用于减少机器对机器(M2M)通信中无线电资源管理(RRM)相关信令的系统和方法转让专利

申请号 : CN201480034501.X

文献号 : CN105474668B

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发明人 : I.L.J.达西尔瓦K.迪谋

申请人 : 瑞典爱立信有限公司

摘要 :

一种用于减少与到在蜂窝网络(124)中主要是固定的无线装置(诸如,传感器或机器对机器M2M装置(122))的上行链路和下行链路无线电资源的调度相关的信令开销的系统(120)和方法(135,145)。时频信道条件与网络中的其它移动装置相比对于这些固定装置具有低得多的变化。因此,可在统计方法和机器学习技术的帮助下随时间估计(半)固定信道,并且可指令固定装置停止向网络报告上行链路和/或下行链路信道相关信息,直到进一步通知。当由基站(126)通知性能降级时,调度器(239)可指令装置重新开始其信道条件报告。这个解决方案由于在信道测量数量、它们的处理和报告方面的显著减少也减少了在固定装置内消耗的能量。

权利要求 :

1.一种用于减少与到无线装置(122)的上行链路(UL)和下行链路(DL)无线电资源的调度相关的信令开销的方法(135),所述无线装置(122)与在与所述无线装置关联的移动通信网络(124)中的网络实体(126)进行无线通信,其中所述移动通信网络从所述网络实体接收UL和DL调度信息,所述方法包括使用所述网络实体执行如下步骤:在检测到所述无线装置是固定的时,执行(137)如下至少一项:对在第一预定时间间隔上从所述无线装置接收的DL信道条件相关信息进行统计分析(138),以确定分配给所述无线装置的装置特定DL调度资源;以及对在第二预定时间间隔上从所述无线装置接收的UL信道条件相关信息进行统计分析(139),以确定分配给所述无线装置的装置特定UL调度资源;以及在对统计分析得出结论时,指令(140)所述无线装置执行如下至少一项:停止向所述网络实体报告(141)DL信道条件相关信息,直到进一步通知;以及停止向所述网络实体报告(142)UL信道条件相关信息,直到进一步通知,其中指令所述无线装置停止报告DL信道条件相关信息包含向所述无线装置发送(182,

185)具有第一预定值的第一指示符,所述第一指示符使所述无线装置能够停止向所述网络实体报告DL信道条件相关信息,并且其中指令所述无线装置停止报告UL信道条件相关信息包含向所述无线装置发送(206,210)具有第二预定值的第二指示符,所述第二指示符使所述无线装置能够停止向所述网络实体报告UL信道条件相关信息,其中所述第一指示符能够代替DL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同DL无线电资源,以及其中所述第二指示符能够代替UL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同UL无线电资源。

2.如权利要求1所述的方法,其中所述网络实体是如下之一:无线电基站(RBS);

基站控制器(BSC);

演进的节点B(eNodeB);以及

包括UL和DL调度器的移动通信节点。

3.如权利要求1所述的方法,其中所述无线装置是如下之一:机器对机器(M2M)装置;

M2M网关;以及

用户设备(UE)。

4.如权利要求1所述的方法,其中所述DL信道条件相关信息包含如下至少一项:在与通过无线通信信道(128)由所述网络实体发送并由所述无线装置接收的DL参考信号关联的第一预定数量的频率子带上每子带的复信道值的估计;以及在与所述DL参考信号关联的第二预定数量的频率子带上所述无线通信信道的信道质量信息(CQI)的分布;

其中所述UL信道条件相关信息包含探测参考信号(SRS)。

5.如权利要求1所述的方法,其中对DL信道条件相关信息进行统计分析包含:在所述第一预定时间间隔上生成装置特定DL相关存储信息,其中通过使用所述无线装置的独特身份存储如下项来生成所述装置特定DL相关存储信息:在所述第一预定时间间隔上从所述无线装置接收的所有DL信道条件相关信息;以及在所述第一预定时间间隔上接收到所述DL信道条件相关信息时的所述移动通信网络的状态的网络状态相关信息;

在缺少来自所述无线装置的另外DL信道条件相关信息的情况下,分析所述装置特定DL相关存储信息以从中确定所述无线装置的另外DL调度资源;以及准备所述第一指示符;以及

其中对UL信道条件相关信息进行统计分析包含:

估计在所述第二预定时间间隔上从所述无线装置接收的每个UL信道条件相关信息的UL信道质量;

在所述第二预定时间间隔上生成装置特定UL相关存储信息,其中通过使用所述无线装置的所述独特身份存储如下项来生成所述装置特定UL相关存储信息:在所述第二预定时间间隔上从所述无线装置接收的所有UL信道条件相关信息;

与所述UL信道条件相关信息关联的UL信道质量的估计;以及在估计UL信道质量时的所述移动通信网络的状态的网络状态相关信息;

在缺少来自所述无线装置的另外UL信道条件相关信息的情况下,分析所述装置特定UL相关存储信息以从中确定分配给所述无线装置的另外UL调度资源;以及准备所述第二指示符。

6.如权利要求1所述的方法,其中所述第一指示符和所述第二指示符中的至少一个是如下之一:经由第一物理下行链路控制信道(PDCCH)发送到所述无线装置的下行链路控制信息(DCI)消息中的第一标志位;以及经由第二PDCCH发送到所述无线装置的无线电资源控制(RRC)消息中的第二标志位。

7.如权利要求1所述的方法,进一步包括:使用所述网络实体执行如下至少一项:指令所述无线装置重新开始向所述网络实体报告DL信道条件相关信息;以及指令所述无线装置重新开始向所述网络实体报告UL信道条件相关信息。

8.如权利要求7所述的方法,其中指令所述无线装置重新开始报告DL信道条件相关信息包含向所述无线装置发送(182,185)具有第三预定值的第一指示符,并且其中指令所述无线装置重新开始报告UL信道条件相关信息包含向所述无线装置发送(206,210)具有第四预定值的第二指示符。

9.如权利要求8所述的方法,其中所述第三预定值是所述第一预定值的相反值,并且其中所述第四预定值是所述第二预定值的相反值。

10.如权利要求1所述的方法,其中如下至少一项适用:

依据从所述无线装置接收第一预定数量报告所花的时间测量所述第一预定时间间隔,其中所述第一预定数量报告中的每个报告都含有报告特定DL信道条件相关信息;以及依据从所述无线装置接收第二预定数量报告所花的时间测量所述第二预定时间间隔,其中所述第二预定数量报告中的每个报告都含有报告特定UL信道条件相关信息。

11.一种移动通信节点(126),配置成提供到与无线装置(122)关联的移动通信网络(124)中的所述无线装置的无线电接口,其中所述移动通信节点包括:收发器(233),配置成向所述无线装置传送无线信号,并从所述无线装置接收无线信号;

调度器(239),配置成经由所述收发器向所述无线装置发送上行链路(UL)和下行链路(DL)无线电资源调度信息,并经由所述收发器从所述无线装置接收DL和UL信道条件相关信息;以及处理器(237),耦合到所述收发器和所述调度器,并配置成在检测到所述无线装置是固定的时执行如下至少一项:对所述调度器在第一预定时间间隔上从所述无线装置接收的DL信道条件相关信息进行统计分析(138),以确定分配给所述无线装置的装置特定DL调度资源;以及对所述调度器在第二预定时间间隔上从所述无线装置接收的UL信道条件相关信息进行统计分析(139),以确定分配给所述无线装置的装置特定UL调度资源;

其中所述处理器进一步配置成给所述调度器提供统计分析结果;并且其中在从所述处理器接收到所述统计分析结果时,所述调度器可操作以经由所述收发器向所述无线装置发送(140)指令,其中所述指令指令所述无线装置执行如下至少一项:停止向所述移动通信节点报告(141)DL信道条件相关信息,直到进一步通知;以及停止向所述移动通信节点报告(142)UL信道条件相关信息,直到进一步通知,其中指令所述无线装置停止报告DL信道条件相关信息包含向所述无线装置发送(182,

185)具有第一预定值的第一指示符,所述第一指示符使所述无线装置能够停止向所述移动通信节点报告DL信道条件相关信息,并且其中指令所述无线装置停止报告UL信道条件相关信息包含向所述无线装置发送(206,210)具有第二预定值的第二指示符,所述第二指示符使所述无线装置能够停止向所述移动通信节点报告UL信道条件相关信息,其中所述第一指示符能够代替DL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同DL无线电资源,以及其中所述第二指示符能够代替UL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同UL无线电资源。

12.如权利要求11所述的移动通信节点,进一步包括:

存储器(240),耦合到所述处理器和所述调度器;

其中所述调度器配置成使用所述无线装置的独特身份在所述存储器中存储装置特定DL相关信息,其中所述装置特定DL相关信息包含:在所述第一预定时间间隔上从所述无线装置接收的所有DL信道条件相关信息;以及在所述第一预定时间间隔上接收到所述DL信道条件相关信息时的所述移动通信网络的状态的网络状态相关信息;以及其中所述处理器配置成通过执行如下步骤对DL信道条件相关信息进行统计分析:在缺少来自所述无线装置的另外DL信道条件相关信息的情况下,分析在所述存储器中存储的所述装置特定DL相关信息以从中确定分配给所述无线装置的另外DL调度资源;以及准备向所述调度器发送第一命令作为所述统计分析结果的一部分,以使所述调度器能够指令所述无线装置停止向所述移动通信节点报告DL信道条件相关信息。

13.如权利要求12所述的移动通信节点,其中所述调度器进一步配置成:估计在所述第二预定时间间隔上从所述无线装置接收的每个UL信道条件相关信息的UL信道质量;以及其中使用所述无线装置的独特身份在所述存储器中存储装置特定UL相关信息,其中所述装置特定UL相关信息包含:在所述第二预定时间间隔上从所述无线装置接收的所有UL信道条件相关信息;

与所述UL信道条件相关信息关联的UL信道质量的估计;以及在估计UL信道质量时的所述移动通信网络的状态的网络状态相关信息;以及其中所述处理器进一步配置成通过执行如下步骤对UL信道条件相关信息进行统计分析:在缺少来自所述无线装置的另外UL信道条件相关信息的情况下,分析在所述存储器中存储的所述装置特定UL相关信息以从中确定分配给所述无线装置的另外UL调度资源;以及准备向所述调度器发送第二命令作为所述统计分析结果的一部分,以使所述调度器能够指令所述无线装置停止向所述移动通信节点报告UL信道条件相关信息。

14.如权利要求11所述的移动通信节点,其中所述移动通信节点是如下之一:无线电基站(RBS);

基站控制器(BSC);以及

演进的节点B(eNodeB)。

15.一种用于减少与到无线装置(122)的上行链路(UL)和下行链路(DL)无线电资源的调度相关的信令开销的方法(145),所述无线装置(122)与在与所述无线装置关联的移动通信网络(124)中的网络实体(126)进行无线通信,所述方法包括使用所述无线装置执行如下步骤:向所述网络实体报告(148)如下至少一项:

DL信道条件相关信息;以及

UL信道条件相关信息;

监视(149)从所述网络实体提供UL和DL无线电资源调度信息的DL控制信道;

标识(150,151)所述DL控制信道是否包含所述无线装置的如下装置特定指示符之一:具有第一预定值的第一指示符;以及

具有第二预定值的第二指示符;

当所述无线装置从所述DL控制信道接收(182,185)到具有所述第一预定值的所述第一指示符时,中止(154)向所述网络实体报告DL信道条件相关信息;以及当所述无线装置从所述DL控制信道接收(206,210)到具有所述第二预定值的所述第二指示符时,中止(154)向所述网络实体报告UL信道条件相关信息,其中所述第一指示符能够代替DL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同DL无线电资源,以及其中所述第二指示符能够代替UL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同UL无线电资源。

16.如权利要求15所述的方法,其中中止报告DL信道条件相关信息包含如下步骤:继续使用与所述无线装置紧接在接收到所述第一指示符之前所使用的相同的DL调度许可;

并且其中中止报告UL信道条件相关信息包含如下步骤:

继续使用与所述无线装置紧接在接收到所述第二指示符之前所使用的相同的UL调度许可。

17.如权利要求15所述的方法,进一步包括使用所述无线装置执行如下步骤:进一步监视所述DL控制信道以标识所述DL控制信道是否包含所述无线装置的如下装置特定指示符之一:具有第三预定值的第一指示符;以及

具有第四预定值的第二指示符;

当所述无线装置从所述DL控制信道接收到具有所述第三预定值的所述第一指示符时,重新开始向所述网络实体报告DL信道条件相关信息;以及当所述无线装置从所述DL控制信道接收到具有所述第四预定值的所述第二指示符时,重新开始向所述网络实体报告UL信道条件相关信息。

18.一种无线装置(122),其与在与所述无线装置关联的移动通信网络(124)中的网络实体(126)进行无线通信,其中所述无线装置包括:收发器(224),配置成向所述网络实体传送无线信号,并从所述网络实体接收无线信号;以及处理器(220),耦合到所述收发器并配置成执行如下步骤:使用所述收发器向所述网络实体报告(148)如下至少一项:下行链路(DL)信道条件相关信息;以及

上行链路(UL)信道条件相关信息;

使用所述收发器监视(149)从所述网络实体提供UL和DL无线电资源调度信息的DL控制信道;

标识(150,151)所述DL控制信道是否包含所述无线装置的如下装置特定指示符之一:具有第一预定值的第一指示符;以及

具有第二预定值的第二指示符;

当所述处理器经由所述收发器从所述DL控制信道接收(182,185)到具有所述第一预定值的所述第一指示符时,中止(154)向所述网络实体报告DL信道条件相关信息;以及当所述处理器经由所述收发器从所述DL控制信道接收(206,210)到具有所述第二预定值的所述第二指示符时,中止(155)向所述网络实体报告UL信道条件相关信息,其中所述第一指示符能够代替DL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同DL无线电资源,以及其中所述第二指示符能够代替UL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同UL无线电资源。

19.如权利要求18所述的无线装置,其中所述无线装置是如下之一:机器对机器(M2M)装置;

M2M网关;以及

用户设备(UE)。

20.如权利要求18所述的无线装置,其中所述处理器进一步配置成执行如下至少一项:继续使用所述无线装置紧接在接收到所述第一指示符之前使用的DL调度许可;以及继续使用所述无线装置紧接在接收到所述第二指示符之前使用的UL调度许可。

21.一种用于减少与移动通信网络(124)中的上行链路(UL)和下行链路(DL)无线电资源的调度相关的信令开销的系统(120),所述系统包括:无线装置(122),其与所述移动通信网络中的移动通信节点(126)进行无线通信,其中所述无线装置配置成执行如下步骤:向所述移动通信节点报告(148)如下至少一项:

