CN101238685A - Ofdma反向链路调度 - Google Patents

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CN101238685A CNA2006800285847A CN200680028584A CN101238685A CN 101238685 A CN101238685 A CN 101238685A CN A2006800285847 A CNA2006800285847 A CN A2006800285847A CN 200680028584 A CN200680028584 A CN 200680028584A CN 101238685 A CN101238685 A CN 101238685A
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Abstract

随机接入无线通信系统中的快速寻呼信道在快速寻呼帧中包括至少一个识别针对接入终端或接入终端群组的寻呼消息的存在的位。用一个或多个对应于一个或多个额外接入终端的快速寻呼位来编码识别针对第一接入终端的寻呼消息的存在的快速寻呼位，以产生一个或多个正向错误校正位。通过对所述快速寻呼帧与额外的信息帧进行时分多路复用而将经共同编码的快速寻呼位广播至所述接入终端。

Description

OFDMA反向链路调度
根据35 U.S.C§119主张优先权
本申请案主张于2005年6月16日提出申请的标题为“METHODS ANDAPPARATUS FOR RESOURCE ASSIGNMENT IN OFDMA REVERSE LINK”的序列号为60/691,470的美国临时申请案的权利，所述申请案转让给本受让人并以引用方式明确地并入本文中。
技术领域
大体来说，下文说明涉及无线通信，且更确切来说，涉及无线通信环境中的有效调度。
背景技术
无线通信系统已变成一种大多数人借以在全世界范围内进行通信的流行装置。为满足消费者的要求并改善可携性及方便性，无线通信装置已变得更小且功能更强大。诸如蜂窝式电话等移动装置的处理能力的增加已导致对无线网络传输系统的要求也在增加。而此类系统却通常不像通过其进行通信的蜂窝式装置一样易于更新。随着移动装置能力的扩展，可能难以以一种便于充分利用新的及改进的无线装置能力的方式来维持旧的无线网络系统。
更确切来说，基于频分的技术通常通过将频谱分割成均匀的带宽块而将频谱分成不同的信道，例如，可将分配给无线蜂窝式电话通信的频带的划分成30个信道，其每一信道可载送语音会话或者对于数字服务来说，载送数字数据。在某一时刻，仅可将每一信道分配给一个用户。一种已知的变型是正交频分技术，其有效地将整个系统带宽划分成多个正交子频带。这些子频带亦称为音调、载波、副载波、频段及/或频率信道。每一子频带都与可使用数据进行调制的副载波相关联。对于基于时分的技术，将频带按时间顺序分割成顺序时间片或者时槽。信道的每一用户都被提供一个时间片以便以循环方式传输及接收信息。例如，在任一既定时刻t处，都为用户提供对所述信道的持续达短突发的接入。然后，接入切换至另一用户，为所述另一用户提供传输及接收信息的短时间突发。所述“轮流”循环会继续进行下去，且最终可为每一用户都提供多个传输及接收突发。
基于码分的技术通常在某一范围内任一时刻处都为可用的数个频率上传输数据。一般来说，将数据数字化并扩展在可用带宽上，其中多个用户可重叠在所述信道上且可为各个用户指配唯一的序列码。各用户可在频谱的同一宽频块中进行传输，其中每一用户的信号都通过其各自的唯一扩展码而扩展在整个带宽上。所述技术可提供共享，其中一个或多个用户可同时地进行传输及接收。此种共享可通过扩频数字调制来实现，其中以伪随机方式编码用户的比特流并将其扩展在极宽的信道上。所述接收器设计用于辨识相关联唯一序列码并解除随机化，以便以一致的方式来收集特定用户的位。
典型的无线通信网络(例如，使用频分、时分及码分技术)包括一个或多个提供覆盖区域的基站及一个或多个可在所述覆盖区域内传输及接收数据的移动(例如，无线)终端。典型的基站可为广播、多播及/或单播服务同时传输多个数据流，其中数据流是移动终端可有独立接收兴趣的数据流。所述基站覆盖区域内的移动终端可能会有兴趣接收由复合流所载送的一个或多于一个或全部数据流。同样，移动终端可向所述基站或另一移动终端传输数据。基站与移动终端之间或者各移动终端之间的此种通信可能会因信道变化及/或干扰功率变化而出现降级。
在集中调度式蜂窝式反向链路中，基站(BTS)通常搜集信息来作出指配，确定向每一接入终端(AT)分配什么资源，并将所述指配发送至接入终端(AT)。所述接入终端接收并处理所述指配，并在所指配的反向链路信道上将数据发回。如此，关于集中式反向链路调度器，存在多种挑战。例如，所述挑战可包括基于在各用户中实现不同水平的公正性从而向用户分配资源，满足服务质量要求，考虑指配粒度及可用指配的数量。所涉及挑战的另一实例包括：搜集信息以便以有效的方式作出调度决定、满足服务质量要求、适当地与功率控制算法相互作用、避免及管理资源的碎片、确定传输率等。
因此，此项技术中需要能够促成有效的调度来改善系统吞吐量并增强用户体验的系统及方法。
发明内容
下文提供对一个或多个实施例的简要概述，以提供对这些实施例的基本了解。所述概述并非对所有所涵盖实施例的广泛概述，且既不打算表示所有实施例的关键或紧要元件，也不打算界定任何或所有实施例的范畴。其唯一目的是以简要形式提供关于一个或多个实施例的某些概念来作为下文所提供的更详细说明的前序。
本发明提供使用功率控制算法以基于所预期功率要求的预测功能及/或推断模型来动态地更新调度量度(例如，调节副载波的传输功率)的调度系统及方法。这样可提供在反向链路上以正交的方式对用户进行有效的调度，从而最佳地使用系统资源(例如，对于特定的副载波，不调度某些用户)，而同时维持预定及/或任意的公正性量度(例如，每一用户每秒发送相同数量的位，每一用户接入相同数量的资源等)，维持服务质量(QoS)并最大化吞吐量。
