一種下行公共數據信道的配置及其數據傳輸方法與流程

2023-09-20 16:46:50 2

本發明涉及無線網絡通信領域，特別是涉及一種適用於超密集組網UDN(Ultra Dense Network)，基於LTE(Long Term Evolution，長期演進)制式的下行公共數據信道DPDC(Downlink Public Data Channel)的配置及其數據傳輸方法。

背景技術：

根據5G白皮書定義的5G系統的KPI(Key Performance Indicator，關鍵性能指標)指標，相比4G，5G需提供1000倍以上的網絡容量，提供10-100倍用戶速率、1ms極低時延和100倍終端數的連接能力。UDN(超密集組網)技術是實現5G目標的關鍵候選技術。UDN最主要的理念是：通過在蜂窩網中的熱點地區增加低功率基站的部署密度，以便提升系統容量和網絡覆蓋，並降低時延及能源消耗。

如圖1所示，UDN是以LTE制式的網絡為基礎，網絡中的基站是一個支持管理BBU(Building Base band Unit，基帶處理單元)資源池(或BBU Cloud)的超級基站。超級基站能夠集中統一管理多個BBU、RRU(Radio Remote Unit，射頻拉遠模塊)的資源，可同時實現多個小區的業務。超級基站管理的小區符合UDN密集部署的特點。多個鄰近的小區可以組成一個小區叢CC(Cell Clump)，圖1中包括兩個小區叢。

該網絡架構和傳統網絡架構不同的點主要有兩點：基站是支持BBU資源池、具備集中統一管理所有小區資源能力的超級基站；該基站管理的小區具備UDN密集部署的特點。其中，

超級基站SBS(Super Base-station)用於集中和實時管理大量小區的基帶、射頻資源，超級基站SBS的計算性能、同時處理的數據規模、採集和分發數據的效率都遠大於普通基站。一個超級基站SBS可以管理一個或多個小區叢CC。

而小區叢CC是具備如下特徵的若干小區(Cell)的集合：1)小區要滿足UDN組網場景要求；2)小區叢CC內各小區的覆蓋區域在地理空間上鄰近，兩兩小區的間隔距離不超過1000米；3)小區叢CC內的各小區的資源、數據可由超級基站SBS統一分配、調度；4)小區叢CC的小區可以半靜態調整。

在UDN組網模式下，相比傳統網絡，在相同的部署空間內，UDN網絡中的基站數量、用戶數量有幾十倍甚至上百倍的增加，每平方公裡可以承載106個連接數，每個基站覆蓋的範圍很小，從數平方米到數十平方米，基站之間的距離小到數米，隨之而來，無線空口的上 下行幹擾水平也會顯著增加，會嚴重影響系統容量、接入時延等KPI指標，因此，如何降低幹擾是UDN能否成功應用的關鍵問題。

目前，UDN組網的幹擾問題的常見解決方法有：通過先進接收機技術來提升接入點及終端的幹擾抑制能力；基於幹擾消除、幹擾對齊及幹擾抵消的接入點與終端間的協助來減輕幹擾水平；基於小小區設計特殊的同步及發現信號，以及採用增強的小區同步發現及技術，能助力於幹擾發現和消除。這些方法多數是基於現有的網絡制式不變或僅作小的調整而提出的傳統技術。這些技術已經經過較長時期的研究和發展，性能增益很難有更大的突破，難以滿足新一代網絡發展的需求。

UDN組網的幹擾問題在不考慮網絡外幹擾的情況下，可分為小區內幹擾和小區外幹擾兩部分。由於UDN網絡的基站部署密集非常大，其小區間幹擾對信幹噪比的影響程度遠大於普通網絡組網場景，是解決幹擾問題的核心所在。小區間幹擾本質上是由於相鄰的多個小區中的不同用戶接收或發送數據時在同一空口資源上發生衝突所致。且小區間幹擾又可以分為下行幹擾和上行幹擾，這兩種幹擾的形成機制又有所不同。特定用戶的下行幹擾來源於所在服務小區的相鄰小區的下行發射信號，而小區的上行幹擾則主要來自於相鄰小區的用戶的上行發射信號(隨機接入時，小區內用戶也會造成較大幹擾)。由於用戶行為的易變和多變，上行幹擾相比下行幹擾處理起來要更加困難。從無線話務模型以及各種數據業務的特點可知，在可預見的將來，LTE以及5G網絡仍將以下行數據業務為主，下行的數據業務容量要遠遠大於上行的數據業務容量，因此解決下行幹擾問題才是解決UDN組網的幹擾問題的關鍵。

