CN103299696A - 用于下行链路信号传输的基于竞争的调度的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于操作执行下行链路信号传输的基于竞争的调度的UE和BS的方法和设备。该方法包括以下步骤：在第n+1时间单元从与所述UE相邻的至少一个BS接收承载用于下行链路信号传输的BS间竞争信息的信道，n为整数；向所述BS广播从所述BS间竞争信息中提取的竞争编号当中具有最高优先级的竞争编号；以及从在第n+1时间单元发送与具有最高优先级的竞争编号相关的BS间竞争信息的BS接收下行链路信号。

Description

用于下行链路信号传输的基于竞争的调度的方法

技术领域

本发明涉及用于操作用户设备（UE）和基站（BS）以按照基于竞争的方式调度下行链路信号传输的方法和设备。

背景技术

在无线通信系统中，BS使用频率、功率或码资源来减小相互干扰。

在基于频率的BS间干扰控制方案中，不同的频率被分配给相邻的BS，使得干扰不会在物理上到达这些BS。基于功率的BS间干扰控制方案进行管理，不使用等于或高于预定水平的功率，以避免BS或UE之间的严重干扰。可以通过向BS分配不同的准正交码，使得BS通过将信号乘以这些信号的所分配的唯一码来发送这些信号，来减小干扰。这是基于码的BS间干扰控制方案。当利用频率控制BS间干扰时，完全不同的频率可以被分配给BS，或者部分交叠的频率可以被分配给BS，同时完全不同的频率仅被分配给小区边缘的用户。此外，还广泛使用混合干扰控制方案，在该混合干扰控制方案中，组合地利用频率、功率和码资源来控制干扰。

无线通信系统的最近的发展趋势是朝向用于支持多媒体（除了话音业务以外）的高数据速率和服务质量。数据的传输速率取决于数据的传输功率和用于数据传输的频率带宽。近来，作为增加频率资源的利用（重复使用）的方法，毫微微小区BS（毫微微BS或毫微微接入点（FAP））已经吸引了注意。

图1例示具有毫微微BS的无线通信系统的构造。

参照图1，无线通信系统可以包括毫微微小区BS110、宏小区BS120、毫微微网络网关（FNG）130、接入服务网络（ASN）140和连接性服务网络（CSN）150。宏小区BS120是常规无线通信系统中的传统BS（legacy BS）。

毫微微小区BS110是宏小区BS120的小尺寸版本，因而可以执行宏小区BS120的大多数功能。毫微微小区BS110直接接入传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）网络，并且像宏小区BS120一样独立工作。毫微微小区BS110覆盖0.1m至30m，并且可以服务10个到20个UE。毫微微小区BS110可以在与宏小区BS120相同或不同的频率中工作。

毫微微小区BS110经由R1接口连接到宏小区BS120，用于从宏小区BS120接收下行链路信号，并且向宏小区BS120发送控制信号。

毫微微小区BS110可以覆盖宏小区BS120不能覆盖的室内区域或遮挡区域，并且还可以支持高速率数据传输。毫微微小区BS110可以叠置在宏小区上或者非叠置地安装在宏小区BS120不能覆盖的区域中。

存在两种类型的毫微微小区BS，封闭用户组（CSG）毫微微小区BS和开放用户组（OSG）毫微微小区BS。CSG毫微微小区BS将能够接入它的UE分组，并将CSG标识（ID）分配给该组UE。因此，CSG毫微微小区BS仅对于具有CSG ID的UE可接入。相反，OSG毫微微小区BS对于所有UE可接入。

FNG130（其为用于控制毫微微小区BS110的网关）分别经由Rx接口和Ry接口连接到ASN140和CSN150。毫微微小区BS110可以通过FNG130从CSN150接收服务。连接到毫微微小区BS110的移动台（MS）可以从FNG130或CSN150接收诸如认证、互联网协议多媒体子系统（IMS）服务等的服务。CSN150向诸如互联网、语音电话（VoIP）等的应用服务提供连接性，并且向UE提供认证和计费（billing）功能。ASN140控制宏小区BS120并且管理宏小区BS120与CSN150之间的连接。

毫微微小区BS是具有小服务覆盖的超小BS。由于每单位面积BS数已经增加并且每BS用户数已经显著降低，所以实际上更多的频率资源被分配给各个用户。然而，毫微微小区BS被用户购买和安装，进而毫微微小区BS的部署位置不仅难以估计而且可变。并且，随着毫微微小区BS的扩散，毫微微小区BS密集地分布，因而预期毫微微小区BS之间的干扰比（由移动通信服务提供商运营的）传统BS之间的干扰更严重。与传统BS不同，毫微微小区BS之间没有直接的链路，这使得难以通过常规的基于功率或基于码的干扰控制方案或通过BS之间的直接协作来解决干扰问题。

虽然为了解决上述问题正在讨论基于相邻BS之间的竞争调度它们的下行链路信号传输，但是需要另外讨论如何执行基于竞争的调度。

常规干扰控制方案的特征在于中心控制器向相邻BS分配唯一频率或码资源，以便减小它们之间的干扰。考虑到移动通信系统的当前快速增长，越来越多的BS将密集地分布在将来的无线通信系统中。尽管存在BS间干扰的有效消除的益处，中心干扰控制方案在扩展性方面存在限制。

在缺少计算能力以及按照并非由通信服务提供商规划的方式部署多个FAP或无线局域网络（WLAN）AP的环境下，常规的中心干扰控制方案需要大量的计算并且在控制干扰方面无效。

并且，与预期在没有规划的情况下部署的WLAN AP不同，FAP在基于协作的蜂窝网络系统中工作。因此，FAP可能导致更严重的干扰问题。此外，如果将来的FAP具有容纳10个或更多个UE的大容量，则需要用来减少BS间干扰和改进通信性能的新的调度方法。

为此，正在讨论用于BS的下行链路信号传输的基于竞争的调度技术。然而，需要另外的讨论来确保BS之间的公平。

发明内容

技术问题

被设计为解决上述问题的本发明的目的在于一种用于按照基于竞争的方式有效地调度下行链路信号传输的方法。

被设计为解决上述问题的本发明的另一目的在于一种用于按照基于竞争的方式有效地调度下行链路信号传输的UE和BS以及一种用于在第三代合作伙伴计划（3GPP）长期演进（LTE）系统中有效地操作UE和BS的方法。

被设计为解决上述问题的本发明的另一目的在于一种用于在通过时间调度减少BS之间的干扰的系统中确保短期公平以及长期公平的方法。

技术方案

本发明的目的可以通过提供一种用于基于与UE相邻的BS之间的竞争控制这些BS的下行链路信号传输的方法，该方法包括以下步骤：在第n+1时间单元从所述多个BS中的至少一个BS接收承载用于下行链路信号传输的BS间竞争信息的信道，n为整数；向所述BS广播从所述BS间竞争信息中提取的多个竞争编号当中具有最高优先级的竞争编号；以及从在所述第n+1时间单元发送与具有所述最高优先级的竞争编号相关的BS间竞争信息的BS接收下行链路信号。

承载所述BS间竞争信息的信道可以是物理广播信道（PBCH）。

所述BS间竞争信息可以被包括在主信息块（MIB）中。

所述BS间竞争信息可以包括指示所述BS是否按照竞争模式工作的信息以及对于提取竞争编号而言所需的信息。

所述对于提取竞争而言编号所需的信息可以是竞争编号、针对用于提取竞争编号的存储在所述UE和所述BS中的函数的输入值以及关于承载所述竞争编号的信道的信息中的一个。

如果所述对于提取竞争编号而言所需的信息是关于承载所述竞争编号的信道的信息，则可以在所述PBCH上接收所述BS间竞争信息，并且可以在物理下行链路控制信道（PDCCH）上接收所述竞争编号。

