CN103563459A - 用于使用ofdma与多个用户设备通信的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于通信的装置和方法。该装置包括：用于在给定的数据区域上使用正交频分多址连接与多个用户设备通信的装置（604）；用于为每个连接选择一个或者多个数据区域的装置（600）；以及用于选择将在每个连接上使用的传输功率的装置（600），其中通过在满足每个连接的性能标准的情况下最小化在所有连接上使用的总传输功率来执行对数据区域和功率的选择。

Description

用于使用OFDMA与多个用户设备通信的装置和方法

技术领域

本发明的示例和非限制性实施例一般地涉及无线通信网络，并且更具体地涉及一种通信网络中的装置和方法。

背景技术

对背景技术的以下描述可以包括在本发明之前不为相关领域所知、但是由本发明提供的认识、发现、理解或者公开内容或者与公开内容一起的关联。以下可以具体指出本发明的这些贡献中的一些贡献，而本发明的其它这样的贡献将从它们的上下文中变得清楚。

无线通信系统不断在发展。发展中的系统提供对高数据速率和高效资源利用的成本有效的支持。在发展中的一个通信系统是第3代合作伙伴项目（3GPP）长期演进（LTE）版本8。长期演进无线电接入系统的改进版本称为LTE-高级（LTE-A）。LTE和LTE-A被设计以支持各种服务、诸如高速数据。

一些新的无线通信系统已经采用OFDMA（正交频分多址）用于数据传输。例如，LTE部署OFDMA用于下行链路传输而单载波频分多址（SC-FDMA）用于上行链路传输。

无线电资源的最优分配是所有无线通信系统（包括利用OFDMA的系统）中的普遍问题。在该上下文中，无线电资源包括可用信道的类型和数目以及所使用的传输功率。该问题是基于给定的最优性标准来发现当前用户与可用无线电资源之间的适当关联。存在对资源分配具有影响的许多因素、诸如收发器之间的变化的路径损耗以及在小区内和小区之间的干扰。发现用于无线电资源分配的正确解决方案可以减少连接之间的干扰并且促成基站和用户设备中的能量节约。

发明内容

以下呈现本发明的简要概述以便提供对本发明的一些方面的基本理解。该发明内容不是本发明的广泛概括。它不旨在于标识本发明的重要/关键要素或者界定本发明的范围。它的唯一意图是以简化形式呈现本发明的一些概念作为稍后呈现的更具体描述的前序。

根据本发明的一个方面，提供一种装置，该装置包括：至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，至少一个存储器和计算机程序代码被配置用于与至少一个处理器一起使该装置至少：在给定的数据区域上使用正交频分多址连接来与多个用户设备通信；为每个连接选择一个或者多个数据区域；选择将在每个连接上使用的传输功率，其中通过在满足每个连接的性能标准的情况下最小化在所有连接上使用的总传输功率来执行对数据区域和功率的选择。

根据本发明的另一方面，提供一种方法，该方法包括：在给定的数据区域上使用正交频分多址连接来与多个用户设备通信；为每个连接选择一个或者多个数据区域；以及选择将在每个连接上使用的传输功率，其中通过在满足每个连接的性能标准的情况下最小化在所有连接上使用的总传输功率来执行对数据区域和功率的选择。

根据本发明的一个方面，提供一种设备，该设备包括：用于在给定的数据区域上使用正交频分多址连接来与多个用户设备通信的装置；用于针对每个连接选择一个或者多个数据区域的装置；以及用于选择将在每个连接上使用的传输功率的装置，其中通过在满足每个连接的性能标准的情况下最小化在所有连接上使用的总传输功率来执行对数据区域和功率的选择。

根据本发明的另一方面，提供一种在分发介质上包含的计算机程序，该计算机程序包括程序指令，该程序指令在加载到电子装置中时控制该装置：在给定的数据区域上使用正交频分多址连接来与多个用户设备通信；为每个连接选择一个或者多个数据区域；选择将在每个连接上使用的传输功率，其中通过在满足每个连接的性能标准的情况下最小化在所有连接上使用的总传输功率来执行对数据区域和功率选择。