技術實現要素：

鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種下行公共數據信道的配置及其數據傳輸方法，用於解決現有技術中UDN組網下小區間幹擾大、邊緣用戶吞吐量難以提升、接入困難等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種下行公共數據信道的配置方法，應用於超密集組網，所述下行公共數據信道的配置方法包括：步驟S11，所述下行公共數據信道關於所述超密集組網的超級基站的配置：所述超級基站根據空口資源分配算法決策所述超密集組網中使用所述下行公共數據信道的小區叢，為每一個所述小區叢分配對應的空口資源；並向每一個使用所述下行公共數據信道的小區叢下發第一啟動配置命令；步驟S12，所述下行公共數據信道關於所述小區叢的配置：針對每一個使用所述下行公共數據信道的所述小區叢，在接收所述第一啟動配置命令後，根據調度用戶組分配算法確定參與所述下行公共數據 信道調度的用戶，將參與所述下行公共數據信道調度的用戶生成SUG集合；並根據所述SUG集合，向下屬包含所述SUG集合中用戶的所有小區下發第二啟動配置命令；步驟S13，所述下行公共數據信道關於所述小區的配置：針對每一個下屬包含所述SUG集合中用戶的所述小區，在接收到所述第二啟動配置命令後，向其下屬的包含在所述SUG集合中的用戶下發第三啟動配置命令；步驟S14，所述下行公共數據信道關於用戶的配置：針對所述SUG集合中的每一個用戶，在接收到所述第三啟動配置命令後，獲取其對應的所述下行公共數據信道的頻譜分配信息；步驟S15，所述下行公共數據信道的配置確認：所述SUG集合中的用戶在獲取了所述頻譜分配信息後，根據所述第三啟動配置命令向對應的所述小區返回第三確認信息；所述小區根據接收到所述第三確認信息和所述第二啟動配置命令向對應的所述小區叢返回第二確認信息；所述小區叢根據接收到的所述第二確認信息和所述第一啟動配置命令向所述超級基站返回第一確認信息；當所述超級基站接收到所有使用所述下行公共數據信道的所述小區叢發出的所述第一確認信息後，所述下行公共數據信道的配置完成。

可選地，所述下行公共數據信道的配置方法還包括：所述超級基站按照配置周期定時依據判斷機制來決策是否啟動所述下行公共數據信道的配置；其中，所述配置周期是預先設置的。

可選地，所述判斷機制是依據於所述超密集組網中所述超級基站下屬的小區叢的相關信息：如果所述相關信息滿足配置門限，則進行所述下行公共數據信道的配置；否則，則停止所述下行公共數據信道的配置；其中，所述配置門限是預先設置的；所述相關信息包括所述超級基站中的各個小區叢的用戶數、下行話務統計數據、用戶平均吞吐率和QoS信息。

可選地，所述下行公共數據信道的停止配置具體包括：所述超級基站向各個使用所述下行公共數據信道的所述小區叢下發第一停止配置命令；各個所述小區叢接收到所述第一停止配置命令後，向其下屬的所有所述下行公共數據信道上的所述小區下發第二停止配置命令；各個所述下行公共數據信道上的小區接收到所述第二停止配置命令後，向包含到所述SUG集合中的用戶下發第三停止配置命令；各個所述SUG集合中的用戶接收到第三停止配置命令後，向其對應的所述小區返回第三停止配置確認信息；各個所述下行公共數據信道上的所述小區接收到其下屬的所有所述SUG集合中的用戶的所述第三停止配置確認信息後，向其對應的所述小區叢返回第二停止配置確認信息；各個使用所述下行公共數據信道的所述小區叢接收到其下屬的所有所述下行公共數據信道上的小區的所述第二停止配置確認信息後，向所述超級基站返回第一停止配置確認信息；所述超級基站在收到所有的使用所述下行公共數據信道的小區叢的所述第一停止配置確認信息後，釋放頻譜資源，停止所述下行公共數據信 道的配置。

可選地，所述步驟S11中，所述空口資源分配算法包括：步驟S21，在所述超密集組網中，採集所述超級基站下屬的所有小區及其用戶的話統數據；步驟S22，根據所述話統數據，計算當前的所述配置周期內每個小區叢的平均數據吞吐率RS以及邊緣吞吐率RE；步驟S23，根據所述話統數據，計算當前的所述配置周期內各個小區叢之間的幹擾矩陣ICC；步驟S24，預測下一個所述配置周期中用戶的下行數據需求，計算出每個小區叢的總下行數據量SD；步驟S25，將待啟動下行公共數據信道的小區叢組成的SCC集合置空，然後將符合如下條件之一的第i個小區叢納入所述SCC集合；其中，條件為：(ICC(i)>＝TH_I)&&(SD(i)>＝TH_SD)或(RE(i))<TH_RE)&&(SD(i)>＝TH_SD)；TH_I、TH_SD、TH_RE和TH_SD是預先設置的；步驟S26，判斷所述SCC集合是否為空：如果是，則停止所述下行公共數據信道的配置；如果否，則根據使用所述下行公共數據信道的小區叢的幹擾矩陣信息配置空口資源。

可選地，所述步驟S12中，所述調度用戶組分配算法包括：步驟S31，判斷是否有新接入的用戶：如果有，則跳轉至步驟S32；如果沒有，則跳轉至步驟S33；步驟S32，將新接入的用戶加入到所述SUG集合中；步驟S33，判斷所述SUG集合是否為空集：如果是空集，則回收所述下行公共數據信道的空口資源，並跳轉至步驟S38；如果不是空集，則跳轉至步驟S34；步驟S34，判斷所述SUG集合中是否有未處理的用戶：如果有，則跳轉至步驟S35；如果沒有，則跳轉至步驟S38；步驟S35，從所述SUG集合中任選一用戶；並判斷選擇的用戶是否已釋放數據鏈路，如果釋放了數據鏈路，則跳轉至步驟S37；如果未釋放，則跳轉至步驟S36；步驟S36，判斷選擇的用戶是否符合條件：如果不符合，則跳轉至步驟S37；如果符合，則直接跳轉至步驟S34；其中，所述條件為：(SINR<＝TH_SINR)&&(D>＝TH_D)；SINR表示用戶的信號與幹擾加噪聲比；D表示下行傳輸的數據量；TH_SINR和TH_D是預先設置的；步驟S37，將選擇的用戶從所述SUG集合中刪除，並跳轉至步驟S33；步驟S38，結束。

