CN104620643A

CN104620643A - 用于无线网络中的下行功率控制和调度的系统和方法

Info

Publication number: CN104620643A
Application number: CN201380047298.5A
Authority: CN
Inventors: 伽米尼·瑟纳瑞斯; 张航; 程候庭; 法伊德·特若克
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Honor Device Co Ltd
Priority date: 2012-09-13
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: US20150351055A1; CN104620643B; US9072065B2; US20140073369A1; WO2014040527A1; US20160286498A1; US9369973B2; US10028233B2

Abstract

提供用于在无线网络中提供联合功率控制(PC)和调度的方法和系统。在一项示例中，一种方法包括根据长期信道统计生成近似最优的功率模式用于PC和调度。所述近似最优的PC方案可通过以下操作生成：首先根据可能的调度场景生成一组可能的功率模式，随后在统计上缩小所述一组可能的功率模式以识别最常用的功率模式，以及最后选择最常用的功率模式中的一个作为所述近似最优的功率模式。在另一项示例中，提供最优PC方案表用于以自适应和/或动态方式执行分布式PC和调度。

Description

用于无线网络中的下行功率控制和调度的系统和方法

本发明要求2012年9月13日递交的发明名称为“用于无线网络中的下行功率控制和调度的系统和方法(Systems and Methods for DownlinkPower Control and Scheduling in a Wireless Network)”的第13/613,758号美国非临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中。

技术领域

本发明大体涉及无线通信，以及在具体实施例中，涉及优化无线通信系统中的下行功率控制和调度。

背景技术

下行功率控制(PC)是依赖于码分多址(CDMA)方案、正交频分多址(OFDMA)方案、单载波频分多址(SC-FDMA)方案和其它方案来管理下行通信的现代蜂窝通信系统中的一种重要考虑因素。具体而言(长期演进(LTE)无线网络)，下行PC调节频带的功率电平和下行共享物理信道(PDSCH)中的时频资源分配。有效的下行PC方案将在无线网络中提供足够的覆盖范围和吞吐量。

发明内容

本发明的优选实施例描述了用于优化下行功率控制的系统和方法，从而大体实现技术上的优势。

根据实施例，提供了一种用于在无线网络中提供联合功率控制(PC)和调度的方法。在该示例中，所述方法包括接收在周期时间间隔的第一实例期间收集的长期信道统计，以及基于所述长期信道统计生成近似最优的功率模式。在实施例中，所述近似最优的功率模式可通过以下操作来获取：首先根据可能的调度场景生成一组可能的功率模式，随后在统计上缩小所述一组可能的功率模式以识别最常用的功率模式，以及最后选择最常用的功率模式中的一个作为所述近似最优的功率模式。根据另一项实施例，提供了一种用于执行该方法的装置。

根据又一项实施例，提供了一种用于促进无线网络中的动态自适应部分频率复用(FFR)的方法。在该示例中，所述方法包括在无线网络中识别延长周期内观察到的多个常见调度场景，以及为所述常见调度场景生成最优功率模式表。所述最优功率模式可根据所述长期信道统计确定，以及所述最优功率模式表可提供给分布式基站以供在所述无线网络中实施。根据又一项实施例，提供了用于实施该方法的合适装置(例如，中央控制器、eNB等)。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考下文结合附图进行的描述，其中：

图1示出了用于实施分布式功率控制方案的无线网络架构；

图2示出了本地PC方案的图；

图3示出了用于实施静态部分频率复用(FFR)功率控制方案的无线网络架构；

图4示出了用于实施集中式或混合功率控制方案的无线网络架构的图；

图5示出了全局PC方案的图；

图6(a)示出了包含联合功率控制(JPC)和本地化调度的混合PC的图；

图6(b)示出了包含功率设置向量的JPC模式的图；

图7示出了用于执行包含JPC和本地化调度的混合功率控制的通信协议的图；

图8示出了用于计算在半静态JPC和本地化调度中使用的功率模式的方法的实施例；

图9示出了用于半静态JPC的循环间隔序列的实施例的图；

图10示出了eNB和PC控制器之间的通信序列的实施例的协议图；

图11示出了使用单个功率模式的半静态JPC的实施例；

图12示出了使用多个功率模式的半静态JPC的实施例；

图13示出了用于生成自适应功率模式表的方法的实施例的流程图；

图14示出了用于在无线网络中执行自适应PC的方法的实施例的流程图；

图15示出了描绘不同功率控制方案的性能变化的图；

图16示出了实施例基站的方框图；以及

图17示出了实施例PC控制器的方框图。

除非另有指示，否则不同图中的对应标号和符号通常指代对应部分。绘制各图是为了清楚地说明实施例的相关方面，因此未必是按比例绘制的。

具体实施方式

下文将详细论述当前优选实施例的制作和使用。然而，应了解，本发明提供可在各种具体上下文中体现的许多适用的发明性概念。所论述的具体实施例仅仅说明用以实施和使用本发明的具体方式，而不限制本发明的范围。

