CN106465382A

CN106465382A - 无线通信系统中的资源分配

Info

Publication number: CN106465382A
Application number: CN201680001121.5A
Authority: CN
Inventors: 蔡景涵; 范姜智为; 林宜锋; 汪圣锋; 徐华璘
Original assignee: You Beikuai Network Co
Current assignee: Uber Express
Priority date: 2015-04-24
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2036-04-21
Also published as: US20160315741A1; US20200259605A1; US10887059B2; US20180359063A1; WO2016172318A1; US10673583B2; EP3286965A4; EP3286965A1; US10057021B2; CN106465382B

Abstract

公开用于无线通信系统中资源分配的方法和装置的实施例。在一个实施例中，一种无线通信的方法包括获取要在无线通信环境中通过多个子信道传送的数据；确定与所述多个子信道关联的信道条件；根据与所述多个子信道关联的所述信道条件来调度需要传送的所述数据以形成用于传送的经调度的数据；以及将所述经调度的数据经由所述多个子信道传送到一个或多个接收器。确定与所述多个子信道关联的信道条件的方法包括确定所述多个子信道中的每个子信道处观察的干扰。

Description

无线通信系统中的资源分配

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年4月18日提交的美国非临时专利申请号15/131,563“无线通信系统中的资源分配”的优先权，所述美国非临时申请号15/131,563“无线通信系统中的资源分配”要求于2015年4月24日提交的美国临时专利申请号62/152,685“无线通信系统中的资源分配”的优先权，其二者都转让给本受让人。前述美国专利申请因此将其全部内容整体并入本文。

技术领域

本公开涉及无线通信领域。特别地，本公开涉及用于正交频分多址(OFDMA)系统中资源分配的方法和装置和/或对其的使用。

背景技术

在无线通信中，经常遭遇通信信道中的干扰。图3显示了根据本公开的某些方面的通信信道中的干扰效果。如图3的示例中示出的，在一个或多个全波段正交频分复用(OFDM)符号302的传送中，如果在通信信道中存在窄带干扰304，接收的全波段OFDM符号306可能受误差影响或损坏。干扰资源可能占据一定部分的信道(例如10％的信道)，如由误差带308呈现的。因为干扰304可能总是存在以及OFDM传说占据全波段，每个OFDM符号可能被干扰影响或损坏，以及该不利的效果可能始终存在每个接收的全波段OFDM符号中。为了克服这样的窄带干扰的问题，一个方法是降低调制率，以及采用具有较高冗余的前向纠错(forwarderror correction,缩写为FEC)编码。然而，较低的调制率可能要求较低的信噪比(signal-to-noise ratio,缩写为SNR)，或要求较强的FEC编码以允许使用嵌入的纠错信息来纠正传送误差。由此，通过使用较低的调制编码方案(modulation-coding scheme,缩写为MCS)和/或具有较高冗余的FEC编码以克服干扰，总的系统性能可能受到不利影响。为了最小化这样的干扰影响，有益的是，使用用于正交频分多址(OFDMA)系统中资源分配的方法和装置和/或对其的使用。

发明内容

公开了在无线通信系统及其方法中资源分配的实施例。在一个实施例中，一种无线通信的方法包括：获取要在无线通信环境中通过多个子信道传送的数据；确定与所述多个子信道关联的信道条件；根据与所述多个子信道关联的所述信道条件来调度需要传送的所述数据以形成用于传送的经调度的数据；以及将所述经调度的数据经由所述多个子信道传送到一个或多个接收器。确定与所述多个子信道关联的信道条件的方法包括确定所述多个子信道中的每个子信道处观察到的干扰。

附图说明

在结合下图的非限制以及非详尽的方面来阅读本公开的实施例的详细描述后，将能更清楚地理解本公开的前述特征和优点以及其另外的特征和优点。所有图中使用类似的标号。

图1显示了根据本公开的某些方面的用于执行资源分配的示例性无线环境。

图2显示了根据本公开的某些方面的时域双工帧结构的示例性实现。

图3显示了根据本公开的某些方面的通信信道中的干扰效果。

图4A显示了根据本公开的某些方面的正交频域多址模式下行链路帧结构的示例性实现。

图4B显示了根据本公开的某些方面的符号分配的方法。

图5A显示了根据本公开的某些方面的降低通信信道中的干扰导致的接收的符号中的误差的方法。

图5B显示了根据本公开的某些方面的通信信道中的干扰效果的另一示例。

图5C显示了根据本公开的某些方面的降低图5B的示例中干扰导致的接收的符号中的误差的方法。

图6A显示了根据本公开的某些方面的用于执行调度OFDMA帧的功能的组件的示例性框图。

图6B显示了根据本公开的某些方面的执行指派的方法。

图6C显示了根据本公的某些方面的执行更新的示例性方法。

图6D显示了根据本公开的某些方面的修改排序的表的方法。

图7A显示了根据本公开的某些方面的无线通信的方法。

图7B显示了根据本公开的某些方面的确定与多个子信道关联的信道条件的方法。

图7C显示了根据本公开的某些方面的根据与多个子信道关联的信道条件来调度需要传送的数据的方法。

图7D显示了根据本公开的某些方面的经由多个子信道将经调度的数据传送到一个或多个接收器的方法。

图8显示了根据本公开的某些方面的无线通信装置的示例性实现。

具体实施方式

公开了用于正交频分多址(OFDMA)系统中资源分配的方法和装置的实施例。呈现以下描述以使得本领域任何技术人员能够制造和使用本公开。特定的实施例和应用的描述仅作为示例来提供。词“示例性的”或“示例”在本文用于意指“充当示例、例证或说明”。作为“示例性的”或作为“示例”在本文描述的任何方面或实施例不必解释为相对于其他方面或实施例而优选的或有利的。