本發明還公開了一種下行公共數據信道的數據傳輸方法，所述下行公共數據信道是採用如權利要求1～6中任意一項所述的下行公共數據信道的配置方法進行配置；且所述下行公共數據信道是建立在所述超密集組網的至少一個小區叢、多個小區和多個用戶之間；所述下行公共數據信道的數據傳輸方法包括：步驟S41，所述小區叢從消息緩衝區中獲取其下屬的所述SUG集合中的所有用戶在下一個調度周期待發送的數據；步驟S42，所述小區叢將所有用戶在下一個調度周期待發送的數據壓縮封裝為公共數據幀，並通過所述下行公共數據信道 發送至所述小區叢下屬的各個所述小區；步驟S43，各個所述小區通過所述下行公共數據信道將所述公共數據幀轉發至其包含的所述SUG集合中的多個用戶中；步驟S44，各個用戶接收並解壓縮所述公共數據幀以獲取其各自對應的數據；然後通過所述下行公共數據信道向對應的所述小區返回第三接收確認信息；步驟S45，各個所述小區在接收到所述SUG集合中屬於其下屬的所有用戶的所述第三接收確認信息後，通過所述下行公共數據信道向其對應的所述小區叢發送第二接收確認信息；步驟S46，所述小區叢接收到各個所述小區的所述第二接收確認信息後，移動所述消息緩衝區的指針，並重新跳轉至步驟S41繼續進行數據傳輸。

可選地，所述下行公共數據信道的數據傳輸方法僅在所述DPDC配置完成後的配置周期內循環進行；當到了下一個所述配置周期開始時，所述超密集組網的超級基站要依據判斷機制來決策是否啟動所述下行公共數據信道：如果啟動，則重新配置新的所述下行公共數據信道，並在配置完成後，跳轉至步驟S41使用新的所述下行公共數據信道進行數據傳輸；否則，則停止配置所述下行公共數據信道，並停止使用所述下行公共數據信道進行數據傳輸。

可選地，所述步驟S42中，所述小區叢將所有用戶在下一個調度周期待發送的數據壓縮封裝為公共數據幀包括：在每一個用戶的待發送的數據前增加用戶ID信息頭；串接增加了用戶ID信息頭的所有待發送的數據；按照壓縮算法壓縮串接後的數據；在串接後的數據前添加協議欄位，並封裝成所述公共數據幀。

可選地，所述壓縮算法是根據數據類型、QoS需求以及壓縮比而動態選擇的。

如上所述，本發明的一種下行公共數據信道的配置及其數據傳輸方法，適用於LTE/LTE-A制式、基於LTE制式演進的5G或更新一代無線網絡技術，其通過構造並使用基於小區叢(Cell Clump，簡稱CC)的下行公共數據信道DPDC(Downlink Public Data Channel，簡稱DPDC)消除CC內的用戶在DPDC上的幹擾，通過數據壓縮算法減少數據傳輸量，提升了無線空口下行物理資源的利用率和用戶吞吐量，減小了UDN組網下的小區間幹擾。

附圖說明

圖1顯示為UDN超密集組網的結構示意圖。

圖2顯示為本發明實施例公開的一種DPDC的配置方法的流程示意圖。

圖3顯示為本發明實施例公開的一種DPDC的配置方法中空口資源分配方法的流程示意圖。

圖4顯示為本發明實施例公開的一種DPDC的配置方法中調度用戶組分配算法的流程示意圖。

圖5顯示為本發明實施例公開的一種DPDC的配置方法中DPDC的停止配置流程示意圖。

圖6顯示為本發明實施例公開的一種DPDC的數據傳輸方法的流程示意圖。

圖7顯示為本發明實施例公開的DPDC的配置和DPDC的數據傳輸的配套使用流程示意圖。

圖8顯示為本發明實施例3公開的UDN組網的結構示意圖。

元件標號說明

S11～S15 步驟

S21～S26 步驟

S31～S38 步驟

S41～S46 步驟

具體實施方式

以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基於不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。需說明的是，在不衝突的情況下，以下實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

需要說明的是，以下實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。

UDN組網的下行小區間幹擾產生的原因是由於相鄰的多個小區同時為不同用戶發射不同的數據產生。在非密集組網場景中，這種幹擾問題可以通過頻率、功率的規劃和優化加以解決。但在UDN組網中，由於基站站間距非常小，相鄰小區數量眾多，因此通過傳統的規劃和優化方案無法有效減小下行小區間幹擾。本發明提出的DPDC的配置及其數據傳輸方法，從數據域的新角度出發解決幹擾問題，通過高效壓縮算法將小區叢CC內所有服務的用戶的下行數據封裝到統一的公共數據幀(Public Data Frame，簡稱PDF)中，並通過小區叢CC定義的DPDC發送，這樣在小區叢CC內的所有用戶在DPDC上收到的數據都是一致的，因此對於某個特定用戶而言，其接收到的CC覆蓋範圍內的所有小區的下行信號都是一致 的，這些信號都是有效信號，同時由於CC內的各小區相鄰距離很小，因此來自不同相鄰小區的多路信號到達同一用戶的時間差在可承受的範圍內，由此產生的類似多徑的影響可以通過OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用技術)的CP(Cycle Prefix，循環前綴)技術解決。本發明的DPDC的配置及其數據傳輸方法是否有效主要取決於如下三個要素：

