CN111357346B - 蜂窝网络中的自适应传输方向选择 - Google Patents

Abstract

本文档公开了一种用于选择小区中的传输方向的解决方案。一种方法包括：由与蜂窝通信系统的小区相关联的控制器确定针对该小区的业务不对称度量，该业务不对称度量表示该小区中的上行链路业务与下行链路业务之间的不对称；由控制器将业务不对称度量与阈值相比较；当由控制器基于比较确定业务不对称度量是大于阈值和小于阈值中的一种时，针对时间间隔选择第一传输方向；当由控制器基于比较确定业务不对称度量是大于阈值和小于阈值中的另一种时，针对该时间间隔选择第二传输方向，该第二传输方向与第一传输方向不同，其中第二传输方向是标称传输方向，该标称传输方向被确定为对于包括该小区和相邻小区集合的小区集群是公共的，并且其中控制器基于业务条件度量来确定标称传输方向，该业务条件度量针对该小区和该相邻小区集合被获取；以及使在该时间间隔期间在该小区中数据通信到所选择的传输方向。

Description

蜂窝网络中的自适应传输方向选择

技术领域

本发明涉及一种能够及时地切换传输方向的蜂窝网络，并且特别地涉及这样的网络中的自适应传输方向选择。

背景技术

时分双工(TDD)是一种其中将专用时间资源分配给上行链路和下行链路传输方向的机制。在现代蜂窝TDD网络中，接入节点或基站可以配置固定的上行链路时间资源、固定的下行链路资源、以及灵活的上行链路/下行链路资源。利用灵活的上行链路/下行链路资源，可以根据标准来选择实际的传输方向。灵活的上行链路/下行链路资源使得单个小区能够以另一粒度独立地决定其在每个时隙、多个时隙、子帧中的传输方向。这有助于适应每个传输方向上快速变化的业务需求。但是，这种附加的灵活性需要付出代价。由于不同的小区可能会针对给定的时间间隔选择不同的传输方向，因此带来了新的干扰情况。

发明内容

本发明由独立权利要求的主题定义。实施例在从属权利要求中定义。

附图说明

在下文中，将参考实施例和附图更详细地描述本发明，在附图中图1示出了可以应用本发明的实施例的蜂窝通信系统的布局；

图2和3示出了根据本发明的一些实施例的用于选择传输方向的过程的流程图；

图4示出了用于组合在传输方向的选择中使用的业务条件度量的实施例；

图5至9示出用于通过使用各种业务条件度量来选择传输方向的实施例；以及

图10示出了根据本发明的实施例的装置的框图。

具体实施方式

例示以下实施例。尽管说明书可能在文本的若干位置引用“一个(an)”、“一个(one)”、或“一些”实施例，但是这并不一定表示每个引用都指向相同的(多个)实施例，也不一定表示特定特征仅适用于单个实施例。不同实施例的单个特征也可以组合以提供其他实施例。

所描述的实施例可以在无线电系统中实现，诸如在以下中的至少一项中：基于基本宽带码分多址(W-CDMA)的通用移动电信系统(UMTS、3G)、高速分组接入(HSPA)、长期演进(LTE)、高级LTE、基于IEEE 802.11规范的系统、基于IEEE 802.15规范的系统、和/或第五代(5G)移动或蜂窝通信系统。

然而，实施例不限于作为示例给出的系统，而是本领域技术人员可以将该解决方案应用于被提供有必要特性的其他通信系统。如上所述，合适的通信系统的一个示例是5G系统。通过使用所谓的小小区概念(包括以与较小的局域接入节点合作操作的方式操作的宏站点，并且也许还采用各种无线电技术来实现较好的覆盖和增强的数据速率)，已经设想5G使用多输入多输出(MIMO)多天线传输技术、比LTE的当前网络部署多的基站或节点。5G可能包括多于一种的无线电接入技术(RAT)，每种技术针对某些用例和/或频谱被优化。5G系统还可以结合蜂窝(3GPP)和非蜂窝(例如，IEEE)技术两者。5G移动通信将具有较广泛的用例和相关应用，包括视频流、增强现实、不同方式的数据共享、以及各种形式的机器类型应用，包括车辆安全性、不同的传感器和实时控制。预计5G将具有多个无线电接口，除了较早部署的低于6GHz的频率之外，还有较高的频率(即，cmWave和mmWave频率)，并且还能够与已有的传统无线电接入技术(诸如LTE)集成。与LTE的集成可以至少在早期阶段被实现为系统，在该系统中，由LTE提供宏覆盖并且5G无线电接口接入通过聚合到LTE而来自小小区。换言之，5G计划支持RAT间可操作性(诸如LTE-5G)和RI间可操作性(无线电接口间可操作性，诸如cmWave与mmWave之间的RI间可操作性)。被认为在5G网络中使用的概念中的一个是网络切片，其中可以在相同的基础设施中创建多个独立且专用的虚拟子网(网络实例)，以运行对延迟、可靠性、吞吐量和移动性具有不同要求的服务。

图1示出了可以应用本发明的一些实施例的蜂窝通信系统的布局的示例。该系统可以包括提供和管理相应小区1至13的一个或多个接入节点。小区可以是例如宏小区、微小区、毫微微、或微微小区。从另一角度来看，小区可以定义接入节点的覆盖区域或服务区域。图1示出了典型的宏小区布局，其中小区被示出为不重叠的六边形。在现实生活中，小区的覆盖区域可能会重叠，并且可能会在小区内提供小区，例如宏小区内的毫微微小区。然而，本文中优选过度简化的图示，以免由于细节而使本发明不清楚。

