CN102308513B - 多载波网络中的下行链路传输调度 - Google Patents

Abstract

一种在多载波传输系统中调度传输的方法，包含，针对每个下行链路传输帧：将所述下行链路传输帧(200_DL)划分成多个数据区域(305₁-305_L)，每个数据区域包含相等数目的时隙，每个数据区域对应于各自逻辑带(310₁-310_L)；对于当前活动的连接：a)创建未被完全占用以用于传输并且具有使得所述传输能够被接收终端接收的最小推动等级的逻辑带的第一集合；b)从所述第一集合提取逻辑带的第二集合，所述逻辑带的第二集合能够用于向所述活动连接分配最大数目的时隙以用于下行链路传输；以及c)从所述第二集合选择用于向所述活动连接进行下行链路传输的逻辑带作为在向所考虑的连接分配时隙之后在所述逻辑带中留下等于或小于预定最小余额(例如最小剩余时隙数)的剩余时隙数的逻辑带。

Description

多载波网络中的下行链路传输调度

技术领域

本发明一般涉及通信领域，尤其涉及比如OFDMA(正交频分多址)无线网络的多载波网络，且甚至更尤其涉及这种网络中的无线电资源的管理。具体而言，本发明涉及用于调度下行链路数据传输的可用资源的方法和系统。用于本发明的典型应用方案包括但不限于超3G蜂窝系统。

背景技术

蜂窝电话系统和基于蜂窝传输的便携式/可移动终端在过去的几年里从基于模拟窄带频分多址(FDMA)传输的第一代系统首先演变为基于数字窄带频率和时分多址(FDMA/TDMA)传输的系统(也称为第二代或2G系统)，且随后演变为数字宽带码分多址(CDMA)传输系统(第三代或3G系统)。

尤其用于支持更高数据率的进一步演变可以基于传输系统的频谱效率的改进。然而，给定频谱效率方面的限制，可以预见用于未来几代的蜂窝电话的传输带宽中的增加。当传输带宽增加时，接收机典型地显示出电路复杂度中的增加，这取决于调制和复用的类型。基于CDMA的3G系统在高达几MHz的带宽上有效地工作。10MHz通常被认为是用于使用具有时域均衡器的Rake接收机或其他单载波(SC)接收机的低成本商业CDMA装置的带宽的实践中的上限。

当传输系统的带宽变得大于几MHz时，多载波调制通常更适于保持低实现复杂度。

作为宽带无线接入(BWA)新兴标准且尤其在便携式/移动通信方面中的优选技术，OFDMA传输技术正变得流行。与诸如邻近和非视距操作的支持、多径传播缓解和使用衰减信道的操作的物理需求相组合的对于高数据速率的需求要求可以高效地提供适当应答的技术。

OFDM(正交频分复用)技术可以高效地处理多径传播且增加相对于频率选择衰减或窄带干扰的鲁棒性。OFDMA组合了TDMA和FDMA方案；时域被分割成OFDMA符号的组，且每个符号被分割到副载波中。符号和被分配到单个发射器的副载波的数目根据发射器的需要(即，根据需要发射的流量数据的量)变化。这些载波上的传输速率(即，采用的调制和编码方案)被设置为满足发射器的需求和能力。

OFDMA传输系统的示例是遵循与固定和移动BWA相关的IEEE802.16系列标准的系统。

即使在IEEE 802.16标准中提供柔性带宽分配和QoS(服务质量)机制，调度算法、准许控制和预留管理的细节被留给了具体实现方式。

US 2005/0265223公开了用于在正交频分多址系统中调度下行链路信道的方法和设备。终端计算多个信道容量且搜索具有最大容量的信道。终端向基站发送包括具有最大容量的信道的信道号和容量值的反馈信息。基站基于该反馈信息执行用于向每个终端分配具有最佳容量的信道的第一信道分配处理。当终端在第一信道分配处理中未被分配信道时，基站执行用于使用窗口位向相应终端分配相邻信道的第二信道分配处理。

US 2007/060178公开了用于在OFDMA系统中调度副载波的系统和方法，其中调度器考虑通信装置经历的信道情况来优化信道情况。调度器可以将跨越操作带宽的副载波的集合划分成多个片段。片段可以包括多个全局片段，这些全局片段中的每一个包括基本跨越整个操作带宽的副载波的不同的不连续子集。全局片段中的一个或多个还可以被划分成多个局域片段，每个局域片段具有小于信道相干带宽的带宽。调度器经由报告或信道估计确定每个通信装置经历的信道特性，且根据信道特性针对每个装置向通信链路分配一个或多个片段。

