CN105144779A - 无线通信方法和装置 - Google Patents

Abstract

在实施例中，公开了一种管理无线网络的小区群集中的资源的方法。小区群集包括多个小区，每个小区具有内部区域和外部区域。所述方法包括：对于每个小区，设置功率比，所述功率比是将被用于将信号发送到位于该小区的内部区域中的无线设备的功率级与将被用于将信号发送到位于该小区的外部区域中的无线设备的功率级的比率；将来自多个网络资源的网络资源分配给位于外部区域中的无线设备；对于每个小区，从所述多个网络资源中的未被分配给位于该小区的外部区域中的无线设备的网络资源，将网络资源分配给位于该小区的内部区域中的无线设备；对于每个小区，接收用于将数据发送到位于外部区域中的无线设备的第一数据吞吐率的指示；对于每个小区，将第一数据吞吐率与阈值数据率进行比较；以及对于第一数据吞吐率小于阈值数据率的小区降低功率比。

Description

无线通信方法和装置

技术领域

本文中所描述的实施例一般地涉及无线通信方法和装置。

背景技术

分数频率复用(FFR)和软频率复用(SFR)是用于诸如正交频分多址(OFDMA)网络的网络中的小区间干扰抑制的技术。在这两种技术中，对于每一个相邻的小区，独立地预定分配给小区边缘(CEU)和小区中心用户(CCU)的信道或子载波或资源块的数量。每个小区然后将不同的信道子集分派给它们的小区边缘用户。这是要确保给定的信道将不会在相邻小区之间重叠。该原理用于避免小区间干扰。

在FFR中，分配给特定小区中的小区边缘用户的信道被预留，也就是说，禁止这些信道被相邻小区使用。这作为实现更好的小区边缘性能的权衡而导致低频谱效率，因为在任意特定小区中一些资源被防止使用。

在SFR中，不同的子载波功率级(powerlevel)用于CCU和CEU。低功率用于将信号发送到CCU，而高功率用于将信号发送到CEU。其原因是，CEU主要经受高干扰，所以需要高子载波功率来减轻干扰。对于CCU，低子载波功率是足够的。SFR利用每个小区中的网络的所有资源。这带来高频谱效率。

附图说明

下面，将参照附图描述实施例，其中：

图1示出根据实施例的无线网络；

图2示出根据实施例的基站；

图3示出根据实施例的管理网络资源的方法；

图4示出实施例中的网络资源分配；

图5示出根据实施例的无线网络；

图6示出根据实施例的小区群集控制器；

图7示出根据实施例的管理网络资源的方法；

图8示出实施例中的网络资源的分配；

图9至12示出根据实施例的管理网络资源的方法；

图13示出实施例的调度器；以及

图14示出根据实施例的无线网络。

具体实施方式

在实施例中，公开了一种管理无线网络的小区群集中的资源的方法。小区群集包括多个小区，每个小区具有内部区域和外部区域。所述方法包括：对于每个小区，设置功率比，所述功率比是将被用于将信号发送到位于该小区的内部区域中的无线设备的功率级与将被用于将信号发送到位于该小区的外部区域中的无线设备的功率级的比率；将来自多个网络资源的网络资源分配给位于外部区域中的无线设备；对于每个小区，从所述多个网络资源中的未被分配给位于该小区的外部区域中的无线设备的网络资源，将网络资源分配给位于该小区的内部区域中的无线设备；对于每个小区，接收用于将数据发送到位于外部区域中的无线设备的第一数据吞吐率的指示；对于每个小区，将第一数据吞吐率与阈值数据率进行比较；以及对于第一数据吞吐率小于阈值数据率的小区降低功率比。

在实施例中，所述方法还包括：对于第一数据吞吐率小于阈值数据率的每个小区，接收用于将数据发送到位于外部区域中的无线设备的第二数据吞吐率的指示；对于第一数据吞吐率小于阈值数据率的每个小区，将第二数据吞吐率与阈值数据率进行比较；对于第二数据吞吐率在阈值以下的小区，确定未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源是否存在；以及如果未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源存在，则增加分配给位于外部区域中的无线设备的资源的数量。

在实施例中，将来自多个网络资源的网络资源分配给位于外部区域中的无线设备包括：在位于所述多个小区的外部区域中的无线设备之间分配网络资源。

在实施例中，将来自多个网络资源的网络资源分配给位于外部区域中的无线设备包括：比较不同小区中的无线设备的信道特性，并基于比较的结果来进行分配。

在实施例中，将来自多个网络资源的网络资源分配给位于外部区域中的无线设备包括：对于每个小区，从分配给该小区的一组资源，将资源分配给无线设备。

在实施例中，所述方法还包括：计算第一数据吞吐率和阈值数据率之间的差异的度量，并将功率比降低取决于该差异的度量的量。

在实施例中，分配给位于小区的外部区域中的无线设备的来自所述多个网络资源的网络资源的数量根据位于该小区的外部区域中的无线设备的数量来确定。

在实施例中，公开了一种管理无线网络的小区中的资源的方法。所述小区具有内部区域和外部区域。所述方法包括：针对用于将信号从基站发送到位于内部区域中的无线设备的功率与用于将信号从所述小区内的基站发送到位于外部区域中的无线设备的功率的比率，设置初始功率比；将网络资源分配给位于外部区域中的无线设备；将网络资源分配给位于内部区域中的无线设备；将数据发送到无线设备；测量用于将数据发送到位于外部区域中的无线设备的第一数据吞吐率；将第一数据吞吐率与阈值数据率进行比较；如果第一数据吞吐率小于阈值数据率，则降低功率级比；以及以降低的功率级比将数据发送到无线设备。