可以以分布式方式管理下行PC使得下行PC方案由基站(eNB)本地计算。图1示出了用于执行本地化/分布式PC的网络100，在网络100中，多个相邻eNB 110至130独立计算它们的PC方案。如图所示，eNB 110具有覆盖区域112，eNB 120具有覆盖区域122，以及eNB 130具有覆盖区域132(为了清楚和简洁起见，省略用户设备(UE))。图2示出了eNB110为可用时频资源块本地计算的PC方案200，可用时频资源块由在时域(T)(包括时隙T1、T2……TN)和频谱(F)(包括频带f₁、f₂……f₁₆)上延伸的资源块(RB)(由正方形表示)表示。应注意，频谱(F)是示例性的并且可根据系统需求修改以包含多于或少于16个频带。PC方案200包括给定时隙(T1、T2……TN)的RB的多个功率设置(p₁至p₁₆)和多个调度分配(s₁至s₁₆)。每个功率设置(p_i)可指定对应RB中将用于下行传输的功率电平，而每个调度分配(s_i)可指定对应RB中被分配用于接收下行传输的成员UE。在某些实施例中，例如，当RB被指派给多用户多入多出(MU-MIMO)应用时，一个或多个调度分配可指定多个UE。

尽管可扩展，但是在相邻eNB之间没有集中式管理或联合合作的情况下管理下行PC时，相邻小区之间通常产生高水平的小区间干扰。具体而言，与分配给小区中心用户(CCU)的频率相比，对于分配给小区边缘用户(CEU)的频率而言，eNB通常以更高的功率电平发射下行信号以补偿较长传播距离所导致的较大信号衰减。因此，当相邻小区使用同一频带与它们各自的CEU通信时，通常产生高水平的小区内干扰(ICI)，当PC由每个eNB单独处理时也经常出现这种情况。

本地化PC的一种替代方法是静态分配不同的频率以供在相邻小区的小区边缘处使用，这通常被称作部分频率复用(FFR)。图3示出了用于实施静态FFR方案的网络300的图。如图所示，网络300包括多个相邻eNB 310至320(为了清楚和简洁起见，省略用户设备(UE))。eNB 310具有覆盖区域312，其被划分为中心小区区域314和小区边缘区域316。类似地，eNB 320具有覆盖区域322(划分为中心小区区域324和小区边缘区域326)，eNB 330具有覆盖区域332(划分为中心小区区域334和小区边缘区域336)。如图所示，每个eNB 310至330均使用不同的频率(例如，F1、F2和F3)用于它们各自的小区边缘区域，这有助于降低网络300中的ICI。应注意，在某些实施例(例如，软FFR方案)中，当eNB 310至330中的一个eNB使用特定频率用于小区边缘传输时，eNB 310至330中的相邻eNB可限制使用该频率以降低功率传输。这可有效地缓解网络300中的小区内干扰，同时仍然允许相邻eNB 310至330至少有限使用该频率。

尽管有利于降低ICI，但是静态FFR方案(例如图3所示)未充分使用带宽资源，因为频率分配无法适应网络的不同小区之间的不同流量模式和/或不均匀用户分布。例如，如果(与外部小区区域326和336相比)不成比例地大量UE位于外部小区区域316内，那么eNB 310利用F1和F2用于小区边缘传输(例如，当eNB 320和330使用F3频谱的不同子带)可能是有利的。因此，需要使用FFR功率方案动态分配网络中的频带(或子带)的技术。

另一种替代方法是集中式功率控制，其中全局PC方案由集中式PC控制器动态计算。图4示出了无线网络400，该无线网络包括PC控制器401、PC，以及(分别)对应于多个覆盖区域412、422和432的多个eNB410、420和430。PC控制器401可以是能够基于eNB 410至430提供的数据和其它配置数据为无线网络400计算PC方案的任意设备。eNB 410至430可类似于eNB 110至130和/或UE 410至430进行配置，并且可服务多个UE(为了清楚和简洁起见未在图4中描绘)。