发明内容

鉴于前文中描述的现有技术状态，申请人解决了OFDMA环境中且尤其是从网络基站到比如移动站的用户终端的下行链路传输中调度传输的问题。

申请人发现用于下行链路传输的子帧的特有结构可以有利地用于实现低功耗机会主义下行链路调度方法，满足无QoS劣化的需求和尽力而为流量的高吞吐量的目标。

采用这种特有帧结构，申请人设计出在多载波传输系统中调度传输的方法，包含，针对每个下行链路传输帧：

-将所述下行链路传输帧划分成多个数据区域，每个数据区域包含相等数目的时隙，每个数据区域对应于各自逻辑带；

-对于当前活动的连接：

a)创建未被完全占用以用于传输并且具有使得所述传输能够被接收终端接收的最小推动等级的逻辑带的第一集合；

b)从所述第一集合提取逻辑带的第二集合，所述逻辑带的第二集合能够用于向所述活动连接分配最大数目的时隙以用于下行链路传输；以及

c)从所述第二集合选择用于向所述活动连接进行下行链路传输的逻辑带作为在向所考虑的连接分配时隙之后在所述逻辑带中留下等于或小于预定最小余额(例如，最小剩余时隙数)的剩余时隙数的逻辑带。

该方法可以包含：

-向所述活动连接分配信用，所述信用表示在所述活动连接未被服务的先前下行链路传输帧中累积的时隙量；以及

-在选择用于向所述活动连接进行下行链路传输的逻辑带之后，通过添加预定数目的时隙更新所述信用。

可以评估更新的信用是否足以完全占用所选的逻辑带，且在肯定情况中，执行向所述活动连接进行的下行链路中的传输，否则不执行所述传输。

在下行链路中向所述活动连接进行传输之后，可以通过减去向所述活动连接进行下行链路传输所使用的多个时隙来更新所述信用。

对于每个活动连接，时隙的所述预定数目可以相等。

时隙的所述预定数目可以是所感知的下行链路传输信道质量和每逻辑带时隙数目的函数。

可以向必须以优先级被传输到所述活动连接的数据分配计时器；当所述计时器超时时，在执行操作a)、b)和c)之前传输所述数据。

以防已经被传输到所述活动连接的数据必须被重发，在所述要以优先级被传输的数据之前重发所述数据。

根据本发明的另一方面，提供一种用于在多载波传输系统中调度传输的传输调度器，该传输调度器能够操作为：

-将当前下行链路传输帧划分成多个数据区域，每个数据区域包含相等数目的时隙，每个数据区域对应于各自的逻辑带；

-对于当前活动的连接：

a)创建未被完全占用以用于传输并且具有使得所述传输能够被接收终端接收的最小推动等级的逻辑带的第一集合；

b)从所述第一集合提取逻辑带的第二集合，所述逻辑带的第二集合能够用于向所述活动连接分配最大数目的时隙以用于下行链路传输；以及

c)从所述第二集合选择用于向所述活动连接进行下行链路传输的逻辑带作为在向所考虑的连接分配时隙之后在所述逻辑带中留下等于或小于预定最小余额(例如最小剩余时隙数)的剩余时隙数的逻辑带。

根据本发明的又一方面，提供包含上述传输调度器的多载波传输系统的基站。

根据本发明的再一方面，提供包含上述基站的多载波传输系统。

附图说明

通过阅读结合附图的纯粹以非限制性示例的方式提供的一些实施例的下述描述，将更好地理解本发明的这些和其他特征和优点，附图中：

图1是本发明可以应用的通信网络的图示表达；

图2示出根据本发明的实施例的帧的结构；

图3示出图2的帧结构的细节，根据本发明的实施例，其具有相等形状和尺寸的数据区域；

图4示出根据本发明的实施例被调度算法使用的数据结构；

图5示出根据本发明的实施例的调度算法的阶段的示意性流程图；

图6、7和8示出根据本发明的实施例的逻辑带选择的示例；以及

图9是根据本发明的实施例再假定调度方法的示意性流程图。

具体实施方式

此后，将详细介绍和讨论本发明的示例性和非限制性实施例。不失一般性地，参考此处通过引用结合于此的遵循IEEE 802.16系列标准的TDD(时分双工)传输系统，但是应当指出，本发明还可以应用于采用FDD(频分双工)方案的传输系统，且还可以应用于基于OFDMA无线电接入(比如LTE-长期演进或超3G)的其他蜂窝或非蜂窝系统以及其他多载波传输系统，即物理层(ISO-OSI协议层栈的“PHY”层)基于多载波传输的传输系统。