此外，还可调整相关联的开销以在副载波及分组格式调度期间减轻碎片及实现最佳的系统使用率。例如，通过利用粘性指配，则可对用户进行换入及换出，而同时维持公正性。起初，可每单位时间、每帧地识别指配的数量，继而取出一个或多个用户而换入另一用户来作为替代，而同时维持针对所述系统所界定的公正性度量。
根据进一步的实施例，所述功率预测组件可包括两个进一步的组件，也就是数据信道组件及控制信道组件。所述控制信道组件(例如，功率控制器)可为闭环功率控制器(例如，85Hz)，其中载波干扰比(C/I)信息在所述控制信道上进行传输且所述功率得到调节以获得性能要求。在一个方面中，与功率预测组件相关联的速率预测取决于需要发射多大功率。可使用表示每载波功率量的功率谱密度(PSD)来作为功率传送的指数(从而替代实际功率本身)。例如，在分布式功率控制算法中，所述接入终端可报告每副载波的功率谱密度来作为距闭环功率控制导频的偏移(δ)(或距专用控制信道发射功率电平的偏移，其中可将所述控制信道闭环功率控制到既定的性能水平)。相应地，可以距控制信道的功率使用的一定偏移来发送所述数据信道，且在确定所述偏移时，则还可确定用户所支持的PSD。通过对指配基站的行为进行检查，然后可在估计所述偏移时预测发射功率-(例如，激进的偏移估计可导致较晚的终止或分组错误，而保守的偏移估计可导致系统资源的非有效分配)。
在一个相关的实施例中，可使用所述δ及所述δ所能支持的副载波数量(Wmax)来使功率发射加电/省电从而维持清晰的通信并减轻通信的衰落。例如，起初，接入终端(AT)可基于从相关联控制信道上升5db的δ而拥有足以支持64个副载波的功率。在一个3db衰落之后，即使所述δ不改变，所述控制信道发射功率也会增加3db，而在所述新增加的功率信道下所支持副载波的数量会降低到32。
另外，为进行速率预测，基站可测量接收导频C/I，并对导频应用基于经预测PSD业务的偏移，并获得经预测数据的接收C/I。然后，基站可根据所述经预测数据的接收C/I基于查找表来选择数据速率。应了解，所测量的接收导频C/I能随时间进行滤波，尤其是在所述导频包含在窄频带控制信道中且需要随时间的滤波来获得宽频带估计的情况下。
在一个实施例中，开始时间公正排队(SFQ)算法可支持任意类型的针对所述系统界定的公正性量度。在一个相关方面中，也可修改所述SFQ算法来获得延时及信道敏感调度。本发明扩展了所述开始时间公正排队方法来实现其它类型的公正性，其中可用广义函数h(ub)来替代固定加权w，其中ub是用户的平均数据谱效率(以位/秒/赫兹或位/秒/副载波为单位)，其中u是瞬时谱效率。例如，如果h(ub)＝1，则开始时间公正排队提供同等级别的服务，而如果h(ub)＝ub，则开始时间公正排队提供成比例的公正排队，其中每一用户的服务与其信道条件成比例。如此，只要满足吞吐量约束，则便可获得期望用于吞吐量的累积分布函数(CDF)，(例如，指配某一百分比的用户来接收预定的吞吐量)，而同时可最大化谱效率。
根据一个特定实施例，本发明使用请求id到达时间，并非使用分组到达接入终端(AT)的到达时间。在本发明的一个相关方面中，资源分配可基于如下至少一者来分配：自上而下的资源分配(例如，选择具有最小线头(HOL)开始时间的用户，并为所述用户供应可用的最大有效资源指配)；自下而上的资源分配(例如，选择具有最小HOL开始时间的用户并为所述用户供应具有大于所述用户已经具有的资源指配的最小资源指配，继而更新选择下一个具有最小HOL开始时间的用户)；及由中间向外的资源分配(例如，其中所述调度器会取具有最小HOL开始时间的用户并估计公正指配大小而不管所选用户的资源粒度或碎片，并为所述用户供应具有大于或等于所述粒度大小(如果其存在的话)的最小资源，否则供应最大的资源，并移动到具有下一个最大开始时间的用户并反复地重复)。
根据进一步的方面，可使用信道树，其中具有若干基础节点(例如，8个载波、16个载波等)的跳跃端口(例如，副载波)可促进用户指配。应了解，还可将一个以上的用户指配给一个副载波，其中使用多个天线及空间特征(例如，时间上相似但空间不同)。另外，可以软件/硬件组件的形式提供用于实施各种活动/方法的装置以执行本发明的各个方面。
为实现上述及相关目的，所述一个或多个实施例包括在下文中所全面说明并在权利要求书中所特别指出的特征。下文说明及附图详细阐述了所述一个或多个实施例的某些例示性方面。然而，这些方面仅指示各种可利用不同实施例原理的方式中的几种且所述实施例打算包含所有此类方面及其等效物。
附图说明
图1图解说明使用具有预期功率要求的推断模型的功率控制组件以促进对用户进行调度的无线通信系统。
图2图解说明根据本发明一个方面的使用预测功能的功率控制组件。
图3图解说明包括数据信道组件及控制信道组件的功率控制组件预测组件。
图4图解说明根据本发明一个方面的用于速率预测的系统布置。
图5图解说明用于一系列随时间作出的持续或“粘性”指配的方法，例如，可关于本文所述的各种实施例使用的指配。
图6图解说明根据本发明一个特定方面的调度器对接收到请求消息作出响应的方法。
图7a图解说明根据本发明一个方面的为调度器分配资源的例示性方法。
图7b图解说明图7a方法的各种动作的接续。
图8图解说明根据本发明一个方面的确定将何种资源调度到具有最小开始时间的选定用户的方法。
图9图解说明根据本发明一个具体实施例的跳跃端口的预先分配。
图10图解说明使用多个用于实施本发明各个方面的模块的设备。
图11图解说明基于关于预期功率要求的推断来促进估计信道及/或预测将与调度结合使用的速率。
图12图解说明根据本发明一个方面的可使用关于功率要求的推断的例示性无线通信系统。
具体实施方式
现在将参照图式来描述各个实施例，在各图式中，自始至终使用相同的参考编号来指代相同的元件。在下文说明中，出于解释的目的，阐述了很多具体细节以便提供对一个或多个实施例的透彻了解。然而，显而易见，可在没有这些具体细节的情况下实践所述实施例。在其它实例中，以方块图的形式显示众所周知的结构和装置，以便于阐述一个或多个实施例。