接入节点可以是如LTE和LTE-A中的演进型Node B(eNB)、基于IEEE 802.11的网络(Wi-Fi或无线局域网WLAN)的接入点、下一代eNB(gNB)、或能够控制无线电通信并且管理小区内的无线电资源的任何其他装置。对于5G解决方案，实现可以类似于LTE-A，如上所述。接入节点可以等同地称为基站或网络节点。该系统可以是包括接入节点的无线电接入网络的无线通信系统，每个接入节点控制一个或多个相应小区。接入节点可以为终端设备(UE)提供对其他网络(诸如互联网)的无线接入。终端设备也可以称为站或无线设备。

在通信网络中有多个接入节点的情况下，接入节点可以利用接口彼此连接。LTE规范将这样的接口称为X2接口。在IEEE 802.11网络中，在接入点之间提供了类似的接口。LTE接入节点和WLAN接入节点可以例如经由Xw接口连接。接入节点之间的其他有线或无线通信方法也是可能的。接入节点还可以经由另一接口连接到蜂窝通信系统的核心网络130。LTE规范将核心网络指定为演进分组核心(EPC)，并且核心网络可以包括移动性管理实体(MME)、和网关(GW)节点。MME可以处理包含多个小区的跟踪区域中的终端设备的移动性，并且还可以处理终端设备与核心网络130之间的信令连接。MME还可以对终端设备110、112执行认证和完整性保护。网关节点可以处理核心网络130中以及去往/来自终端设备的数据路由。在一个实施例中，网关节点被一组网关节点代替，诸如在LTE网络中。在LTE网络中，服务网关(SGW)节点被配置为针对终端设备分配合适的分组数据网络网关(PGW)以服务数据会话。网关节点可以连接到其他通信网络，诸如互联网。

图1的无线电系统可以支持机器类型通信(MTC)。MTC可以能够为大量具有MTC能力的设备(诸如至少一个终端设备)提供服务。至少一个终端设备可以包括移动电话、智能电话、平板计算机、膝上型计算机或用于与无线电通信网络(诸如MTC网络)进行用户通信的其他设备。与MTC方案相比，这些设备可以提供另外的功能，诸如用于语音、视频和/或数据传送的通信链路。然而，从MTC的角度来看，至少一个终端设备可以被理解为MTC设备。需要理解的是，至少一个终端设备还可以包括另一具有MTC能力的设备，诸如提供位置、加速度和/或温度信息的传感器设备，仅举几个示例。因此，本发明的一些实施例可以适用于物联网(IoT)系统，例如支持窄带IoT(NB-IoT)通信方案的无线电接入技术。

图1的系统可以是时分双工(TDD)系统，其中上行链路业务和下行链路业务以不同的、不重叠的时间间隔传输。如在“背景技术”中所讨论的，提供一种其中可以在每个小区中灵活地选择传输方向的机制将是有利的。然而，当小区针对给定的时间间隔选择不同的传输方向时，这样的解决方案可能在相邻小区之间引起干扰。

图2示出了用于针对时间间隔选择传输方向的过程的实施例。参考图2，该过程包括在控制器中，该控制器被配置为针对蜂窝通信系统的小区选择传输方向：确定(框200)针对小区的业务不对称度量，该业务不对称度量表示小区中的上行链路业务与下行链路业务之间的不对称；将业务不对称度量与阈值相比较(框202)；当基于比较确定业务不对称度量是大于阈值和小于阈值中的一种时，针对时间间隔选择(框204)第一传输方向；以及当基于比较确定业务不对称度量是大于阈值和小于阈值中的另一种时，针对时间间隔选择(框210)第二传输方向，该第二传输方向与第一传输方向不同，其中第二传输方向是标称传输方向，该标称传输方向被确定为对于包括该小区和相邻小区集合的小区集群是公共的，并且其中控制器基于业务条件度量来确定(框208)标称传输方向，该业务条件度量针对该小区和该相邻小区集合被获取(框206)；以及使在该时间间隔期间在小区中数据通信到所选择的传输方向。

在一个实施例中，时间间隔是无线电帧的时隙。在一个实施例中，时间间隔是无线电帧的子帧。在一个实施例中，时间间隔是10毫秒(ms)或短于10ms。

在一个实施例中，图2的过程由被包括在管理小区的接入节点中的控制器执行。在另一实施例中，图2的过程由接入节点外部的控制器执行。现代蜂窝通信采用云计算，其中集中式计算机可以针对多个小区(例如，针对小区1至7)共同地执行图2的过程。在一种实现中，不同的处理器或处理器核可以针对不同的小区执行图2的过程。

在一个实施例中，针对每个小区1至13做出独立决定。为此，定义了小区集群的概念。代替使用其中每个小区仅属于一个固定小区集群的固定小区集群，实施例采用“液体群集”。针对其执行传输方向的小区可以首先确定小区集群的小区。通常，小区包括直接邻居，例如，图1中的小区1的小区2至7。但是，取决于无线电干扰情况，可能会涉及其他小区。小区间干扰可以由小区来测量，并且可以在小区集群中选择从中检测到超过阈值的干扰的相邻小区。也可以针对每个小区独立地选择小区集群，这创建了液体群集概念。不同的小区通常选择不同的小区集群。例如，可以针对小区1的小区集群选择小区1至7，而针对小区6的小区集群选择小区1和5至10。小区10可能会受到小区7的强烈干扰，并且在其小区集群中具有小区5、6、7、9、和10至13。