具有最高优先级的竞争编号可以作为音调（tone）信号向所述BS重复广播K次，K为自然数。

可以另外广播指示与所述UE相邻的多个BS当中是否存在不执行基于竞争的下行链路信号传输控制的BS的信息。

如果与所述UE相邻的所述多个BS的数量是L，第k个BS与所述UE之间的距离为d，路径损耗索引是α，天线增益是A，并且用于检测所述音调信号的阈值功率是P_th，则可通过下式计算针对所述第k个BS的所述音调信号的传输功率，

$P_k=\frac{d^{\mathrm{\α}}}{A}{P}_{\mathrm{th}}$

其中，k=0,1,…L-1，并且通过下式确定所述音调信号的传输功率，

$P_{\mathrm{tone}}=\max \{P_1,P_2,...P_k,...{,P}_L\}$

所述MIB可以包括下行链路系统信息、物理混合ARQ指示符信道（PHICH）相关信息、系统帧编号（SFN）以及BS间竞争信息。所述BS间竞争信息可以包括指示所述BS是否支持竞争模式的1比特信息、指示所述BS是否按照所述竞争模式工作的1比特信息以及指示所述BS是否在第n个时间单元发送下行链路信号的1比特信息。

BS间竞争信息还可以包括MIB中的竞争编号信息。如果所述竞争编号信息被包括在MIB中，则可以在多个PBCH上独立地接收所述竞争编号信息。所述MIB可以包括指示竞争编号在PDCCH中的位置的信息。

在本发明的另一方面中，这里提供了一种用于在作为与UE相邻的多个BS之一的BS处基于与所述UE相邻的所述多个BS之间的竞争向所述UE发送下行链路信号的方法，该方法包括以下步骤：在第n+1时间单元发送承载用于下行链路信号传输的BS间竞争信息的信道；从所述UE接收由所述多个BS从发送给所述UE的BS间竞争信息提取的竞争编号当中具有最高优先级的竞争编号；以及如果所述BS与具有最高优先级的竞争编号相关，则在第n+1时间单元向所述UE发送下行链路信号。这里，n是整数。

在本发明的另一方面中，这里提供了一种用于基于与UE相邻的多个BS之间的竞争控制与所述UE相邻的所述多个BS的下行链路信号传输的UE设备，该UE设备包括：接收模块，其在第n+1时间单元从所述多个BS中的至少一个BS接收承载用于下行链路信号传输的BS间竞争信息的信道，n为整数；以及发送模块，其向所述多个BS广播从所述BS间竞争信息中提取的多个竞争编号当中具有最高优先级的竞争编号。所述接收模块从在第n+1时间单元发送与具有最高优先级的竞争编号相关的BS间竞争信息的BS接收下行链路信号。

在本发明的另一方面中，这里提供了一种基于与UE相邻的多个BS之间的竞争向所述UE发送下行链路信号的BS设备，该BS设备包括：发送模块，其在第n+1时间单元发送承载用于下行链路信号传输的BS间竞争信息的信道；以及接收模块，其从所述UE接收由所述多个BS从发送给所述UE的BS间竞争信息提取的竞争编号当中具有最高优先级的竞争编号。如果所述BS与具有最高优先级的竞争编号相关，则所述发送模块在第n+1时间单元向所述UE发送下行链路信号。这里，n是整数。

在本发明的另一方面中，这里提供了一种用于在基于竞争来调度与UE相邻的多个BS中的各个BS的无线通信系统中、在作为与所述UE相邻的所述多个BS之一的BS处向所述UE发送信号并且从所述UE接收信号的方法，该方法包括以下步骤：在第一时间单元在预定的下行链路信道上向所述UE发送这样的信息，该信息关于从与预定数量的优先级对应的多个类别当中的与所述BS的优先级对应的类别随机选出的编号；以及根据从所述UE接收到的标识BS的标识信息或者是否已经从UE接收到指示发送和接收在第二时间单元中不可用的信号，在第二时间单元向所述UE发送信号并且从所述UE接收信号，以在所述相邻BS之间在所述第二时间单元发送和接收信号。根据所述BS内的UE的数量和在第二时间单元之前没有信号传输的情况下所述BS已经空闲的时间单元的数量来确定所述相邻BS中的各个BS的优先级。

根据至少一个BS的缺省优先级来确定相邻BS中的各个BS的优先级，表示为f_x（W_x+1），其中，f_x表示将与UE相邻的多个BS内的UE的总数除以BS内的UE的数量所得之比例，并且W_x表示在第二时间单元之前没有信号传输的情况下BS已经空闲的时间单元的数量。

根据所述BS的互补优先级来确定相邻的多个BS中的各个BS的优先级，表示为

P_x=DP_x（概率为1-f_x）

DP_x+1（概率为f_x）

其中，P_x表示所述BS的互补优先级，并且DP_x表示所述BS的缺省优先级。

优先级的预定数量可以是2，并且关于所选出的编号的信息的最高比特可以指示优先级。优先级的预定数量可以是4，并且关于所选出的编号的信息的两个最高比特可以指示优先级。

在本发明的另一方面中，这里提供了一种用于在无线通信系统中在UE处调度与该UE相邻的多个BS的信号发送和接收的方法，该方法包括以下步骤：在第一时间单元在预定的下行链路信道上从多个相邻的BS中的各个BS接收这样的信息，该信息关于从与预定数量的优先级对应的多个类别当中的与所述BS的优先级对应的类别随机选出的编号；根据预设的规则利用关于从所述多个相邻BS接收到的选出的编号的信息从所述多个相邻的BS当中选择在第二时间单元发送和接收信号的BS；以及广播用于标识所选出的BS的标识信息或者向除所选出的BS以外的其余相邻BS发送指示发送和接收在第二时间单元中不可用的信号。根据所述多个BS内的UE的数量和在第二时间单元之前没有信号传输的情况下所述BS已经空闲的时间单元的数量来确定所述多个相邻BS中的各个BS的优先级。

在本发明的另一方面中，这里提供了一种用于在基于竞争来调度与UE相邻的多个BS中的各个BS的无线通信系统中、在作为与所述UE相邻的所述多个BS之一的BS处向所述UE发送信号并且从所述UE接收信号的BS设备，该BS设备包括：发送模块，其向所述UE发送信号；接收模块，其从所述UE接收信号；以及控制器，如果在第一时间单元，从与预定数量的优先级对应的多个类别当中的与所述BS的优先级对应的类别随机选择编号并且所述发送模块在预定的下行链路信道上发送关于所选出的编号的信息，则所述控制器控制所述发送模块和所述接收模块根据从所述UE接收到的标识BS的标识信息或者是否已经从所述UE接收到指示发送和接收在第二时间单元中不可用的信号，在所述第二时间单元向所述UE发送信号并且从所述UE接收信号，以在所述多个相邻BS之间在所述第二时间单元发送和接收信号。根据所述BS内的UE的数量和在所述第二时间单元之前没有信号传输的情况下所述BS已经空闲的时间单元的数量来确定所述多个相邻BS中的各个BS的优先级。

在本发明的另一方面中，这里提供了一种用于在无线通信系统中调度与UE相邻的多个BS的信号发送和接收的UE设备，该UE设备包括：接收模块，其在第一时间单元在预定的下行链路信道上从多个相邻的BS中的各个BS接收这样的信息，该信息关于从与预定数量的优先级对应的多个类别当中的与所述BS的优先级对应的类别随机选出的编号；处理器，其根据预设的规则利用关于从多个相邻BS接收到的选出的编号的信息从相邻的BS当中选择在第二时间单元发送和接收信号的BS；以及发送模块，其向相邻的BS发送信号。所述处理器广播用于标识所选出的BS的标识信息或者通过所述发送模块向除所选出的BS以外的其余相邻BS发送指示发送和接收在第二时间单元中不可用的信号。根据所述BS内的UE的数量和在第二时间单元之前没有信号传输的情况下BS已经空闲的时间单元的数量来确定多个相邻BS中的各个BS的优先级。