集中式控制器401可基于eNB 410至430提供的数据(例如，信道统计)为每个eNB 410至430动态计算PC方案。当使用穷举搜索方法时，PC控制器401可考虑PC方案的所有可能组合，从而可生成优化网络400中的吞吐量/覆盖范围的一组PC方案。然而(出于下述原因)，从实际的角度来说，由于许多无线网络中的计算资源有限，使用穷举搜索方法以完全动态的方式计算全局PC方案可能很难执行。图5示出了用于eNB 410至430的全局PC方案500。如图所示，全局功率方案500包括含有用于eNB 410的一组功率设置和调度分配[(p₁’,s₁’)；…(p₁₆’,s₁₆’)]的PC方案510，含有用于eNB 420的功率设置和调度分配[(p₁”,s₁”)；…(p₁₆”,s₁₆”)]的PC方案520，以及含有用于eNB 430的功率设置和调度分配[(p₁”’,s₁”’)；…(p₁₆”’,s₁₆”’)]的PC方案530。每个PC方案510至530均可类似于PC方案200，但是可被共同计算使得在开发PC方案510时考虑PC方案520至530中的功率设置和调度分配(反之亦然)。

尽管全局PC方案的动态计算可(理论上)优化吞吐量/覆盖范围，但是实际限制可阻碍其在许多网络中的实施。具体而言，获取最优吞吐量/覆盖范围所需的穷举搜索方法可能会给PC控制器401带来繁重的计算负载。在大型网络中这点尤其成为问题，其中计算负载可变得非常繁重以至于使用穷举搜索方法的动态全局化PC变得不可行。

一种降低PC控制器的计算负载的技术是使用非穷举算法(例如，考虑少于所有可能组合的算法)。然而，产生近似最优结果的非穷举算法往往无法足够快速地执行来实现动态实施，而能够实现动态实施的非穷举算法通常产生次优结果。

另一种用于降低PC控制器的计算负载的技术是将调度(例如，包括调制编码选择)委派给eNB 410至430。具体而言，PC方案500的计算(基本上)可以分为两个任务，即：(1)功率模式的计算(例如，各种时频资源的一组功率设置)；以及(2)调度。在实施例中，调度可包括将各种时频资源分配给UE以及选择调制编码方案(MCS)用于传输。图6(a)示出了分叉的PC方案600，包括一组功率设置612、622、632，以及一组匹配的调度分配614、624和634，该方案对应于PC方案510至530。因此，当使用混合方法时，功率控制器401负责功率设置612、622、632(即，联合功率控制(JPC))，而eNB 410至430负责调度分配614、624和634(即，本地化调度)。本地化调度可包括那些传输的调制编码(MCS)水平。应注意，可基于功率设置612、622、632计算调度分配614、624和634，因此通常可在功率控制设置的全局计算之后(即，JPC之后)执行本地化调度。

为了清楚起见，一组功率模式612、622、632中的对应功率设置(例如，p1’、p1”、p1”’)可以表示为向量，如图6(b)中的功率模式652所描绘。如图所示，功率模式652的每个RB具有功率设置向量，其对应于功率模式612、622、632中的一组功率设置(p_l’、p_l”、p_l”’)。因此，功率模式652是来自各个eNB的功率模式612、622、632的短形式表示法，并且同样可基于eNB 410至430报告的信道统计进行动态计算(例如，根据算法)。

图7示出了描绘eNB 410至430和PC控制器401之间的现有技术通信序列700的协议图，该通信序列用于计算功率模式652。通信序列700开始于eNB 410至430将短期信道统计705报告给PC控制器401。信道统计705可指定在调度(S0)期间收集的信息，因此可只反映网络400的流量模式和/或用户分布的快照。PC控制器401可在接收到信道统计705之后计算功率模式(P1)，之后将一组对应的功率设置710返回给eNB 410至430。在接收到功率设置710之后，eNB 410至430可执行新一轮的调度(S1)。随后，eNB 410至430将收集第二组信道统计715并报告给PC控制器401，用于计算第二功率模式(p2)。因此，每一轮调度(SN)均计算新的功率模式(PN)。

如图所示，计算新的功率模式所需的计算周期(T_c)可构成动态更新网络400中的全局PC方案所需的总周期(T_p)的一部分。当周期(T_p)延长时，网络400在适应不断变化的流量状况和/或用户分布时变得不太灵活。例如，如果周期(T_p)由1000个时隙(例如，T1、T2……T1000)组成，那么功率模式652的更新可能相对较少，导致延迟和/或低于标准的性能。因此，网络400中的动态计算的相对有效性可通过更新之间的延迟周期(T_p)来限制，当网络400变得越来越大时，延迟周期可增加/延长。由于用于计算PC模式的更为准确的非穷举算法通常需要更多的处理资源和/或更长的计算周期(T_c)，所以所述算法的相对有效性由于它们固有的较长时延(即，较长的T_p)受到限制。