图1是本发明可以应用的通信网络、尤其是IEEE 802.16蜂窝网络的简化图示表达。全局地以100表示的通信网络包含典型地跨越地理区域分布的多个基站105，每个基站覆盖被称为“小区”的地理区域的相应部分以服务于碰巧位于小区中的用户移动站，比如移动站(MS)110₁，...，110_n，...，110_N(例如，蜂窝电话)。基站105连接到核心网络115，在一些网络架构中，核心网络115可以包括控制基站105的基站控制器以及用于路由呼叫的移动交换中心。

下文中描述的本发明的实施例尤其涉及下行链路传输，即从网络基站到用户移动站的传输。

如本领域技术人员已知，在OFDM方案中，串行输入流被转换成使用多个正交副载波调制的并行信号以发射它们。

如本领域技术人员已知，IEEE 802.16标准具有面向连接的MAC(介质访问控制)协议，其中每个单向连接可以在小区中被唯一地识别且具有其自己的QoS参数集。可变长度分组的传输借助于汇聚层支持，该汇聚层还可以执行报头压缩功能。一个或多个MAC服务数据单元(SDU)然后可以封装到单个MAC协议数据单元(PDU)中。出于效率目的，MAC SDU还可以分段。对于支持混合自动重复请求(H-ARQ)的连接，MAC PDU然后串联到附加在循环冗余校验(CRC)尾部的H-ARQ子突发串(简称为子突发串)中，被编码且通过空中发射。H-ARQ子突发串的正确/不正确的解码借助于上行链路中的专用逻辑子信道由接收移动站指示。失败的子突发串可以由基站重复发射最大次数。

每个基站负责在对应于所谓的“帧”的短时间尺度上在与服务小区相关的移动站之间共享其可用无线电资源。如示出根据本发明的实施例的帧的特殊结构的图2示意性示出的，帧200可以看作是在时域和频域上扩展的二维矩形。在时域中，通用帧200由多个时隙组成，每个时隙的持续期对应于一个OFMD符号；在频域，频谱被分割成相等间隔的副载波；副载波集被逻辑地组成所谓的“子信道”。用于传输的最小单元被称为“时隙”，且由时域中的一个或多个时间隙和频域中的一个子信道组成。

通用帧200按时间顺序包括下行链路子帧200_DL和上行链路子帧200_UL。下行链路子帧200_DL按时间顺序包括前导部分205、下行链路信令部分210、下行链路数据部分215；上行链路子帧200_UL包括上行链路数据部分220和上行链路信令部分225。下行链路子帧200_DL通过Tx/Rx转换间隙230与上行链路子帧200_UL分离，而两个帧(即一个帧的上行链路子帧200_UL和下一帧的下行链路子帧200_DL)通过Tx/Rx转换间隙235分离。

此后，将假设副载波的分布式排列用在下行链路中(即，分配给一个移动站的副载波全部在下行链路带宽上展开)，然而，这并不旨在作为本发明的限制，其还可应用于相邻副载波的情况；用于通用移动站的副载波的特殊分配不是本发明的限制。

根据本发明的实施例，下行链路子帧200_DL的数据部分215被分割成L个也被称为“数据区域”的不同的块305₁-305_L，如图3中示意；块即数据区域305₁-305_L是矩形的且其尺寸取决于下行链路子帧200_DL的持续期、排列方案以及下行链路信令(下列链路信令部分210)的量。相应逻辑带310₁-310_L对应于每个数据区域305₁-305_L，通用逻辑带被映射到恰好一个相应数据区域；逻辑带310₁-310_L到数据区域305₁-305_L的映射在也称为DL-MAP(“下行链路映射”)的MAC(介质访问控制)控制消息中广播，该消息是下行链路信令部分210的一部分且是定义下行链路接入的广播消息。

每个逻辑带310₁-310_L可以通过基站使用也被称为推动等级的一个不同功率级发射；通用逻辑带310₁-310_L的推动等级可以基于不同因素设置，这些因素例如是小区间干扰或用于单个连接的QoS。算法用于计算用于不同逻辑带310₁-310_L的推动等级；这种算法的描述被省略，因为不认为这与此处介绍的本实施例的理解相关。