有利效果

根据本发明的实施方式，可以按照基于竞争的方式有效地调度下行链路信号传输。

尤其在3GPP LTE系统中，提供了用于在不限定另外的信道的情况下执行下行链路信号传输的基于竞争的调度的UE和BS、以及用于有效地操作该UE和该BS的方法。具体地，各个BS在3GPP LTE系统中限定的物理广播信道（PBCH）上发送竞争信息，并且UE广播具有最高优先级的竞争编号。从而，与用于指示各个BS是否已经赢得竞争的方法相比，降低了信令开销。

在各个UE重复K次发送竞争信息（相邻的邻居的竞争编号当中的最大竞争编号以及不支持竞争模式的BS或不按照竞争模式工作的BS的存在或不存在）的情况下，即使不支持竞争模式的与BS相邻的UE发送上行链路信号，各个BS也可以更可靠地提取由支持竞争模式的UE所广播的竞争编号。

竞争模式BS可能在其实际上是输家或赢家的情况下错误地确定其为赢家或输家。这被称为错误的竞争结果。如果BS已经赢得竞争（即，当该BS生成了比其相邻BS更高的竞争编号），那么，即使不支持竞争模式的相邻UE连续K次干扰特定的子载波进而该BS提取出错误的最高竞争编号，该BS也仅在错误的最高竞争编号高于由该BS生成的竞争编号时才确定其在竞争中失败。在相反的情况下，如果BS竞争失败（即，当该BS生成比相邻的BS更低的竞争编号时），那么，即使不支持竞争模式的相邻UE干扰子载波，该BS也确定其竞争失败，这是因为该BS可以提取由UE发送的最高竞争编号。因此，即使当竞争模式BS由于来自不支持竞争模式的相邻UE或竞争区域外部的UE所广播的音调信号的干扰而导致接收到不正确的音调信号时，可以减小作为竞争的结果的不正确的音调信号的影响。

此外，本发明的实施方式提供了一种用于基于竞争有效地调度下行链路信号传输的方法。尤其是在通过时间调度减小BS间干扰的系统中，可以确保短期公平以及长期公平。

附图说明

被包括以提供对本发明的进一步理解的附图例示了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图中：

图1例示具有毫微微小区基站（BS）的无线通信系统的构造。

图2例示用于在作为根据本发明的实施方式的移动通信系统的示例的第三代合作伙伴计划（3GPP）长期演进（LTE）系统中广播主信息块（MIB）的物理广播信道（PBCH）上发送竞争信息的操作。

图3例示根据本发明的实施方式的MIB的示例结构。

图4例示根据本发明的实施方式用于在多个MIB中独立地发送竞争编号信息的方法。

图5例示根据本发明的实施方式用于在物理下行链路控制信道（PDCCH）上发送竞争编号信息的方法。

图6例示根据本发明的实施方式UE向相邻BS发送的广播信号。

图7例示根据本发明的实施方式用于在UE处重复多次发送竞争信息的方法。

图8例示根据本发明的实施方式的基于竞争的下行链路调度方法。

图9和图10例示根据本发明的实施方式的基站（BS）和用户设备（UE）的操作。

图11至图14例示根据本发明的用于验证基于竞争的调度方案的准确度的仿真的结果。

图15是根据本发明的实施方式的用于执行调度的UE设备的实施方式的框图。

图16是根据本发明的各个实施方式的用于发送下行链路信号的BS设备的实施方式的框图。

图17例示被参照用来描述根据本发明的实施方式的利用缺省优先级方案（DP方案）的情况的马尔科夫链模型。

图18例示被参照用来描述根据本发明的实施方式的仅利用互补优先级方案（PC方案）的情况的马尔科夫链模型。

图19例示被参照用来描述除了DP方案以外还使用PC方案的情况的马尔科夫链模型。

图20例示在根据本发明的实施方式按照多个比特表示优先级时被参照用来描述除了DP方案以外还使用PC方案的情况的马尔科夫链模型。

图21例示根据本发明的实施方式BS向UE发送的竞争编码信息的示例格式。

图22是根据本发明的实施方式的BS设备或UE设备的框图。

具体实施方式

将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。将在下文参照附图给出的详细描述旨在解释本发明的示例性实施方式，而不是为了示出可以根据本发明实现的仅有的实施方式。以下详细描述包括具体细节，以便提供对本发明的深入理解。然而，对于本领域技术人员而言明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。例如，在使用第三代合作伙伴计划（3GPP）长期演进（LTE）系统的假设下给出以下详细描述。然而，除了3GPP LTE系统固有的具体特征以外，该描述适用于任何其它移动通信系统。

在一些情况下，公知的结构和装置被省略或者以框图形式示出，而专注于这些结构和装置的重要特征，以便不会使本发明的概念变得模糊。在整个说明书中，相同的标号用来指代相同或相似的部分。

在以下描述中，术语“终端”通常指代诸如用户设备（UE）、移动台（MS）等的移动或固定用户终端装置，术语“基站（BS）”被假定为指代与UE进行通信的诸如Node B、增强型Node B（eNB或eNode B）等的网络端点的任何节点。

在移动通信系统中，UE可以在下行链路上从BS接收信息，并且可以在上行链路上向BS发送信息。在UE处发送或接收的信息可以包括数据和控制信息，并且根据所发送和接收的信息的类型和用途来限定各种物理信道。

如上所述，以下描述将给出用于按照基于竞争的方式有效地调度下行链路信号传输的方法。为此，本发明的发明人在2009年9月9日提交的美国专利申请No.12/556,361（称为`361申请）中提出了基于BS之间的竞争以及竞争的结果的信道接入方法。在`361申请中，发明人提出了在BS密集分布的环境中针对BS间干扰的解决方案。根据`361申请，各个BS在各个竞争周期期间选择用于竞争的随机数（下文称为竞争编号）。如果所选出的竞争编号具有比由干扰区域内的相邻BS选出的竞争编号更高的优先级，则该BS确定其赢得了竞争，进而接入信道。作为结果，干扰区域内的多个BS不同时接入信道，从而防止相互干扰。因为所述多个BS随机选择竞争编号，所以它们可以按照概率公平接入信道。

在`361申请中，针对BS之间的竞争需要UE的帮助，并且需要BS出价信道（BBC）/BS指示符信道（BIC）对，以在BS与UE之间交换竞争信息。各个BS在BBC上将其竞争编号通知给UE，并且各个UE在BS指示符信道（BIC）上将BS利用竞争编号参与的竞争的结果通知给BS。尽管各个BS应当使用独立的BBC/BIC对来交换竞争信息，但是在预期成为主要的未来代无线通信系统的LTE中仍未定义这些信道。因此，还在讨论如何将`361应用于LTE系统。

在这种情况下，本发明的实施方式提供了一种用于将在`361申请中公开的技术适用于LTE系统的方法，即，在不在LTE系统中定义新的信道的情况下的基于竞争的BS资源分配方法，以及一种指定用于BS的基于竞争的资源分配方法的方法。此外，在LTE系统中存在不支持基于竞争的资源分配方案的BS或UE的情况下，本发明提供了根据情况自适应地按照基于竞争的资源分配方案（或竞争模式）或者现有的资源分配方案（或在没有竞争的情况下接入信道的普通模式）工作的BS和UE。

为此，本发明的实施方式提供了一种基于竞争的调度方案，其中，各个相邻的BS在物理广播信道（PBCH）上发送竞争信息，并且在接收到竞争信息时，UE在LTE系统中广播竞争编号当中具有最高优先级的竞争编号，作为音调信号。

图2例示用于根据本发明的实施方式在作为移动通信系统的示例的3GPP LTE系统中在广播主信息块（MIB）的PBCH上发送竞争信息的操作。

在该LTE系统中，系统信息可以被分为MIB和一个或更多个系统信息块（SIB）。MIB承载从小区获取其它信息所必需的基本的和最常发送的参数。SIB承载除包括在MIB中的系统信息以外的信息。