附图说明

以下参照附图仅通过示例描述本发明的实施例，在附图中：

图1图示无线电系统的示例；

图2A、图2B和图2C图示下行链路资源使用的简化示例；

图3图示用户设备感测的干扰电平的示例；

图4图示二分图中的理想匹配的示例；

图5A和图5B是图示本发明的实施例的流程图；以及

图6图示eNodeB的示例。

具体实施方式

现在下文将参照附图更完全描述本发明的示例实施例，在附图中示出本发明的一些、但是并非所有实施例。实际上，本发明可以用许多不同形式来体现而不应解释为限于这里阐述的实施例；而是，提供这些实施例使得本公开将满足适用法律要求。虽然说明书可以在若干位置引用“一”、“一个”或者“一些”实施例，但是这并不意味着每个这样的引用涉及相同实施例或者特征仅适用于单个实施例。也可以组合不同实施例的单独特征以提供其它实施例。

本发明的实施例适用于任何网元、节点、基站、服务器、对应部件和/或任何通信系统或者支持所需功能的不同通信系统的任何组合。通信系统可以是无线通信系统或者利用固定网络和无线网络二者的通信系统。尤其在无线通信中的、所使用的协议以及通信系统、服务器和用户终端的规范迅速发展。这样的发展可能需要对实施例的额外改变。因此，所有字眼和表达应当被广义地解释并且旨在于举例说明而不是限制实施例。

参照图1，考察本发明的实施例可以被应用的无线电系统的示例。在该示例中，无线电系统基于LTE网元。然而，在这些示例中描述的本发明不限于LTE无线电系统而且也可以实施于其它无线电系统中。

图1示出服务于小区100、102和104的三个基站BS₀ 100、BS₁ 102、BS₂ 104。在该示例中，基站100与用户终端108、110、112通信，基站102与用户设备114、116、118通信，并且基站104与用户设备120、122、124通信。基站也可以称为eNodeB（增强节点B）。无线电系统的eNodeB可以主控用于无线电资源管理的功能：无线电承载控制、无线电准入控制、连接移动性控制、动态资源分配（调度）。用户设备指便携计算设备。这样的计算设备包括无线移动通信设备，包括但不限于以下类型的设备：移动电话、智能电话、个人数字助理（PDA）、手机、膝上型计算机。该装置可以由电池供电。

图1仅图示简化示例。在实践中，网络可以包括更多基站，并且更多小区可以由基站形成。两个或者更多运营商的网络可以重叠，小区的大小和形式可以不同于图1中描绘的大小和形式，等等。

实施例不限于以上作为示例给出的网络，但是本领域技术人员可以将解决方案应用于具有必要属性的其它通信网络。例如，可以用因特网协议（IP）连接实现不同网元之间的连接。

图1的示例系统在从基站到用户设备的下行方向上利用OFDMA。在OFDMA中，将传输频带划分成相互正交的多个子载波。每个子载波可以向特定用户设备传输数据。因此，通过向任何个别用户设备指派子载波的子集来实现多接入。所有考虑的小区共享相同带宽从而造成可能的小区间干扰。考虑在集合K中聚集的N_I+1个小区的示例。根据由在K_T个可用子载波上定义的Z个连续OFDM符号组成的帧结构来组织传输。通过将帧划分成聚集的M个数据区域来操纵多接入传输，每个数据区域是在K_M=K_T/M个子载波之上和在OFDMA帧的整个持续时间内定义的。将区域索引的集合表示为M={1,...,M}。通用第m个数据区域（其中m∈M）由子载波的集合

定义。定义S_k={MS₁...,MS_N}为属于第k个小区的N=|S_k|个活动用户的集合，其中N≤M并且k∈K。可以定义小区负载为小区内的使用资源的部分。

eNodeB被配置用于为每个用户设备分配一个或者多个区域。不失一般性，以下考虑每个用户请求仅一个数据区域。因此，提出的调度算法向每个用户指派一个物理数据区域。假设朝向每个用户发送的编码流被附近小区在相同物理数据区域内的传输126以及被背景噪声128削弱。削弱任何数据区域的活动传输的数目的范围根据在干扰小区中采用的调度策略而从0（无干扰）到N_I（最大干扰）。显然，流量负荷增长越多，具有大量干扰传输的可能性就越高（例如，对于每个小区中的全流量负荷，在每个数据区域中经历N_I个干扰源）。

