CN1219087A - 最佳利用蜂窝无线系统内数据通信容量的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本讨论涉及在无线系统之内发送分组的相互安排,其中把发送分组形成为用于发送的分组(204、205、206)。该系统包括至少两个发送装置,上述至少两个发送装置在本质上同样的频率之上本质上同时地发送,其中由第一个发送装置发送的载波功率是对第二个装置发送载波功率,这些接收装置的干扰,以及反之亦然。为了安排分组,此处产生了一个具有一个值的利用率函数,该利用率函数依赖于载波功率和干扰功率,通过对发送的分组在该时刻的相互发送顺序之内进行计算能够得到上述干扰功率。按照对应于利用率函数的极值的相互发送顺序安排发送的分组。

Description

最佳利用蜂窝无线系统内数据通信容量的方法及系统

本发明普遍地涉及在蜂窝无线系统内的基站与终端之间无线接口的实现。更具体而言，本发明涉及发送数据的安排及发送功率的决定，藉此以便能够最大化地利用可用数据通信的容量。由时间及频率构成了该数据通信的容量。

在蜂窝系统中，共同的是在基站与终端之间的无线通信包括划分为多个较小部分的循环重复帧，上述多个较小部分可以称作信道。一帧表示一定的时间周期，在上述时间周期期间，借助于多址方法可以划分一定的频带由某种连接所使用。一般的多址方法是TDMA(时分多址)、CDMA(码分多址)、以及FDMA(频分多址)。在TDMA中，在上述帧内的信道是多个时隙，其中一个帧能够包含的信道数量如八个时隙，能够分配上述时隙的每个时隙由某个无线连接所使用。在某些系统中，在一帧之内的时隙大小及数量在一帧与另一帧之间可以是变化的。在CDMA系统中，信道表示相互正交的或者近似正交的扩频码，在至少一个帧期间能够分配上述的扩频码给某个无线连接。在FDMA中，信道是所使用频率宽度的更窄部分。也已经提出了FDMA、CDMA以及TDMA的组合，其中该帧划分为多个时隙，上述时隙在或者时间、或者频率或者码的基础之上进一步地能够划分为更小的部分。

在一个分配给无线连接的信道期间，上述无线连接将经历干扰或者扰动，它们是由在同样的小区或者邻近小区的区域之内的其它无线连接引起的。该干扰的数量及质量取决于同时出现的无线连接的数量和多址方法及复用系数，该复用系数描述了另一个使用同样无线频率或者同样扩频码的小区与某个小区有多接近。在CDMA中，本小区的干扰能够构成全部干扰的主要部分，然而，在TDMA及FDMA中，干扰的大部分来自其它的小区。

无线连接必须达到一定的正确性以便它们能够按照所需的方式发送数据。在足够的C/I比(载波与干扰比)之下能够实现上述这一点，上述C/I比表示载波功率与同时收到的干扰功率之比率。对于现有技术的蜂窝无线系统，典型的是按照目标水平已经定义了C/I比(或者SIR-信号与干扰比，或者S/N-信号与噪声比，或者S/(I+N)-信号与干扰加噪声比，或者其它相应的因子)，而对于每个无线连接，发送功率控制得如此之高以致难以达到上述目标水平。具有高于所要求达到的C/I比的目标水平的发送功率是不值得的，因为不必要的高发送功率消耗了在发射设备之内的电能以及在其它同时出现的无线连接之内引起了干扰。

就无线接口利用的最佳化而言，现有技术的方法不是很有效。如果在TDMA系统中两个邻近的基站同时地发起无线连接，此时这些基站在各自的小区之内使用了同样的频率，那么这些连接能够参与下述的竞争情况：两个连接交替地增加各个的发送功率以便提高C/I比到达目标水平，藉此在第一个小区之内每次功率的增加提高了在其它小区之内的干扰，以及上述行为将循环地继续。一个类似的竞争情况在使用不同扩频码的两个同时出现的无线连接之间可能出现于该CDMA系统的一个或者两个邻近基站之内。

芬兰的专利申请No.964308以及系列号为08/802645的对应US-专利申请提出了一种用于共享无线资源的方法，其中一种可能性是在邻近的基站之间协调信道的予留情况。上述申请以一般性的术语表述了当予留信道时，可以考虑的是该连接是要求实时数据通信还是要求非实时数据通信，或者由于在终端与基站之间的距离导致该连接必须使用多高的发送功率。

本发明的目的是一种方法及一种系统，借助上述系统及方法能够最大化地利用在蜂窝无线系统的无线接口之内的数据发送容量。

通过考虑由同时出现的无线连接所使用的全部帧结构的组合以及把涉及该连接的分组划分为所考虑帧的几个信道和/或选择该分组的发送功率以便使从所考虑的连接计算得到的利用率函数最大化，来实现了本发明的目的。

根据本发明的第一个实施方案的方法，其特征在于，在该方法中：

-产生一个具有一个依赖于载波功率及干扰功率值的第一利用率函数，其中通过对在该时刻相互发送顺序之内的发送分组进行计算能够得到上述干扰功率，

-在相互发送顺序之内，相应于上述第一利用率函数之极值依赖于载波功率及干扰功率发送分组。

根据本发明的第二个实施方案的方法，其特征在于，在该方法中：

-产生第二利用率函数，其中此利用率函数之值依赖于载波功率及干扰功率，通过对在该时刻相互发送顺序之内的发送分组进行计算能够得到上述干扰功率，以及

-选择用于发送分组的发送功率以便发送功率全部地对应于上述第二利用率函数的极值。

本发明也涉及无线系统，根据本发明的第一个实施方案，上述无线系统特征在于它包括下列装置：

-用于计算上述第一个利用率函数之值的装置，上述函数之值依赖于载波功率及干扰功率，通过对在该时刻当前相互发送顺序之内的发送分组进行计算可得到干扰功率，

-用于给发送装置发送指令以便按照这样的相互发送顺序安排分组的装置：即该相互发送顺序对应于上述第一个利用率函数之极值，以及

-用于给接收装置发送指令以便按照这样的顺序接收分组的装置：即该顺序是发送装置安排的发送分组顺序。

根据本发明的无线系统是符合于本发明的第二个实施方案，上述无线系统特征在于它包括下列装置：

-用于计算上述第二个利用率函数之值的装置，上述函数之值依赖于载波功率及干扰功率，通过对于同时发送的分组进行计算可得到上述干扰功率的装置，以及

-用于给发送装置发送指令以便选择这样的用于分组的发送功率的装置：即上述发送功率对应于上述第二个利用率函数之极值。

为了能够整体地处理对于由信道分配及发送功率选择所引起的不同连接之影响，必须同时地考虑足够多部分的无线接口。在本专利的申请中，所同时考察帧的集合称作无线资源包。在原理上，本发明不是限制无线资源包的数量而是为了使本发明具有应用意义，无线资源包必须包含本质上是同时发送的以及可给不同的无线连接分配在上述帧内的多个部分(信道)的此种帧或者对应的单元，藉此以便能够集中地对上述分配起作用。无线资源包的最大数量取决于在包含于帧之内的无线连接能够引起相互干扰的区域之内所使用的同时发送帧之数量，以及根据本发明有多少有效的计算容量可用于实施最佳化。无线资源包的数量进一步地受在基站网络之内对信令的要求所限制，因为信令的要求正比例于数量：经由不同基站在帧之内发送信道的集中受控分配需要在基站与集中主控制信道分配的装置之间的信令。

不必要把无线资源包的数量确定为固定的数量而是能够动态地变化。例如，该系统能够监视其系统的哪一部分具有最高的负载，以及随后把在当前最高负载的区域之内的基站形成为多个分组，藉此根据本发明的方法进行帧分配的最佳化。接着，在上述组之内同时发送的帧形成为一个无线资源包。基于负载或者任何其它可变系数的无线资源包之决定可以称作无线资源的自适应最佳化。