应当指出，尽管在IEEE 802.16e标准中，数据区域可以在帧内具有任意尺寸和位置，但在根据本发明的实施例在此处描述且在图2和3中示意的帧结构中，所有数据区域的形状相同：数据区域持续期等于帧的下行链路数据部分215(对应于帧的FUSC-全用途子信道化区域)中的时隙的数目，而频率跨度等于波长的1/L，L是逻辑带的数目。

取代任意形状和位置的数据区域，调度固定尺寸的数据区域具有若干优点，其中：(i)可以结合调度执行分配，即数据区域的定位；(ii)因为每个逻辑带被预留一组逻辑子信道，在确保随时间的功率稳定性的同时，可以推动在给定逻辑带上发射的数据；(iii)可以执行小区间协作，使得给定小区中的推动不被干扰小区的下行链路功率分配欠/过补偿。

而且，映射每个逻辑带到一个数据区域使得评估DL-MAP的最差情况尺寸的处理可直接进行。

根据IEEE 802.16e标准，每个数据区域需要一个信息元素(IE)，其尺寸取决于发射的H-ARQ(混合-自动重复请求)子突发串的数目和使用的MCS(调制和编码方案)。在本发明的实施例中，逻辑带310₁-310_L的尺寸被选择为使得目标尺寸的一个H-ARQ子突发串可以以最低MCS发射。因此，源于每个具有单个H-ARQ子突发串的L个数据区域的结果，得出DL-MAP的最小尺寸。尽管DL-MAP的最大尺寸可以远大于此，料想相当不可能将在真实网络中发生在所有MS使用最高效MCS接收数据时最佳可能情况。因此，根据本发明的实施例，基于从不同网络和负载配置下的仿真获得的可能通过例如等于1.2的容许因子放大的平均DL-MAP尺寸选择DL-MAP尺寸。

假设基于DL-MAP和UL-MAP的额定尺寸和用于广播它们的MCS，很多OFDM符号从下行链路子帧中收回。在执行用户数据的调度之后，在为DL-MAP和UL-MAP预留的下行链路子帧的一部分中可以存在未分配的OFDM符号。这种容量可以被基站用于发射不经历常规调度的广播非周期性MAC控制消息。

此后将描述根据本发明的实施例的调度方法。该调度方法尤其借助于调度算法实施且由通用基站执行。

假设S是用于L个逻辑带310₁-310_L中的每一个的时隙数目；每个帧的时隙总数因而等于S×L。例如，如果使用来自用于10MHz带的移动BWA的WiMAX论坛的配置文件且每个下行链路子帧的OFMD符号的总数是35，且采用具有30个子信道的完全再利用，则逻辑带的数目L可以是15，且6个OFMD符号可以为MAC控制消息加上同步前导预留，使得时隙的数目S可以是28。

为描述简单起见，假设每个移动站只具有一个实时或尽力而为地建立的连接。实时连接从需要最小速率的应用传送流量以正确地操作；这种应用的示例是数字化语音和视频流。尽力而为连接不具有该需求。下面描述的算法可以以直接方式扩展到每个移动站的多个连接的情况。在给定调度时间，假设N是具有活动连接的移动站的数目。如果存在在发送站缓冲的等待发射的数据，则连接被称为是活动的。此后。活动移动站被认为是具有活动连接的移动站。而且，仍为描述简单起见，首先假设不存在实时流量，然后描述需要满足实时连接的QoS需求的修改。

图4中示出调度算法使用的数据结构。

保存包含活动连接的标识符的活动列表405；在此处考虑的示例中，因为如上所述假设每个移动站可以仅具有一个活动的连接，因此活动列表405对应于活动移动站的列表。活动列表405以下面解释的方式构建。

从ISO OSI栈中的上层接收的所有MAC SDU作为常规数据排队到相应每个连接的队列Q₁，...，Q_n，...，Q_N；因而，对于每个连接，即在一个可能连接用于任意移动站的当前假设下，对于每个移动站110₁，...，110_n，...110_N，存在等待发射的SDU的相应队列Q₁，...，Q_n，...，Q_N。

如下面详细描述，并不是所有的活动移动站在调度中在任意时间都是合格的。不合格的移动站被称为是不合格的，且不通过调度器对它们提供当前帧中的任何资源。通用移动站110_n被分配以两个状态变量：

