上行增强链路的调度方法及获得上行信道质量信息的方法

摘要

本发明公开了一种上行增强链路中的调度方法，包括以下步骤：NodeB获取上行信道质量信息；再根据所述上行信道质量信息和用户端请求信息确定用户端优先级，所述用户端请求信息包括用户端请求速率和用户端平均速率；然后根据所述用户端优先级对用户端进行资源分配。本发明还公开了一种获得上行信道质量信息的方法。本发明可以获得与本小区连接的用户端的上行信道质量信息，在分配资源的时候就可以在相近优先级的情况下把资源相对多地分配给信道质量好的用户端，最终提高小区的上行吞吐量。

权利要求

1.一种上行增强链路中的调度方法，其特征在于，包括以下步骤：A、NodeB获取上行信道质量信息；所述上行信道质量信息正比于用户端的单位发射功率所获得的传输速率；

B、NodeB根据所述上行信道质量信息和用户端请求信息确定用户端优先级，所述用户端请求信息包括用户端请求速率和用户端平均速率；

C、NodeB根据所述用户端优先级对用户端进行资源分配。

2.如权利要求1所述上行增强链路中的调度方法，其特征在于，当上行链路的帧长为

10ms时，步骤A所述上行信道质量信息由下式得到：

其中，UCQIn[k]为用户端n在时刻k的上行信道质量信息，TxPwn[k]为用户端n在时刻k的发射功率，Rn[k]为用户端n在时刻k的传输速率，SINRn[k]为用户端n在时刻k接收的信噪比。

3.如权利要求2所述上行增强链路中的调度方法，其特征在于，所述用户端的发射功率通过调度信息中的功率余量周期性计算得到，用户端发射功率由无线网络控制器分配给用户端的最大功率减去所述功率余量得到，其中，调度信息为用户端利用物理层信令向NodeB发送调度命令所需要的信息。

4.如权利要求3所述上行增强链路中的调度方法，其特征在于，所述调度信息还包括：用户端请求速率。

5.如权利要求2所述上行增强链路中的调度方法，其特征在于，所述传输速率通过增强的专用物理控制信道上携带的传输格式组合字获得。

6.如权利要求1所述上行增强链路中的调度方法，其特征在于，当上行链路的帧长为

10ms时，步骤B所述优先级根据下式得到：

其中，Priorityn(k)是用户端n在时刻k的优先级，Rreq(n，k)是用户端n在时刻k的请求速率，Ravg(n，k)是用户端n在时刻k的平均速率，其中n不等于k，UCQIn[k]为用户端n在时刻k的上行信道质量信息，w1和w2分别是不同的权值，具体数值通过实际需要进行修改。

7.如权利要求1所述上行增强链路中的调度方法，其特征在于，步骤C通过调整用户端传输增强上行业务可用的最大增强专用物理数据信道和增强的专用物理控制信道的功率比，实现资源分配。

说明书

上行增强链路的调度方法及获得上行信道质量信息的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及上行增强链路的调度领域，特别涉及一种上行增强链路中的调度方法及获得上行信道质量信息的方法。

背景技术

[0002] HSUPA(High Speed Uplink Packet Data Access，高速上行包数据接入)技术是3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作组织)组织在R6协议中引入的一种提高上行传送速率的新技术。该技术为了提高单用户端和系统的上行平均吞吐率与容量，以便更好地开展多媒体业务和包数据传输，采用NodeB(基站)的上行快速调度、HARQ(HybridAutomatic Retransmission Quest，复合自动重传请求)和2ms短帧技术，用户端的上行吞吐率获得极大的提高，理论上支持最高峰值速率5.76Mbps，同时系统上行容量也获得很大的提升。