参照图2，一个MIB201包含24比特。该24比特当中的14比特承载信息，而其余10比特备用。该14比特传送下行链路带宽信息（3比特）、物理HARQ指示符信道（PHICH）信息（3比特）和系统帧编号（SFN）（8比特）。更多细节参照3GPPTS 36.331 V9.2.0。

根据本发明的实施方式，在MIB201的10个备用比特中发送竞争信息，以用于基于竞争的调度。稍后将描述竞争信息的具体格式。该24比特MIB在传输之前附接有16比特的循环冗余校验（CRC）202。

附接有CRC的MIB被信道编码和速率匹配（S201）。因而，附接有CRC的MIB与适于在40ms PBCH上传输的比特数匹配。如果普通的循环前缀（CP）用于LTE系统，则经信道编码和速率匹配的MIB的长度为1920比特。

在步骤S201中进行了信道编码和速率匹配之后，MIB被均分为四个单元，以用于在PBCH的40ms的传输时间间隔（TTI）期间进行传输。该四个MIB段中的各个MIB段在承载同步信道（即，主同步信道（P-SCH）和辅同步信道（S-SCH））的正交频分复用（OFDM）符号之后的四个OFDM符号中发送。

现在给出对在PBCH上发送的竞争信息的详细描述。

图3例示根据本发明的实施方式的MIB的示例性结构。

参照图3，MIB在14比特中传送下行链路系统带宽信息和PHICH传输结构信息。根据本发明的实施方式，MIB的10个备用比特被用于以如下方式发送竞争信息。

（1）10个备用MIB比特中的1个比特是指示BS是否支持竞争模式的缺省比特。如果缺省比特被设置为“1”，则指示BS支持竞争模式。针对不支持竞争模式的传统BS，缺省比特被设置为“0”。UE可以从缺省比特确定覆盖区域中是否存在传统BS。

（2）10个备用MIB比特中的下一个比特是指示BS当前是否在按照竞争模式工作的竞争模式指示比特（CM指示比特）。

（3）10个备用MIB比特中的第三个比特是指示BS是否根据前一帧的竞争结果在当前阶段（阶段n（例如，帧n））中使用信道的资源分配指示比特（RA指示）比特。

在必要时，可以省略缺省比特。在该情况下，UE可以仅考虑相邻BS是在竞争模式还是在普通模式下工作。UE可以将未在竞争模式下工作的BS视为传统BS。

同时，BS可以如图3所示直接在其余7个或更少的比特中发送针对下一阶段（阶段（n+1）（例如，帧（n+1）））的随机竞争编号。除了用于在LTE系统中利用所有10个备用MIB比特发送竞争编号的方法以外，根据本发明的实施方式提供了以下方法。

图4例示根据本发明的实施方式用于在多个MIB中独立发送竞争编号信息的方法。

在该实施方式中，10个备用MIB比特中的仅2个比特被用于BS针对下行链路信号传输发送竞争信息。更具体地说，第一MIB中的2个比特承载CM指示和RA指示，多个后续MIB中的各个MIB中的2个比特承载竞争编号的一部分。在图4所示的示例中，在三个MIB中独立发送竞争编号“011011”。

图5例示根据本发明的实施方式用于在物理下行链路控制信道（PDCCH）上发送竞争编号信息的方法。

参照图5，关于竞争编号信息在PDCCH中的位置的信息在MIB比特的一部分中发送，并且在PDCCH中的由MIB指示的位置处发送竞争编号。竞争编号信息可以作为音调信号在PDCCH的预定子载波上发送。具体地，在LTE系统中，下行链路控制信息可以在一个时隙中的多达三个OFDM符号中发送。在OFDM符号中，PDCCH可以在不具有针对信道测量的参考信号、指定下行链路控制周期的大小的物理控制格式指示符信道（PCFICH）和PHICH的资源单元中发送。在本发明的实施方式中，承载竞争编号信息的音调信号在没有映射PDCCH的参考符号的第三个符号中发送。在图5所示的情况下，10个备用MIB比特中的3个比特被用作缺省比特、CM指示和RA指示。然而，如上所述，可以省略缺省比特。此外，指示关于竞争编号在PDCCH中的位置的信息的比特的数量不受限制。

此外，在本发明的另一实施方式中，发送可利用BS与UE之间的预设的函数从其得到竞争编号的种子值，而不发送竞争编号本身。

在从各个相邻BS接收到竞争编号时，UE以如下方式工作。

在从每个相邻BS接收到广播的竞争编号时，UE可以利用音调信号广播竞争信息。具体地，UE可以在小区搜索期间获取多个相邻BS的物理小区ID（PCI），并且基于这些PCI从所述多个相邻BS接收承载竞争信息的多个PBCH。用于从所述多个相邻BS接收多个PBCH的方法可以根据上述竞争信息传输方案而不同。例如，如果BS在PBCH上发送竞争编号，则UE可以从所接收到的PBCH提取竞争编号。另一方面，如果各个BS在PBCH上发送关于竞争编号在PDCCH中的位置的信息，则UE可以在PDCCH中的由PBCH指示的位置处接收竞争编号信息。

UE可以向相邻BS广播所接收到的竞争编号当中具有最高优先级的竞争编号。

可以说，根据本发明的基于竞争的分布式BS调度方案通过UE利用基于竞争的BS之间的间接协作来执行。在支持竞争模式的BS当中，已经赢得竞争的BS在一个阶段（根据竞争结果分配的资源单元）期间使用信道，而竞争失败的BS在该阶段放弃该信道。如果在竞争赢家周围存在不支持竞争模式的BS，则尽管根据竞争结果使用信道，但是竞争赢家仍会由于低信号干扰噪声比（SINR）而承受低性能。并且，由于竞争输家根据竞争结果放弃信道，所以它们不太有机会使用信道。因而，BS的能力在竞争模式下比在它们总是使用信道的普通模式下更低。即，当竞争模式BS与传统BS（或普通模式BS）共存时，竞争模式BS总是遭受损失。

另一方面，如果支持竞争模式的BS只要在它们周围存在传统BS时就在普通模式下工作，则大多数BS在普通模式下工作，从而使得不能在BS之间得到协作。因此，支持竞争模式的BS应当根据合适的标准在竞争模式与普通模式之间做出选择。

因此，UE在广播信号中发送指示是否存在不支持基于竞争的调度的BS或按照非竞争模式工作的BS的信息，使得BS可以确定是否在根据本发明的实施方式的基于竞争的调度模式下工作。如果在非竞争模式下工作的BS的数量等于或大于预定阈值，则在竞争模式下工作的BS可以转变为普通模式。然而，用于转变为竞争模式/普通模式的标准不限于本发明中的任何具体一个标准。即，支持竞争模式的BS可以自适应地选择竞争模式或普通模式，这是因为它们知道它们周围是否存在按照非竞争模式工作的BS（或不支持竞争模式的BS）。

图6例示根据本发明的实施方式UE向相邻BS发送的广播信号。

如图6的左边部分所示，UE可以获取相邻BS的PCI，接着根据从相邻BS接收到的PBCH获取指示相邻BS是否在竞争模式下工作的CM指示以及关于相邻BS的竞争编号的信息。在该实施方式中，假设相邻的BS是毫微微小区BS（HeNBS），并且具有最高竞争编号的BS赢得了下一阶段的下行链路传输竞争。

在图6的示例中，在覆盖范围内存在具有小区ID35、38、49和94的BS。具有小区ID94的BS不在竞争模式下工作，并且具有小区ID38的BS发送具有最高优先级的竞争编号。

在该情况下，如图6所示，在本发明的实施方式中，UE广播具有最高优先级的竞争编号作为音调信号。如果多个BS发送了具有最高优先级的竞争编号，则优选的是，UE另外广播指示具有最高优先级的竞争编号的多个BS的存在的信息。