图1显示了根据本公开的某些方面的用于执行资源分配的示例性无线环境。如图1所示，装置102用于采用点到点的方式与另一装置104无线通信。在一些实施例中，装置102可以用作因特网服务提供商的固定无线宽带解决方案。例如，装置102可以用于采用点到点模式来操作以取代光纤。另外，装置102还可用于采用点到多点的方式与多个装置(例如，106、108、110和112)无线通信。当采用点到多点的方式来操作时，装置102可以用于取代电缆调制解调器或作为最后一英里接入技术的数字用户线路(DSL)。

图2显示了根据本公开某些方面的时域双工帧结构的示例性实现。在图2中示出的示例性实现中，时域双工(TDD)帧结构200可以包括一个或多个下行链路(down link,缩写为DL)子帧202、一个或多个上行链路(up link,缩写为UL)子帧204、一个或多个DL->UL间隙206和一个或多个UL->DL间隙208。在该特别的实现中，DL子帧202可包括前导210、信标_上行链路_地图(Beacon_UL_map)212、一个或多个上行链路_确认(UL_ACK)214、一个或多个下行链路_数据_符号(DL_Data_Symbol)216以及一个或多个下行链路_空闲_符号(DL_Idle_Symbol)218。UL子帧204可包括一个或多个下行链路_确认(DL_ACK)220和一个或多个上行链路_冲突_符号(UL_Contention_Symbol)224。

根据本公开的某些方面，无线传送的数据可以被分成多个正交频分复用(OFDM)符号，其中多个OFDM符号可构造子帧，以及每个子帧处理数据传送或接收。一个传送子帧和一个接收子帧构造了帧，所述帧可以典型地为2毫秒(ms)长。因为传送和接收可能不会同时发生，该方法也可以称为时域双工(time-domain duplexing,缩写为TDD)。

在一些实施例中，每个2-ms帧可以划分成下行链路(DL)和上行链路(UL)子帧。在DL子帧期间，数据可以从接入点(AP)传送到客户端设备(CPE)；在UL子帧期间，数据传送可以在反向方向(从CPE到AP)上发生。可以存在下行链路到上行链路(DL-to-UL)204和上行链路到下行链路(UL-to-DL)208过渡的两个空闲间隙。下行链路(DL)和上行链路(UL)子帧的符号量和空闲间隙的长度可以基于系统带宽来配置为可编程的参数。TDD帧结构在图2中示出。

如图2中示出的，符号可以呈现不同的目的，例如前导(用于限定帧边界)、信标(广播系统信息)、UL_map(UL调度决定)、UL_ACK(确认)用于先前传送，以及常规的数据符号。依赖于流量模式和调度器决定，帧内的数据符号可以指定不同的CPE，以及UL帧内的数据符号源自不同的CPE。不论符号类型，每个符号可以占据系统信道的全波段宽；以及不论实际指定的接收方，DL子帧中的每个符号可以被每个CPE听。

表1总结根据本公开的一些实施例的以下的实现：带宽、采样率、每OFDM符号的样本数量(包括2-us循环前缀)以及每帧的符号数量。

表1

根据本公开的某些方面，对于与AP关联的CPE，CPE可以用于接收和解码由AP跨越全波段传送的四相移键控(QPSK)调制的数据。由此，信标、上行链路_地图(UL_Map)和广播信息包可以仍然跨越全波段采用非OFDMA的方式(以低调制率)来传送。基于由每个CPE观察的干扰，对应的数据传送可以占用一部分系统带宽。

图4A显示了根据本公开的正交频域多址模式下行链路帧结构的示例性实现。在图4A示出的示例中，每个DL帧可以划分成三个部分，即：前-OFDMA部分402、OFDMA部分404和后-OFDMA部分406。前-OFDMA部分404可以包括前导(Preamble)410、信标和UL_map 412、一个或多个确认(ACK)414以及跨越全波段传送的其他数据(未示出)。注意的是，一个或多个确认(ACK)414和其他数据是可选的。OFDMA部分404可以组织到一个或多个时隙中；在每个时隙内，系统带可以调度到相同带宽的多个子信道416中。例如，在一些实施例中，可以支持2、4或8个子信道。每个时隙的长度可以分别等于2、4或8个符号，与子信道的数量相同。以该方式，每个时隙内的子信道(例如，图4A中示出的示例中的子信道[0]到子信道[7])可以携带与一个(全波段)OFDM符号相同的量信息。后-OFDMA部分406可包括跨越全波段传送的其他数据。在没有本地子带干扰的情况下对于CPE指定的数据或广播数据418可继续使用全系统带。注意的是，可以由于延时或其他目的来禁用OFDMA部分。例如当观察到有限的窄带干扰时可以禁用OFDMA部分。

图5A显示了根据本公开的某些方面的降低通信信道中干扰导致的接收的符号中的误差的方法。如图5A中示出的，传送的符号502可以包括一个或多个子带符号510或一个或多个静默符号512。一个或多个静默符号512可能在传送期间被窄带干扰504影响。接收的符号506可以包括一个或多个接收的子带符号514或一个或多个接收的静默符号516。图5A中示出的示例可以用于降低窄带干扰效果。OFDMA帧结构可以用于通过以下描述的示例性OFDMA过程以降低的干扰通过子带以较高的速率来传送。对于具有干扰的子带，OFDMA帧可以以较低的调制编码方案(modulation-coding scheme,缩写为MCS)来传送或完全不可以通过这些子带来传送，使它们留下可用于由在这些子带上没有本地干扰的其他CPE使用。

图5B显示了根据本公开的某些方面的通信信道中的干扰效果的另一示例。类似于图3中示出的示例，在一个或多个全波段OFDM符号522的传送中，如果在通信信道中存在窄带干扰524，接收的全波段OFDM符号526可能受误差影响或损坏。干扰源可能占据信道的一定部分(20％的信道)，如误差带528和530表示的。每个误差带中接收的符号可能遭受不同的误差率，如误差带528和530指示的。在一些情形中，不同位置中不同数量的误差带可被观察到。因为干扰524可能总是存在以及OFDM传送占据全波段，每个OFDM符号可能受干扰524影响，以及该不利效果可能始终存在于每个接收的全波段OFDM符号中。

