專利名稱：控制無線通信系統(tǒng)上行鏈路傳輸?shù)姆椒ê驮O(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信，更明確地說涉及控制無線通信系統(tǒng)的上行鏈路傳輸?shù)男路f和改進的方法與設(shè)備，以提高效率和改善性能。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)被廣泛地使用，為許多用戶提供各種類型的通信，諸如語音、數(shù)據(jù)等等。這些系統(tǒng)可基于碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)或其它一些多址技術(shù)。
在無線通信系統(tǒng)中，用戶間的通信是通過一個或多個基站進行的。在一個終端上的第一用戶在到一個基站的上行鏈路上通過傳輸數(shù)據(jù)與在第二終端上的第二用戶通信。這個基站接收數(shù)據(jù)并能將這些數(shù)據(jù)傳遞到另一個基站。然后在下行鏈路上將數(shù)據(jù)從這個基站傳輸?shù)降诙K端。下行鏈路是指從基站到終端的傳輸而上行鏈路是指從終端到基站的傳輸。在很多系統(tǒng)中，為上行鏈路和下行鏈路分配單獨的頻率。
在無線通信系統(tǒng)中，每個傳輸源(例如終端)充當對系統(tǒng)中其它傳輸源的可能干擾。為防止終端和基站所受到的干擾和維持所要求的性能標準，常規(guī)的TDMA和FDMA系統(tǒng)采取重用技術(shù)，由此在每個蜂窩小區(qū)中不使用全部的頻帶或時隙。例如，一個TDMA系統(tǒng)可能使用一個7-蜂窩小區(qū)重用模式(7-cell patternreuse pattern)，在這個模式中，總工作帶寬W被分成七個相等的工作頻帶(即B＝W/7)，并為一個7-蜂窩小區(qū)群集(7-cell cluster)中的每個蜂窩小區(qū)分配這些工作頻帶中的一個。這樣，在這個系統(tǒng)中，每第七個蜂窩小區(qū)重用相同的頻帶。在重用的情況下，在每個蜂窩小區(qū)中所受到的同信道(co-channel)干擾電平。相對于如果為所有蜂窩小區(qū)分配同一頻帶有所減少。然而，多于一個蜂窩小區(qū)的重用模式(諸如在一些常規(guī)的TDMA系統(tǒng)中所使用的7-蜂窩小區(qū)重用模式)意味著低效率地使用可用資源，因為為每個小區(qū)分配的和每個小區(qū)能夠使用的只是全部系統(tǒng)資源(例如工作帶寬)的一小部分。
CDMA系統(tǒng)能夠以1-蜂窩小區(qū)重用模式(即相鄰的蜂窩小區(qū)可使用相同的工作帶寬)。將第一代CDMA系統(tǒng)主要設(shè)計為傳送具有低數(shù)據(jù)速率(例如，32kbps或更低)的語音數(shù)據(jù)。使用碼分擴頻(code division spread spectrum)，低速率數(shù)據(jù)擴展到一個寬(例如1.2288MHz)的帶寬。由于大的擴展系數(shù)，能在一個低的或負的載波—噪聲干擾比(carrier-to-noise-plus interference)(C/I)水平上接收所傳輸?shù)男盘?，將它去擴展為一個相干信號(coherentsignal)并進行處理。新一代CDMA系統(tǒng)被設(shè)計成支持許多新的應(yīng)用(語音、分組數(shù)據(jù)、視頻等等)，并且能夠以高數(shù)據(jù)速率(例如，超過1Mbps)進行數(shù)據(jù)傳輸。然而，要達到高數(shù)據(jù)速率，要求高的C/I水平和控制干擾的需求變成更為重要。
因此在本領(lǐng)域中對這樣的技術(shù)存在一個需求，即控制上行鏈路傳輸以支持用高數(shù)據(jù)速率傳輸數(shù)據(jù)和達到更好地利用可用資源。
概述本發(fā)明的一些方面提供技術(shù)，用于(1)在一通信系統(tǒng)中蜂窩小區(qū)之間劃分和分配可用系統(tǒng)資源(例如頻譜)，和(2)為在上行鏈路上傳輸數(shù)據(jù)把在每個蜂窩小區(qū)中的資源分配給終端。可執(zhí)行這兩者，以便達到更高的效率同時滿足系統(tǒng)要求。
在一個方面，提供自適應(yīng)重用方案，其特征在于，基于多個因素，諸如，例如所觀測到的干擾電平、負載條件、系統(tǒng)要求等等，可動態(tài)地和/或自適應(yīng)地劃分和分配可用系統(tǒng)資源，以及將它們分配給蜂窩小區(qū)。最初定義一個重用計劃，并為每個蜂窩小區(qū)分配全部可用系統(tǒng)資源的一小部分。這個分配可以是如此的，使得每個蜂窩小區(qū)能夠同時利用全部可用資源的大部分，如果要求或者需要的話。在系統(tǒng)改變時，可重新定義重用計劃以反映系統(tǒng)中的變化。如此，自適應(yīng)重用計劃可能能夠達到非常低的有效重用系數(shù)(例如接近于1)而同時滿足其它系統(tǒng)要求。
在另一個方面，可劃分系統(tǒng)資源從而為每個蜂窩小區(qū)分配一組具有不同性能等級的信道?？蛇_到更高的性能，例如，對于共用較少的信道和/或與相鄰蜂窩小區(qū)中低傳輸功率電平關(guān)聯(lián)的信道。相反，例如，由對于信道所允許的低傳輸功率電平可導(dǎo)致更低的性能?？赏ㄟ^為信道定義不同的補償系數(shù)(back-off factor)獲得具有不同性能等級的信道，如下所述。
在再另一個方面，基于終端對干擾和信道性能的容許限度，可為在每個蜂窩小區(qū)中的終端指派信道。例如，可為要求更好地預(yù)防干擾的處于不利位置的終端指派提供更多保護的信道。相反，可為具有有利傳播條件處于有利位置的終端指派共用較多的和/或具有與其使用關(guān)聯(lián)的更大的干擾電平的信道。
動態(tài)地和/或自適應(yīng)地為蜂窩小區(qū)分配資源的能力和蜂窩小區(qū)智能地將資源分配給終端的能力，使系統(tǒng)能夠達到使用常規(guī)不可調(diào)整的固定重用方案所不能相比較的高的效率和性能水平。
本發(fā)明還提供實現(xiàn)本發(fā)明的各種方面、實施例和特點的方法、系統(tǒng)和設(shè)備，如在下面進一步詳細描述。
通過在下面闡述的詳細說明并結(jié)合附圖，本發(fā)明的特點、性質(zhì)和優(yōu)點將變得顯而易見，在附圖中同樣的參考符號相應(yīng)地貫穿在下列附圖中，其中圖1是一個通信系統(tǒng)的示意圖，這個系統(tǒng)支持許多用戶和能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的各種方面和實施例；圖2示出一個特殊的通信系統(tǒng)的多個固定重用模式達到C/I的累積分布函數(shù)(CDF)；圖3是按照本發(fā)明實施例的自適應(yīng)重用方案的特定實現(xiàn)的流程圖；圖4是3-蜂窩小區(qū)重用模式的資源劃分和分配的實施例的示意圖；圖5是全部蜂窩小區(qū)以全功率傳輸?shù)?-蜂窩小區(qū)重用模式所達到C/I的CDF。
圖6是調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€方案的實施例的流程圖；圖7是基于優(yōu)先級的信道指派方案的實施例的流程圖；圖8是信道升級方案的實施例的流程圖；以及圖9是在一通信系統(tǒng)中的基站和終端的方框圖，這個系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的各種方面和實施例。
詳細說明圖1是一個通信系統(tǒng)100的示意圖，系統(tǒng)100支持許多用戶并能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的各種方面和實施例。系統(tǒng)100為多個覆蓋區(qū)域102a至102g提供通信，每一個覆蓋區(qū)域由一個相應(yīng)的基站104服務(wù)。可定義每個基站的覆蓋區(qū)域，例如，如在這個區(qū)域上的終端能實現(xiàn)一個特殊的服務(wù)等級(GoS)。在某種意義上組織基站覆蓋區(qū)域以實現(xiàn)對指定的地理區(qū)域的完整覆蓋。常常把基站和它的覆蓋區(qū)域稱為“cell(蜂窩小區(qū))”。
如在圖1中所示，各個終端106被分散在系統(tǒng)各處。在覆蓋區(qū)域中的終端可以是固定的(即固定臺(stationary))或移動的，通常由一主要的(即服務(wù))基站服務(wù)。在任何給定時刻，每個終端在下行鏈路和上行鏈路上與至少一個和可能多個基站通信，取決于是否使用“soft handoff(軟切換)”和/或終端是否被設(shè)計成和工作于(同時地或順序地)傳輸/接收至/從多個基站的多個傳輸。下行鏈路涉及從基站至終端的傳輸，而上行鏈路涉及從終端至基站的傳輸。
在圖1中，基站104a在上行鏈路上從終端106a和106b接收數(shù)據(jù)傳輸，基站104b從終端106b、106c、106d和106i接收數(shù)據(jù)傳輸，基站104c從終端106a、106e、106f和106g接收數(shù)據(jù)傳輸，等等。在上行鏈路上，來自每個通信終端的傳輸意味著對在系統(tǒng)中的其它終端的可能的干擾。為了簡單起見，在圖1中沒有示出下行鏈路傳輸。
系統(tǒng)100可以是一個多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)，MIMO系統(tǒng)使用多個(NT)傳輸天線和多個(NR)接收天線供傳輸數(shù)據(jù)?？砂延蒒T個傳輸和NR接收天線構(gòu)成的MIMO信道分解成NC個獨立的信道，其中NC≤min{NT，NR}。NC個獨立信道的每一個也被稱為MIMO信道的空間子信道(spatial subchannel)。如果通過使用多個傳輸和接收天線產(chǎn)生空間子信道，則MIMO系統(tǒng)可提供改善的性能(例如，增加傳輸容量)。