本发明适合于在不同无线系统之内的应用，无论它们是采用电路交换连接还是采用分组交换连接。然而，因为本发明涉及信道的分配以及用于在信道之内包含的数据数量的发送功率的选择，所以这要求该连接所发送的数据能够划分为具有一个信道大小的多个部分(在帧之内包含的信道可以是不同大小的。)。在本专利的申请中，在一个信道之内发送的信息部分简称为一个分组，无论指的是电路交换连接还是分组交换连接。在作为发送装置的发送基站内，一定数量的发送分组存储于某个的发送缓冲区之内。按照同样的方式，在来自终端的上行链路方向之上发送的分组能够认为是处于符合各自发送顺序的发送缓冲区之内。分组可以具有一定的相互重要性顺序，该相互重要性顺序由涉及每个分组的重要性值表示：上述重要性值越高则分组越重要。此外，假定讨论的蜂窝无线系统采用了ARQ(自动重发请求)类型的重发协议，接收装置根据上述ARQ协议能够请求重发包含错误的收到分组。对于现代的ARQ实践，典型的是接收装置使用全部的收到分组版本(甚至为错误的版本)，此时接收装置尝试重建发送分组的内容，藉此实际上甚至一次收到正确的分组也是没有必要的。全部的重发增加了接收装置能够正确地重建分组内容的概率。

当知道了每个无线连接所使用的发送功率以及知道在涉及每个无线连接的发射机与接收机之间信号之衰减时，随后可能的是计算在涉及每个当前信道予留模型或者无线资源包打包可选方法的每个无线连接之内将提供的哪一个C/I比。对于在某个信道之内发送的所考察分组i，由下列方程得到表示上述分组的C/I比的数值(C/I)i用于TDMA系统： $\left(C{/}_I\right)=\frac{P_i{G}_{\mathrm{ii}}}{\underset{\underset{J\≠i}{J=1}}{\overset{\mathrm{NoBS}}{\mathrm{\Σ}}}{P}_J{G}_{\mathrm{ij}}}---\left(1\right)$ 此处Pi表示用于发送所考察的第i个分组之发送功率，Gii表示在第i个分组的发射机与预定接收机之间的距离衰减，Pj表示用于同时地发送第j个分组之发送功率，以及Gij表示在第j个分组的发射机与第i个分组的预定接收机之间的距离衰减。限制求和的系数No_BS是这些装置的数量，上述系数同时地与发送考察的分组一起进行发送。在CDMA系统中，通过考虑在同样小区内与某个分组同时发送的分组还有在其它小区内同时发送的分组、以及扩频码的(不完全的)正交性和在接收装置内的处理增益，藉此得到对应的方程。

根据本发明的第一个实施方案，打包无线资源包，或者把发送的分组放置于包含在帧内的信道中，藉此以便最大化在全部无线资源包期间所计算的此处称作的利用率函数，其中利用率函数取决于C/I比或者表示在信号与由计算所能够得到的干扰之间比率的对应值。通过考虑除了C/I比之外还有上面提到的涉及分组的重要性值能够加权某个分组的C/I比的相对重要性。根据本发明的另一个实施方案，按照这样的发送功率选择已经选择的同时发送分组，即最大化此处称作的第二利用率函数，藉此在同时出现的分组期间计算上述第二利用率函数以及上述第二利用率函数取决于由计算可得到的C/I比或者取决于表示在信号与干扰之间比率的对应值。通过考虑除了C/I比之外还有上面提到的涉及分组的重要性值，此处也能够加权某个分组的C/I比的相对重要性。因此，无线资源包的打包以及发送功率的选择导致了多个变量的最佳化问题，此处多个变量是在帧的信道之内分组的位置以及用来发送上述分组的发送功率。本发明对于利用率函数没有强加任何限制，只是利用率函数依赖于连接的C/I比或者另一个表示信号的数量和/或质量的数量以及噪声或者干扰的其它方面。

下面将参照提供作为实例的优选实施方案以及附图更加详尽地描述本发明，其中：

图1说明了本发明能够应用的蜂窝无线系统的一部分，

图2说明了一个在无线接口处所使用的帧，

图3a至3c说明了不同的无线资源包，

图4a说明了一个打包无线资源包的方法，

图4b说明了另一个打包无线资源包的方法，

图5说明了第三个打包无线资源包的方法，以及

图6说明了一个选择发送功率的方法，

同样的参考标号用于在上述图之中对应的部分。

图1说明蜂窝无线系统的一部分100，该蜂窝无线系统包括十个基站(BS)和一个与上述基站通信的基站控制器(BSC)101。基站的小区以圆的形式出现于图之中，并且它们部分地相互交叠。三个频率f1、f2以及f3用于蜂窝无线系统的部分100，其中复用系数是3。在每个小区之中，上行链路及下行链路的无线业务均划分为多个帧，为了清楚的目的，它们没有示于图之中。能够分配在每个帧内的一个或者多个信道为某个无线连接所使用。此外，假定基站能够工作于足够的相互同步之内，其中在每个小区内同时地开始一个新的帧。当同步丢失时，接收装置通过测量能够决定存在多大的同步差。上述假定对于本发明是没有必要的而是使本发明的简化实施方案更加易于理解。

在根据图1的蜂窝无线系统的部分中，无线资源的最佳化意味着按照一定的方式把涉及在多个小区之内的当前无线连接的分组放置于各个小区所使用的同时出现帧的信道之内以便在整个系统内得到通信及无线资源的最佳可能利用率。最佳化还包括对每个分组发送功率的控制。在某些情况下，如果几个可能的基站是可用的(例如，终端同时处于某个大区之内以及处于大区的微区或者皮区之内。)，那么它也可能包括关于通过基站寻路某个连接的决定。对于正在开发的UMTS(全球移动通信系统)蜂窝无线系统的分层小区系统(HCS)，典型的是几个基站同时地既在同样的分层级别又在不同的分层级别上可用于一个终端。采用此处称作的流量值度量通信的利用率，该流量值表示每个单位时间发送信息所达到的数量。能够进一步按照不同的方式例如分组重要性值进行加权。在实际的实施方案之中，例如，通过最大化依赖于某个无线资源包的C/I比之值的某个函数能够得到流量值的最大值。

在未来的微区网络之中，较大部分(30到45％)的终端将能够几乎还与至少两个基站进行通信，其中属于无线资源包的帧的选择以及呼叫从一个基站倒换至另一个基站(此处称作切换)将对系统的容量、业务负载的平衡、小区运行的稳定性、以及在基站之间所要求的信令具有较强的影响。如果业务负载在某个区域内临时升高，那么可建议的是能够把来自在区域的边界之处终端的呼叫倒换至其它正在接近于负载区域的基站。终端通过测量从不同基站所收到的信号强度能够识别到这些基站。当对于每个终端决定干扰功率时，其中上述干扰功率用于计算每个终端的C/I比，能够使用同样的测量。如果终端的位置按照坐标的形式是已知的，而且不只是作为至基站的距离，那么基站能够使用位置数据以便计算从终端到在临近区域之内的每个基站的物理距离，其中能够很准确地估计终端检测到由每个基站所发送干扰功率的强度。按照同样的方式，借助于终端的位置坐标，能够决定就其它终端而言的物理位置，以及在此基础之上，进一步地能够计算当终端同时发送时，对每个其它的发送引起多高的干扰功率。

借助方向性天线，可能把某个基站的小区划分为扇区，每个扇区能够使用自己的发送帧。就本发明而言，能够把扇区的同时出现帧与不同小区的同时出现帧相比较。同样小区的所有不同扇区的帧能够属于同样的物理资源包，然而，这是不必要的。划分为扇区提供了一个优点，因为将与在没有划分为扇区的小区之内终端位置相比更加准确地知道在某个扇区之内终端位置。当给终端X发送的分组放置入无线资源包以及已知的是终端X处于小区A从小区A的基站指向小区B和小区A远离小区A的相反一侧这样的小区时，随后很显然的是当安排给终端X发送的分组时，一定观察到由在小区B的帧内同时出现分组所引起的干扰比小区C的帧的内容更加地接近。