在从UE接收到具有最高优先级的竞争编号时，发送优先级比最高优先级竞争编号低的竞争编号的相邻BS可以在预定阶段放弃它们的下行链路信号传输，确定它们已经在竞争中失败。此外，考虑到发送了最高优先级竞争编号的BS（即，具有小区ID38的BS）已经赢得了竞争，它可以在该阶段中发送下行链路信号。如果多个BS发送了最高优先级竞争编号，则可以基于另外的标准（例如，BS已经放弃下行链路信号传输的帧的数量）来选择发送下行链路信号的BS。

在本发明的实施方式中，指示是否存在不按照竞争模式工作的BS的信息被包括在音调信息中。在图6的示例中，具有小区ID94的BS不在竞争模式下工作，因而UE可以在音调信号中发送指示不按照竞争模式工作的BS的存在的信息。考虑该信息，BS可以选择竞争模式或普通模式。

从UE发送音调信息不必限于特定上行链路信道。所有相邻BS可以在没有特殊资源分配的情况下进行检测的任意信道就足够了。在该方面中，物理随机接入信道（PRACH）适用于音调信息的传输。

L表示相邻BS的数量，d表示第k个相邻BS与UE之间的距离，α表示路径损耗索引，A表示天线增益，并且P_th表示检测音调信号的阈值功率。

接着，通过下式计算音调信号针对第k个相邻BS的传输功率：

[式1]

$P_k=\frac{d^{\mathrm{\α}}}{A}{P}_{\mathrm{th}}$

其中，k=0,1,…L-1。可通过下式确定音调信号的传输功率：

[式2]

$P_{\mathrm{tone}}=\max \{P_1,P_2,...P_k,...,P_L\}$

[式2]意味着UE以使得所有相邻BS能够从UE接收竞争信息的最小功率广播竞争信息。

在本发明的实施方式中，UE重复多次广播承载竞争信息的音调信号。

图7例示根据本发明的实施方式用于重复多次发送竞争信息的方法。

参照图7，尽管图6所示的音调信号被重复发送四次，但是重复次数不限于特定次数。根据该实施方式，只要UE发送同一音调信号k次，并且相邻的BS接收同一信息k次，则包括在音调信号中的竞争信息可以被认为是可靠的。例如，在UE被设置为重复四次发送竞争信息的情况下，如果BS未能接收同一音调信息四次，则BS可以忽略所接收到的音调信号，确定其为来自不支持竞争模式的UE的干扰信号。此外，取决于系统情况，尽管BS处接收同一信号的次数不同于从UE重复发送的次数，例如，仅在BS接收同一信号三次或更多次的情况下，BS才可以确定所接收到的信号为竞争信息。

在以上操作期间，如果服务BS的RA指示比特是1，则UE可以在当前阶段解释PDCCH，并且在物理下行链路共享信道（PDSCH）上接收下行链路数据或者在物理上行链路共享信道（PUSCH）或物理上行链路控制信道（PUCCH）上发送上行链路数据。另一方面，如果RA指示比特是0，则UE既不侦听下行链路信道也不接入上行链路信道。

下文将从下行链路/上行链路时域的角度描述本发明的上述操作。

图8例示根据本发明的实施方式的基于竞争的下行链路调度方法。

在该实施方式中，一个阶段包括帧1到帧4这四个帧。相邻BS可以在帧1到帧4中在PBCH上向特定UE发送竞争信息。优选地，BS在承载下行链路信息、PHICH配置信息和SFN的MIB中发送它的竞争信息。在接收到来自相邻BS的竞争信息时，UE可以广播关于具有最高优先级的竞争编号的信息以及关于在传统模式下工作的BS的信息。

相邻BS可以基于从UE接收到的广播信息为下一阶段分配资源，即，帧5到帧8。此外，相邻BS可以基于UE指示是否存在传统模式BS来确定在下一阶段是按照竞争模式还是按照普通模式工作。具体地，各个BS可以根据其能力及其感受的环境来自适应地选择竞争模式或普通模式，接着可以在所选出的模式下工作。

图8中的利用四个帧构造一个阶段仅是示例。因而每阶段帧或子帧的数量可以自由地设置。此外，虽然图8中示出频分双工（FDD）作为操作方案，但是这同样适用于时分双工（TDD）。虽然这里UE发送竞争信息一次，但是其可以重复多次发送竞争信息，以便增加可靠性。

图9和图10例示根据本发明的实施方式的BS和UE的操作。

图9例示根据本发明的实施方式BS之间和UE之间的竞争方法。各个BS1可以随机选择竞争编号，并广播该竞争编号。例如，BS1可以分别广播竞争编号55、11和38。

各个UE侦听从所有相邻BS广播的竞争编号，并广播具有最高优先级的竞争编号。例如，UE可以分别广播55、55、11、38和38作为具有最高优先级的竞争编号。

如果BS中间的BS2侦听到优先级比由其发送的竞争编号高的竞争编号，则其确定其在竞争中失败。图10例示了各个UE广播的信息如何到达中间BS2。参照图10，UE广播它们已经侦听到的竞争编号当中具有最高优先级的竞争编号，作为沿频率轴的预定位置上的音调信号。如果在这些UE周围存在按照传统模式工作的相邻BS，则这些UE沿着频率轴在预定位置广播音调信号。各个BS接着可以确定是否在下一阶段发送下行链路信号，并选择竞争模式或普通模式。

图11到图14例示根据本发明用于验证基于竞争的调度方案的准确度的仿真的结果。

图11例示存在各自具有1个至4个UE的50个BS的无线通信系统的情况，作为仿真假设。在图11中，水平轴和垂直轴表示以米计的距离。

图12是例示当在图11的仿真环境中所有BS和UE支持竞争模式时，由UE在各个BS处广播的高优先竞争编号的错误提取的相对频率（表示为核心损伤频率（CDF））以及作为错误竞争编号提取的后果的错误竞争结果的相对频率的曲线图。错误竞争结果是指BS通过确定其赢得了已经失败的竞争（反之亦然）而做出的错误确定。

即使BS提取出了由UE发送的错误的最高竞争编号，但是竞争结果仍然可以相同。例如，尽管BS提取出了错误的最高竞争编号，但是所提取的竞争编号可以高于BS发送的竞争编号。因此，错误的竞争结果的相对频率低于错误的竞争编号提取的相对频率。

图13是例示当在图11例示的仿真环境中20%的BS和20%的UE不支持竞争模式时，针对各个BS的错误竞争结果的相对频率的曲线图。假设不支持竞争模式的UE的上行链路业务生成概率是0.5。K表示从UE重复发送音调信号的次数。如果K=1，则UE广播最高竞争编号一次。如果K=4，则UE广播最高竞争编号四次。如果K=10，则UE广播最高竞争编号十次。当从UE重复发送音调信号的次数从1增加到4时，性能增加。然而，当从UE重复发送音调信号的次数从4增加到10时，性能增加不多。

图14是例示当在图11例示的仿真环境中50%的BS和50%的UE不支持竞争模式时，针对各个BS的错误竞争结果的相对频率的曲线图。假设不支持竞争模式的UE的上行链路业务生成概率是0.5。K表示从UE重复发送音调信号的次数。当从UE重复发送音调信号的次数从4增加到10时，性能增加。因而，优选的是，考虑诸如不支持竞争模式的BS/UE的比例的系统情况，确定从UE重复发送音调信号的次数。

下文将描述用于实现本发明的上述实施方式的UE和BS的构造。

图15是根据本发明的实施方式用于执行调度的UE设备的实施方式的框图。

参照图15，UE设备可以包括接收（Rx）模块810、处理器820、存储单元830和发送（Tx）模块840。

Rx模块810可以从BS接收所有下行链路信号。具体地，Rx模块810可以根据本发明的上述各个实施方式从各个相邻BS接收PBCH。如果在PDCCH上发送竞争编号信息，则Rx模块810可以基于在PBCH上接收到的关于PDCCH中的竞争编号位置的信息在PDCCH上接收竞争编号信息。