在美國專利申請系統(tǒng)列號No.09/532,492中描述了一個實例MIMO系統(tǒng)，名為“HIGH EFFICIENCY，HIGH PERFORMANCE COMMUNICATION SYSTEM EMPLOYINGMULTI-CARRIER MODULATION”，于2000年3月30日提出申請，轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并通過引用將它包括在此。還可以把系統(tǒng)100設(shè)計成實現(xiàn)用于CDMA、TDMA、FDMA和其它多址方案的任意數(shù)量的標準和設(shè)計。CDMA標準包括IS-95、cdma2000、W-CDMA標準，而TDMA標準包括全球數(shù)字移動通信系統(tǒng)(GlobalSystem for Mobile Communication)(GSM)。在本領(lǐng)域中這些標準是公知的。
在系統(tǒng)100中，大量終端共用共同的系統(tǒng)資源，即全部工作帶寬。對于系統(tǒng)中一個特殊的終端，為了要達到所要求的性能標準，必需將來自其它傳輸?shù)母蓴_減少至一可接受的水平。而且，對于一個給定的工作帶寬，為了可靠地以高數(shù)據(jù)速率傳輸，必須在一個特殊的載波—噪聲干擾比(C/I)水平上或之上工作。減少干擾和達到所要求的C/I按慣例是通過將全部可用資源分成小部分，然后將每個小部分指派給系統(tǒng)中特殊的蜂窩小區(qū)而實現(xiàn)的。
例如，可將全部工作帶寬W分成Nr個相等的工作頻帶(即，B＝W/Nr)，然后為每一個蜂窩小區(qū)指派Nr個頻帶中的一個頻帶。周期性地重用這些頻帶以達到更高的頻譜效率。對于諸如由圖1所支持的7-蜂窩小區(qū)重用模式，可為蜂窩小區(qū)102a分配第一頻帶，可為蜂窩小區(qū)102b分配第二頻帶等等，以及可為蜂窩小區(qū)102g分配第七頻帶。
一般將通信系統(tǒng)設(shè)計成符合多個系統(tǒng)要求，例如包括服務(wù)質(zhì)量(QoS)、覆蓋和性能要求。服務(wù)質(zhì)量一般被定義為在覆蓋區(qū)域中每個終端在規(guī)定的時間百分比內(nèi)能夠達到一個指定的最小平均位速率。例如，可要求系統(tǒng)在至少99.99％的時間內(nèi)用至少1Mbps的最小平均位速率來支持在覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何終端。覆蓋要求可規(guī)定接收信號電平超過一個特殊的C/I閾值的終端，能夠得到指定的服務(wù)等級的特定百分比(例如99％)。并且可由一些特殊的最小平均位速率、誤碼率(bit-error-rate)(BER)、分組差錯率(packet-error-rate)(PER)、誤幀率(frame-error-rate)(FER)或一些其它要求來定義性能要求。這些要求影響可用資源的分配和系統(tǒng)的效率，如下所述。
圖2示出通信系統(tǒng)中的終端所實現(xiàn)的C/I的累積分布函數(shù)(cumulativedistributtion function)(CDF)的例子，所述通信系統(tǒng)是基于從隨機地分布于整個復(fù)蓋區(qū)的終端的仿真所得到的多個重用模式的。水平軸x表示C/I，垂直軸表示一個特定的終端達到的C/I比在水平軸中所示的值小的概率，即P(C/I＜x)。如在圖2中所示，事實上沒有終端達到比0dB更差的C/I。圖2還示出較大的C/I的概率隨著更多地重用而增加。這樣，7-蜂窩小區(qū)重用模式的P(C/I＞x)大于1-蜂窩小區(qū)重用模式的P(C/I＞x)。
在圖2中的C/I CDF可用于表示系統(tǒng)可能性能的特征。如作為一個例子，假定要求至少10dB的C/I以滿足99.99％的時間的最小瞬時位速率(instananeous bit rate)。使用一個為一的重用系數(shù)(即，N＝1，每個蜂窩小區(qū)重用相同的信道)，達不到要求性能的概率(即中斷概率(outageprobability))大約是12％。同樣，蜂窩小區(qū)重用系數(shù)為三、四和七，分別相應(yīng)于中斷概率5.4％、3.4％和1.1％。這樣，為了讓99％終端達到10dB，在這個例子中要求重用系數(shù)至少為七(Nr≥7)。
可使用許多調(diào)制方案在傳輸之前調(diào)制數(shù)據(jù)。這樣的調(diào)制方案包括M元相移鍵控(M-ary phase shift keying)(M-PSK)，M元正交調(diào)幅(M-ary quadratureamplitude modulation)(M-QAM)以及其它。通常，諸如M-QAM這樣的有效帶寬調(diào)制方案(bandwidth-efficient modulation scheme)方案每調(diào)制碼元(modulation symbol)能夠傳輸更多數(shù)目的信息位，但要求高的C/I以實現(xiàn)所要的性能水平。表1列出多個有效帶寬調(diào)制方案的頻譜效率，這是通過每赫茲每秒傳輸?shù)男畔⑽粩?shù)量(bps/Hz)量化的。表1還列出在這些調(diào)制方案達到1％誤碼率時假定的所要求的C/I。
表1
可根據(jù)一個特殊的重用方案可達到的C/I的CD(如在圖2中所示)和可達到的調(diào)制效率如一個C/I的函數(shù)(如在表1中所示)來確定這個方案的平均信道效率ECH。如果只要有可能就使用最有效率的調(diào)制方案，那么用達到要求的C/I的概率所確定的權(quán)重可導(dǎo)出作為調(diào)制效率的加權(quán)和的平均信道效率ECH。例如，如果只要有可能就使用BPSK到64-QAM，則可計算平均信道效率如下ECH＝1·P(4.3＜C/I＜7.3)+2·P(7.3＜C/I＜12.6)+3·P(12.6＜C/I＜14.3)+4·P(14.3＜C/I＜16.8)+5·P(16.8＜C/I＜20.3)+6·P(20.5＜C/I)表2(在第2列中)列出對于各種重用系數(shù)(例如，1-蜂窩小區(qū)、3-蜂窩小區(qū)、5-蜂窩小區(qū)和7-蜂窩小區(qū))的平均信道效率。表2還(在第3列中)提供由平均信道效率除以重用系數(shù)得到的對于這些重用系數(shù)的平均頻譜(即全部)效率。從表2可觀察到平均信道效率隨著重用增加而增加。然而，這個在增加重用情況下信道效率的增益不僅為每個蜂窩小區(qū)只使用系統(tǒng)全部可用資源的一小部分所導(dǎo)致的總的頻譜效率損耗所抵銷。這樣，全部頻譜效率隨增加重用而降低。
表2
如在圖2和表2中所示，如果通過使用更高的重用系數(shù)減少來自鄰近蜂窩小區(qū)中終端的干擾，則可改善給定終端的C/I。然而，在由許多蜂窩小區(qū)組成的多址系統(tǒng)(multiple access system)中，使一個蜂窩小區(qū)中單一終端的C/I最大化一般意味著在系統(tǒng)中的一些其它蜂窩小區(qū)中不能重用資源。這樣，雖然在更高的重用系數(shù)下一些終端可達到更高的C/I和更高的吞吐量，但是，由于被允許同時使用相同信道傳輸?shù)慕K端數(shù)量隨著更高的重用系數(shù)而減少，所以整個系統(tǒng)吞吐量會減少。
按照慣例，要求高C/I的工作點(operating point)的系統(tǒng)使用固定的重用方案。在這些固定的重用系統(tǒng)中，一個蜂窩小區(qū)中的終端可得到使用的“channel(信道)”只可在另一個蜂窩小區(qū)中以相同的重用模式重用。例如，考慮一包括蜂窩小區(qū)1、2和3的3-蜂窩小區(qū)重用群集。在這個方案中不同信道組被分配給在這個第一重用群集中的每個蜂窩小區(qū)。在分配給重用群集中的任何一個蜂窩小區(qū)的組中的信道正交于被分配給這個群集中的其它蜂窩小區(qū)的在其它組中的信道。這個策略減少或消除在一個重用群集中的終端所引起的相互干擾。在整個網(wǎng)絡(luò)中以一些規(guī)定的方式重復(fù)這個重用群集。因此例如，將允許蜂窩小區(qū)4、5和6的第二重用群集分別象蜂窩小區(qū)1、2和3那樣的相同的信道組。由于增加使用相同信道組的蜂窩小區(qū)之間的距離由第二重用群集中的終端引起的對第一重用群集中的終端的干擾被減少了。增加距離意味著增加路徑損耗以及更低的干擾功率。當可以使用固定的重用方案使?jié)M足最小要求的C/I的終端百分比最大時，它們通常沒有效率，因為它們使用一個大的重用系數(shù)。
本發(fā)明的一些方面提供一些技術(shù)用于(1)在通信系統(tǒng)中的蜂窩小區(qū)之間劃分和分配可用的系統(tǒng)資源(例如頻譜)，和(2)為在上行鏈路上傳輸數(shù)據(jù)將每個蜂窩小區(qū)中的資源分配給終端?？赏瑫r執(zhí)行這兩者，以致達到比固定的重用方案更大的效率同時滿足系統(tǒng)要求。本發(fā)明的某些方面基于幾個關(guān)鍵的觀察(observation)。
首先，上行鏈路與下行鏈路不同，因為為了增加效率系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)來自終端的傳輸。系統(tǒng)(例如，蜂窩小區(qū))接收描述系統(tǒng)中終端的某些特性的信息(例如，它們到服務(wù)的蜂窩小區(qū)的路徑損耗)。然后可用這個信息確定如何最好地調(diào)度終端在上行鏈路上的數(shù)據(jù)傳輸。協(xié)調(diào)上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸考慮各種利益，諸如(1)在全系統(tǒng)的基礎(chǔ)(system-wide basis)上增加上行鏈路吞吐量，以及(2)系統(tǒng)中的終端觀察到性能的更小變化，意味著可給終端提供更一致的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。