本申请案中所用术语“组件”、“系统”及类似术语打算指代与计算机相关的实体，其可为硬件、软件、执行中的软件、固件、中间件、微代码及/或其任一组合。例如，组件可为(但不限于)运行于处理器上的过程、处理器、对象、可执行档、执行线程、程序、及/或计算机。一个或多个组件可驻存在过程及/或执行线程内，且组件可定域在一个计算机上及/或分布在两个或更多个计算机之间。此外，这些组件可从各种其上存储有各种数据结构的计算机可读媒体上执行。所述组件可通过本地及/或远程过程来进行通信，例如根据具有一个或多个数据分组的信号来进行通信(例如，来自一个与本地系统、分布式系统中的另一组件相互作用、及/或通过信号跨越网络(例如，因特网)与其它系统相互作用的组件的数据)。另外，如所属技术领域的技术人员应了解，本文所述的系统组件可重新布置及/或通过额外组件来进行补偿以促进实现关于其所阐述的不同方面、目标、优点等，且所述系统组件并非局限于既定图式中所提出的具体配置。
此外，在本文中结合订户台来说明各种实施例。订户台也可称作系统、订户单元、移动台、移动装置、远程台、接入点、远程终端、接入终端、用户终端、用户代理、或用户设备。订户台可为蜂窝式电话、无绳电话、对话启动协议(SIP)电话、无线本地回路(WLL)台、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持式装置、或者其它连接至无线调制解调器的处理装置。
此外，可使用标准的程序化及/或工程设计技术将本文所述的各个态样或特征实施为一种方法、设备或制品。本文所用术语“制品”打算囊括可从任一计算机可读装置、载体或媒体存取的计算机程序。例如，计算机可读媒体可包括(但不限于)磁性存储装置(例如，硬盘、软盘、磁条...)、光盘(例如，光碟(CD)、数字多功能光盘(DVD)...)、智能卡、及快闪存储装置(例如卡、棒、口袋式保密磁碟)。另外，本文所述的各种存储媒体可代表一个或多个用于存储信息的装置及/或其它机器可读媒体。术语“机器可读媒体”可包括但不限于无线信道及能够存储、包含及/或载送指令及/或数据的各种其它媒体。应了解，“例示性”一词在本文中用于意指“用作实例、例子或例解”。在本文中，任何称为“例示性”的实施例或设计均未必应视为较其它实施例或设计为佳或有利。
图1图解说明无线通信系统100，所述无线通信系统具有使用控制算法以基于预期功率要求的预测功能及/或推断模型101来动态更新调度量度(例如，调节副载波的发射功率)的功率控制系统130。系统100可包括多个基站110及多个终端120，其可与本文所阐述的一个或多个方面结合使用。基站通常是与所述终端进行通信的固定台，且也可称作接入点、节点B或某一其它术语。每一基站110为特定地理区域102提供通信覆盖。视使用所述术语的上下文而定，术语“小区”可指基站及/或其覆盖区域。为改善系统容量，可将基站的覆盖区域划分成多个较小的区域，例如，三个较小的区域104a、104b及104c。每一较小的区域都可由各自的基地收发机子系统(BTS)伺服。视使用所述术语的上下文而定，术语“扇区”可指BTS及/或其覆盖范围。对于扇区化小区来说，所述小区中所有扇区的BTS通常共同位于所述小区的基站内。本文所述传输技术可用于具有扇区化小区的系统以及具有非扇区化小区的系统。为简单起见，在下文说明中，使用术语“基站”来一般性地指代伺服扇区的固定台以及伺服小区的固定台。
终端120通常散布在整个系统中，且每一终端可为固定的或者可为移动。终端也可称作移动台、用户设备(UE)、用户装置或某一其它术语。终端可为无线装置、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调卡等等。终端120可在任一既定时刻在下行链路及/或上行链路上与零个、一个或多个基站通信。下行链路(或正向链路)是指从基站到终端的通信链路，而上行链路(反向链路)是指从终端到基站的通信链路。
对于集中式架构，功率控制组件130与调度器组件150相互作用，并耦合至基站110以为基站110提供协调及控制。对于分布式架构，基站110可在需要时彼此通信。反向链路数据通信可从一个接入终端发生到一个或多个接入点。功率控制组件130可供应在反向链路上以正交方式对用户进行有效的调度以最佳地使用系统资源(例如，对于特定副载波，不调度某些用户)，而同时维持预定及/任意公正性量度(例如，每一用户每秒发送相同数量的位，每一用户存取相同数量的资源等)，维持服务质量(QoS)并最大化吞吐量。此外，还可调整相关联的开销以在副载波及分组格式调度期间减轻碎片及实现最佳的系统使用率。例如，如下文详细阐述，通过利用粘性指配，则可对用户进行换入及换出，而同时维持公正性。起初，可每单位时间、每帧地识别指配的数量，继而取出一个或多个用户而换入其它的用户来作为替代，而同时维持针对系统100界定的公正性。
图2是系统200的图解，所述系统基于预期功率要求的预测功能214来动态地更新调度量度(例如，调节副载波的发射功率)。功率控制组件202在操作上耦合至无线网络204及用户装置206的每一者。无线网络204可包括一个或多个基站、收发器等，其从一个或多个用户装置206发射及接收通信信号。另外，无线网络204可结合OFDM协议及OFDMA协议、CDMA协议、TDMA协议、其组合或任一其它适合的无线通信协议将通信服务提供至用户装置206。用户装置206可为(例如)蜂窝式电话、智能电话、PDA、膝上型计算机、无线PC或其它适合的用户可通过其与无线网络204进行通信的通信装置。
调度器组件210可为能使用公正性标准的基于分组的调度器。如此，调度器组件210可以类似于上文关于图1所阐述的方式来确定调度量度以促进给一个或多个用户装置206的频率组指配。另外，与调度器组件210相关联的开始时间公正排队(SFQ)算法可支持任意类型的针对所述系统界定的公正量度。也可修改此类SFQ算法以获得延时及信道敏感调度。