DL信道条件相关信息;以及

UL信道条件相关信息;

监视(149)从所述移动通信节点提供UL和DL无线电资源调度信息的DL控制信道;

标识(150,151)所述DL控制信道是否包含所述无线装置的如下装置特定指示符之一:具有第一预定值的第一指示符;以及

具有第二预定值的第二指示符;

当所述无线装置从所述DL控制信道接收(182,185)到具有所述第一预定值的所述第一指示符时,中止(154)向所述移动通信节点报告DL信道条件相关信息;以及当所述无线装置从所述DL控制信道接收(206,210)到具有所述第二预定值的所述第二指示符时,中止(155)向所述移动通信节点报告UL信道条件相关信息;以及用于提供到所述移动通信网络中的所述无线装置的无线电接口的所述移动通信节点,其中所述移动通信节点配置成执行如下步骤:向所述无线装置发送DL和UL无线电资源调度信息,并从所述无线装置接收DL和UL信道条件相关信息;

在检测到所述无线装置是固定的时,执行(137)如下至少一项:对在第一预定时间间隔上从所述无线装置接收的DL信道条件相关信息进行统计分析(138),以确定分配给所述无线装置的装置特定DL调度资源;以及对在第二预定时间间隔上从所述无线装置接收的UL信道条件相关信息进行统计分析(139),以确定分配给所述无线装置的装置特定UL调度资源;以及在对统计分析得出结论时,向所述无线装置发送具有所述第一指示符或所述第二指示符的所述DL控制信道,由此指令(140)所述无线装置执行如下之一:当所述DL控制信道含有所述第一指示符时,停止向所述移动通信节点报告(141)DL信道条件相关信息,直到进一步通知;以及当所述DL控制信道含有所述第二指示符时,停止向所述移动通信节点报告(142)UL信道条件相关信息,直到进一步通知,其中所述第一指示符能够代替DL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同DL无线电资源,以及其中所述第二指示符能够代替UL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同UL无线电资源。

22.一种移动通信节点(126),配置成提供到与无线装置(122)关联的移动通信网络(124)中的所述无线装置的无线电接口,所述移动通信节点包括处理器和收发器单元,其中所述移动通信节点配置成执行如下步骤:从所述无线装置接收下行链路(DL)和上行链路(UL)信道条件相关信息;

在检测到所述无线装置是固定的时,执行(137)如下至少一项:对在第一预定时间间隔上从所述无线装置接收的DL信道条件相关信息进行统计分析(138),以确定分配给所述无线装置的装置特定DL调度资源;以及对在第二预定时间间隔上从所述无线装置接收的UL信道条件相关信息进行统计分析(139),以确定分配给所述无线装置的装置特定UL调度资源;

在对统计分析得出结论时,向所述无线装置发送下行链路控制信息(DCI)消息,指令所述无线装置执行如下之一:停止向所述移动通信节点报告(141)DL信道条件相关信息,直到进一步通知;以及停止向所述移动通信节点报告(142)UL信道条件相关信息,直到进一步通知,其中指令所述无线装置停止报告DL信道条件相关信息包含向所述无线装置发送(182,

185)具有第一预定值的第一指示符,所述第一指示符使所述无线装置能够停止向所述移动通信节点报告DL信道条件相关信息,并且其中指令所述无线装置停止报告UL信道条件相关信息包含向所述无线装置发送(206,210)具有第二预定值的第二指示符,所述第二指示符使所述无线装置能够停止向所述移动通信节点报告UL信道条件相关信息,其中所述第一指示符能够代替DL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同DL无线电资源,以及其中所述第二指示符能够代替UL调度许可来指示所述无线装置必须使用相同UL无线电资源。

说明书 :

用于减少机器对机器(M2M)通信中无线电资源管理(RRM)相关

信令的系统和方法

技术领域

[0001] 本公开涉及移动通信系统中的无线电资源管理(RRM)。更具体地说,而非作为限制,本公开的具体实施例针对减少与到主要固定的无线装置(诸如例如,执行M2M通信的机器对机器(M2M)装置)的上行链路(UL)和下行链路(DL)无线电资源调度相关的信令开销的系统和方法。

