CN101371527B - 用于在宽带无线接入网络中分配下行链路突发块的时间和频率范围的调度器和方法 - Google Patents

用于在宽带无线接入网络中分配下行链路突发块的时间和频率范围的调度器和方法 Download PDF

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Abstract

这里一般地描述了用于在宽带无线接入网络中分配下行链路突发块的频率和时间范围的调度器和方法的实施例。描述并要求保护了其它实施例。在一些实施例中，基于一个或多个单独信道特性和与用户台关联的一个或多个单独数据需求，为多个用户台中的各个用户台分配下行链路突发块的频率和时间的范围。

Description

用于在宽带无线接入网络中分配下行链路突发块的时间和频率范围的调度器和方法
技术领域
本发明的一些实施例涉及无线通信系统。一些实施例涉及宽带无线接入(BWA)网络，例如使用正交频分多址(OFDMA)帧进行通信的网络。
背景技术
在宽带无线接入(BWA)网络中，基站可以通过发送包括跟随有多个突发块(burst)的前同步码的下行链路子帧，与一个或多个用户台进行通信。突发块可以分别指向特定用户台并且可以通过一个或若干子信道来发送。然而，由于在各个用户台与基站之间的信道特性可能不同并且可能随时间和/或频率变化，所以可能没有有效使用一些传统BWA网络的信道带宽。
因此，一般地需要BWA网络和方法能够更有效地使用信道带宽，以便提高吞吐量。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了用于在BWA网络中分配下行链路突发块的时间和频率范围的调度器和方法。
在一个方面中，本发明提供了一种调度下行链路子帧以用于传输的方法，包括：基于一个或多个单独信道特性和与多个用户台关联的一个或多个单独数据需求，为所述多个用户台分别分配下行链路突发块的频率和时间范围；为各个用户台和多个子信道中的各个子信道确定调度度量的两个最大值；以及基于所述调度度量的两个最大值之差，为所述用户台分配信道容量。
在另一个方面中，本发明提供了一种调度下行链路子帧以用于传输的方法，包括：基于一个或多个单独信道特性和与多个用户台关联的一个或多个单独数据需求，为所述多个用户台分别分配下行链路突发块的频率和时间范围；根据所述信道特性，为在所述用户台与基站之间的所述多个子信道中的各个子信道生成信道容量，所述信道容量是根据由所述基站生成的信道估计、由一个或多个所述用户台生成的信道反馈或性能反馈中的一个或多个而生成的。
在另一个方面中，本发明提供了一种信道认知调度器，包括：信道质量分析单元，用来基于与多个用户台关联的一个或多个单独信道特性，生成一个或多个信道质量度量；以及调度单元，用来基于所述信道质量度量和所述用户台的一个或多个单独数据需求，为所述多个用户台分别分配下行链路突发块的频率和时间范围。所述调度单元确定用于各个用户台和多个子信道中的各个子信道的调度度量的两个最大值，并且基于所述调度度量的两个最大值之差，为所述用户台分配信道容量。
在另一个方面中，本发明提供了一种信道认知调度器，包括：信道质量分析单元，用来基于与多个用户台关联的一个或多个单独信道特性，生成一个或多个信道质量度量；调度单元，用来基于所述信道质量度量和所述用户台的一个或多个单独数据需求，为所述多个用户台分别分配下行链路突发块的频率和时间范围；以及目标函数和约束单元，用来根据所述信道特性为在所述用户台与基站之间的所述多个子信道中的各个子信道生成信道容量，所述信道容量是根据由所述基站生成的一个或多个信道估计、由一个或多个所述用户台生成的信道反馈或性能反馈中的一个或多个而生成的。
基于上述方案，本发明能够更有效地使用信道带宽以提高吞吐量。
附图说明
图1示出了根据本发明一些实施例的宽带无线接入网络；
图2是根据本发明一些实施例的调度器、突发块分配单元和下行链路映射生成器的功能方框图；
图3A和3B示出了根据本发明一些实施例的OFDMA下行链路子帧的实例；以及