通常，在开始时间公正排队中，可维持每一队列的线头(HOL)开始时间；其中所述开始时间是在理想化通用处理器调度器中或等效地在同时服务若干用户的理想化流体公正调度器中(类似于流体流经一个管道)能发送所述线头分组的时间。如此，在分组到达时，可为所述分组标以开始及结束时间。开始时间 S ( P f i ) = max { v ( A ( P f i ) , F ( P f i - 1 ) } , j ≥ 1 , (Pf i)是所述队列中前一个分组结束时间的最大值，或者是所述分组到达时的当前服务时间。而结束时间可界定为 F ( P f i ) = S ( P f j ) + l f j w f , j ≥ 1 , 其中S是分组开始时间，l是分组长度，而w是流f的队列加权。另外，服务时间v(t)等于当前所服务的分组的开始标签，其中在空闲时间期间，v(t)等于已经服务的分组的最大结束标签。可按照开始标签增大的次序来服务分组，且可任意地打断联系。这种开始时间公正排队可提供为经加权同等级别的服务公正性提供加权w。本发明扩展了所述开始时间公正排队方法以实现其它类型的公正性，其中可以广义函数h(ub)来替代固定的加权w，其中ub是用户的平均数据谱效率(以位/秒/赫兹或位/秒/副载波为单位)，其中u是瞬时谱效率。例如，如果h(ub)＝1，则开始时间公正排队提供同等级别的服务，而如果h(ub)＝ub，则开始时间公正排队提供成比例的公正排队，其中每一用户的服务与其信道条件成比例。如此，只要满足吞吐量约束，则便可获得期望用于吞吐量的累积分布函数(CDF)，(例如，指配某一百分比的用户来接收预定的吞吐量)，而同时可最大化谱效率。
图3图解说明本发明的进一步实施例，其中调度器组件304包括功率控制组件306。功率控制组件306可包括两个进一步的组件，也就是，数据信道组件307及控制信道组件309。控制信道组件309可为呈闭环功率控制器形式(例如，85Hz)的功率控制器，其中载波干扰比(C/I)信息在所述控制信道上传输且功率得到调节以获得性能要求。
在一个实施例中，与功率预测组件相关联的速率预测取决于需要发射多大功率。可使用表示每载波功率量的功率谱密度(PSD)来作为功率传送的指数(从而替代实际功率本身)。例如，在分布式功率控制算法中，所述接入终端可报告每副载波的功率谱密度来作为距闭环功率控制导频的偏移(δ)(或距专用控制信道发射功率电平的偏移，其中可将所述控制信道闭环功率控制到既定的性能水平)。
相应地，可以距控制信道的功率使用的一定偏移来发送所述数据信道，且在确定所述偏移时，则还可确定用户所支持的PSD。通过对指配基站的行为进行检查，然后可在估计所述偏移时预测发射功率-(例如，激进的偏移估计可导致较晚的终止或分组错误，而保守的偏移估计可导致系统资源的非有效分配)。
图4图解说明系统400，所述系统经由在反向链路上以正交方式使用功率控制算法来促进调度。系统400可最佳地使用系统资源(例如，对于特定副载波，不调度某些用户)，而同时维持预定及/任意公正性量度(例如，每一用户每秒发送相同数量的位，每一用户存取相同数量的资源等)，维持服务质量(QoS)并最大化吞吐量。系统400包括一个在操作上耦合至无线网络408的调度器组件410及一个或多个用户装置411。系统400调整相关联的开销并减轻碎片以在副载波及分组格式调度期间实现最佳的系统使用率。粘性组件404可指配粘性指配；其中然后，可对用户进行换入及换出，而同时系统400维持其公正性标准。起初，可每单位时间、每帧地识别指配的数量，继而取出一个或多个用户而换入其它的用户来作为替代，而同时维持针对所述系统界定的公正性。
系统400可进一步包括存储器412及处理器414(其在操作上连接至调度器组件410)，且其存储或处理与信道需要性算法、量度、可用频率组、用户装置频率指配等相关的信息。处理器414可在操作上连接至调度器组件410(及/或存储器412)以促进对与公正性标准、需要性量度、频率再使用相关的信息的分析-以便基于预期功率要求的预测功能及/或推断模型来更新所述发射功率。应了解，处理器414可为如下任一者：专用于分析及/或产生由调度器组件410所接收信息的处理器、对系统400中的一个或多个组件进行控制的处理器、以及既分析及产生由调度器组件410所接收的信息又控制系统400中的一个或多个组件的处理器。存储器412可另外存储与产生频率指配、量度等相关联的协议，以使系统400可经由功率控制算法来调节传输功率或更新另一调度量度。此外，还应了解本文所述的数据存储装置(例如，存储器)可为易失性或非易失性存储器，或可包括易失性及非易失性存储器两者。
例如，非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可擦可编程ROM(EPROM)、电可擦ROM(EEPROM)、或快闪存储器。易失性存储器可包含用作外部高速缓冲存储器的随机存取存储器(RAM)。通过图解而非限定的方式，RAM可具备许多种形式，例如，同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、及直接存储器总线RAM(DRRAM)。
如图4中所示，AI组件416可在操作上与调度器组件410相关联，且可基于预测功能及/或推断模型作出关于调节副载波传输功率的推断。本文中所用术语“推断(infer或inference)”通常是指根据通过事件及/或数据所捕获的一组观测值来推出或推断系统、环境及/或用户的状态的过程。例如，可使用推断来识别特定上下文或动作，或者可产生状态的概率分布。推断可是概率性的，也就是说，根据对数据及事件的考虑来计算所关心状态的概率分布。推断还可指用于从一组事件及/或数据来构成更高级事件的技术。此种推断可使得从一组所观测事件及/或所存储事件数据构造出新的事件或动作，无论所述事件是否以时间上紧邻的形式相关，且无论所述事件及数据是来自一个还是来自数个事件及数据源。