图5C显示了根据本公开的某些方面的降低在图5B的示例中干扰导致的接收的符号中的误差的方法。在图5C示出的示例中，传送的符号包括一个或多个子带符号530以及一个或多个静默符号，例如符号532和533。一个或多个静默符号可能在传送期间被窄带干扰524影响。接收的符号可包括一个或多个接收的子带符号534和一个或多个接收的静默符号536和537。以该方式，由于干扰引起的传送误差将被控制以影响某些静默符号，例如需要传送的符号532和533以及要接收的符号536和537。由此，每个子带符号可基于以下(但不限于)来控制以确保一定水平的服务质量：1)优先级、2)流量类型、3)应用类型、4)等待时间要求以及5)预算要求，如表2中的以下描述。

根据本公开的某些方面，示例性OFDMA过程可以如下方式实现。首先，在注册后，AP和CPE可以一起工作以确定所有子信道的条件同时跨越全波段传送数据。子信道条件估计的细节在下面进一步描述。

然后，AP软件可用于基于上面收集的子信道条件来确定对每个CPE的最佳传送模式(全波段相对于OFDMA)。在一些实施例中，某些CPE可具有由于强的本地干扰而被屏蔽的一个或多个子信道；其他CPE可具有相对无干扰的无线电环境以及可接入到所有子信道。

接着，依赖于偏好全波段模式的CPE相对于偏好OFDMA模式的CPE(具有强的子信道干扰)之间的比率，AP可用于决定时隙的数量以分配给DL帧内的OFDMA部分。OFDMA部分长度可动态调节。在该情况中，AP可经由每个帧中的信标来通报OFDMA部分的开始位置和长度。

之后，AP调度器可用于调度DL数据传送，受到以下限制的影响：由于对应的子信道中存在干扰，一些子信道不可用于某些CPE。

最后但并非最不重要的是，在CPE侧上，DL接收器可以用于使用用于引导的信标中的OFDMA部分位置/大小信息来解码接收的OFDM符号。对于前-OFDMA部分和后-OFDMA部分，接收器可以一接收到OFDM符号就执行解码。对于OFDMA部分，CPE DL接收器可以用于在它开始解码过程之前在子信道上累积数据直到达到时隙的末端。

根据本公开的某些方面，存在多个方式，其中AP和CPE可以一起工作以确定子信道条件。例如，CPE可以使用接收的前导和导频来计算每个子信道内的信噪比(SNR)。然后，CPE可以将SNR报告回给AP以用于参考。AP可以使用子信道SNR以得到所有CPE/子信道组合的最佳MCS，或如果SNR低于某些阈值水平则屏蔽一些CPE的一些子信道。对于另一示例，AP可以使用不同的MCS组合通过全波段和所有子信道两者来定期传送训练信息包(或发声信号)。CPE尝试解码这些训练信息包、收集信息包误差率以及经由较高层协议报告回给AP。之后，AP可以用于收集足够的信息以确定所有CPE的子信道条件以及关联的最佳MCS水平。

图6A显示了根据本公开的某些方面的用于执行调度OFDMA帧的功能的组件的示例性框图。如图6A中示出的，用于调度OFDMA帧的组件包括调制解调器602、调度器604、一个或多个处理器606、排序器608、队列状态操作器610、队列分数操作器612和内部排序表操作器614。调制解调器602、调度器604、一个或多个处理器606、排序器608、队列状态操作器610、队列分数操作器612和内排序表操作器614可以功能上耦合到彼此以及采用图6A中示出的和以下描述的方式来在功能上彼此通信。

对于调度，公开的方法首先考虑输出数据如何在AP上组织。根据本公开的某些方面，为了使得多个站能够获取接入共享的无线电资源，存在两个类型的无线电系统：主动调度、或随机接入：在基于随机接入的系统中，每个站在它尝试传送之前首先连续监测信道，在信道变成安静之后等待延迟的随机量。如果多个站尝试同时开始传送，信号可能被篡改，以及可以在稍后时间再次尝试传送。成功传送可以立即被确认；换句话说，冲突通过ACK的超时等待来检测。WiFi(802.11x)是最普遍的基于随机接入的无线系统。

对于一些应用(例如，户外、固定的、长距离无线链路)，基于随机接入的系统遭受隐藏的节点问题：例如两个CPE可能两者在相同AP的范围内，但它们太远而不能彼此感测信号。由此，“先听后说”原则不能被保证，以及由于来自两个CPE的同时传送，频繁的冲突可能在AP处发生。由此，示例性PTMP(点对多点)系统可以主动调度，如本文描述的。

在一些实施例中，示例性系统中的流量可以组织成队列：

●每个CPE本地具有多达8个数据队列以及一个控制队列。经由以太网的输入数据基于服务质量(QoS)要求来被检查以及转发到8个数据队列之一中。控制队列用于存储从CPE到AP的控制信息，例如无线电信道质量、每个数据队列的状态、先前接收的传送的未决的确认等等。

●AP可以对于系统内的每个CPE保留多达8个数据队列和一个控制队列，外加一些特殊的队列，例如信标、广播等等。

调度决定然后可以相对于队列做出；数据可以取自对应的队列以及基于调度器输出来传送出去。在示例性PTMP系统中，调度决定可以通过AP对于DL和UP方向两者来做出。

对于DL调度，调度器使用的信息(例如，传送队列满、带宽预算、自先前传送的等待时间等待)能够在AP上可用。AP可以在每个子帧开始处做出调度决定。该决定没有广播到CPE；相反，AP可以相应地传送数据。每个数据符号可以包括具有旨在的接收方的ID的报头。所有CPE可以连续解码DL子帧中的所有符号以及检查符号报头以确定是否特定的符号应该被接收和处理；用于其他CPE的符号可以被丢弃。