图3示出了用于选择传输方向的图2的实施例。图3的过程包括与图2的过程部分相同的步骤，如相同的附图标记所示。参考图3，控制器可以首先获取(框206)针对小区集群的小区的业务条件度量。然后，控制器可以基于业务条件度量来确定针对小区集群的标称传输方向(框208)。然后，控制器可以将小区的业务不对称度量与阈值相比较(框300、302)。如果超过阈值，以使得业务不对称度量指示非常需要选择与标称传输方向相反的传输方向，则控制器选择相反的传输方向(框304)。如果未超过阈值，则可以选择标称传输方向(框210)。

在图2和3的实施例中，控制器可以选择标称传输方向，除非在小区中存在严重的业务不对称条件证明相反的传输方向的选择是合理的。挑选相反的传输方向所需要的严重程度由阈值的值控制。例如，该阈值可以由蜂窝通信系统的运营方预设和定义。

在一个实施例中，阈值的值是固定的。在另一实施例中，阈值的值是可调的。例如，阈值的值可以基于所测量的干扰情况来确定。

如上所述，针对每个小区1至13做出传输方向的独立决定。然而，相邻小区通常在小区集群中使用部分相同的小区，并且因此，可能存在相关性。

如图2和3所示，传输方向选择可以是重复的过程。该过程的执行可以是按照n个时间间隔的周期性的，其中n≥1，也可以是事件触发的。该事件可以是小区或蜂窝通信系统的操作条件中观察到的变化，或者该事件可以是除直接定时器事件以外的任何其他事件。在实施例中，静音时间间隔可以用作框204和210(图2)或框304和210(图3)的备选。在满足所确定的标准后，例如在阈值比较中，可以选择静音。

可以从小区集群的相邻小区接收针对相邻小区的业务条件度量。如上所述，基于针对自身小区和相邻小区的业务条件度量，可以计算标称传输方向。控制器还可以根据自身小区的业务条件度量来计算业务不对称度量，以确定本地业务条件。控制器然后通过以下来计算传输方向：在阈值比较中检查有利于其自身小区中的相反传输方向的业务不对称程度是否大于阈值。如果发现该条件为真，则控制器挑选以违反被确定为小区群集的公共传输方向的标称传输方向。否则，它遵循标称传输方向。

业务条件度量可以指示相应小区中的业务条件。业务条件度量可以由相应小区的接入节点和/或一个或多个终端设备来测量。下面描述若干实施例。业务条件度量可以单独、或组合地指示相应小区中的业务不对称。例如，针对小区的业务条件度量可以包括上行链路业务条件度量和下行链路业务条件度量，并且上行链路业务条件度量和下行链路业务条件度量一起指示业务不对称。

图4示出了框208的实施例。在获取针对小区集群的业务条件度量(包括针对自身小区和相邻小区的业务条件度量)之后，控制器可以在框400中组合业务条件度量。下面描述用于组合的若干实施例。组合后的业务条件度量可以指示小区集群中的一般业务不对称要求。此后，控制器可以根据用于时间间隔的该不对称要求来确定偏好传输方向，并且选择偏好传输方向作为标称传输方向。

接下来，参考图5至9描述在传输方向的选择中如何采用不同的业务条件度量。对图5至9的实施例进行图3的过程，但是图5至9的实施例也可以直接应用于图2的实施例。这两个实施例中的阈值可以相同，并且这两个实施例均适用于图5至9中描述的所有业务条件度量。

在图5的实施例中，每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的缓存数据量。在一个实施例中，每个业务条件度量表示与小区中的每个传输方向相关联的缓存数据量的总和。传输方向可以包括上行链路(从终端设备到接入节点)和下行链路(从接入节点到终端设备)。因此，针对小区1的上行链路业务条件度量可以定义为小区1中的缓存的上行链路数据量的总和。类似地，针对小区1的下行链路业务条件度量可以定义为小区1中的缓存的下行链路数据量的总和。类似的方法可以应用于其他小区。接入节点可以通过以下来收集关于经缓存的下行链路数据量的信息：检查在其下行链路数据缓冲器中已经缓存了多少数据。接入节点可以从缓冲器状态报告中收集关于缓存的上行链路数据量的信息，该缓冲器状态报告从由相应小区中的接入节点服务的终端设备被接收。

参考图5，控制器可以确定针对小区集群的小区的缓存的上行链路数据量和下行链路数据量(框500)。然后，控制器可以执行以下检查：

其中C_i是正在对其执行图5的过程的小区i的小区集群，是小区k中在传输方向x∈{u，d}上具有业务的活动终端设备的数目，/>是在传输方向χ∈{u，d}上的小区k中的针对终端设备j的缓冲器中的数据的大小，其中u和d分别表示上行链路和下行链路。

如果等式(1)的条件满足，则在框502中，控制器可以选择下行链路作为标称传输方向。否则，在框502中，控制器可以选择上行链路作为标称传输方向。通常，控制器可以选择如下传输方向作为标称传输方向，针对该传输方向，较大的缓存数据量被确定为存在于小区集群中。

在图5的实施例中，控制器从小区集群C_i的相邻小区接收和/>的值，k≠i。另外，控制器针对自身小区i计算/>和/>k≠i。在该实施例中，业务不对称度量表示小区中的缓存的上行链路数据量与缓存的下行链路数据量之间的不对称，并且其中当不对称大于由阈值定义的确定程度时，控制器选择第一传输方向。