背景技术

[0002] 机器对机器(M2M)通信涉及两个机器之间没有人为干预的通信(使用有线手段或无线手段或二者的组合)。这里要指出,术语“M2M通信”在某文献中也被称为“机器型通信(MTC)”。因此,这些术语在本文的论述中可互换使用。M2M通信的一些示例是:智能计量(例如公共事业表的远程读取)、医疗保健监视(例如病人心率的远程监视)、农业监视(例如农作物条件的监视)、森林监管(例如非法狩猎或砍伐的监视)、车队管理跟踪(例如监视货车在道路上的当前状况)、安全监控(例如建筑物或建筑群的自动实时监视)、计费事务、库存管理(例如通过监视超市中的销售点(POS)交易)等等。许多M2M装置是检测仪器,部署在大地理区域上并且功耗相对低。M2M通信通常在一端使用具有MTC能力的传感器或诊断装置(其可执行早先提到的计量、监视等),而在另一端使用M2M用户装置、接收器或服务器以从传感器装置接收数据(例如经由蜂窝接入网(AN)无线接收,如下面参考图1所论述的),并且按照期望的M2M服务处理数据(例如,公共事业计量服务、医疗保健监视服务、计费准备服务等等)。
[0003] 期望M2M通信对移动宽带行业内的连接性和业务有重大贡献。GSM/EDGE系统(其中“GSM”指的是全球移动通信系统,并且“EDGE”指的是GSM演进系统的增强数据速率)已经服务于MTC的迅速扩张的市场。移动通信运营商已经在容纳服务于现代演进网络(诸如,基于第三代合作伙伴项目(3GPP)长期演进(LTE)的网络)内的无线传感器/装置的业务上表现出兴趣。GSM/GPRS(其中“GPRS”指的是通用分组无线电服务)正在变得更老,并且运营商旨在总体上用更现代的网络代替它们。作为这个的一部分,运营商也将义不容辞处理由现有蜂窝网络(诸如GSM/EDGE网络)服务的MTC业务,并且还提供此类业务例如从GPRS/EDGE到蜂窝系统的将来版本(诸如高级国际移动电信(高级IMT)系统(例如3GPP高级LTE或LTE-A系统)的转变。
[0004] 无线传感器网络已经赢得了来自学术界和行业的越来越大的兴趣。然而,此类网络已经主要构建在短程通信链路(诸如基于Bluetooth®并且最近基于Zigbee®标准的短程通信链路)周围。因此,感兴趣的是,检查是否能修改现有和将来蜂窝系统以有效地容纳来自这些无线装置的业务。考虑如下内容,这是具有挑战性的任务:(1)现有蜂窝系统的最近版本——例如3GPP系统,诸如基于宽带码分多址(WCDMA)的高速分组接入(HSPA)系统、LTE或LTE-A系统或基于电气与电子工程师协会(IEEE)标准的系统,诸如例如基于IEEE 802.16e和802.16m的微波接入全球互操作性(WiMAX)系统等——持有主要向移动宽带(MBB)用户提供服务的主要目标。(2)存在来自运营商的如下要求:这些无线装置(诸如传感器或M2M装置)具有低成本和高能效。
[0005] 在继续进一步论述之前,在此要指出,在如下论述中,为了论述的方便,术语“无线装置”、“MTC装置”、“M2M装置”、“M2M实体”、“M2M通信实体”或类似意义的其它此类术语可互换使用。要理解到,“M2M装置”是能够以无线方式进行M2M通信的装置、传感器或仪器。根据给定上下文,术语“无线装置”可指的是M2M装置(直接接入或间接接入(如下讨论))或M2M网关(GW)或二者。然而,如果上下文另有指示,则装置和网关可单独规定,而不是通过公共术语“MTC装置”或“M2M装置”。在某些实施例中,“无线装置”也可包含非M2M装置。另外,在此要指出,M2M通信实体或装置可表示恰当配置用于M2M通信的用户设备(UE)或移动台(MS)(也称为各种类似术语,诸如“移动手机”、“无线手机”、“无线装置”、“终端”等)。此类移动手机/装置的一些示例包含蜂窝电话或数据传输设备(例如个人数字助理(PDA)或寻呼机)、智能电话(例如iPhone™、Android™、Blackberry™等)、手持或台式计算机、Bluetooth®装置、电子阅读器、便携式电子平板计算机等。
[0006] 图1图示了使用固定和无线(移动)接入网(AN)的示范M2M通信系统10。固定接入网由附图标记“12”和“14”标识,而无线移动AN由附图标记“16”标识。无线移动AN 16可以是3GPP蜂窝AN或国际移动电信(IMT)无线电接入网(RAN),诸如例如通用地面无线电接入网(UTRAN)、演进的UTRAN (E-UTRAN)、GSM/EDGE RAN (GERAN)、WiMAX网络等等。使用附图标记“18”至“30”标识各种M2M装置。如双向虚线箭头32-34(以点划线格式“  ”)所示,所有这些接入网12、14、16最终都将它们的相应M2M装置18-30连接到可托管来自M2M服务提供商(SP)的M2M服务器38的基于因特网的服务网络36。服务器38可远程控制或“操作”M2M装置18-30,以及接收和处理由这些装置发送的数据。例如,如果M2M通信实体是建筑物监控传感器或单元,则M2M服务器38在那种情况下可以是远程数据收集/处理单元,其可指令监控传感器以预先定义的时间间隔向其传送监控数据(例如,以免使蜂窝网络资源超负荷)。有可能,M2M蜂窝提供商也是蜂窝和/或固定接入网的运营商或提供商。在另一方面,M2M SP可独立于蜂窝或固定AN运营商,但为了互操作性目的,可与这些网络运营商具有商业关系。类似地,固定网络12、14和移动网络16可由不同服务提供商/运营商或相同服务提供商/运营商拥有和/或操作。
[0007] 固定接入网12、14可以是使用非蜂窝接入提供到它们的相应无线装置18-21和28-30的因特网协议(IP)连接性的宽带网络,非蜂窝接入由虚线(“- - - -”) 双向箭头41-43和45-47指示。在另一方面,由于在固定-移动融合上的进步,固定接入网也可经由蜂窝接入提供IP连接性。在图1中,所有3GPP蜂窝接入由点线(“.....”)双向箭头50-54示出。从而,在固定AN 14的情况下,无线装置27可通过网络14经由3GPP归属演进的节点B(HeNB)或归属节点B(HNB)56通信或与之通信,如描绘此类3GPP蜂窝接入的箭头54所指示的。
[0008] 再次参考固定网络12、14,在此观察到,其中一些M2M通信实体19-21和28-30可彼此互连,与其它类似实体(未示出)互连,或经由“局部”M2M区域网络60、62与一个或多个M2M网关(例如,M2M网关(GW) 21和30))互连,区域网络可以是IEEE 802.15.1、Bluetooth®或其它类似无线局域网(WLAN)(例如WiFi网络)。在此要指出,无线装置可以是支持对接入网直接接入的直接接入M2M装置(例如,装置22-23和27)或不支持对接入网直接接入的间接接入M2M装置(例如,装置18-20、24-25和28-29)。M2M网关(例如,网关21、26和30)可用于支持对于此类间接接入M2M装置的网络接入。M2M网关可担任从与之通信的各种此类间接接入M2M装置接收的数据的集中器。专用网关(GW)64(其可以是或者可以不是M2M网关——即,其可以不能够支持M2M通信)可通过固定网络12为M2M装置18提供对IP网络(例如,基于因特网的服务网络36)的接入。
[0009] 在此要指出,在图1中,网络节点与固定接入网之间(例如,M2M GW 21与固定AN 12之间、HeNB 56与固定AN 14之间等)的信令和接入网(固定或无线)以外的信令使用不间断的双向箭头66-72指示,以便便于图示,并且区分由箭头40-43、45-47、52-54示出的初始接入相关信令等。
[0010] 无线装置22-23可经由基站(例如基站75)或通过中继节点(RN) 76和基站75的组合直接接入3GPP蜂窝无线AN 16。在另一方面,无线装置24-25可通过M2M GW 26间接接入网络16,M2M GW 26经由另一基站78与AN 16通信。与在无线装置19-21和28-30的情况一样,无线装置24-26也可经由支持非蜂窝信令(如虚线双向箭头82-84所指示)的“局部”M2M区域网络80彼此互连。无线AN 16可进一步支持(在不同基站下操作的)两个或更多装置之间的域间通信,无需涉及M2M服务提供商的服务器38,如示范双向箭头86所示出的(也以点划线格式“ ”)。
[0011]  在蜂窝接入的情况下,术语“接入网”不仅可包含蜂窝载波网络的RAN部分(例如,包括具有或没有基站控制器的基站),而且包含其它部分(例如,蜂窝回程和核心网络)。在图1中,使用附图标记“88”示出示范IMT核心网络(CN)。如图1中所示,蜂窝AN 16可包含多个小区站点89-90,每个都在相应基站(BS)或基站收发器(BTS)75、78的无线电覆盖下。基站75、78例如可以是eNodeB (或eNB)、高功率和宏小区基站或中继节点等。这些基站75、78可从各种M2M通信实体22-26接收无线通信(如示范双向箭头52-53所指示的),并将接收的通信转发到核心网络88。例如,在第三代(3G)RAN的情况下,蜂窝回程(未示出)可包含3G无线电网络控制器(RNC)或基站控制器(BSC)的功能性。如早先所提到的,回程部分(诸如例如,BSC或RNC)与基站75、78一起可被视为包括网络的RAN部分。另一方面,核心网络(CN)88可提供逻辑、服务和控制功能(例如,订户账户管理、计费、订户移动管理等)、到其它网络(例如,因特网或基于因特网的服务网络36)或实体的因特网协议(IP)连接性和互连、漫游支持等。
CN 88例如可以是IMT CN,诸如3GPP CN或3GPP2 CN(对于基于码分多址(CDMA)的蜂窝系统)或ETSI TISPAN(欧洲电信标准协会TIPHON(电信和因特网协议在网络上协调)和SPAN(高级网络的服务和协议))CN。
[0012] 从上面的论述,看到,图1中的系统10允许经由相应网络(固定或无线)在两个或更多M2M装置/传感器18-30之间,还有这些装置中的一个或多个与它们相应网络之间的M2M通信。因为本公开涉及无线网络(主要是移动通信系统)中的无线电资源管理,所以下面的论述将不在固定网络的上下文中进一步论述信令或资源节约方面。
[0013] 现有和将来的3GPP和IEEE无线网络中的信令机制已经持有保证鲁棒连接或会话持续长时间段并涉及传送大数据量的意图。在这方面,涉及几个总计成百上千的千字节数据的长消息的信令机制和协议不被视为特别显著的开销,尤其是当与在会话内交换的大量数据业务(兆字节和千兆字节的数据)相比较时。换句话说,当前和将来的蜂窝和IEEE网络将协议相关信令(包含下面论述的UL和DL无线电资源调度相关信令)当与显著更大的有效载荷数据比较时被看作相对“教小的”业务。
[0014] 另一方面,在最常见的情形下,期待图1中示出的M2M装置22-27向蜂窝网络(或相应基站)仅传送——在每个上行链路传送中——含有测量或告警的单个分组或任何其它类型信息。在M2M通信中使用的无线装置的情况下,数据传送主要发生在上行链路(即,从装置到网络),而下行链路(从网络到装置)主要服务用于向装置传送反馈和链路控制信息。从而,操作在无线网络中的终端可在基站与无线终端之间的通信信道或链路(例如射频(RF)信道)(通常本文称为“信道”)上经由网络中的基站交换信息(其包含数据、调度和控制信息、反馈信息等)。
[0015] 信道相关调度
[0016] “调度器”在无线网络中(例如,作为蜂窝网络诸如3GPP LTE网络中的基站的一部分)用于确定向/从哪个(哪些)终端传送/接收数据,以及在通信系统的不同域(时间、频率等)中的哪组无线电资源上。调度器是网络的关键元件,并且在很大程度上,确定系统的总体行为。
[0017] 在信道质量随频率显著变化而信道质量仅随时间缓慢变化的情况下,频域中的信道相关调度可增强系统容量。这通常是具有低移动性的宽带室内系统中的情况,在一些M2M部署中非常有可能是这种情况的情形。
[0018] 为了选择适合的数据速率(具体地说,适合的调制方案和信道编码率)以及信道相关调度的适合功率(传送的或接收的),传送器需要关于无线电链路信道条件的信息。
[0019] 图2示例了网络中的信道相关调度的一般原理。图2中的步骤1至3描绘了如何报告下行链路(DL)信道状况。对于下行链路,大多数系统提供了预定结构的下行链路信号,称为下行链路导频或DL参考信号(RS)。这个参考信号以恒定功率从基站(例如图2中的基站92)传送(图2中的步骤1),并且可由移动终端(例如图2中的终端94)用于估计瞬时下行链路条件(图2中的步骤2),其然后可被报告给基站(图2中的步骤3)。移动终端94可以是M2M装置或UE或能够进行M2M通信的其它移动手机。对于传送器(即基站92)至关重要的是反映在传送时的信道条件的估计。从而,时域信道变化越迅速,链路自适应有效性越差。因为在当终端测量信道条件与传送器中所报告值应用时的时间点之间将不可避免地存在延迟,所以信道相关调度和链路自适应通常最好操作在低终端移动性。
[0020] 图3图示了网络中的信道相关调度的一般原理。图3中的步骤1至3描绘了如何确定下行链路(UL)信道状况。对于上行链路,上行链路信道条件的估计不那么直接,因为随后将在LTE系统的情况下描述它。为了让eNodeB中的上行链路调度器确定上行链路信道质量,UE 94必须向基站或eNodeB 92发送探测参考信号(SRS)作为输入(图3中的步骤1)。基站92(并且更确切地说是基站中的调度器)可根据SRS信号估计UL信道质量(图3中的步骤2),并且然后基于估计的UL信道质量经由UL调度许可向UE 94分配适当无线电资源(图3中的步骤3)。
值得提到的是,时分双工(TDD)系统(诸如LTE系统)可依赖于信道互惠,然而这可能未提供UL信道条件的完整知识。
[0021] 尽管调度策略是实现特定的,并且3GPP未规定,但大多数调度器的总体目标是利用移动终端之间的信道变化,并且优选是,在具有有利信道条件的资源上调度到移动终端的传送。这对于LTE和HSPA都是有效的。在LTE情况下的主要优点是也可利用频率分集的事实,而在HSPA中调度器可仅利用时域变化。对于由LTE支持的大带宽,其中将经常经历显著量的频率选择性衰落,调度器利用频域的可能性相比仅利用时域变得极其重要,尤其是以低速或者对于固定装置(诸如M2M装置/网关),其中时域中的变化相比许多服务设置的延迟要求相对慢。
[0022] 总的来说,大多数信道相关调度策略,在上行链路中或在下行链路中,需要关于如下项的一些信息:(i)在终端/基站处的信道条件;(ii)缓冲器状况(在终端/基站处)和不同数据流的属性;以及(iii)相邻小区中的干扰情形。存在不同方式可在调度器获得这个信息,但一般来说,调度器依赖于从终端向网络报告的某类信息。
[0023] 因为随后参考LTE系统论述本公开的发明方面,所以下面的论述现在提供关于LTE中调度的一般背景信息。类似调度方法也可存在于其它非LTE系统中,但为了简洁起见,下面仅论述LTE系统。然而,此类LTE受限论述不应被视为将本公开的范围仅限制于基于LTE的系统。而是,如后面所提到的,本公开的教导也可适用于其它非LTE系统。
[0024] LTE中的调度
[0025] 在LTE中,调度器是媒体接入控制(MAC)层的一部分,并且控制上行链路和下行链路无线电资源的指配。eNodeB对于每个1ms的传送时间间隔(TTI)(即,LTE中的10ms无线电帧的1ms子帧)进行调度判定,并向选择的那组终端发送调度信息。还存在半永久调度以减少控制信令开销的可能性。
[0026] 上行链路和下行链路调度在LTE中分开,并且上行链路和下行链路调度判定可彼此独立进行。在LTE中,基本调度操作是所谓的动态调度,其中eNodeB在每个1ms TTI(或子帧)中(在物理下行链路控制信道(PDCCH)上)向选择的那组终端发送调度信息,控制上行链路和下行链路传送活动。对于上行链路和下行链路,终端都遵循仅来自单个小区——即服务小区的调度命令。
[0027] LTE下行链路调度器
[0028] 图4示出了LTE下行链路调度器96的示范操作布置。DL调度器96可以是基站或eNodeB 92的一部分。为了便于论述,在图2-5中使用相同附图标记“92”来指基站或eNB,并且在图2-5中使用相同附图标记“94”来指UE(如之前所提到的,其也可以是M2M通信实体)或专用M2M装置或其它无线终端。在LTE中,下行链路调度器96负责动态控制终端传送,并且对于这些终端中的每个终端,传送那组资源块(RB),在该组资源块上应该传送终端的下行链路共享信道(DL-SCH)。eNodeB 92通常控制传输格式选择(即,传输块大小、调制方案和代码速率的选择)和逻辑信道复用进行下行链路传送。
[0029] 在大多数情况下,单个终端不能使用小区的全容量,例如由于缺乏数据。还有,因为信道属性可在频域变化,因此能够在频谱的不同部分上向不同终端传送是有用的。因此,调度器96可在LTE子帧中并行调度多个终端,在此情况下,每个已调度终端存在一个DL-SCH,每个此类终端被动态映射到(独特)一组频率资源。调度器96在所使用的瞬时数据速率的控制下,并且因此,调度判定将影响无线电链路控制(RLC)分段和MAC复用。尽管形式上是MAC层的一部分,但调度器96控制eNodeB 92中与下行链路数据传送关联的大多数功能,诸如例如,(i)eNB 92中用于不同已调度终端的不同RLC数据缓冲器98-1至98-n的RLC分段/级联;(ii)逻辑信道的MAC复用(其可使用MAC复用单元100执行);以及(iii)在空间复用情况下传送层的L1编码、调制和编号(所有这些都可使用eNodeB 92中的调制和编码单元102)。这些参数的选取主要由数据速率(也就是传输块大小)确定。
[0030] 能以几种方式获得关于终端处信道条件的信息。通常,eNodeB 92依赖于什么被称为来自终端94的“信道状况”报告(随后在下面描述),如图4中的虚线箭头104(以及图2中的步骤3)所指示的。(UE 94可估计要报告给eNodeB 92的DL信道质量,如早先参考图2中的步骤2所论述的。)然而,具体调度器也可利用信道知识的附加源。
[0031] 除了信道质量,调度器96也可考虑终端的缓冲器状况和优先权等级。调度具有空传送缓冲器的终端没有意义。另一方面,不同类型业务的属性也可变化。例如,可在用户数据上优先化无线电资源控制(RRC)信令,并且RLC和混合自动重复请求(HARQ)重传可优先考虑初始数据传送。
[0032] LTE下行链路调度器:信道状况报告
[0033] 如早先所提到的,操作在无线网络中的终端可经由网络中的基站交换信息。交换可采取基站与无线终端之间的通信信道/链路的信道反馈或信道状况报告的形式。尽管称为“信道状况报告”,但终端向LTE中的网络递送的也不是下行链路信道状况的显式报告。而是,终端所递送的是关于如果/当在下行链路共享信道(DL-SCH)上向终端传送时网络应该使用什么传送配置和相关参数的推荐。
[0034] 信道状况报告例如可包含如下一项或多项:(i)秩指示符(RI),指示优选可由到终端的下行链路传送使用/用于到终端的下行链路传送的信道秩或(用于数据信道的)有用传送层的数量。(ii)预编码器矩阵指示符(PMI),指示用于使(要发送到UE的)传送信号成形的优选预编码矩阵。可假定由RI指示的层数来确定所报告的预编码器。PIM通常仅在终端配置成处于闭环空间复用模式的情况下报告。在开环空间复用的情况下,网络相反根据预先定义的规则选择预编码器矩阵用于传送(而不是从终端接收预编码器推荐)。预编码器推荐可以是频率选择性的,暗示终端可推荐不同预编码器用于下行链路频谱的不同部分。(iii)信道质量指示符(CQI),指示基站与UE之间无线通信信道的信道质量。CQI可表示应该优选用于下行链路传送的所推荐调制方案和编码率。CQI通常指向由一组预先定义的调制方案/编码率组合构成的表。
[0035] 信道反馈或信道状况报告还可包含信道系数估计。信道反馈可使基站能够自适应地配置适合的传送方案,以改进覆盖或用户数据速率,或更准确地“预测”信道质量以便进一步传送到终端。
[0036] 信道状况报告可被归类为宽带报告,反映整个小区带宽上的信道状况,并且每子带报告,反映每个子带上的信道状况。网络可配置不同粒度,服从估计准确度与信令开销之间的折中。
[0037] 网络不需要遵从终端递送的推荐——即,信道状况报告。然而,关于用于DL-SCH传送的实际调制方案和编码率的信息一般总是包含在下行链路调度指配中,并且终端优选总是使用这个用于实际DL-SCH传送的解调和解码。
[0038] 信道状况报告可以是周期性的或非周期性的(例如,基于触发器的报告)。非周期性或基于触发器的信道状况报告当由网络明确请求时借助于包含在上行链路调度许可中的“信道状况请求”标志递送。这个非周期性信道状况报告一般总是使用物理上行链路共享信道(PUSCH)——即,在动态指配的资源上——递送。相比之下,周期性报告由网络配置成以某一周期性递送,尽可能在每2ms一次。不同类型信息不需要以同一周期报告。通常,相比报告PMI和CQI,报告RI可不那么经常,反映如下事实:适合的层数(由RI所指示)相比影响预编码器矩阵以及调制速率和编码方案的选取的信道变化(通过PMI和CQI所报告)通常在较慢的基础上变化。正常情况下,使用物理上行链路控制信道(PUCCH)物理信道递送周期性信道状况报告。然而,类似于HARQ确认(其正常情况下在PUCCH上递送),如果终端具有有效上行链路许可,并且无论如何都在PUSCH上传送,则信道状况报告也可路由到PUSCH。
[0039] LTE上行链路调度器
[0040] 图5示出了LTE上行链路调度器106的示范操作布置。如所图示的,UL调度器106可以是基站92的一部分。在某些实施例中,DL调度器96(图4)和UL调度器106(图5)可实现在具有DL和UL调度能力的单个调度器单元(在图4-5中未示出,但在图16中示出了)中。在LTE中,上行链路调度器106与下行链路调度器96相比服务于类似目的,也就是,动态控制哪些移动终端在它们的上行链路共享信道(UL-SCH)上传送以及在哪些上行链路无线电资源上传送。
[0041] 不同于HSPA,上行链路在LTE中是正交的,并且由eNodeB的UL调度器106控制的共享资源是时频资源单元。eNodeB调度器106还负责控制移动终端94应使用的传输格式(即,有效载荷(或传输块)大小、调制方案等),这意味着,不需要从移动终端94到eNodeB 92的带外控制信令。因而,在LTE中更强调关于终端情形相对于缓冲器状况和功率可用性的准确且详细知识。
[0042] 上行链路调度的基础是所谓的“调度许可”(由图3中的步骤3图示),含有调度判定(来自UL调度器106),并给终端94提供关于要用于UL-SCH上传送的资源和关联的传输格式(例如,传输块大小和调制方案)的信息。仅在终端具有有效调度许可的情况下,才允许终端在UL-SCH上传送。动态许可对于(1ms持续时间的)一个子帧可能是有效的。也就是,对于终端在UL-SCH上传送的每个子帧,UL调度器在下行链路PDCCH上传送对应许可。
[0043] 终端94对于上行链路调度许可监视该组PDCCH。如果在子帧n中检测到送往终端的有效许可,则对于频分双工(FDD),上行链路数据的实际传送发生在子帧n+4。
[0044] LTE上行链路调度器:频率选择性调度
[0045] 类似于下行链路情况(早先参考图2和图4论述的),上行链路调度器106可利用从UE 94接收的关于信道条件、缓冲器状况和不同数据流属性的信息,并且如果采用某种形式的干扰协调(例如,随后参考图8所论述的),调度器106还可从UE 94接收与相邻小区中的干扰情形相关的信息。在图5中,示出UE 94包含多个RLC数据缓冲器108-1至108-m,它们耦合到基于UE的MAC复用单元110和优先权处置单元112。优先权处置单元112可向UL调度器106报告RLC缓冲器状况和关联的不同数据流的优先权,如虚线箭头114所指示的。MAC复用单元110可耦合到调制和编码单元115,其可经由发送到UE 94的UL调度许可从UL调度器106接收早先提到的传输格式相关控制信息(例如,传输块大小和调制方案),如图5中的虚线箭头
116所指示的(并与图3中的步骤3相关)。
[0046] 在此要指出,参考图4和5未提供诸如RLC缓冲器、MAC复用器、调制和编码单元等单元的功能性的详细论述,因为缺乏此类论述与本公开发明方面的相关性,并且因为此类单元的充分公知的性质。
[0047] 在上行链路中,可使用来自UE 94的探测参考信号(SRS),根据上行链路“信道探测”的使用获得信道质量的估计(如图3中的步骤1和2所指示的)。(由UL调度器106)使用SRS执行频率选择性调度取决于探测带宽的信道估计的质量(图3中的步骤2),后者是用于SRS的传送功率谱密度的函数。用大探测带宽,可在大量资源块(RB)上求解链路质量。然而,这有可能由于有限的总UE传送功率而导致以较低功率密度传送SRS,并且这降低了探测带宽内每个RB的估计的准确性。相反,发送较小的带宽可改进所探测RB上的信道估计,但导致丢失了信道带宽某些部分的信道信息,从而冒着排除了最佳质量RB的风险。作为示例,在摩托罗拉提交“R1-071340: Considerations and Recommendations for UL Sounding RS”(www.3gpp.org, 3GPP TSG RAN WG1(其中“TSG”指的是技术规范组,并且“WG”指的是工作组)meeting 48bis, St Julian’s, Malta,2007年3月)中论述的实验示出,至少对于5 MHz的带宽,基于全带探测的频率选择性调度胜过更窄的带宽探测。
[0048] 如早先所指出的,上行链路调度器(例如,调度器106)完全控制移动终端应使用的传输格式,而终端根据一组规则控制逻辑信道复用。从而,上行链路调度按照移动终端,而不按照无线电承载。