第二，在系統(tǒng)中的終端一般對干擾具有不同的容限等級(tolerancelevel)。處于不利位置的終端，諸如那些靠近蜂窩小區(qū)邊緣、具有不良的遮蔽(shadowing)/幾何位置的終端，必須以更高的功率傳輸以克服它們的大的路徑損耗。其實，這些終端具有小的鏈路容限(link margin)，其中鏈路容限被定義為在它們的峰值功率約束和在蜂窩小區(qū)站點上達到要求的C/I工作點所必需的傳輸功率之間的差異。因而，這些終端更易受到來自其它終端的干擾的攻擊，并且還傾向于對附近蜂窩小區(qū)中的終端產(chǎn)生更高水平的干擾。相反，占有利位置的終端，諸如那些靠近蜂窩小區(qū)站點的終端、具有良好的傳播損耗和遮蔽，更能容忍干擾，因為它們具有更大的鏈路容限。另外，這些占有利位置的終端傾向于提供可由其它蜂窩小區(qū)中的終端看到的較少的干擾功率。
在一典型系統(tǒng)中，在系統(tǒng)中大百分比的終端能夠達到一個等于或大于設(shè)定值(setpoint)的C/I。設(shè)定值是達到所需要的性能標準所要求的特殊的C/I，可以把它定量為例如，在1％BEF或0.01％中斷概率或者一些其它準則時的特殊的平均數(shù)據(jù)速率。對于這些終端，可使用單一重用模式(unity reuse pattern)來實現(xiàn)系統(tǒng)的高效率。一般只有系統(tǒng)中的一小部分終端在任何給定時刻處于不利位置。對于達到低于設(shè)定值的C/I的這小部分終端，可使用一些其它重用方案和/或一些其它技術(shù)來提供所要求的性能。
在一個方面，提供自適應(yīng)重用方案，其特征在于，可基于多個因素，諸如，例如觀測到的負載條件、系統(tǒng)要求等等動態(tài)地和/或自適應(yīng)地將可用的系統(tǒng)資源劃分與分配給蜂窩小區(qū)。最初定義一個重用計劃，并為每個蜂窩小區(qū)分配全部可用的系統(tǒng)資源的一小部分。可這樣分配，使得每個蜂窩小區(qū)能夠利用全部可用資源的大部分，如果要求或需要的話。當系統(tǒng)改變時，可重新定義重用計劃以反映系統(tǒng)中的變化。如此，自適應(yīng)的重用計劃可能能夠達到非常低的有效重用系數(shù)(例如，接近于1)但滿足其它系統(tǒng)要求。
在另一方面，可這樣劃分系統(tǒng)資源，使得為每個蜂窩小區(qū)分配一組具有不同性能等級的信道。例如，對于共用較少的信道和/或與在相鄰蜂窩小區(qū)中的低傳輸功率電平關(guān)聯(lián)的信道，可達到更高的性能。相反地，例如，由對于信道所允許的低傳輸功率電平可導(dǎo)致更低的性能。可通過為信道定義不同補償系數(shù)，獲得具有不同性能等級的信道，如下所述。
在另外的一個方面，基于終端對干擾的容許限度和信道的性能，為在每個蜂窩小區(qū)中的終端指派信道。例如，可為要求更好的防止干擾的處于不利位置的終端分配提供更多保護的信道。相反，可為具有良好傳播條件的處于有利位置的終端指派更多被共用較多的和/或具有與它們的使用關(guān)聯(lián)的更大干擾電平的信道。
為蜂窩小區(qū)動態(tài)地和/或自適應(yīng)地分配資源的能力和蜂窩小區(qū)智能地為終端分配資源的能力，使系統(tǒng)能夠達到使用常規(guī)不可調(diào)整的固定重用方案系統(tǒng)不能滿足的效率和性能的高水平。在此描述的技術(shù)可應(yīng)用于任何受干擾的通信系統(tǒng)，諸如例如，無線(例如，蜂窩狀的)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、無線電通信系統(tǒng)和重用能改善性能的其它系統(tǒng)。在一個特定的實現(xiàn)中，可有利地使用這些技術(shù)來改善固定終端的(fixed-terminal)、被設(shè)計成適應(yīng)高數(shù)據(jù)速率服務(wù)的多址通信系統(tǒng)的頻譜效率。
自適應(yīng)重用方案可將自適應(yīng)重用方案設(shè)計成利用通信系統(tǒng)的某些特性達到高系統(tǒng)性能。這些系統(tǒng)特性包括加載效應(yīng)(loading effect)和終端對干擾的不同容許量(tolerance)。
在蜂窩小區(qū)處的負載影響整個系統(tǒng)的性能(例如，吞吐量)。在低負載時，可把可用的系統(tǒng)資源可被分成“orthogonal(正交的)”信道組，然后可將信道組分配給蜂窩小區(qū)，在重用群集中每個蜂窩小區(qū)一個信道組。因為在每個組中的信道是與其它組中的信道正交的，所以對這些正交信道的干擾低且可達到高C/I值。當負載增加時，每個組中的正交信道數(shù)量可能不足以滿足需求，并且可允許蜂窩小區(qū)從只使用正交信道而改變。在非正交信道上的傳輸增加在已使用的信道中觀測到的平均干擾電平。然而，通過適當?shù)乜刂圃诜钦恍诺郎系膫鬏旊娖?，甚至在更高的負載時可控制干擾量并達到高性能。
在負載增加時，要求傳輸數(shù)據(jù)的活動終端數(shù)量也增加，終端庫(pool ofterminals)也增加，蜂窩小區(qū)可從終端庫中選擇終端為其調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸和指派信道。在庫中的每個終端對系統(tǒng)中的其它終端造成干擾，并且這個電平可(部分地)依賴于終端到服務(wù)的蜂窩小區(qū)(serving cell)以及其它鄰近的蜂窩小區(qū)的特殊位置。另外，具有較高鏈路容限的終端對其它用戶干擾具有更大的容許量。在調(diào)度終端和指派信道時能夠利用終端的不同干擾特性，以達到嚴密的重用(tight resue)(即接近一致)。詳細地說，在負載增加時，可為對干擾具有更高的容許量的終端指派對于接收高干擾電平具有更高可能性的信道。
圖3是按照本發(fā)明實施例的自適應(yīng)重用方案的流程圖。可在通信系統(tǒng)的正常工作中同時進行重用計劃的開發(fā)(development)示這個計劃的適應(yīng)以改變系統(tǒng)條件。
首先，在步驟310處，基于為系統(tǒng)所收集的信息，用一個或多個參數(shù)描述系統(tǒng)的特性，并可存儲在數(shù)據(jù)庫330中。例如，在每個蜂窩小區(qū)觀測到的可確定終端所受到的干擾，并可開發(fā)(develop)一個干擾特性(interferencecharacterization)，如下所述。可在每個蜂窩小區(qū)的基礎(chǔ)上完成干擾特征，并可包括開發(fā)一個干擾電平的統(tǒng)計特性(statistical characterization)，諸如功率分布(power distribution)。由于新的蜂窩小區(qū)和終端，可周期性地更新用于表示特性的信息，以反映系統(tǒng)中的變化。
然后在步驟412處，使用所開發(fā)的系統(tǒng)表示特性和其它系統(tǒng)約束與條件來確定重用計劃。重用計劃包含各種成分，諸如特定的重用系數(shù)Nr和基于重用系數(shù)Nr的特定的重用蜂窩小區(qū)布局(reuse cell layout)。例如，重用系數(shù)可相應(yīng)于1-蜂窩小區(qū)、3-蜂窩小區(qū)、7-蜂窩小區(qū)或19-蜂窩小區(qū)重用模式或群集?？苫谠诓襟E310中所開發(fā)的數(shù)據(jù)和任何其它有效數(shù)據(jù)來完成重用系數(shù)的選擇和重用蜂窩小區(qū)布局的設(shè)計。重用計劃為系統(tǒng)工作提供一個框架(framework)。
然后在步驟314處，確定另外的系統(tǒng)參數(shù)和/或工作條件。這一般包括將全部可用的系統(tǒng)資源劃分成信道，信道相應(yīng)于時間單位、頻帶或一些其它單位的信道，如下所述?；谠诓襟E312中所確定的重用計劃可確定要使用的信道數(shù)量Nr。然后將可用的信道與組聯(lián)系起來，并且為每個蜂窩小區(qū)分配一個相應(yīng)的信道組。這些組可包括重疊的信道(即，一個特殊的信道可被包括在多于一個組中)。下面進一步詳細地描述資源劃分和分配。
在步驟314中還可確定其它參數(shù)，諸如例如，調(diào)度時間間隔(schedulinginterval)、系統(tǒng)中蜂窩小區(qū)的工作點或設(shè)定值、與所分配的信道組關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)(back-off factor)、補償系數(shù)極限、對補償系數(shù)的調(diào)整的步長大小和其它。補償系數(shù)確定在信道的峰值傳輸功率電平(peak transmit power level)中的減少量。在下面進一步詳細地描述的這些參數(shù)和條件與要由蜂窩小區(qū)在正常工作中遵循的一組工作規(guī)則相似。
然后系統(tǒng)按照所定義的重用計劃工作，蜂窩小區(qū)接收來自經(jīng)調(diào)度用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端的傳輸。在正常工作過程期間，在步驟316處，對所定義的重用計劃估算系統(tǒng)性能。例如，這樣的估算可包括，確定從每個終端到幾個靠近的蜂窩小區(qū)的有效路徑損耗和關(guān)聯(lián)的鏈路容限、吞吐量、中斷概率和性能的其它測量值。例如，可計算在每個蜂窩小區(qū)的每個信道中每個被調(diào)度的終端的有效鏈路容限?；谒嬎愕逆溌啡菹?，可開發(fā)系統(tǒng)的平均吞吐量以及終端的獨立的性能估算。