本发明的各个方面描述了一种用于计算功率模式的静态方法、半静态方法，以及自适应方法，每种方法提供比上述分布式/本地化方法、静态FFR方法，以及集中式/动态方法更多的优点。用于计算功率模式的静态方法可包括找到在网络的典型流量状况下提供最佳平均性能的功率模式。在某些实施例中，静态方法可优化功率和频带以实现最佳的整体系统性能，从而提供比上述静态FFR方法更多的优点。用于计算功率模式的半静态方法可利用网络在类似时间周期内观察重复和/或相关调度场景(例如，流量模式、用户分布等)的趋势。这些重复和/或相关的调度场景可影响用户(作为一个整体)在类似周期内以可预测方式活动的趋势。例如，网络或一组相邻覆盖区域中的调度场景(例如，流量模式等)可能在一周各天的某个时间间隔(例如，10am至11am)内相对类似。因此，在时间间隔的第一实例(例如，周一的1pm至2pm)内收集到的信道统计可能与在连续对应的间隔(例如，周二至周五)内收集到的信道统计相关。

图8示出了一种用于计算在半静态JPC和本地调度中使用的功率模式的方法800。方法800开始于方框805，其中N被初始化为0。接着，方法800前进到步骤810，在步骤810中，PC控制器401从eNB 410至430接收间隔N对应的长期信道统计。长期信道统计可由eNB 410至430在延长周期(例如，一小时等)内收集，并且可对应于与间隔N(例如，工作日里的12pm至1am)唯一关联的特定时间段。接着，方法800可前进到方框820，其中PC控制器401可在一组可能的调度场景内生成一组潜在功率模式。可能的调度场景可对应于在收集到长期信道统计的周期(即，间隔N)内观察到的调度场景(例如，流量模式等)。

在执行该步骤之前，控制器可将快/时间衰落分量引入长期信道统计中，之后基于修改后的长期信道统计生成额外的调度场景。可使用从分布式节点接收到的信息，例如每个信道(例如，用户和每个eNB之间的空中信道)的衰落统计生成衰落分量。存在用于获取衰落分量的各种技术，例如瑞利衰落、莱斯衰落等。添加时间衰落分量可产生额外的调度场景，因此可能导致要计算更多的功率模式(例如，每个额外的调度场景对应一个功率模式)。

接着，方法800可前进到步骤830，在步骤830中，PC控制器401可使用统计缩小技术将一组潜在功率模式收缩为功率模式子集。换言之，PC控制器401可使用统计缩小技术从一组原始的潜在功率模式中移除某些功率模式(例如，不常见的功率模式)和/或合并多个功率模式(例如，冗余/相关的模式)，从而生成常见功率模式子集。这些常见功率模式可以是为高比例的可能(例如，观察到的)调度场景(例如，地理流量和用户分布、其它网络的可用性、来自其它网络的干扰等)提供近似最优设置的模式。各种缩小技术(下文将详细论述)可用于将一组功率模式收缩为所需功率模式子集。例如，一种统计缩小技术可合并重复和/或大体相关的功率模式以识别高概率功率模式以及低概率功率模式。相同或其它的技术可剔除(即，移除)不可能的功率模式，从而创建可能更适于在间隔N内观察到的大量调度场景(例如，流量模式、用户分布等)的功率模式子集。

在将一组功率模式收缩为常见功率模式子集之后，方法800可前进到步骤840，在步骤840中，PC控制器可在功率模式子集中选择一个或多个功率模式用于在间隔N的未来实例内在网络中实施。在某些实施例中，可随机选择功率模式。在其它实施例中，可基于分配的概率(下文论述)选择功率模式。方法800随后可前进到步骤850，在步骤850中，选择的功率模式可发送给eNB以便在间隔N的下一周期实例内实施。之后，方法800可前进到步骤860，在步骤860中，PC控制器可增加N(例如，加1)。方法800随后可重复步骤810至860直至为循环周期中的所有间隔计算功率模式(例如，直到N>N_max)，此时N将被重新初始化为零，使得可为下一间隔循环重复方法800(因为N从0递增到N_Max)。例如，在使用一周各天的24个一小时间隔的实施例中，N_max可等于23。

图9示出了循环间隔序列900，其包括与一天内的小时数对应的多个间隔(I₀至I₂₃)(例如，I₀≈12pm至1am等)。如图所示，给定间隔(I_N)的早期实例的变量(例如，信道统计、流量模式、用户分布等)可预测该间隔的后期实例。