图2说明了在时间方向上划分为信道的示例性帧，此处把分组(例如，分组204、205、206)放置入帧的信道(例如，202、202、以及203)之内。在本图中，假定一个帧在时间方向上能够划分为六个时隙，上述六个时隙按照三种方式进一步地划分为信道，其中一个时隙能够占用一个最大容量类型的信道201、两个中等容量类型的信道202、或者四个最小容量类型的信道203。其它的划分是可能的：例如，上述帧能够包含八个时隙，以及一个时隙能够包含一个大容量类型的信道(此处称作1/8信道)、四个中等容量类型的信道(此处称作1/16信道)、或者八个最小容量类型的信道(此处称作1/64信道)。除了在时间方向上或者代替时间的信道划分之外，一帧还能够在频率方向上进行划分，或者扩频码能够作为上述划分的基础，其中在最后提到的情况下，信道在时间方向上以及在频率方向上彼此是相互重叠的。

在图2中，进一步地假设分组204表示最高重要性值以及分组206表示最低重要性值，其中上述重要性值在图中以边框线的宽度图示说明。某些信道是空的，例如信道207。能够按照多种方式决定分组的重要性值。在最简单的情况下，所有的分组是等数值的，藉此无线资源的最佳化意味着在无线接口处流量的直接最大化。分组重要性值受下列因素的影响，例如，要求的业务质量(QoS)、在系统级上连接的优先级(例如，紧急呼叫)、承载者类型、承载者类别、或者分组属于此种承载者内的每比特成本类型的代价等。承载者意味着由所有对在基站与某个终端之间具有影响的此种因素所构成的实体。尤其数据通信的速率、时延、误比特率、以及在某个最小值与最大值之间的这些因素的变化是与承载者概念相联系的。承载者应该理解为由上述因素的共同结果所产生的通信总线，此处上述总线连接着基站及某个终端，以及经由上述总线能够传输负荷信息。一个承载者总是把只有一个终端连接至基站。多功能的终端能够同时地保持几个把该终端连接至基站的承载者。如果系统能够使用宏分集合并，那么承载者或者几个承载者能够把终端同时地经由不止一个基站连接至网络。对于本发明的应用下面将更加详尽地描述宏分集合并。

根据FIFO(先入先出)原理能够决定在同样数值的承载者之间的分组重要性值，其中具有最长等待时间的分组具有最高重要性值。在应用ARQ实践的系统中，只有当接收装置已经确认了其正确地收到了分组(或者在一定时间限度之后，其中丢失了讨论的分组)才从发送缓冲区中清除分组。如果分组的重要性值变得越高，分组在发送缓冲区内停留的时间越长，那么用于打包无线资源包的最佳化算法趋向于把在缓冲区内停留较长时间的以及至少一次不成功地发送的分组安排于涉及C/I比更加有利的信道内，藉此增加了达到各个目的地的概率。在无线连接的质量或者基站负荷的基础之上也可以决定分组值，因为已知的是位于小区的不同位置以及按照不同速度移动的终端将引起在可用于该小区的无线资源内的不同负荷。

几种机制将使某个连接不需要在帧之内永久地分配一个位置而是使属于上述连接的分组从帧的一个信道改变为另一帧的另一个信道(甚至在是一个帧的间隔时间内)成为可能，其中上述几种机制对涉及用于某个分组的某个信道的分配进行决定以及采用信号给基站和终端通知上述的判决。然而，在某种情况下，有利于在帧之内给某个信道分配某个信道一个更加长时间的连接甚至是在整个连接期间分配某个信道。例如，在实时的以固定速率连续地发送数据的连接之中将极大地减少信令的负载，此时在交替时间期间或者甚至在整个连接期间至少分配同样的信道。

图3a说明了适合于在图1所示的TDMA蜂窝无线系统部分所使用的无线资源包300，其中无线资源包包括一对由来自十个基站的每个基站的两个连续帧所构成的包301至310。图1所示的基站控制器的或者某些其它最佳化资源的利用率的任务是按照尽可能地最为有利的此种方式把从每个基站发送的分组放置入对应基站的帧的信道。在此图中，假定帧的信道划分在每个小区内是同样的，上述假设对于本发明是没有必要的。图3b说明了无线资源包320，该无线资源包适合于在CDMA蜂窝无线系统内所使用，其中无线资源包包括来自十个基站的每个基站的一个帧321到330，此处通过使用近似正交的扩频码把每个帧划分为信道，其中信道在时间方向上及频率方向上(为了清楚的目的，信道只部分地示于每个图内的顶部)与其它信道彼此交叠。图3c说明了另一个无线资源包340，该无线资源包适合于在CDMA系统内使用，该系统涉及只有一个基站以及包含所有的上述信道341到350，其中上述基站能够同时地发送分组。信道341到350的不同宽度意味着同时出现的CDMA信道够表示不同的数据通信容量，它取决于所使用的扩频码的扩频比率。

根据本发明，此处构成了一个利用率函数，该利用率函数取决于在帧的信道之内能够得到的C/I比。一般使用两级能够定义利用率函数。首先，定义一个函数f，该函数的值取决于在第k个基站的第j个帧的第i个信道之内所得到的C/I比[C/I]i,j,k：

f=f([C/I]i,j,k)    (3)

按照最为简化的方式，函数f等于其变量，或者f([C/I]i,j,k)=[C/I]i,j,k，此处能够进一步地使用称作上限及下限的切割器或者使用上限值代替超过了某个极限的C/I比率之值，以及使用下限值或者零值代替低于了某个极限的C/I比率之值。能够经验地找到函数f的更加复杂的形式。随后决定实际的利用率函数以便其变量是在属于无线资源包的所有信道内的函数f之值。随后采用放置在每个信道之内的分组之重要性值ai,j,k能够加权函数f之值。一个有用的利用率函数g是函数f的所有值之和，其中采用对应的重要性值a已经加权了函数f的每个值： $g=\underset{i,j,k}{\mathrm{\Σ}}{a}_{i,j,k}f\left(\right[C{/}_I{]}_{i,j,k})---\left(4\right)$

另一个有用的利用率函数g’是函数f的所有值之积，其中采用对应的重要性值a已经加权了函数f的每个值： $g^{\′}=\underset{i,j,k}{\mathrm{\Π}}{a}_{i,j,k}f\left(\right[{C/}_I{]}_{i,j,k})---\left(5\right)$

公式4和5只是示例性的。实际上能够找到利用率函数的其它形式。在方程3、4和5中，标号i指的是信道，标号j指的是帧，以及标号k指的是基站。当计算函数g之值时，如果例如总是同样地发送在某个帧内的某个控制数据信道，以及如果它们内容的选择不影响由系统无线资源所得到的利益，那么不必要考虑全部帧的所有信道。

当然，也可以这样定义利用率函数，即得到用于分组的最大化利润C/I比对应于利用率函数的最小值而不是其最大值。为了简化的目的，本专利申请只处理最大值及最大化，此时查询对应于得到用于分组的最大化利益的利用率函数极值的此种搜索。

本发明确实对利用率函数的定义施加了任何限制，但是其目的是利用率函数的定义能够用作在运营者之间的竞争装置。借助利用率函数的选择，运营者能够特别地影响最佳化的算法或者是尝试保证C/I比对尽可能多的连接基本上处于同样的水平，还是对所有的连接至少C/I比不等于零(一般地是方程5类型的乘积形式的利用率函数)，或者其尝试最大化最有价值的分组的C/I比(一般地是方程4类型的和形式的利用率函数)。利用率函数的定义也能够按照与上面提供的关于上述小区的数量以及构成无线资源包的帧同样方式地动态变化：例如，在业务拥塞的时间期间，此处使用了比在较轻业务期间不同形式的利用率函数。利用率函数也能够根据用于不同类型业务的比例分额的变化以及根据分别地观测用于不同类型的拥塞次数而变化。利用率函数能够使用简化的模型以便表示在无线路径上的衰减以及其它影响最佳化的这些因素，它们很难或者不可能分析地说明。