图2A图示由BS₀ 100服务的小区100中的下行链路资源使用的简化示例。图2A示出包括K_T个子载波的OFDMA帧，每个子载波输送Z个连续OFDM符号。在该示例中，将帧划分成各自包括三个子载波的M个数据区域。在图1和图2A的示例中，BS₀ 100已经向用户设备108分配数据区域200、向用户设备110分配数据区域202和向用户设备112分配数据区域204。

图2B图示由BS₁ 102服务的小区102中的下行链路资源使用的简化示例。在图1和图2B的示例中，BS₁ 102已经向用户设备114分配数据区域206、向用户设备116分配数据区域208并且向用户设备118分配数据区域210。以相似方式，图2C图示由BS₂ 104服务的小区104中的下行链路资源使用的简化示例。在图1和图2C的示例中，BS₂ 104已经向用户设备120分配数据区域212、向用户设备122分配数据区域214并且向用户设备124分配数据区域216。

在下行链路多小区环境中，对于给定的用户设备，eNodeB在通过相同子信道进行传输的附近小区中产生共小区干扰。在一个实施例中，无线电资源分配由系统的每个eNodeB本地执行，从而优化为用户指派可用子信道。

集中于在一个数据区域内从BS₀ 100朝向通用第i个用户UE_i的下行链路传输，其中i∈S₀。将比特序列{b_i}编码、交织和映射到针对所考虑的数字调制而定义的复值符号{x_i}上。在调度器向用户MS_i分配的第m个物理数据区域内映射调制的信号。系统通过被AWGN128和小区间干扰126削弱的频率选择性衰落信道来传输帧的每个OFDM符号。不失一般性，集中于z个符号的帧内的一个OFDM符号。在第k个子载波之上的基带信号是：

$y_i\left(k\right)=\sqrt{P_i\left(m\right)}{h}_i\left(k\right)x_i\left(k\right)+w\left(k\right)---\left(1\right)$

其中h_i(k)是表征在BS₀与第i个用户之间的链路的信道增益，P_i(m)是在整个第m个数据区域内使用的传输功率。子载波索引k在子载波之上范围为k∈F_m。这里将干扰项w(k)建模为具有总功率

的AWGN，该AWGN对第i个用户在第m个数据区域内感测的平均（关于衰落）干扰功率进行建模。可以表达信道增益h_i(k)为，

$h_i\left(k\right)=\frac{{\mathrm{\α}}_i\left(k\right)}{d_i^{\mathrm{\β}/2}}---\left(2\right)$

其中α_i(k)表示规一化的衰落信道，从而E[|α_i(k)|²]=1。表示在MS_i与BS₀之间的距离为d_i，并且路径损耗指数为β（典型值的范围从2到4）。

在一个实施例中，在资源分配中仅考虑无线电信道的二阶统计量。在信道和干扰统计量内对第m个数据区域内的信噪比SINR取平均。可以定义在整个第m个逻辑信道内的平均SINR为：

${\mathrm{\γ}}_i\left(m\right)=\frac{P_i\left(m\right)g_i\left(m\right)}{{\mathrm{\σ}}_i^2\left(m\right)}---\left(3\right)$

其中信道增益g_i(m)=E_k[|h_i(k)|²]是在第m个数据区域内的平均增益。对于在第i个用户与第m个子信道之间的给定的候选关联，可以将用户设备接收器性能（表达为BER）描述为SINR γ_i(m)的给定函数f(·)，从而BER_i=f(γ_i(m))。性能强烈地是非线性的，并且它依赖于所采用的信道编码、交织、干扰表征和传播环境（例如，信道多径结构、信道提供的分集等）。函数f(·)在执行调度的eNodeB处是已知的。函数f(·)因此是例如将BER或者FER（误帧率）表示为SINR的函数的链路性能曲线。在一个实施例中，可以通过物理层仿真来获得描述f(·)的查找表。