一、公共數據幀PDF的壓縮性能增益

公共數據幀PDF的壓縮比直接影響頻譜利用率。DPDC上承載的數據是多個用戶的數據，對某個用戶而言，是存在冗餘數據的，不利於提升頻譜利用效率。提升容量和頻譜效率的有利因素是數據壓縮以及多路信號的發分集效應，通過數據壓縮能夠減少對頻譜資源的佔用，壓縮比越高，則越有利於提升系統容量和頻譜利用率。

公共數據幀PDF的壓縮性能增益來自於如下三個方面：

(1)基於計算能力更強的超級基站可使用更高壓縮比同時解壓縮計算性能要求不高的新壓縮算法：例如：FreeArc-m3已經超過了WinRAR-m5的壓縮率，而壓縮速度快了接近1倍，解壓縮速度相當。

(2)用戶多樣性帶來的壓縮增益：增益來源於不同用戶之間的傳輸數據存在重複的信息。

(3)針對不同的數據類型，按照某種QoS(Quality of Service，服務質量)準則動態選擇最佳的壓縮算法類型：針對不同數據類型和QoS需求，根據確定的QoS準則選擇最優的壓縮算法。常見的QoS準則包括壓縮比、壓縮時間、解壓時間、是否允許有損傳輸等因素，由於QoS準則是基於多目標的優化，可預先設置某種多目標優化準則，比如確定壓縮、解壓縮最大時間的前提下保證壓縮比最大。

二、公共數據幀PDF壓縮和解壓縮的實時性

按照LTE的調度周期來看，最小為1個TTI(Transmission Time Interval，傳輸時間間隔)需要完成一次用戶調度，因此要求基站完成數據準備以及調度的時間也必須在1個毫秒以內，而對用戶而言，解壓縮接收數據的時間也必須在1個毫秒以內。影響基站計算性能的關鍵點在於多用戶數據的採集時間、公共數據幀PDF壓縮包生成時間。一個小區叢CC從調度到DPDC的用戶的下行數據要求能夠被基站調度模塊及時獲得，因此要求小區的資源和數據必須能夠集中化管理，類似於C-RAN組網環境下的BBU-Cloud模式，基站系統能夠快速獲得一個小區叢CC內所有小區以及這些小區所服務的用戶的業務數據、無線資源等相關信息。由於UDN組網的超密集部署的特點，選擇集中化、資源池的方式統一管理一個或多個小區叢CC下所有基站以及相應用戶的資源是較為合理的解決方案。因此，小區叢CC下所有用 戶的數據的快速採集在選擇合適的基站架構的條件下是可以達到的。基站數據壓縮包生成時間取決於基站的計算能力，按照集中化管理的架構，基站的計算能力是有保證的，同時由於近年來並行計算技術的快速發展，能夠保證數據壓縮的計算時間滿足要求。對於用戶而言，由於目前終端多核處理器設計、工藝和生產技術的快速發展，以及快速解壓縮技術的發展，能夠使得解壓縮的計算時間也能夠滿足實時性的要求，通過選擇高壓縮比但解壓縮計算性能不高的新算法也能夠降低對用戶的性能要求。

三、DPDC上的用戶調度管理

本發明公開的DPDC是可以動態配置的。這主要有兩方面考慮：其一是考慮從LTE協議的平滑演進，兼容已有的信道管理和協議機制，其二是為了滿足網絡靈活部署的需求，以及適應用戶業務的多變性。DPDC上的用戶調度管理需要考慮如下幾個方面：

1)DPDC動態配置算法

DPDC可以根據用戶分布模型、用戶話務模型進行動態配置，可以根據UDN組網的QoS設計目標預先設置DPDC配置的啟動條件，一旦符合此條件，則啟動DPDC動態配置過程，進入基於小區叢CC的DPDC數據傳輸模式，不符合此條件則停止DPDC數據傳輸模式。

DPDC動態配置算法還包括對DPDC空口資源的分配處理。考慮到DPDC和普通數據傳輸模式需要共存，因此如何分配DPDC頻譜資源和普通信道頻譜資源是影響頻譜利用率的關鍵因素。

2)DPDC的調度用戶組(Scheduled UE Group，簡稱SUG)集合的分配算法

哪些用戶需要調度到DPDC的SUG中需要結合QoS目標、用戶信道狀態、相鄰小區或小區叢CC的幹擾情況、信道資源分配算法等因素綜合判斷取捨。

實施例1

本實施例公開了一種應用在LTE/LTE-A制式、基於LTE制式演進的5G或更新一代無線網絡技術的物理層，適用於UDN組網的DPDC的配置方法，其中UDN組網如圖1所示，包括超級基站SBS、多個小區叢CC和多個小區，每個一個超級基站SBS管理一個或多個小區叢CC，一個小區叢包括多個小區。