一旦已經(jīng)估算了系統(tǒng)性能，在步驟318處，對所定義的重用計劃的有效性(即性能)的作出判斷。如果系統(tǒng)性能是不可接受的，則返回到步驟312，并重新定義重用計劃。如果系統(tǒng)性能不符合一組系統(tǒng)要求和/或不達到所要的性能等級，則它是不可接受的。重新定義的重用計劃可包括改變各種工作參數(shù)，甚至可包括選擇另一個重用模式和/或重用蜂窩小區(qū)布局。例如，如果遇到過多的干擾，則可增加重用模式(例如，從3-蜂窩小區(qū)至7-蜂窩小區(qū))。反復(fù)地執(zhí)行步驟312至318，直到達到系統(tǒng)的目標(例如，最大化的吞吐量而同時滿足在覆蓋區(qū)域中的終端的最低性能要求)。步驟312至318還代表在系統(tǒng)工作的同時一個正在進行的過程。
如果系統(tǒng)性能是可接受的(即確實符合系統(tǒng)要求)，那么可在步驟320處對系統(tǒng)是否已經(jīng)改變作出判斷。如果沒有變化，則過程結(jié)束。否則，在步驟324處更新數(shù)據(jù)庫330以反映系統(tǒng)中的變化，并重新描述系統(tǒng)的特性。在下面將更詳細地描述在圖3中的步驟。
可周期性地或在檢測到系統(tǒng)變化的任何時刻執(zhí)行在圖3中的過程。例如，在系統(tǒng)增長或改變時可執(zhí)行這個過程，例如，在增加新的蜂窩小區(qū)和終端時，和在去除或更改現(xiàn)有的蜂窩小區(qū)和終端時。例如，這個過程讓系統(tǒng)適應(yīng)在終端分布、拓撲結(jié)構(gòu)和地形方面的變化。
信道在蜂窩小區(qū)和終端之間資源的共用可使用時分多路復(fù)用(TDM)、頻分多路復(fù)用(FDM)、碼分多路復(fù)用(CDM)、其它多路復(fù)用方案或它們的任意組合來完成。使用所選擇的多路復(fù)用方案將可用的系統(tǒng)資源劃分為小部分。
對于基于TDM的方案，可將傳輸時間劃分為時間單元(例如時隙或幀)，并為每個蜂窩小區(qū)分配多個時隙。對于每個時間單元，可由分配有那個時間單元的蜂窩小區(qū)將全部工作帶寬指派給一個或多個終端。對于基于FDM的方案，可將全部工作帶寬分成頻帶，并為每個蜂窩小區(qū)分配一組頻帶。然后每個蜂窩小區(qū)可將所分配的頻帶指派給在它的覆蓋區(qū)域內(nèi)的終端，并接著(同時)通過這些頻帶接收從終端來的數(shù)據(jù)傳輸。對于基于CDM的方案，可為系統(tǒng)確定代碼(code)，并可為每個蜂窩小區(qū)分配一組代碼。然后每個蜂窩小區(qū)可將所分配的代碼指派給在它的覆蓋區(qū)域內(nèi)的終端，并接著(同時)通過這些代碼接收數(shù)據(jù)傳輸。而且，還可以在劃分過程中使用這些方案的組合。例如，在一個CDMA系統(tǒng)內(nèi)的某些編碼信道可與一個特殊的時隙或頻率信道關(guān)聯(lián)起來。然后確定控制使用這些所劃分的信道的公共規(guī)則。
圖4是用于3-蜂窩小區(qū)重用模式(即Nr＝3)的資源劃分和分配的實施例的示意圖。在這個實例中，將系統(tǒng)資源分成12個小部分。能以時間、頻率或代碼域或者這些的組合實現(xiàn)分割。這樣，在圖4中的水平軸可表示時間或頻率，取決于所使用的是TDM還是FDM。例如，這12個小部分可代表基于TDM方案12個的時分多路復(fù)用的時隙，或者基于FDM方案的12個頻帶。在這里也把被每個小部分稱為“channel(信道)”，并且每個信道正交于其它信道。
對于3-蜂窩小區(qū)重用模式，可通過將可用的信道組成三個組來劃分系統(tǒng)資源，并且可為在3-蜂窩小區(qū)群集中的每個蜂窩小區(qū)分配一個信道組。根據(jù)在使用的特殊的重用方案，每個信道組包括12個可用信道中的一些或全部。對于在圖4中所示的實施例，為每個蜂窩小區(qū)分配相等數(shù)量的信道，為蜂窩小區(qū)1分配用于全功率傳輸?shù)男诺?至4，為蜂窩小區(qū)2分配信道5至8，以及為蜂窩小區(qū)3分配信道9至12。在一些其它實施例中，可為每個蜂窩小區(qū)分配一個相應(yīng)的信道組，信道組可包括任意數(shù)量的信道，也可把其中的一些分配給其它蜂窩小區(qū)。
補償系數(shù)在一方面，由系統(tǒng)確定和使用的信道結(jié)構(gòu)，使得在負載增加時，在大百分比的時間內(nèi)使用信道而達到可靠的性能。對于一個特殊的蜂窩小區(qū)，一些終端比一些其它終端更不受其它蜂窩小區(qū)干擾的影響是很可能的。通過提供一個利用這一事實的優(yōu)點的信道結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)在系統(tǒng)吞吐量和性能方面的改善。
對于信道結(jié)構(gòu)，為在重用群集中的每個蜂窩小區(qū)分配一個相應(yīng)的信道組，然后可將信道組指派給在它的覆蓋區(qū)域中的終端。還可為每個蜂窩小區(qū)指派所分配的信道組的一組補償系數(shù)。每個所分配的信道的補償系數(shù)表示可用于這個信道的全部傳輸功率的最大百分比。補償系數(shù)可以是從零(0.0)至一(1.0)范圍內(nèi)的任何值，其中0表示在這個信道上不允許數(shù)據(jù)傳輸，而1表示以等于全部傳輸功率的數(shù)據(jù)傳輸。補償系數(shù)的結(jié)果是信道能夠達到不同性能等級。
在一個或多個所選擇的時隙，由一個或多個所選擇的蜂窩小區(qū)，或它們的任意組合，可將來自全部傳輸功率的補償施加一個或多個所選擇的信道?？砂蜒a償附加地或交替地施加于蜂窩小區(qū)中所選擇的終端。在一個實施例中，每個蜂窩小區(qū)對為數(shù)據(jù)傳輸指派的每個信道施加補償，補償?shù)闹付ㄖ凳腔诜涓C小區(qū)的工作條件的，使得在對其它蜂窩小區(qū)中的終端的干擾量進行限制的同時達到所要求的性能。
可根據(jù)多個因素確定每個蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)。例如，可考慮終端的特性、在蜂窩小區(qū)處的負載條件、所要求的性能等等來確定補償系數(shù)。指派給每個蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)組可以是唯一的，或者可以是系統(tǒng)中不同蜂窩小區(qū)之間共有的。通常，為每個蜂窩小區(qū)分配的信道和所指派的補償系數(shù)可動態(tài)地和/或自適應(yīng)地根據(jù)例如工作條件(例如，系統(tǒng)負載)而改變。
在一個實施例中，可根據(jù)在蜂窩小區(qū)中(活動)終端的全部整體可達到的C/I值的分布而確定每個蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)。可應(yīng)用這些終端的不相同的權(quán)重，例如，基于它們的分布圖(profile)，如下所述。可以使這個權(quán)重是自適應(yīng)的和/或動態(tài)的，例如，與時刻(time-of-day)相關(guān)的。
在上行鏈路上，可根據(jù)，例如，由特定終端傳送的導(dǎo)頻信號(pilot signal)來確定這個終端的C/I。這個終端的C/I依賴于各種因素，包括(1)這個終端到服務(wù)的(或本地的)蜂窩小區(qū)的路徑損耗，和(2)其它蜂窩小區(qū)干擾電平。在一個固定的終端系統(tǒng)中，終端的路徑損耗沒有可觀的變化，并可準確地對終端的信號電平(“C”)作出預(yù)測。其它蜂窩小區(qū)干擾電平(即一部分“I(干擾)”)依賴于從其它干擾終端至它們的服務(wù)的蜂窩小區(qū)的路徑損耗以及從這些終端至所關(guān)心的蜂窩小區(qū)的路徑損耗。準確估計其它蜂窩小區(qū)干擾電平一般要求即時了解在其它蜂窩小區(qū)有哪些設(shè)備終端中正在傳輸和它們的功率電平。
可作出多個假定以簡化干擾特性。例如，每個蜂窩小區(qū)可在其它蜂窩小區(qū)干擾電平上設(shè)置一個上界。這可以通過假定在每個蜂窩小區(qū)中的一個終端被允許在每個信道上傳輸而完成，在每個信道情況中可根據(jù)干擾終端將以全功率傳輸?shù)募俣ù_定最壞情況下其它蜂窩小區(qū)的干擾電平。相對地，在每個蜂窩小區(qū)中每個終端的最壞情況C/I可根據(jù)這個終端和其它干擾終端將以全功率傳輸?shù)募俣ㄟM行估計?？墒占總€蜂窩小區(qū)中的終端的C/I值，并用于定出這個蜂窩小區(qū)的有效C/I CDF的特性。
圖5是一個由1-蜂窩小區(qū)重用模式的蜂窩小區(qū)中的終端達到的C/I的CDF實例，其中在每個蜂窩小區(qū)中每個信道上具有一個以全功率傳輸?shù)慕K端。C/ICDF提供蜂窩小區(qū)中終端的百分比的指示，當這些終端以全功率傳輸時，具有所述蜂窩小區(qū)比一個特殊的C/I大的C/I。從圖5中可看到，在蜂窩小區(qū)內(nèi)的終端具有不同C/I特性。這些終端可能能夠達到不同的性能等級，或?qū)τ谝粋€特殊的性能等級，可能需要以不同的功率電平傳輸。具有到服務(wù)的蜂窩小區(qū)的較小的路徑損耗的終端一般具有更高的C/I，意味著它們將能夠達到更高的吞吐量。
在一方面，基于每個蜂窩小區(qū)中的終端的鏈路容限對它們分類，并根據(jù)鏈路容限類別選擇補償系數(shù)。使用在圖5中的實例C/I分布，可將終端總體分類成組，每個組包括受到相似的其它蜂窩小區(qū)干擾電平(即，具有在一個值范圍內(nèi)的C/I)的終端。作為一個實例，在圖5中所示的CDF可被劃分成Nc個組，其中Nc是每個蜂窩小區(qū)所分配的信道總數(shù)。可選擇組使之大小相等(也就是，在每個組中包括相同百分比的終端)，雖然也可以定義不相等大小組的劃分。