将针对标称传输方向y的缓存数据量表示为以类似的方式，将针对相反的传输方向x的缓存数据量表示为/>现在，可以将业务不对称度量定义为/>和/>的关系。该关系可以是/>和/>之间的差异或比率。然后，在框504中，控制器将业务不对称度量与阈值相比较，并且，如果业务不对称朝着相反的传输方向超过阈值，则控制器前进至框304。例如，如果小区i中与标称的公共的传输方向相反的方向上的所有终端设备的缓冲器大小的总和相对于小区i中的标称传输方向上的所有终端设备的缓冲器大小的总和的比率超过阈值，则控制器违反标称传输方向并且挑选相反的传输方向。

作为使用业务不对称度量的另一示例，可以使用和/>的另一种组合。例如，如果/>(z≠y；z∈{u，d})，则控制器可以选择相反的传输方向z。

在图6的实施例中，每个业务条件度量表示与小区i中的传输方向相关联的数据业务的存在或不存在。业务条件度量可以是指示传输方向上的业务的存在/不存在的二进制指示符。每个小区因此可以提供两个业务条件度量：上行链路业务条件度量和下行链路业务条件度量。参考图6，在框600中，控制器确定小区集群的小区中的上行链路业务和下行链路业务的存在/不存在。在框602中，控制器通过选择如下传输方向来确定标称传输方向，针对该传输方向，较大数目的业务条件度量指示小区集群中数据业务的存在。框602可以通过使用以下等式来执行：

其中I是二进制指示符，当其下标中的条件被满足时，它取第一值，否则取第二不同的值。如果看等式(2)的分子，则由α缩放的第一因子表示具有下行链路业务的小区的总和，而由β缩放的第二因子表示具有下行链路业务和上行链路业务的小区的总和。如果看等式(2)的分母，则由α缩放的第一因子表示具有上行链路业务的小区的总和，而由β缩放的第二因子表示具有下行链路业务和上行链路业务的小区的总和。缩放因子α和β可以用于对运营方进行不同加权。例如，如果运营方想要对具有到仅一个传输方向的业务的小区的贡献赋予较高的权重，则α>β。如果运营方想要对具有到仅一个传输方向的业务的小区的贡献赋予较高的权重，则α<β。如果η≥阈值，例如0.5，可以选择下行链路作为标称传输方向。否则，可以选择上行链路作为标称传输方向。注意，可以通过替换u＝x和d＝y来推广等式(2)。

在图6的实施例中，业务不对称度量表示小区i中上行链路数据业务和下行链路数据业务的存在之间的不对称，并且当不对称大于由阈值定义的确定程度时，控制器可以选择相反的传输方向。例如，在框604中，控制器可以针对小区i计算以下等式：

通过使用该等式，如果等式(3)的结果高于阈值，则控制器选择下行链路传输。例如，如果分母变为零(无上行链路业务)，则该等式的结果为正无穷大。如果存在上行链路业务和下行链路业务两者，则结果为1。如果仅存在上行链路业务，则结果为0。然后，控制器可以在框604和606中采用两个阈值TH₁和TH₂，其中0≤TH₁≤TH₂。如果η_i≤TH₁，则控制器选择上行链路传输方向。如果TH₁≤η_i≤TH₂，则控制器选择标称传输方向。如果η_i≥TH₂，则控制器选择下行链路传输方向。在一个实施例中，TH₂>1并且0<TH₁<1。注意，可以通过替换u＝x和d＝y来推广等式(3)。

换言之，如果控制器仅具有到相反传输方向的当前数据业务而没有到标称传输方向的数据业务，则控制器可以选择相反的传输方向。否则，可以选择标称传输方向。

在图7的实施例中，每个业务条件度量表示具有与小区中的传输方向相关联的业务的活动终端设备的数目。在框700中，控制器确定小区集群的小区中的活动的上行链路终端设备的数目和活动的下行链路终端设备的数目。然后，控制器可以执行以下检查：

其中表示在传输方向x(x∈{u，d})上的活动终端设备的数目。如果终端设备具有与接入节点的无线电资源控制(RRC)连接并且具有用于传输的缓存的上行链路数据/下行链路数据，则可以确定该终端设备是活动的。如果等式(4)的条件被满足，则在框702中，控制器将下行链路确定为标称传输方向。否则，控制器选择上行链路作为标称传输方向。注意，可以通过替换u＝x和d＝y来推广等式(2)。通常，控制器选择如下传输方向作为标称传输方向，该传输方向与小区集群中的较大数目的活动终端设备相关联。

在图7的实施例中，业务不对称度量表示小区i中具有上行链路数据业务的活动终端设备的数目与具有下行链路数据业务的活动终端设备的数目之间的不对称，并且当不对称大于由阈值定义的确定程度时，如在框604、302中所确定的，控制器选择相反的传输方向。例如，如果并且/>(仅有到相反的传输方向z的活动终端设备)，则控制器可以选择相反的传输方向z。如果小区在两个传输方向上都具有要服务的活动终端设备，则控制器使用标称传输方向，除非相对于到标称传输方向的活动终端设备的数目、到相反的传输方向的活动终端设备的数目超过阈值。