在实施例中，所述方法还包括：确定第二数据吞吐率；将第二数据吞吐率与阈值数据率进行比较；确定未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源是否存在；以及如果未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源存在，则增加分配给位于外部区域中的无线设备的资源的数量。

在实施例中，所述方法还包括：计算第一数据吞吐率和阈值数据率之间的差异的度量，并将功率比降低取决于该差异的度量的量。

在实施例中，分配给位于小区的外部区域中的无线设备的来自所述多个网络资源的网络资源的数量根据位于该小区的外部区域中的无线设备的数量来确定。

在实施例中，网络控制器包括：通信模块，所述通信模块能够操作为发送和接收来自无线网络的多个基站的信号，所述无线网络包括多个小区，每个小区具有内部区域和外部区域，所述多个基站中的基站位于小区的内部区域中；以及处理器，所述处理器能够操作为：对于每个小区，设置功率比，所述功率比是将被用于将信号发送到位于该小区的内部区域中的无线设备的功率级与将被用于将信号发送到位于该小区的外部区域中的无线设备的功率级的比率；将来自多个网络资源的网络资源分配给位于外部区域中的无线设备；对于每个小区，从所述多个网络资源中的未被分配给位于该小区的外部区域中的无线设备的网络资源，将网络资源分配给位于该小区的内部区域中的无线设备；对于每个小区，将用于将数据发送到位于外部区域中的无线设备的第一数据吞吐率与阈值数据率进行比较；以及对于第一数据吞吐率小于阈值数据率的小区降低功率比。

在实施例中，所述处理器还能够操作为：对于第一数据吞吐率小于阈值数据率的每个小区，将用于将数据发送到位于外部区域中的无线设备的第二数据吞吐率与阈值数据率进行比较；对于第二数据吞吐率在阈值以下的小区，确定未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源是否存在；如果未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源存在，则增加分配给位于外部区域中的无线设备的资源的数量。

在实施例中，所述处理器能够操作为：比较不同小区中的无线设备的信道特性，并基于比较的结果来分配无线网络资源。

在实施例中，所述处理器能够操作为：计算第一数据吞吐率和阈值数据率之间的差异的度量，并将功率比降低取决于该差异的度量的量。

在实施例中，一种基站包括：天线，所述天线能够操作为发送和接收来自无线网络的小区中的无线设备的信号，所述小区具有内部区域和外部区域；以及处理器，所述处理器能够操作为：针对用于将信号从基站发送到位于内部区域中的无线设备的功率与用于将信号从所述小区内的基站发送到位于外部区域中的无线设备的功率的比率，设置初始功率比；将网络资源分配给位于外部区域中的无线设备；将网络资源分配给位于内部区域中的无线设备；确定用于将数据发送到位于外部区域中的无线设备的第一数据吞吐率；将第一数据吞吐率与阈值数据率进行比较；以及如果第一数据吞吐率小于阈值数据率，则降低功率级比。

在实施例中，所述处理器还能够操作为：确定第二数据吞吐率；将第二数据吞吐率与阈值数据率进行比较；确定未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源是否存在；以及如果未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源存在，则增加分配给位于外部区域中的无线设备的资源的数量。

在实施例中，所述处理器还能够操作为：计算第一数据吞吐率和阈值数据率之间的差异的度量，并将功率比降低取决于该差异的度量的量。

实施例提供包括计算机可执行指令的计算机程序产品，当所述计算机可执行指令由计算机执行时使该计算机执行如上所述的方法。所述计算机程序产品可以被包含在载体介质中，该载体介质可以是存储介质或信号介质。存储介质可包括光学存储装置、或磁性存储装置、或电子存储装置。

所描述的实施例可以通过合适的软件被并入通用设备配置、专用硬件设备或者这两者的组合中。各方面可以作为完整的软件实现或者作为用于修改或增强现有软件的附加组件(诸如插件)被包含在软件产品中。这样的软件产品可以被包含在载体介质中，该载体介质诸如存储介质(例如，光盘或大容量存储器(诸如闪存存储器))或信号介质(诸如下载)。适合于实施例的专用硬件设备可以包括应用专用设备(诸如ASIC、FPGA或DSP)或其他专用功能硬件装置。读者将理解，前面对用软件或硬件的实施例的讨论均不在尚待发现或定义的执行方式上限制本发明的未来的实现。