本實施例的DPDC的配置方法如圖2所示，包括：

步驟S11，DPDC關於超級基站的配置：超級基站SBS判斷啟動或停止配置DPDC，並在啟動配置過程中，為使用DPDC的小區叢CC分配DPDC的頻譜資源：

DPDC在超級基站SBS的配置是基於小區叢CC的，一般一個小區叢CC下有數十甚至數百個傳統意義下的小區。在對象數較大的情況下，按照統計規律，其平均性能的變化是基 於一個較長的統計周期而緩慢變化的，因此將DPDC功能分解為大時間尺度和小時間尺度兩個層次來實現。DPDC的配置實現了基於較大時間尺度和較大對象規模的慢處理過程。時間尺度，即配置周期一般採用常見的話統周期，比如30分鐘以及60分鐘，預設值設為60分鐘。

超級基站SBS根據DPDC的配置周期設置定時器，定時依據判斷機制判斷其下屬的各個小區叢CC的相關信息是否滿足啟動DPDC的配置門限：

如果相關信息不滿足配置門限，則停止DPDC的配置；

如果相關信息滿足配置門限，則繼續進行DPDC的配置。

其中，配置門限是可預先設置的。並且，各個小區叢CC的相關信息是根據配置周期(60分鐘)內，超級基站SBS下屬的各個小區叢CC的用戶數、下行話務統計數據、用戶平均吞吐率、QoS等信息。

在相關信息滿足了配置門限後，超級基站SBS根據DPDC空口資源分配算法決策使用DPDC的小區叢CC，並為每個使用DPDC的小區叢CC分配合適的空口資源，如圖3所示，包括：

步驟S21，採集超級基站SBS下屬的所有小區叢CC內的小區及其用戶的話統數據；

步驟S22，根據話統數據，計算當前的配置周期內每個小區叢CC的平均數據吞吐率RS以及邊緣吞吐率RE；

步驟S23，根據話統數據，計算當前的配置周期內，超級基站SBS下屬的各個小區叢CC之間的幹擾矩陣ICC；

步驟S24，預測下一個配置周期中用戶的下行數據需求，計算出每個小區叢CC的總下行數據量SD；

步驟S25，將待啟動DPDC的小區叢CC組成的SCC集合置空，並將符合如下條件之一的第i個小區叢納入到SCC集合。

條件為：(ICC(i)>＝TH_I)&&(SD(i)>＝TH_SD)；或(RE(i))<TH_RE)&&(SD(i)>＝TH_SD)；其中，TH_I、TH_SD、TH_RE和TH_SD是預先設置的；

步驟S26，判斷SCC集合是否為空：

如果是，則停止DPDC的配置；

否則，則根據使用DPDC的小區叢CC的幹擾矩陣信息配置空口資源。

在空口資源分配算法中，關於步驟S22～步驟S24中的平均數據吞吐率RS、邊緣吞吐率RE和各個小區叢CC之間的幹擾矩陣ICC的算法，以及步驟S26中根據幹擾矩陣信息配置空 口資源，在無線通信領域，已經為本領域的技術人員所廣泛掌握，此處不再予以贅述。

在為每個使用DPDC的小區叢CC分配好合適的空口資源後，超級基站SBS向每個使用DPDC的小區叢CC下發啟動DPDC的第一啟動配置命令。

步驟S12，DPDC關於小區叢CC的配置：DPDC的小區叢CC配置是針對每一個使用DPDC小區叢CC而進行的：

小區叢CC在接收到超級基站SBS發出的第一啟動配置命令後，根據調度用戶組分配算法確定參與DPDC調度的用戶，將參與DPDC調度的用戶生成SUG集合。調度用戶組分配算法是基於小時間尺度的處理，由小區叢CC來根據每個用戶的實時狀態更新SUG集合。調度用戶組分配算法的輸入數據包括用戶的測量報告、實時counter、用戶信令事件等小時間尺度信息。調度用戶組分配算法具體的步驟如圖4所示，包括：