发明内容

[0049] M2M类型情形中的要求之一是由于M2M装置/网关的简化而引起的低能耗。如早先所提到的,此类M2M装置除了别的之外可以是放在固定位置的非常简单的传感器。
[0050] 另一方面,蜂窝网络被构想成实现移动通信,并且现代系统诸如3GPP的通用移动电信系统(UMTS)和LTE系统高度自适应于无线电信道在时频域上的变化属性(由于装置移动性)。为了在整个网络上支持在不同维度的移动性和传送自适应,这些系统需要大量由移动装置报告的控制信令。早先论述的信道相关调度是现代移动通信系统的主要组件之一。如参考图2-5所论述的,基于eNodeB的调度器基于信道条件调节下行链路和上行链路传送参数——诸如所分配的无线电资源。为了这么做,装置必须向基站或调度器报告某类信道信息。
[0051] 然而,希望许多传感器或M2M装置以非常低的活动传送,并且在传送之间的不活动周期长。例如,如果M2M通信实体是建筑物监管传感器或单元,则它可配置成以预先定义的时间间隔传送监管数据,或者可不传送建筑物的某些部分的数据(例如当建筑物具有已知占有者时在白天营业时间期间),例如以免使蜂窝网络资源超负荷。还有,传感器通常一次传送小量信息——通常是数百个八位组数据——例如,指示测量或存在。一些传感器充当激励接收器,其中来自网络的数百八位组数据的短消息可能需要被处理并且起作用。因此,对于此类装置类型或应用类别,用于建立和维护连接的现有信令机制当与小量有效载荷数据对照时可被视为相当“重的”。在此类情况下,存在以下真正关心:与调度相关的信令业务量可快速压倒蜂窝网络,特别是当有大量传感器或M2M装置部署在网络中时。换句话说,信令开销可不在被视为可忽略不计的。此外,保持连接或在唤醒时重新建立连接可对具有跨越数年的目标电池寿命的无线装置构成过多负担。
[0052] 由于这些原因,大量控制信令对在蜂窝网络上使用M2M类型通信是个挑战,主要由于信道信息报告需要从装置发送到上行链路/下行链路调度器以使能够对于装置进行恰当调度。
[0053] 当前蜂窝系统中的上行链路和下行链路调度器不利用如下事实:小区内的某些装置主要保持固定,并且几乎总是从同一位置或物理定位传送/接收。在此要指出,术语“静态”和“固定”在本文可互换使用,以指的是其位置或物理定位相对于服务基站/eNodeB主要固定(或者基本上非移动)的无线装置(其可包含早先所提到的M2M和非M2M装置)。物理上固定在具体位置或者基本上非移动的无线装置是“固定”装置的示例。无线装置是否主要是固定的可使用本领域已知的任何方法确定。例如,在一个实施例中,此类确定可基于在如下同时待审并共同转让的美国专利申请中论述的方法:(1)申请序列号为13/633,728、题为“Methods and Devices for Adjusting Resource Management Procedures Based on Machine Device Capability Information,”的美国专利申请No.13/728,360(下文称为“参考1”)以及(2)题为“Methods and Devices for Adjusting Resource Management Procedures Based on Machine Device Capability Information”的美国专利申请公布No.2014/0094127(下文称为“参考2”)。
[0054] 为了说明用于固定装置的现有调度机制的信令开销相关问题,让我们假定上行链路和下行链路的信道相关调度器(例如,分别在图4和图5中示出的调度器96和106)。在下行链路情况下,因为装置是固定的,因此信道相关调度将接收具有与相同配置的子带关联的相同值的几个信道状况报告,导致在上行链路控制信道PUSCH(如果UE/装置已经许可了上行链路资源的话)或PUCCH(如果UE/装置未许可任何上行链路资源的话)上的无用控制信令开销。此类无用开销对于这种类型装置非常昂贵,主要是如果网络已经将报告配置成周期性或者在大量控制子带内的话。PUCCH上的这个无用信令还表示附加系统干扰,对于总体小区性能是坏的。
[0055] 在上行链路的情况下,固定的装置将肯定在某一时间点在相同子带上重复SRS传送,这也表示无用控制信令,因为装置是静态的,并且先前的SRS值可能已经由调度器存储和再用。
[0056] 所报告的值可能不总是相同的,因为在装置报告信道信息的不同周期上在无线电条件上可能有变化,主要由于干扰引起。然而,当收集大量报告时,这些变化一般达到平均。
[0057] 为了最小化来自信令开销的影响,或者至少使其影响不那么明显,可能存在传送数据需要的定时不那么重要的应用。在该情况下,可能触发UE在当小区负荷非常低时的周期中发送数据。此方法可使用关于那个小区的负荷历史的统计信息(例如通过机器学习)。可以这么做,甚至对于智能电话,当它达到背景应用的数据传送时。这是允许以不加载网络的周期传送业务作为“尽最大努力”业务的技术,并且因此,这个尽最大努力的业务未对较高优先权的其它用户的业务的性能有负面影响(或具有可忽略的影响)。这个解决方案的问题是,尽管有效载荷数据传送被方便地延迟,但调度相关信令开销仍未最小化,无论是在绝对数量还是在相对数量上都未最小化。
[0058] 同一问题存在于类似方法中,其中统计数据可用于在具有低干扰的周期中从其它小区传送。因为UL质量在基站是已知的,所以由基站可确定“低干扰”的此类周期。无论如何,这个选择性数据传送方法还无法解决或最小化调度相关信令开销。
[0059] 如早先指出的,当前蜂窝系统——诸如LTE和UMTS——高度自适应于由于装置移动性引起的无线电信道变化。然而,这些系统未有效地考虑一些装置可被放在固定(非移动)位置的情形。因而,这些系统未有利地利用在调度相关信令开销方面的非移动相关减少。尽管调度器要使用的信道报告可配置成低移动性用户——例如使用周期性、非周期性乃至半永久性报告(不太经常报告)——的事实,但当前系统仍不使用关于将来资源分配中的这些信道报告的先前知识,因为共同假定是:移动装置不会总是从同一位置传送。不利用装置是固定的事实表示控制信令的非优化使用,这需要对于此类型装置(例如在固定位置的M2M装置)减少,不仅节约了它们的能量(电池电量),而且减少了网络中的不必要信令业务。
[0060] 因此期望的是,设计无线电网络接口和无线电资源管理的新方法,特别是在调度主要是固定或基本上非移动/固定的无线装置的上下文中。
[0061] 本公开的具体实施例利用静态装置的非移动性质来对它们优化蜂窝网络的某些方面。更确切地说,在主要固定的无线装置的上下文中,本公开提供了用于减少由于协议动作(即传送调度请求和许可)以及由于支持信道相关调度方法所需的信道报告引起的信令开销的系统和方法。本公开的具体实施例提供了通过利用网络中的某些无线装置将是静态的并且因此此类静态装置与网络中的其它移动装置相比具有更低的变化的事实来减少由信道相关调度器使用的信道信息报告的信令开销的解决方案。在根据本公开具体实施例的解决方案中,在信道在时间上不变化——例如由于缺乏终端/传感器移动引起的情况下,减少了由于信令和关联的控制引起的开销。在此类情形下,可在统计方法和机器学习技术的帮助下随时间学习(或估计)(半)固定信道,并且然后可指令固定装置停止向网络报告上行链路和/或下行链路信道条件相关信息,直到进一步通知。作为这个解决方案的副产品,在此类固定终端/传感器(其可包含M2M通信实体)内消耗的能量由于在信道测量数量、它们的处理和报告方面的显著减少而减少。
[0062] 在一个实施例中,本公开针对用于减少与到无线装置的上行链路(UL)和下行链路(DL)无线电资源的调度相关的信令开销的方法,该无线装置与和该无线装置关联的移动通信网络中的网络实体进行无线通信,并从网络实体接收UL和DL调度信息。该方法包括使用网络实体执行如下步骤:(i)在检测到无线装置是固定的时,执行如下至少一项:(a)对在第一预定时间间隔上从无线装置接收的DL信道条件相关信息进行统计分析,以确定分配给无线装置的装置特定DL调度资源;以及(b)对在第二预定时间间隔上从无线装置接收的UL信道条件相关信息进行统计分析,以确定分配给无线装置的装置特定UL调度资源;以及在对统计分析得出结论时,指令无线装置执行如下至少一项:(a)停止向网络实体报告DL信道条件相关信息,直到进一步通知;以及(b)停止向网络实体报告UL信道条件相关信息,直到进一步通知。
[0063] 在另一实施例中,本公开针对配置成在与无线装置关联的无线网络中提供到无线装置的无线电接口的移动通信节点。移动通信节点包括:收发器,配置成向无线装置传送无线信号,并从无线装置接收无线信号;调度器,配置成经由收发器向无线装置发送UL和DL无线电资源调度信息,并经由收发器从无线装置接收DL和UL信道条件相关信息;以及处理器,耦合到收发器和调度器。处理器配置成在检测到无线装置是固定的时执行如下至少一项:(i)对调度器在第一预定时间间隔上从无线装置接收的DL信道条件相关信息进行统计分析,以确定分配给无线装置的装置特定DL调度资源;以及(ii)对调度器在第二预定时间间隔上从无线装置接收的UL信道条件相关信息进行统计分析,以确定分配给无线装置的装置特定UL调度资源。处理器进一步配置成给调度器提供统计分析结果。在从处理器接收到统计分析结果时,调度器可操作以经由收发器向无线装置发送指令,其中所述指令指令无线装置执行如下至少一项:(i)停止向移动通信节点报告DL信道条件相关信息,直到进一步通知;以及(ii)停止向移动通信节点报告UL信道条件相关信息,直到进一步通知。
[0064] 在又一实施例中,本公开针对用于减少与到无线装置的UL和DL无线电资源的调度相关的信令开销的方法,该无线装置与和该无线装置关联的移动通信网络中的网络实体进行无线通信。该方法包括使用无线装置执行如下步骤:(i)向网络实体报告如下至少一项:(a)DL信道条件相关信息,以及(b)UL信道条件相关信息;(ii)监视从网络实体提供UL和DL无线电资源调度信息的DL控制信道;(iii)标识DL控制信道是否包含无线装置的如下装置特定指示符之一:(a)具有第一预定值的第一指示符;以及(b)具有第二预定值的第二指示符;(iv)当无线装置从DL控制信道接收到具有第一预定值的第一指示符时,中断向网络实体报告DL信道条件相关信息;以及(v)当无线装置从DL控制信道接收到具有第二预定值的第二指示符时,中止向网络实体报告UL信道条件相关信息。
[0065] 在另一实施例中,本公开针对无线装置,该无线装置与在与该无线装置关联的移动通信网络中的网络实体进行无线通信。无线装置包括:收发器,配置成向网络实体传送无线信号,并从网络实体接收无线信号;以及处理器,耦合到收发器。处理器配置成执行如下步骤:(i)使用收发器向网络实体报告如下至少一项:(a)DL信道条件相关信息,以及(b)UL信道条件相关信息; (ii)使用收发器监视从网络实体提供UL和DL无线电资源调度信息的DL控制信道;(iii)标识DL控制信道是否包含无线装置的如下装置特定指示符之一:(a)具有第一预定值的第一指示符;以及(b)具有第二预定值的第二指示符;(iv)当处理器经由收发器从DL控制信道接收到具有第一预定值的第一指示符时,中止向网络实体报告DL信道条件相关信息;以及(v)当处理器经由收发器从DL控制信道接收到具有第二预定值的第二指示符时,中止向网络实体报告UL信道条件相关信息。
[0066] 在又一实施例中,本公开针对用于减少与移动通信网络中的UL和DL无线电资源调度相关的信令开销的系统。该系统包括与移动通信网络中的移动通信节点进行无线通信的无线装置。该系统还包括用于提供到移动通信网络中的无线装置的无线电接口的移动通信节点。在该系统中,无线装置配置成执行如下步骤:向移动通信节点报告如下至少一项:DL信道条件相关信息,以及UL信道条件相关信息;(ii)监视从移动通信节点提供UL和DL无线电资源调度信息的DL控制信道;(iii)标识DL控制信道是否包含无线装置的如下装置特定指示符之一:具有第一预定值的第一指示符;以及具有第二预定值的第二指示符;(iv)当无线装置从DL控制信道接收到具有第一预定值的第一指示符时,中止向移动通信节点报告DL信道条件相关信息;以及(v)当无线装置从DL控制信道接收到具有第二预定值的第二指示符时,中止向移动通信节点报告UL信道条件相关信息。在该系统中,移动通信节点配置成执行如下步骤:(i)向无线装置发送DL和UL无线电资源调度信息,并从无线装置接收DL和UL信道条件相关信息;(ii)在检测到无线装置是固定的时,执行如下至少一项:(a)对在第一预定时间间隔上从无线装置接收的DL信道条件相关信息进行统计分析,以确定分配给无线装置的装置特定DL调度资源;以及(b)对在第二预定时间间隔上从无线装置接收的UL信道条件相关信息进行统计分析,以确定分配给无线装置的装置特定UL调度资源;以及(iii)在对统计分析得出结论时,向无线装置发送具有第一指示符或第二指示符的DL控制信道,由此指令无线装置执行如下之一:(a)当DL控制信道含有第一指示符时,停止向移动通信节点报告DL信道条件相关信息,直到进一步通知;以及(b)当DL控制信道含有第二指示符时,停止向移动通信节点报告UL信道条件相关信息,直到进一步通知。
[0067] 在另一实施例中,本公开针对配置成在与无线装置关联的无线网络中提供到无线装置的无线电接口的移动通信节点。移动通信节点配置成执行如下步骤:(i)从无线装置接收DL和UL信道条件相关信息;(ii)在检测到无线装置是固定的时,执行如下至少一项:(a)对在第一预定时间间隔上从无线装置接收的DL信道条件相关信息进行统计分析,以确定分配给无线装置的装置特定DL调度资源;以及(b)对在第二预定时间间隔上从无线装置接收的UL信道条件相关信息进行统计分析,以确定分配给无线装置的装置特定UL调度资源;(iii)在对统计分析得出结论时,向无线装置发送下行链路控制信息(DCI)消息,指令无线装置执行如下之一:(a)停止向移动通信节点报告DL信道条件相关信息,直到进一步通知;
以及(b)停止向移动通信节点报告UL信道条件相关信息,直到进一步通知。
[0068] 从而,在3GPP蜂窝网络(诸如UMTS和LTE网络)的示范情况下,本公开的某些实施例通过利用存在固定装置操作在网络中的网络知识并通过向上行链路和下行链路信道相关调度器适当地应用机器学习技术减少了调度相关信令开销。本公开的具体实施例可提供基于网络和UE/装置的组合解决方案。此外,只要无线通信性能保持可接受,就可通过再用装置(作为其信道状况报告的一部分)早先报告的预编码度量、秩指示符等,而不是要求装置连续计算此类参数,来实现无线装置的功耗的减少。当eNodeB通知性能降级时,调度器具有触发/指令装置再次执行这些计算的备选。更进一步,通过减少对于PUCCH传送的需要(对于装置的信道状况报告),本公开的具体实施例增大了系统容量,并减少了邻居小区中的干扰。在此情形下,仅当在网络处感知到清晰的性能降级的情况下,固定的UE或其它无线装置才不定期报告并使用PUCCH传送。