-δ_n：分配给移动栈110_n的在移动站110_n对于调度不合格时在最后循环上累积的以时隙表达的信用；在移动站110_n不活动时，信用δ_n被设置为等于0。

-q_n：以时隙表达的移动站110_n的定额(quantum)，其是：只要为调度而被选择，通用活动移动站110_n就被授予的时隙的数量。在下文中，假设该定额对于所有移动站相等，且被设置为S；然而，如下文所示，可以设计不同策略以实现服务差异化或调节调度器的机会。

最后，假设由基站实施自适应调制和编码(AMC)过程，该基站能够针对B推动等级中的每个推动等级b判断用于向通用移动站110_n发射数据的MCS，且因此判断在每个时隙可以传送的字节数为：

其中n∈[1，N]且b∈[1，B]。如果移动站110_n根本不能使用推动等级b接收，或者如果期望的误差率将超出给定阈值，则

另外，网络运营商可以定义MCS的子集，尽管由IEEE 802.16e标准定义，该子集不用于下行链路数据传输。例如，可以考虑不使用重复码大于1的MCS，该MCS相对于其他的具有十分差的效率，且依赖于使用劣化到仅推动的逻辑带中的信道质量向移动站进行发射。

下面的变量用于执行整体调度功能：

-a₁，l ∈[1，L]是通用逻辑带l中可用于传输的时隙数目，此后称为余额。这些值在每个帧的开始被复位为S；

-a^min是如下面解释的，定义逻辑带何时被视为“满”的系统参数。该参数用于确定调度算法的终止条件。对于a^min的性能的影响可以经由仿真来估计。

-b₁，l∈[1，L]是用于在逻辑带l中发射数据的推动等级。这些值是本算法的输入，且如前文所述，可以通过外部算法产生，所述外部算法在此处未被考虑，因为它与本发明实施例的理解不相关。

调度算法包含涵盖用于发射数据的逻辑带的选择的阶段。此后，在图5的示意性流程图的帮助下描述该逻辑带选择。

在基站处，每个移动站的状态和队列被逻辑地存储在移动站描述符415₁，...，415_n，..，415_N中。基于移动站变为活动的时间，基站例如以轮询顺序访问移动站描述符。活动列表405是对移动站描述符415₁，...，415_n，..，415_N的指针410₁，...，410_n，...，410_N的列表。当空闲移动站变为活动时，新元素添加到活动列表405的尾部。当指向的移动站不再具有任何排队的SDU需要接收时，元素从活动列表405去除。

对于每个移动站，比如通用移动站110_n，“可行集”Φ_n定义(方框505)为移动站110_n实际可以用于接收数据(即，具有移动站110_n可以接收数据的推动等级b，即，

)且具有比a^min大的可用于传输的时隙数目的逻辑带310₁，...，310_L的集合，即：

在初始化之后，调度算法通过以循环方式贯穿活动列表405循环访问每一个移动站描述符415₁，...，415_n，..，415_N(方框510)，直到以下条件之一为真：

-N＝0，即，活动列表405变空；或者

即，所有带按照a^min定义的为“满”。

在每次访问移动站110_n的描述符415_n时，调度算法首先选择用于向移动站110_n进行传输的逻辑带。可以被调度用于在逻辑带l中向移动站110_n进行传输的时隙的数目s_l是：

$s_l=\min \{a_l,\mathrm{\σ}(Q_n,\mathrm{bp}{s}_{b_l}^n,a_l)\},$

其中

是可以被移动站110_n实际使用的时隙的数目(如果该移动站在逻辑带l中被服务的话)，其取决于积压SDU、MCS和余额。函数σ(·)考虑包括封装/分割和H-ARQ校正码的任意MAC开销。

对于活动列表405中的每个移动站(方框515)，假设移动站110_n的第一减小的可行集Φ′_n可以如下计算(方框520)：

${\mathrm{\Φ}}_n^{\′}=\{l\∈{\mathrm{\Φ}}_n|b_l=\underset{k\∈{\mathrm{\Φ}}_n}{\min }\left\{b_k\right\}\}$

第一减小可行集Φ′_n包括需要最小推动的所有逻辑带。第一减小可行集Φ′_n进一步被减小到第二减小可行集Φ_n″(方框525)，该Φ_n″定义为：

${\mathrm{\Φ}}_n^{\′\′}=\{l\∈{\mathrm{\Φ}}_n^{\′}|s_l=\underset{k\∈{\mathrm{\Φ}}_n^{\′}}{\max }\left\{s_k\right\}\}.$