在利用率函数的计算中，也可能的是考虑某些条件，即此类条件意在近似地按照同样的方式处理不同的承载者。在某些情况下，换而言之可能的是一个或者几个承载者的分组之重要性值与其它承载者相比相对地较高，以及有如此之多在发送缓冲区内具有较高重要性值的这些分组以致它们添满了帧的大部分。通过把只有较高重要性值的这些分组打包进入无线资源包随后能够得到利用率函数的最大值，此处其它承载者将不会得到任何服务。为了防止数据通信容量的此种集中度，即此处能够定义了某种最大数量的分组，该分组涉及某个承载者以及能够把上述分组打包入无线资源包。在利用率函数计算中的另一个可能性是考虑涉及一个承载者只有一定最大数量的分组，此处最佳化算法限制涉及一个承载者的分组的数量：当达到了最大数量时，重要分组的添加不再增加利用率函数之值，此处算法尝试选择这样的其它分组，即上述其它分组按照选择将依然增加利用率函数之值。在利用率函数计算中的第三个可选择方案是考虑一个惩罚项，该惩罚项降低利用率函数之值以及具有一个依赖于把属于同样承载者的多少分组放置入无线资源包内的幅度。能够按照每个承载者定义来自可以把一个承载者打包入同样无线资源包的分组的最大数量或者在计算利用率函数之值时来自将依然考虑的一个承载者的分组的最大数量，以及例如能够依赖于在涉及在缓冲区内正在等待的上述承载者的分组数量与涉及在最后帧期间成功地发送上述承载者的分组数量之间的比率。

由于在无线资源包内只有有限数量放置每个分组的可选择方案，所以一个找到利用率函数之最大值的方法是尝试分组的所有可能的放置以及从上述放置之中选择该可选者，该可选者给出了利用率函数之最高值。然而，实质上已知了用于最佳化一个函数的更加有效的方法，例如共轭梯度方法，它们在下面将要进行参考，特别是就找到最佳发送功率而言，还有某些进一步地已开发动态最佳化算法。

接着更为详尽地描述一个找到无线资源包的最佳化打包顺序的优选方法。首先，必须决定把哪一种原则应用于放置入同时出现信道的这样两个分组，即放置入在两个不同帧内的同样信道。一个有利的原则是只要在放置之后既对于考虑的分组又对于先前已经把分组放置入同时出现信道所计算的C/I之比高于由运营者所选择的某个门限，就把某个考虑的分组放置在某个信道内，其中门限可以具有依赖于除了分组的重要性值之外还有其它的不同值。如果考虑把某个分组放置入具有几个信道的帧内，其中上述信道满足上面提到的原则，那么把上述分组放置入其放置导致在当前添满信道之间所计算的用于利用率函数之值的最大增加的信道内。就此而言，有利于应用上限及下限以便如果在某个信道内所计算用于某个分组的C/I比之值高于某个上限，那么调整用于发送该分组的功率至较低水平以便计算用于该分组的C/I比将对应于上限，以及如果在某个信道内所计算用于某个分组的C/I比之值低于某个下限，那么在上述信道内将根本不发送。

图4a说明了一个简单的无线资源包400，该无线资源包包含三个TDMA帧401、402以及403，上述帧每个包含四个信道。作为与上面提供的相区别，为了清楚的目的，按照垂直的位置提供上述帧，其中此处在该图中每个帧的垂直维数表示时间如信道并且水平维数表示时间如帧。为了找到无线资源包的最佳打包顺序，程序按照某个顺序从一个帧到另一个帧。每个基站(或者终端，如果终端作为发送设备)具有许多发送缓冲区，其中上述发送缓冲区包含发送的分组以及关于它们重要性值的信息。一般说来，每个承载者具有自己的发送缓冲区，但是为了简化此图，在图4a中示出了只有此处称作用于属于无线资源包的每个帧的所考虑分组的缓冲区404、405或者405。因此，上述缓冲区包含来自每个承载者下一个将要发送分组的发送缓冲区。一个简单的装置是具有一个用于每个承载者的发送缓冲区，其中使用上述的简单装置确保涉及某个承载者之分组的相互顺序不会改变，正如最为普通的数据通信协议一样不允许在发射机与接收机之间分组的相互顺序变化。因此，最佳化算法能够从涉及承载者的发送缓冲区中只选择第一个分组，换而言之再选择发送的下一个分组。为了选择合适的分组，最佳化算法在发送缓冲区内彼此地与第一个分组相比较。

最佳化无线资源的打包装置也必须知道关于在发送缓冲区内的分组以及其重要性值的信息。在图4a中，由与上面图2内一样方式的分组边框线的宽度表示了重要性值。根据一个实施方案，通过按照分组重要性的顺序在发送缓冲区内选择第一个分组以及最先选取最重要的分组，藉此首先全部地添满某个第一个帧401，由箭头表示上述帧401。通过总是找到用于所考虑分组的最佳信道添满一个帧。当已经添满了第一个帧时，操作继续遵行上面提到的关于符合能够把分组放置入在某个第二个帧内的条件之原则添满下一个帧402，上述操作考虑了一个分组已经对应于第一个帧的同时出现信道。

在图4a中，假定把具有在对应所考虑分组的缓冲区405之内所找到的最高重要性值的分组首先放置入第二个帧402内，以及在此放置期间找到一个此种分组的同时发送和在帧401的第一个信道之内的分组使所计算用于上述分组之一的C/I比降低到上述门限之下。把最重要的分组放置入上述帧的余下信道，其中在上述帧内所计算用于该分组以及用于在第一个帧401内同时出现分组的C/I比高于门限值，以及如果有几个这样的信道，那么如此地放置入该信道，即其放置导致在至今所添满的信道之间所计算的利用率函数g之值的最大增加。当根据同样的原理已经把多于两个的分组放置入第二个帧402内时，将发现的是在缓冲区405之内不再有分组，因此，可能的是通过添满第三个帧来继续。根据同样的原理继续帧的填充直到添满全部的无线资源包400的全部帧，或者直到在对应于不违背关于同时出现信道的填充的原则能够放置不完全帧的发送缓冲区之内没有找到任何这样的第一个分组。在图4a中，假定即使在缓冲区406内还保留了分组，那么它们中没有一个分组能够放置在帧403之内。当打包下一个无线资源包时，有利于改变上述帧的填充顺序，即选择另一个帧作为第一个帧。

图4b说明了一种情况，即在属于无线资源包400的第三个帧403的填充期间注意到在缓冲区406内所找到的以及具有第一个(最重要)重要性类别之重要性值不适合于与已经放置入第一个帧内的任何分组一起发送，而是如果分组412将与上述分组一起同时地发送，那么所有已经把分组打包入第一个帧的C/I值将降低至门限值之下。就利用率函数的最大化而言，将使此分组适合于与属于第二个重要性类别的分组410一起发送。采用下面描述的系统原理，可以考虑的是已经放置入第一个帧401的分组410是否将由在缓冲区404内所找到的另一个分组所替代以便能够最大化利用率函数之值。注意到的是，采用把具有最高重要性值的上述分组412放置在第三个帧之内以及同时把具有最高重要性值的分组411放置入第一个帧之内的装置可以得到利用率函数的最大值，此处分组411的重要性值低于从第一个帧中提取的分组410的重要性值。

在图5所示的实施方案中，首先把在对应于第一个帧401的缓冲区404之内所考虑的分组之中具有最高重要性值的分组放置入第一个帧内，以及随后把在对应于第二个帧402的缓冲区405之内所考虑的分组之中具有最高重要性值的分组放置入第二个帧内，如此等等，直到在每个帧内具有一个分组。接着，把在对应于第一个帧的缓冲区404之内所考虑的分组之中具有次高重要性值的分组放置入第一个帧内，以及随后把在对应于第二个帧402的缓冲区405之内所考虑的分组之中具有次高重要性值的分组放置入第二个帧内，如此等等，直到已经添满了全部的帧或者直到按照遵行关于同时出现信道的添满所涉及的原则在发送缓冲区的任何之一内不再有任何需要放置入帧内的分组为止。根据此种实施方案所实施的放置能够导致与根据前面实施方案的方法同样的结果或者不同的结果；在此种实施方案中，目的是在无线资源包内更加均匀地填充不同帧。除了上述两种可选实施方案之外，此处还能够提供上述可选实施方案的中间形式。例如，在继续下一个帧之前，一次把两个最重要的分组放置入每个帧内。