例如，AI组件416可至少部分地基于检测到的冲突指配来推断合适的递减指配接收者。根据这个实例，可确定第一用户需要三个额外的系统资源区块，例如，传输信道及诸如此类。AI组件416结合处理器414及/或存储器412可确定这些资源区块受到其它用户的限制及/或占用。AI组件416可做出关于成本效益分析的推断，而所述成本有益分析是关于(例如)从一群组潜在候选者中选择特定用户装置解除指配候选者。例如，第二及第三用户两者均可具有适于重新指配给用户1的资源指配，但第三用户需要明显更多的功率来接收消息(例如，因距基站408的距离较大，接收装置的质量较差…)。在这种情况下，AI组件416可便于第二用户的选择，这是因为传输成本更便宜且第二用户拥有合适的资源指配。至少部分地基于这些推断，递减组件406可将第二用户识别为要递减的用户且可确保第二用户装置可观看给第一用户装置的冲突指配。在通告第一用户装置的冲突分配之后，第二用户装置可因此而自动地递减其指配列表。
在一个相关方面中，AI组件416可基于所述δ及所述δ下所能支持的副载波(Wmax)数量供应一个推断以使功率传输加电/省电从而维持清晰的通信并减轻通信衰落。例如，起初，接入终端(AT)可基于从相关联控制信道上升5db的δ而拥有足以支持64个副载波的功率。在一个3db衰落之后，即使所述δ不改变，所述控制信道发射功率也会增加3db，而在所述新增加的功率信道下所支持副载波的数量会降低到32。
根据另一实例，AI组件416可作出关于在将冲突指配消息传输到另一用户之后是否完全对冲突用户的指配进行完全接触指配的推断。例如，可界定指配冲突的阈值百分比并将其用作借以测试冲突指配的基准。如果给第一用户指配五个传输信道且向第二用户发出与第一用户的已指配传输信道中的三个传输信道相冲突的指配消息，则AI组件416可推断出第一用户资源的完全解除指配优先于递减指配。这可便于在资源分配已达到饱和点时使得资源可用。所述冲突阈值百分比可预先界定及/或可在网络操作期间重新界定为资源可用性命令。
图5是一系列随时间作出的持续或“粘性”指配500的图解，例如，可关于本文所述的各种实施例使用的分配。例如，可在第一时间帧期间将第一组指配传输至用户1-N(其中N是整数)，且所述指配可持续到一个或多个随后的指配被传输至一个或多个个别用户为止。因此，第一组N个指配可足以提供系统资源指配至所有的用户，直到所述指配的变化成为需要及/或必要(例如，由于对副载波预期功率要求的预测发生变化)。如t3处显示，如果所述频率变为可用，则可为随后的用户(例如，U6)指配频率D。相应地，相比于使用非粘性指配的时候，需要传输通过网络的指配消息较少。
另外，如果用户需要额外资源，则可将可用系统资源指配给任一用户1-N。例如，可确定，除频率E以外，U5在网络上通信期间的某一时间处还需要额外频率可用性。可将后续指配消息传输至U5以指示已为U5指配频率E和F。此外，结合本文详述的各种实施例，此额外指配消息可为补充指配以在为U5重新指配频率时减轻网络资源的消耗。如早先所解释，可在维持公正性的同时对用户进行换入及换出。起初，可每单位时间、每帧地识别指配的数量，继而取出一个或多个用户而换入其它的用户来作为替代，而同时维持针对所述系统界定的公正性。
在一个相关方面中，可通过将结束时间F计算为如下来实现OFDMA系统中的成比例公正性：
F＝S+NxT
其中N是指配给用户的副载波数量，而T是分配给用户用以传输数据的时间。在一个相关方面中，本发明使用经修改的开始时间，而并非使用用于调度用户的开始时间。相应地，可将经修改的开始时间界定为：
Sm＝(S-a)×exp(-b×W)×(ub/u)c
其中Sm是经修改的开始时间，“a”是补偿所述经修改开始时间的后项，“b”是加权因子，W是线头分组已经等待的时间，“ub”是用户的平均谱效率，“u”是用户的瞬时谱效率，而分量“c”是另一加权因子。所述经修改的开始时间可实现信道敏感的调度及延时敏感的调度。另外，(ub/u)c项在所述瞬时信道条件好于平均信道条件的情况下降低所述开始时间，且exp(-bxW)在所述线头分组的等待时间增加时降低所述开始时间。
随后，集中调度器可获得来自接入终端的调度数据。可在专用的频外请求信道中发送所述过程信息。所述请求可包括待发送数据量的缓冲水平的过程量化、当前AT基于功率控制所能支持的最大副载波数量。图6图解说明根据方法600的调度器对接收到请求消息的响应。如此，当所述请求到达时，便可获得线头开始时间。尽管本文将所述例示性方法图解阐释为一系列代表不同事件及/或动作的块，但本发明并不受所述块所示次序的限制。例如，根据本发明，除了本文所示的次序之外，某些动作或事件可按照不同次序及/或与其它动作或事件同时发生。另外，实施根据本发明的方法可能并非需要图中所示的全部块、事件或动作。此外，应了解，根据本发明的例示性方法及其它方法可与本文所图解阐释的方法结合实施，且也可与其它未图解或阐释的系统及设备结合实施。在605处，对AT缓冲器先前是否曾经为空进行确定。如果AT缓冲器先前曾经为空，则随后方法进行至动作610，其中可指配最大载波数量并可确定HOL开始时间。否则的话，如果AT缓冲器先前不曾为空，则方法600进行至动作620，其中对缓冲长度估计进行更新。
现在参照图7a，其中图解说明根据本发明一个实施例的用以为调度器分配资源的例示性方法。方法700图解说明每一调度间隔(例如，每一帧的开始)的运行。这样可促进将多个用户调度至下一个帧的不同资源。起初在710处，接入点(AP)(也称为基站-BTS)为每一用户设定跳跃端口的最大数量。此可取决于：所报告的缓冲水平、用户基于最大功率限制所能支持的报告最大副载波数量及以每副载波的功率计的功率控制数据发射功率谱密度。此外，可以数种方式来计算最大副载波数量。例如，一种方式是基于接收的功率谱密度来计算以每副载波的位计的数据谱密度，并随后按照所述数据谱密度来划分所述缓冲器以获得相当于待发送数据的副载波数量，继而与基于最大功率限制所支持的副载波数量进行比较，并然后选择所述二者的最小值。
接下来在720处，所述调度器可确定当前是否具备用以发送额外反向链路信道指配的可用资源。如果是，则在730处，所述调度器在可供用于调度的用户当中确定具有最小经修改线头开始时间的用户。有可能的是，用户可能由于很多原因而不可用，这些原因包括用户没有数据要发送，或者用户已经有指配且正在发送数据(例如，传输的混合自动重复请求(HARQ)组等)的过程中——因而在740处做出一个确定。如果找到用户，则方法700进行至750，其中赋予用户一个资源指配。