附图说明

[0069] 在如下部分中,将参考在附图中图示的示范实施例描述本公开,附图中:
[0070] 图1图示了使用固定和无线(移动)接入网的示范M2M通信系统;
[0071] 图2示例了网络中的信道相关调度的一般原理;
[0072] 图3图示了网络中的信道相关调度的一般原理;
[0073] 图4示出了LTE下行链路调度器的示范操作布置;
[0074] 图5示出了LTE上行链路调度器的示范操作布置;
[0075] 图6是可实现根据本公开一个实施例的教导的信令开销减少方法论的示范无线系统的图解;
[0076] 图7A是描绘根据本公开一个实施例的教导可由网络执行的步骤的示范流程图;
[0077] 图7B是描绘根据本公开一个实施例的教导可由无线装置执行的步骤的另一示范流程图;
[0078] 图8图示了根据本公开一个实施例的教导实现下行链路中信令开销减少方法论的网络实体和无线装置的示范架构细节;
[0079] 图9描绘了网络实体可如何执行干扰估计的示例;
[0080] 图10图示了根据本公开一个实施例的DL调度相关信令开销减少的基本方法论;
[0081] 图11示出了根据本公开一个实施例可发送到DL调度器的示范学习命令的格式;
[0082] 图12是图8的对应部分,并图示了根据本公开一个实施例的教导实现上行链路中信令开销减少方法论的示范架构细节;
[0083] 图13是图10的对应部分,并图示了根据本公开一个实施例的UL调度相关信令开销减少的基本方法论;
[0084] 图14是从网络实体N1到无线装置D1的PDCCH传送的简化图示,其中PDCCH包含根据本公开一个实施例的新DCI格式0A;
[0085] 图15是根据本公开一个实施例的示范无线装置的框图;以及
[0086] 图16是根据本公开一个实施例的示范网络实体的框图。