不同的多址接入方法对打包无线资源包的最佳化提出了各自特定的要求。在TDMA系统中，有利于使用动态最佳化的方法，其中每次考虑无线资源包的一个帧，随后从对应于此帧的发送缓冲区中选择在依然没有放置入其自身发送缓冲区内的并且具有最重要性值的第一个分组，以及接着目的是找到最适合于上述分组的信道。该目的是在继续考虑无线资源包的下一个帧之前添满所考虑的帧，以及只有没有找到对应于能够把帧放置入在帧内的空闲信道内的此种第一个分组而且不违背关于分组放置入同时出现信道所涉及的原则，才让一个所考虑的帧留下为不完整的。如果找到一个用于依然没有放置分组合适信道或者在对应于考虑帧的发送缓冲区之内此处称作最重要的分组是不可能的，那么选择下面可选择的操作之一：

(a)不管在至少另一个帧内已经把分组放置入一个同时出现信道将变为不合适的分组或者计算用于该分组的C/I值将降低到门限值之下的事实，而是把最重要的分组放置入所考虑帧的一个信道。由在发送缓冲区之内所找到的对应于具有更低重要性值的分组代替变成为不合适分组的其它帧的这些分组，以便全部的同时出现分组将得到超过了门限值的C/I比之值。

(b)不管在至少另一个帧内已经把分组放置入一个同时出现信道将变为不合适的分组的事实，而是把最重要的分组放置入所考虑帧的一个信道。变为不合适分组的其它帧的这些分组将依然保留如此。如果提供了比可选方法(a)的利用率函数更高的利用率函数之值，那么使用本可选方法(b)。

(c)不把最重要的分组放置入所考虑帧的一个信道，而是试图安置来自具有另一个最高重要值的同样发送缓冲区中的分组。如果提供了比可选方法(a)或者(b)的利用率函数更高的利用率函数之值，那么使用本可选方法(c)。

如果根据可选方法(a)或者(b)把分组放置入一个信道是必要的，无论计算用于该分组的C/I比之值或者任何其它分组降低至门限值之下的事实，那么可能的是考虑把一份低于门限值之下的分组放置入在同样帧内的另一个信道或者(如果可能)把一个低于门限值之下的分组拷贝放置入在同样无线资源包内的另一个帧是否有利。在考虑下一个分组之前，将很方便地完成这一点。当已经采用信号通知接收装置两份或者更多份的同样分组将到达时，接收装置能够接收甚至具有较低C/I比的全部分组以及通过使用包含于各份之内的冗余信息来试图重建分组的内容。

图6b以流程图的形式说明了在上面参照图4a及4b所描述方法。初始状态650意味着启动新的无线资源包的打包。在状态651内选择属于某个帧的最重要值分组，上述分组还没有放置以及一直没有尝试放置。最容易的可能路径是通过状态652、653、656以及655，藉此把该分组放置入不降低其它同时出现分组的C/I值到门限值之下的单个分组。如果在状态653内找到了多个合适的信道，那么在状态654内计算用于不同信道的利用率函数之值以及选择利用率函数之值具有最大增加的这些利用率之值。然而，在状态652内，可注意到的是没有找到任何合适的信道。接着，根据找到用于具有最大增加的利用率函数之值的不合适信道的状态657以及根据状态658，尝试替代已经放置的(参照图4b)其它同时出现分组。同时出现分组的成功替代意味着一个从状态658至655的经由状态659的转移，但是如果发现在状态658内没有任何合适的分组，那么可能的是在状态662内执行一个利用率函数之值是否增加的测试，无论是按照任何方式放置的所考虑分组。一个否定的决定意味着根据状态633根本没有把所考虑的分组放置入该帧之内，此处程序返回到开始以便选择一个新的分组。一个肯定的决定意味着根据状态664把分组放置入上述信道，这取决于具有低于门限值之下的C/I值的同时出现分组能够给接收装置提供的某些优势。如果程序返回到状态651，或者返回到从状态664(经由状态655和可能地经由状态660及661)选择新的分组，那么此处选择一份最后放置的分组或者选择一份与最后分组一起同时发送及具有低于门限值的C/I值的另一个分组。当处理了全部的帧时，在关于此无线资源包的状态655结束程序。

由同一个帧的所有分组是同时出现的或者引起相互干扰的事实产生了CDMA系统的特殊特性，其中在该帧之内而不是各帧之间考虑最基本的兼容性及不兼容性。甚至单个帧能够作为无线资源包，特别是如果在小区之间的交叠是可以忽略的。在此种情况下，按照符合重要性值的顺序以及最先具有最高重要性值的分组，把来自发送缓冲区之中对应于该帧的分组放置入该帧内。就放置而言，可能的是采用下述方法之一立即选择发送功率，即或者通过总是在一个分组放置之后决定直到此时刻分组的最佳发送功率，或者通过实质上众所周知的任何已知方法，其中按照下面详尽描述的方法进行上述决定。找到具有无线资源包的最佳打包顺序的方式将不依赖于选择发送功率所使用的方法，而是依赖于当使用任何方法已经选择了功率时，考虑这些功率总是能够找到最佳打包的顺序。通过既最佳化打包的顺序又最佳化具有符合基于最大化利用率函数的本发明方法的发送功率之选择。

继续上述放置直到对于放置的分组通知不能够找到具有计算用于全部分组的C/I比之值的任何发送功率超过了门限值为止，其中直到此时刻放置了上述分组(包括最后的分组)。最后的分组随后称作不合适的分组，以及接着直接命令检查那些依然没有放置入发送缓冲区的分组，其中对于上述分组C/I比的决定门限值低于不合适分组的C/I比之门限值。由于一直按照由重要性值所确定的顺序把分组放置入帧内，所以采用任何单个分组替代不合适的分组是没有益处的，因为替代分组的重要性值不可避免地更低。取而代之地尝试采用至少两个其它的这样的分组替代不合适的分组是值得的，当考虑上述分组的重要性值时，上述分组比仅有不合适的分组以更高的程度增加了在该帧期间所计算的利用率函数之值。当没有更多还未放置入发送缓冲区之内的分组时或者当放置新的分组不再增加在该帧期间所计算的利用率函数之值时，结束帧的填充。

由于在CDMA系统之内的所有小区具有同样的频率，当把来自多个基站的帧放置入无线资源包内时，在彼此全部重叠或者部分重叠的小区之内还有在彼此接近的小区边界区域之内取得了较大的优势。此时上面描述的方法适用于第一个帧的打包以及随后按照同样的方式打包无线资源的下一个帧，还要考虑打包无线资源包的已打包帧之影响。如果注意到在打包某个考虑的帧时某个帧的放置引起在同一个帧之内或者在任何已经添满的分组帧之内的任何C/I比之值降低到门限值之下，那么此处采用上面描述的关于TDMA实施方案的可选方案(a)、(b)以及(c)之方法。

此处必须注意到关于是否把某个分组放置入同时出现信道的事实所涉及的C/I比之门限值与C/I比的现有技术的目标水平不是一样的，其中借助上述C/I比之现有技术的目标认为某个分组达到了其目的地。C/I比的门限值可以比在现有技术中所已知的目标水平更低。当某个分组具有较低的重要性值时，由于最佳化算法的功能，导致该分组能够进入一个信道，其中在上述信道中所得到的C/I比是如此之低于门限值以致分组的接收在一次工作中实际上是不可能的。然而，由于ARQ的实施，接收装置也存储在接收处已含错误的这些形式的分组，并且随后使用所有形式的接收分组以便重建其内容，此处可能发生的是当已经几次收到该分组时，能够不顾计算用于每个单次发送的C/I比极大地低于目标水平的事实而能够正确地重建上述分组。因此，曾经定义具有较低重要性值的分组将以对应于一个重新发送的时延达到其目的地。然而，同时地在信道内以更短的时延发送更重要的分组以便能够认为无线资源的使用满足了意在给定如此重要性值的目标是可能的，其中关于C/I比的上述信道更有利。