图4是根据本发明一些实施例的子帧时间和频率分配过程的流程图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地说明了本发明的具体实施例，以使得本领域技术人员能够实现这些实施例。其它实施例可以引入结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其它变化。实例仅代表可能的变形。除非明确地需要，单独的部件和功能是可选的，并且操作顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以包括在其它实施例中或者被其它实施例的一部分和特征替代。在权利要求中提出的本发明实施例包含这些权利要求的所有有效等价体。本发明实施例在这里可以单独地或统一地被称为“发明”，这仅是为了方便而不是旨在将本申请的范围限于任何单个发明或发明概念，如果事实上公开了一个以上的发明或发明概念。
图1示出了根据本发明一些实施例的宽带无线接入(BWA)网络。BWA网络100可以包括基站106和一般性地示为SS#1、SS#2和SS#N的多个用户台(SS)120。基站106可以使用天线118通过将下行链路子帧116发送到一个或多个用户台120以及从一个或多个用户台120接收上行链路子帧(未示出)来与用户台120通信。下行链路子帧116可以包括用于各个用户台120的下行链路突发块。基站106和各个用户台120可以通过一个信道110进行通信。各个信道110的信道特性可以不同并且可以随时间和频率而变化。在一些实施例中，基站106可以基于这些信道110各自的特性来调度下行链路突发块。
根据一些实施例，可以基于在用户台120与基站106之间信道100的单独的信道特性等，来确定下行链路突发块的频率和时间范围。在一些实施例中，还可以基于用户台120的数据需求来确定下行链路突发块的频率和时间范围。下文将更具体地描述这些实施例。用户台120的个数的范围可以从少达一个用户台到多达十个或更多用户台。在一些实施例中，用户台120的个数可以多达数百，尽管本发明的范围在这一方面不受限制。
在一些实施例中，基站106可以执行两步下行链路突发块调度方案。在一些实施例中，可以通过考虑单独通信信道110的数据速率和等待发送到各个用户台102的数据总量，来提高网络100的吞吐量。在部分这些实施例中，通过考虑单独通信信道110的数据速率和等待发送到各个用户台102的数据总量，可以提高并且可能优化和/或最大化网络100的吞吐量。在这些实施例中，可以考虑调度度量的两个最大值，以允许基站106能够为下行链路突发块调度确定更优方案。在一些实施例中，针对相同的子信道可以考虑用于用户台的调度度量的两个最大值，以及针对相同的用户台可以考虑用于子信道的调度度量的两个最大值。在一些实施例中，基于两个最大值之间的最大差值，为用户台分配信道容量。下文将更具体地讨论这些实施例。
在该两步方法的一些实施例中，第一步可以包括为各个子信道确定用于各个用户台120的调度度量的两个最大值，以及为各个用户台120确定用于各子信道的调度度量的两个最大值。第二步可以包括基于调度度量的两个最大值之间的最大差值，为用户台120分配信道容量。
在一些实施例中，基站106和用户台120可以根据使用多载波通信信道的多址技术，例如OFDMA，发送通信信号。多载波通信信道可以在预定频谱内并且可以包括多个正交子载波。在一些实施例中，信号可以由近间距的正交频率复用(OFDM)子载波定义。各个子载波可以基本上在其它子载波的中心频率处具有零值并且/或者各个子载波可以在符号周期内具有整数个循环，尽管本发明在这一方面不受限制。在一些实施例中，多载波发射机可以使用扩频信号进行通信。
在一些实施例中，基站106可以是宽带通信站，例如全球微波接入互操作性(WiMax)通信站，并且用户台120可以是宽带用户台，例如WiMax用户台。在一些BWA网络实施例中，用于通信的频谱可以包括在2到11吉赫(GHz)之间的频率，尽管本发明在这一方面不受限制。
在一些实施例中，基站106和用户台120可以根据具体通信标准进行通信，这些具体通信标准例如电气和电子工程师协会(IEEE)标准，包括用于无线城域网(WMAN)的IEEE 802.16-2004和/或IEEE 802.16(e)标准及其变形和演进，尽管本发明在这一方面不受限制。关于IEEE 802.16标准的更多信息，请参见2004年10月的“IEEE Standards for InformationTechnology--Telecommunications and Information Exchange betweenSystems”-Metropolitan Area Networks-Specific Requirements-Part 16：“AirInterface for Fixed Broadband Wireless Access Systems”及有关修订/版本。