对于UL调度，UL信道可以由所有CPE共享。由此，UL调度应该通过考虑所有CPE的带宽要求和分配历史由AP采用集中的方式来执行。然而，实时队列状态在CPE上可用-即，AP可能不会注意到数据何时进入到CPE侧上的队列，除非CPE以某种方式将更新的队列状态通知AP。在示例性PTMP系统中，当存在数据等待要被传送时，CPE向AP发送具有更新的队列状态的请求。AP保持来自所有CPE的队列状态副本，以及使用该队列状态以在每个帧之前执行调度。调度决定在UL_map中被描述，并在每个DL子帧开始处与信标一起传送出去。每个CPE解码UL_map，以检查其是否被调度为在即将到来的UL子帧期间进行传送；如果是，则所述每个CPE按照UL_map所指定的，在正确的UL符号处传送数据。

注意的是，所有传送可以在紧接后的子帧中明确地被确认：对于DL方向，每个CPE可在后面的UL帧中发送回确认；对于UL方向，AP可在下一DL子帧中将确认发送回给被调度为用当前UL子帧传送的每个CPE。AP和CPE均在每个帧的末端处的使用确认以更新队列状态，如上描述的调度过程在下一帧中继续。

根据本公开的某些方面，每个AP可以无线连接到多个CPE，为每个CPE提供多个水平的服务质量(QoS)。AP然后可以将输出数据组织成多个队列，使得每个队列代表唯一的CPE/QoS组合。QoS可基于例如最小响应时间和保证的吞吐量。AP也可以为每个CPE指定一个队列用于存储特殊的流量，例如控制或确认。与常规的数据队列相比，这些特殊的队列典型地被指派更高的优先级。小数量的队列可以保留给去往所有CPE的特殊流量使用，例如信标和广播/多播。表2总结根据本公开的某些方面的流量类的一些示例性实现。

帧中调度的基本单元可以是时隙时间内的一个子信道或OFDM符号(在全波段模式中)，所述基本单元也称为资源块(resource block,缩写为RB)。RB的大小可以是相同的，无论它是否属于帧的OFDM或OFDMA部分。

在一些实施例中，对于每个队列，AP可以用于保持以下统计：

●队列长度-等待传送的数据的量；

●队列QoS优先级-从0～7，对应于上表中QoS水平；较高的值意指较高的优先级；

●Wait_now-自从队列先前被调度起算的时间的量；

●Wait_max-在队列必须被调度之前最大可允许的等待时间。这与队列的延时要求有关；延时越短，wait_max值越小。

●Rate_now-队列的当前数据率；

●Rate_min-队列的要求的最小数据率；

●Rate_allowed-队列被允许在该帧中传送(如果它被调度)的信息包的最大数量。

在一些实施例中，对于每个CPE，AP可以保持关于它的能力的以下统计：

●基于报告的信道条件，对于每个子带和对于全波段的最高调制率。

在一些实施例中，对于示例性点到多点系统，以下参数先验确定：

●系统带宽和帧结构：这进而指示多少RB(全波段和OFDMA两者)可用于每DL子帧的调度；

●每子帧要被调度的队列的最大数量：每个调度的队列要求随后的UL帧中明确的确认。由此，DL子帧内要调度的队列的最大数量可被限制，以保持在下一UL帧中确认(ACK)导致的开销有合理的比例。

根据本公开的某些方面，调度过程可以包括排序、分配、指派和更新步骤。

在排序步骤中，使用以上描述的队列统计，AP给每个队列计算并指派分数(score)，使得分数越高，调度优先级越高。该分数可以在更新步骤中对于每个队列在每帧中再一次更新。该分数由调度器在排序阶段期间使用，以基于以下要描述的方法来构造具有数据(即，具有非零队列长度)的经排序的队列表。每个队列的分数基于以下公式来确定：

score(i)＝alpha*(wait_now/wait_max)+beta*(1-rate_now/rate_min)

其中，alpha和beta是可编程的参数。

排序方法的示例性实施例如下提供：

●具有较高分数的队列放置在具有较低分数的队列的前面；

●对于具有相同分数的队列，具有较高QoS水平的队列放置在具有较低QoS水平的队列的前面；

●对于具有相同分数和相同QoS水平的队列，具有较长队列长度的队列放置在具有较短长度的队列的前面。

注意的是，实际的排序在更新步骤期间进行；在排序步骤中，输出的排序列表通过在内部的排序列表中去除具有0长度(即，没有数据需要传送)的队列而生成。排序器的实现细节在更新步骤中进一步描述。

在分配阶段中，调度器通过首先考虑非数据类型的流量来决定OFDMA部分的大小和位置。这些非数据类型的流量包括信标、确认(ACK)、控制消息(存储在控制队列中)、以及广播。特殊流量类型的每个信息包占据一个OFDM符号。这些特殊的信息包(也称为前-OFDMA或后-OFDMA信息包)具有比常规的数据信息包更高的优先级；由此，调度器可以首先尝试调度它们。OFDMA部分大小可以通过下式确定：

OFDMA时隙数＝(帧符号数-特殊的信息包数)/(OFDMA子带数量)

(英文为：OFDMA slot count＝(frame symbol count-special packet count)/(number of OFDMA sub-bands))

例如，如果帧具有90个符号，以及存在等待需要传送的8个特殊的信息包，以及存在8个OFDMA子带，然后OFDMA时隙数＝(90-8)/8＝10。当(帧符号数-特殊的信息包数)不是OFDMA子带数的整数倍，则将存在剩余的符号。这些符号可以放置在后-OFDMA部分中用于采用OFDM方式来调度。

图4B显示了根据本公开的某些方面的符号分配的方法。如在图4B中示出的，与图4A不同在于，修改的后-OFDMA部分426中的另外的控制消息422和剩余的OFDM符号420。

在一些实施例中，在指派阶段期间，AP从所述表获取第一队列、查询对应的子信道条件，以及从资源块(RB)开始，所述资源块(RB)还未被占用但提供该CPE的最高MCS(或数据率)。AP调度器随后可以把该RB指派给该子信道、更新队列状态和预算，并移动到下一资源块/队列。当整个分配表已消耗时或当所述符号被完全调度(即，所有资源块(RB)被占用)时，指派阶段停止。