下面描述一个找到包括下行链路帧的无线资源包的最佳打包顺序的可选方法。在此种方法中，全部的发送分组划分为此处称作的容许类别，根据上述容许类别，来自其它基站的同时发送能够容许以便计算用于该类别的C/I比之值不会降低到某个门限值之下。在容许类别的检测中，假定基站按照恒定的功率发送，但是这实际上不是真的。因此，例如按照上述的恒定功率能够选择最高的允许发送功率。作为一个实例，我们能够考虑到一种情况，即无线资源包包括三个基站的下行链路帧。第一个容许类别包括来自基站1的这些分组，其中上述分组不容许来自任何其它基站的同时发送。第二个及第三个容许类别对应地包括来自第二个及第三个基站的这些分组，其中上述分组不容许其它的同时发送。第四个容许类别包括来自基站1的这些分组，其中上述分组容许只有来自基站2的同时发送，以及来自基站2的这些分组容许只有来自基站1的同时发送。对应地定义第五个及第六个容许类别以便涉及基站1及3的分组以及基站2及3的分组。第七个容许类别包括这些分组，即它们从任何基站发送并且容许任何其它的发送。

基本上把只有属于同样容许类别的分组放置入在无线资源包内的同时出现信道。如果对于某个分组找到了几个可能的放置信道，那么选择该信道给已放置的分组提供在至今添满的信道之间所计算的利用率函数之值的最大增加值。如果没有找到能够放置于某个信道的任何分组，此时该分组具有等于已经放置于同时出现信道之内的分组的容许类别的容许类别，那么目的是把一个含有容许类别的分组放置入这样的某个信道内，其中尽可能地交叉已经放置于同样信道之内分组的容许类别。例如，第四个及第七个容许类别在前面段落的实例中是交叉的容许类别。

下面提出了一种定义同时出现信道的不同分组的可适应性以及找到包括下行链路帧的无线资源包的最佳打包顺序的方法。同样地在此种方法中，对于每个发送的下行链路分组形成了一个基站同时发送能够容许而不会对于该分组所计算的C/I比之值降低到容许值之下的估计。同样地在此种方法中，假定基站按照恒定的功率发送，即使这实际上不是真的。对于每个分组，此处定义了一个称作的容许矩阵，该容许矩阵是维数为N×N的方阵，其中N等于属于无线资源包的同时出现帧的数量。在对应于容许矩阵包含值的所考虑分组自身帧的水平行上，其中上述值表示具有与由垂直列所表示的同时发送的其它帧的分组的兼容性。对应地表示其它帧的水平行包含几个值，它表示所考虑分组的同时发送的兼容性以及一个与同时发送的其它分组一起的上述其它帧的分组。在最简单的情况下，矩阵值是“1”和“0”值，其中“1”表示兼容性而“0”表示不兼容性，但是也可以使用其它的值，例如在“0”与“1”之间的浮点数。

一个由六个基站所构成的组在下面作为一个实例情况处理，其中关于上述组的无线资源包对应地包含六个同时出现帧。因此，对于每个分组所定义的容许矩阵是一个维数为6×6的方阵。让我们假定具体地考虑一个放置入第二个基站的帧之内的分组，在上述矩阵中由第二个水平行表示上述帧。假定容许矩阵如下：

因为必须把所考虑的分组放置入第二个帧，我们能够在容许矩阵的第二水平行看到具有与其它帧的同时出现分组的初步兼容性。我们能够看到以最为有利的方式能够把来自帧1、4或者6的分组放置入具有所考虑的第二个帧的同时出现信道之内，因为第二水平行在第一列、第四列和第六列(除了不言而喻的第二列之外)包含“1”。在第二水平行内的“0”值不是一定意味着一个完全的不兼容性，而是意味着按照某种方式一个不应该把第三个或者第五个帧的分组放置入信道之内的建议，该信道看起来与所考虑的分组处于同样的时刻。

在此种情况下，所考虑的第二个帧的分组是完全地与第五个帧的分组相兼容的(假定基站按照恒定的功率发送)，在容许矩阵的第五个水平行能够看到的事实是在第二列具有一个“0”值。另一方面，在容许矩阵内的第三个水平行的第二列包含一个“1”，它表示尽管在第二个水平行的第三列为“0”值，但是能够把所考虑第二个帧的分组与第三个帧的分组一起放置入同时出现信道之内。然而，在上述第二行的第三列内的“0”值表示这不应该建议作为把所考虑的第二个帧的分组与第一个、第四个或者第六个帧一起放置入同时出现信道之内。

首先，假定把第二个帧的所考虑分组放置入第六个帧的分组的同时出现信道之内。接着，容许矩阵的第六行说明除了第二个帧的所考虑分组和选择同时地放置的第六个帧的分组之外，还有把第四个帧的分组仍然能够放置入同时出现信道之内，因为除了在第四列之外，还有第六行在第二列及第六列具有一个“1”值。然后，假定取而代之地把第二个帧的所考虑分组放置入一个看起来同时地与第一个帧的一个分组一起的信道之内。接着，容许矩阵的第一个水平行表示除了第二个帧的所考虑分组和选择同时地放置的第一个帧的分组之外，还有既有第四个帧的分组又有第六个帧的分组仍然能够放置入同时出现信道之内，因为第一行在第1、2、4及第6列具有一个“1”值。最后提到的假设表示更有利的放置，因为在此种放置之后，将更可能的是把其它分组放置入同时出现分组之内。

如果在上述基础之上决定放置所考虑第二个帧的分组以便与第一个帧的分组是处于同时的，以及如果在第一个帧之内或者在对应的发送缓冲区之内具有更多的等值分组，那么必须选择它们中最有利的分组作为第二个帧的一对分组。现在，通过检查第一个帧的所考虑分组的自身容许矩阵以及具体地说来通过比较其自身的第二列与第二个帧的所考虑分组的容许矩阵的第一列，藉此实现这一点。因此，更一般地说，当我们考虑在第F个帧内的分组与第G个帧的几个可用分组的兼容性时，我们随后把第G个帧的分组的容许矩阵之内的第F行与所考虑的第F个帧分组的容许矩阵之内的第G行相比较。接着，我们构成多个行的几个“1”元素的联合和选择，以及从第G个帧(此处是第一个帧)中选择该分组，其中上述几个“1”元素的以构成联合及选择应该具有最小的差别。例如，我们能够假定此处给出了第一个帧的三个分组，对于上述三个分组其对应的容许矩阵将具有第二行，其中分别地对于第一个分组是[111010]、对于第二个分组是[110100]、以及对于第三个分组是[110011]。在第二个帧的所考虑分组的容许矩阵的第一行是[110101]，因此，在几个行之内的几个“1”元素的联合及区段如下：

·关于第一个帧[111111]及[110000]的第一个分组，

·关于第一个帧[110101]及[110100]的第二个分组，以及

·关于第一个帧[110111]及[110001]的第三个分组。

当计算联合及区段矢量的差值时，得到如下：

·关于第一个帧[001111]的第一个分组，

·关于第一个帧[000001]的第二个分组，以及

·关于第一个帧[000110]的第三个分组。

这表示了在联合及区段之间的关于第一个帧的第二个分组之差值是最小的(差值矢量包含至少一个非零元素)，这意味着把所考虑的第二个帧的分组同时地与第一个帧的第二个分组一起放置是有利的。

无论使用上面给出的哪一种方法把分组放置入无线资源包的帧内的信道之内，在放置步骤之后，最佳化用于发送全部已放置的分组的发送功率是可能的。接着，讨论如何按照关于在应用本发明的蜂窝无线系统之内利用无线资源的最佳方式控制发送的功率。在讨论中将参照图6。