表3確定Nc＝12個終端組，并(第2列)列表顯示在12個終端組的每一個中的終端的最小C/I。由于存在12個終端組且每個組是相等大小的，所以每個組包括大約蜂窩小區(qū)中終端的8.3％。第一個組包括具有10dB或更低的C/I的終端，第二個組包括具有從10dB到13dB范圍的C/I的終端，第三個組包括具有從13dB到15dB范圍的C/I的終端，等等，以及最后的組包括具有大于34.5dB的C/I的終端。
表3
可將蜂窩小區(qū)設(shè)計成支持一個特殊的設(shè)定值γ(或工作點)，這是一個最小的要求的C/I，以便在一個可接受的差錯率下以一個要求的數(shù)據(jù)速率工作。在典型系統(tǒng)中，設(shè)定值是由終端選擇的瞬時數(shù)據(jù)速率的一個函數(shù)，并因此可能從終端到終端而改變。作為一個簡單的實例，假定在蜂窩小區(qū)中所有的終端都要求15dB的設(shè)定值。
然后可按下面的公式為每個終端組計算最小鏈路容限，s(n)s(n)＝min{C/I(n)}-Y；n＝1，2，…，N 公式(1)在組中的終端的最小C/I和設(shè)定值γ之間的最小鏈路容限s(n)，對于每組終端是不同的。最小鏈路容限s(n)表示基于來自系統(tǒng)中所有終端的全部傳輸功率的假定，從所要求的傳輸功率到設(shè)定點的偏差。正的鏈路容限表示C/I比達到由設(shè)定值定義的要求的性能等級所需要的大。這樣，可使這些終端的傳輸功率減少(即補償)與它們的鏈路容限成比例的量，并仍提供要求的性能等級。
然后可根據(jù)了解到的由蜂窩小區(qū)服務(wù)的終端的路徑損耗和其它蜂窩小區(qū)干擾電平的特性，導(dǎo)出每個蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)。如果將最大傳輸功率電平歸一化為1.0，則可把每組終端的歸一化補償系數(shù)表示為β(n)＝min(1. 0，10-0.1·s(n))；n＝1，2，……Nc 公式(2)與一個特殊的終端組關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)表示可施加于這個終端組但仍保持要求的設(shè)定值γ并因此保持要求的性能等級的傳輸功率的減少量。傳輸功率的補償是可能的，因為這些終端喜愛更好的C/I。通過用補償系數(shù)減少一個被調(diào)度的終端的傳輸功率，可減少對其它蜂窩小區(qū)中終端的干擾量而不影響這個終端的性能。
表3列出對于為15dB的設(shè)定值γ的每組終端的最小鏈路容限s(n)(在第3列)和補償系數(shù)(在第4列)。如在表3中所示，信道1至4具有0dB或更低的鏈路容限，并且信道5至12具有逐漸變好的鏈路容限。因此，以全功率工作信道1至4，并且以逐漸減少的功率工作信道5至12。可將補償系數(shù)強加于在來自關(guān)聯(lián)的終端組中的終端的傳輸上。例如，因為在組5中的終端具有17dB或更好的C/I和一個2dB的最小鏈路容限s(n)，所以可將來自這些終端的傳輸功率補償至峰值傳輸功率的63.1％。
對于具有低于設(shè)定值γ的C/I的終端，可應(yīng)用多個選項。來自這些終端的傳輸數(shù)據(jù)速率可減少至這個C/I所能支持的數(shù)據(jù)速率?？商鎿Q地，可(臨時地)請求引起這個較低的C/I的干擾終端在受影響的信道上減少它們的傳輸功率或停止傳輸，直到這個較低的C/I的終端得到滿意的服務(wù)為止。
在一個實施例中，一旦為重用模式中一個蜂窩小區(qū)確定補償系數(shù)，就可使這個重用模式中其它蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)參差(stagger)。例如，對于一個以12個信道且使用Ns＝4信道偏移量(channel offset)工作的Nr＝3(即3-蜂窩小區(qū))重用模式，可按四模Nc偏移的蜂窩小區(qū)2的補償系數(shù)，并可按八模Nc來偏移蜂窩小區(qū)3的補償系數(shù)。對于這個重用模式，蜂窩小區(qū)1應(yīng)用與信道組1(它包括在表3第四列中所示的信道和它們的補償系數(shù))關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)，蜂窩小區(qū)2應(yīng)用與信道組2(它包括在表3第四列中所示但被下移四個信道并被回繞的信道和補償系數(shù))關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)，蜂窩小區(qū)3應(yīng)用與信道組3(它包括在表3中所示但下移八個信道并被回繞的信道和補償系數(shù))關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)。在這個實例中使用一個4信道偏移量，但也可以使用其它偏移量。
表4列出使用在表3中所示的補償系數(shù)的蜂窩小區(qū)1至3的補償系數(shù)和一個四信道偏移量。例如，對于信道1，蜂窩小區(qū)1應(yīng)用與組1的信道1關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)，蜂窩小區(qū)2應(yīng)用與組1的信道9關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)，以及蜂窩小區(qū)3應(yīng)用與組1的信道5關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)。
表4
在低負載時，每個蜂窩小區(qū)將終端指派給所分配的“better(較好的)”信道。對于在表4中所示的信道分配，為在蜂窩小區(qū)1中的終端指派信道1至4，為在蜂窩小區(qū)2中的終端指派信道5至8，以及為蜂窩小區(qū)3中的終端指派信道9至12。當在每個蜂窩小區(qū)中的負載是四個終端或更少時，在沒有來自鄰近蜂窩小區(qū)中終端的同信道干擾(因為這12個信道是互相正交的)，并且每個終端應(yīng)該能夠達到它在蜂窩小區(qū)的上行鏈路上傳輸?shù)脑O(shè)定值。當在任何一個蜂窩小區(qū)中負載超過四個終端時，那么這個蜂窩小區(qū)可為某個終端指派那些與其它蜂窩小區(qū)的信道不正交的信道。因為在每個蜂窩小區(qū)中負載一般是獨立地變化的，有可能所指派的非正交信道將不會被任何鄰近的蜂窩小區(qū)占用。這個事件的概率(即“non-collision(非沖突)”的概率)是每個鄰近蜂窩小區(qū)中負載的函數(shù)。
具有補償?shù)男诺澜Y(jié)構(gòu)可導(dǎo)致在系統(tǒng)中所有終端觀測到的有效容限的增加。最初根據(jù)在圖5中所示的C/I CDF導(dǎo)出在表4中所示的補償系數(shù)，這是在其它蜂窩小區(qū)中的終端以全功率傳輸?shù)募俣ㄏ庐a(chǎn)生的。然而，當隨同如在圖4中所示的一個交錯排列的信道重用方案一起應(yīng)用補償系數(shù)時，在每個蜂窩小區(qū)中每個終端達到的實際C/I值可能比在表3的第2列中所提供的最小C/I值大，因為應(yīng)用補償系數(shù)而減少了來自其它蜂窩小區(qū)中的終端的干擾。
作為一個例子，考慮在蜂窩小區(qū)1中的一個終端達到17dBC/I的情況。然后蜂窩小區(qū)1可將信道5指派給這個終端。在蜂窩小區(qū)2中的一個終端被允許以全功率在這個信道上傳輸，以及在蜂窩小區(qū)3中的一個終端被允許全功率的12.6％傳輸。蜂窩小區(qū)1中的終端的17dBC/I是根據(jù)全功率和最壞情況下干擾的估算(worst-case interference assessment)計算的。然而，因為蜂窩小區(qū)3中的終端的發(fā)射功率從1.0被減少至0.126，所以蜂窩小區(qū)1中的終端的有效容限將增加。鏈路容限增加的實際量取決于從(在蜂窩小區(qū)3中被指派信道5的)被補償?shù)母蓴_終端到蜂窩小區(qū)1的路徑損耗。
作為一個簡單的實例，可將每個蜂窩小區(qū)中的終端分類成具有0dB容限、3dB容限和6dB容限的三個不同組。將允許具有0dB容限的終端以全功率(當被調(diào)度時)傳輸，將允許具有3dB容限的終端以半功率傳輸，以及將允許具有6dB容限的終端以25％的全功率傳輸。如果每蜂窩小區(qū)分配三個信道，則為信道1指派的補償系數(shù)可以是1.0，為信道2指派的是0.5，以及為信道3指派的是0.25。在一個3-蜂窩小區(qū)重用模式中，可使信道參考以致為每個蜂窩小區(qū)分配相同的但具有不同補償系數(shù)組的三個信道。表5列出這個簡單實例的參差信道指派。
表5
實際的系統(tǒng)一般不符合上述理想的系統(tǒng)模型。例如，終端的不一致分布、不一致的基站布置、變化的地形和形態(tài)等等，都對在每個蜂窩小區(qū)中觀測到的干擾電平的變化起作用。蜂窩小區(qū)的特性和在蜂窩小區(qū)中性能的歸一化(normalization)一般比上面所述的更復(fù)雜(也就是說，蜂窩小區(qū)的C/I CDF不太可能是相同的)。而且，在每個蜂窩小區(qū)中的終端一般看到來自其它蜂窩小區(qū)中的終端的不同的干擾電平。這樣，可能要求更多的計算以將有效容限歸一化到一個跨越系統(tǒng)中蜂窩小區(qū)的特殊的閾值水平之內(nèi)。