注意的是，在一些情况中，特定的队列可包括比该队列被给予的用于传送的预算更多的数据。当这发生时，调度器可继续(暂时地)指派一些资源块(RB)给该队列，只要存在可用资源块(RB)或数据，这就允许预算临时地被超出，但是它可以将指派结果标记为“暂时”。随后的具有较低优先权的队列可以允许超越(或先取)该暂时的指派，只要没超过它们的预算。

图6B显示了根据本公开的某些方面的执行指派的方法。在图6B中示出的示例性实现中，关于排序队列表620和可用的资源块(RB)621的信息提供给框622，其中做出关于队列表是否是空的，或不存在可用的资源块(RB)的询问。如果队列表是空的或不存在可用的资源块(RB)(622_是)，所述方法移动到框624。在框624中，进行执行指派的方法。备选地，如果队列表不是空的或存在可用的资源块(RB)(622_否)，方法移动到框626。在框626中，所述方法取所述排序队列表的头部，然后移动到框628。

在框628中，做出关于所述队列是否包含数据的另一询问。如果队列包含数据(628_是)，方法移动到框630。备选地，如果队列不包含数据(628_否)，方法移动到框648。在框630中，做出关于OFDMA部分中是否存在可用的RB的另一询问。如果OFDMA部分中存在可用的资源块(RB)(630_是)，方法移动到框638。备选地，如果OFDMA部分中不存在可用的资源块(RB)(630_否)，方法移动到框632。

在框632中，做出关于后-OFDMA部分中是否存在可用的RB的另一询问。如果后-OFDMA部分中存在可用的资源块(RB)(632_是)，方法移动到框638。备选地，如果后-OFDMA部分中不存在可用的RB资源块(RB)632_否)，方法移动到框648。在框634中，做出关于CPE是否具有控制消息的另一询问。如果CPE具有控制消息(634_是)，方法移动到框636。备选地，如果CPE不具有控制消息(634_否)，方法移动到框640。

在框636中，所述方法把控制符号添加到剩余的符号，然后移动到框642。在框638，所述方法找到具有最高支持的MCS的资源块(RB)，然后移动到框634。在框640中，所述方法指派数据给资源块(RB)，然后移动到框644。在框642中，方法指派控制消息和数据给资源块(RB)，并移动到框644。

在框644中，做出关于RB是否具有暂时数据的另一询问。如果资源块(RB)具有暂时数据(644_是)，所述方法移动到框646。备选地，如果资源块(RB)不具有暂时数据(644_否)，所述方法移动到框628。在框646中，所述方法将暂时数据从资源块(RB)去除，然后移动到框628。在框648中，所述方法从表中去除队列，然后移动到框622。

根据本公开的某些方面，在指派阶段中，调度器基于图6B将包括前导、信标、确认(ACK)的特殊信息包和广播信息包指派给它们对应的符号(假定它们的调度优先级较高)。控制信息包仍未指派(尽管符号暂时分配给它们)-如果存在数据信息包需要传送给相同的CPE，则控制信息包可以与相同的符号中的数据信息包合并以及节省空间。

重回上文提到的，对于每个CPE，不同的子信道由于不同的干扰水平而可具有不同的能力(或最大支持的MCS率)。OFDMA指派如下工作：

●从排序表的头获取队列(框626)；

●找到具有最高支持的调制编码方案的下一可用的资源块(RB)(框638)；

●用相同CPE的控制信息包(如果存在)填充资源块(RB)(框642)，然后用来自队列的数据信息包填充(框642和640)，直到队列没有更多的信息包，或没有更多资源块(RB)可用；

●从排序表中去除队列(框648)。

在一些实施例中，可用的资源块(RB)包括OFDMA中的那些以及后-OFDMA部分中剩余的OFDM符号。在考虑用于指派时，在考虑剩余的OFDM符号之前(框632)，首先考虑OFDM资源块(RB)(框630)，。

如果队列属于某个也具有等待中的需要传送的控制信息包的CPE，控制信息包在相同资源块(RB)中与数据信息包合并，以及为这些控制信息包的之前分配的OFDM符号被添加到所述剩余的OFDM符号(框642)。

在一些实施例中，队列长度(queue_length)可以大于rate_allowed。调度器可以首先以rate_allowed作为上限指派信息包；之后，如果还有资源块(RB)可用，调度器可以继续保持指派这些额外的信息包，但它们可以标记为暂时的。当指派具有较低的调度器优先级时，暂时指派的资源块(RB)被调度器看作是可用的。如果所述资源块(RB)稍后指派给具有较低的调度器优先级的队列，这些暂时指派的信息包可以返回给它们的原来的数据队列。

在一些实施例中，要指派的信息包可能在消耗所有资源块(RB)之前耗尽。调度器可以为这些额外的资源块(RB)生成特殊的信息包(例如，各种MCS率的训练信息包、特殊的保活消息)。

在数据队列的指派完成后，还没有与数据流量合并的剩余的控制信息包可被再访并指派给后-OFDMA部分中余留的控制符号。

图6C显示了根据本公开的某些方面的执行更新的示例性方法。如图6C中示出的，执行更新的方法在框650中开始，其中执行初始化，以及然后移动到框652。在初始化阶段中，在开始，所有队列是空的，因此初始化阶段可以包括以下：

●清除所有队列统计和分数；

●采用队列识别号(ID)的顺序构造初始表。当所有分数是零时，所述表被视为已被排序。

在框652中，队列处于排序状态，所述方法等待排序命令。在接收到排序命令时，所述方法移动到框654；在接收到复位命令时，所述方法返回到框650。如果来自调度器的命令是复位，则所述方法可以回到初始化阶段(框650)，并初始化统计、分数以及构造如上描述的排序表。如果来自调度器的命令是排序(Sort)，则方法移动到框654。

在框654中，所述方法更新队列统计，然后移动到框656。在一个示例性实现中，在接收到排序(Sort)命令时，所述方法从头(最高分数)到尾(最低分数)遍历内部的排序表，同时获取对应的队列统计。该统计本地保持在排序模块内用于随后参考。