第二减小可行集Φ_n″仅包括第一减小可行集Φ′_n中基站可以向移动站110_n发射最大数据量的逻辑带。

在第一减小可行集Φ′_n中选择实际用于传输的逻辑带

(方框530)为：

$\stackrel{\‾}{l}=\arg \underset{l\∈{\mathrm{\Φ}}_n^{\′\′}}{\min }\{a_l-\mathrm{\σ}(Q_n,{\mathrm{bps}}_{b_l}^n,a_l)\}.$

换句话说，

是在可占用逻辑带中尽可能多的时隙的那些逻辑带中，留下最小余额的逻辑带。更一般地，可以在第一减小可行集Φ′_n中选择实际用于传输的逻辑带

为留下等于或小于预定余额值的余额的逻辑带。

此时，移动站信用按如下公式更新(方框535)：

δ_n←δ_n+q_n.

移动站的信用δ_n然后被评估(方框540)。如果信用δ_n不足以完全占用所选的逻辑带

即，如果

(方框540，退出分支N)，则该移动站在该轮不接收任意服务(方框545)。移动站110_n的减小可行集Φ′_n和Φ_n″为空时也是这样。在信用δ_n足以完全占用所选的逻辑带

的情况中，即如果

(方框540，退出分支N)，则移动站接收服务(方框550)且其信用按如下公式更新(方框555)：

${\mathrm{\δ}}_n\←{\mathrm{\δ}}_n+a_{\stackrel{\‾}{l}}-\mathrm{\σ}(Q_n,{\mathrm{bps}}_{b_{\stackrel{\‾}{l}}}^n,a_{\stackrel{\‾}{l}})$

移动站描述符然后在下一轮中被访问(方框560)。

此后，将通过参考实际示例介绍上述用于选择逻辑带的方法。

假设按轮询访问顺序访问移动站110_n的描述符415_n。当前资源状态在图6中示意；存在8个逻辑带(L＝8)，其中的一些已经在前一轮调度中被部分或完全占用。

假设移动站110_n需要至少3dB的推动等级，因此，逻辑带l＝2，5，6和8不能用于向该移动站进行传输，且因而它们不包括在可行集Φ_n中。另外，因为存在具有3dB推动等级的三个逻辑带，即l＝1，4和7，由于Φ′_n的定义的第一条件，逻辑带l＝3不包括在第一减小可行集Φ′_n中。用于得出第一减小可行集Φ′_n的第二条件取决于移动站110_n上积压的SDU。4种情况被考虑，它们在图7的右边的表格中示出。如果存在指向移动站110_n的5或6个时隙的积压数据，则包括在第一减小可行集Φ′_n中的唯一逻辑带是逻辑带l＝4。在图中，对于每个σ，最大值以黑体表示，为：对于σ＝1是1，对于σ＝3是3，对于σ＝5是5，对于σ＝6是6。另一方面，如果积压数据的量分别是1个时隙或3个时隙，则第一减小可行集Φ′_n分别包括所有逻辑带或逻辑带l＝1和l＝4。在这些情况中，如图8所示，如果被选择为用于数据传输，基于对于每个逻辑带可能导致的余额，联系被打破。

仅当具有仅3个时隙的积压数据时，为移动站110_n选择的最后逻辑带

则是

否则，如果移动站110_n仅具有1个时隙的积压数据，则选择的逻辑带

在任意情况中，在更新之后，移动站110_n的信用δ_n与选择的逻辑带

中要发射的时隙的数目进行比较。传输实际仅在移动站具有累积的足够信用的情况下发生，否则被跳过。

定额可以静态地被设置为等于相同的时隙数目以提供用户之间的无线公平，这是在它们的移动站活动时无线资源即时隙的给定公平份额。因为用户可能经历(非常)困难的信道条件，接收相同时隙量并不一定导致在短期内吞吐量的公平。事实上，与具有较低效的MCS的用户相比，具有更高效的MCS的用户在时间单元中将能够接收更大量的字节。申请人相信这一行为是正确的，因为被挑战的用户不应通过被授予较大份额以克服其不良信道条件而妨碍整个系统性能。如果信道可能在很大范围的情况上变动，则这尤其正确，这还将导致长期的吞吐量公平性。