图10示出了描绘eNB 410至430和PC控制器401之间的通信序列1000的协议图，该通信序列用于计算功率模式652。如图所示，通信序列1000开始于eNB 410至430将长期信道统计1005报告给PC控制器401。长期信道统计1005对应于给定间隔的第一实例(周一的I_N)内发生的调度(SN₀)期间收集到的信道统计，并且包含比上述短期信道统计705更多的信息(例如，统计显著信息)。应注意，本文使用的一周中的各天(例如，周一、周二……周五)作为示例性实施例，本发明的各个方面可应用于其它循环时间段(例如，学校或办公工作时间表、月、年)，在这期间观察到重复/预测的流量模式。在接收到长期信道统计之后，PC控制器401可计算一个或多个功率模式1010(例如，P*、P**等)，这些功率模式可被传送到eNB 410至430。功率模式1010可由PC控制器401离线计算，并且可在周二的给定间隔(I_N)的第二实例期间实施。重要的是，eNB 410至430基于功率模式1010执行(周二的)调度SN₁，因此调度可以动态和分布式/本地化方式执行。在周二的间隔I_N到期之后，eNB 410至430可将在(周二的)间隔I_N期间收集到的长期信道统计1115报告给PC控制器401。这些交换可重复直至周五。在某些实施例中，使用率在周末有很大的区别，因此在周一至周五收集到的信道统计无法很好地适用于预测周六和周日的流量模式和/或用户分布。在这些实施例中，在上周末收集到的统计可用于计算用于周六/周日的半静态调度的功率模式。

通信序列1000在若干方面优于现有技术通信序列700。例如，功率模式1010、1020(分别)基于长期信道统计1005、1015，而功率模式705、715通常基于短期信道统计710、715。因此，功率模式1010、1020提供比功率模式705、715(平均)更好的覆盖/吞吐量，尤其当延迟(例如，图7中的T_P)防止网络迅速对使用率变化作出反应时。此外，功率模式1005、1015离线计算(例如，在较长时间段内)，因此可消耗比功率模式705、715的计算(通常以准实时方式动态计算)更少的处理资源。在没有严格时间限制的情况下，功率模式1005、1015可使用更为彻底的算法(例如，穷举方法或具有更少补偿的方法)进行计算。另一优势是在通信序列1000中执行的信令要比现有技术通信序列700中的少，因此，消耗了更少的网络资源。

在某些实施例中，方法800可生成一个功率模式(例如，P*)，该功率模式可用于整个间隔(I_N)。图11示出了在间隔(I₀)的每个时隙(T1、T2……TN)内重复功率模式P*的实施例。在其它实施例中，方法800可生成若干功率模式(例如，P*、P**、P***等)，这些功率模式可用于整个间隔(I_N)。图12示出了在间隔(I₀)的连续时隙(T1、T2、T3……T[N-2]、T[N-1]、TN)内重复功率模式序列(P*、P**、P***)的实施例。尽管功率模式序列(P*、P**、P***)被描绘为按顺序重复，但是非顺序布置可在某些实施例中使用(例如，P*、P**、P*、P***等)。

用于将一组潜在模式收缩为可能功率模式子集的统计缩小技术可随实施例而改变，并且可包括一个或多个下述步骤。一个缩小步骤是合并冗余和/或相关的功率模式。在合并过程期间，合并两个模式的功率电平以形成单个功率模式。在一项实施例中，可通过删除/移除不太可能的功率模式而不改变更有可能的功率模式的功率电平来实现合并。在其它实施例中，可通过使用对应功率电平的概率作为权重，例如(a1*P1+a2*P2)/(a1+a2)和a2*P2合并对应功率电平来实现合并，其中a1和a2是每个功率模式的概率。还可使用合并功率模式的替代性技术。冗余的功率模式可以是那些具有相同功率设置(即，p1*＝p1**，p2*＝p2**等)的模式。相关的功率模式可以是那些具有类似功率设置(即，p1*≈p1**，p2*≈p2**等)的模式。在实施例中，大体上相关的功率模式可以是欧几里得距离小于阈值(E_th)的模式。例如，如果第一功率模式(P*)和第二功率模式(P**)的欧几里得距离(E(P*,P**))小于阈值(例如，E(P*,P**)<E_th)，那么这两个功率模式可能大体上相关。可根据以下公式找到给定功率模式对(P*、P**)的欧几里得距离：

E (P^{*}, P^{* *}) = \sqrt{{(p_{1}^{*} - p_{1}^{* *})}^{2} + {(p_{2}^{*} - p_{2}^{* *})}^{2} + . . . {(p_{m}^{*} - p_{m}^{* *})}^{2}}

其中p_l是频带(f_l)的功率设置，m是下行信道中的频带数目。

另一缩小步骤可以是移除不可能的功率模式。可基于一个模式的合并次数分配概率。例如，一组潜在功率模式中存在500个潜在功率模式，每个功率模式(最初)具有约为0.2％的概率权重。因此，将五个冗余/相关的功率模式合并为单个功率模式将一组潜在功率模式的数目减少为约496，以及将约为1％(例如，0.2％乘以5)的概率权重分配给合并的功率模式。