在框656中，所述方法生成排序表，以及然后移动到框658。在一个示例性实施例中，如果统计指示队列是非空的以及不经历复位，所述方法将队列ID放到对应的输出的排序表，直到达到内部排序表的末端，或当输出表包括足够的可用于调度器处理的项时。

在框658中，所述方法等待更新命令；在接收到更新命令时，所述方法移动到框660。在示例性实现中，输出的排序表包括调度器可考虑的候选者。所述方法等待调度器完成它的分配步骤，直到它接收到在该子帧中实际被调度的队列ID的表。

在框660中，所述方法更新队列统计、分数，并重新给队列排序。在一个示例性实现中，队列统计(例如，取得的wait_max、wait_now、rate_max以及rate_now)已经在排序步骤期间更新。可以从头到尾再次遍历内部排序表，以及如下更新分数：

●如果队列已被调度，则分数复位为0，以及队列移动到排序表的尾；

●如果队列未被调度，则可以使用在较早的排序步骤期间取得的统计来重新计算分数。如果队列是空的，则分数同样保持在零；否则，增加分数(决不降低)，指示下一循环中的优先级的增加。

在更新分数之后，表可能成了非排序状态，因为不是所有队列接收相同量的分数增加。表被再排序以使表回到排序状态。从框660，方法移动到框652，以及可重复过程。以下的部分描述再排序步骤。

注意的是，在一些实施例中，排序和更新队列的方法可以通过普通的硬件模块(例如排序器)来实现。以下显示出排序和更新阶段中该模块的操作。

根据本公开的某些方面，描述了排序表的两个示例性实现，例如，阵列(arrary)和堆(heap)。如果选择阵列，则使用插入排序法使表回到排序状态；如果选择堆，则是使用堆排序。堆排序具有较好的最差情况性能(O(NlogN))。尽管插入排序在典型情况中较差地执行(O(N2))，但是当所述表基本上已被排序时，插入排序较好地执行。以下描述基于插入排序的示例性实施例。排序器的输入可以包括以下：

●指派决定，其可以是包括队列的ID的表，所述队列刚刚被调度。

●基于它们先前计算的分数的队列的排序表(sort_list)，其实现为阵列；阵列从高分数到低分数排序，以及每个阵列条目的值是队列ID。

●每个队列的状态(stat_tab)的本地副本；可以在较早的排序命令阶段期间获取所述状态。

●先前的一轮中所计算的每个队列的当前水平(score_tab)。

队列更新和排序过程可以在下面总结。

●排序器获取处理器调度的队列的ID以及本地保存该表。在stat_tab中，这些队列标记为“已调度的”。

●所述排序器检查排序表以获取所述队列ID。以下的伪代码显示了示例性的实施：

●将经调度的队列的ID的表(其来自指派步骤)附加回到sort_list的末端。在该步骤之后，sort_list可以被基本上/大体地排序，除了(具有零水平值的)经调度的队列可以在所述表的末端中。

●将插入排序或堆排序应用于sort_list，以使所述表从基本上排序(或几乎排序的)到完全排序的。

图6D显示了根据本公开的某些方面的修改排序表的方法。如在图6D的示例中示出的，数字662示出在调度之前具有队列ID和对应的分数的原始排序表。接着，数字664示出队列1、4、9、5和11被调度，以及它们的对应的分数被清为0。然后，数字666示出队列6、12、2、3、8、10、7没有被调度，以及它们的对应的分数被更新。之后，数字668示出具有零分数的经调度的队列移动到所述表的末端，使表为“几乎”排序的(也称为基本上排序的)。最后但并非最不重要的是，数字670示出表基于更新的分数被再排序，其中加亮的队列被重新排列。

图7A示出根据本公开的某些方面的无线通信的方法。在图7A中示出的示例中，在框702中，所述方法获取要在无线通信环境中通过多个子信道传送的数据。在框704中，方法确定与多个子信道关联的信道条件。在框706中，方法根据与多个子信道关联的信道条件来调度需要传送的所述数据以形成用于传送的经调度的数据。在框708中，方法将经调度的数据经由多个子信道传送到一个或多个接收器。

图7B显示了根据本公开的某些方面的确定与多个子信道关联的信道条件的方法。在一些实施例中，框704中执行的方法可以包括框714和/或716中执行的方法。

在框714中，所述方法将训练信息包经由子信道广播到接收器、获取由接收器产生的经解码的训练信息包、以及使用经解码的训练信息包来估计在子信道处观察的干扰。

在框716中，方法经由子信道将已知的数据模式广播到接收器、将接收的数据模式与已知的数据模式比较以确定与子信道关联的信噪比、以及使用与子信道关联的信噪比来估计与子信道关联的观察到的干扰。

在另一方式中，确定与多个子信道关联的信道条件的方法可以包括框718中执行的方法。在框718中，所述方法基于选择标准集来确定与多个子信道关联的信道条件，其中选择标准集包括传送带宽、传送延时、采样率、每OFDMA符号的样本数量、每帧的符号数量、数据缓冲的使用或其组合。

图7C显示了根据本公开的某些方面的根据与多个子信道关联的信道条件来调度需要传送的数据的方法。在框722中，方法基于多个子信道将需要传送的数据调度到多个子带符号中，其中需要传送的信息包括多个全波段OFDMA符号，以及每个子带符号包括来自多个全波段OFDMA符号的一部分。在一些实施例中，框722中执行的方法可包括框723和框724中执行的方法。

在框723中，方法基于携带需要传送的数据的队列表中每个队列的分数将所述队列表排序；基于数据类型、大小、位置和资源块的可用性来分配需要传送的数据；根据资源块的可用性来指派OFDMA信息包；以及通过每个队列的更新分数和对应的队列统计来更新队列表中的每个队列。

在框724中，方法基于以下来调度：需要传送的数据的优先级、需要传送的数据的类型、需要传送的数据的应用类型、需要传送的数据的等待时间要求、需要传送的数据的预算要求、或其组合。