具体实施方式

[0087] 在如下具体实施方式中,阐述了众多特定细节,以便提供本公开的透彻理解。然而,本领域技术人员将理解到,在没有这些特定细节的情况下也可实行本公开。在其它实例中,众所周知的方法、过程、组件和电路未详细描述,以免使本公开模糊不清。应该理解到,本公开主要在3GPP蜂窝电话/数据网络的上下文中进行描述,但它也可用其它形式蜂窝或非蜂窝无线网络实现。
[0088] 在此说明书通篇提到“一个实施例”或“实施例”意味着,结合该实施例描述的具体特征、结构或特性可包含在本公开的至少一个实施例中。从而,在此说明书通篇各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”或“根据一个实施例”(或具有类似意义的其它短语)不一定全都指的是同一实施例。而且,在一个或多个实施例中,可以任何适合的方式组合具体特征、结构或特性。还有,带连字符的术语(例如“众所-周知的”、“装置-特定的”、“信道-状况报告”等)偶尔可与其未带连字符版本(例如“众所周知的”、“装置特定的”、“信道状况报告”等)互换使用,大写条目(例如“上行链路”、“下行链路”、“无线电资源管理”等)可与其非大写版本(例如“上行链路”、“下行链路”、“无线电资源管理”等)互换,并且多项可用撇号来指示或没有撇号来指示(例如多个UE、多个eNodeB等)。此类偶尔可互换的使用不将被认为彼此不一致。
[0089] 在开头要指出,术语“被耦合”、“被连接”、“连接”、“电连接”等在本文可互换使用,一般指的是电气/电子连接的条件。类似地,当第一实体向第二实体电发送和/或从第二实体接收(通过有线手段或者无线手段)信息信号(含有语音信息或者非语音数据/控制信息)(不管那些信号的类型如何(模拟还是数字))时,第一实体都被视为与第二实体(或多个实体)“通信”。还要指出,本文示出和讨论的各种附图(包含组件图解)仅用于说明目的,并且未按比例绘制。
[0090] 图6是可实现根据本公开一个实施例的教导的信令开销减少方法论的示范无线系统120的图解;系统120可包含通过网络124的基站(在本文中也可互换地称为“网络实体”、“通信节点”或简单地称为“节点”)126与无线网络124进行无线通信的多个无线终端或装置(图6中示出了一个此类无线装置122)。网络124可由无线服务提供商(或运营商)操作、管理、拥有。当载波网络是LTE网络或任何其它归属基站或宏小区时,基站126例如可以是3G网络中的基站或演进的Node-B (eNodeB或eNB)或归属eNodeB (HeNB),并且可经由天线(或天线单元)127向无线装置122提供无线电接口(例如RF信道)。无线电接口由示范无线链路128描绘。在其它实施例中,基站126还可包含站点控制器、接入点(AP)、无线电塔或能够操作在无线环境中的任何其它类型无线电接口装置。在一个实施例中,基站126可配置成实现小区内或小区间协调多点(CoMP)传送/接收布置。除了经由天线127向装置122提供空中接口或无线信道(例如,在图6中由无线链路128所表示的),通信节点(或基站)126也可例如使用从操作在网络124中的无线装置122接收的信道反馈报告执行无线电资源管理(例如在LTE系统中的eNodeB或HeNB情况下)。
[0091] 在此要指出,本文所使用的术语“信道”可指的是基站126与终端122之间的单个物理空中接口。然而,在任两点(例如传送天线与接收天线)之间,可能存在特定有效信道响应,汇总了所有信号损失、从障碍物反弹的信号等。任何此类两点之间的这个有效信道响应可由“信道系数”表示。在那方面,如随后在下面所论述的,按照本公开具体实施例的教导的调度相关信令开销减少在更稳定无线电环境中具有其最高潜力——即,其中对于相同子带,信道系数随时间高度相关。
[0092] 在3G载波网络124的情况下,网络实体126可包含3G基站的功能性,连同3G无线电网络控制器(RNC)的一些或所有功能性。各种基站——3G基站或者其它类型载波网络(例如第四代(4G)网络以及以后代网络)中的基站——可如下论述配置成实现根据本公开具体实施例的信令开销解决方案。例如,在一个实施例中,基站126可(用硬件、经由软件或二者)配置成实现如本文所论述的调度相关信令开销减少方法论。例如,当基站126的现有硬件架构不能被修改时,根据本公开一个实施例的信令开销方法论可通过对网络实体126中的一个或多个处理器和/或调度器(例如图16中的处理器232(或更具体地说是处理单元237)和调度器239)进行适当编程来实现。程序代码(由节点126中的处理器和/或调度器)的执行可使处理器和调度器执行适当方法步骤——例如,从固定的无线装置122接收的UL和DL信道条件相关信息的统计分析,以及指令无线装置122停止报告此类信道条件相关信息,直到进一步通知——这在图7A(随后在下面论述)中图示。从而,在以下论述中,尽管基站126可被称为“执行”、“实现”或“实行”功能或过程,但此类执行在技术上可根据需要用硬件和/或软件实现。类似地,无线装置122可适当地(用硬件和/或软件)配置成向基站126提供UL和/或DL信道条件相关信息,从基站126接收传送/指令,以及中断向基站126发送UL和/或DL信道条件相关信息,当基站126指令这么做时,如图7B(下面论述)中所图示的。
[0093] 如早先所提到的,术语“无线装置”主要可指的是具有M2M能力的装置/传感器,其可包含M2M装置或网关,并且还可包含M2M启用的UE、移动手机或能够经由载波网络(诸如网络124)进行语音和/或数据通信的其它无线终端。然而,还如早先所提到的,在具体实施例中,术语“无线装置”还可包含根据本公开教导的信令开销减少可能仍符合需要的非M2M终端(即,可能不能够配置用于M2M通信的无线终端)。因为早先在“背景技术”部分中已经提供了不同类型“无线装置”的示例,因此为了简洁起见,在本文中未重复此类示例。
[0094] 在本文的论述中,术语“无线网络”、“移动通信网络”或“载波网络”可互换地用于指的是便于与无线装置(如装置122)进行语音和/或数据通信的无线通信网络(例如,蜂窝网络、专有数据通信网络、公司范围的无线网络等)。无线网络124可以是在其中操作有大量无线终端(例如,大量UE连同大量传感器或无线装置122)的密集网络。如早先所提到的,本文的论述涉及主要是固定的无线装置122。然而,要理解到,载波网络124可支持固定装置以及移动装置。
[0095] 在一个实施例中,无线装置122可以是具有有限处理能力的简单终端。(此类无线装置的示范架构细节在图15中给出,并且在下面论述。)例如,装置122可以是用于向基站发送数据的各种机器对机器应用的传感器(例如,安装在公司仓库的无线图片或视频相机)、或者附连到家用电表以向eNodeB无线报告仪表读数的传感器、或者放在地上(例如,以便监视并无线报告地震活动)并与固定或移动(例如在飞机上)基站通信的传感器等。此类终端可以是小型的且便宜的,具有单个天线(用于传送以及接收)。然而,如早先所提到的,本公开的教导(涉及调度相关信令开销减少)也可与其它更精密的移动手机(不管是否启用用于M2M通信)(诸如例如,现代蜂窝电话、UE或数据传输设备(例如,个人数字助理(PDA)或寻呼机)、智能电话(例如,iPhone、Android、Blackberry等))、计算机或配置成以主要固定的方式操作在无线环境的任何其它类型用户装置一起使用。
[0096] 尽管无线装置122一般在功能上可类似于在图1示出的一些无线装置18-30,但它在图6中的无线装置122能够支持根据本公开具体实施例的调度相关信令开销减少方法论的意义上可区别于无线装置18-30,而现有装置18-30在没有根据本公开教导的适当修改的情况下可能未提供此类支持。从而,尽管在本文中因为图1中的装置18-30的详细论述未以任何可感知的细节提供装置122的一般细节,但然而在下面长篇论述了支持本公开方法论可能需要的装置122的特定细节或功能性。
[0097] 载波网络124可包含网络控制器129,其耦合到基站126并提供网络124中的逻辑和控制功能(例如终端移动管理、接入到外部网络或通信实体、订户账户管理等)。在LTE载波网络的情况下,网络控制器129可以是核心网络(CN),其可以是接入网关(AGW)。不管载波网络124的类型如何,网络控制器129都可用来提供基站126到操作在载波网络124中的其它终端(未示出)以及还到载波网络124外部的其它语音和/或数据网络(未示出)中的其它通信装置(例如有线或无线电话、计算机、监视单元等)或资源(例如因特网网站)的连接。在那一点上,网络控制器129可耦合到分组交换网络40(例如,因特网协议(IP)网络130,诸如因特网)以及电路交换网络132(诸如公共交换电话网(PSTN)),以实现操作在载波网络124之外的期望连接。
[0098] 载波网络124可以是蜂窝电话网、公用陆地移动网(PLMN)或非蜂窝无线网络(或是语音网络、数据网络或二者)。无线装置122可以是载波网络124中的订户单元。而且,载波网络124的部分可单独或者组合地包含任何目前或将来的有线或无线通信网络,诸如例如,PSTN、基于IP多媒体子系统(IMS)的网络或基于卫星的通信链路。类似地,也如上面所提到的,载波网络124可经由其网络控制器129到IP网络130的连接而连接到因特网,或者可包含部分因特网作为其一部分。在一个实施例中,无线网络124可包含比在图6中的载波网络124的上下文中示出的更多或更少的不同类型功能实体。
[0099] 尽管下面论述中的各种示例主要提供在作为基于IP的3GPP/3GPP2蜂窝网络(例如LTE或UMTS网络)的无线网络124的上下文中,但本公开的教导经过适当修改同样适用于若干不同基于频分复用(FDM)和时分复用(TDM)的蜂窝无线系统或网络(以及FDD和TDD无线系统/网络),其中基于网络的实体向无线终端“调度”无线电资源。此类蜂窝网络或系统例如可包含使用第二代(2G)、3G或第四代规范(4G)的基于标准的系统/网络或基于非标准的系统。此类系统或网络的一些示例包含但不限于GSM网络、GPRS网络、基于电信行业协会/电子行业联盟(TIA/EIA)暂行标准136 (IS-136)的时分多址(TDMA)系统、WCDMA系统、基于WCDMA的HSPA系统、基于3GPP2的CDMA的高速率分组数据(HRPD)或演进的HRPD (eHRPD)系统、CDMA2000或TIA/EIA IS-2000系统、演进数据优化(EV-DO)系统、WiMAX系统、高级国际移动电信(高级IMT)系统(例如,高级LTE系统)、其它通用地面无线电接入网(UTRAN) 或演进的UTRAN (E-UTRAN)网络、GSM/EDGE系统、固定接入论坛或其它基于IP的接入网、基于非标准的专有公司无线网等。要指出,本公开的教导也可适用于FDM变形,诸如例如滤波器组调制选项,以及基于空分的多址方案(例如,空分多址(SDMA))。
[0100] 图7A是描绘根据本公开一个实施例的教导可由网络实体(例如图6中的网络实体126)执行的步骤的示范流程图135。如图6所示并且在图7A中的块136指示的,无线装置122可与移动通信网络(例如载波网络124)中的网络实体126(其可以是eNodeB)进行无线通信,并且可从网络实体126接收UL和DL调度信息。如早先所指出的,本公开涉及用于减少与主要到移动通信系统中的固定或静态装置的UL和DL无线电资源调度相关的信令开销的方法。当装置是固定的时,可实现显著的信令开销减少,因为与它们关联的无线电环境更稳定——即,信道系数对于相同频率子带在时间上高度相关的无线电环境。从而,在块137,在检测到无线装置122固定(或基本上非移动)时,网络实体126可执行如下两个步骤中的至少一个:
(1)在块138,网络实体126可对在第一预定时间间隔上从无线装置122接收的DL信道条件相关信息进行统计分析,以便确定无线装置122的最适合的装置特定DL调度资源;以及(2)在块139,网络实体126可对在第二预定时间间隔上从无线装置接收的UL信道条件相关信息进行统计分析,以便确定无线装置122的最适合的装置特定UL调度资源。
[0101] 如早先所提到的,可使用在参考文献1和参考文献2中论述的方法确定无线装置是否主要是固定的。也如早先所提到的,在相关技术领域中可发现许多其它技术,并且也可替代地使用。
[0102] 现在参考图7A中的块140,在块138和/或块139对统计分析得出结论时,网络实体126可指令无线装置执行如下至少一项:(1)停止向网络实体报告DL信道条件相关信息,直到进一步通知(块141);以及(2)停止向网络实体报告UL信道条件相关信息,直到进一步通知(块142)。用此方式并如下面进一步详细论述的,可使用信道条件相关信息的装置报告的基于统计分析的控制,实现调度相关信令开销的显著减少。
[0103] 图7B是描绘根据本公开一个实施例的教导可由无线装置(例如图6中的无线装置122)执行的步骤的另一示范流程图145。图7B中的块147类似于图7A中的块136,二者都可指示,无线装置122可与移动通信网络(例如载波网络124)中的网络实体126(其可以是eNodeB)进行无线通信,并且可从网络实体126接收UL和DL调度信息。作为维护与网络实体
126的通信或无线电接口的一部分,无线装置122可向网络实体126报告DL信道条件相关信息或UL信道条件相关信息,如在块148所指示的。在具体实施例中,可要求(或调度)无线装置122周期性、非周期性或以半永久方式报告此类信息,如早先所讨论的。在其与网络实体
126的连续对接期间,无线装置122可监视DL控制信道(例如PDCCH,如早先提到的并且还如下面论述的)从网络实体126提供UL和DL调度信息(图7B中的块149)。在其监视DL控制信道期间,无线装置122可标识DL控制信道是否包含具有第一预定值的装置特定第一指示符(图
7B中的块150)和/或具有第二预定值的装置特定第二指示符(图7B中的块151)。在一个实施例中,每个指示符都可在不同下行链路PDCCH上传送。备选地,每个指示符值都可在相同PDCCH上传送,或通过同一PDCCH传递。例如,在3GPP Rel-11中,UL和DL经由用于PDCCH的下行链路控制信息(DCI)格式分开。从而,例如,在给定TTI,DCI格式0、3和4(可能还有变形3A)可用于UL,并且DCI格式1、2(以及变形1A、1B、1C、1D、2A、2B、2C和2D)可用于DL。假若在给定TTI期间UL和DL资源都被分配给用户,则可使用两个不同DCI——每指示符一个——通过相同PDCCH传送上面提到的第一和第二指示符。如下面所论述的,新DCI格式0A和0B可设计成分别传送第二指示符(用于UL)和第一指示符(用于DL)。在一个实施例中,也如下面论述的,无线电资源控制(RRC)消息信息元素(IE)可用于UL和DL相关指示符。
[0104] 如果DL控制信道不包含任一指示符,则无线装置122可继续其报告所调度的DL和/或UL信道条件相关信息。在图7B中这由箭头152和153指示。然而,如果DL控制信道包含第一指示符,则当装置122接收到具有第一预定值的第一指示符时,无线装置122可中止向网络实体126报告DL信道条件相关信息,如在图7B中在块154所示出的。类似地,如果DL控制信道包含第二指示符,则当装置122接收到具有第二预定值的第二指示符时,无线装置122可中止向网络实体126报告UL信道条件相关信息,如在图7B中在块155所示出的。
[0105] 在此要指出,在图7A和7B中(也在本文的论述中),术语“DL信道条件相关信息”可指的是由一段或几段信息构成的DL信道状况报告,诸如例如,在与网络实体126发送的DL参考信号(RS)和无线装置122在无线通信信道128上接收的预定数量的频率子带上每个子带的复信道值(例如早先提到的RI、PMI、信道系数等)的估计、在与DL参考信号关联的预定数量的频率子带上的无线通信信道128的CQI的分布等。另一方面,术语“UL信道条件相关信息”可指的是在通信信道128上从无线装置122发送到网络实体126的一个或多个探测参考信号(SRS)。在最高粒度情况下,子带可以是调度单元(例如,在LTE系统情况下是单个资源块(RB))。这个粒度通常是可配置的(例如由网络实体126),并且可经由DL控制信道(例如PDCCH)通知给装置122。如早先所提到的,作为按子带报告的备选,网络实体126可指令装置122提供宽带报告,反映整个小区带宽上的信道128的状况。
[0106] 图8图示了根据本公开一个实施例的教导实现下行链路(DL)中信令开销减小方法论的网络实体(例如网络实体126)和无线装置(例如无线装置122)的示范架构细节。在图8-14的论述中,网络实体126可被称为实体“N1”(区分它与随后参考图9论述的实体“N2”),并且无线装置122可被称为装置“D1”(以区分它与随后参考图9论述的另一装置“D2”)。
[0107] 在一个实施例中,网络实体(N1) 126可包括具有固定装置数据库(SDB)162和机器学习功能(MLF) 164的自学习模块(SLM)160。SLM 160可具有到网络实体126中的下行链路和上行链路调度器的逻辑连接。图8中示出了示范DL调度器166(并且对应UL调度器随后参考图12-13论述)。为了简洁起见,本文不以任何可感知的细节重复DL调度器166与早先论述的DL调度器96(图4)之间的类似功能性。在一个实施例中,SLM 160可以是含有可由网络实体126中的一个或多个处理器(例如图16中的处理单元237)执行以使网络实体能够执行与SLM 160关联的各种功能的程序代码的软件模块,如下面论述的。在另一实施例中,SDB 162的内容可与程序代码一起存储在SLM 160(例如作为处理器的内部存储器的一部分)中,或存储在网络实体126中的另一存储器(例如图16中的存储器240)中的不同位置。MLF 164可对于相关信息访问SDB 162,如下面所论述的。
[0108] SDB 162可得到(并存储)关于在网络实体126的无线电覆盖下的小区站点(例如图9中的小区站点172)内操作的几个装置没有移动的信息。换句话说,SDB 162可存储由网络实体126服务并且确定为主要固定(或基本上非移动)的每个装置的独特身份,网络(例如,网络实体126或实体126中的UL或DL调度器或者CN 129中的另一元件等)或终端/装置122例如可使用在参考文献1和参考文献2中论述的方法检测到终端/装置122是固定的。
[0109] 在一个实施例中,下行链路调度器166可(例如经由上行链路控制信道,诸如PUCCH或PUSCH)从静态装置D1接收下行链路信道信息报告(即,含有DL信道条件相关信息的信道状况报告)168,并且它可将这些报告与关于在接收到报告的时刻的网络状态的其它相关信息一起存储在与D1的独特身份关联的SDB,如图8中的附图标记“170”所标识的。此类网络状态相关信息例如可包含当前下行链路负荷、时间戳和估计的干扰等级。