[0003] HSUPA的协议结构如下图1所示，UE(User Equipment，用户端设备)侧逻辑信道DTCH(Dedicated Traffic Channel，专用业务信道)/DCCH(Dedicated Control Channel，专用控制信道)的数据通过MAC-d(媒体接入控制-d)，MAC-es/e(媒体接入控制-es/e)实体处理后，承载到E-DCH(Enhanced-Dedicated Channel，增强的专用信道)传输信道上，并映像到上行物理信道E-DPDCH(Enhanced-Dedicated Physical Data Channel，增强的专用物理数据信道)上，由空口发给UTRAN(Universal TerrestrialRadio Access Network，通用区域无线接入网)，并通过TNL(交换传输网络层)控制面流程建立、管理和拆除虚连接。 [0004] 其中UTRAN侧包括SRNC(Serving Radio Network Controller，服务无线网络控制器)和DRNC(Drift Radio Network Controller，漂移无线网络控制器)，其中，SRNC负责核心网和用户端之间的数据传送和Iu接口 RANAP(Radio Access Network Application Part，无线接入网络应用部分)信令的转送和接收、负责进行无线资源控制、负责对空中接口的数据进行L2(MAC与RLC)层的处理，并执行基本无线资源管理操作，如切换判决、外环功率控制和RAB(Radio Access Bearer，无线接入承载)的参数向空口传输信道参数的转化等；DNRC是SRNC以外的其它RNC，控制该用户端使用的小区，如果需要，DRNC可以进行宏分集合并，除非该用户端使用公共传输信道，DRNC不会进行用户端面数据的L2层处理，而只是将Iub接口数据透明的通过Iur接口的路由传递给SNRC，一个用户端的DRNC可以不止一个。

[0005] UE与NodeB通过Uu接口连接；DRNC与NodeB通过Iub接口连接，Iub传输DRNC与NodeB之间的信令和数据，包括传输资源管理、NodeB逻辑维护与管理、系统信息管理、公共信道管理、专用信道管理、共享信道管理、定时和同步管理等信息。在UTRAN内部，RNS(RadioNetwork Subsystem，无线网络子系统)中的SRNC和DRNC能通过Iur接口交互信息，所述Iur接口可以是RNC之间物理的直接相连或通过适当的传输网络实现。 [0006] 图1中MAC-d表示处理分配给一个UE的专用逻辑信道和专用传输信道的MAC(Medium Access Control，媒体接入控制)实体，每个UE一个MAC-d。UTRAN对应每个UE一个MAC-d；MAC-es、MAC-e实体是WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，宽带码分多址)系统引入HSUPA以后，增加的MAC层实体。其中为了支持NodeB的快速调度，UTRAN侧的MAC-e实体下移到NodeB；为了支持HSUPA的宏分集，MAC-es位于SRNC。MAC层和物理层之间增加E-DCH(Enhanced-Dedicated Channel，增强的专用信道)传输信道来承载传输数据块。物理层增加了几个物理信道，上行物理信道增加E-DPCCH(Enhanced-Dedicated Physical Control Channel，增强的专用物理控制信道)和E-DPDCH，下行物理信道增加E-AGCH(Enhanced-Absolute Grant Channel，增强的绝对调度信道)，E-RGCH (Enhanced-Relative Grant Channel，增强的相对调度信道)，E-HICH(Enhanced-Hybrid ARQ Indicator Channel，增强的复合重传指示信道)。上行E-DPDCH用于承载HSUPA用户端上行的传输数据；上行E-DPCCH承载解调数据信道E-DPDCH的伴随信令。下行E-AGCH为公共信道，由用户端服务E-DCH无线连接所在的小区指示UE最大可用传输速率(或者功率)；下行E-RGCH为专用信道，最快可按2ms时间快速调整UE的上行传输速率；下行E-HICH为专用信道，反馈用户端接收进程数据是否正确的ACK/NACK(Acknowledge/Not Acknowledge)信息。

[0007] HSUPA中的调度分散在各个NodeB中，根据各个UE的情况进行优先级排序从而进行调度，如何在调度时尽量准确地获得UE的情况是调度是否准确的基础，直接影响小区的上行吞吐率。

[0008] 在现有技术中，UE的优先级排序是根据UE的请求速率与其平均速率之比获得的，如公式(1)所示：

[0009]

[0010] 其中，Rreq(n，k)是第n个用户端在k帧的请求速率，Ravg(n，k)是第n个用户端在k帧的平均速率，但n不等于k，如公式(2)所示：

[0011] Ravg(n，k)＝(1-χ)Ravg(n，k-1)+χR(n，k-1) (2)

[0012] 其中R(n，k)是第n个用户端在k帧的发射速率，χ为平滑因子，通常为0.1，初始Ravg(n，-1)＝16.0kbps.。

[0013] 然而，现有技术在利用公式(1)分配上行资源的时候，没有考虑上行信道质量，这样在调度的时候有可能一些信道质量差的用户端分配到的资源比信道质量好的用户端分配的资源还要多，这种情况下对小区的上行吞吐量就会有比较大的影响，最终没有达到调度想要的效果.