图7D显示了根据本公开的某些方面的经由多个子信道将经调度的数据传送到一个或多个接收器的方法。在框726中，方法使用点到点传送来将经调度的数据传送到接收器、使用点到多点传送来将经调度的数据传送到多个接收器、或其组合。在一些实施例中，框726中执行的方法可包括框728和/或730的要素。在框728中，多个子信道用于支持一个或多个类型的数据传送服务质量。在框730中，可屏蔽多个子信道中的一个或多个以免于携带经调度的数据。

根据本公开的某些方面，在AP和/或CPE中，一个示例性实施例要采用两芯片解决方案，所述两芯片解决方案具有驻留在一个芯片中的调制解调器和驻留在另一个芯片中的CPU。CPU和调制解调器芯片然后经由高速链路(例如，PCIE(外设部件互连扩充总线))来连接。芯片集可以在有线和无线接口之间转发数据以用于处理加密、转换和/或路由，如果必要的话。

在一些实施例中，在有线和无线接口之间有两个模式的数据传送：1)桥模式，其中数据可以在最小的软件介入的情况下从一个装置转发到另一个装置；或2)路由器模式，其中联网软件在数据转发可能发生之前检查、修改和/或丢弃输入数据。路由器模式中支持的联网功能可包括网络地址翻译(NAT)、流量整形、虚拟局域网(VLAN)、防火墙等等。由于联网功能的复杂性，它们典型地在软件中实现。

以太网(有线的)接口可以与调制解调器驻留在相同的芯片中，或可以在CPU侧上。在一个方式中，以太网接口驻留在CPU侧上，允许联网软件在通过PCIE链路将信息包传递到调制解调器之前检查和修改数据信息包。由此，全部无线电流量可以流过PCIE链路。

在另一方式中，以太网接口可以驻留在调制解调器侧上。图8显示了根据本公开的某些方面的该两芯片架构的示例性实现。在该方式中，CPU侧上的以太网接口用于执行系统配置和管理，但不执行数据传送。注意的是，使调制解调器和以太网在相同的芯片上意指：数据可以在不必行进到芯片之外的情况下在有线和无线接口之间移动。另外，修改网络报头意指关联的校验和值也可以更新。如果报头被修改，定制硬件可以被调用以在完成直接存储器访问(DMA)之后更新校验和。为了支持路由模式，DMA引擎可以被实现，以将信息包的网络报头从调制解调器芯片移动到CPU。CPU可以通过在该过程中检查和修改报头来执行路由功能，以及然后调用DMA以将报头从CPU移动回到调制调解器芯片。注意的是，这些网络报头的典型大小是在60至80字节的范围中，而典型的以太网信息包在繁重的流量中大约1.5K字节。由此，该方式可以有效地降低PCIE链路上的流量的量，允许系统支持更高的数据率。

根据本公开的某些方面，图8的调制解调器芯片的控制器可以用于设立传送器和接收器之间的多个数据信息包的反复的数据传递的机制，其中相应数据传递的机制可以在与所述多个数据信息包关联的报头中描述。调制解调器控制器还包括逻辑，所述逻辑配置为从传送器取回报头、修改报头以生成更新的报头(其可以包括以下描述：源地址、目的地址、需要传送的数据信息包的数量，和反复的数据传递的模式)、在传送器中用更新的报头来替换的报头，以及指示传送器使用更新的报头来将多个数据信息包传送到接收器。注意的是，在该特定的实现中，调制解调器控制器、传送器和接收器是不同的集成电路装置。

在一些实施例中，调制解调器控制器可包括一个或多个中央处理单元和/或图像处理单元、网络接口控制器、存储器控制器、直接存储器访问控制器和装置接口控制器。传送器可包括一个或多个中央处理单元、网络接口控制器、存储器控制器、直接存储器访问控制器、装置接口控制器和EABridge(EA桥,即以太网到AME调制解调器桥)控制器。

本文描述的方法论可以通过依赖于根据特定示例的应用的各种方式来实现。例如，这样的方法论可以在硬件、固件、软件或其组合中实现。在硬件实现中，例如，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(“ASIC”)、数字信号处理器(“DSP”)、数字信号处理装置(“DSPD”)、可编程逻辑装置(“PLD”)、现场可编程门阵列(“FPGA”)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子装置、设计成执行本文描述的功能的其他装置或其组合内。

本文包括的详细的描述的一些部分根据存储在特定设备或专用计算装置或平台的存储器内的二进制数字信号上的操作的算法或符号表示来呈现。在该特定应用的上下文中，术语特定装置或诸如此类包括通用计算机，只要它被编程就按照来自程序软件的指令来执行特定的操作。算法描述或符号表示是信号处理或有关的技术中普通技术人员使用的技术示例以将他们的工作内容传输给本领域其他技术人员。算法在这里以及一般认为是导致期望结果的自洽顺序的操作或类似信号处理。在该上下文中，操作或处理涉及物理量的物理操纵。典型地，尽管不一定，这样的量可以采取能够存储、传递、组合、比较或操纵的电或磁信号的形式。已经证明有时方便的是(原则上由于普遍使用的原因)，指这样的信号为比特、数据、值、元素、符号、字母、项、数字、数词或诸如此类。应该理解，然而，所有这些或类似的术语与合适的物理量关联或仅仅是方便的标记。除非特别另有说明，如从本文讨论明显的是，要理解，遍及该说明书，使用术语的讨论(例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”或诸如此类)指特定装置的动作或过程，例如专用计算机、专用计算设备或类似专用电子计算装置。在该说明书的上下文中，因此，专用计算机或类似专用电子计算装置能够操纵或转换信号，典型地表示为专用计算机或类似专用电子计算装置的存储器、寄存器、其他信息存储装置、传送装置或显示装置内的物理的电子或磁的量。