在一些实施例中，任意一个或多个用户台120可以是便携式无线通信设备的一部分，该便携式无线通信设备例如个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型或便携式计算机、网络浏览板、无线电话、无线耳机、寻呼机、即时消息收发设备、数码相机、接入点、电视机、医疗设备(例如心率监视仪、血压监视仪等)或者可以无线接收和/或发送信息的其它设备。
天线118可以包括一个或多个定向或全向天线，包括例如偶极天线、单极天线、补片天线、回路天线、微带天线或适于传输RF信号的其它类型天线。在一些实施例中，可以使用具有多个孔径的单个天线，来取代两个或更多天线。在这些实施例中，可以将各个孔径视为分立的天线。在一些实施例中，天线118可以有效地分离以利用空间分集和在各个天线118与用户台120之间可能具有的不同信道特性。在一些实施例中，可以将天线118分离达到1/10个波长或更多，尽管本发明范围在这一方面不受限制。
图2是根据本发明一些实施例的调度器、突发块分配单元和下行链路映射生成器的功能框图。调度器200、突发块分配单元212和下行链路(DL)映射生成器214可以是BWA网络基站例如基站106(图1)的介质访问控制(MAC)层的一部分。
如下文所具体描述的，调度器200基于信道特性201和用户台数据需求207为下行链路子帧生成频率和时间规划211。在这些实施例中，调度器可以是信道认知(channel-aware)调度器。用户台数据需求207可以由基站的上层网络层206提供。突发块分配单元212基于频率和时间规划211在子信道和时隙中分配下行链路突发块。下行链路映射生成器214基于频率和时间规划211生成下行链路映射215。下行链路映射215可以为各个用户台120(图1)指示下行链路突发块的子信道和时隙。下行链路映射215可以作为下行链路子帧的部分被发送到用户台120(图1)。该下行链路子帧可以包括：基于来自突发块分配单元212的指令、根据下行链路映射215所发送的用户台120(图1)的多个下行链路突发块。在下文所描述的图3A、和3B中示出了下行链路子帧的实例。
调度器200包括：信道质量分析单元202、目标函数和约束单元204以及调度单元210。由于在基站106(图1)与用户台120(图1)之间的信道110(图1)的频率选择性，不同子信道可以具有能够例如以目标误码率达到的不同容量(例如，在数据速率方面)。因为信道特性可以从用户台到用户台之间不同，所以对于不同用户台各个子信道的容量也可以不同。在一些实施例中，调度器200可以优化下行链路子帧内的数据分配，以便达到更高的系统总吞吐量和/或达到一些其它目标函数的更大值。下文更具体地描述了这些内容的实例。
在一些实施例中，信道质量分析单元202根据信道特性201计算信道质量度量203。在一些实施例中，通过对由基站106(图1)接收的信号的分析和/或通过对从各个用户台120(图1)接收的信道反馈或性能反馈的分析，可以获得信道质量度量203。在一些实施例中，可以由基站106(图1)和用户台120(图1)产生信道估计。在一些实施例中，用来确定信道容量的信道估计由基站106(图1)生成，尽管本发明在这一方面不受限制。在一些实施例中，信道反馈和性能反馈可以由用户台120(图1)生成。在这些实施例中，来自一个用户台120(图1)的信道反馈可以基于由该用户台生成的信道估计，尽管本发明范围在这一方面不受限制。
目标函数和约束单元204可以对信道质量度量203和用户台数据需求207进行操作以便生成用于调度单元210的调度度量和约束205。在一些实施例中，用户台数据需求207可以包括需求数据和/或服务质量(QOS)参数。当计算调度度量和约束205时，目标函数和约束单元204可以使用多种服务质量参数，例如吞吐量、延迟、目标错误等级和/或对用户台120(图1)的公平度。在一些实施例中，目标函数和约束单元204也可以在生成调度度量和约束205时，使用例如各个用户台120(图1)的吞吐量记录、通信队列长度等信息，而其它系统可以首先调度具有最大调度度量的用户。
调度单元210可以使用调度度量和约束205来生成下行链路子帧的频率和时间规划211。在一些实施例中，调度单元210可以执行子帧时间和频率分配过程，例如下文参照图5所描述的过程。