图1示出根据实施例的无线网络100。无线网络100包括小区群集。如图1所示，小区群集包括第一小区120、第二小区140、第三小区160和第四小区180。

每个小区被划分为内部区域和外部区域，并且该划分基于到基站的距离或接收信号强度。例如，基于以下规则之一：1)在外部区域中的任何点处，到服务基站的距离大于阈值。2)在外部区域中的任何点处，来自服务小区的基站的接收功率减去来自相邻基站的最强干扰小于给定阈值。3)在外部区域中的任何点处，该点处的没有来自相邻基站的最强干扰的信号与干扰加噪声比(SINR)大于阈值，而具有最强干扰的SINR小于阈值。

第一小区被划分为内部区域124和外部区域122。基站130位于第一小区120的内部区域124中。五个远端单元131-136位于第一小区120中。远端单元中的两个131133位于第一小区的内部区域124中。远端单元中的三个132134136位于第一小区120的外部区域122中。在下文中，位于小区的内部区域中的远端单元被称为小区中心用户(CCU)，位于小区的外部区域中的远端单元被称为小区边缘用户(CEU)。

第二小区140被划分为内部区域144和外部区域142。基站150位于第二小区140的内部区域144中。两个远端用户151153或CCU位于第二小区140的内部区域144中。四个远端单元152154156158或CEU位于第二小区140的外部区域142中。

第三小区160被划分为内部区域164和外部区域162。基站170位于第三小区160的内部区域164中。三个远端站171173175或CCU位于第三小区160的内部区域164中。三个远端单元172174176或CEU位于第三小区160的外部区域162中。

第四小区180被划分为内部区域184和外部区域182。基站190位于第四小区180的内部区域184中。三个远端站191193195或CCU位于第四小区180的内部区域184中。三个远端站192194196或CEU位于第四小区180的外部区域182中。

图2示出基站200的实施例。基站200对应于图1中所示的多个基站之一。基站200包括天线210、通信模块220、处理器230和存储器240。

通信模块220可操作为使天线210发送和接收来自远端单元的信号。处理器230耦合到存储器240。处理器230控制通信模块220，并可操作为执行存储在存储器240中的计算机程序以管理数据到远端单元的发送。

图3是示出管理网络资源的方法300的流程图。方法300可以被实现为由如图2中所示的基站的处理器执行的计算机程序。网络资源是用于在基站和远端单元之间发送信号的子载波或信道。

在步骤S302中，设置发送功率比。发送功率比是用于将信号发送到CCU的子载波的功率级与用于将信号发送到CEU的子载波的功率级的比率。发送功率比典型地将在0.1至0.4的范围内。

较大的功率级用于将信号发送到CEU，因为它们通常经受更大的干扰，并且比CCU更远离基站。因为较低功率级用于CCU，所以用于一个小区中的CCU的子载波可以被复用以将信号发送到相邻小区中的CEU或CCU。因为用于CEU的信号功率级较高，所以用于一个小区中的CEU的子载波不能用于相邻小区中的CEU，因为将导致干扰。

在步骤S304中，将子载波分配给小区中的CEU。在图3中所示的方法中，假定一组子载波被预先分配给小区的CEU。

在步骤S306中，将子载波分配给小区中的CCU。在步骤S306中，可以将在步骤S304中未被分配给CEU的任何子载波分配给小区中的CCU。

在步骤S308中，使用在步骤S304和S306中分配的子载波将数据发送到小区中的远端单元。使用在步骤S302中设置的比率来确定用于发送的发送功率。

在步骤S310中，确定用于发送到CEU的数据吞吐率。

在步骤S312中，将数据吞吐率与阈值进行比较。阈值表示所需的数据率或服务质量(QoS)。网络的相邻小区的阈值可以是相同的，或者可以在网络的小区之间变化。

如果数据吞吐率大于阈值，则该方法重新开始用于将被发送的下一帧数据。如果数据吞吐率小于阈值，则该方法移至发送比被降低的步骤S314。

在步骤S314中降低功率级比的效果是提高用于将信号发送到CEU的功率。

在步骤S316中，使用在步骤S304和S306中分配的子载波将数据发送到小区中的远端单元。使用在步骤S314中设置的调整后的比率来确定用于发送的发送功率。

在步骤S318中，确定用于发送到CEU的数据吞吐率。

在步骤S320中，再次将数据吞吐率与阈值进行比较。如果数据吞吐率大于阈值，则该方法重新开始用于将被发送的下一帧数据。如果数据吞吐率小于阈值，则该方法移至步骤S322。