处理器820可以包括调度模块821。处理器820还可以包括用于基于从相邻BS接收到的竞争信息确定最大竞争编号的最大竞争编号决定模块822以及用于确定是否存在不按照竞争模式工作的BS的非竞争模式BS决定模块823。

存储单元830可以存储在预定时间内从BS接收到的诸如随机数信息的信息。

Tx模块840可以根据处理器820做出的决定广播音调信号，所述音调信号承载最大竞争编号信息和指示是否存在不按照竞争模式工作的BS的信息。如果规定同一音调信号被发送K次，则Tx模块840重复发送音调信号K次。

图16是根据本发明的上述各个实施方式用于发送下行链路信号的BS设备的实施方式的框图。

参照图16，BS设备可以包括Tx模块910、Rx模块920和处理器930。

Rx模块920可以接收由UE广播的最大竞争编号信息以及指示是否存在不按照竞争模式工作的BS的音调信号。处理器930在DL信号传输控制器931处确定是否在下一阶段发送下行链路信号，并且在竞争/普通模式决定器932处选择竞争模式或普通模式。

如果假设BS在下一阶段发送下行链路信号，则Tx模块910可以在PDCCH或PDSCH上向UE发送下行链路信号。

根据本发明的基于竞争的分布式BS时间调度方案通过在BS密集分布的情况下有效地分布时间资源来按照分布方式有效控制干扰。因此，可以增加网络的总体能力。此外，由于仅使用了针对LTE系统定义的信道，所以可以减小原本可能由于定义附加信道而导致的开销。此外，BS被允许根据系统情况自适应地选择竞争模式或普通模式。因此，可以实现附加的性能提高。

现在将给出对根据本发明的另一实施方式用于在通过时间调度减小BS间干扰的系统中确保短期公平性以及长期公平性的方法的描述。

基本上，相邻BS按照在`361申请中公开的基于竞争的调度方案向UE发送信号并且从UE接收信号。然而，相比使用BBC/BIC对的`361申请，相邻BS可以在3GPPLTE系统中定义的PBCH的备用MIB比特中向UE发送竞争信息，并且UE可以在对于所有相邻BS可接入的上行链路信道（例如，RACH）上广播指示BS已经赢得了针对下一阶段的竞争的音调信号。

以下描述将专注于用于基于以上基于竞争的调度方案确保长期公平性和短期公平性的方法。

根据以上基于竞争的调度方案，各个相邻BS生成随机竞争编号，并在BBC上向UE发送竞争编号。接着各个UE从相邻BS当中选择赢家，并在BIC上报告赢家。各个BS根据所接收到的BIC确定其是否能够使用下一时间单元（例如，帧）。按照该方式，BS按照分布方式共享时间资源。

当采用该基于竞争的调度方案时，已经在竞争中失败的BS可能在n帧中完全不能与UE进行通信。即，如果一个BS连续竞争失败，则其可能不在少量帧中的任一个中发送信号，进而可能不能可靠地支持话音和多媒体业务。

在BS按照分布方式共享时间资源的情况下，要分配给各个BS的时间资源的量是要处理的问题。例如，如果两个BS竞争，并且这两个BS中的一个具有比另一个多的用户数，则将相等的时间资源分配给这两个BS可能并不公平。

因此，在本发明的实施方式中，BS被确定优先级，并且基于BS的优先级设置竞争编号，以便确保公平性。

例如，假设竞争窗口（CW）大小是1024，并且具有最低竞争编号的BS赢得了竞争。基于该假设，具有最低优先级的BS从范围为[768,1024]的类别中随机地提取竞争编号，具有第二低优先级的BS和具有第三低优先级的BS从范围为[512,768)的类别和范围为[256,512)的类别随机地提取竞争编号。具有最高优先级的BS从范围为[0,256)的类别随机地选择竞争编号。

如下确定相邻BS的优先级。

根据BS服务的用户的数量，相同的优先级被分配给各个BS，或者不同的优先级被分配给这些BS。例如，当两个BS彼此竞争时，0.5的时隙被分配给各个BS而无论前一优先级方案中这些BS所容纳的用户数如何，并且被分配给各个BS的时隙的数量与在后一优先级方案中BS服务的用户的数量成比例。通常，根据BS所服务的用户的数量将时隙分配给BS就长期而言是公平的。因此，在本发明的实施方式中，根据BS服务的UE的数量来确定BS的优先级。

用f_x表示在后一优先级方案中分配给BSx的时隙的比例。那么通过下式来计算f_x：

[式3]

$f_x=\frac{n_x}{\underset{i\∈N}{\mathrm{\Σ}}{n}_i}$

其中n_x表示BSx中容纳的UE的数量，N表示包括BSx的相邻BS的全部集合。相邻BS内的用户数可以通过主干（backbone）或者在UE的帮助下获知。

在本发明的实施方式中，除了BSx内的UE的数量以外，还考虑了时间单元的数量（即，时隙的数量）、期间BSx已经空闲而没有信号发送和接收的W_x。这是因为通过向长期没有发送或接收信号的BS分配高优先级而确保了短期公平性。

因此，在本发明的实施方式中，通过下式确定各个BS的缺省优先级DP_x。

[式4]

图17例示根据本发明的实施方式被参照用来描述使用缺省优先级方案（下文称为DP方案）的情况的马尔科夫链模型。

参照图17，假设存在两个BS，各个BS服务相同数量的UE。如果BS1已经空闲而没有发送和接收信号的时间单元的数量是W₁，并且BS2已经空闲而没有发送和接收信号的时间单元的数量是W₂，则马尔科夫链值被表示为（W₁,W₂）。因此，BS1和BS2的马尔科夫链值以（0,0）开始。

当BS1在第一时间单元发送或接收信号时，W₁和W₂针对下一时间单元可以分别被设置为0和1。在相反的情况下，当BS2在第一时间单元发送或接收信号时，W₁和W₂针对下一时间单元可以分别被设置为1和0。

在图17中，针对各个情况例示了出现概率和（W₁,W₂）组合。如果BS1已经空闲的时间单元的数量W₁增加为n₁，则针对BS1，根据[式4]在下一时间单元中的信号发送和接收的概率为1，因此针对下一时间单元的（W₁,W₂）组合是（0,1）。按照同样的方式，如果BS2已经空闲的时间单元的数量W₂增加为n₂，则针对BS2，根据[式4]在下一时间单元的信号发送和接收的概率为1，因此针对下一时间单元的（W₁,W₂）组合是（1,0）。

因为直到W₁或W₂在[式4]中达到n₁或n₂为止DP₁和DP₂这两者都为0，所以BS1和BS2的获胜概率同样为1/2。然后如果W₁达到n₁，则DP₁和DP₂分别为1和0。因此，BS2的获胜概率是1。如果W₂达到n2，则DP₁和DP₂分别为0和1。因此，BS2的获胜概率是1。

在使用表示为[式4]的DP方案的情况下，在确定BS的优先级时考虑BS已经空闲的时间单元的数量。因此，可以确保公平性。此外，由于f_x与各个BS内的UE的数量成比例，所以具有大量UE的BS根据BS已经空闲的时间单元的数量的增加可能在缺省优先级中更快地排序较高，从而实现公平性。

根据本发明的实施方式，提出了互补级P_x的概念。

[式5]

P_x=DP_x（概率为1-f_x）

DP_x+1（概率为f_x）

另外考虑BS所服务的UE的数量，确定了BS的缺省优先级DP_x之后的f_x，来确定BS的互补级P_x，以便确保长期公平性。即，BSx具有针对概率f_x的优先级DP_x+1以及针对概率1-f_x的优先级DP_x。