功率控制是基于与上面给出的分组放置入帧之内的同样类型的利用率函数的最大化，而且在功率控制内，对于每次只有在同时出现信道之内放置的分组定义利用率函数是值得的，因此，将同时地发送在同时出现信道之内的分组以及上述分组将引起相互的干扰。对于无线资源包的该部分，定义了一个利用率函数，上述该部分包含同时出现信道，其中利用率函数之值依赖于所计算用于分组的C/I比之值以及可能的其它因素，例如，分组的重要性值。利用率函数也可以是同样的，它用来找到分组的最佳放置顺序。同样地在此种情况下，能够如此地定义利用率函数：即找到最小值而不是最大值，而且为了简化的目的，此处只描述了按照最大化用于极值的搜索。

在功率控制的第一个步骤601之内，有利于找到全部的这些分组，即对于上述分组，C/I比的所计算值高于在现有技术之内所已知的目标水平，该目标水平对应于该分组到达目的地的相当高的概率。在方框602之内，如此多地减少了用于发送上述分组的功率以便计算用于上述分组的C/I比之值准确地与目标水平一样高，或者如此地选择发送功率以便超过了目标水平一个可靠度的较小系数。根据本发明，符合方框图601及602的太高功率的此处称作的剪切不是必要的，而是它能够减少功率消耗及不必要的干扰。

接着，通过在方框603之内计算用于所考虑帧的全部同时出现信道的C/I比之值或者依赖于C/I比的函数f之值启动最佳化循环，其中采用分组的重要性值加权上述值，以及随后在方框604之内选择具有最低计算值的分组。既在方框605之内采用当前的发送功率又在方框606之内计算利用率函数之值以便根据运营者按照一定的参数增加所选择分组的发送功率。如果在方框607之内观察到当增加所选择分组的功率时，利用率函数之值会增加，那么在方框608之内设置已增加的发送功率作为用于所选择分组的新发送功率。然后，循环从最初开始，或者换而言之对于所考虑的同时出现信道的全部分组计算C/I比之值，或者计算依赖于C/I比的函数f之值以及采用分组的重要性值加权赖于C/I比的函数f之值，以及选择作为增加具有最低已计算值的发送功率的操作目标的这样分组，以及重复同样的循环直到任何分组的已增加发送功率不再增加利用率函数之值为止，其中已经找到了最佳发送功率并且完成了对于这些分组的功率控制。如果发现在方框607之内用于所选择分组的已增加发送功率将不增加利用率函数之值，那么根据方框609和610，操作转移以便考虑其它的分组，上述其它分组具有在方框603之内所计算的下一个更低值。

在无线资源包之内对于全部的同时出现信道执行根据图6的最佳化，其中已经放置了相互干扰的分组。在控制发送功率中，必须观察到是系统的规范自然地对于基站及终端两者均施加了一定的最大及最小极限，因此，如果最佳化给出了一个上述极限之外的结果，那么必须采用对应的极限值代替上述结果。

除了上面给出的试验方法之外，还能够采用一种基于最佳化理论的计算方法实施发送功率的控制，其中变量是放置于同时出现信道之内的分组的发送功率值以及最大化的利用率函数是一个依赖于在发送功率及距离衰减的基础之上计算用于分组的C/I比的函数。一种适合于找到多变量函数的极值的方法是此处称作的共轭梯度方法，然而，如果最佳化一个较大的无线资源包，那么该方法要求较高的计算量。另一个上面给出的功率控制方法的变种是由例如信噪比、估计误比特率(BER)或者误帧率(FER)或者任何表示无线连接质量的其它系数替代作为判决基础的所使用C/I比。同样地在关于功率控制的计算中，可能的是按照上面给出的同样方法对于C/I比(或者另一个对应系数)使用上限及下限剪切器。

本发明不要求放置入在无线资源包内的分组的信道之内，以及已发送分组的发送功率控制应该是独立的过程，而且能够同时地执行上述过程。例如，如果在某个分组放置入某个信道之内将给出分组一个优于目标水平之上的情况下，那么能够同时地减少上述分组的发送功率。在已经放置了每个单独分组之后或者总是当已经放置了第K个分组时，能够进行用于发送功率的最佳化的整个计算循环，其中整数K＞1，而且越频繁地执行发送功率的最佳化，则将引起越多方面的计算要求。

本发明对于放置入信道之内的分组表示是要求实时连接的业务还是非实时连接的业务没有施加任何限制，甚至由最佳化算法及在发送分组中业务变化所引起的时延是可以变化的，在实现上述实时业务时，这会引起比非实时业务更多的麻烦。本发明也适用于包含既有上行链路又有下行链路帧的无线资源包的最佳化，甚至包含上行链路帧的无线资源包必须在时间上如此之长以致在前一个包内的分组发送与接收期间能够发送涉及下一个包的打包的信息作为在网络的终端与静止部分之间的信令。

对于某些承载者，根据本发明的最佳化方法能够导致一个这样的结果，即就整个系统的利益而言，发送涉及上述承载者的分组是没有用的，其中丢失了上述承载者或者在基站与终端之间的连接已经断开。例如，当某个终端处于不好的位置(它收到许多干扰)以及涉及其承载者的分组没有较高的重要性值时，此种情况能够出现。上述丢失能够与此种情况相比较，即就整个系统的利益而言，形成某个新的承载者是没有用的。然而，由于本发明导致将上述丢失的一个承载者的选择以及一个新的承载者的拒绝，它们会在合理由的基础之上出现而不是任意地出现，正如现有技术的系统中所出现的一样。例如，能够减少无目的丢失连接以便将给分组一个比以前更高的重要性值，其中上述分组涉及一个承载者，使用上述承载者在较长时间期间无错误地不发送上述分组，此处最佳化算法尝试把上述分组放置入分组更加确定的达到其目的地的信道之内。

接下来，我们讨论本发明在终端与基站之间以及在基站与基站控制器或者某些执行最佳化的其它装置之间的信令。终端必须发送描述在终端与基站之间衰减的测量数据以及在上行链路的发送缓冲区之内关于分组的信息给基站。基站发送关于信道分配的信息给终端以便终端能够在下行链路帧的正确信道之内接收下行链路的发送以及在上行链路帧的正确信道之内发送上行链路的发送。基站发送在发送缓冲区之内关于分组的信息以及关于已测量的及已计算的载波功率值及干扰功率值的数据给基站控制器。此外，基站能够发送关于涉及每个终端及基站的发送功率限制的信息给基站控制器。基站控制器也能够检测在小区内的瞬时负荷状况。基站控制器或者另一个执行最佳化的装置保持一个在终端与基站之间关于无线连接的相互依赖关系及其引起干扰的关系的表格，换而言之在每个连接之内出现多大差别的发送功率及衰减系数。

如果假定基站控制器负责最佳化算法的实现，那么基站控制器必须具有所要求的计算量及存储器容量，它包括实质上已知的微处理器和存储器电路和/或海量存储器装置。实现在基站与基站控制器之间信令的装置在现有技术的蜂窝无线系统内实质上是众所周知的，以及本发明对上述装置要求的只是功能性的改变：必须编程基站信令装置以便发送关于即将发送的分组的信息及其重要性值给基站控制器，以及必须编程基站控制器的信令装置以便发送信息给基站控制器的对应部分，它包含用于存储由基站所发送信息的存储器装置以及至少一个用于处理上述信息的微处理器。按照适合于由处理器处理的指令形式把最佳化算法存储于程序存储器之内，其中程序存储器可用于微处理器执行最佳化。所得到的作为优化结果的分组发送顺序暂时地存储于基站控制器的存储器之内，借助于信令装置能够从上述基站控制器发送对应的数据给基站。此外，在基站与终端之间实质上已知的信令装置发送关于在哪一个预定由考虑的终端所接收的信道之内将发送下行链路分组的信息给每个终端，以及关于在考虑的终端能够发送的上行链路帧的哪一个信道之内的信息给每个终端。如果在除了基站控制器之外的另一个装置中实现最佳化，那么所提到的与基站控制器相联系的装置必须一定位于上述其它装置之内。