在步骤S322中，确定是否存在未由相邻小区中的CEU使用的子载波。如果存在未由相邻小区中的CEU使用的任何子载波，则该方法移至步骤S324。

在步骤S324中，将子载波分配给CEU。分配给CEU的资源包括在步骤S322中标识的子载波。

在步骤S326中，将子载波分配给CCU。如在步骤S306中那样，可以将在步骤S324中未被分配给CEU的任何子载波分配给小区中的CCU。

在步骤S328中，使用在步骤S324和S326中分配的子载波将数据发送到小区中的远端单元。

图4示出4个小区中的网络资源的分配。在小区1中，若干个子载波或资源块(RB)被分配给CEU。其余的RB被分配给CCU。分配给小区1中的CEU的RB以功率P_ceu,1发送，而分配给小区1中的CCU的RB以更低的功率P_ccu,1发送。对于小区2，一组RB被分配给与分配给小区1中的CEU的RB不重叠的CEU。其余的RB被分配给CCU。分配给小区2中的CEU的RB以功率P_ceu,2发送，而分配给小区2中的CCU的RB以更低的功率P_ccu,2发送。对于小区3和小区4类似地，RB被分配给与分配给其它相邻小区中的CEU的RB不重叠的CEU。

如图4所示，分配给CEU的RB的数量在小区之间可以变化。用于发送到CEU和CCU的发送功率在小区之间也可以变化。

实施例提供适应小区环境的自适应软频率复用方案。例如，在确定分配给CEU的资源带的数量时，可以考虑到小区中的CEU的数量。此外，在设置功率级比时，考虑到对于小区边缘用户的服务质量要求，诸如数据率。实施例因此通过减轻小区间干扰来提供除了改进总体性能之外还改进小区边缘吞吐量的方案。

图5示出根据实施例的无线网络500。无线网络500包括小区群集。网络的小区如以上关于图1所描述的那样。与图1重复的相同的标号指示图5中所示的网络的相同特征。

如图5所示，小区群集控制器510耦合到基站130150170190。小区群集控制器控制四个小区中的资源的分配。

图6示出实施例的小区群集控制器510。小区群集控制器包括通信模块610。通信模块可操作为与基站进行通信。与基站的通信可以经由有线或无线通信。小区群集控制器还包括处理器620和存储器630。在使用中，处理器620执行存储在存储器中的程序来管理网络500中的网络资源。

图7示出根据实施例的管理网络资源的方法。图7中所示的方法可以由图5和6中所示的小区群集控制器510执行。

在步骤S702中，对每个小区设置发送比。发送比确定用于发送到小区中心用户(CCU)的功率与用于发送到小区边缘用户(CEU)的功率的比率。

在步骤S704中，将资源分配给CEU。当图7中所示的方法在控制多个小区的小区群集控制器中发生时，资源(子载波或信道)的分配以集中式的方式进行。可以根据CEU所经受的信道状况(诸如信噪比)来将资源分配给CEU。

在步骤S706中，将资源分配给CCU。在步骤S706中，可以将在步骤S704中未被分配给小区内的CEU的任何子载波分配给该小区中的CCU。

在步骤S706之后，基站使用分配的资源来将信号发送到CEU和CCU。

在步骤S708中，从基站接收指示。每个基站将用于该基站所在的小区中的CEU的数据吞吐率的指示发送给小区群集控制器。

在步骤S710中，将小区中的CEU数据吞吐率与阈值数据吞吐率进行比较。

在步骤S712中，在CEU数据吞吐率在阈值以下的小区中，发送比被降低。

在步骤S712之后，基站在比率被降低的小区中使用调整后的发送比来将数据发送到远端站,以及在CEU数据率在阈值以上的小区中使用原始发送比来将数据发送到远端站。

在步骤S714中，从基站接收指示。每个基站将用于该基站所在的小区中的CEU的数据吞吐率的指示发送给小区群集控制器。

在步骤S716中，将数据吞吐率与阈值率进行比较。

在步骤S718中，对于在步骤S176中数据吞吐率被确定为在阈值以下的小区，确定是否存在未由相邻小区中的CEU使用的子载波。

在步骤S720中，将资源分配给CEU。在S720中分配给CEU的资源可以包括在步骤S718中标识的资源。

在步骤S722中，将资源分配给CCU。未被分配给小区中的CEU的资源被分配给CCU。

在S722之后，基站使用分配的资源来将信号发送到远端单元。

图8示出实施例中的分配给小区边缘用户和小区中心用户的资源块。如图8所示，资源不是以连续块的方式分配的。可以根据小区中的CEU所经受的信道状况来将资源块分配给该CEU。

如图8所示，功率级在不同小区可以变化。此外，分配给CEU的资源块的数量可以在小区之间变化。分配给特定小区中的CEU的资源块的数量可以由该小区中的CEU的数量初始设置。如图8所示，在小区中，未被分配给CEU的资源块被分配给CCU。分配给CCU的资源块被以低于分配给CEU的资源块的功率发送。

现在将参照图9至12来说明自适应SFR方法的实施例。

图9示出管理网络资源的方法的实施例的概览。在S902中，配置子载波数量和功率级。在下面的标题“步骤1：子载波和功率级配置”下描述该处理。在步骤1之后，该方法移至步骤2(S904)：调度和资源分配。资源可以在该方法开始之前被分配给每个小区中的CEU——这是静态资源分配，或者资源可以在该方法期间被分配给跨小区的CEU——这是动态资源分配。