[0110] 图9描绘了网络实体(例如实体126)可如何执行干扰估计的示例。如图9所示,可有许多无线装置(包含无线装置D1)在实体N1的无线电覆盖下的小区站点172内操作。许多无线装置(如附图标记“174”标识的装置“D2”)可仅落在实体N1的无线电覆盖下。然而,装置D1可位于在小区站点172与在另一网络实体N2(由附图标记“176”标识)的无线电覆盖下的第二小区站点175之间的交叠处。(小区站点172、175在图9中都由点状椭圆形示出。)在那种情况下,装置D1可经历来自实体176的邻近或邻居小区175的无线电信号干扰(如箭头177所指示的)。装置D1可向其服务节点126报告此类干扰,作为其信道状况报告168(如箭头178所指示的)的一部分,其可由网络实体126分析以估计干扰等级。在一个实施例中,网络实体126可根据从装置122发送到实体126的事件触发的或周期性的测量报告来估计邻居小区或其它类型干扰。
[0111] 如早先提到的,D1通过其信道报告168传递的信道信息可以是按子带估计的复信道值或一些离散信息(诸如一组K个子带的CQI分布)。在最高粒度情况下,子带可以是调度单元(例如RB)。这个粒度通常是可配置的,并且经由下行链路控制信道(例如PDCCH)通知给装置(例如通过实体N1)。在此假定,下行链路调度器166“知道”(例如,通过网络或终端/装置使用在参考文献1或参考文献2中的方法之一检测,如早先提到的)D1是静态装置,当它从D1接收到信道报告168时。
[0112] 再次参考图8,在SLM 160处的MLF 164可不断监视由SDB 162处的下行链路调度器166执行的更新,并且可在“训练周期”期间运行机器学习算法,在一个实施例中其可依据时间段进行测量,以从相同静态装置D1接收预定数量的信道状况报告。例如,在一个实施例中,训练周期可延长等于从装置D1接收的50个接连DL信道状况报告的持续时间。这个训练周期可根据需要配置(例如由SLM 160)。例如,如果当前训练周期可能不导致收集统计上有用的数据,则那个训练周期可被延长,直到MLF 164确定所收集的数据在统计上是显著的以使MLF 164能够生成学习命令(随后论述)。在一个实施例中,DL调度器166可在“训练周期”期间自适应改变DL调度许可,以在不同无线电条件期间(例如,在一天的不同时间期间、在不同网络负荷等级或干扰等级期间等)从装置122获得DL信道状况报告,以便使MLF 164能够在没有来自装置122的另外DL信道条件相关信息的情况下更准确地估计什么可能是用于无线装置122的最适合的将来DL调度资源。
[0113] 在训练周期期间,MLF 164可对信道状况报告和与它们关联的其它相关信息进行统计分析,以便“学习”什么可能是用于装置122的“最优”DL调度资源。当这个训练周期结束时,MLF 164可向下行链路调度器166发送学习命令,如图8中的箭头180所指示的。在一个实施例中,学习命令(其随后参考图11更详细论述)可含有如下信息部分或全部:(1)装置D1的最适合的装置特定DL调度单元(例如子带),按优先权次序,对于不同干扰等级(例如低、中、高)和/或时间段和/或网络负荷等级;(2)关于D1的DL信道信息的所处理统计(例如,不同信道状况报告上的自相关、各种装置测量的DL信道状况数据的平均和/或标准偏差等);以及(3)通知DL调度知识对于D1可用的单个标志。
[0114] 在接收到这个学习命令时,下行链路调度器166可向固定装置D1(如图8中的箭头182所指示的)发送标志位(例如,经由PDCCH或经由可在将来为了传递调度许可的目的最终规定的任何其它控制信道),以将它配置成停止报告下行链路信道条件相关信息。指示装置D1停止报告信道信息的相同标志位可代替下行链路调度许可,由此指示装置D1必须使用相同DL无线电资源(例如,紧接在从调度器166接收到标志位之前调度的DL无线电资源),只要标志位保持不变。一旦指令装置D1这么连续使用相同DL无线电资源,可能就不存在装置D1准备和报告附加信道条件相关信息以使实体N1“知道”DL信道条件的任何需要。这表示上行链路控制信道(例如PDCCH)上的减少的开销,并且因而,装置D1相比当前的传统系统减少了电池消耗。
[0115] 在此观察到,在一个实施例中,紧接在向D1发送标志位(指令D1停止报告DL信道条件相关信息)之前,DL调度器166可向装置D1发送早先确定的“最优”DL调度许可(例如,通过MLF 164)。因此,当标志位随后到达D1时,装置已经“知道”哪个DL调度许可保持使用,直到来自调度器166的进一步通知(例如,通过发送到装置D1的标志位的不同值指令它现在开始报告DL信道条件相关信息)。
[0116] 图10图示了根据本公开一个实施例的DL调度相关信令开销减小的基本方法论。如早先论述的并如图10中的点状框184所示的,“训练周期”(图10中的步骤1)可包含与来自装置D1的预定数量(其可由SLM 160或网络实体126中的其它单元配置)的DL参考信号(RS)和对应DL信道状况报告关联的持续时间。一旦训练周期结束,并且一旦DL调度器166(从MLF 164)接收到学习命令,网络实体N1就可发送标志位(例如,图8中的箭头182所示出的)以指令装置122停止向实体N1发送信道报告,直到进一步通知(例如,直到装置D1从实体N1接收到标志位的不同值)。来自网络实体126的这个动作通过图10中的步骤2(箭头185)图示。鉴于图8和图9的早先论述,为了简洁起见,未提供图10的附加论述。
[0117] 图11示出了根据本公开一个实施例可发送到DL调度器(例如图8中的调度器166)的示范学习命令188的格式。如前面指出的,学习命令188可含有关于D1的信道信息的已处理统计,并且可在MLF的“训练周期”(用于机器学习)结束之后由MLF 164发送到调度器166。尽管图11中的示范学习命令188在LTE系统的上下文中,但类似学习命令也可在其它非LTE系统中生成。如图11所示,在一个实施例中,MLF 164可对于10ms无线电帧中的所有物理资源块(PRB)估计DL接收信号强度(RSS)(以分贝毫瓦或dBm为单位)。如已知的,在LTE中的
10ms无线电帧中可能存在20个PRB或“时隙”(每个0.5ms持续时间)——每个1ms的无线电子帧2个时隙。图11中示出了5个PRB(编号为0、1、2、3和4),连同由MLF 164估计的各种参数的对应值。此类参数之一例如包含早先提到的DL RSS(以dBm为单位),其可假定每个PRB相同传送功率(由网络实体126)进行估计。在图11的示例中,干扰(来自邻近小区或相同其它源)被假定为对于所有测量/估计都是“低的”。可作为学习命令188的一部分报告的其它参数例如包含DL信号与干扰加噪声比(SINR)(以分贝或dB为单位)、DL SINR自相关值(例如,在来自D1的不同信道状况报告)以及DL RSS自相关值(例如,也在来自D1的不同信道状况报告上)。图11中的学习命令188中的值“e”指的是数学常数“e”,其是自然对数的底。如在图11中指出的,DL SINR可近似于从装置D1接收的CQI值。
[0118] 如早先提到的,学习命令188还可包含通知DL调度器166调度知识对于D1可用的单个标志。在图11中,此类标志可由每个PRB的值“1”表示(如从图11中的表的底行可看到的)。在一个实施例中,如果标志值是“0”,则它可向调度器166指示,充分的调度知识对于对应PRB对于D1尚未可用。在那种情况下,调度器166可不向D1发送信道报告标志位(在图8中的箭头182)。更进一步,在此类情况下,在一个实施例中,SLM 160可延长“训练周期”,直到收集到统计意义的数据。
[0119] 再次参考图8,在一个实施例中,固定装置D1可包含信道报告处置器(CRH)190。CRH可以是含有可由无线装置122中的处理器(例如,图15中的处理单元220)执行以使该装置能够执行与CRH模块190关联的各种功能的程序代码的软件模块,如本文所论述的。在一个实施例中,在D1的CRH 190可监听下行链路控制信道(例如PDCCH),以便标识从下行链路调度器166发送的二进制标志位(在图8中的箭头182)。在正标志位(即,标志位具有值“1”)的情况下,CRH 190可继续准备和传送DL信道报告(或启用/禁用做这个的另一模块),例如通过继续监听下行链路控制信道(例如PDCCH)上的K个已配置子带中的下行链路参考信号(RS),并通过估计这些子带上的信道质量——每个子带在最高粒度情况下可以是调度单元或RB,如之前所提到的。这个报告方面由图8中的块192和193图示。在正标志(即,标志位=1)的情况下,CRH 190因而也可向从网络侧的某一单元接收的策略传送DL信道报告(或DL信道条件相关信息),如图8中的箭头194所指示的。此类单元例如可以是下行链路调度器166,其可经由RRC信令向D1发送关于信道报告的策略。这个策略可通知装置D1报告应该是周期性的(以及哪个周期)还是非周期性的,应该报告哪些子带等。
[0120] 备选地,在负标志位(即,当在箭头182的标志位具有值“0”时)的情况下,CRH 190可停止监听DL控制信道的经典DCI格式,乃至停止监听现有DL控制信道(例如PDCCH)并停止准备信道信息报告,如图8中的块192和195所图示的。在此类情况下,装置D1改为可监听下面论述的一个或多个1位的新DCI格式(例如,如图14所示)。这个信息——即,根据本公开一个实施例的新DCI格式——可经由现有DL控制信道(诸如PDCCH)或经由新适当定义的DL控制信道传递。在接收到负标志位(即,标志位=0)时,CRH模块190还可假定DL调度器166要求D1保持使用当前正在使用的相同下行链路调度许可。在该情况下,D1可继续使用相同DL调度许可,直到来自网络实体126的进一步通知(例如,采取来自调度器166的具有值“1”的新标志位的形式)。
[0121] 图12是图8的对应部分,并图示了根据本公开一个实施例的教导实现上行链路(UL)中信令开销减小方法论的示范架构细节。为了便于论述和参考,图8和图12中的公共元件(例如,SLM、MLF、CRH等)使用相同附图标记标识。鉴于图8的广泛论述,为了简洁起见,本文不重复此类公共元件的详细论述。更进一步,因为图8和图10的早先详细论述,下面仅提供图12和图13的简要论述,以突出与图12-13关联的各种UL特定方面。
[0122] 如图12所示,网络实体126可包括上行链路调度器198。为了简洁起见,本文不以任何可感知的细节重复UL调度器198与早先论述的UL调度器106(图5)之间的类似功能性。在一个实施例中,上行链路调度器198可基于由静态装置D1发送SRS信号来估计上行链路信道质量(如图12中的块199和200所指示的),并在与D1的独特身份关联的SDB 162处存储上行链路信道质量的这些估计,连同其它相关信息(如图12中的附图标记“202”所指示的)。例如,UL调度器198可将所估计的UL信道信息与关于在估计信道信息时的网络状态的其它相关信息(诸如例如,当前上行链路负荷、时间戳和所估计的在上行链路的干扰等级)相关。然后可存储相关信息连同所估计的UL信道质量,如在图12中的箭头202所指示的。在一个实施例中,所估计上行链路信道质量例如可包含每个子带或调度单元的所估计复信道值,或一组K个已配置子带的一些离散信息(诸如CQI分布),其中在最高粒度情况下,子带可以是调度单元(例如,在LTE情况下是资源块)。这个粒度通常是可配置的,并且经由下行链路控制信道(例如PDCCH)通知给装置(例如通过实体N1)。在此假定,UL调度器198“知道”(例如,通过网络或终端/装置使用在参考文献1或参考文献2中的方法之一检测,如早先提到的)D1是静态装置,当它从D1接收到信道报告(即SRS 199)时。
[0123] 类似于下行链路情况,在SLM 160的MLF 164可不断监视由在SDB 162的上行链路调度器198执行的更新,并可在训练周期期间运行机器学习算法,其在一个实施例中可依据时间段进行测量,以从相同静态装置D1接收预定数量的SRS信号,并且可能对于不同无线电条件(例如,在一天的不同时期期间的不同干扰和负荷等级等),以便使MLF 164能够在没有来自装置122的将来UL信道条件相关信息(例如SRS信号)的情况下更准确地估计什么可能是无线装置122的最适合的将来UL调度资源。与在图8的情况一样,图12中的UL情形的这个训练周期也可根据需要配置(例如由SLM 160)。例如,在一个实施例中,训练周期可延长等于从装置D1接收的50个接连SRS信号的持续时间。另一方面,在一个实施例中,如果当前训练周期可能不导致收集统计上有用的数据,则那个训练周期可被延长,直到MLF 164确定所收集的数据在统计上是显著的以使MLF 164能够生成学习命令(在图12中的箭头204所指示的)。
[0124] 在训练周期期间,MLF 164可对UL信道质量的估计和与它们关联的其它相关信息进行统计分析,以便“学习”什么可能是用于装置122的“最优”UL调度资源。当这个训练周期结束时,MLF 164可向UL调度器198发送学习命令,如图12中的箭头204所指示的。尽管未示出,但要指出,在这个UL情况下也可生成类似于图11中的DL相关学习命令188的命令。在一个实施例中,这个UL学习命令204可含有如下信息部分或全部:(1)装置D1的最适合的装置特定上行链路调度单元(例如子带),按优先权次序,对于不同干扰等级(例如低、中、高)和/或时间段和/或网络负荷等级;(2)关于D1的UL信道信息的所处理统计(例如,UL信道条件的不同估计上的自相关、所估计值和其它关联数据的平均和/或标准偏差等);以及(3)通知UL调度知识对于D1可用的标志。
[0125] 在接收到这个学习命令时,上行链路调度器198可向静态装置D1(如图12中的箭头206所指示的)发送标志位(例如,经由PDCCH,如下面随后论述的)以将它配置成停止报告SRS。如下面参考图14更详细论述的,在一个实施例中,这可通过在PDCCH中添加指示这个“停止报告”选项的信息位,或通过使用确切定义的RRC消息,或通过为了这个目的定义新控制信道来进行。
[0126] 在接收标志位时,装置D1可停止发送SRS信号,直到进一步通知(例如,只要标志位的值保持相同)。指示装置D1停止报告SRS的相同标志位可代替上行链路调度许可,由此指示装置D1必须使用相同UL无线电资源(例如,紧接在从调度器198接收到标志位之前调度的UL无线电资源),只要标志位保持不变。这表示减少的UL信令,并且因而,装置D1相比当前的传统系统减少了电池消耗。
[0127] 图13是图10的对应部分,并图示了根据本公开一个实施例的UL调度相关信令开销减小的基本方法论。如早先论述的并如图13中的点状框208所示的,“训练周期”(图13中的步骤1)可包含与来自装置D1的预定数量(其可由SLM 160或网络实体126中的其它单元配置)的SRS信号关联的持续时间。一旦训练周期结束,并且一旦UL调度器198(从MLF 164)接收到学习命令,网络实体N1就可发送标志位(例如,图12中的箭头206所示出的)以指令装置122停止向实体N1发送附加SRS信号,直到进一步通知(例如,直到装置D1从实体N1接收到标志位的不同值)。来自网络实体126的这个动作通过图13中的步骤2(箭头210)图示。鉴于图
12的早先论述,为了简洁起见,未提供图13的附加论述。
[0128] 在一个实施例中,在D1的CRH 190可监听下行链路控制信道(例如PDCCH),以便标识从上行链路调度器198发送的二进制标志位(在图12中的箭头206)。在正标志位(即,标志位具有值“1”)的情况下,CRH 190可继续“监听”UL调度许可,并可继续在上行链路信道上发送SRS(或启用/禁用做这个的另一模块)。SRS的这个继续发送由图12中的块212和213图示。在正标志(即,标志位=1)的情况下,CRH 190因而也可向从网络侧的某一单元接收的策略传送SRS(即,UL信道条件相关信息),如图12中的箭头214所指示的。此类单元例如可以是上行链路调度器198,其可经由RRC信令向D1发送关于SRS的策略。这个策略可通知装置D1 SRS应该是周期性的(以及哪个周期)还是非周期性的,要使用哪些子带传送SRS等。
[0129] 备选地,在负标志位(即,当在箭头206的标志位具有值“0”时)的情况下,CRH 190可停止监听DL控制信道(例如PDCCH),并停止发送任何另外SRS,如图12中的块212和215所图示的。在接收到负标志位(即,标志位=0)时,CRH模块190还可假定UL调度器198要求D1保持使用当前正在使用的相同上行链路调度许可。在该情况下,D1可继续使用相同UL调度许可,直到来自网络实体126的进一步通知(例如,采取来自调度器198的具有值“1”的新标志位的形式)。
[0130] 在此要指出,在块195(图8中)和块215(图12中)的步骤/动作不意味着,存在到装置D1的恒定UL/DL资源分配。而是,这些块195、215图示,当UL或DL业务到达并且资源被许可给这个D1时,应该向D1分配相同UL或DL资源——MLF 164指示哪个资源为最优资源。因此,存在对于继续监听PDCCH或可被定义成实现本公开教导的任何其它新控制信道(其一些示例在下面论述)的需要。
[0131] 在一个实施例中,如早先提到的,上行链路调度器198可以若干方式向静态装置D1发送标志位(如图12中的箭头206所指示的)。例如,可通过在PDCCH中添加指示这个“停止报告”选项的信息来发送标志位,如下面所论述的。备选地,可使用确切定义的RRC消息(也如下面论述的),或者通过使用为此目的适当定义的新层1控制信道,来发送标志位。
[0132] 假若此修改在PDDCH级进行,则它可通过将标志位添加到PDCCH的现有下行链路控制信息(DCI)格式中来进行。例如,考虑上行链路分配的情况。这种分配可使用DCI格式0进行。如从3GPP技术规范(TS) 36.212, V10.6.0版次10(2012年6月)中的章节5.3.3.1.1中可看到的,DCI格式0含有若干字段,诸如例如“资源块指配”字段、“跳频标志”字段、“调制和编码方案(MCS)”字段、“新数据指示符(NDI)”字段等。在一个实施例中,可向DCI格式0添加单个位字段以传送标志位(在图12中的箭头206和在图13的箭头210)。