下行链路映射生成器214将频率和时间规划211转换成用户台120(图1)可以读取或可以使用的形式，以便使得用户台120(图1)能够对其所分配的下行链路突发块进行解调和解码。突发块分配单元212可以根据频率和时间规划211来分配定址到不同用户台120(图1)的突发块。下行链路映射生成器214可以表示以子信道为单位的所分配的突发块的频率宽度和以时隙为单位的该突发块的时间长度，尽管本发明在这一方面不受限制。下行链路映射生成器214也可以指示用来对相关下行链路突发块进行编码和调制的调制阶次(例如正交幅度调制(QAM)调制级别)和编码率。
在其它实施例中，下行链路映射生成器214可以在下行链路映射215中指定附加的或其它参数。例如，当基站106(图1)具有改变各个下行链路突发块的功率电平的能力时，可以指定各个突发块的相对功率电平。在使用空间-时间编码(STC)的一些多天线实施例中，可以在下行链路映射215中指定用于对信号进行解码的参数。在利用多个天线发送一个以上数据流的一些多输入多输出(MIMO)实施例中，也可以在下行链路映射215中指定用于接收多个数据流的参数。
虽然针对为下行链路子帧的下行链路突发块生成频率和时间规划211，对调度器200进行了描述，但是本发明在这一方面不受限制。在其它实施例中，调度器200可以为从用户台120(图1)发送到基站106(图1)的上行链路子帧的上行链路突发块生成上行链路频率和时间规划。
虽然将调度器200示例为具有若干分立的功能单元，但是一个或多个功能单元可以进行组合并且可以由软件配置单元和/或其它硬件单元的组合来实现，所述软件配置单元例如包括数字信号处理器(DSP)的处理单元。例如，一些单元可以包括一个或多个微处理器、DSP、专用集成电路(ASIC)以及用于执行至少这里所描述的功能的各种硬件和逻辑电路的组合。在一些实施例中，调度器200的功能单元可以是指运行在一个或多个处理单元上的一个或多个处理进程。在一些实施例中，调度器200、突发块分配单元212和下行链路映射生成器214可以包括运行在一个或多个处理单元上的一个或多个处理进程。
图3A和3B示出了根据本发明一些实施例的OFDMA下行链路子帧的实例。按照频率332和时间334示出了下行链路子帧300(图3A)和下行链路子帧350(图3B)。下行链路子帧300和350可以通过BWA网络基站例如基站106(图1)发送到一个或多个用户台例如用户台120(图1)。下行链路子帧300和350可以对应于下行链路子帧116(图1)。下行链路子帧300和350可以包括跟随有下行链路映射304和上行链路映射306的下行链路前同步码302。下行链路子帧300也可以包括多个下行链路突发块310，其通过如图所示的一个或多个子信道312进行发送。各个子信道312可以包括多载波通信信道的预定数量的子载波。基站106(图1)和用户台120(图1)之间的各个信道110(图1)一般地包括所有的子信道312。
在下行链路子帧300和350中，可以使用所有子信道312中的部分子信道来发送下行链路前同步码302。在下行链路子帧300中，下行链路映射304和上行链路映射306可以共享相同的时隙，但是在不同的子信道312上发送。在下行链路子帧350中，下行链路映射304的部分354可以在时隙的所有子载波上进行发送，而下行链路映射304的其余部分355可以与上行链路映射306的部分356共享下个时隙。上行链路映射306的其余部分357可以在下个时隙中发送，该时隙可以与一些下行链路突发块310共享。下行链路子帧300和350旨在提供下行链路子帧配置的示例性结构，而本发明的范围不限于这些实例中的任意一个或多个。其它下行链路子帧配置也是适用的。
下行链路前同步码302可以是由用户台120(图1)用于时间和频率同步的前同步码符号。在一些实施例中，下行链路前同步码302可以用于生成信道110(图1)的信道估计。上行链路映射306可以指示用户台120(图1)用来向基站106(图1)进行上行链路传输的时隙和子信道。
下行链路映射304可以对应于由下行链路映射生成器214(图2)生成的下行链路映射215(图2)。下行链路映射304为各个用户台120(图1)指示数据部分308的结构，以便使得各个用户台120(图1)能够从所分配的一个突发块310中接收下行链路数据。例如，参照图3A，当数据发送到七个用户台120(图1)时，第一用户台(即SS#1)可以在突发块321期间接收下行链路数据，第二用户台(即SS#2)可以在突发块322期间接收下行链路数据，第三用户台(即SS#3)可以在突发块323期间接收下行链路数据，第四用户台(即SS#4)可以在突发块324期间接收下行链路数据，第五用户台(即SS#5)可以在突发块325期间接收下行链路数据，第六用户台(即SS#6)可以在突发块326期间接收下行链路数据，而第七用户台(即SS#7)可以在突发块327期间接收下行链路数据。各个突发块310可以在下行链路子帧300的一个或多个时隙期间利用一个或多个子信道312。尽管下行链路子帧300和350的实例包括到七个用户台的突发块310，但是根据一些实施例，下行链路子帧300和350可以包括发送至从少达一个用户台到多达十个或更多用户台的下行链路突发块310，以及在一些实施例中，可以包括发送至多达数百个用户台的下行链路突发块310。
