连接重配置完成 信息(RRCConnectionReconfiguration Complete)消息给eNB作为应答，并根据该配置消 息进行非连续接收。与图12a不同，图12b示出了采用MACPDU来携带需要变更的DRX参数 实现DRX动态配置，图12b中的其他过程与图12a中的过程相同。图13示出了根据本发明的eNB根据系统负载大小自适应调整DRX参数的装置图。 如图13所示，eNB侧包括发射/接收装置131 (可以称之为第一发射/接收装置)，DRX参 数计算装置132，DRX状态寄存器133，和DRX配置封装装置134。用户侧包括发射/接收装 置135 (可以称之为第二发射/接收装置)，和DRX状态调整装置136。下面结合图13描述本发明的自适应调整DRX参数的装置的操作。在eNB侧，DRX 参数计算装置132利用所获得的系统负载量来计算DRX周期、开启持续时间，以及开启持续 时间与DRX周期的比值，以得到DRX参数调整参数K (针对第一实施方式的情况)。在第二 方式的情况下，DRX参数计算装置132根据用户信道变化状况信息来计算用户的非激活定 时器时间长度。DRX参数计算装置132将计算的结果保存在DRX状态寄存器133中，或者用 计算的结果来更新DRX状态寄存器133中在先保存的DRX参数或非激活定时器时间长度。 DRX配置封装单元134把计算的非连续接收状态的周期、开启持续时间，以及计算的开启持 续时间与DRX周期的比值，或非激活定时器长度，连同其他的DRX参数一起封装在无线资源 控制(RRC)消息或者媒体接入控制协议数据单元(MAC PDU)中，并通过发射/接收装置131 发送给该用户。
DRX状态寄存器133保存与该eNB所连接的所有用户的当前DRX状态信息，包括 DRX周期、开启持续时间，计算的开启持续时间与DRX周期的比值，以及非激活定时器长度 信息。发射/接收装置131用来发送和接收来自无线接口的信息。在用户(UE)侧，DRX状态调整装置136根据从发射/接收装置135接收到的DRX 配置信息来调整自己的DRX状态。用户侧调整自身的DRX状态包括根据接收到的DRX配置 信息更新自己的DRX周期、开启持续时间和非激活定时器时间长度的操作。在本发明中，根据无线信道的状况自适应地调整非连续接收参数，使得用户的激 活时间适应无线信道的变化，避免用户在调度可能性不大的情况下激活，在更大的程度上 利用了非连续接收的节电特性，能够获得更加有效率的节电方式，在可容纳的系统吞吐量 损失范围内，明显的减少了功率损耗。与此同时，根据信道变化快慢调整非激活定时器长度 还能够减少传输相同大小文件所要占用的时间。至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不 脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明 的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。
1权利要求
一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法，所述方法包括步骤检测无线通信系统的负载变化量；根据检测的负载变化量，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括步骤计算不同系统负载量的情况下开启 持续时间和非连续接收周期之间的比值，获得不同系统负载量与开启持续时间和非连续接 收周期之间的比值的对应关系的映射表。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括步骤初始化系统负载为N1、开启持续时间和非连续接收周期之间的比值为K1 ；检测当前的系统负载N2,根据当前的系统负载N2实时地统计系统的负载大小，并计算 负载变化量ΔΝ;如果所述负载变化量ΔΝ大于或等于预定的门限值，则对非连续接收参数进行调整。
4.根据权利要求3所述的方法，其中调整非连续接收参数的步骤包括调整开启持续时 间和非连续接收周期之间的比值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中根据下面的表达式计算调整开启持续时间和非连续接收周期之间的比值K2N-KK2 =min( ' 1 ,1) ο
6.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括在满足系统吞吐量要求的情况下，保持 当前的非连续接收参数设置的步骤。
7.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括在通信系统的吞吐量不随处于激活期 的用户数量增大而增大后，停止增加处在激活期的用户数量的步骤。
8.一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法，所述方法包括 步骤检测用户信道变化的快慢程度；根据用户信道变化的快慢程度，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括步骤计算不同的信道变化速度下用户的 非激活定时器时间长度，获得信道变化速度与用户的非激活定时器长度之间对应关系的映 射表。
10.根据权利要求8或9所述的方法，进一步包括步骤如果用户的移动速度低于预定的门限值S1,减少所述用户的非激活定时器时间长度；计算减少所述用户的非激活定时器时间长度后所述用户节省功率的百分比；如果节省功率百分比值大于预定门限值，停止对所述用户的非激活定时器时间长度进 行调整；和如果用户的移动速度不低于预定的门限值S1，增加用户的非激活定时器时间长度。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括计算非激活定时器时间长度增加后系统 吞吐量提高的百分比的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括将系统吞吐量提高的百分比与预定的系 统门限值进行比较的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中如果比较结果大于所述预定的系统门限值，停 止增加用户的非激活定时器时间长度。
14.根据权利要求13所述的方法，其中如果比较结果不大于所述预定的系统门限值， 继续增加用户的非激活定时器时间长度。
15.一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的系统，包括非连续接收参数计算装置，用于获得非连续接收参数，并计算开启持续时间与非连续 接收周期的比值；非连续接收参数状态寄存器，用于保存非连续接收参数和所计算的所述比值；非连续接收参数配置封装装置，用于将非连续接收参数，和计算的开启持续时间与非 连续接收周期的比值封装成非连续接收配置信息；非连续接收调整装置，用于根据接收到的非连续接收配置信息来调整用户的非连续接 收状态；第一发射/接收装置，用于向用户发射非连续接收配置信息和接收来自用户的信息；第二发射/接收装置，用于接收所述第一发射/接收装置发送的非连续接收配置信息。
16.一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的系统，包括非连续接收参数计算装置，用于根据用户信道变化状况信息来计算用户的非激活定时 器时间长度；非连续接收参数状态寄存器，用于保存用户信道变化状况信息和所计算的非激活定时 器时间长度；非连续接收参数配置封装装置，用于将非连续接收参数，和计算的用户信道变化状况 信息和所计算的非激活定时器时间长度封装成非连续接收配置信息；非连续接收调整装置，用于根据接收到的非连续接收配置信息来调整用户的非连续接 收状态；第一发射/接收装置，用于向用户发射非连续接收配置信息和接收来自用户的信息；第二发射/接收装置，用于接收所述第一发射/接收装置发送的非连续接收配置信息。
全文摘要
本发明揭示了一种根据无线信道的状况自适应调整用户的非连续接收参数的方法。本发明的方法包括步骤检测无线通信系统的负载变化量；根据检测的负载变化量，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。另外，本发明也可以检测用户信道变化的快慢，根据检测的信道变化的快慢程度，改变用户在非连续接收周期中处于激活期的时间。
文档编号H04W52/02GK101925161SQ20091014579
公开日2010年12月22日 申请日期2009年6月11日 优先权日2009年6月11日
发明者佘小明, 刘柳, 陈岚 申请人:株式会社Ntt都科摩