然而，如果所需的行为是提供短期吞吐量公平性，这仍可以使用提议的调度算法按照如下方式达成。

在每帧的开始，执行调度过程之前，基站设置移动站110_n的定额q_n，使得它反比于例如没有推动的逻辑带中的每时隙字节数：

这样，用于向移动站发射数据的MCS越高效，在每次访问时授予移动站的时隙数目变得越小。

一般地，定额可以根据所感知的信道质量和每逻辑带的时隙数目和其他参数的任意函数设置：

$q_n=f(S,\{{\mathrm{bps}}_b^n,b\∈[1,B]\},...)$

应当指出，即使到目前为止考虑的是尽力而为连接，但移动站之间的服务差异性可以通过适当地调节定额达成。例如，如果提供加权的公平性，则移动站110_n的定额q_n可以设置为等于q₀·φ_n，其中q₀是参考定额且φ_n是分配给移动站110_n的权重。以这种方式，在任意时间间隔期间，尽管两个移动站i和j连续活动，其被授予的时隙数目之间的比将等于φ_i/φ_j。

当H-ARQ子突发串未能被接收方移动站接收时，基站接收到否定应答，基站必须使用相同的MCS重发该H-ARQ子突发串，直到超过H-ARQ最大重发次数。因为移动站必须在它被授权发射H-ARQ子突发串之前累积足够的信用，在本发明的优选实施例中，认为对待H-ARQ重发就好像它是从未被发射的SDU是不公平的。而且，在H-ARQ重发之前调度移动站的新SDU会导致移动站的停止等待时隙的饱和。因此，在本发明的优选实施例中，H-ARQ重发被调度为在运行上文中描述的调度算法之前发生，而上述算法仅应用于“常规”排队的SDU。如IEEE 802.16标准所述，这例如可以通过推动要被重发的H-ARQ，将它们插入到每移动站的H-ARQ缓冲器中来实现。因为可能发射的H-ARQ子突发串的仅一小部分未能被接收，认为不必要设计策略来判断它们必须以什么顺序来被调度以用于重发，因为它们全部将装入逻辑带中。而是，两个策略可以用于选择使用哪个推动等级：

-如有可能，将每个H-ARQ子突发串重发到具有与其首次传输相同的推动等级的逻辑带；或者

-如有可能，将H-ARQ子突发串重发到具有推动等级0的逻辑带。

对于上述两个策略的性能的相对影响可以经由仿真来估计。

在上文中，考虑了尽力而为连接。处理实时连接的一种可能的解决方案是使用H-ARQ重发和排队的SDU的常规调度之间的中等优先级服务它们。因为在确立实时连接之前执行准许控制，所以将存在足够的资源在大多数帧中完全服务它们而不需要更复杂的调度算法。

然而，如此后所述，没有什么能阻止采用也用于实时连接的机会调度。

假设通用移动站110_n的QoS需求可以转化为以下参数：

-C_n：以字节表示的额定SDU尺寸；

-T_n：以秒表示的紧急时间。

目标是为每个移动站提供大于或等于C_n/T_n字节/s的比特率。为此，如图4所示，在基站处保存紧急列表4210，在本发明的实施例中，其实现为FIFO(先进先出)列表。

只要SDU在实时移动站排队(即具有实时连接的移动站)，就启动在T_n秒之后超时的计时器。调度根据上述过程执行，没有对移动站的特别处理，直到计时器超时。当这发生时，元素被添加到紧急列表4210的尾部，该列表指定实时连接的标识符和额定SDU尺寸C_n。紧急列表4210然后在常规调度之前即紧接在H-ARQ重发被调度发射之后被服务。用于紧急列表4210中的每个连接的服务量优选地限制为C_n字节。经由用于尽力而为调度的通常规则选择逻辑带，而在本过程中不修改信用。

如图9中再次假设的，根据此处呈现的本发明的实施例的调度方法在每个帧的开始处启动(方框905)，且包含3个阶段。等待被重发的H-ARQ子突发串被首先调度，且该H-ARQ重发以FIFO顺序被服务(方框910)。然后，来自实时连接的任意未决紧急数据被调度(方框915)；具有紧急数据的连接以其计时器超时的相同顺序被服务。最后，常规数据被服务(方框920)。如果该帧在这三个阶段中的任意一个中耗尽，则调度立即终止。

用于本发明的典型应用场景是超3G蜂窝系统，所以在下文中我们将通常引用这类系统。然而，本发明还可应用于不同类别的通信系统，包括非蜂窝网络。

已经结合一些实施例描述了本发明。在不偏离所附权利要求的保护范围的条件下，可以对本发明的所述实施例和其他实施例做出若干变化。

Claims (18)

1.一种在多载波传输系统中调度传输的方法，包含：针对每个下行链路传输帧：

-将所述下行链路传输帧(200_DL)划分成多个数据区域(305₁-305_L)，每个数据区域包含相等数目的时隙，每个数据区域对应于各自的逻辑带(310₁-310_L)；