该函数应当考虑具体传输环境（信道类型、衰落等）和采用的调制编码方案。

函数f(·)用来在目标BER已知时调节功率。例如，如果使用需要性能BER=10^-6的应用，则（例如，来自查找表的）函数f(·)用来评估对于所考虑的通信环境保证这样的BER的SINR。一旦获得SINR目标，便可以评价达到这样的SINR的传输功率。

总削弱

${\mathrm{\σ}}_i^2\left(m\right)=\underset{k\∈k}{\mathrm{\Σ}}{1}_k\left(m\right)\·P_k\left(m\right)g_{i,k}\left(m\right)+{\mathrm{\σ}}_{\mathrm{bn}}^2---\left(4\right)$

考虑在第i个BS与第i个用户之间的平均信道增益g_k，i(m)、第k个BS在第m个资源之上采用的传输功率P_k(m)。如果第k个BS采用第m个资源则将通/断函数1_k(m)定义为1_k(m)=1否则为0。最后，

是背景噪声的功率。

应当注意以上等式仅为举例。本发明的实施例不限于以上提到的模型。在现实情形中，信道和干扰可以不同。无需显式等式，因为也可以利用数值仿真或者经验分析以获得需要的信息。

图3图示第i个用户感测的干扰电平的示例。如图3中所示，对于给定的用户，信道增益{g_i，k(m)}_k∈K和传输功率{P_k(m)}_k∈K在不同BS之间的变化沿着数据区域M产生强干扰波动。因此，频谱从数据区域到数据区域和从MS到MS呈现不同干扰电平该效果在小区经历少量活动用户（即，有限流量负荷η＜1）的情况下甚至更强，因为一些数据区域可能未被使用。

每个用户设备MS由与连接到用户的特定应用（诸如语音、数据传输等）关联的最小服务质量表征。在实际系统中，可以将这样的要求定义为用于通信链路的最大所需误比特率BER（BER_i）。对于给定的系统设置和传播环境，可以用最小SINR目标

对第i个用户的服务要求进行建模。利用以上介绍的参数化，可以表达目标SINR为

查找表可以用来评估用于BER目标的SINR。

每个用户设备MS可以被配置用于评价在每个逻辑信道、但不是对经历的干扰电平有责任的链路之上的干扰电平。干扰在这里由长期统计量表征为平均功率。可以假设允许每个MS以通过反馈信道130提供在所有数据区域集合上（或者在预定义子集上）感测的干扰电平。清楚的是可以使用不同和异构类型的反馈作为例如在数据区域内感测的干扰功率或者信号强度或者SINR电平。在一个实施例中，假设通用第i个用户转发矢量δ_i=[δ_i(1),...,δ_i(M)],该矢量收集在M个数据区域内的归一化的SINR：

${\mathrm{\δ}}_i\left(m\right)=\frac{g_i\left(m\right)}{{\mathrm{\σ}}_i^2\left(m\right)}---\left(5\right)$

如以上所言，由于信道增益和传输功率相对于干扰信号的差，干扰电平沿着数据区域波动。因此，在δ_i条目中反映这些波动。

清楚的是本发明的实施例可以适应不同反馈类型（例如，在提供干扰功率集合δ_i(m)时）。

在本发明的一个实施例中，确定在活动用户与可用数据区域之间的最优关联。可能的最优性标准的示例是a）在服务要求约束之下的最小总传输功率或者b）在总功率预算之下的最大合计容量。传输功率是指eNodeB需要向所有用户进行传输的总功率。服务要求的示例是指对于给定的链路所允许的最大误比特率。

功率最小化直接反映朝向邻居小区生成的干扰减少以及能量节省。

在一个实施例中，所提出的方法提供在用户与数据区域之间的最优关联以及用于给定的关联的最优功率控制解决方案。可以将最优性定义为在性能约束下对于下行链路来说在小区级别上的最小总传输合计功率。