因而為每個蜂窩小區(qū)所導(dǎo)出的補償系數(shù)可以是不同的，并且可能不按重要群集中其它蜂窩小區(qū)的模移位補償系數(shù)模移位版本。此外，也可使用蜂窩小區(qū)和/或信道的不同設(shè)定值以達到一個歸一化的性能等級，如果要求這樣的話。也可改變設(shè)定值以達到不一致的系統(tǒng)性能。不同C/I CDF在補償系數(shù)上的效果和為改善系統(tǒng)性能的補償系數(shù)調(diào)整是在美國專利申請系列號No.09/539,157中描述的，其標題為“METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSIONS OFA COMMUNICATION SYSTEM”，申請日期2000年3月30日，該專利申請已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，并且通過引用被包括在此。
可使用多個不同方案確定蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)。在一個方案中，迭代一個確定補償系數(shù)的程序多次，并在每個迭代中調(diào)整補償系數(shù)，從而獲得用于所有信道的可達到的最大設(shè)定值。在一個實施例中，在確定最初的補償系數(shù)時，假定最壞情況下的其它蜂窩小區(qū)干擾。在另一個實施例中，可使用其它值代替最壞情況下干擾電平。例如，可使用平均的、中值的或95個百分點的其它蜂窩小區(qū)干擾分布來確定初始的補償系數(shù)。在又另外一個實施例中，自適應(yīng)地估計干擾電平，并且周期性地調(diào)整補償系數(shù)以反映所估計的干擾電平。每個蜂窩小區(qū)所使用的補償系數(shù)可以或可以不傳達給相鄰的蜂窩小區(qū)。
在一些實施例中，可用一些“protection(保護)”形式提供在蜂窩小區(qū)中的已分配的信道的一個子集。例如，可通過在周期性的基礎(chǔ)上保留一個或多個信道供蜂窩小區(qū)中終端專用而實現(xiàn)保護。也可以將專用性定義為只當必需時以及只有到要滿足處于不利位置的終端的所必需的程度時才可使用?？捎酶鞣N方法向相鄰的蜂窩小區(qū)標識受保護的信道。例如，一個蜂窩小區(qū)可向它的相鄰蜂窩小區(qū)傳送被保護的信道列表。然后相鄰蜂窩小區(qū)可減少或阻止在它們的覆蓋區(qū)域中的終端在受保護的信道上的數(shù)據(jù)傳輸?？墒褂眯诺辣Ｗo為因為來自相鄰蜂窩小區(qū)中終端的過量干擾而不能達到必需的C/I的處于不利位置的終端進行服務(wù)。對于這些情況，一旦為處于不利位置的終端服務(wù)，就可去除這個信道保護。
在一些實施例中，如果某個信道條件惡化到一個不可接受的水平(例如，如果FER大于某個百分比，或者中斷概率超過一個特殊的閾值)則一個蜂窩小區(qū)可將“blocking(阻塞)”(即，在它的覆蓋區(qū)域內(nèi)沒有終端的傳輸)強加于某個信道。每個蜂窩小區(qū)可測量信道的性能并且自行強制阻塞不良性能的信道，直到相當?shù)乜隙ㄐ诺罈l件已經(jīng)改善并且可達到可靠的通信為止。
可基于例如蜂窩小區(qū)的條件而動態(tài)地和/或自適應(yīng)地執(zhí)行信道保護和阻塞。
對默認補償系數(shù)的調(diào)整在使用功率補償?shù)膶嵤├?，計算補償系數(shù)并提供給系統(tǒng)中的蜂窩小區(qū)。此后，每個蜂窩小區(qū)在為在上行鏈路上數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度終端和為終端指派信道時應(yīng)用這些補償系數(shù)。
在一方面，可基于例如系統(tǒng)負載的變化、終端特性、用戶需求、性能要求等等動態(tài)地和/或自適應(yīng)地調(diào)整初始的補償系數(shù)?？墒褂迷S多方案調(diào)整補償系數(shù)，在下面描述其中的一些。
在一個補償調(diào)整方案中，一個處于不利位置的終端在活動地通信的一段時間期間減少侵入的蜂窩小區(qū)(offending cell)的補償系數(shù)。如上面注意到的，在許多場合中處于不利位置的終端因為來自其它蜂窩小區(qū)中的有限數(shù)量的終端的過量干擾而不能夠達到要求的設(shè)定值。
如果處于不利位置的終端不能夠達到要求的設(shè)定值，甚至在給它指派了最佳的可用信道的時候(被稱為“soft-blocking(軟阻塞)”的條件)，在其它蜂窩小區(qū)中引起干擾的終端可暫時減少它們的傳輸功率，從而這個處于不利位置的終端將能夠獲得要求的設(shè)定值。作為一個實例，如果對于在蜂窩小區(qū)1中處于不利位置的終端的主要干擾源是在蜂窩小區(qū)2中的一個終端，那么可對蜂窩小區(qū)2中的這個終端的傳輸功率補償一個需要的量，以允許這個處于不利位置的終端工作于要求的設(shè)定值(例如，附加的3dB，從β(n)＝x下降至β(n)＝0.5x)。
在上面的實例中，如果將這個補償系數(shù)施加于蜂窩小區(qū)2中這個終端，那么這個終端也可能不再能夠滿足它的設(shè)定值，可能進一步引起其它蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)的減少。因此，也可在補償系數(shù)之外對在侵入的蜂窩小區(qū)的特定信道中所使用的設(shè)定值作出調(diào)整。此外，也可以局部地作出這些調(diào)整，因此減少蜂窩小區(qū)1和2兩者的設(shè)定值，例如減少至有效地使它們的集合吞吐量最大化但仍滿足在兩個蜂窩小區(qū)中終端的中斷準則(outage criteria)的值。
在另一個補償調(diào)整方案中，可暫時阻止侵入的蜂窩小區(qū)使用一個特殊的信道，因此可為這個處于不利位置的終端服務(wù)。對于侵入的蜂窩小區(qū)，可把用于這個受影響的信道的補償系數(shù)β(n)設(shè)定為0.0。
對于一個特殊的終端的主要干擾可能是來自另一個重用群集的蜂窩小區(qū)中的另一個終端的共用信道干擾。要減少共用信道干擾，可修改用于侵入的蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)，例如，使補償系數(shù)移位，因此對于受到高干擾電平的信道補償系數(shù)不高。
在另一個補償調(diào)整方案中，可為重用模式中每個蜂窩小區(qū)的專用而保留一個或多個信道。然后阻止(即阻塞)在重用模式中的其它蜂窩小區(qū)在這些信道上傳輸。所保留的信道數(shù)量可根據(jù)負載或系統(tǒng)要求，并可在工作條件改變時動態(tài)地和/或自適應(yīng)地調(diào)整這個數(shù)量。而且，可為蜂窩小區(qū)分配不同數(shù)量的保留信道，再次取決于系統(tǒng)設(shè)計和條件。
可按各種方式獲得由其它蜂窩小區(qū)請求的功率補償量。在一些實施例中，每個蜂窩小區(qū)都知道允許處于不利位置的終端以要求的設(shè)定值工作所需要的補償系數(shù)?？深A(yù)先計算這些補償系數(shù)并保存它們或可以前的傳輸來確定它們。當一個處于不利位置的終端變成活動的時候，蜂窩小區(qū)知道這個終端所需要的補償系數(shù)并將這個補償系數(shù)通知侵入的蜂窩小區(qū)。
對于要求調(diào)整(例如，減少或阻塞)侵入的蜂窩小區(qū)中的終端的傳輸功率的實施例，請求補償調(diào)整的蜂窩小區(qū)能將為滿足處于不利位置的終端的要求對補償系數(shù)要求的調(diào)整傳送給侵入的蜂窩小區(qū)。也可將這個調(diào)整發(fā)送至系統(tǒng)中的其它蜂窩小區(qū)，然后它們可使用這個信息改善這些蜂窩小區(qū)的性能。然后侵入的蜂窩小區(qū)基于一個已定義的補償調(diào)整方案應(yīng)用所請求的補償系數(shù)。例如，這樣的調(diào)整方案可定義，例如，應(yīng)用這個調(diào)整的時間和持續(xù)時間。如果一個侵入的蜂窩小區(qū)從多個其它蜂窩小區(qū)接收補償請求，則這個侵入的蜂窩小區(qū)一般應(yīng)用它從請求的蜂窩小區(qū)接收的補償系數(shù)中最大的補償系數(shù)。
可將要暫時減少或阻塞其它蜂窩小區(qū)中的傳輸?shù)恼埱?或指示)通知侵入的蜂窩小區(qū)，從而能夠為處于不利位置的終端服務(wù)。在需要時，可或者以一個有序的方式(例如，每幾個幀)，或者通過一些其它方法，動態(tài)地將這個請求通知侵入的蜂窩小區(qū)。例如，每個蜂窩小區(qū)可給它的相鄰蜂窩小區(qū)在每個傳輸幀的開始時帶著將在下一個傳輸幀時應(yīng)用這些請求的期望，發(fā)送一個這樣的請求列表?？梢栽O(shè)想其它用于將請求通知其它蜂窩小區(qū)的方法，并且是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
可使用許多方法實現(xiàn)補償調(diào)整。在一個方法中，在動態(tài)基礎(chǔ)上將補償系數(shù)發(fā)送給相鄰的蜂窩小區(qū)并且在此后立刻應(yīng)用補償系數(shù)(例如，下一幀)。在另一個方法中，在受影響的蜂窩小區(qū)已知的預(yù)定時刻應(yīng)用補償系數(shù)。
也可使用許多方法將補償系數(shù)恢復(fù)至其原始值。在一個方法中，通過發(fā)布一個“restore(恢復(fù))”命令至侵入的蜂窩小區(qū)能恢復(fù)原始補償系數(shù)。在另一個方法中，通過遞增地增加補償系數(shù)逐漸地將補償系數(shù)恢復(fù)至其原始值。
在再另外的一個用于補償調(diào)整的方法中，每個蜂窩小區(qū)維持一個用于調(diào)整每個信道中的補償系數(shù)的已知步長大小。每個蜂窩小區(qū)維持為每個信道所使用補償系數(shù)的當前值和用于增加和減少補償系數(shù)的步長大小。此后，蜂窩小區(qū)在每次接收到減少傳輸功率的請求時，按照所關(guān)聯(lián)的步長大小調(diào)整補償系數(shù)。