可以数种方式来确定资源，且将在下文参照图8进行详细阐述。然后，在750处，所述调度器可将资源标记为已使用，且如果合适，递减反向链路指配的数量。可存在其中包含是否为来自流程图前一次重复的同一用户赋予不同的指配是不适当的情况，但已经计及了用于所述用户的指配传输开销。可重复所述过程直到没有用户、指配或资源需要调度为止。此时，在图7b的760处更新线头开始时间(HOL)及虚拟时间，且如图7b中所示，在770处发送实际的指配消息。
图8图解说明确定将何种资源调度至具有最小开始时间的选定用户的方法。如图中所示，方法800将有限数量的指配考虑在内，并使用粘性指配的可用性-(如早先所解释，粘性指配是持续到通过给另一用户的明确资源指配或者通过对所述用户的资源解除指配而从所述用户明确地取走所述资源为止的指配。此过程还试图保持通常全部的所利用资源，其中资源指配的方法可造成问题，例如，在必须为用户指配连续副载波的情况下或在存在其它资源指配限制的情况下的副载波碎片。
起初在810处，进行确定以便验证是否存在不能基于未指配资源的数量及可用指配的数量来指配通常全部资源的风险。相应地，如果存在碎片的风险，则调度器会在820处试图向非粘性用户供应资源。否则，在830处，为用户指配先未指配的资源(如果可能的话)，接着指配原本指配给具有空缓冲器的用户的资源，然后接着指配具有最大经修改线头开始时间的用户所使用的资源，且最后不指配任何资源。
图9图解说明根据本发明一个方面的跳跃端口900的预先分配。通常，根据本发明一个具体方面的用以避免碎片的方法是预先分配资源组(副载波、跳跃端口、代码等)，然后将用户换入及换出所述资源。预先分配的资源块数量可根据用户数量及用户的类型相应地改变。用户的类型可包括：相关联的信道质量、可支持副载波的最大数量、业务质量等。如图中所示，图9显示根据本发明一个方面的用于16个具有不同信道及业务特性的用户的跳跃端口的可能预先分配。
在相关方面中，可更为动态地选择资源而包括(例如)自上而下及自下而上的资源分配。在自上而下的资源分配中，选择具有最小线头开始时间的用户，而然后为其提供最大的有效资源指配。随后，选择下一个最小的HOL开始时间，并为其提供最大的有效资源指配。可继续进行此方法以完成资源的分配。
同样，自下而上的分配可选择具有最小HOL开始时间的用户，并为所述用户提供大于所述用户已经具有的资源指配的最小资源指配。随后，可更新所述用户的HOL开始时间，继而选择下一个具有最小HOL开始时间的用户。此种分配然后选择下一个具有最小HOL开始时间的用户，所述用户可为与先前相同的用户。可为所述用户供应大于其当前指配的最小资源指配，继而基于所述新的指配来更新HOL开始时间。
一般来说，自下而上的方法可提供较短项的公正性，而自上而下的方法可提供较少的资源碎片。在一个相关实施例中，也可使用由中间向外的资源分配，其中调度器会取具有最小HOL开始时间的用户并估计公正指配的大小而不管所选用户的资源粒度或碎片。然后，可为所述用户供应大于或等于所述粒度大小的最小资源(如果其存在的话)。否则，可供应最大的资源，并将其供应至下一个以最大开始时间移动的用户，继而实施类似的重复。
图10是包含多个用以实施本发明各个方面的模块的设备。术语模块可指计算机相关实体，或者是硬件、硬件与软件的组合、软件，或者是执行中的软件以及机电组件。例如，模块可为(但不限于)运行于处理器上的过程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序、及/或计算机。通过图解的方式，运行于一个服务器及/或所述服务器上的应用程序可为模块。另外，模块可包括一个或多个子组件。此外，所属技术领域的技术人员应了解，本发明方法可使用其它计算机系统配置来实施，其中包括单处理器或多处理器计算机系统、小型计算装置、主机计算机以及个人计算机、手持式计算装置、基于微处理器的或可编程的消费者电子装置、及类似装置，其每一者可在操作上与一个或多个相关联装置通信。设备1000包括用于量测接收导频的载波干扰比(C/I)的模块1010。同样，可使用模块1020以便将基于预测功率谱密度的偏移应用于所接收的导频。另外，根据本发明的一个方面，可使用模块1030将用户换入及换出通信网络。另外，根据本发明的一个方面，可使用模块1040以基于公正性标准来调节所述通信网络的性能要求。
此外，模块1050可基于如下至少一者来分配及分配资源：自上而下的资源分配(例如，选择具有最小线头(HOL)开始时间的用户，并为所述用户供应可用的最大有效资源指配)；自下而上的资源分配(例如，选择具有最小HOL开始时间的用户并为所述用户供应具有大于所述用户已经具有的资源指配的最小资源指配，继而更新选择下一个具有最小HOL开始时间的用户)；及由中间向外的资源分配(例如，其中所述调度器会取具有最小HOL开始时间的用户并估计公正指配大小而不管所选用户的资源粒度或碎片，并为所述用户供应具有大于或等于所述粒度大小(如果其存在的话)的最小资源，否则供应最大的资源，并移动到具有下一个最大开始时间的用户并反复地重复)。此外，如前文详细的阐述，可使用模块1060来维持任意的公正性量度。应了解，可经由模块1070随时间地滤波所量测的接收导频C/I，尤其是在所述导频包含在窄频带控制信道中且需要随时间的滤波以获得宽频带估计的情况下。另外，模块1080可确定用于对用户进行调度的可用资源。
图11是用户装置1100的图解，所述用户装置通过时变推断来促进对信道进行估计及/或预测拟与时变信道结合使用的速率。用户装置1100包括接收器1102，接收器1102从(例如)接收天线(未显示)接收信号，且对所接收信号实施典型动作(例如，滤波、放大、下变频等)并将经调节的信号数字化以获得样本。接收器1102可为(例如)MMSE接收器，并可包括解调器1104，解调器1104可解调所接收的符号并将其提供至处理器1106以进行信道估计。处理器1106可为专用于分析由接收器1102所接收信息及/或产生供发射器1116发射的信息的处理器、控制用户装置1100中一个或多个组件的处理器、及/或既分析由接收器1102接收的信息，产生供发射器1116发射的信息，也控制用户装置1100中一个或多个组件的处理器。