步驟S31，判斷是否有新接入的用戶：

如果有，則跳轉至步驟S32；否則，跳轉至步驟S33；

步驟S32，將新接入的用戶加入到SUG集合中；

步驟S33，判斷SUG集合是否為空集：

如果是空集，則回收DPDC的空口資源，並跳轉至步驟S38；

如果不是空集，則跳轉至步驟S34；

步驟S34，判斷SUG集合中是否有未處理的用戶：

如果有，則跳轉至步驟S35；否則，跳轉至步驟S38；

步驟S35，從SUG集合中任選一用戶；並判斷選擇的用戶是否已釋放數據鏈路：如果釋放了數據鏈路，則跳轉至步驟S37；如果未釋放，則跳轉至步驟S36；

步驟S36，判斷選擇的用戶是否符合條件：

如果不符合，則跳轉至步驟S37；如果符合，則直接返回至步驟S34；

其中，(SINR<＝TH_SINR)&&(D>＝TH_D)；SINR表示用戶的信號與幹擾加噪聲比；D表示下行傳輸的數據量；TH_SINR和TH_D是預先設置的；

步驟S37，將選擇的用戶從SUG集合中刪除，並跳轉至步驟S33；

步驟S38，結束。

在生成了SUG集合後，小區叢CC向下屬包含有SUG集合中用戶的所有小區下發第二啟動配置命令。

步驟S13，DPDC關於小區的配置：DPDC的小區配置是針對每一個下屬包含SUG集合中用戶的小區。

每一個下屬包含SUG集合中用戶的小區在接收到第二啟動配置命令後，向其下屬的包含在SUG集合中的用戶下發第三啟動配置命令；

步驟S14，DPDC關於用戶的配置：DPDC的用戶配置是針對SUG集合中的每一個用戶。

SUG集合中的每一個用戶在接收到第三啟動配置命令後，獲取其對應的DPDC的頻譜分配信息。

步驟S15，DPDC的配置確認：DPDC在小區叢CC、小區和用戶中進行了啟動配置，並且用戶也獲取了相應的DPDC的頻譜分配信息後，還需要將DPDC配置完成的信息返回至超級基站SBS，以便於超級基站SBS對DPDC進行管理。

DPDC的配置確認具體包括：

SUG集合中的用戶在獲取了頻譜分配信息後，根據第三啟動配置命令向對應的小區返回第三確認信息(ACK)；

小區接收對應的第三確認信息(ACK)，並根據接收到的第三確認信息(ACK)和第二啟動配置命令，向對應的小區叢CC返回第二確認信息(ACK)；

小區叢CC接收對應的第二確認信息(ACK)，並根據接收到的第二確認信息(ACK)和第一啟動配置命令，向超級基站SBS返回第一確認信息(ACK)；

當超級基站SBS接收到所有使用DPDC的小區叢CC發出的第一確認信息(ACK)後，DPDC的配置完成。

進一步地，超級基站SBS根據DPDC的配置周期定時依據判斷機制判斷其下屬的各個小區叢CC的相關信息不滿足配置門限時，則停止DPDC的配置，其過程如圖5所示，包括：

超級基站SBS判斷需停止DPDC配置之後，向各個使用DPDC的小區叢CC下發第一停止配置命令；

各個小區叢CC接收到第一停止配置命令後，向其下屬的所有DPDC上的小區下發第二停止配置命令；

各個DPDC上的小區接收到第二停止配置命令後，向包含到SUG集合中的用戶下發第三停止配置命令；

各個SUG集合中的用戶接收到第三停止配置命令後，向其對應的小區返回第三停止配置確認信息(ACK)；

各個DPDC上的小區接收到其下屬的所有SUG集合中的用戶的第三停止配置確認信息(ACK)後，向其對應的小區叢CC返回第二停止配置確認信息(ACK)；

各個使用DPDC的小區叢CC接收到其下屬的所有DPDC上的小區的第二停止配置確認信息(ACK)後，向超級基站SBS返回第一停止配置確認信息(ACK)；

超級基站SBS在接收到所有的使用DPDC的小區叢CC的第一停止配置確認信息(ACK)後，釋放頻譜資源，停止配置DPDC。

實施例2

本實施例公開了一種DPDC的數據傳輸方法，其中，DPDC是建立在UDN組網的至少一個小區叢CC、多個小區和多個用戶之間，且DPDC是由超級基站SBS管理。

如圖6所示，本實施例的DPDC的數據傳輸方法包括：

步驟S41，DPDC上的小區叢CC從消息緩衝區中獲取其下屬的SUS集合中的所有用戶在下一個調度周期待發送的數據；

DPDC的數據傳輸是建立在DPDC配置完成的基礎上。只有在DPDC配置完成後，小區叢CC才從從消息緩衝區獲取數據。

步驟S42，小區叢CC將所有用戶在下一個調度周期待發送的數據壓縮封裝為公共數據幀PDF，並通過DPDC發送至小區叢CC下屬的各個小區：

本實施例的DPDC的數據傳輸方法是將所有的用戶的下行數據封裝到統一的公共數據幀PDF中，再通過DPDC傳輸。這樣在小區叢CC內的所有用戶在DPDC上收到的數據都是一致的。為了便於區分每一個用戶的數據，小區叢CC在DPDC進行數據傳輸時，對用戶的下行數據進行了重新壓縮和封裝，具體包括：

在每一個用戶的待發送的數據前增加其用戶ID信息頭。

將增加了用戶ID信息頭的所有用戶的待發送的數據。

按照壓縮算法壓縮串接後的數據：

其中，對於數據的壓縮算法有很多種，而本實施例的壓縮算法是動態選擇的，其是小區叢CC根據數據類型、QoS需求等約束信息、以及預先設置的準則(例如確定壓縮、解壓縮最大時間的前提下保證壓縮比最大)來選定的最佳的壓縮方法。