-对于当前活动的连接：

a)创建未被完全占用以用于传输并且具有使得所述传输能够被接收终端接收的最小推动等级的逻辑带的第一集合；

b)从所述第一集合提取逻辑带的第二集合，所述逻辑带的第二集合能够用于向所述活动连接分配最大数目的时隙以用于下行链路传输；以及

c)从所述第二集合选择用于向所述活动连接进行下行链路传输的逻辑带作为在向所考虑的连接分配时隙之后在所述逻辑带中留下等于或小于预定最小余额的剩余时隙数的逻辑带。

2.根据权利要求1所述的方法，包含：

-向所述活动连接分配信用，所述信用表示在所述活动连接未被服务的先前下行链路传输帧中累积的时隙量；以及

-在选择用于向所述活动连接进行下行链路传输的逻辑带之后，通过添加预定数目的时隙更新所述信用。

3.根据权利要求2所述的方法，包含：

-评估更新的信用是否足以完全占用所选的逻辑带，且在肯定情况中，在下行链路中向所述活动连接进行传输，否则不传输。

4.根据权利要求3所述的方法，包含：

在下行链路中向所述活动连接进行传输之后，通过减去向所述活动连接进行下行链路传输所使用的多个时隙来更新所述信用。

5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其中对于每个活动连接，时隙的所述预定数目相等。

6.根据权利要求2、3或4所述的方法，其中时隙的所述预定数目是所感知的下行链路传输信道质量和每逻辑带时隙数目的函数。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，包含：

-向必须以优先级被传输到所述活动连接的数据分配计时器；

-当所述计时器超时时，在执行操作a)、b)和c)之前传输所述数据。

8.根据权利要求7所述的方法，包含：

-以防已经被传输到所述活动连接的数据必须被重发，在所述要以优先级被传输的数据之前重发所述数据。

9.一种用于在多载波传输系统中调度传输的装置，针对每个下行链路传输帧包含：

-用于将所述下行链路传输帧(200_DL)划分成多个数据区域(305₁-305_L)的装置，每个数据区域包含相等数目的时隙，每个数据区域对应于各自的逻辑带(310₁-310_L)；

-用于对于当前活动的连接进行以下操作的装置：

a)创建未被完全占用以用于传输并且具有使得所述传输能够被接收终端接收的最小推动等级的逻辑带的第一集合；

b)从所述第一集合提取逻辑带的第二集合，所述逻辑带的第二集合能够用于向所述活动连接分配最大数目的时隙以用于下行链路传输；以及

c)从所述第二集合选择用于向所述活动连接进行下行链路传输的逻辑带作为在向所考虑的连接分配时隙之后在所述逻辑带中留下等于或小于预定最小余额的剩余时隙数的逻辑带。

10.根据权利要求9所述的装置，包含：

-用于向所述活动连接分配信用的装置，所述信用表示在所述活动连接未被服务的先前下行链路传输帧中累积的时隙量；以及

-用于在选择用于向所述活动连接进行下行链路传输的逻辑带之后，通过添加预定数目的时隙更新所述信用的装置。

11.根据权利要求10所述的装置，包含：

-用于评估更新的信用是否足以完全占用所选的逻辑带，且在肯定情况中，在下行链路中向所述活动连接进行传输，否则不传输的装置。

12.根据权利要求11所述的装置，包含：

用于在下行链路中向所述活动连接进行传输之后，通过减去向所述活动连接进行下行链路传输所使用的多个时隙来更新所述信用的装置。

13.根据权利要求10、11或12所述的装置，其中对于每个活动连接，时隙的所述预定数目相等。

14.根据权利要求10、11或12所述的装置，其中时隙的所述预定数目是所感知的下行链路传输信道质量和每逻辑带时隙数目的函数。

15.根据权利要求9-12中任一项所述的装置，包含：

-用于向必须以优先级被传输到所述活动连接的数据分配计时器的装置；

-用于当所述计时器超时时，在执行操作a)、b)和c)之前传输所述数据的装置。

16.根据权利要求15所述的装置，包含：

-用于以防已经被传输到所述活动连接的数据必须被重发，在所述要以优先级被传输的数据之前重发所述数据的装置。

17.一种多载波传输系统的基站，包含根据权利要求9所述的装置。

18.一种多载波传输系统，包含根据权利要求17所述的基站。

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