用户装置1100可另外包括存储器1008，所述存储器以操作方式耦合至处理器1106并可存储所要发射的数据、所接收数据、与可用信道相关的信息、与所分析信号及/或干扰强度相关联的数据、与所指配信道、功率、速率等相关的信息及任何其它适用于估计信道及经由所述信道进行传送的信息。存储器1108可另外存储与估计及/或利用信道(例如，基于性能、基于容量等)相关联的协议及/或算法。
应了解，本文所述的数据存储装置(例如，存储器1108)可为易失性存储器或者可为非易失性存储器，或者可同时包含易失性与非易失性两种存储器。通过例示而非限定方式，非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可擦可编程ROM(EPROM)、电可擦PROM(EEPROM)、或快闪存储器。易失性存储器可包含用作外部高速缓冲存储器的随机存取存储器(RAM)。通过图解而非限定的方式，RAM可具备许多种形式，例如，同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、及直接存储器总线RAM(DRRAM)。本发明系统及方法的存储器1108打算包括但不限于这些及任何其它合适类型的存储器。
接收器1102进一步在操作上耦合至资源指配器1110，所述资源指配器对资源进行分配来作为对获得数据(例如，请求、导频等)的响应。例如，接收器1102可接收请求并将所述请求及/或与所述请求相关联的信息提供至资源指配器1110。响应于所述请求及/或与所述请求相关联的信息，资源指配器1110可识别将与未来数据传输结合使用(由全异节点使用)的资源。通过图解的方式，所述经指配的资源可为信道、功率等。
另外，信号分析器1112可对经由接收器1102获得的导频以及任一推断进行评估。信号分析器1112可确定所述导频的强度、所述推断的强度等。进一步，信号分析器1112可估计与所接收传输(例如，导频)相关联的信号干扰噪声比(SINR)。资源指配器1110可利用所述SINR来指配将用于未来传输的速率(例如，编码格式、调制格式等)。用户装置1100还进一步包括调制器1114及将信号发射至(例如)接入点、另一用户装置等的发射器1116。尽管图中绘示为与处理器1106分开，但应了解，资源指配器1110、信号分析器1112及/或调制器1114可为处理器1106或者若干处理器(未显示)的部分。
图12显示例示性无线通信系统1200。为简明起见，无线通信系统1200描绘一个接入点及一个终端。然而，应了解，所述系统可包含一个以上接入点及/或一个以上终端，其中额外的接入点及/或终端可大致类似于或者不同于下文所述的例示性接入点及终端。此外，应了解，接入点及/或终端可使用本文所述的系统及/或方法以便促进其间的无线通信。如图12中所示，在下行链路上，在接入点1205处，发射(TX)数据处理器1210接收、格式化、编码、交错及调制(或者符号映射)业务数据并提供调制符号(“数据符号”)。符号调制器1215接收并处理所述数据符号及导频符号并提供符号流。符号调制器1215对数据及导频符号实施多路复用并将其提供至发射器单元(TMTR)1220。每一发射符号可为数据符号、导频符号、或信号值零。所述导频符号可在每一符号周期中连续地发送。所述导频符号可经频分多路复用(FDM)、正交频分多路复用(OFDM)、时分多路复用(TDM)、频分多路复用(FDM)、或者码分多路复用(CDM)。
TMTR 1220接收符号流并将其转换成一个或多个模拟信号并进一步调节(例如，放大、滤波及上变频)所述模拟信号以产生适于在所述无线信道上传输的下行链路信号。然后，经由天线1225将所述下行链路信号发射至所述终端。在终端1230处，天线1235接收所述下行链路信号并将接收的信号提供至接收器单元(RCVR)1240。接收器单元1240调节(例如，滤波、放大、及下变频)接收的信号，并将经调节的信号数字化以获得样本。符号解调器1245解调接收的导频符号并将其提供至处理器1250以用于信道估计。符号解调器1245进一步从处理器1250接收对下行链路的频率响应估计，对接收的数据符号实施数据解调以获得数据符号估计(其是对发射数据符号的估计)，并将所述数据符号估计提供至RX数据处理器1255，RX数据处理器1255解调(也就是说，符号解映射)、解交错及解码所述数据符号估计以恢复所发射的业务数据。符号解调器1245及RX数据处理器1255所执行的处理分别与接入点1205处的符号调制器1215及TX数据处理器1210所执行的处理互补。
在上行链路上，TX数据处理器1260处理业务数据并提供数据符号。符号调制器1265接收所述数据符号并将其与导频符号进行多路复用，实施调制，然后提供符号流。然后，发射器单元1270接收并处理所述符号流，以产生上行链路信号，所述上行链路信号由天线1235发射至接入点1205。
在接入点1205处，来自终端1230的上行链路信号由天线1225接收并经接收器单元1275处理以获得样本。然后，符号解调器1280处理所述样本并提供接收的导频符号及上行链路的数据符号估计。RX数据处理器1285处理所述数据符号估计，以恢复由终端1230所发射的业务数据。处理器1290为每一在上行链路上进行传输的现用终端实施信道估计。多个终端可在上行链路上在其各自所指配的导频子频带组上同时传输导频，其中导频子频带组可交错。
处理器1290及1250分别指挥(例如，控制、协调、管理等)接入点1205及终端1230处的操作。各自处理器1290及1250可与存储程序码及数据的存储器单元(未图示)相关联。处理器1290及1250也可实施计算来分别获得上行链路及下行链路的频率及脉冲响应估计。