在另一实施例中，所提出的方法以在给定的总功率约束下最大化总小区容量为目的。因此，给定对于eNodeB允许的总传输功率，目的是在考虑每个用户设备的服务要求约束的情况下最大化小区容量。

在一个实施例中，与eNodeB通信的每个用户设备被配置用于通过反馈信道向eNodeB传输关于M个子信道的信道状态信息（CSI）。可以将CSI定义为在每个子信道之上的信噪比（SINR）、噪声电平或者信号强度。每个用户设备可以被配置用于测量和报告用于小区中的所有数据区域的CSI而无论数据区域是否被指派给该特定用户设备、未被指派或者被指派给其它小区内用户。可以在信道衰落和干扰波动内对CSI求平均（即在多个连续帧内求平均）。

在一个实施例中，可以在算法性能和需要的CSI报告带宽之间进行折衷。在这样的情况下，每个用户设备可以被配置用于仅测量和报告数据区域的子集。

提出的本发明的实施例包括将在eNodeB上本地执行的资源分配算法。然而，相同方式也可以应用于其中所有eNodeB采用相同优化过程的多小区场景。

以下先描述用于单个小区的资源分配算法。接着，将相同解决方案扩展至多小区环境。如果考虑多个eNodeB以分布方式执行解决方案，提出的方法在系统级别收敛至最优值（如果它存在）。

对于第k个BS，资源分配问题包括在用户S_k与数据区域M之间的关联。令a_i={MS_i,m}指示用户MS_i关联到第m个数据区域，MS_i∈S_k并且m∈M。算法的目标是发现在N个用户与M个数据区域之间的最优关联A_k={a₁,...,a_N},从而A_k∈Θ，其中Θ收集共计

个可能组合。

在每个小区内，无线电资源仅由一个单个用户使用（不允许小区内频率复用），从而并且i=j。

BS执行的算法以最小化依赖于资源分配策略A={a₁,...,a_N}的全局成本函数U(A)为目的。这里，利用N个用户提供的等式（5）的反馈的集合

来执行资源指派。在一个实施例中，对于每个用户沿着数据区域使用SINR值δ_i的波动。策略是向示出最佳条件（例如最小干扰电平）的数据区域分配用户。在多用户接入场景中，给定的数据区域可以是用于多于一个用户的最佳选择。因此，从小区级别的角度来看，最优解由为整个系统提供最小成本的资源分配的组合来表示。

在一个实施例中，可以陈述在第k个小区中执行的优化问题为：

$A_k=\arg \underset{A\∈\mathrm{\Θ}}{\min }U\left(A\right)---\left(6\right).$

成本函数的定义代表优化问题中的主自由度之一。以下假设可以将全局U(A)定义为在所有关联MS数据区域内评价的成本函数之和，从而

$U\left(A\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}u\left(a_i\right)---\left(7\right).$

在一个实施例中，应当在以下约束之下执行优化的关联：

其中P_max是最大允许传输功率。例如，可以根据不同方式制定给定的候选关联a_i={MS_i，m}的成本函数u(a_i),包括系统的所需传输功率和容量。在一个实施例中，在成本函数中使用为了在约束（8）之下将用户MS_i与第m个数据区域关联所需要的功率。以下研究该备选。不管成本函数定义如何，（6）的解在二分图中由加权的（理想）匹配问题的组合优化问题表示。图4图示二分图中的理想匹配的示例。每个用户应当关联到一个信道。最优关联是具有最小合计权重的关联。可以如图4中所示通过将用户S_k和信道M视为与基数NM的有向边（directed edge）集合

全连接的两个顶点子集来构造图形。边e_i,m与为了将用户i与信道m关联而请求的成本w(e_i,m)关联。将每个权重定义为w(e_i,m)=u(a_i),其中a_i为候选关联。可以采用若干算法来解决这一类问题：最优解由本领域技术人员熟知的Hungarian算法表示。

优化的结果是策略A_k，该策略利用为了与小区的所有用户建立通信所需要的最小总成本（7）来表示用户和数据区域的组合。

在一个实施例中，采用传输功率：

u(a_i)=P_i(m)    (9)