图18例示被参照用来描述仅使用互补优先级方案（称作PC方案）的情况的马尔科夫链模型。

参照图18，假设存在两个BS，并且根据BS1和BS2服务的UE的数量，BS2的f_x，即，f₂被设置为x，BS的f_x，即，f₁被设置为1-x。虽然[式5]在确定了BS的缺省优先级DPx之后另外考虑了各个BS中的UE的比例，即，f_x，但是图18是关于仅采用使用两个缺省优先级和f_x的PC方案的情况。在该情况下，通过下式确定BS的优先级。

[式6]

P_x=0（概率为1-f_x）

1（概率为f_x）

BS已经空闲的时间单元的数量的组合以（0,0）开始。如果仅使用表示为[式6]的PC方案，则不考虑BS已经空闲的时间单元的数量。因此，在图18中，BS1的获胜概率总是1-x，BS的获胜概率总是x。因为根据[式6]，BS2具有概率为x的较高互补优先级，所以组合(0,0)可被改变为下一个组合(0,1)。同时，BS1可以具有概率为1-x的较高优先级。然后下一个组合可以是(1,0)。针对组合(0,1)和(1,0)，BS具有相同的获胜概率。因此，BS1继续获胜概率为1-x的竞争，BS2继续获胜概率为x的竞争。

图19例示被参照用来描述除了DP方案以外还使用PC方案的情况的马尔科夫链模型。

参照图19，假设存在两个BS，并且根据BS1和BS2所服务的UE的数量，BS2的f_x，即，f₂被设置为x，BS1的f_x，即，f₁被设置为1-x。从[式5]可见，假设在确定了BS的缺省优先级DPx之后另外考虑了各个BS中的UE的比例，即，f_x。图19关于通过1比特信令指示BS的优先级的情况。

相比图18所例示的情况，如果BS连续发送或接收信号，则其它BS空闲的时间单元的数量增加。此外，如果特定BS的信号发送和接收重复预定次或更多次，则该BS的信号发送和接收的概率降低为1/2。例如，当概率为x的BS1在状态（0,0）中连续发送或接收信号n₂次，并且BS2在同一时间段空闲，则BS1连续赢得后续竞争的概率为x/2。

图20例示被参照用来描述当根据本发明的实施方式在多个比特中指示优先级时，除了DP方案以外还使用PC方案的情况的马尔科夫链模型。

类似于图19的情况，如果特定BS继续发送，则BS在下一次发送信号的概率减小。然而，由于在两个比特中表示优先级，所以如果BS连续发送预定次或更多次，则BS的获胜概率在多个步骤中降低，最终达到其它BS的获胜概率为1的点。例如，如果概率为p₂的BS1已经连续n₂次赢得竞争，则BS1的获胜概率减小为p₄（p₄<p₂）。该概率降低可能根据被分配用来表示优先级的比特数而采用多个步骤。

如果BS1连续n₂₂次赢得竞争，则BS2赢得下一次竞争的概率为1。

总之，引入DP方案的概念以将高优先级分配给已经长时间等待的BS，并且提出PC方案的概念以将高优先级分配给应当服务大量UE（相对于与其相邻的BS）的BS。

为了实现DP方案和PC方案，优选地定义至少三个优先级，这是因为通过DP方案区分两个类别，并且通过PC方案定义一个更多的类别。因而，需要2个比特来表示优先级。毋庸赘言，如果定义了更多个优先级，则针对竞争更有效地确定多个BS的优先级。

然而，考虑无线电资源有限，并且用于竞争的竞争编号应当被传送给每个UE，所以使用2个比特来表示优先级可能会施加限制。因此，在按照1比特表示优先级的情况下，如下验证本发明的上述实施方式的性能。

为了按照1比特表示优先级，可以组合所提出的优先级方案。可以应用DP方案、PC方案或这两者。最高优先级可以为1，最低优先级可以为0。在仅两个BS彼此竞争的简单情况下，1比特优先级的数学分析结果如下给出。

[表1]

	仅1比特DP	仅1比特PC	1比特DP+PC	2比特DP+PC
					平均错误	0.424932	0	0.099217	0.075952

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

表2至表5列出了当用户的比例(f_x)（f₁,f₂）是（0.1,0.9）、（0.2,0.8）、（0.3,0.7）、（0.4,0.6）和（0.5,0.5）时，1比特DP、1比特PC、1比特DP和PC以及2比特DP和PC的情况中的错误率。从长期公平性的观点看来，错误表示BS的时间占用与（f1,f2）有多大不同。因此，如果仅使用PC方案，则错误率是0。然而，没有考虑短期公平性，即，BS连续使用时间资源。[表1]列出根据这些方案的平均错误率。

仅1比特DP方案具有非常高的错误率。

1比特DP+PC方案提供了错误大约为9.9%的期望结果，并且2比特DP+PC方案的错误为7.6%。

虽然已经利用按照预定数量的比特明确表示优先级的理解描述了本发明的以上实施方式，但是在本发明的另一实施方式中，可以不明确指示优先级。例如，如果1024个随机竞争编号是可用的，则优先类别可以映射到[0,341]、[342,682]、[683,1024]，从而在没有明确信令的情况下指示优先级。各个BS从与其优先级对应的优先类别选择竞争编号，并且UE可以基于接收到的竞争编号确定获胜BS，或者广播具有最高优先级的竞争编号。

以下将描述根据本发明的实施方式基于上述优先级确定的UE和BS的操作。

根据本发明的实施方式，各个BS应当获取BBC/BIC对，以便得到发送信号的机会。为了获取BBC/BIC对，BS可以在一时间段内收集BBC/BIC信息，从BBC/BIC当中随机选择信道，并且尝试在所选出的信道上发送竞争编号信息。如果在所选出的BBC上BS与另一BS冲突，则使用BBC的BS可以执行BBC/BIC对获取处理，选择BBC/BIC对，并且在所选出的BBC上发送竞争编号信息。各个BS可以继续该操作，直到其获取无冲突BBC/BIC对为止。

BCC上的冲突可以在UE的帮助下通过BIC或RACH来确定。BBC/BIC对初始时获取一次，接着在冲突时再次获取。

在本发明的另一实施方式中，无需BBC/BIC对获取处理，在当前定义的信道上发送竞争编号。例如，上述优先级信息和竞争编号信息可以在PBCH的全部或一部分备用MIB比特中发送。另选地或另外地，优先级信息和竞争编号信息在PDCCH或PDSCH中的位置通过PBCH来指示，并且在PDCCH或PDSCH上发送竞争编号。

只要各个BS发送从与其优先级对应的优先类别选出的优先级信息和竞争编号并且UE选择BS来在下一个时间间隔中进行通信，则本发明不限于特定方案。

优先级信息和基于优先级信息选出的竞争编号信息可以具有以下格式。

图21例示了根据本发明的实施方式BS向UE发送的竞争编号信息的示例性格式。

参照图21，在2个比特中指示BS的优先级，并且在6个比特中发送从与该优先级对应的类别选出的BS的竞争编号。然而，本发明不限于这些具体比特数。

例如，如果规定已经发送了最高竞争编号的BS赢得了竞争，则范围[0,256)内的竞争编号被分为四个类别[0,64)、[64,128)、[128,192)和[192,256)。BS可以从针对优先级0的[0,64)中、从针对优先级1的[64,128)中、从针对优先级2的[128,192)中以及从针对优先级3的[192,256)中选择竞争编号。另一方面，如果规定已经发送了最低竞争编号的BS赢得了竞争，则优先级与类别之间的映射关系可以按照与以上映射关系相反的方式来设置。

如果仅一个竞争编号被解码，则UE可以确定单个BS在没有竞争BS的情况下尝试发送信号，进而可以通知BS其赢得了竞争（在通知赢家的实施方式中），或者可以不执行任何操作（在通知输家的实施方式中）。