另一缩小步骤是基于功率模式的概率对功率模式进行排列(例如，在合并之后)，并(随后)合并不太可能的功率模式。例如，更有可能的功率模式可吞并不太可能的功率模式直至剔除足够数目的不可能的功率模式。所利用的缩小技术可包括一个或多个上述步骤。

功率模式计算的自适应动态方法是半静态方法(图8)的替代方法，半静态方法在具有检测流量模式能力的网络中更为有利，但是缺乏定期计算功率模式的计算能力。图13示出了用于生成在自适应方法期间使用的表的方法1300。

方法1300开始于步骤1310，在步骤1310中，外部处理设备可接收延长时间段期间在网络中收集到的长期信道统计。方法1300可前进到步骤1320，在步骤1320中，外部处理设备可基于在延长周期内观察到的流量模式和/或用户分布识别多个常见调度场景。方法1300随后可前进到步骤1330，在步骤1330中，外部处理设备可基于长期信道统计为每个常见调度场景计算最优功率模式。方法1300随后可前进到步骤1340，在步骤1340中，外部处理设备可构建关联最优功率模式与常见调度场景的表。该表随后可提供给集中式设备(例如，PC控制器401)或提供给一个或多个分布式设备(例如，eNB 410至430)以供在自适应FFR方案的实施期间使用。

在某些实施例中，可本地执行自适应调度和MCS。例如，该表可以给多个分布式eNB提供一个指令以在某个时间开始自适应调度。因此，每个小区可以通过了解它们邻区的功率电平和相关测量本地执行调度和MCS自适应。如果模式的重复数目(Nr)是将在给定时隙中调度的资源单元数目的倍数，那么这些干扰信号测量可能相对准确。

实验和分析已经表明了数目相对较少的场景可以用于表示系统中的不同调度场景。额外的发现是当系统具有相对较轻的负载时，最优方案可能没有必要。当系统经历新调度场景(例如，与表中现有调度场景大不相同的调度场景)时，新调度场景可被发送给中央设备使得可以添加对应的表条目。直到包含新表条目的更新后的自适应调度表可用时，现有自适应调度表中的最近的调度场景才可使用。在某个实施例中，引入新小区将需要创建/准备更新后的自适应调度表。

图14示出了用于(例如基于方法1300提供的表)实施自适应FFR方案的方法1400。方法1400可开始于步骤1410，在步骤1410中，网络设备可基于信道统计检测常见调度场景。之后，方法1400可前进到步骤1420，在步骤1420中，网络设备可通过查阅自适应FFR表识别与常见调度场景关联的最优功率模式。之后，方法1400可前进到步骤1430，在步骤1430中，网络设备可实施识别的功率模式。在延迟1440过后，方法1400可重复步骤1410至1430。在某些实施例中，方法1400可由集中式设备(例如，PC控制器401)执行。在其它实施例中，方法1400可由一个或多个分布式设备(例如，eNB 410至430)执行。在某些实施例中，可以确定更新自适应调度表。例如，可以周期性进行确定，例如在步骤1440和1410之间(或在方法1400中的其它步骤之间)确定。该确定可由某个事件的发生(或不发生)来触发，例如检测新的调度场景(例如，在现有自适应调度表中不具有对应条目的调度场景)、添加(或移除)邻区等。

图15示出了通过模拟获得的各种功率控制方案的覆盖/吞吐量性能。在该示例中，为包含57个小区的网络执行各种模拟以示出潜在性能优势，这些优势可通过实施本发明的一个或多个方面来实现。在图15中，标记为无PC的参考点识别通过在没有任何协调功率控制的情况下执行模拟所获得的结果，即，所有节点使用相同的发射功率进行所有传输，该发射功率设置为可以由小区使用的最大发射功率。标记为动态JPC的参考点识别通过使用动态联合功率控制和调度方案执行模拟所获得的结果，该方案假设所有小区的功率和调度决策由中央控制器在每个时隙和资源单元中作出。应注意，实际上，(例如，使用穷举搜索方法的)动态联合功率控制和调度通常必须包括多个例外免除(例如，简化)，这影响结果的准确性(例如，防止算法求出真正最优解)。因此，通常不执行动态JPC和调度方案(即，包括某些减让)和其它PC方案。应注意，标记为动态JPC的参考点表示可以通过实际的动态JPC和调度方案(本质上至少包括一些例外免除)中获得的最佳性能。标记为动态JPC+本地PF的参考点识别通过从利用动态功率控制和本地调度的系统的模拟获得的结果。标记为(N0,Nr)的参考点识别根据上述公开的半静态PC方案的实施例获得的结果。应注意，在假设用户分布与生成功率模式时使用的用户分布相同时进行模拟。在此假设下，我们可以看到使用具有较少重复模式的重复方案提供近似最优的性能。例如，与通过联合功率控制和本地化调度获取的性能相比，使用N0＝200以及重复模式为50提供的性能稍好。还应注意拥有重复模式为50为意味着给定时隙的50个频率块均分配有通过模拟维持的功率模式。由于邻区的功率在所有时隙的此频率块期间保持不变，干扰将保持不变并且MCS自适应将更为准确。应注意，重复模式(Nr)的数目是单个时隙中的资源块数目(Nrb)的整数倍。因此，在给定RB中接收到的干扰循环重复，从而使得干扰测量和MCS自适应更为准确。