一种本发明的修改是在蜂窝无线系统内发送基站的选择，其中或者经由第一个基站或者经由第二个基站或者既经由第一个基站又经由第二个基站发送某个分组给终端。最后提到的可选方案或者宏分集主要是在应用CDMA的系统之内出现的问题，其中安排终端的接收机接收同一个信号的许多多径成分以及使用至少具有最高功率这样的两个多径成分以便重建原始的信号。如果关于使用无线资源的两个可选择的基站(或者全部可选择的基站，如果不止两个基站)属于同一个组，或者它们的发送帧属于同样的无线资源包，那么最佳化算法能够独立地计算全部的情况，其中把发送的分组放置入或者只是一个帧之内或者同时出现的至少两个帧之内，以及从这些可选方案中选择就利用率函数的最大化而言最有利的一种方案。

Claims (21)

1．一种在无线系统(100)内产生发送分组(204、205、206)的相互发送顺序的方法，其中把发送数据形成为用于发送的分组，以及有至少两个发送装置(BS)，上述发送装置实质上在同样的频率之上本质地同时发送，其中由第一个发送装置发送的载波功率是对第二个装置发送载波功率的这些接收装置的干扰功率，以及反之亦然，其特征在于，在该方法中：

-产生一个含有一个值的第一利用率函数，上述利用率函数依赖于载波功率以及通过在该时刻对在它们相互发送顺序中的发送分组由计算能够得到的干扰功率，以及

-在对应于上述第一个利用率函数的极值的相互发送顺序之内安排上述发送的分组。

2．一种在无线系统内产生发送分组(204、205、206)的相互发送顺序的方法，其中把发送数据形成为用于发送的分组，以及某个发送装置本质上同时地与本质上在同样的频率之上发送上述分组给至少两个接收装置，其中由发送装置发送给第一个接收装置的载波功率是对第二个接收装置的干扰功率，以及反之亦然，其特征在于，在该方法中：

-产生一个含有一个值的第一利用率函数，上述利用率函数依赖于一个表示通过在该时刻对在它们相互发送顺序中的发送分组由计算能够得到的无线连接的质量的值，

-在对应于上述第一利用率函数的极值的相互发送顺序之内安排上述发送的分组。

3．根据权利要求1或者2的方法，其特征在于，为了产生上述第一个利用率函数：

-产生一个含有一个值的第一利用率函数，上述利用率函数依赖于一个表示无线连接的质量以及由计算能够得到的值，以及

-产生一个含有一个值的第二个利用率函数，上述利用率函数依赖于由计算用于发送的分组的第一个函数之值，其中上述第二个函数是上述第一利用率函数。

4．根据权利要求3的方法，其特征在于，表示无线连接质量的上述值是下列值之一：C/I比、S/N比、S/(I+N)比。

5．根据权利要求3的方法，其特征在于，上述第一利用率函数具有一个下列之一的形式：表示由计算能够得到的无线连接质量的值之和、表示由计算能够得到的无线连接质量的值之积。

6．根据权利要求1或者2的方法，其特征在于，上述第一利用率函数之值进一步地依赖于分组的重要性值，其中重要性值表示分组重要性的相互顺序。

7．根据权利要求6的方法，其特征在于，在至少下列事实之一的基础之上决定分组的重要性值：在与分组相关的无线连接之上所观察到的业务质量、在与分组相关的无线连接之上的代价、在发送分组所出现的时延。

8．根据权利要求1或者2的方法，其特征在于，依赖于上述值的上述第一个利用率函数包括一个限制值，其中该上述值表示由计算能够得到的无线连接的质量，根据该限制由上述最大值替代表示无线连接的质量高于某个最大值的值。

9．根据权利要求1或者2的方法，其特征在于，依赖于上述值的上述第一个利用率函数包括一个限制值，其中该上述值表示无线连接的质量以及由计算能够得到，根据该限制由上述最小值替代表示无线连接的质量低于某个最小值的值。

10．根据权利要求1或者2的方法，其特征在于，依赖于无线系统的负载情况，不同地构成上述第一个利用率函数。

11．根据权利要求1的方法，其特征在于，对于每个帧(200、401、402、403)执行分组的相互安置，其中无线资源包包括至少一个用于第一个发送装置的帧以及至少一个用于第二个发送装置的帧，上述无线资源包在计算上述第一个利用率函数之值的基础之上将包含分组。

12．根据权利要求11的方法，其特征在于，包含于上述无线资源包(300、400)之内帧的数量是动态地变化的。

13．根据权利要求1或者2的方法，其特征还在于：

-分组划分为容许类别，以及

-把发送的分组安排入一个相互顺序之内，把至少属于同样容许类别的两个分组安排在上述相互顺序之内同时地发送。

14．根据权利要求1的方法，其特征还在于：

-一个容许矩阵，对于由预定上述第一个发送装置发送的至少一个分组构成上述容许矩阵，其中该矩阵描述了上述分组能够容许哪一个其它发送装置的同时发送，以及

-把发送的分组安排在安排上述分组与由其它发送装置发送的这些其它分组一起同时发送的相互顺序之中，根据容许矩阵哪一个上述分组的同时发送能够容许。

15．一种在无线系统(100)内选择用于发送分组的发送(204、205、206)的发送功率的方法，其中把发送数据形成为用于发送的分组，以及有至少两个发送装置(BS)，上述发送装置实质上在同样的频率之上本质地同时发送，其中由第一个发送装置发送的载波功率是对第二个装置发送载波功率的这些接收装置的干扰功率，以及反之亦然，其特征在于，在该方法中：

-产生一个第二个利用率函数，其中上述利用率函数依赖于载波功率以及对于安排同时发送的分组能够由计算得到干扰功率，

-对于同时发送的分组，选择对应于上述第二个利用率函数的极值这样的发送功率。

16．根据权利要求15的方法，其特征在于，上述第二个利用率函数是与用于选择最佳相互发送顺序的第一个利用率函数一样的，然而，只在安排同时发送的分组之间计算上述第二个利用率函数。

17．根据权利要求15的方法，其特征在于，当发送的分组安排于相互发送顺序之内时，总是当已经放置与有些其它的分组一起同时发送K个新的分组时，执行上述第二个利用率函数之值的计算以及在此利用率函数的基础之上进行发送功率的选择，上述某些其它分组以前已经放置入无线资源包之内，其中整数K(1。

18．根据权利要求15的方法，其特征在于，当发送的分组安排于相互发送顺序之内时，当已经选择了相互同时地发送的全部分组时执行上述第二个利用率函数之值的计算以及在此利用率函数的基础之上进行发送功率的选择。

19．一个无线电系统(100)，该系统包括基站(BS)和终端，在此系统中安排基站和终端把发送的分组形成为用于发送的分组(204、205、206)，以及在此系统中安排有至少两个发送装置在本质上同样的频率之上本质上同时地发送，其中由第一个发送装置发送的载波功率是对第二个装置发送载波功率的这些接收装置的干扰功率，以及反之亦然，其特征在于，该系统包括下列装置：

-用于计算此种第一个利用率函数之值的装置，其中上述利用率函数之值依赖于载波功率以及由计算得到用于在该时刻的当前相互发送顺序之内发送的分组的干扰功率。

-用于发送指令给发送装置以便在对应于上述第一个利用率函数的极值这样的相互发送顺序之内安排分组的装置，以及

-用于发送指令给接收装置以便按照发送装置安排发送分组这样的顺序接收上述分组的装置。

20．一个无线电系统(100)，该系统包括基站(BS)和终端，在此系统中安排基站和终端把发送的分组形成为用于发送的分组(204、205、206)以及选择用于每个发送分组的发送功率，其中在此系统中安排有至少两个发送装置在本质上同样的频率之上本质上同时地发送，其中由第一个发送装置发送的载波功率是对第二个装置发送载波功率的这些接收装置的干扰功率，以及反之亦然，其特征在于，该系统包括下列装置：

-用于计算此种第二个利用率函数之值的装置，其中上述利用率函数之值依赖于载波功率以及由计算得到用于同时发送分组的干扰功率，以及

-用于发送指令给发送装置以便选择对应于上述第二个利用率函数的极值这样的发送功率用于分组的装置。

21．根据权利要求19或者20的无线系统，其特征在于，还包括一个基站控制器(BSC)，其中计算第一个利用率函数之值的装置以及发送指令给发送装置的装置位于上述基站控制器之内。

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