图4是根据本发明一些实施例的子帧时间和频率分配过程的流程图。子帧时间和频率分配过程400可以由调度器，例如调度器200(图2)，来执行以便生成频率和时间规划，以用于控制下行链路映射和用于生成下行链路子帧，例如下行链路子帧300(图3A)或下行链路子帧350(图3B)。
在一些实施例中，可以执行过程400以改进目标函数，例如系统总吞吐量。在部分这些实施例中，可以执行过程400以助于最大化和/或优化目标函数，例如系统总吞吐量。在该实施例中，用于网络或系统的目标函数可以是由帧服务的用户台的吞吐量的和，尽管本发明范围在这一方面不受限制。调度度量可以是上文所讨论的时隙容量。在一些其它实施例中，过程400可以使用不同的目标函数，例如用户台吞吐量的乘积(即，吞吐量的对数之和)以及不同的调度度量，例如时隙容量与平均历史吞吐量的比值(即，比例公平性准则)，尽管本发明范围在这一方面不受限制，因为也可以使用用于优化目标函数的其它标准。
操作402对由过程400使用的度量和矢量进行初始化。在一些实施例中，操作402初始化子信道容量矩阵C、调度度量矩阵S、下行链路子帧分配矩阵X、用户台数据需求矢量B和子信道资源矢量A。在一些实施例中，不同子信道的时隙容量可以由信道质量分析单元202(图2)提供，并且可以被组织形成子信道容量矩阵C。该子信道容量矩阵C可以是MxN矩阵，其中M是有效子信道312(图3)的个数，且N是用户台120(图1)的个数。子信道容量矩阵C中包括的子信道312(图3)的个数的范围可以从少达十个或更少到多达数百个或更多。
调度度量矩阵S也可以是MxN矩阵，并且可以基于子信道容量矩阵C的元素进行初始化。依据所使用的目标函数，在一些实施例中调度度量矩阵S可以等于子信道容量矩阵C，而在其它实施例中调度度量矩阵S可以根据子信道容量矩阵C计算得出。
在一些实施例中，调度度量矩阵S和子信道容量矩阵C可以分别具有针对各个用户台的列和针对各个子信道的行。然而，术语“行”和“列”并不意味着是被限制的，而是可以互换的。例如，当调度度量矩阵S、子信道容量矩阵C和下行链路子帧分配矩阵X被进行转置时，这里所描述的操作同样适用。
在一些实施例中，当应用比例公平性准则时，可以基于在预定长度Tj的时间窗中已经分配给各个用户台的吞吐量来计算调度度量矩阵S。在这些实施例中，可以使用下面的等式：Sij＝Cij/Tj，由子信道容量矩阵C的对应的元素计算调度度量矩阵S的各个元素。下标i可以对应用户台的个数，而下标j可以对应子信道的个数。
在一些实施例中，当要提高且可能地最大化系统总吞吐量以及向用户台分配预定优先级时，可以基于加权矢量Wj计算调度度量矩阵S。在这些实施例中，可以用加权矢量Wj表示用户台的优先级，其中加权矢量Wj的第i个分量与相应的用户可以接收的优先级相关。在这些实施例中，加权矢量Wj可以随时间恒定或者其可以是可调的。在部分这些实施例中，可以使用下面的等式：Sij＝Cij*Tj，由子信道容量矩阵C的对应的元素计算调度度量矩阵S的各个元素。
在一些实施例中，当要提高且可能地最大化系统总吞吐量以及要向用户台提供公平度等级时，可以基于折衷系数K计算调度度量矩阵S。在这些实施例中，可以使用下面的等式：Sij＝Cij*(1+K/Tj)，由子信道容量矩阵C的对应的元素计算调度度量矩阵S的各个元素。在这些实施例中，可以选择折衷系数K来确定在系统中的公平度等级。
在一些其它实施例中，可以独立于子信道容量矩阵C来计算调度度量矩阵S，尽管本发明的范围在这一方面不受限制。
用户台需求矢量B可以是1xN矢量，且子信道资源矢量A可以是1xM矢量。在这些实施例中，用户台需求矢量B可以包括用于为特定用户台进行数据传输的来自上层206(图2)请求，并且该矢量B可以用多个时隙或比特来表示，尽管其它单位也是适用的。子信道资源矢量A可以包括可以被分配用于向特定用户台进行数据传输的子信道资源，并且该矢量A可以用多个时隙或比特来表示，尽管其它单位也是适用的。