静态资源分配可以在基站上或者在小区群集控制器上实现。如果静态资源分配在小区群集控制器上实现，则CEU的数量和用户的总数将被从基站发送到小区群集控制器。对于动态资源分配，CEU的数量和用户的总数将被从基站发送到小区群集控制器。对于动态资源分配，信道特性也被发送到小区群集控制器，然后小区群集控制器确定用于每个小区中的CEU的资源。

在步骤S906中，如果资源分配是静态的，则该方法从点A转到点C。参照图10更详细地描述点A和C之间的步骤。如果资源分配是动态的，则该方法从点B转到点C。参照图11更详细地描述点B和C之间的步骤。在步骤3(S908)中，将用于CEU的数据吞吐率与服务质量(QoS)要求进行比较。根据是否满足QoS，该方法转到作为功率级优化的步骤4，或者在S912中进入下一帧。如果用于CEU的数据吞吐率低于QoS要求，则该方法通过点D至F移至步骤4(S910)，以下参照图12更详细地描述步骤4。如果满足QoS要求，则该方法从D移至E，并在S912中移到下一帧上。

现在将更详细地描述步骤1至4。

步骤1：子载波和功率级配置

假定子载波的数量及其功率可以与OFDMA小区-n中的发送功率P_Tx具有如下的关系：

$\underset{i=1}{\overset{N_{ceu,n}}{\Σ}}{p}_{ceu,n,i}+\underset{j=1}{\overset{N_{ccu,n}}{\Σ}}{p}_{ccu,n,j}\≤P_{Tx}---\left(1\right)$

条件是：

N_ceu，n+N_ccu，n≤N，N_ceu，n≤N_ccu，n(2)

p_ceu，n，i＞p_ccu，n.j(3)

其中，N_ceu,n和N_ccu,n分别表示分配给CEU和CCU的子载波的数量，而p_ceu,n,i和p_ccu,n,j分别是分配给CEU和CCU的子载波i和子载波j的功率。

设N_ceu,n+N_ccu,n→N，则子载波比β_n指示分配的CEU子载波相对于可用的子载波N的权重。如果N_ceu,n是预定的，则可以如下计算该权重：

${\mathrm{\β}}_n=\frac{N_{ceu,n}}{N}---\left(4\right)$

否则，该权重根据CEU的数量U_ceu,n和全部用户U_T,n而可以是自适应的：

${\mathrm{\β}}_n=\frac{U_{ceu,n}}{U_{T,n}}---\left(5\right)$

因此，可以以β_n和N的形式将CEU和CCU的子载波的数量分别写为：

设小区中的所有CEU上的所有子载波被设置成具有相同的功率。这也应用于CCU，但是如(3)中所示功率级较低。因此，，CCU的子载波功率P_CCU可以根据在小区-n中的CEU的子载波功率P_CEU表示如下：

P_CCU，n＝α_nP_CEU，n(8)

其中，α_n是发送功率比。

假定以最大化CEU和总体性能，则方程(1)可以基于从(4)至(8)用不同的表示法写为：

P_CEU，n×N_ceu，n+P_CCu，n×N_ccu，n＝P_Tx(9)

P_CEU，n(β_nN)+α_nP_CEU，n(1-β_n)N＝P_Tx(10)

在实际的系统中，N和P_Tx可以是已知的，参数β_n和α_n可以被分别计算和优化。P_CEU,n是未知的，需要被计算以便配置用于每一个CEU和CCU分配的子载波功率级。如下计算P_CEU,n：

$P_{CEU,n}=\frac{P_{Tx}}{\left({\mathrm{\β}}_{n}N\right)+{\mathrm{\α}}_n(1-{\mathrm{\β}}_n)N}---\left(11\right)$

为小区-n中的CEU和CCU分配的子载波的数量的配置在(6)和(7)中表示，它们的子载波功率级分别在(11)和(8)中示出。

步骤2：调度和资源分配

在实施例中使用如图13所示的两层调度架构1300。两个分开的调度器被应用于服务CCU和CEU，但是CEU由于支持最大化CEU吞吐量的目标函数而具有最高优先级。所以，第一层调度有效地基于：

严格优先级(CEU>CCU)

条件是对于每一个相邻小区，CEU的分配的子载波的最大数量N_ceu,n是：

其中，C_n是包括参考小区的相邻小区的数量。该计算是要确保所有小区都具有用于它们的CEU的充分的专用子载波，而且还避免CCU的资源匮乏。

第二层调度涉及在CEU之间进行调度，而且还涉及在由CCU自己的调度器服务的CCU之间进行调度。如图13所示，CEU由MAX-SNR-FAIR调度器1310服务，而CCU由比例公平调度器1320服务。

提出了两种协调的资源分配方法：

(1)静态和局部分配，在方法(1)中，每一个相邻的小区都被分配一组连续的子载波。

(2)动态和分布式分配。该实施例考虑了来自用户的子载波质量的频率分集增益。方法(2)以集中的方式跨相邻的小区动态地服务所有的CEU用户。这在小区内存在小区群集控制器(CCC)的情况下是可能的。