在再一個實施例中，一個特殊蜂窩小區(qū)的每個信道可與在補償系數(shù)上的最大和最小極限關(guān)聯(lián)起來。作為一個簡單的實例，假定在每個蜂窩小區(qū)中工作的調(diào)度器在公共幀邊界上調(diào)度，i＝1，2，3…。而且，令βmmax(n)和βmmin(n)為蜂窩小區(qū)m中的信道n的補償系數(shù)的最大值和最小值，并令δup(n)和δdown(n)表示用于增加和減少信道n的補償系數(shù)的步長大小。那么，可把在蜂窩小區(qū)m中i幀時對信道n的補償調(diào)整表示為(a)如果任何相鄰蜂窩小區(qū)在i幀時發(fā)送減少功率命令βm(n，i)＝max[βmmin(n)，βm(n，i-1)·δdown(n)]，(b)否則βm(n，i)＝min[βmmax(n)，βm(n，i-1)·δup(n)]。
也可以按要求或需要調(diào)整最大和最小補償極限。例如，可根據(jù)系統(tǒng)負載或要求調(diào)整最大和最小極限。
可將補償系數(shù)的動態(tài)調(diào)整視為等同于基于負載、性能或一些其它測量值的系統(tǒng)設(shè)定值或信道的最大允許數(shù)據(jù)速率的動態(tài)調(diào)整。當系統(tǒng)負載增加時，可將設(shè)定值調(diào)整(即減少)至允許在信道中可靠工作的等級。通常，也可使每個信道的設(shè)定值為自適應(yīng)的。這允許按要求或需要，把與信道關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)速率不同地設(shè)定?？删植康赜擅總€蜂窩小區(qū)在每個信道中進行設(shè)定值的匹配。
可擴展補償系數(shù)的動態(tài)調(diào)整，以致可以動態(tài)地調(diào)整在每個蜂窩小區(qū)中的所有信道的補償系數(shù)。這個特點允許系統(tǒng)有效地調(diào)整每個信道中的功率電平，因此在特定信道中的活動終端能夠滿足所要求的設(shè)定值。在相鄰蜂窩小區(qū)的信道中的功率因而變成例如本地蜂窩小區(qū)中的活動終端組、它們的要求等等的函數(shù)。如果在一個蜂窩小區(qū)中終端的混合(mix)是這樣的，使得所有終端可達到它們被指派的信道中的設(shè)定值，那么使用默認的補償系數(shù)。否則，在相鄰的侵入的蜂窩小區(qū)中，在特定的信道中以及在特定的持續(xù)時間內(nèi)，暫時應(yīng)用補償系數(shù)的附加的減少(即，減少的傳輸功率)。
當允許動態(tài)地改變補償系數(shù)的時候，在一個特殊的蜂窩小區(qū)中的調(diào)度器可能不確定相鄰蜂窩小區(qū)正在傳輸?shù)墓β?。這會導(dǎo)致本地蜂窩小區(qū)中終端的實際工作點的不明確。但是，仍可動態(tài)地執(zhí)行對補償系數(shù)的調(diào)整，例如，通過根據(jù)在所觀測到的受影響信道的性能上的調(diào)整。
例如，在一個實現(xiàn)中，蜂窩小區(qū)監(jiān)視與一個特定信道中的一個終端關(guān)聯(lián)的平均誤幀率(frame-erasure-rate)(FER)。如果實際C/I低于設(shè)定值，則存在更高的幀擦除發(fā)生概率，因此導(dǎo)致錯誤幀的重新傳輸。然后這個蜂窩小區(qū)可(1)減少這個終端的數(shù)據(jù)速率，(2)請求侵入的蜂窩小區(qū)中的終端減少它們在這個信道上的傳輸功率，或者進行(1)和(2)兩者。
用于調(diào)度和信道指派的參數(shù)自適應(yīng)重用方案為在上行鏈路上請求傳輸數(shù)據(jù)的終端提供一個分配資源的結(jié)構(gòu)。在正常系統(tǒng)工作期間，從遍及系統(tǒng)的各種終端接收傳輸數(shù)據(jù)的請求。然后蜂窩小區(qū)為終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端并將信道指派給終端，從而達到高效率和性能。
可使用各種調(diào)度方案并基于多個因素來完成為終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸和指派信道給終端。這樣的因素包括(1)一個或多個信道度量(metric)，(2)指派給活動終端的優(yōu)先級，和(3)涉及公平的準則。在調(diào)度終端和指派信道時還可以考慮其它因素(其中一些在下面描述)并且是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
可使用一個或多個信道度量來調(diào)度終端和/或指派信道，以致可實現(xiàn)更有效地使用系統(tǒng)資源和改善性能兩者。這樣的信道度量可包括基于吞吐量、干擾、中斷概率或一些其它測量的度量。在下面描述一個表示“goodness(質(zhì)量因素)”的信道度量的實例。然而，將認識到也可制定其它信道度量并且它們也是在本信道度量可基于各種因素，諸如(1)一個終端到服務(wù)的蜂窩小區(qū)的路徑損耗和峰值傳輸功率，(2)其它蜂窩小區(qū)干擾特性，(3)補償系數(shù)，和可能其它系數(shù)。在一個實施例中，對于活動的終端的信道度量dm(n，k)可按如下定義dm(n，k)＝f{βm(n)·Pmax·ξm(k)/Im(n)} 公式(3)其中βm(n)是與蜂窩小區(qū)m的信道n關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)，其中0≤β≤1(當βm(n)＝0時，這等價于阻止蜂窩小區(qū)m使用信道n)；Pmax(k)是終端k的最大傳輸功率；ξm(k)是從終端k到蜂窩小區(qū)m的路徑損耗；Im(k)是由蜂窩小區(qū)m在信道n上觀測到的干擾功率；以及f(x)是描述自變量x的“質(zhì)量因素”的函數(shù)，其中x與C/I成比例。
其它蜂窩小區(qū)干擾Im(n)的精確計算，要求知道從每個干擾終端(即，被指派了相同的信道n的那些終端)到它的服務(wù)的蜂窩小區(qū)以及到在考慮的蜂窩小區(qū)m的路徑損耗。如果使用功率控制，則到服務(wù)的蜂窩小區(qū)的路徑損耗確定由這個干擾終端要傳輸?shù)墓β柿?。到蜂窩小區(qū)m的路徑損耗確定將在蜂窩小區(qū)m作為干擾接收的來自干擾終端的傳輸功率量。其它蜂窩小區(qū)干擾Im(n)的直接計算一般是不實際的，因為有關(guān)干擾終端的信息通常是不可用的(例如，其它蜂窩小區(qū)幾乎同時正在為這些終端調(diào)度和指派)，以及這些終端的路徑損耗特性一般是不準確(例如，很可能基于平均值并且不反映衰落)。
因而可基于各種方案估算其它蜂窩小區(qū)干擾Im(n)。在一個干擾估算方案中，每個蜂窩小區(qū)保持對于每個信道所接收的干擾功率的直方圖。在蜂窩小區(qū)m處對于信道n的總的接收功率Io，m(n)包括對于被調(diào)度的終端k在信道n中所接收的功率Ck(n)，和從其它蜂窩小區(qū)中的其它干擾終端所接收的干擾功率(加上熱噪聲和其它背景噪聲)。這樣，其它蜂窩小區(qū)干擾可估算為m(n)＝Io，m(n)-Ck(n) 公式(4)其中m(n)是對于蜂窩小區(qū)m在信道n中估算的其它蜂窩小區(qū)干擾?？蔀槊總€信道估算其它蜂窩小區(qū)干擾m(n)，并且在每個調(diào)度時間間隔形成對于每個信道的其它蜂窩小區(qū)干擾的分布。然后可使用這個分布的平均值、最壞情況或一些百分點作為公式(3)中的其它蜂窩小區(qū)干擾Im(n)。
各種函數(shù)f(x)可用于信道度量。在一個實施例中，信道度量dm(n，k)表示蜂窩小區(qū)m中終端k在信道n中的中斷概率。在另一個實施例中，信道度量dm(n，k)表示在C/I＝x處可以可靠地支持的最大數(shù)據(jù)速率。也可以使用其它函數(shù)作為信道度量，并且是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
信道度量dm(n，k)表示蜂窩小區(qū)m中終端k在信道n上的“score(分數(shù))”。信道度量可用于為終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸或指派信道給終端，或者兩者。在調(diào)度終端和/或指派信道時，可為每個活動的終端對于蜂窩小區(qū)中每個信道計算分數(shù)。對于每個終端，(最大到Nc)分數(shù)表示與可用于指派的信道關(guān)聯(lián)的期望性能。對于一個特殊的終端，具有“best(最好的)”分數(shù)的信道可以是指派給終端的最好的信道。例如，如果信道度量dm(n，k)表示中斷概率，那么具有最低中斷概率的信道是指派給終端的最好的信道。
在基于包括函數(shù)f(x)(例如，從終端k至蜂窩小區(qū)m的路徑損耗，由蜂窩小區(qū)m觀測到的干擾功率Im(n)等等)的參數(shù)估算的可信度上，可計算信道度量dm(n，k)。可在一個時間周期上平均dm(n，k)的值以提高準確性。由于信號和干擾兩者的小信號衰落，干擾源的位置變化引起干擾功率的變化，以及可能偶然的遮蔽(例如，一輛卡車阻塞了主信號路徑)有可能引起dm(n，k)的值中發(fā)生波動。要解決這些波動，可選擇具有更大的補償系數(shù)的信道以提供一些容限，以及也可根據(jù)工作條件的變化來適配數(shù)據(jù)速率。