下行链路子帧分配矩阵X也可以是MxN矩阵，该矩阵在完成过程400时可以包括用于向用户台传输下行链路突发块310(图2)的子信道时隙的分配。可以用时隙或比特为单位来表示下行链路子帧分配矩阵X的元素。在一些实施例中，可以通过将下行链路子帧分配矩阵X的元素乘以子信道容量矩阵C的对应的元素来获得用于向用户台120(图1)进行传输的子信道时隙的实际分配。子信道时隙是指其中一个子信道312的时隙。
在操作402过程中，调度单元210(图2)可以将下行链路子帧分配矩阵X初始化为零，用户台数据需求矢量B的元素可以被设置为由上层网络层206(图2)提供的值，且子信道资源矢量A的元素可以被设置为各个子信道312(图3)的可用时隙的最大值。操作402也可以包括分别用从1到M和从1到N的索引，来初始化子信道索引矢量I和用户台索引矢量J。
操作404包括标识调度度量矩阵S的行和列的最大元素。在操作404中，可以为调度度量矩阵S的各个行和各个列找出两个最大元素。操作404也可以计算两个最大元素之差，以便为调度度量矩阵S的各个行和各个列确定最大差值dmax。
操作406选择具有在操作404中已经标识的两个最大元素之间的最大差值的调度度量矩阵S的行或列。如果标识了一个以上的最大差值，则可以选择与该最大差值关联且具有最大元素的行或列。在完成操作406时，可以选择了调度度量矩阵S的一行或一列。
操作408从在操作406中选择的行或列中选择最大元素。例如，当在操作406中选择了调度度量矩阵S的一行时，操作408选择该行的最大元素。当在操作406中选择了调度度量矩阵S的一列时，操作408选择该列的最大元素。在操作408中选择的调度度量矩阵S的元素对应子信道容量矩阵C的特定用户台(k)和特定子信道(l)。
操作409将容量分配给与在操作408中选择的最大元素关联的用户台。在一些实施例中，操作409将下行链路子帧分配矩阵X的元素分配给关联于子信道容量矩阵C中的、与操作408所选择调度度量矩阵S的最大元素对应的行或列的用户台。在一些实施例中，最大元素的索引可以存储在变量l和k中，并且可以按照可用子信道容量资源和用户台数据需求207(图2)的最小值来确定在第l个子信道中第k个用户台的传递值。可以根据第l个子信道中可用时隙的个数与用于第k个用户台的第l个子信道的容量的乘积来计算子信道容量资源。可以将传递值分配给下行链路子帧分配矩阵X中坐标为{I(l)，J(k)}的元素。在计算出传递值之后，可以以该传递值增加子信道的资源和用户台的数据需求。在执行操作409之后，满足了第k个用户台的数据需求，或者完全分配了第l个子信道的资源。
操作410确定是已经满足了第k个用户台的数据需求，还是已经完全分配了第l个子信道的资源。当操作410确定已经满足了第k个用户台的数据需求时，可以执行操作416和418。当操作410确定已经完全分配了第l个子信道的资源时，可以执行操作412和414。
操作412可以从子信道容量矩阵C和调度度量矩阵S中删除该子信道(即，与子信道l对应的行)，因为在操作409中已经完全分配了该子信道的资源。操作412也可以从子信道索引矢量I中删除对应的子信道索引l。
操作414通过确定在子信道索引矢量I中是否余留有任何元素，来确定是否有子信道具有余留的容量。
操作416可以从子信道容量矩阵C和调度度量矩阵S中删除该用户台(即，与用户台k对应的列)，因为在操作409中已经满足了该用户台的数据需求。操作416也可以从用户台索引矢量J中删除对应的用户台索引k。
操作418通过确定用户台索引矢量J是否为空，来确定是否余留有用户台。
当操作414确定子信道具有余留的容量时，或者当操作418确定余留有用户台时，可以重复操作404至418，直到已经完全分配了下行链路子帧的子信道容量或已经满足了用户台的数据需求。当操作414确定子信道没有余留容量时或者当操作418确定没有余留用户台时，可以执行操作420。
可以将操作414和418视为确定子信道容量矩阵C是否为空。重复操作404至418，直到子信道容量矩阵C变为空，其指示是已经完全分配了下行链路子帧的子信道容量，还是已经满足了用户台的数据需求。当子信道容量矩阵C为空时，下行链路子帧分配矩阵X可以完成了。
操作420将完成的下行链路子帧分配矩阵X提供给向下行链路映射生成器214(图2)。操作420也可以将完成的下行链路子帧分配矩阵X提供给突发块分配单元212(图2)，以便根据完成的下行链路子帧分配矩阵X来分配下行链路突发块。在这些实施例中，完成的下行链路子帧分配矩阵X可以对应于频率和时间规划211(图2)。