在图8的实施例中，每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的缓存数据分组中的最小生命期。在某些情况下，该生命期也称为数据分组的“生存时间”(TTL)。它表示数据分组的剩余生命期。在生命期到期时，可以从缓冲器中丢弃数据分组。在框800中，控制器可以确定小区集群的每个小区中针对每个传输方向的最小生命期。控制器可以从小区集群的每个小区接收最小上行链路生命期和最小下行链路生命期。然后，在框802中，控制器可以通过选择如下传输方向来确定标称传输方向，该传输方向与小区集群中的缓存数据分组的最小聚合生命期相关联。最小聚合生命期可以被计算为与相同传输方向相关联的业务条件度量的聚合。令和/>分别表示在下行链路和上行链路中由小区k服务的所有终端设备中所有分组中的最小生命期值。在框802中，可以通过使用以下关系来选择标称传输方向：

如果条件被满足，则选择下行链路作为标称传输方向。否则，选择上行链路作为标称传输方向。注意，可以通过替换u＝x和d＝y来推广等式(5)。

在图8的实施例中，业务不对称度量表示小区中上行链路数据分组中的最小生命期与下行链路数据分组中的最小生命期之间的关系，并且其中当该关系指示差异大于由阈值定义的确定程度时，控制器选择第一传输方向。将定义为在标称传输方向y上小区i中所有终端设备的最低生命期值，并且将/>定义为在相反的传输方向z上小区i中所有终端设备的最低生命期值(z≠y；z∈{u，d})。如果诸如比率/>的关系小于阈值(图8中的框804、302)，则控制器选择相反的传输方向。否则，它选择标称传输方向y。换言之，控制器可以使用标称传输方向，除非到相反传输方向的数据分组的最小生命期比到标称传输方向的数据分组的最小生命期明显短。

在一个实施例中，控制器可以使用标称传输方向，除非在小区i中存在具有小于阈值的生命期的至少一个数据分组。

在图9的实施例中，每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的比例公平性，其中该比例公平性表示相对于小区中的最大可实现的服务等级，由小区提供的服务等级。针对终端设备的比例公平性PF可以定义为：

因此，比例公平性是表示相对于针对终端设备可实现的最佳可能服务、小区服务于终端设备的良好程度的数字。通过使用等式(6)的关系，相对于最大可实现的服务等级，比例公平性度量的较高值指示服务等级较差。PF是被计算以表示在所确定的时间窗口上跨多个终端设备的时间/频率资源分配的长期公平性的数字。PF是一种度量，其可以捕获服务于一个终端设备与另一终端设备的相对重要性。在小区级别，它可以用于通过在分母中具有终端设备的所实现的吞吐量来描述终端设备之间的公平性，并且它可以考虑小区的性能以及管理该小区的接入节点的效率。PF的分子可以被布置为考虑到由不同终端设备经历的不同信道条件。比例公平性的测量可以是吞吐量，但是也可以等同地使用其他测量，例如延迟。

在框900中，控制器从小区集群的小区获取针对上行链路和下行链路的比例公平性度量。在框902中，控制器通过选择如下传输方向来确定标称传输方向，该传输方向与小区集群中的最低聚合比例公平性相关联。控制器可以对与相同传输方向相关联的比例公平性度量求和，并且然后执行以下检查：

其中左侧表示小区集群中针对下行链路的比例公平性度量之和，而右侧表示小区集群中针对上行链路的比例公平性度量之和。

在一个实施例中，该值是针对传输方向x的小区k中的终端设备之间的比例公平性度量中的最大值。在另一实施例中，该值/>是针对传输方向x的小区k中的终端设备之间的比例公平性度量的平均值，如：

其中表示在传输方向x(x∈{u，d})上的活动终端设备的数目。

在图9的实施例中，业务不对称度量表示小区中的上行链路比例公平性与下行链路比例公平性之间的关系，并且其中当该关系指示差异大于由阈值定义的确定程度时，控制器选择第一传输方向。控制器可以确定针对小区I的上行链路比例公平性值和下行链路比例公平性值(框904)，并且将上行链路比例公平性值和下行链路比例公平性值的关系与阈值相比较。该关系例如可以是差异或比率。如果比较指示针对相反的传输方向的比例公平性比针对标称传输方向的比例公平性明显差，例如针对相反的传输方向的PF值明显较大，则控制器可以违反标称传输方向并且选择相反的传输方向。显著程度由与该关系进行比较的阈值的值来控制。

如上所述，不同的小区1至13可以针对该时间间隔选择不同的传输方向。这可能是由于针对每个小区确定唯一的小区集群(液体小区集群概念)。但是，由于每个小区考虑(多个)相邻小区的业务条件度量，并且相邻小区通常在其小区群集中具有一些相同的小区，因此在标称传输方向的选择中通常存在相关性。实际传输方向的选择中的相关度然后可以由(多个)阈值的(多个)值来控制。当做出决定(例如，活动终端设备的数目)时，相邻小区也可以使用相同类型的业务条件度量，例如活动终端设备的数目。

在所有实施例中，在选择传输方向时，控制器可以输出所选择的传输方向，以便在小区中执行所选择的传输方向。小区的接入节点然后可以在该时间间隔期间控制到该小区中的所选择的传输的传输。例如，当所选择的传输方向是下行链路时，接入节点可以将下行链路数据分配给时间间隔的时间-频率资源。如果所选择的传输方向是上行链路，则接入节点可以将到小区的终端设备的上行链路资源调度到时间间隔的时间-频率资源。