发明内容

[0014] 本发明要解决的问题是提供一种上行增强链路中的调度方法和一种 获得上行信道质量信息的方法，以克服现有技术在调度的时候，可能将一些信道质量差的用户端分配到的资源比信道质量好的用户端分配的资源还要多，从而影响小区的上行吞吐量的缺陷。 [0015] 为解决上述问题，本发明提供了一种上行增强链路中利用上行信道质量信息的调度方法，包括以下步骤：

[0016] A、NodeB获取上行信道质量信息；所述上行信道质量信息正比于用户端的单位发射功率所获得的传输速率；

[0017] B、NodeB根据所述上行信道质量信息和用户端请求信息确定用户端优先级，所述用户端请求信息包括用户端请求速率和用户端平均速率；

[0018] C、NodeB根据所述用户端优先级对用户端进行资源分配。

[0019] 步骤A所述上行信道质量信息正比于所述用户端的单位发射功率所获得的传输速率。

[0020] 当上行链路的帧长为10ms时，步骤A所述上行信道质量信息由下式得到： [0021]

[0022] 其中，UCQIn[k]为用户端n在时刻k的上行信道质量信息，TxPwn[k]为用户端n在时刻k的发射功率，Rn[k]为用户端n在时刻k的传输速率，SINRn[k]为用户端n在时刻k接收的信噪比。

[0023] 所述用户端的发射功率通过调度信息中的功率余量周期性计算得到，用户端发射功率由无线网络控制器分配给用户端的最大功率减去所述功率余量得到。其中，调度信息为用户端利用物理层信令向NodeB发送调度命令所需要的信息。

[0024] 所述调度信息还包括：用户端请求速率。

[0025] 所述传输速率通过增强的专用物理控制信道上携带的传输格式组合字获得。 [0026] 当上行链路的帧长为10ms时，步骤B所述优先级根据下式得到：

[0027]

[0028] 其中，Priorityn(k)是用户端n在时刻k的优先级，Rreq(n，k)是用户端n 在时刻k的请求速率，Ravg(n，k)是用户端n在时刻k的平均速率，n不等于k，UCQIn[k]为用户端n在时刻k的上行信道质量信息，w1和w2分别是不同的权值，具体数值通过实际需要进行修改。

[0029] 步骤C通过调整用户端传输增强上行业务可用的最大增强专用物理数据信道和增强的专用物理控制信道的功率比，实现资源分配。

[0030] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0031] 本发明可以获得与本小区连接的用户端的上行信道质量信息，在分配资源的时候就可以在相近优先级的情况下把资源相对多地分配给信道质量好的用户端，最终提高小区的上行吞吐量。

[0032] 进一步，本发明利用上行增强链路中的调度信息和E-DPCCH上携带的E-TFCI信息获得用户端的上行信道质量信息，在优先级排队时结合上行信道质量信息进行排队，基于上行信道质量信息的调度可以更加准确地作为调度时的判断依据，改进调度的性能，提高小区的吞吐量。

[0033] 附图说明

[0034] 图1是HSUPA的协议结构图；

[0035] 图2是本发明基本原理流程图；

[0036] 图3是本发明中上行增强链路中的调度信息的传播过程图；

[0037] 图4是E-DPCCH的帧结构。

[0038] 具体实施方式

[0039] 下面本发明将结合附图，对本发明的最佳实施方案进行详细描述。首先要指出的是，本发明中用到的术语、字词及权利要求的含义不能仅仅限于其字面和普通的含义去理解，还包括进而与本发明的技术相符的含义和概念，这是因为作为发明者，要适当地给出术语的定义，以便对本发明进行最恰当的描述。因此，本说明和附图中给出的配置，只是本发明的首选实施方案，而不是要列举本发明的所有技术特性。另外，还有各种各样的可以取代本发明方案的同等方案或修改方案。

[0040] 本发明的基本原理如图2所示，包括以下步骤：

[0041] 步骤s101，获取上行信道质量信息。NodeB根据用户端的发射功率、传输速率、及接收的信噪比获得上行信道质量信息，其中，发射功率利用调度信息获得，传输速率利用E-DPCCH信道上携带的E-TFCI获得。另外，该上行信道质量信息正比于用户端单位发射功率所获得的传输速率。其中，调度信息为用户端利用物理层信令向NodeB发送调度命令所需要的信息。

[0042] 步骤s102，NodeB根据所述上行信道质量信息和用户端请求信息确定用户端优先级。其中用户端请求信息包括用户端请求速率和用户端平均速率，其中用户端请求速率通过调度信息获得。