虽然将过程400的单独的操作示例并描述为独立的操作，但是可以同时执行一个或多个单独的操作，并且不要求以所示顺序执行操作。
当完成过程400时，基于下行链路子帧分配矩阵生成下行链路映射，并且基于下行链路子帧分配矩阵可以为用户台分配下行链路突发块。可以生成下行链路子帧，例如下行链路子帧300(图3)，以便包括下行链路映射304(图3)和下行链路突发块310(图3)。然后，可以通过基站106(图1)，将下行链路子帧300(图3)发送到用户台120(图1)。
除非特别声明，例如处理、计算、运算、确定、显示等术语可以指代一个或多个处理或计算系统或类似设备的动作和/或处理，其可以将表示为处理系统的寄存器和存储器内物理(例如电子)量的数据操纵和变换为类似地表示为处理系统的寄存器和存储器或其它这种信息存储、传输或显示设备内的物理量的其它数据。此外，如这里所使用的，计算设备包括与计算机可读存储器耦合的一个或多个处理单元，该存储器可以是易失性的或非易失性的或其组合。
可以以硬件、固件和软件的组合来实现本发明的实施例。本发明的实施例也可以按照存储在机器可读介质上的指令来实现，该指令可以由至少一个处理器读取并执行，以便实现这里所描述的操作。机器可读介质可以包括用于以机器(例如计算机)可读的形式来存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)、随即存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备、电、光、声或其它形式的传播信号(例如载波、红外信号、数字信号等)等。
提供了摘要，以便符合37C.F.R.第1.72(b)部分关于通过摘要允许读者确定该技术公开的性质和要点的要求。应当理解，递交说明书摘要并不用来限制或解释权利要求的范围或者含义。
在前述具体描述中，为了使本公开简明流畅，有时在单个实施例中将多种特征组合在一起。这种公开方法不应被解释为反映以下意图，即，要求保护的主题的实施例需要比在各权利要求中明确记载的方案更多的特征。而是如所附权利要求反映的，本发明可以利用比单个公开实施例的所有特征更少的特征来实现。因此，将所附权利要求并入具体描述中，其中各个权利要求自身代表独立的的优选实施例。

Claims (17)

1.一种调度下行链路子帧以用于传输的方法，包括：
基于一个或多个单独信道特性和与多个用户台关联的一个或多个单独数据需求，为所述多个用户台分别分配下行链路突发块的频率和时间范围；
为各个子信道确定用于各个用户台的调度度量的两个最大值；
为各个用户台确定用于各个子信道的所述调度度量的两个最大值；以及
基于用于各个用户台的所述调度度量的两个最大值之差和用于各个子信道的所述调度度量的两个最大值之差中的最大差值，为所述用户台分配信道容量。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述单独信道特性或所述单独数据需求中至少其一，选择用于各个下行链路突发块的调制阶次和编码率；以及
在下行链路映射中为各个下行链路突发块提供所述调制阶次和编码率，以允许各个用户台能够对分配的突发块进行正确解调和解码。
3.根据权利要求1所述的方法，其中以逐帧原则动态地分配下行链路突发块的所述频率和时间范围，以及
其中所述子信道是时间和频率变化信道。
4.一种调度下行链路子帧以用于传输的方法，包括：
基于一个或多个单独信道特性和与多个用户台关联的一个或多个单独数据需求，为所述多个用户台分别分配下行链路突发块的频率和时间范围；
根据所述信道特性，为在所述用户台与基站之间的多个子信道中的各个子信道生成信道容量，所述信道容量是根据由所述基站生成的信道估计、由一个或多个所述用户台生成的信道反馈或性能反馈中的一个或多个而生成的；
生成包括调度度量的调度度量矩阵，所述调度度量矩阵具有用于各个用户台的列和用于各个子信道的行；
选择所述调度度量矩阵中的行或列，其具有行的两个最大元素之差和列的两个最大元素之差中的最大差值；
选择所选行或列的最大元素，所述最大元素对应于一个所述用户台和一个所述子信道；以及
为所述对应用户台分配所述对应子信道的容量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中各个下行链路突发块包括：所述下行链路子帧的一个或多个子信道的一个或多个时隙，
其中所述多个子信道分别包括预定数量的正交频分复用子载波，以及