[0133] 在此观察到,对于简单上行链路传送,可使用资源分配类型2(其可通过DCI格式0中的“资源分配类型”来指示)。例如,考虑向传感器D1分配两个PRB。假若传感器D1的上行链路业务模式不是恒定的(例如,它呈现出显著的可变性),则可不直接应用半永久调度(SPS)。在那种情形下,在随后调度请求中,网络实体N1可传送具有新格式OA的DCI。在一个实施例中,可通过移除经典DCI格式0的几乎所有字段来定义新DCI格式OA。换句话说,DCI格式OA可仅含有两位——(i)标志位的早先提到的单个位字段(在图12中的箭头206或图13中的210)以及(ii)指示方向(即UL)的1位。当标志位具有适当值(例如,在图12-13实施例的情况下标志位=0)时,它可指示,之前所调度的相同UL配置正好可由装置D1用于到来的UL传送,直到网络实体N1另有提示(例如,通过标志位值的逆转)。从而,无论何时允许装置的业务模式,都可使用新DCI格式OA(而不是“冗长的”格式0)来发送标志位。在其它业务模式中仍可使用经典DCI格式0(添加早先提到的单个位字段,如果需要的话)。
[0134] 从而,对于具有不规则业务模式的装置,当根据本公开的教导传送标志位时,可移除经典DCI格式0的许多字段——诸如例如,“资源指配”字段、“跳频”字段、“MSC”字段、“UL解调RS的循环移位”字段、“传送非周期性CQI/CSI报告的请求”字段等。假若从此类传感器(或M2M装置)操作中还移除HARQ,则有可能还可从DCI格式0移除字段“新数据指示符”和“MCS和冗余版本”(或“HARQ信息和冗余版本”)。更进一步,假若对于此类传感器通信(例如,M2M通信环境)应用新的或创新的功率控制方案,则有可能也可移除包含在经典DCI格式0中的传送功率控制(TPC)命令。
[0135] 类似于上面描述的UL情况的DCI格式,在一个实施例中,也可对于DL情况定义新DCI格式0B。这个DCI格式OB也可仅含有两位——(i)标志位的早先提到的单个位字段(在图8中的箭头182或图10中的185)以及(ii)指示方向(即DL)的1位。从而,现有标准可修订成包含这些新2位DCI格式——用于UL的格式OA和用于DL的格式OB。这些格式0A和0B实质上是单个位格式,但可扩展成2位格式,如在此论述的,以便于通过附加位指示方向(UL或DL)。作为DL的新格式的另一示例,可修改经典DCI格式1A。如已知的,DCI格式1A当前用于DL中的分配,并且它基本上类似于格式0,只是格式1A含有区分它与格式0的额外位。从而,当前DCI格式1A还可通过移除其字段(方式类似于上面参考经典DCI格式0论述的)并通过用单个位代替那些字段来修改。然后可添加第二位以指示方向——即,DL。从而,可通过以此方式修改经典DCI格式1A来对于DL定义方向特定的DCI格式。另一方面,下面论述的RRC消息IE——即“RadioResourceConfigDedicated”IE——对于UL和DL可以都是相同的。如所论述的,根据本公开的一个实施例,这个RRC消息IE可辅助半永久调度。
[0136] 图14是从网络实体N1到无线装置D1的PDCCH传送的简化图示,其中PDCCH包含根据本公开一个实施例的新DCI格式0A。因为图12-13的早先论述,还有DCI格式0A及其内容的早先论述,为了简洁起见,本文未提供图14的附加论述。类似地,为了简洁起见,并且为了避免过多重复,未示出类似于此图14并示出早先论述的DL相关新DCI格式0B或修改的格式1A的附加附图。
[0137] 如早先所论述的,在一个实施例中,当无线装置D1的业务模式不是恒定的时,可使用DCI格式0A或0B。另一方面,假若传感器D1的业务模式是众所周知的,并且对网络已知(如在早先提到的参考文献1和参考文献2中所提出的)并且是周期性的,或者它可被视为周期性的,则可应用半永久调度(SPS)。如所知道的,RRC消息可使用RRC信息元素(IE)“RadioResourceConfigDedicated”配置SPS。(例如,参见3GPP TS 36.331,V9.5.0(2010年12月)中的章节3.2.2)。)在各种RRC消息中,诸如例如“RRCConnectionSetup”消息、 “RRCConnectionConfiguration” 消息、 “RRCConnectionReconfiguration”消息和“RRCConnectionReestablishment”消息中含有这个“RadioResourceConfigDedicated”IE。
在一个实施例中,SPS分配(通过RRC IE“RadioResourceConfigDedicated”)可正好以与在
3GPP LTE或3GPP E-UTRA的Rel 8-10中所描述的相同的方式操作,差异仅在于该分配可基于PDCCH格式0A(或格式0B),如上所述。换句话说,SPS调度可以两步方式进行:在步骤1,可用任何类型DCI格式(例如,现有DCI格式或新DCI格式0A或0B)传送PDCCH;以及在步骤2,RRC信令可与上面提到的“RadioResourceConfigDedicated” IE一起使用,指示分配的半永久性质。可以与在3GPP LTE或3GPP E-UTRA的Rel 8-10中所描述的相同的方式确切地应用上面的步骤1和2。因此,在一个实施例中,网络实体N1可经由RRC消息发送标志位作为SPS分配的一部分,由此指令无线装置D1继续操作在SPS模式,无需发送附加上行链路SRS信号,直到进一步通知。
[0138] 假若传感器D1的业务模式未知,但到达D1的数据业务(例如传感器数据)可在D1缓冲,并且可以周期性方式传送(即,通过定期传送缓冲的信息),则上面描述的用SPS的解决方案也可适用于此类“周期性”传送,以通知D1继续此类周期性传送,无需在上行链路中发送附加SRS信号。
[0139] 如早先提到的,指示装置D1停止报告SRS的相同标志位(其例如可经由DCI格式0A或RRC消息或某一其它方式发送)可代替上行链路调度许可,由此指示装置D1必须使用相同UL无线电资源(例如,紧接在从调度器198接收到标志位之前被调度的UL无线电资源——作为SPS调度或周期性调度或某一其它类型调度),只要标志位保持不变。这表示减少的UL信令,并且因而,装置D1相比当前的传统系统减少了电池消耗。
[0140] 在另外实施例中,在无线电链路/信道表现出视线(LOS)组件或高Ricean K因子组件的情况下,则可以更高的鲁棒性应用上面描述的信令开销减少方法。
[0141] 在此观察到,基于在早先提到的3GPP TS 36.212版本10.6.0的章节5.3.3.1.1中列出的数字,并基于DCI格式0的概算(其依据位大小是“最轻”DCI格式,并且是最有可能用于与在此论述的传感器型无线装置通信的格式),DCI格式0中的大约25个位按照本公开的教导可用单个位代替。这是仅由于PDCCH传送引起的信令开销的相当大减少,没有估计由于中止SRS和CQI消除(可能还有UL和DL解调RS消除)引起的开销减少。作为结果,本公开的具体实施例还考虑到传感器内的处理容量以及能耗上的一些节省。
[0142] 在一个实施例中,一旦调度器(例如下面论述的图16中的调度器239)变得知道频率差异上的链路信道质量,那么可使用本文参考图8-14论述的基于标志位的方法进行相同频带向相同传感器的几乎永久的分配。作为结果,可防止重复的调度相关信令。调度器可根据调度器的策略进行这个频带选择(例如,假若调度策略最大化用户吞吐量,则可分配最佳执行频率信道)。在这方面,其它调度策略将导致其它频率信道分配。
[0143] 图15示出了根据本公开一个实施例的示范无线装置(例如图6中的无线装置122)的框图。如早先指出的,无线装置122可以是M2M通信实体(例如,传感器、M2M网关、M2M启用的UE等)。无线装置122可包含处理器220、存储器222(在一些实施例中其还可包含UE的订户身份模块(SIM)卡上的存储器)和收发器224。处理器220可包含早先参考图8-14论述的CRH模块190。在由处理器220执行CRH模块190的程序代码时,处理器可将无线装置122配置成执行在图7B中图示的并且参考图8-14更详细论述的各种功能。
[0144] 当无线装置122是M2M通信实体时,存储器222可存储装置特定M2M应用(或程序代码)225,其可根据需要由处理器220访问/执行,以使无线装置122能够提供它被设计或配置用于的M2M服务(例如,视频监管、森林管理等)。从而,在M2M应用的情况下,应用的一部分可驻留在M2M服务提供商的服务器(如在图1中示出的服务器38,但在图6中未示出),而对应“客户端”部分可驻留在存储器222中作为M2M应用225的一部分。在此类情形下,载波网络124可被用作“传输网络”以接入M2M服务提供商的网络(未示出)。
[0145] 收发器224可与处理器220通信以执行向/从无线装置122可(使用适当的3GPP接入,诸如例如eHRPD、UMTS、LTE等)与之通信的载波网络124中的网络实体126传送/接收数据、控制或其它信令信息(经由天线单元227)。天线单元227可包含一个或多个天线。无线装置122的备选实施例可包含负责提供附加功能性的附加组件,包含本文标识的任何功能性(诸如例如,报告UL和DL信道条件相关信息、处理标志位、中止信道条件报告等)和/或支持按照本公开教导的解决方案所必需的任何功能性。例如,在一个实施例中,无线装置122还可包含板上供电单元230(例如,电池或其它电源),以允许装置可操作在固定位置长时间段,并且可操作在远程定位。
[0146] 在一个实施例中,无线装置122可(用硬件、经由软件或二者)配置成按照本公开的教导实现调度相关信令开销减少的装置特定方面。例如,当装置122的现有硬件架构不能被修改时,可通过对处理器220适当编程来获得装置122的期望功能性。执行程序代码(由处理器220)可使处理器根据需要执行以支持按照本公开教导的信令开销减少解决方案。从而,尽管无线装置122可被称为“执行”、“实现”或“实行”(或类似的此类其它术语)功能或过程或方法步骤,但此类执行在技术上可根据需要用硬件和/或软件实现。载波网络运营商和/或M2M服务提供商或第三方(例如,装置122的制造商或供应商)可将装置122(例如,通过处理器220的基于硬件和/或软件的配置)适当地配置成按照上面论述的具体要求来操作并与网络实体126互惠。例如,装置122可配置成在接收到DL标志位(在图8中的箭头182或图10中的箭头185)时,停止报告DL信道条件相关信息。类似地,装置122可配置成处理通过DCI格式0A(如上所述)发送的UL标志位(在图12的箭头206或在图13中的箭头210),并停止/重新开始传送通过那个标志位所指令的SRS信号。
[0147] 图16描绘了根据本公开一个实施例的示范网络实体(例如,图6中的网络实体122)的框图。如早先提到的,网络实体126可以是eNodeB(或eNB)或类似无线接入节点(或基站)。eNodeB 126可配置成对从无线装置(例如,图15中的无线装置122)接收的UL和DL信道条件相关信息进行统计分析,并且然后指令无线装置122停止向eNB 126报告此类信息,直到来自eNB 126的进一步通知,按照图7A-7B中的流程图。eNB 126 可包含基带处理器232,以经由耦合到eNB的天线单元127的eNB的射频(RF)收发器单元233提供与无线装置122(在图6中的载波网络124中)的无线电接口。收发器单元233可包含耦合到天线单元127的RF传送器
234和RF接收器235单元,如所示。在一个实施例中,处理器232可经由天线单元127和接收器
235的组合从无线装置122接收传送(例如,UL和/或DL信道条件相关信息、用于干扰估计的相邻小区测量报告等),而可经由天线单元127和传送器234的组合执行eNB到无线装置122的传送(例如,调度指令、PDCCH信号、UL和/或DL标志位(用于信令开销减少,如参考图8和12所论述的)等)。
[0148] 处理器232可(用硬件和/或软件)配置成按照本公开的教导执行无线装置122的所控制调度,以迫使装置停止报告UL和/或DL信道条件相关信息,以便减少调度相关信令开销,如早先论述的。在那方面,处理器232可包含处理单元237,该处理单元具有耦合到调度器239的SLM模块160(也在图8和12中示出)以使处理器232能够执行在图7A中图示的并参考图8-14更详细论述的各种步骤。尽管在图16中未示出,但在此要指出,在一个实施例中,SLM模块160可以是单独单元,其耦合到处理单元237、调度器239和存储器240以从无线装置122接收各种信道报告,并按照本公开教导生成UL和/或DL相关学习命令。在另一实施例中,可使用模块160,结合处理单元237、RF收发器单元233、天线单元127、调度器239(随后在下面论述)和存储器240(其也可以是处理器232的一部分),实现早先参考示范图7-14论述的各种信令开销减少方面。例如,模块160的SDB部分162可驻留在存储器240中,或者可以是处理单元237的内部存储器的一部分。在任何情况下,处理单元237都可执行SLM模块160的程序代码,以使模块160能够从调度器239接收DL和/或UL信道信息报告,对那些报告以及其它相关数据(其可能已经存储在存储器240中)进行统计分析,并生成调度器239的UL和/或DL相关学习命令,如早先参考图8和12所论述的。SLM模块160可保持与处理单元237通信,以使处理单元237能够将学习命令传送到调度器239,其然后可按照本公开的教导向无线装置122发送适当标志位(通过收发器233和天线单元127,在基带处理器232的控制下)。也可设计实现网络实体126中的SLM模块160的功能性的其它布置。例如,在一个实施例中,当网络实体126是BSC时,模块160的功能性可实现在此类BSC或网关/控制节点(未示出)中。备选地,模块160的所有功能性都可由理单元237执行(例如,当模块160是处理单元237的不可缺少的一部分时,例如在图16的实施例中所示)。
[0149] 处理单元237可与存储器240通信,以处理并存储小区的相关信息(例如,在小区内操作的UE或无线装置的身份、从无线装置接收的邻居小区测量和/或信道条件报告等)。调度器(例如,图16中的调度器239)可以是eNB 126的处理器232的一部分,并且可基于若干因子(诸如例如,QoS(服务质量)参数、装置缓冲器状况、从装置122接收的UL和DL信道条件相关信息、装置能力等)提供无线装置122的UL和DL调度判定。在图16的实施例中,调度器239可包含分别在图8和12中示出的各个DL和UL调度器(即,调度器166和198)的功能性。备选地,在另一实施例中,网络实体126可包含单独的UL和DL调度器(图16中未示出)作为其基带处理器232的一部分。调度器239可具有与LTE系统中的eNB中的典型调度器相同的数据结构。处理器232还可提供所需要的附加基带信号处理(例如,移动/无线装置注册、信道信号信息传送、无线电资源管理等)。处理单元237作为示例可包含通用处理器、专用处理器、常规处理器、数字信号处理器(DSP)、多个微处理器、与DSP核关联的一个或多个微处理器、控制器、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)电路、任何其它类型的集成电路(IC)和/或状态机。在某些实施例中,处理器232可采用分布式处理。
[0150] 如eNodeB或具有类似功能性的另一网络实体(诸如,无线接入节点/点、移动基站、基站控制器和/或任何其它类型的移动通信节点)所提供的上面描述的一些或所有功能性(例如,从装置122接收UL和DL信道条件相关信息,此类信息的(基于机器学习的)统计分析),生成学习命令,向装置122传送调度信息和标志位等)可由执行存储在计算机可读数据存储介质(诸如图16中示出的存储器240)上的指令的处理单元237(根据需要具有来自模块160的处理支持)提供。
[0151] eNB 126可进一步包含定时和控制单元242以及核心网络接口单元243,如在图16中所图示的。控制单元242可监视处理器232和网络接口单元243的操作,并且可向这些单元提供适当的定时和控制信号。接口单元243可提供eNB 126与其核心网络(例如,在图6的实施例中是核心网络129)通信的双向接口,以便于通过eNB 126操作在对应载波网络(例如,在图6中是载波网络124)的移动订户的经营和呼叫/数据管理功能。
[0152] 基站126的备选实施例可包含负责提供附加功能性(包含上面标识的任何功能性和/或支持按照本公开教导的解决方案所必需的任何功能性)的附加组件。尽管上面在具体组合中描述了特征和元素,但是每个特征或元素可独自使用,无需其它特征和元素,或者在各种组合中具有或没有其它特征和元素。本文提供的方法论的一些或所有方面(涉及减少调度相关信令开销)可用合并在计算机可读存储介质(例如,图15中的存储器222或图16中的存储器240)中以便由通用计算机或处理器(例如,图15中的处理器220或图16中的处理单元237)执行的计算机程序、软件或固件实现。计算机可读存储介质的示例包含只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、数字寄存器、高速缓冲存储器、半导体存储器装置、磁介质(诸如,内部硬盘)、磁带和可拆卸盘、磁光介质以及光介质(诸如,CD-ROM盘和数字通用盘(DVD))。在某些实施例中,存储器240可采用有冗余/没有冗余的分布式数据存储。
[0153] 前述描述了用于减少与到主要固定的无线装置(诸如例如主要固定在物理定位的传感器或M2M装置)的上行链路和下行链路无线电资源调度相关的信令开销的系统和方法。因为这些无线装置是固定的,因此与网络中的其它移动装置相比,时频信道条件对于此类静态装置具有更低变化。因为信道在时间上未显著变化——例如由于此类固定终端/传感器没有移动,因此可在统计方法和机器学习技术的帮助下随时间学习(或估计)(半)固定信道,并且然后可指令固定装置停止向网络报告上行链路和/或下行链路信道条件相关信息,直到进一步通知。当基站通知性能降级时,调度器可触发/指令装置重新开始其信道条件报告。作为这个解决方案的副产品,在此类固定终端/传感器内消耗的能量由于在信道测量数量、它们的处理和报告方面的显著减少而减少。更进一步,减少的信令增大了系统容量,并减少了邻居小区中的干扰。
[0154] 应该指出,上面提到的实施例说明本发明而不是限制本发明,并且本领域技术人员将能够设计出许多备选实施例,而不脱离所附权利要求书的范围。词语“包括”不排除存在与权利要求中列出的要素或步骤不同的要素或步骤,“一个”不排除多个,并且单个处理器或其它单元可完成权利要求书中阐述的几个单元的功能。权利要求书中的任何附图标记都不应被视为限制它们的范围。