本文使用的术语(“和”和“或”)可包括将至少部分依赖于它所使用的上下文中的各种意思。典型地，“或”(如果用于关联表，例如“A”、“B”或“C”)旨在意指A、B和C(在这里使用于包括的意义中)，以及A、B或C(在这里使用于排他的意义中)。整篇说明书对“一个示例”或“示例”的引用意指连同示例描述的特定特征、结构或特性包括在要求权利的主题的至少一个示例中。因此，整篇说明书的各种地方中的短语“在一个示例中”或“示例”的出现不一定所有指相同的示例。此外，特定的特征、结构或特性可以在一个或多个示例中组合。本文描述的示例可包括使用数字信号操作的机器、装置、引擎或设备。这样的信号可包括电子信号、光信号、电磁信号、或在位置之间提供信息的任何形式的能量。

尽管已经显示了和描述目前被认为是示例特征的事物，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离要求权利的主题的情况下，可做出各种其他修改，以及可替换等同物。另外，在不脱离本文描述的中心概念的情况下，可做出许多修改以使特定情形适合于要求权利的主题的教导。因此，规定要求权利的主题不限于公开的特定示例，而是这样的要求权利的主题也可包括落在随附权利要求的范围内的所有某些方面以及其等同物。

Claims

1.一种无线通信的方法，包括：

通过一个或多个处理器获取需要在无线通信环境中通过多个子信道传送的数据；

通过所述一个或多个处理器确定与所述多个子信道关联的信道条件；

通过调度器根据与所述多个子信道关联的所述信道条件来调度需要传送的所述数据以形成用于传送的经调度的数据；以及

通过调制解调器将所述经调度的数据经由所述多个子信道传送到一个或多个接收器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定与所述多个子信道关联的信道条件包括：

经由子信道将训练信息包广播到接收器；

获取由所述接收器产生的经解码的训练信息包；以及

使用所述经解码的训练信息包来估计在所述子信道处观察到的干扰。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定与所述多个子信道关联的信道条件还包括：

经由子信道将已知的数据模式广播到接收器；

将接收的数据模式与所述已知的数据模式比较以确定与所述子信道关联的信噪比；以及

使用与所述子信道关联的所述信噪比来估计与所述子信道关联的观察到的干扰。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定与所述多个子信道关联的信道条件还包括：

基于选择标准集来确定与所述多个子信道关联的信道条件；其中所述选择标准集包括传送带宽、传送延时、采样率、每正交频分多址(OFDMA)符号的样本数量、每帧的符号数量、数据缓冲的使用或其组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据与所述多个子信道关联的所述信道条件来调度需要传送的所述信息包括：

基于所述多个子信道将需要传送的所述数据调度到多个子带符号中；

其中所述需要传送的信息包括多个全波段正交频分多址(OFDMA)符号；以及

其中每个子带符号包括来自所述多个全波段正交频分多址(OFDMA)符号的一部分。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将需要传送的所述数据调度到多个子带符号中包括：

基于携带需要传送的所述数据的队列的表中每个队列的分数将所述队列表排序；

基于数据类型、大小、位置和资源块的可用性来分配需要传送的所述数据；

根据所述资源块的所述可用性来指派正交频分多址(OFDMA)信息包；以及

以所述每个队列的更新的分数和对应的队列统计来更新所述队列表中的所述每个队列。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于以下中的至少一个来将需要传送的所述数据调度到多个子带符号中：

需要传送的所述数据的优先级；

需要传送的所述数据的类型；

需要传送的所述数据的应用类型；

需要传送的所述数据的等待时间要求；

需要传送的所述数据的预算要求；

或其组合。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述经调度的数据经由所述多个子信道传送到一个或多个接收器包括：

使用点到点传送来将所述经调度的数据传送到接收器；

使用点到多点传送来将所述经调度的数据传送到多个接收器；

或其组合。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述多个子信道配置为支持一个或多个类型的数据传送服务质量；以及其中基于所述一个或多个类型的数据传送服务质量来屏蔽所述多个子信道中的一个或多个以免于携带所述经调度的数据。

10.一种用于执行无线通信的装置，包括：

一个或多个处理器，用于获取需要在无线通信环境中通过多个子信道传送的数据，以及确定与所述多个子信道关联的信道条件；

调度器，用于根据与所述多个子信道关联的所述信道条件来调度需要传送的所述数据以形成用于传送的经调度的数据；以及

调制解调器，用于经由所述多个子信道将所述经调度的数据传送到一个或多个接收器。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，用于确定与所述多个子信道关联的信道条件的所述一个或多个处理器还用于：

将训练信息包经由子信道广播到接收器；

获取由所述接收器产生的经解码的训练信息包；以及

12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，用于确定与所述多个子信道关联的信道条件的所述一个或多个处理器还用于：

经由子信道将已知的数据模式广播到接收器；

13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，用于确定与所述多个子信道关联的信道条件的所述一个或多个处理器还用于：

14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，用于根据与所述多个子信道关联的所述信道条件来调度需要传送的所述数据的所述调度器还用于：

其中需要传送的所述信息包括多个全波段正交频分多址(OFDMA)符号；以及

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，用于将需要传送的所述数据调度到多个子带符号中的所述调度器还用于：

基于携带需要传送的所述数据的队列表中每个队列的分数将所述队列表排序；

通过所述每个队列的更新的分数和对应的队列统计来更新所述队列表中的所述每个队列。

16.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述调度器用于基于以下中的至少一个来将需要传送的所述数据调度到多个子带符号中：

需要传送的所述数据的优先级；

需要传送的所述数据的类型；

需要传送的所述数据的应用类型；

需要传送的所述数据的等待时间要求；

需要传送的所述数据的预算要求；

或其组合。

17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，用于经由所述多个子信道将所述经调度的数据传送到一个或多个接收器的调制解调器还用于：

使用点到点传送来将所述经调度的数据传送到接收器；

或其组合。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，

所述多个子信道用于支持一个或多个类型的数据传送服务质量；以及

其中基于所述一个或多个类型的数据传送服务质量来屏蔽所述多个子信道中的一个或多个以免于携带所述经调度的数据。