对于多址接入系统(例如，FDMA、OFDMA、CDMA、TDMA等)，多个终端可在上行链路上同时进行发射。对于此种系统，可在不同终端中共享导频子频带。信道估计技术可用于其中每一终端的导频子频带横跨整个操作频带(可能除频带边缘外)的情况。为获得每一终端的频率分集，将需要此种导频子频带结构。本文所述技术可由各种装置来实施。例如，这些技术可实施在硬件、软件或其一组合中。对于硬件实施方案，信道估计所用的处理单元可实施在一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、其它设计用于执行本文所述功能的电子单元、或其一组合中。对于软件来说，实施方案可以借助实施本文所述功能的模块(例如程序、功能等)。可将所述软件码存储在存储器单元中并由处理器1290及1250来执行。
上文所述包含一个或多个实施例的实例。当然，不可能出于说明前述实施例的目的而说明各组件或方法的每一种可构想组合，但所属技术领域的技术人员可知，各个实施例亦可存在很多进一步的组合及排列。相应地，所述实施例打算囊括归属于随附权利要求书的精神及范围内的所有这些改变、修改及变化型式。此外，就本详细说明或权利要求书中所用措词“包含(includes)”，所述措词的包含方式打算与措词“包括(comprising)”在权利要求书中用作转折词时所解释的方式相同。

Claims (42)

1、一种在无线通信网络中调度用户的方法，其包括：
通过与调度器相关联的控制组件来预测副载波的预期功率要求；及
基于所述预测动作来调度用户。
2、如权利要求1所述的方法，其进一步包括以正交方式在反向链路上调度用户。
3、如权利要求1所述的方法，其进一步包括经由使用粘性分配来换入及换出用户。
4、如权利要求1所述的方法，其进一步包括在控制信道上传输载波干扰比(C/I)信息以针对所述通信网络的性能要求来调节功率。
5、如权利要求1所述的方法，其进一步包括为所述通信网络定义公正性标准。
6、如权利要求1所述的方法，其进一步包括定义表示每载波功率量的功率谱密为功率传送指数。
7、如权利要求6所述的方法，其进一步包括将每副载波的功率谱密度报告为自专用控制信道发射功率电平的偏移。
8、如权利要求7所述的方法，其进一步包括将每副载波的功率谱密度报告为自闭环功率控制导频的偏移。
9、如权利要求7所述的方法，其进一步包括确定用户支持的PSD。
10、如权利要求7所述的方法，其进一步包括确定在所述偏移下支持的载波数量。
11、如权利要求7所述的方法，其进一步包括将请求到达终端的时间用于资源分配。
12、一种用于在无线通信网络中调度用户的设备，其包括：
用于测量所接收的导频载波干扰比(C/I)的装置，及
用于将基于所预测功率谱密度(PSD)的偏移应用于所述接收的导频的装置。
13、如权利要求12所述的设备，其进一步包括用于确定用于所述无线通信网络的资源的装置。
14、如权利要求12所述的设备，其进一步包括用于将用户换入及换出所述无线通信网络的装置。
15、如权利要求12所述的设备，其进一步包括用于滤波所述接收的导频的装置。
16、如权利要求12所述的设备，其进一步包括用于维持任意公正性量度的装置。
17、如权利要求12所述的设备，其进一步包括用于调节所述无线通信网络的性能要求的装置。
18、如权利要求12所述的设备，其进一步包括用于确定所接收的导频载波干扰比(C/I)的装置。
19、如权利要求12所述的设备，其进一步包括用于分配自上而下的资源分配的装置。
20、如权利要求12所述的设备，其进一步包括用于分配中间向外的资源分配的装置。
21、如权利要求12所述的设备，其进一步包括用于分配自下而上的资源分配的装置。
22、一种处理器，其经配置以执行如下指令：
推断可支持的副载波的预期功率要求；
为每一用户设定最大跳跃端口数量；及
确定拟在反向链路信道指配上发送的资源。
23、如权利要求22所述的处理器，其进一步经配置以部分地基于以下中至少一者来执行所述设定动作：所报告的缓冲水平、所报告的用户基于最大功率限制所能支持的最大副载波数量及以每副载波的功率计的功率控制数据发射功率谱密度。
24、如权利要求22所述的处理器，其进一步经配置执行以经由自上而下的资源分配来分配资源。
25、如权利要求22所述的处理器，其进一步经配置执行以经由中间向外的资源分配来分配资源。
26、如权利要求22所述的处理器，其进一步经配置执行以经由自下而上的资源分配来分配资源。
27、如权利要求22所述的处理器，其进一步经配置以执行确定所接收的导频载波干扰比(C/I)。
28、如权利要求22所述的处理器，其进一步经配置以执行将基于所预测功率谱密度(PSD)的偏移应用于所述接收的导频。
29、如权利要求22所述的处理器，其进一步经配置以执行维持任意公正性量度以换入及换出用户。
30、一种机器可读媒体，其上存储有用于以下操作的机器可执行指令：
使用通信系统的预期功率要求的预测功能来更新调度量度，及
基于所述预测功能在反向链路上调度用户。
31、如权利要求30所述的机器可读媒体，其进一步包括用于经由预期功率要求的推断模型调度用户的机器可执行指令。
32、如权利要求30所述的机器可读媒体，其进一步包括用于向用户指配粘性指配的机器可执行指令。
33、如权利要求30所述的机器可读媒体，其进一步包括用于递减用户的机器可执行指令。
34、如权利要求30所述的机器可读媒体，其进一步包括用于将功率谱密度应用为功率传送指数的机器可执行指令。
35、如权利要求30所述的机器可读媒体，其进一步包括用于基于自上而下的方法来分配资源的机器可执行指令。
36、一种无线通信设备，其包括：
存储器，其保持与推断可支持的副载波的预期功率要求相关的数据；及
处理器，其使得能够基于所述数据在反向链路上调度用户。
37、如权利要求36所述的无线通信设备，所述处理器进一步指配粘性指配。
38、如权利要求36所述的无线通信设备，所述处理器进一步递减用户。
39、如权利要求36所述的无线通信设备，所述处理器进一步基于自下而上的方法来分配用户。
40、如权利要求36所述的无线通信设备，所述处理器进一步将功率谱密度应用为功率传送指数。
41、如权利要求36所述的无线通信设备，所述处理器进一步为每一用户设定跳跃端口的最大数量。
42、如权利要求36所述的无线通信设备，所述处理器进一步分配资源。
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