作为用于候选数据区域m上的第i个用户的成本函数。如以上讨论的那样，可以将约束（8）重新映射为最小所需SINR，从而

通过（3）可以获得传输功率为

$P_i\left(m\right)=\frac{\stackrel{\‾}{{\mathrm{\γ}}_i}}{{\mathrm{\δ}}_i\left(m\right)}.---\left(10\right)$

这里应用功率控制以通过达到希望的SINR来补偿信道增益。可以在评价P_i(m)时在构造图形期间应用相对于最大允许功率的约束（8）。在P_i(m)＞P_tot的情况下，不能针对所考虑的候选对a_i提供所需SINR电平

因此应当从图形中去除相对可能的关联。

图5A是图示一个实施例的流程图。流程图图示迭代最优子载波分配和功率控制分布式算法的阶段。先描述用于单个小区的解决方案。

集中于第k个小区，基站必须与集合S_k的用户建立链路。可以将该方法表示为最佳响应方式，因为在优化的每个迭代，基站选择在最小化它的成本函数、因此最大化它的最佳响应策略的数据区域上进行传输。实施例始于步骤500。

在步骤502中，执行资源分配的初始化。在一个实施例中，系统的基站通过向每个用户指派在所有可用信道中随机选择的一个信道来初始化资源分配。

在一个实施例中，用最大传输功率初始化传输功率。在一开始，在帧的传输中采用初始信道指派和传输功率。由于未优化分配和功率指派，所以用户的初始性能（即，BER）不可预测，并且可能在一开始不满足用户的服务要求。

在步骤504中，传输一个或者多个下行链路帧。

在步骤506中，多小区系统中的用户设备（MS）针对整个频谱估计CSI。然后，每个MS更新矢量δ_i，该矢量收集在M个数据区域内感测的SINR值。

在步骤508中，基站通过反馈信道从属于它的小区的每个用户接收

另外，每个基站为每个用户设置如由用户使用的应用或者服务所规定的并且对于所考虑的传输环境所规定的请求的服务目标

性能根据需要的服务或者应用而变化。例如，语音流量需要可以不同于web应用或者VoIP的BER。不同的BER意味着不同的SINR目标。

在步骤510中，基站的调度器通过如图4中描绘的那样针对i∈S_k和m∈M的所有组合计算NM个边（edge）w(e_i，m)来构造图形。调度器采用组合的优化算法来求解图形。可能的算法例如是Hungarian、Gabow和Dijkstra算法。此外，也可以运用次优算法以减少最优算法的计算复杂性。本领域技术人员知道存在适合于优化任务的许多适当算法。图形最小化的解给出最佳关联策略A_k。因此，确定用于每个MS的适当数据区域。此外，调度器被配置用于针对选择的关联确定传输功率P_i以便满足请求的服务目标。因此，确定满足每个连接的服务要求的用于每个连接的最小下行链路传输功率。

在步骤512中，基站比较获得的合计功率与先前资源分配的合计功率。如果先前使用的合计功率与获得的值相同，则过程在步骤504中继续。

如果先前使用的合计功率大于获得的值，则基站根据调度器的解改变传输策略。

在步骤514中，使用常规信令信道向用户通知新资源分配。例如，在当前LTE标准中，向用户通知其中已经放置他们的数据的每个传输的下行链路帧。

该过程在步骤504中继续。

在一个实施例中，算法通过在优化过程中简单地包括新用户的干扰分布来考虑需要接入的新用户。可以扩展图4的图形以包括连接到整个数据区域集合的一个或者多个用户。因此，在第一可能的算法迭代中，在步骤510中包括新用户（即，优化算法应用于包括“旧”和“新”用户的整个用户集合），并且用新的N值执行优化。

图5B是图示一个实施例的流程图。描述用于多小区的解决方案。在多小区系统中，系统的每个基站可以被配置用于以迭代分布方式执行以上分配方法。可以将所得到的行为建模为非协作游戏。实施例始于步骤520。

在步骤522中，执行资源分配的初始化。系统的每个基站通过向每个用户指派在所有可用信道之中随机选择的一个信道来初始化资源分配。用最大传输功率初始化传输功率。在一开始，在帧的传输中运用初始信道指派和传输功率。