图16示出了eNB 1600的方框图。基站1600可包括如图16所示进行布置的PC控制器接口1602、处理器1604、存储器1605、发射器1606、接收器1608、耦合器1610和天线1612。PC控制器接口1602可以是允许eNB 1600参与与PC控制器的网络通信的任意部件或部件集合。处理器1604可以是能够执行计算和/或其它处理相关任务的任意部件，存储器1605可以是能够为处理器存储程序和/或指令的任意部件。发射器1606可以是能够发射信号的任意部件，而接收器1608可以是能够接收信号的任意部件。耦合器1610可以是能够将传输信号与接收信号隔离的任意部件，例如双工器。天线1612可以是能够发射和/或接收无线信号的任意部件。在实施例中，eNB 1600可用于使用划分为多个子带或子载波的OFDMA下行信号和使用下行链路中的SC-FDMA在LTE网络中操作。在替代性实施例中，可使用其它系统、网络类型和传输方案，例如1XEV-DO、IEEE802.11、IEEE 802.15和IEEE 802.16等。

图17示出了实施例PC控制器1700的方框图。PC控制器1700可包括如图17所示进行布置的基站(BS)接口1702、处理器1704、存储器1705和PC控制器接口1708。BS接口1702可以是允许PC控制器1700参与与BS的网络通信的任意部件或部件集合。处理器1704可为能够进行计算和/或其它有关处理的任务的任意部件，并且存储器1705可为能够为处理器存储程序和/或指令的任意部件。PC控制器接口1708可以是允许PC控制器1700参与与其它PC控制器的网络通信的任意部件或部件集合。

虽然已详细地描述了本发明及其优点，但是应理解，可以在不脱离如所附权利要求书所界定的本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种改变、替代和更改。此外，本发明的范围并不局限于说明书中所述的过程、机器、制造、物质组分、构件、方法和步骤的具体实施例。所属领域的一般技术人员可从本发明中轻易地了解，可根据本发明使用现有的或即将开发出的，具有与本文所描述的相应实施例实质相同的功能，或能够取得与所述实施例实质相同的结果的过程、机器、制造、物质组分、构件、方法或步骤。相应地，所附权利要求范围包括这些流程，机器，产品，合成物质，方式，方法，及步骤。

Claims

1.一种用于在无线网络中提供联合功率控制(PC)和调度的方法，其特征在于，所述方法包括：

控制器接收从多个基站延伸至多个用户设备(UE)的下行信道对应的长期信道统计，其中所述长期信道统计在周期时间间隔的实例期间收集；

识别可能在所述周期时间间隔期间发生的多个调度场景；

根据所述长期信道统计生成一组可能的功率模式，其中所述一组可能的功率模式中的每个可能的功率模式为所述多个调度场景中的唯一调度场景提供最优方案；

将所述一组可能的功率模式缩小为常用的功率模式子集；以及

从所述一组常用的功率模式中选择一个或多个功率模式，其中所述一个或多个选择的功率模式由所述多个基站在所述周期时间间隔的第二实例期间实施。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述一组可能的功率模式缩小为所述常用的功率模式子集包括：

合并所述一组可能的功率模式中的冗余功率模式以生成一组非冗余的功率模式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述多个可能的功率模式缩小为所述一组常用的功率模式进一步包括：

合并所述一组可能的功率模式中的相关功率模式对以生成一组非同质的功率模式。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，合并所述一组可能的功率模式中的相关功率模式对包括：

为所述一组可能的功率模式中的每个可能的功率模式组合确定相关系数；以及

合并相关系数小于阈值的功率模式组合。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，为所述一组可能的功率模式中的每个可能的功率模式组合确定相关系数包括根据以下公式计算欧几里得距离：

E (P^{*}, P^{* *}) = \sqrt{{(p_{1}^{*} - p_{1}^{* *})}^{2} + {(p_{2}^{*} - p_{2}^{* *})}^{2} + . . . {(p_{m}^{*} - p_{m}^{* *})}^{2}}