在串接後的數據前添加協議欄位，並封裝成公共數據幀PDF。

步驟S43，各個小區通過DPDC將公共數據幀PDF轉發至其包含的SUG集合中的多個用戶中；

步驟S44，各個SUG集合中的用戶接收並解壓縮公共數據幀PDF以獲取其各自對應的數據；然後通過DPDC向對應的小區返回第三接收確認信息(ACK)：

此時，各個SUG集合中的用戶接收到的公共數據幀PDF是完全一樣的，其對公共數據 幀PDF進行解壓縮，然後根據數據中的用戶ID信息頭，獲取其對應的數據。

步驟S45，各個小區在接收到SUS集合中屬於其下屬的所有用戶的第三接收確認信息(ACK)後，通過DPDC向其對應的小區叢CC發送第二接收確認信息(ACK)；

步驟S46，小區叢CC接收到各個小區的第二接收確認信息(ACK)後，移動消息緩衝區的指針，並重新跳轉至步驟S41繼續進行數據傳輸。

進一步地，本實施例的DPDC的數據傳輸是與DPDC的配置配套使用的，DPDC的數據傳輸僅僅在DPDC配置完成後的配置周期內循環進行。當到了下一個配置周期開始時，需要對DPDC依據判斷機制(如實施例1中的判斷機制)進行重新判斷，判斷的過程在此不再重複。如果判斷需要啟動配置DPDC，則重新配置新的DPDC，並在配置完成後，重新使用新的DPDC進行數據傳輸；否則，則停止配置DPDC，並不再使用DPDC進行數據傳輸。

DPDC的配置和DPDC的數據傳輸的配套使用過程如圖7所示，包括：

超級基站SBS根據DPDC配置過程，依據配置周期定時判斷下屬各個小區叢CC是否滿足啟動DPDC的配置門限：如果滿足門限要求則繼續進行DPDC配置，否則執行停止DPDC過程；

超級基站SBS根據DPDC空口資源分配算法決策使用DPDC的小區叢CC，並為每個小區叢CC分配合適的空口資源；

超級基站SBS向需要啟動DPDC配置過程的小區叢CC下發啟動DPDC配置命令(第一啟動配置命令)；

小區叢CC接收到啟動DPDC配置命令(第一啟動配置命令)，根據調度用戶組分配算法確定參與DPDC調度的用戶，生成SUG集合；

小區叢CC向下屬包含有SUG集合中用戶的所有小區Cell下發啟動DPDC配置命令(第二啟動配置命令)；

小區Cell接收啟動DPDC配置命令(第二啟動配置命令)，向包含到SUG集合中的用戶下發啟動DPDC配置命令(第三啟動配置命令)；

用戶接收啟動DPDC配置命令(第三啟動配置命令)，並獲得DPDC的頻譜分配信息，返回ACK；

小區Cell在收到所有相關用戶返回的啟動DPDC配置命令的ACK之後，向小區叢CC返回啟動DPDC配置命令ACK；

小區叢CC在收到所有小區Cell的ACK之後，向超級基站SBS返回啟動DPDC配置命令ACK；

小區叢CC從SUG集合中所有用戶的消息緩衝區中獲取各用戶下一個調度周期需要發送的數據；

小區叢CC根據數據類型、QoS需求等約束信息，根據預先設置的準則(比如確定壓縮、解壓縮最大時間的前提下保證壓縮比最大)選定最佳的壓縮算法，將各用戶的數據幀壓縮、封裝成公共數據幀PDF，並發給各個小區Cell；

小區Cell接收到公共數據幀PDF，並通過DPDC向相關用戶下發公共數據幀PDF；

用戶在DPDC接收公共數據幀PDF，解壓縮，獲得對應的數據，並返回ACK(接收確認)/NACK(未接收到信息)；

小區Cell在收到所有SUG集合中的用戶的ACK或NACK之後，向小區叢CC返回公共數據幀PDF響應；

小區叢CC將返回ACK的用戶移動消息緩衝區指針移到下一幀消息，返回NACK或超時的用戶的指針保持不變，將連續多次NACK或超時的用戶從SUG集合中刪除；

小區叢CC重複進行數據發送，直至超級基站SBS判斷執行停止DPDC過程。

此外，如圖7所示，下行公共數據信道在LTE物理層的接口協議上也做了如下的變更：

1)新增DPDC信道類型：信道的基本定義和格式和PDSCH相同。

2)新增如下基站和用戶(UE)之間空口的接口命令：

(1)UE_START_DPDC_PROC：

發送方向：小區->UE；

承載信道：PDSCH；

欄位信息1：CC ID；

欄位信息2：小區ID；

欄位信息3：UE ID；

欄位信息4：DPDC信道的頻譜分配信息；

(2)UE_START_DPDC_PROC_ACK/UE_START_DPDC_PROC_NACK：

發送方向：UE->小區；

承載信道：PUSCH；

欄位信息1：CC ID；

欄位信息2：小區ID；

欄位信息3：UE ID；

欄位信息4：DPDC信道的頻譜分配信息；

欄位信息5：ACK/NACK；

(3)UE_STOP_DPDC_PROC：

發送方向：小區->UE；

承載信道：PDSCH；

欄位信息1：CC ID；

欄位信息2：小區ID；

欄位信息3：UE ID；

(4)UE_STOP_DPDC_PROC_ACK/UE_STOP_DPDC_PROC_NACK：

發送方向：UE->小區；

承載信道：PUSCH；

欄位信息1：CC ID；

欄位信息2：小區ID；

欄位信息3：UE ID；

欄位信息4：ACK/NACK；

(5)UE_PDF_SEND：

發送方向：小區->UE；

承載信道：DPDC；

欄位信息1：CC ID；

欄位信息2：壓縮算法類型；

欄位信息3：PDF幀，由【小區ID，UE ID1：壓縮數據段】結構數組構成；

(6)UE_PDF_SEND_ACK/UE_PDF_SEND_NACK：

發送方向：UE->小區；

承載信道：PUSCH；

欄位信息1：CC ID；

欄位信息2：UE ID；

欄位信息3：ACK/NACK。

上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現時可以合併為一個步驟或者對某些步驟進行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關係，都在本專利的保護範圍內；對算法中或者流程中添加無關緊要的修改或者引入無關緊要的設計，但不改變其算法和流程的核心設計都在該專利的保護範圍內。