对于这两种方法，效用被定义为SINR或可实现的发送速率相对于过去的吞吐量的比率。基于SINR的调度器被称为Max-SINR调度器；否则，它被称为比例-公平(PF)调度器。也可以使用PF调度器和Max-SNIR调度器的组合，其中，在时域使用PF来找到哪个用户将被服务，而在频域使用Max-SINR来将对应的用户分配到其最佳子载波上。

如图10中所总结的，方法(1)——静态资源分配由每一个小区-n按照以下步骤执行：

在步骤S1002中，分派用于CEU分配的唯一的子载波块S_n和子载波偏移(或起始索引)l。基于(6)计算块S_n中的子载波的数量N_ceu,n，N_ceu,n的最大值仅可以如(12)中那样达到。

将c_n,i,k表示为小区-n中的CEUi的第k子载波的效用。找到小区内具有最高c_n,i,k的用户x_n,i,k。这可以通过按如下公式化的降序对所有用户i的一系列c_n,i,k进行排序来获得：

$x_{n,i,k}=\underset{l<k\&le;l+N_{ceu,n}}{\arg \max }\left(c_{n,i,k}\right)---\left(13\right)$

条件是，仅当所使用的调度器基于Max-SINR时，每一用户i的子载波的最大数量n_ceu,n才是：

该约束由于其可实现的公平性而不适用于PF调度器。

在步骤S1004中，当且仅当所选子载波可用并且用于用户x_n,i,k的子载波的数量在n_ceu,n以下时，相应用户才被服务。否则，服务排序的用户列表中的下一个用户。

在步骤S1006中，标记c_n,i,k的分配的子载波。

重复步骤S1004和S1006，直到整个子载波块被分配为止。

在服务小区-n中的CCU的步骤S1008中，使用比例-公平(PF)调度器或最大SINR调度器。

调度策略被应用于帧内的符号的每个子载波。分配给CCU的子载波一定超出子载波块S_n，而CEU子载波的最大数量如(7)中那样计算。

在步骤S1010中，将任何其余的子载波分配给CCU。

在S1012中，该方法移至下一个小区，直到所有小区都已经完成它们的资源分配任务为止。

图10中所示的方法可以在小区层次上(例如，在小区中的基站处)实现，或者可以在小区群集控制器上实现。

如图11中所总结的，方法(2)的过程基于所有相邻小区上的所有用户的子载波的状况，该过程如下说明：

在步骤S1102中，从所有的对应的小区-n收集所有用户的效用c_n,i,k(例如SINR)的子载波。

通过按如(13)中所示的降序对用户的子载波信息进行排序来找到具有最高子载波效用的用户x_n,i,k。

在步骤S1104中，当且仅当所选子载波可用并且用于用户x_n,i,k的子载波的数量在n_ceu,n以下时，相应用户才被服务。否则，服务排序的用户列表中的下一个用户。

在步骤S1106中，标记分配的子载波，并将用户的子载波的数量n_n,i加1。

重复步骤S1104和S1106，直到满足针对每个小区的CEU分配所需的子载波的数量为止。

在服务小区-n中的CCU用户的步骤S1108中，基于小区使用方法(1)中的S1008。然而，CCU仅被分派给其余的可用子载波。在S1210中，将其余的子载波分配给CCU，直到子载波被完全使用为止。在步骤S1112中，对所有小区重复将子载波分配给CCU。

步骤3：QoS要求验证

图12示出QoS要求的验证。该步骤是要验证满足所需数据率R_n(即，QoS)的CEU的可实现吞吐量H_ceu,n，该数据率R_n可以是对于相邻小区相同的或变化的预定值。

如果满足要求，则步骤2中的配置保持，否则将对子载波功率级进行一些调整。如图12中所总结的，QoS验证的细节是：

S1202：检查前一帧的可实现吞吐量H_ceu,n是否在预定的数据率要求R_n以下(即，H_n<R_n)。

如果这是真的，则移至步骤S1204，并如下计算QoS缺乏百分比dn：

$d_n=\&lsqb;\frac{R_n-H_{ceu,n}}{R_n}\&rsqb;\&times;100\%---\left(15\right)$

否则，如果满足QoS要求，则该方法移至S1206，因为不需要进行调整。在S1206之后，对下一帧重复步骤2：调度和资源分配。

步骤4：功率或子载波调整

参数调整或调谐典型地被称为调整的级别。

在S1207中，确定是否已经进行了调整。如果是第一级别，也就是说，尚未执行任何调整，则该方法移至步骤S1208，并执行子载波功率调谐，其中，在步骤S1214中，在系统中应用分别如(16)和(17)中的新的CEU子载波功率P_new,CEU和发送比α_new,n。

P_new，CEU＝-(d_n×P_CEU)+P_CEU(16)

${\mathrm{\&alpha;}}_{new,n}=\frac{P_{Tx}-P_{CEU}\left({\mathrm{\&beta;}}_{n}N\right)}{P_{CEU}(1-{\mathrm{\&beta;}}_n)N}---\left(17\right)$