控制器还可以将所选择的传输方向的通知输出到小区集群的其他小区。因此，相邻小区可以考虑传输方向。例如，如果控制器已经选择了与针对相邻小区选择的传输方向不同的传输方向，则相邻小区的接入节点可以采取措施来减少可能增加的干扰的影响。这样的措施可以包括选择较可靠的链路自适应参数，诸如调制和编码方案。

在所有实施例中，当业务不对称度量等于阈值时，取决于实现，可以选择标称传输方向和相反的传输方向中的一个。

图10示出了根据本发明的实施例的装置的框图。图10的装置可以是计算机或接入节点，或者该装置可以被包括在这样的设备的任何一个中。该装置可以是例如这样的设备中的电路系统或芯片组。该装置还可以是由多个物理上分开的计算机实现的分布式计算机系统，例如，云计算系统。该装置可以是包括电子电路系统的电子设备。

参考图10，该装置可以包括通信控制电路系统10(诸如至少一个处理器)、以及至少一个存储器20，该至少一个存储器20包括计算机程序代码(软件)22，其中至少一个存储器和计算机程序代码(软件)被配置为与至少一个处理器一起使该装置执行上述控制器的实施例中的任何一个。

存储器20可以使用任何合适的数据存储技术来实现，诸如基于半导体的存储器设备、闪存、磁存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移动存储器。存储器可以包括配置数据库24，该配置数据库24用于存储用于选择针对一个或多个小区的传输方向的配置数据。例如，配置数据库24可以存储上述(多个)阈值。

该装置还可以包括通信接口(TX/RX)12，该通信接口(TX/RX)12包括用于根据一种或多种通信协议来实现通信连接性的硬件和/或软件。通信接口12可以向该装置提供通信能力以在蜂窝通信系统和/或另一无线网络中通信。通信接口12可以配置该装置具有从包括或不包括小区i的小区集群的小区的接入节点接收业务条件度量的能力。通信接口12可以包括标准的公知的组件，诸如放大器、滤波器、频率转换器、(解)调制器、以及编码器/解码器电路系统和一个或多个天线。通信接口12可以包括在一个或多个无线网络中为该装置提供无线电通信能力的无线电接口组件。

通信控制电路系统10可以包括业务条件度量处理器14作为子电路，该业务条件度量处理器14被配置为获取针对小区集群的业务条件度量。业务条件度量处理器14可以通过通信接口12接收业务条件度量中的至少一些。蜂窝通信系统的接入节点可以经由回程链路(例如，LTE系统的X2接口)互连。当该装置是小区i的接入节点或被包括在接入节点中时，业务条件度量处理器14可以在内部而不是通过通信接口12获取针对小区i的(多个)业务条件度量。根据实施例，业务条件度量处理器14然后可以通过使用所获取的业务条件度量来计算上述等式中的任何一个。业务条件度量处理器14还可以计算业务不对称度量，以用于选择传输方向。

业务条件度量处理器14可以将业务条件度量输出到比较器16，以做出关于标称传输方向的决定。根据上述实施例中的任何一个，业务条件度量处理器14可以将(多个)业务不对称度量输出到比较器16，以做出关于所选择的传输方向的决定。

如本申请中所使用的，术语“电路系统”是指以下所有内容：(a)仅硬件的电路实现，诸如仅在模拟和/或数字电路系统中的实现，以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(如适用)：(i)(多个)处理器的组合或(ii)(多个)处理器/软件的部分，包括(多个)数字信号处理器、软件和(多个)存储器，它们共同作用以使装置执行各种功能，以及(c)需要软件或固件才能操作的电路，诸如(多个)微处理器或(多个)微处理器的一部分，即使软件或固件物理上不存在。“电路系统”的定义适用于本申请中该术语的所有使用。作为另一示例，如在本申请中使用的，术语“电路系统”还将涵盖仅处理器(或多个处理器)或处理器的一部分及其(或它们的)随附软件和/或固件的实现。术语“电路系统”还将涵盖(例如，如果适用于特定元素)用于移动电话或者服务器、蜂窝网络设备或另一网络设备中的类似集成电路的基带集成电路或应用处理器集成电路。

本文中描述的技术和方法可以通过各种方式来实现。例如，这些技术可以以硬件(一个或多个设备)、固件(一个或多个设备)、软件(一个或多个模块)、或其组合来实现。对于硬件实现，实施例的(多个)装置可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行本文中描述的功能的其他电子单元、或其组合中实现。对于固件或软件，该实现可以通过执行本文中描述的功能的至少一个芯片组的模块(例如，过程、功能等)来执行。软件代码可以存储在存储器单元中并且由处理器执行。存储器单元可以在处理器内部或在处理器外部实现。在后一种情况下，如本领域已知的，它可以经由各种方式通信地耦合到处理器。另外，本文中描述的系统的组件可以通过附加组件重新布置和/或补充，以便实现关于其描述的各个方面等，并且它们不限于给出的附图中阐述的精确配置，如本领域技术人员将理解的。

如所描述的实施例也可以以由计算机程序或其部分定义的计算机过程的形式来执行。结合图2至9描述的方法的实施例可以通过执行包括对应指令的计算机程序的至少一部分来执行。该计算机程序可以是源代码形式、目标代码形式、或某种中间形式，并且可以存储在某种载体中，该载体可以是能够携带该程序的任何实体或设备。例如，计算机程序可以存储在计算机或处理器可读的计算机程序分发介质上。例如，计算机程序介质可以是例如但不限于记录介质、计算机存储器、只读存储器、电载波信号、电信信号、和软件分发包。计算机程序介质可以是非瞬态介质。用于执行所示和所述的实施例的软件的编码完全在本领域普通技术人员的范围内。