[0043] 步骤s103，NodeB根据所述优先级对用户端进行资源分配。其中用户端通过调整传输增强上行业务可用的最大的E-DPDCH/DPCCH的功率比，实现资源分配。例如，当用户端优先级高时，说明上行信道质量好，可以分配E-DPDCH功率大些、DPCCH小些，保证信号的正常传输；当用户端优先级低时，说明上行信道质量不好，需要分配E-DPDCH的功率大些、DPCCH小些，不影响信号的正常传输。

[0044] 下面以具体实施例对本发明进行详细说明。

[0045] 首先利用公式(3)获得上行信道质量信息，

[0046]

[0047] 其中TxPwn[k]，Rn[k]和SINRn[k]分别是用户端n在时刻k的发射功率，传输速率和接收的SINR(signal to interference plus noise ratio，信号与干扰及噪声比)。其中SINR是通过发送一训练序列，计算收到的正确信号与错误信号的比值得到的。公式(3)中得到的信道质量直接正比于用户端n在时刻k每单位发射功率可以获得的传输速率。 [0048] 通常在Node B端没有用户端的发射功率的信息，本发明利用上行增强链路中的调度信息中携带的UE可用的功率余量信息周期性地计算得到用户端的发射功率。在Node B端通过调度信息得到该用户端的功率余量，并且Node B通过信令传输方式获知RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)分配给该用户端的最大传输功率，用所述分配的最大传输功率减去功率余量就得到该用户端的发射功率。

[0049] 上述功率余量是由于WCDMA系统功率控制的特点造成的。由于在WCDMA系统中上、下行链路采用快速功率控制。在下行链路基站发给用户端的功率只要满足用户端接收机在达到服务质量的条件下能解调出有用信号的最小发射功率，以便使网络的干扰达到最小，从而使网络容量最大化。但在时间上由于功率控制的误差或移动台的移动性，快速功率控制不可能使用户端在小区的任何位置都收到相同的最小功率，这样接收功率总是在最佳值附近偏移。另外功控环路中的时延和功控信令错误等因素都会影响功控的精确度，所以在进行网络规划时要考虑一个功率余量，功率余量的确定一般根据无线传播环境，例如，利用基于MATLAB无线通信系统仿真技术和无线通信仿真系统实现常用测量指标。 [0050] 另外，上行增强链路中的调度信息的传播过程如图3所示，包括以下步骤： [0051] 步骤s201，Node B在广播信道上广播共享信道信息；Node B设定调度信息上报的时间间隔；

[0052] 步骤s202，Node B将共享信道的序号依次通过用户端的DPCH发给选定的用户端； [0053] 步骤s203，当用户端收到共享信道的序号后，将在所指定的上行增强数据信道发送调度信息；所述调度信息包括：缓存器占有状态、功率余量和最大功率能力等。 [0054] 步骤s204，Node B收到所有用户端的调度信息后，确定所要调度的用户端和调度指配信息，并将调度指配信息发给需要调度的用户端。基站依据调度信息确定的调度指配信息包括：传输格式组合、传输时间、传输码子、持续时间、开始系统帧号和开始系统子帧号。

[0055] 公式(3)中的传输速率可以利用E-DPCCH上携带的E-TFCI信息获得用户端的传输速率。其中，E-TFCI中包含用户端的传输格式信息，所述传输格式信息对应该用户端传输的数据帧长度，根据数据帧长与传输时间得到该用户端的传输速率。

[0056] 上行链路的帧长依然采用10ms，帧结构如图4所示，包括重传序列号(RSN)，E-TFCI信息，“Happy”比特信息。

[0057] 接下来，在Node B利用公式(3)和公式(1)进行优先级排队，得到公式(4)： [0058]

[0059] 其中w1和w2分别是不同的权值，具体数值可通过实际需要进行修改。 [0060] 最后根据获得的优先级队列对用户端进行资源分配，Node B会通知UE其可用的最大的E-DPDCH/DPCCH的功率比，UE会根据这个功率比确定其发送数据用的E-TFCI。 [0061] 本发明还提供了一种上行信道质量的获得方法，所述上行信道质量信息正比于用户端单位发射功率所获得的传输速率，由下式得到：

[0062]

[0063] 其中TxPwn[k]为用户端n在时刻k的发射功率，Rn[k]为用户端n在时刻k的传输速率，SINRn[k]为用户端n在时刻k接收信噪比，比如，NodeB得到用户端n在k时刻的信号功率为POWERsignal，噪声功率为 POWERnoise，则SINRn[k]为POWERsignal，/，POWERnoise。其中，发射功率由上行增强链路中的调度信息中携带的用户端可用的功率余量信息周期性地计算得到。传输速率通过增强的专用物理控制信道上携带的传输格式组合字获得。 [0064] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。