子载波权重β_n保持为初始配置，子载波的数量N以及发送功率P_Tx在实际系统中通常是固定的。

如果通过第一调整仍然不能满足QoS要求，则该方法移至步骤S1210中的第二调整级别。在步骤S1210中，第二级别调整是在当且仅当存在未被相邻小区的CEU使用的一些子载波时才增加CEU子载波的数量。

该调整主要对如分别在(18)和(19)中所计算的CEU子载波的数量N_ceu,new,n和子载波权重β_new,n进行。

在步骤S1212中如(20)中所表示的那样对用于CEU的新的子载波功率级P_CEU,new,n进行调谐；以使得可以保持总发送功率P_Tx。其它参数值(即，P_CEU、P_Tx、N)与初始配置完全相同。

N_{ceu，new，n}＝(d_n+1)×β_nN_ceu，n(18)

${\mathrm{\&beta;}}_{new,n}=\frac{N_{ceu,new,n}}{N}---\left(19\right)$

$P_{CEU,new,n}=\frac{P_{Tx}}{\left({\mathrm{\&beta;}}_{new,n}N\right)+{\mathrm{\&alpha;}}_n(1-{\mathrm{\&beta;}}_{new,n})N}---\left(20\right)$

接着，以该新配置重复步骤1，以便满足所需QoS。

图14示出根据实施例的网络1400。网络1400的网络布局用如图14中所示的19个宏小区建模。每个宏小区1410具有3个扇区，站点间或宏BS距离(ISD)是1732米，在位于宏小区1410中的建筑物1420内存在4个小基站1430。每个小小区实现MIMO(多输入多输出)系统。小基站1430具有2个发射天线，并用2个MIMO-MRC(最大比率组合)接收器来服务15个用户。提出的方案(块自适应SFR和动态自适应SFR)中所使用的调度器是分别服务CCU和CEU的PF和Max-SINR。假定其它方案仅利用PF调度器。

实施例考虑到QoS要求以通过调整子载波的数量和子载波功率来增强CEU性能。实施例对于小区环境是动态的、自适应的，而不降低总体系统性能。在实施例中，不仅改进了小区边缘性能，而且还改进了合计小区吞吐量。在调度任务期间，还通过对CEU资源分配引入阈值来考虑CCU和CEU之间的公平性，但是CEU资源分配具有最高优先级。

实施例提供调度和资源分配方法，该方法在被应用于实际应用中时具有相当低的复杂度。实施例可以被应用于长期演进(LTE)、分布式系统(DAS)中以及云网络中。

虽然已经描述了某些实施例，但是这些实施例仅仅是作为例子呈现的，而非意图限制本发明的范围。实际上，本文中所描述的新颖的方法和系统可以以各种其它形式实施；此外，在不脱离本发明的精神的情况下，可以进行各种省略、替换和改变。所附权利要求书及其等同意图涵盖如将落在本发明的范围和精神内的那样的形式或修改。

Claims (20)

1.一种管理无线网络的小区群集中的资源的方法，所述小区群集包括多个小区，每个小区具有内部区域和外部区域，所述方法包括：

对于每个小区，设置功率比，所述功率比是将被用于将信号发送到位于该小区的所述内部区域中的无线设备的功率级与将被用于将信号发送到位于该小区的所述外部区域中的所述无线设备的功率级的比率；

将来自多个网络资源的网络资源分配给位于所述外部区域中的所述无线设备；

对于每个小区，从所述多个网络资源中的未被分配给位于该小区的所述外部区域中的所述无线设备的网络资源，将网络资源分配给位于该小区的所述内部区域中的所述无线设备；

对于每个小区，接收用于将数据发送到位于所述外部区域中的所述无线设备的第一数据吞吐率的指示；

对于每个小区，将所述第一数据吞吐率与阈值数据率进行比较；以及

对于所述第一数据吞吐率小于所述阈值数据率的小区降低所述功率比。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

对于所述第一数据吞吐率小于所述阈值数据率的每个小区，接收用于将数据发送到位于所述外部区域中的所述无线设备的第二数据吞吐率的指示；

对于所述第一数据吞吐率小于所述阈值数据率的每个小区，将所述第二数据吞吐率与所述阈值数据率进行比较；

对于所述第二数据吞吐率在所述阈值以下的小区，确定未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源是否存在；以及

如果未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源存在，则增加分配给位于所述外部区域中的无线设备的资源的数量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，将来自多个网络资源的网络资源分配给位于所述外部区域中的无线设备包括：在位于所述多个小区的所述外部区域中的所述无线设备之间分配网络资源。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，将来自多个网络资源的网络资源分配给位于所述外部区域中的无线设备包括：比较不同小区中的无线设备的信道特性，并基于所述比较的结果来进行分配。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，将来自多个网络资源的网络资源分配给位于所述外部区域中的无线设备包括：对于每个小区，从分配给该小区的一组资源，将资源分配给无线设备。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：计算所述第一数据吞吐率和所述阈值数据率之间的差异的度量，并将所述功率比降低取决于所述差异的度量的量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，分配给位于小区的所述外部区域中的无线设备的来自所述多个网络资源的网络资源的数量根据位于该小区的所述外部区域中的无线设备的数量来确定。