即使以上已经参考根据附图的示例描述了本发明，但是显然本发明不限于此，而是可以在所附权利要求的范围内以若干种方式进行修改。因此，所有的单词和表达应当被宽泛地解释，并且它们旨在说明而不是限制实施例。对于本领域技术人员将很清楚的是，随着技术的进步，本发明构思可以以各种方式来实现。此外，对于本领域技术人员清楚的是，所描述的实施例可以而非必须以各种方式与其他实施例组合。

Claims (42)

1.一种用于通信的计算机实现的方法，包括：

由与蜂窝通信系统的小区相关联的控制器基于业务条件度量来确定公共传输方向，所述业务条件度量针对所述小区和相邻小区集合被获取，其中所述公共传输方向对于包括所述小区和所述相邻小区集合的小区集群是公共的；

通过所述控制器确定针对所述小区的业务不对称度量，所述业务不对称度量表示所述小区中的上行链路业务与下行链路业务之间的不对称；

由所述控制器将所述业务不对称度量与阈值相比较；

当由所述控制器基于所述比较确定所述业务不对称度量是大于所述阈值和小于所述阈值中的一种时，针对时间间隔选择第一传输方向，其中所述时间间隔为无线电帧的时隙或子帧；以及

当由所述控制器基于所述比较确定所述业务不对称度量是大于所述阈值和小于所述阈值中的另一种时，针对所述时间间隔选择所述公共传输方向，所述公共传输方向与所述第一传输方向不同；以及

使在所述时间间隔期间在所述小区中数据通信到所选择的所述传输方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述业务条件度量表示上行链路业务需求与下行链路业务需求之间的不对称。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述业务条件度量指示针对所述小区集群的每个小区的偏好传输方向，并且其中所述确定所述公共传输方向包括：

组合所述业务条件度量；以及

将如下传输方向确定为所述公共传输方向，所述传输方向由组合后的所述业务条件度量指示为偏好传输方向。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述业务条件度量包括上行链路业务条件度量和下行链路业务条件度量，其中所述组合包括组合所述上行链路业务条件度量并且还组合所述下行链路条件度量，并且其中所述确定所述传输方向包括将组合后的所述下行链路业务条件度量与组合后的所述上行链路业务条件度量相比较。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述业务不对称度量通过以下来确定：使用所述小区的上行链路业务条件度量和所述小区的下行链路业务条件度量，其中所述上行链路业务条件度量表示所述小区中的上行链路的业务需求，并且所述下行链路业务条件度量表示所述小区中的下行链路的业务需求。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的缓存数据量。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述确定所述公共传输方向包括选择如下传输方向，针对所述传输方向，较大的缓存数据量被确定为存在于所述小区集群中。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述业务不对称度量表示所述小区中的缓存的上行链路数据量与缓存的下行链路数据量之间的不对称，并且其中当所述不对称大于由所述阈值定义的确定程度时，所述控制器选择所述第一传输方向。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的数据业务的存在或不存在。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述确定所述公共传输方向包括选择如下传输方向，针对所述传输方向，较大数目的业务条件度量指示所述小区集群中数据业务的存在。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述业务不对称度量表示所述小区中上行链路数据业务和下行链路数据业务的存在之间的不对称，并且其中当所述不对称大于由所述阈值定义的确定程度时，所述控制器选择所述第一传输方向。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其中每个业务条件度量表示活动终端设备的数目，所述活动终端设备具有与小区中的传输方向相关联的业务。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述确定所述公共传输方向包括选择如下传输方向，所述传输方向与所述小区集群中的较大数目的活动终端设备相关联。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述业务不对称度量表示所述小区中具有上行链路数据业务的活动终端设备的数目与具有下行链路数据业务的活动终端设备的数目之间的不对称，并且其中当所述不对称大于由所述阈值定义的确定程度时，所述控制器选择所述第一传输方向。

15.根据权利要求1或2所述的方法，其中每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的缓存数据分组中的最小生命期。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述确定所述公共传输方向包括选择如下传输方向，所述传输方向与所述小区集群中的缓存数据分组的最小聚合生命期相关联，其中所述最小聚合生命期被计算为与相同的所述传输方向相关联的所述业务条件度量的聚合。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述业务不对称度量表示所述小区中上行链路数据分组中的最小生命期与下行链路数据分组中的最小生命期之间的关系，并且其中当所述关系指示差异大于由所述阈值定义的确定程度时，所述控制器选择所述第一传输方向。

18.根据权利要求1或2所述的方法，其中每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的比例公平性，其中所述比例公平性表示相对于在所确定的时间间隔内所述小区中的最大可实现的服务等级，在所确定的所述时间间隔内由所述小区提供的服务等级。

19.根据权利要求15所述的方法，其中所述确定所述公共传输方向包括选择如下传输方向，所述传输方向与所述小区集群中的最高聚合比例公平性相关联。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述业务不对称度量表示所述小区中的上行链路比例公平性与下行链路比例公平性之间的关系，并且其中当所述关系指示差异大于由所述阈值定义的确定程度时，所述控制器选择所述第一传输方向。

21.一种用于通信的装置，包括：

至少一个处理器，以及

至少一个存储器，所述至少一个存储器包括计算机程序代码，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：