其中E(P^*，P^**)是第一功率模式(P*)和第二功率模式(P**)的给定组合的欧几里得距离，p_i*是P*的频带(f_i)的功率设置，p_i**是P**的频带(f_i)的功率设置，以及m是所述下行信道中的频带数目。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述一组可能的功率模式缩小为所述一组常用的功率模式进一步包括：

根据被合并以获取特定功率模式的功率模式的数目将概率分配给所述一组非同质的功率模式中的每个功率模式；

识别所述一组非同质的功率模式中的两个或更多最不可能的功率模式；以及

合并所述两个或更多最不可能的功率模式。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述多个可能的功率模式缩小为所述一组常用的功率模式进一步包括：

根据被合并以获取特定功率模式的功率模式的数目将概率分配给所述一组非同质的功率模式中的每个功率模式；以及

移除所述一组非同质的功率模式中的一个或多个最不可能的功率模式，从而形成所述一组常用的功率模式。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个选择的功率模式包括以重复方式在所述周期时间间隔的第二实例期间实施的至少两个功率模式。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述一个或多个选择的功率模式在所述无线网络中执行本地调度。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，识别可能在所述周期时间间隔期间发生的所述多个调度场景包括：

根据所述长期信道统计识别第一组调度场景；

通过将快/时间衰落分量添加至所述长期信道统计来修改所述长期信道统计；

根据所述长期信道统计识别第二组调度场景；以及

将所述多个调度场景识别为包括所述第一组调度场景和所述第二组调度场景。

11.一种无线网络中的集中式控制器，其特征在于，包括：

处理器，以及

存储由所述处理器执行的程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述程序包括进行以下操作的指令：

接收在周期时间间隔的第一实例期间收集到的长期信道统计；

识别多个调度场景，所述多个调度场景中的至少一些调度场景在所述周期时间间隔的所述第一实例期间出现；

将所述一组可能的功率模式缩小为一组常用的功率模式；以及

从所述一组常用的功率模式中选择一个或多个功率模式，其中所述一个或多个选择的功率模式在所述周期时间间隔的第二实例期间在所述网络中实施。

12.根据权利要求11所述的集中式控制器，其特征在于，将所述一组可能的功率模式缩小为所述一组常用的功率模式的指令包括进行以下操作的指令：

将所述一组可能的功率模式中的类似功率模式彼此合并以生成一组非同质的功率模式；

将最不可能的功率模式从所述一组非同质的功率模式中移除以形成所述一组常用的功率模式。

13.根据权利要求11所述的集中式控制器，其特征在于，所述一个或多个选择的功率模式包括以重复方式在所述周期时间间隔的第二实例期间实施的至少两个功率模式。

14.根据权利要求11所述的集中式控制器，其特征在于，根据所述一个或多个选择的功率模式在所述无线网络中执行本地调度。

15.一种用于促进无线网络中的动态自适应部分频率复用(FFR)的方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述无线网络中接收延长周期内获取的长期信道统计；

识别在所述延长周期内观察到的多个常见调度场景；

根据所述长期信道统计生成最优功率模式表，其中所述最优功率模式表包括所述多个常见调度场景中的每个常见调度场景的唯一功率模式；以及

将所述最优功率模式表提供给所述网络中的一个或多个设备，其中所述最优功率模式表由所述一个或多个设备用于根据在所述无线网络中检测到的调度场景动态选择功率模式。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述多个常见调度场景包括在所述延迟周期内可能在所述无线网络中出现的用户分布和流量模式。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述一个或多个设备包括多个基站，所述最优功率模式表由所述多个基站中的每个基站用于通过分布方式独立地选择功率模式。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，一个或多个设备包括集中式控制器，所述最优功率模式表由所述集中式控制器用于为多个基站全局选择功率模式。

19.一种装置，其特征在于，包括：

处理器，以及

存储由所述处理器执行的程序的计算机可读存储介质，所述程序包括进行以下操作的指令：

在无线网络中接收延长周期内获取的长期信道统计；

识别在所述延长周期内观察到的多个常见调度场景；以及

根据所述长期信道统计生成最优功率模式表，其中所述最优功率模式表包括所述多个常见调度场景中的每个常见调度场景的唯一功率模式。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述程序进一步包括进行以下操作的指令：

将所述最优功率模式表提供给所述无线网络中的一个或多个设备，其中所述最优功率模式表由所述一个或多个设备用于根据在所述无线网络中检测到的调度场景动态选择功率模式。

21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，一个或多个设备包括多个基站，所述最优功率模式表由所述多个基站中的每个基站用于通过分布方式独立地选择功率模式。

22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述一个或多个设备包括集中式控制器，所述最优功率模式表由所述集中式控制器用于为多个基站全局选择功率模式。