在接收到多个竞争编号时，如果竞争编号信息包括优先级指示部分，则UE可以根据从多个BS接收到的竞争编号信息的优先级指示部分确定获胜BS。如果BS具有相同的优先级，则UE可以通过检查BS的竞争编号来选择赢家。

虽然在图21中按照单个格式发送优先级信息以及与其相关的竞争编号信息，但是它们可以在不同的信道上发送。

按照该方式，赢得竞争的BS可以在下一个时间间隔中发送或接收信号，而在竞争中失败的BS不会在下一个时间间隔中发送或接收信号。

现在将给出对根据本发明的上述实施方式用于执行基于竞争的调度并且基于调度发送和接收信号的BS设备和UE设备。

图22是根据本发明的实施方式的BS设备和UE设备的框图。

参照图21，BS或UE设备800可以包括Tx模块840、Rx模块810和处理器820。BS或UE设备800还可以包括用于临时存储竞争编号信息、优先级信息等的存储器830。Tx模块840和Rx模块810用来在BS和UE之间发送和接收信号。

如果设备800是BS，则处理器820可以从与预定数量的优先级对应的多个类别当中的与所述BS的优先级对应的类别中选择随机数。BS的优先级可以根据[式5]表示的DP方案和[式6]表示的PC方案来确定。BS的处理器820可以从与所确定的优先级对应的类别中选择随机数，并通过Tx模块840向UE发送有关优先级的信息以及有关竞争编号的信息。

如果设备800是UE，则UE的Rx模块810可以从BS接收优先级信息和竞争编号信息。在接收到单个竞争编号时，UE的处理器820可以确定单个BS参与竞争，进而可以通知BS其赢得了竞争（在通知赢家的实施方式中）或者可以不执行任何操作（在通知输家的实施方式中）。

在通过Rx模块810接收多个竞争编号时，如果从多个BS接收到的竞争编号信息的优先级指示部分不同，则UE的处理器820可以从该优先级指示部分确定获胜BS。如果BS具有相同的优先级，则UE的处理器820可以通过检查BS的竞争编号来选择赢家。

UE的Tx模块840可以根据处理器820的决定结果将竞争信息发送给赢家或输家。

因此，赢得竞争的BS可以在预定时间间隔中发送或接收信号，而在竞争中失败的BS不会在该时间间隔中发送或接收信号。

发明的模式

已经按照执行本发明的最佳模式描述了各种实施方式。

工业实用性

本发明适用于各种通信系统以及3GPP LTE系统。

已经给出本发明的优选实施方式的详细描述，以使得本发明技术人员能够实现和实践本发明。尽管已经参照优选实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所附权利要求中描述的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种修改和变型。例如，可以通过组合本发明的上述实施方式的组件和构造来构建本发明的实施方式。

因此，本发明不应当限于这里描述的具体实施方式，而是应当符合遵循这里公开的原理和新特征的最广泛的范围。

Claims (19)

1.一种用于基于与用户设备（UE）相邻的多个基站（BS）之间的竞争控制与所述UE相邻的所述多个BS的下行链路信号传输的方法，该方法包括以下步骤：

在第n+1时间单元从所述多个BS中的至少一个BS接收承载用于下行链路信号传输的BS间竞争信息的信道，n为整数；

广播步骤，该步骤向所述多个BS广播从所述BS间竞争信息中提取的多个竞争编号当中具有最高优先级的竞争编号；以及

从在所述第n+1时间单元发送与具有所述最高优先级的所述竞争编号相关的BS间竞争信息的BS接收下行链路信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，承载所述BS间竞争信息的信道是物理广播信道（PBCH），并且所述BS间竞争信息被包括在主信息块（MIB）中。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述BS间竞争信息包括指示所述BS是否按照竞争模式工作的信息以及对于提取竞争编号而言所需的信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述对于提取竞争编号而言所需的信息是竞争编号、针对用于提取竞争编号的存储在所述UE和所述BS中的函数的输入值以及关于承载所述竞争编号的信道的信息中的一个。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述对于提取竞争编号而言所需的信息是关于承载所述竞争编号的信道的信息，并且其中，接收承载BS间竞争信息的信道的步骤包括：在所述信道上接收所述BS间竞争信息，并且在物理下行链路控制信道（PDCCH）上接收所述竞争编号。

6.根据权利要求1所述的方法，所述广播步骤包括：将具有所述最高优先级的所述竞争编号作为音调信号向所述多个BS重复广播K次，K为自然数。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述广播步骤包括：另外广播指示与所述UE相邻的所述多个BS当中是否存在不执行基于竞争的下行链路信号传输控制的BS的信息。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，如果与所述UE相邻的所述多个BS的数量是L，第k个BS与所述UE之间的距离为d，路径损耗索引是α，天线增益是A，并且用于检测所述音调信号的阈值功率是P_th，则通过下式计算针对所述第k个BS的所述音调信号的传输功率，

$P_k=\frac{d^{\mathrm{\&alpha;}}}{A}{P}_{\mathrm{th}}$

其中，k=0,1,…L-1，并且通过下式确定所述音调信号的传输功率，

$P_{\mathrm{tone}}=\max \{P_1,P_2,...P_k,...,P_L\}$

9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述MIB包括下行链路系统信息、物理混合ARQ指示符信道（PHICH）相关信息、系统帧编号（SFN）以及BS间竞争信息，并且

其中，所述BS间竞争信息包括指示所述BS是否支持竞争模式的1比特信息、指示所述BS是否按照所述竞争模式工作的1比特信息以及指示所述BS是否在第n个时间单元发送下行链路信号的1比特信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述BS间竞争信息还包括竞争编号信息。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述BS间竞争信息还包括竞争编号信息，并且接收承载BS间竞争信息的信道的步骤包括：在多个PBCH上独立地接收所述竞争编号信息。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述BS间竞争信息还包括关于竞争编号在PDCCH中的位置的信息。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，接收承载BS间竞争信息的信道的步骤包括：从至少一个BS接收这样的信息，该信息关于从与预定数量的优先级对应的多个类别当中的与所述至少一个BS的优先级对应的类别随机选出的编号，并且

其中，根据所述至少一个BS内的UE的数量和在所述第n+1时间单元之前没有信号传输的情况下所述至少一个BS已经空闲的时间单元的数量，来确定所述至少一个BS的优先级。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，根据所述至少一个BS的缺省优先级来确定所述至少一个BS的优先级，表示为f_x（W_x+1），其中，f_x表示将与所述UE相邻的所述多个BS内的UE的总数除以所述至少一个BS内的UE的数量所得之比例，并且W_x表示在所述第n+1时间单元之前没有信号传输的情况下所述至少一个BS已经空闲的时间单元的数量。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，根据所述至少一个BS的互补优先级来确定所述至少一个BS的优先级，表示为

P_x=DP_x（概率为1-f_x）

DP_x+1（概率为f_x）

其中，P_x表示所述至少一个BS的互补优先级，并且DP_x表示所述至少一个BS的缺省优先级。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述优先级的预定数量是2，并且关于所选出的编号的信息的最高比特指示优先级。

17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述优先级的预定数量是4，并且关于所选出的编号的信息的两个最高比特指示优先级。

18.一种用于基于与用户设备（UE）相邻的多个基站（BS）之间的竞争控制与所述UE相邻的所述多个BS的下行链路信号传输的UE设备，该UE设备包括：

接收模块，其在第n+1时间单元从所述多个BS中的至少一个BS接收承载用于下行链路信号传输的BS间竞争信息的信道，n为整数；以及

发送模块，其向所述多个BS广播从所述BS间竞争信息中提取的多个竞争编号当中具有最高优先级的竞争编号，

其中，所述接收模块从在第n+1时间单元发送与具有所述最高优先级的竞争编号相关的BS间竞争信息的BS接收下行链路信号。

19.根据权利要求18所述的UE设备，其中，承载所述BS间竞争信息的信道是物理广播信道（PBCH），并且所述BS间竞争信息被包括在主信息块（MIB）中。

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