在步骤524中，传输一个或者多个下行链路帧。

在步骤526中，系统的基站接收令牌（token），该令牌向基站通知轮到它执行优化。

在步骤528中，具有令牌的基站执行如以上在步骤506至512中描述的优化过程。

在步骤530中，发送多个下行链路帧以让多小区系统中的用户更新他们的CSI。可以预定发送的帧数目。

在步骤532中，向下一基站传递令牌，并且该过程在步骤526中继续。

设计以上描述的分布式过程以在一些迭代之后在系统级别提供最优解（如果存在）。该解可以由游戏的纳什（Nash）均衡表示，并且它的特征在于稳定并且达到用于整个系统的总最小传输功率。在存在可以降低传输功率的任何不同关联时达到均衡。

该过程需要在基站之间的配合以传递令牌。可以采用轮询方式在基站之间通过信令信道分发令牌。因此，可以消除两个或者更多基站的同时优化过程。可以预定在令牌的后续传递之间的时间。

在一个实施例中，不利用轮询方式，但是允许基站在随机时间优化分配。即使算法实施不严格地需要协调（即，令牌），在基站之间存在该轻度协调仍然保证可以达到均衡（如果存在）。另外，相对于随机方式可以更快并且用更少迭代达到均衡。

可以用许多方式执行从用户设备向基站报告CSI。

在一个实施例中，用户设备可以通过在每帧内发送CSI子集来定期地报告CSI直至与所有数据区域有关的CSI被传输。在一个实施例中，基站可以向用户设备请求特定数据区域的CSI。在一个实施例中，利用CSI的自组织（ad-hoc）数据压缩和非均匀量化。

图6图示eNodeB或者基站的示例。eNodeB100包括操作地连接到存储器602的控制器600。控制器600控制基站的操作。存储器602被配置用于存储软件和数据。eNodeB包括被配置用于建立和维护与基站的服务区域内的用户设备的无线连接的收发器604。收发器604操作地连接到控制器600和天线布置608。天线布置可以包括一组天线。天线的数目可以例如是两个或者四个。天线的数目不限于任何特定的数目。

基站可以操作地连接到通信系统的其它网元。网元可以例如是MME（移动性管理实体）、SAE GW（SAE网关）、无线电网络控制器（RNC）、另一基站、网关或者服务器。基站可以连接到多于一个网元。基站100可以包括被配置用于建立和维护与网元的连接的接口610。

在一个实施例中，基站包括被配置用于执行以上描述的资源分配和功率控制操作的调度器612。调度器可以操作地连接到控制器和存储器。

以上和附图中描述的步骤和有关功能无绝对时间顺序，并且可以同时或者按照与给定的顺序不同的顺序执行步骤中的一些步骤。可以在步骤之间或者在步骤内执行其它功能。也可以省略或者用对应步骤替换步骤中的一些步骤。

可以将能够执行以上描述的步骤的装置或者控制器实施为可以包括工作存储器（RAM）、中央处理单元（CPU）和系统时钟的电子数字计算机。CPU可以包括一组寄存器、算术逻辑单元和控制器。控制器由从RAM向CPU传送的程序指令序列控制。控制器可以包含用于基本操作的多个微指令。微指令的实施可以根据CPU设计而变化。程序指令可以由编程语言编码，该编程语言可以是高级编程语言、诸如C、Java等或者低级编程语言、诸如机器语言或者汇编语言。电子数字计算机也可以具有可以向用程序指令编写的计算机程序提供系统服务的操作系统。

一个实施例提供在分布介质上体现的计算机程序，该计算机程序包括程序指令，这些程序指令在加载到电子装置中时被配置用于控制装置以执行以上描述的实施例。

计算机程序可以是源代码形式、目标代码形式或者是一些中间形式，并且它可以存储于某一类载体中，该载体可以是能够携带程序的任何实体或者设备。这样的载体例如包括记录介质、计算机存储器、只读存储器和软件分发包。根据需要的处理能力，可以在单个电子数字计算机中执行计算机程序或者可以在多个计算机之中分布它。