基于业务条件度量来确定公共传输方向，所述业务条件度量针对小区和相邻小区集合被获取，其中所述公共传输方向对于包括所述小区和所述相邻小区集合的小区集群是公共的；

确定针对蜂窝通信系统的小区的业务不对称度量，所述业务不对称度量表示所述小区中的上行链路业务与下行链路业务之间的不对称；

将所述业务不对称度量与阈值相比较；

当基于所述比较确定所述业务不对称度量是大于所述阈值和小于所述阈值中的一种时，针对时间间隔选择第一传输方向，其中所述时间间隔为无线电帧的时隙或子帧；

当基于所述比较确定所述业务不对称度量是大于所述阈值和小于所述阈值中的另一种时，针对所述时间间隔选择公共传输方向，所述公共传输方向与所述第一传输方向不同；以及

使在所述时间间隔期间在所述小区中数据通信到所选择的所述传输方向。

22.根据权利要求21所述的装置，其中所述业务条件度量表示上行链路业务需求与下行链路业务需求之间的不对称。

23.根据权利要求21或22所述的装置，其中所述业务条件度量指示针对所述小区集群的每个小区的偏好传输方向，并且其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过至少执行以下来确定所述公共传输方向：

组合所述业务条件度量；以及

将如下传输方向确定为所述公共传输方向，所述传输方向由组合后的所述业务条件度量指示为偏好传输方向。

24.根据权利要求23所述的装置，其中所述业务条件度量包括上行链路业务条件度量和下行链路业务条件度量，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：通过至少组合所述上行链路业务条件度量并且还组合所述下行链路条件度量来执行所述组合，以及通过至少将组合后的所述下行链路业务条件度量与组合后的所述上行链路业务条件度量相比较来执行所述确定所述传输方向。

25.根据权利要求21或22所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：通过使用所述小区的上行链路业务条件度量和所述小区的下行链路业务条件度量来确定所述业务不对称度量，其中所述上行链路业务条件度量表示所述小区中的上行链路的业务需求，并且所述下行链路业务条件度量表示所述小区中的下行链路的业务需求。

26.根据权利要求21或22所述的装置，其中每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的缓存数据量。

27.根据权利要求26所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过至少选择如下传输方向来确定所述公共传输方向，针对所述传输方向，较大的缓存数据量被确定为存在于所述小区集群中。

28.根据权利要求26所述的装置，其中所述业务不对称度量表示所述小区中的缓存的上行链路数据量与缓存的下行链路数据量之间的不对称，并且其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：当所述不对称大于由所述阈值定义的确定程度时，选择所述第一传输方向。

29.根据权利要求21或22所述的装置，其中每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的数据业务的存在或不存在。

30.根据权利要求29所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过至少选择如下传输方向来确定所述公共传输方向，针对所述传输方向，较大数目的业务条件度量指示所述小区集群中数据业务的存在。

31.根据权利要求29所述的装置，其中所述业务不对称度量表示所述小区中上行链路数据业务和下行链路数据业务的存在之间的不对称，并且其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：当所述不对称大于由所述阈值定义的确定程度时，选择所述第一传输方向。

32.根据权利要求21或22所述的装置，其中每个业务条件度量表示活动终端设备的数目，所述活动终端设备具有与小区中的传输方向相关联的业务。

33.根据权利要求32所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过至少选择如下传输方向来确定所述公共传输方向，所述传输方向与所述小区集群中的较大数目的活动终端设备相关联。

34.根据权利要求32所述的装置，其中所述业务不对称度量表示所述小区中具有上行链路数据业务的活动终端设备的数目与具有下行链路数据业务的活动终端设备的数目之间的不对称，并且其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：当所述不对称大于由所述阈值定义的确定程度时，选择所述第一传输方向。

35.根据权利要求21或22所述的装置，其中每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的缓存数据分组中的最小生命期。

36.根据权利要求35所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过至少选择如下传输方向来确定所述公共传输方向，所述传输方向与所述小区集群中的缓存数据分组的最小聚合生命期相关联，其中所述最小聚合生命期被计算为与相同的所述传输方向相关联的所述业务条件度量的聚合。

37.根据权利要求35所述的装置，其中所述业务不对称度量表示所述小区中上行链路数据分组中的最小生命期与下行链路数据分组中的最小生命期之间的关系，并且其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：当所述关系指示差异大于由所述阈值定义的确定程度时，选择所述第一传输方向。

38.根据权利要求21或22所述的装置，其中每个业务条件度量表示与小区中的传输方向相关联的比例公平性，其中所述比例公平性表示相对于在所确定的时间间隔内所述小区中的最大可实现的服务等级，在所确定的所述时间间隔内由所述小区提供的服务等级。

39.根据权利要求35所述的装置，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置通过至少选择如下传输方向来确定所述公共传输方向，所述传输方向与所述小区集群中的最高聚合比例公平性相关联。

40.根据权利要求38所述的装置，其中所述业务不对称度量表示所述小区中的上行链路比例公平性与下行链路比例公平性之间的关系，并且其中所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置为与所述至少一个处理器一起使所述装置：当所述关系指示差异大于由所述阈值定义的确定程度时，选择所述第一传输方向。

41.一种用于通信的装置，包括用于执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法的所有所述步骤的部件。

42.一种非瞬态计算机可读介质，所述非瞬态计算机可读介质包括执行根据权利要求1至20中任一项所述的方法的计算机程序指令。