8.一种管理无线网络的小区中的资源的方法，所述小区具有内部区域和外部区域，所述方法包括：

针对用于将信号从基站发送到位于所述内部区域中的无线设备的功率与用于将信号从所述小区内的基站发送到位于所述外部区域中的无线设备的功率的比率，设置初始功率比；

将网络资源分配给位于所述外部区域中的无线设备；

将网络资源分配给位于所述内部区域中的无线设备；

将数据发送到所述无线设备；

测量用于将数据发送到位于所述外部区域中的所述无线设备的第一数据吞吐率；

将所述第一数据吞吐率与阈值数据率进行比较；

如果所述第一数据吞吐率小于所述阈值数据率，则降低功率级比；以及

以降低的所述功率级比将数据发送到所述无线设备。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

确定第二数据吞吐率；

将所述第二数据吞吐率与所述阈值数据率进行比较；

确定未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源是否存在；以及

如果未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源存在，则增加分配给位于所述外部区域中的无线设备的资源的数量。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括：计算所述第一数据吞吐率和所述阈值数据率之间的差异的度量，并将所述功率比降低取决于所述差异的度量的量。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，分配给位于所述小区的所述外部区域中的无线设备的来自所述多个网络资源的网络资源的数量根据位于该小区的所述外部区域中的无线设备的数量来确定。

12.一种承载处理器可执行指令的计算机可读载体介质，当所述处理器可执行指令在处理器上被执行时,使所述处理器执行根据权利要求1所述的方法。

13.一种承载处理器可执行指令的计算机可读载体介质，当所述处理器可执行指令在处理器上被执行时,使所述处理器执行根据权利要求8所述的方法。

14.一种网络控制器，包括：

通信模块，所述通信模块能够操作为发送和接收来自无线网络的多个基站的信号，所述无线网络包括多个小区，每个小区具有内部区域和外部区域，所述多个基站中的基站位于所述小区的所述内部区域中；以及

处理器，所述处理器能够操作为

对于每个小区，设置功率比，所述功率比是将被用于将信号发送到位于该小区的所述内部区域中的无线设备的功率级与将被用于将信号发送到位于该小区的所述外部区域中的无线设备的功率级的比率；

将来自多个网络资源的网络资源分配给位于所述外部区域中的无线设备；

对于每个小区，从所述多个网络资源中的未被分配给位于该小区的所述外部区域中的无线设备的网络资源，将网络资源分配给位于该小区的所述内部区域中的无线设备；

对于每个小区，将用于将数据发送到位于所述外部区域中的所述无线设备的第一数据吞吐率与阈值数据率进行比较；以及

对于所述第一数据吞吐率小于所述阈值数据率的小区降低所述功率比。

15.根据权利要求14所述的网络控制器，其中，所述处理器还能够操作为：

对于所述第一数据吞吐率小于所述阈值数据率的每个小区，将用于将数据发送到位于所述外部区域中的无线设备的第二数据吞吐率与所述阈值数据率进行比较；

对于所述第二数据吞吐率在所述阈值以下的小区，确定未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源是否存在；以及

如果未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源存在，则增加分配给位于所述外部区域中的无线设备的资源的数量。

16.根据权利要求14所述的网络控制器，其中，所述处理器能够操作为比较不同小区中的无线设备的信道特性，并基于所述比较的结果来分配无线网络资源。

17.根据权利要求14所述的网络控制器，其中，所述处理器能够操作为计算所述第一数据吞吐率和所述阈值数据率之间的差异的度量，并将所述功率比降低取决于所述差异的度量的量。

18.一种基站，包括：

天线，所述天线能够操作为发送和接收来自无线网络的小区中的无线设备的信号，所述小区具有内部区域和外部区域；以及

处理器，所述处理器能够操作为

针对用于将信号从基站发送到位于所述内部区域中的无线设备的功率与用于将信号从所述小区内的基站发送到位于所述外部区域中的无线设备的功率的比率，设置初始功率比；

将网络资源分配给位于所述外部区域中的无线设备；

将网络资源分配给位于所述内部区域中的无线设备；

确定用于将数据发送到位于所述外部区域中的无线设备的第一数据吞吐率；

将所述第一数据吞吐率与阈值数据率进行比较；以及

如果所述第一数据吞吐率小于所述阈值数据率，则降低功率级比。

19.根据权利要求18所述的基站，其中，所述处理器还能够操作为

确定第二数据吞吐率；

将所述第二数据吞吐率与所述阈值数据率进行比较；

如果所述第二数据吞吐率小于所述阈值数据率，则确定未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源是否存在；以及

如果未被分配给位于任何相邻小区的外部区域中的无线设备的资源存在，则增加分配给位于所述外部区域中的无线设备的资源的数量。

20.根据权利要求18所述的基站，其中，所述处理器还能够操作为计算所述第一数据吞吐率和所述阈值数据率之间的差异的度量，并将所述功率比降低取决于所述差异的度量的量。