也可以将该装置实施为一个或者多个集成电路、诸如专用集成电路ASIC。其它硬件实施例也是可行的、诸如由分立的逻辑部件构建的电路。这些不同实施方式的混合也是可行的。

在选择实施方法时，本领域技术人员将考虑例如对于装置的尺寸和功率消耗、必需处理能力、生产成本和生产量设置的要求。

本领域技术人员将清楚，随着技术发展，可以用各种方式实施本发明概念。本发明及其实施例不限于以上描述的示例而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (18)

1.一种装置，包括：

至少一个处理器和包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置用于与所述至少一个处理器一起使得所述装置至少：

在给定的数据区域上使用正交频分多址连接与多个用户设备通信；

为每个连接选择一个或者多个数据区域；

选择将在每个连接上使用的传输功率，其中通过在满足每个连接的性能标准的情况下最小化在所有连接上使用的总传输功率来执行对数据区域和功率的所述选择。

2.根据权利要求1所述的装置，所述装置被配置用于：

从每个用户设备接收信道状态信息测量，并且

在执行选择时利用所接收的信道状态信息。

3.根据权利要求2所述的装置，其中从所述用户设备接收的所述信道状态信息包括来自所述装置可使用的所有数据区域的测量信息。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置被配置用于从另一装置接收指示它能够开始所述选择过程的令牌。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置被配置用于向另一装置发送指示所述另一装置能够开始所述选择过程的令牌。

6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中每个数据区域包括给定数目的正交频分多址子载波。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置被配置用于：

针对它与之具有连接的每个用户设备确定在给定传输功率下满足用户设备的服务要求的数据区域，

通过最小化在所有连接上使用的总传输功率而从所确定的数据区域中为每个用户设备选择一个或者多个数据区域。

8.一种方法，包括：

在给定的数据区域上使用正交频分多址连接与多个用户设备通信；

为每个连接选择一个或者多个数据区域；以及

选择将在每个连接上使用的传输功率，其中通过在满足每个连接的性能标准的情况下最小化在所有连接上使用的总传输功率来执行对数据区域和功率的所述选择。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

从每个用户设备接收信道状态信息测量，并且

在执行选择时利用所接收的信道状态信息。

10.根据权利要求9所述的方法，其中从所述用户设备接收的所述信道状态信息包括来自所述装置可使用的所有数据区域的测量信息。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括：从另一装置接收指示它能够开始所述选择过程的令牌。

12.根据权利要求8所述的方法，还包括：向另一装置发送指示所述另一装置能够开始所述选择过程的令牌。

13.根据权利要求8所述的方法，其中每个数据区域包括给定数目的正交频分多址子载波。

14.根据权利要求8所述的方法，还包括：系统中的与多个用户设备通信的给定的装置集合按预定顺序执行对数据区域和功率的选择，并且在所述选择之间有预定时间。

15.根据权利要求8所述的方法，还包括：系统中的与多个用户设备通信的给定的装置集合在相对于彼此的随机时刻执行对数据区域和功率的选择。

16.根据权利要求8所述的方法，还包括：

针对它与之具有连接的每个用户设备确定在给定的传输功率下满足用户设备的服务要求的数据区域，并且

通过最小化在所有连接上使用的总传输功率而从所确定的数据区域中为每个用户设备选择一个或者多个数据区域。

17.一种设备，包括：

用于在给定的数据区域上使用正交频分多址连接与多个用户设备通信的装置；

用于为每个连接选择一个或者多个数据区域的装置；以及

用于选择将在每个连接上使用的传输功率的装置，其中通过在满足每个连接的性能标准的情况下最小化在所有连接上使用的总传输功率来执行对数据区域和功率的所述选择。

18.一种在分发介质上包含的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令在加载到电子装置中时控制所述装置：

在给定的数据区域上使用正交频分多址连接与多个用户设备通信；

为每个连接选择一个或者多个数据区域；

选择将在每个连接上使用的传输功率，其中通过在满足每个连接的性能标准的情况下最小化在所有连接上使用的总传输功率来执行对数据区域和功率的所述选择。

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