其中所述单独数据需求包括待发送的数据量和用于所述用户台的通信会话参数。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括：
基于各个用户台的所述信道特性生成子信道容量矩阵，其包括与各个所述用户台相连的各个子信道的子信道容量。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
在所述分配容量步骤之后删除所述调度度量矩阵的所选择的行或列，以便生成修正的调度度量矩阵；以及
利用所述修正的调度度量矩阵，重复所述选择行或列步骤、所述选择最大元素步骤和所述分配容量步骤，直至满足了所述用户台的所述单独数据需求或直至完全分配了所述子信道的信道容量为止。
8.根据权利要求6所述的方法，其中为所述对应用户台分配所述对应子信道的容量的步骤包括：生成下行链路子帧分配矩阵的一部分，以及
其中所述方法还包括：根据所述下行链路子帧分配矩阵生成下行链路映射，用于在所述下行链路子帧内部向所述用户台进行传输。
9.一种信道认知调度器，包括：
信道质量分析单元，用来基于与多个用户台关联的一个或多个单独信道特性，生成一个或多个信道质量度量；以及
调度单元，用来基于所述信道质量度量和所述用户台的一个或多个单独数据需求，为所述多个用户台分别分配下行链路突发块的频率和时间范围，
其中所述调度单元为各个子信道确定用于各个用户台的调度度量的两个最大值，并且为各个用户台确定用于各个子信道的所述调度度量的两个最大值，并且基于用于各个用户台的所述调度度量的两个最大值之差和用于各个子信道的所述调度度量的两个最大值之差中的最大差值，为所述用户台分配信道容量。
10.根据权利要求9所述的调度器，其中所述调度器等同于运行于宽带无线接入网络内的基站。
11.根据权利要求9所述的调度器，其中所述调度单元：基于所述信道特性或所述单独数据需求中至少其一，选择用于各个下行链路突发块的调制阶次和编码率；以及在下行链路映射中为各个下行链路突发块提供所述调制阶次和编码率，以允许各个用户台能够对分配的突发块进行正确解调和解码。
12.根据权利要求9所述的调度器，其中以逐帧原则动态地分配下行链路突发块的所述频率和时间范围，以及
其中所述子信道是时间和频率变化信道。
13.一种信道认知调度器，包括：
信道质量分析单元，用来基于与多个用户台关联的一个或多个单独信道特性，生成一个或多个信道质量度量；
调度单元，用来基于所述信道质量度量和所述用户台的一个或多个单独数据需求，为所述多个用户台分别分配下行链路突发块的频率和时间范围；以及
目标函数和约束单元，用来根据所述信道特性为在所述用户台与基站之间的多个子信道中的各个子信道生成信道容量，所述信道容量是根据由所述基站生成的一个或多个信道估计、由一个或多个所述用户台生成的信道反馈或性能反馈中的一个或多个而生成的；
其中所述目标函数和约束单元还生成调度度量的调度度量矩阵，所述调度度量矩阵具有用于各个用户台的列和用于各个子信道的行，以及
其中所述调度单元：选择所述调度度量矩阵中的行或列，其具有行的两个最大元素之差和列的两个最大元素之差中的最大差值；选择所选行或列的最大元素，所述最大元素对应于一个所述用户台和一个所述子信道；以及为所述对应用户台分配所述对应子信道的容量。
14.根据权利要求13所述的调度器，其中各个下行链路突发块包括所述下行链路子帧的一个或多个子信道的一个或多个时隙，
其中多个所述子信道分别包括预定数量的正交频分复用子载波，以及
其中所述单独数据需求包括待发送的数据量和用于所述用户台的通信会话参数。
15.根据权利要求13所述的调度器，其中所述目标函数和约束单元基于各个用户台的所述信道特性生成子信道容量矩阵，其包括与各个所述用户台相连的各个子信道的子信道容量。
16.根据权利要求15所述的调度器，其中所述调度单元：在所述分配容量步骤之后删除所述调度度量矩阵的所选择的行或列，以便生成修正的调度度量矩阵；以及利用所述修正的调度度量矩阵，重复所述选择行或列步骤、所述选择最大元素步骤和所述分配容量步骤，直至满足了所述用户台的所述单独数据需求或直至完全分配了所述子信道的信道容量为止。
17.根据权利要求15所述的调度器，其中当所述调度单元为所述对应用户台分配所述对应子信道的容量时，所述调度单元生成下行链路子帧分配矩阵的一部分，以及
其中下行链路映射生成器根据所述下行链路子帧分配矩阵生成下行链路映射，用于在所述下行链路子帧内部向所述用户台进行传输。
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