不難發現，本實施例為與第一實施例相對應的方法實施例，本實施例可與第一實施例互相配合實施。第一實施例中提到的相關技術細節在本實施例中依然有效，為了減少重複，這裡不再贅述。相應地，本實施例中提到的相關技術細節也可應用在第一實施例中。

實施例3

本實施例公開了一個DPDC的配置及其數據傳輸方法，其適用於如圖8所示的UDN組網。

UDN組網存在一個超級基站SBS-01。SBS-01管理了Cell-A001、Cell-A002、…、Cell-Axyz以及Cell-B001、Cell-B002、…、Cell-Bxyz小區，並且Cell-A001、Cell-A002、…、Cell-Axyz構成了CC-A；Cell-B001、Cell-B002、…、Cell-Bxyz構成了CC-B。SBS-01能夠集中管理所有Cell以及CC的基帶和射頻資源，以及這些小區提供服務的所有用戶的下行數據資源。UE-A001-01由Cell-A001提供服務，其他用戶也都有對應的小區提供服務。

超級基站SBS-01按照實施例1的方法完成DPDC的配置：

1)計算得到上一個話統周期內CC-A、CC-B的平均數據吞吐率、邊緣吞吐率RE，以及CC之間的幹擾矩陣ICC，並預測下一個DPDC周期CC-A和CC-B的總下行數據量SD；

2)將待啟動DPDC的CC集合SCC置空；

3)將滿足DPDC動態配置算法定義的門限的CC-A、CC-B選入SCC集合；

4)對CC-A和CC-B下發啟動DPDC過程命令；

3、CC-A和CC-B根據調度用戶組分配算法確定參與DPDC調度的用戶，生成SUG集合：

1)將新接入的UE加入到SUG集合，比如將UE-A001-01放入到CC-A的SUG集合；

2)SUG集合不為空，從SUG集合中依次選擇每個UE，做如下判斷：如果該UE已經釋放數據鏈路，則將該UE從SUG集合中刪除；如果UE滿足調度用戶組分配算法確定的SINR和數據門限，則該用戶保留在SUG集合中，否則將該UE從SUG集合中刪除；

3)根據調度用戶組分配算法遍歷並處理完SUG集合中的所有用戶之後，完成了對SUG集合的刷新，得到如下結果：UE-A001-01、UE-A002-01、UE-Axyz-01在CC-A的SUG集合中，UE-B001-01、UE-B002-01、UE-Bxyz-01在CC-B的SUG集合中；

4)SBS-01根據相關矩陣以及預測的數據業務量為CC-A和CC-B分配DPDC信道的頻譜資源，CC-A和CC-B的DPDC信道的頻譜資源是正交的；

4、CC-A和CC-B分別向各自的所有小區下發DPDC配置命令；

5、每個小區向包含在SUG集合中的UE下發啟動DPDC配置命令，比如Cell-A001向UE-A001-01下發DPDC配置命令，命令中包含DPDC信道的頻譜分配信息；

6、UE收到DPDC配置命令後返回ACK；

7、每個小區接收到SUG集合中的所有UE的啟動配置命令響應之後，向小區叢CC回復啟動配置命令ACK響應；

8、每個小區叢CC收到下屬各個小區的啟動配置命令ACK響應之後，向SBS回復啟動配置命令ACK響應；

9、每個CC從各自的SUG集合中所有用戶的消息緩衝區中獲取各個用戶的下一個調度周期所有發送的數據，封裝壓縮成公共數據幀PDF，將PDF發給各個小區；

10、各個小區通過DPDC信道向對應用戶下發PDF；

11、每個小區中SUG集合中的用戶接收PDF幀，解壓縮，獲得本UE的數據，向小區回復ACK；

12、每個小區收到所有SUG中的UE的ACK後向小區叢CC回復PDF幀接收響應；

13、小區叢CC收到接收響應之後，對接收成功的用戶移動消息緩衝區指針到下一條消息，回復NACK或超時的用戶的指針保持不變，將連續多次NACK獲超時的用戶從SUG集合中刪除；

14、重複步驟9～13，直至SBS-01停止DPDC過程；

15、SBS-01停止DPDC過程，下發停止命令過程類似啟動命令過程。

綜上所述，本發明的一種下行公共數據信道的配置及其數據傳輸方法，適用於LTE/LTE-A制式、基於LTE制式演進的5G或更新一代無線網絡技術，其通過構造並使用基於小區叢的下行公共數據信道DPDC消除CC內的用戶在DPDC上的幹擾，通過數據壓縮算法減少數據傳輸量，提升了無線空口下行物理資源的利用率和用戶吞吐量，減小了UDN組網下的小區間幹擾。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。