在一方面，可根據(jù)終端的優(yōu)先級為終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸和指派信道，從而通常在為較低優(yōu)先級的終端之前為較高優(yōu)先級的終端服務(wù)。優(yōu)先化一般導(dǎo)致更簡單的終端調(diào)度和信道指派過程并且也可用于確保在終端中某種程度的公平，如下所述?？筛鶕?jù)諸如例如，平均吞吐量、終端受到的延遲等等。多個準則對在每個蜂窩小區(qū)中的終端進行優(yōu)先化。下面討論這些準則中的一些。
在一個終端優(yōu)先化方案中，根據(jù)它們的平均吞吐量對終端進行優(yōu)先化。在這個方案中，為要調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿總€活動的終端保持一個“score(分數(shù))”。一個蜂窩小區(qū)能保持它提供服務(wù)(即，對于分布的控制方案)的活動終端的分數(shù)，或者一個中央控制器能為所有活動終端(即，在集中控制方案中)保持分數(shù)?？稍谕ㄐ畔到y(tǒng)的較高層次上建立一個終端的活動狀態(tài)。
在一個實施例中，為每個活動終端保持表示平均吞吐量的分數(shù)k(i)。在一個實現(xiàn)中，可計算對于終端k在i幀時的分數(shù)k(i)為指數(shù)平均吞吐量，并可表示為k(i)＝α1·k(i-1)+α0·rk(i)/rmax公式(5)其中在i＜0時，k(i)＝0，rk(i)是終端k在i幀(單位為位/幀)時的數(shù)據(jù)速率，以及α0和α1是用于指數(shù)平均的時間常數(shù)。
一般地，rk(i)是由一個特殊的最大可達到數(shù)據(jù)速率rmax和一個特殊的最小數(shù)據(jù)速率(例如零)限制的。α1(相對于α0)r更大的值相應(yīng)于更長的平均時間常數(shù)。例如，如果α0和α1兩者都是0.5，那么給當前數(shù)據(jù)速率rk(i)與來自前面的調(diào)度時間間隔的分數(shù)k(i-1)相等的權(quán)重。
基于終端k的達到的(即可測量的)或可達到的(即估算的)C/I，數(shù)據(jù)速率rk(i)可以是這個終端的一個“realizable(可實現(xiàn)的)”(即“potential(可能的)”)數(shù)據(jù)速率?？砂呀K端k的數(shù)據(jù)速率表示為rk(i)＝ck·log2(1+C/Ik)， 公式(6)其中ck是一個正常數(shù)，它反映為終端k所選擇的編碼和調(diào)制方案所達到的理論容量的一小部分。數(shù)據(jù)速率rk(i)也可是在當前調(diào)度周期中指派的實際數(shù)據(jù)速率，或者一些其它可以計量的數(shù)據(jù)速率。使用可實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率在信道指派過程期間引入一個“shuffling(慢慢變動)”的效果，這可以改善一些處于不利位置的終端的性能，如下所述。
在另一個實施例中，計算終端k在i幀時的分數(shù)k(i)作為在某個時間間隔上所達到的線性平均吞吐量計算，并可被表示為φk(i)=1KΣj=i-k+1irk(j)/rmax]]>公式(7)在特殊數(shù)量的幀上(例如在最后的10幀上)計算終端的平均(可實現(xiàn)的或?qū)嶋H的)吞吐量并可用作為分數(shù)?？煽紤]另外的用于活動終端的分數(shù)k(i)的公式并且，它們是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
在一實施例中，當一個終端要求傳輸數(shù)據(jù)(即，變成活動的)的時候，將它加入到一個列表中并初始化它的分數(shù)(例如，為零或一個終端能夠基于當前的C/I達到的歸一化的數(shù)據(jù)速率)。順序地在每個幀中更新列表中每個活動終端的分數(shù)。只要在一個幀中沒有為一個活動終端調(diào)度傳輸，就把它的數(shù)據(jù)速率設(shè)為零(即rk(i)＝0)，并相應(yīng)地更新它的分數(shù)。如果終端接收到有差錯的幀，這個幀的有效數(shù)據(jù)速率也設(shè)為零。這個幀差錯可能不會立即知道(例如，由于用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認/不確認(Ack/Nak)方案的往返行程延遲(round tripdelay))，但是一旦可得到這個信息就能相應(yīng)地調(diào)整分數(shù)。
然后調(diào)度器能使用分數(shù)為調(diào)度和/或信道指派對終端進行優(yōu)先化。在一個特定的實施例中，使活動終端組優(yōu)先化，以致為具有最低分數(shù)的終端指派最高優(yōu)先級，并為具有最高分數(shù)的終端指派最低優(yōu)先級。調(diào)度過程也可以在進行優(yōu)先化時將不一致的權(quán)重系數(shù)指派給終端分數(shù)。這樣不一致的權(quán)重系數(shù)能考慮在確定終端優(yōu)先級時要考慮的其它因素(諸如下面要討論的那些)。
在某些實施例(例如，如果使用可實現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率)中，一個特殊的終端的分數(shù)k(i)不必表示這個終端可支持的數(shù)據(jù)速率(即，可不反映這個終端可能的數(shù)據(jù)速率)。例如，可為兩個終端指派相同的數(shù)據(jù)速率，即使一個終端能夠比另一個支持更高的數(shù)據(jù)速率。在這種情況下，可把更高的分數(shù)給具有更高可能的數(shù)據(jù)速率的終端，并因而將具有更低的優(yōu)先級。
也可使終端的優(yōu)先級成為各種其它因素的函數(shù)。這些因素可包括，例如，有效負荷要求、可達到的C/I和要求的設(shè)定值、終端受到的延遲、中斷概率、對鄰近蜂窩小區(qū)的干擾、來自其它蜂窩小區(qū)的干擾、數(shù)據(jù)速率、最大傳輸功率、要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型、正在提供的數(shù)據(jù)服務(wù)類型等等。上面不是一個無遺漏的列表。也可考慮其它因素并且它們是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
可使用終端的有效負荷以確定優(yōu)先級。大的有效負荷一般要求由較少數(shù)量的可用信道可支持的高數(shù)據(jù)速率。相反，小有效負荷一般能由更多的可用信道支持?？蔀樾∮行ж摵芍概梢粋€具有可能不能夠支持大有效負荷所需要的高數(shù)據(jù)速率的大補償系數(shù)的信道。因為為大有效負荷調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸更困難，所以可為具有大有效負荷的終端指派更高的優(yōu)先級。這樣，具有大有效負荷的終端可能能夠與具有小有效負荷的終端一樣享受類似的性能等級。
也可以使用終端的達到的C/I來確定優(yōu)先級。具有較低的達到的C/I的終端可能只支持較低的數(shù)據(jù)速率。如果使用可用資源用于傳輸至具有較高的達到的C/I的終端，則平均系統(tǒng)吞吐量將有可能上升，從而提高系統(tǒng)的效率。通常，更可取的是傳輸至具有較高的達到的C/I的終端。
也可以在確定優(yōu)先級時考慮終端已經(jīng)受到的延遲量。如果基于優(yōu)先級來實現(xiàn)資源分配，則低優(yōu)先級的終端更可能受到更長的延遲。要確保最低服務(wù)水平，可在這個終端受到的延遲量增加時提升這個終端的優(yōu)先級。提升防止低優(yōu)先級終端被延遲無法忍受的時間量或可能不確定地被延遲。
也可在確定優(yōu)先級時考慮要由終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型。有些數(shù)據(jù)類型是時間敏感的并要求快速注意。其它數(shù)據(jù)類型能容忍更長的傳輸延遲?？蔀闀r間緊急的數(shù)據(jù)指派更高的優(yōu)先級。如一個實例，可給要重新傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比第一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)更高的優(yōu)先級。被重新傳輸?shù)臄?shù)據(jù)一般相應(yīng)于先前錯誤地傳輸和接收的數(shù)據(jù)。因為在蜂窩小區(qū)處的其它信號處理可能取決于錯誤地接收的數(shù)據(jù)，所以可以給被重新傳輸?shù)臄?shù)據(jù)更高的優(yōu)先級。
可在指派終端優(yōu)先級時考慮正在提供的數(shù)據(jù)服務(wù)的類型?？蔀楦呒壏?wù)(例如，支付更高費用的那些服務(wù))指派更高的優(yōu)先級?？蔀椴煌臄?shù)據(jù)傳輸服務(wù)建立一個價格體系。通過價格體系，終端能獨立地確定終端能希望享受的優(yōu)先級和服務(wù)類型。
可將上面所述的因素和其它因素加權(quán)和組合以導(dǎo)出終端的優(yōu)先級。可根據(jù)正在優(yōu)化的系統(tǒng)目標組使用不同加權(quán)方案。如一個實例，要優(yōu)化蜂窩小區(qū)的平均吞吐量，可給終端可達到的C/I較大的權(quán)重。也可使用其它加權(quán)方案并且它們是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
在調(diào)度終端和指派信道時可利用公平準則以確保(或可能甚至是保證)最低的服務(wù)等級(GOS)。公平準則一般應(yīng)用于系統(tǒng)中所有的終端，雖然也可以選擇終端的一個特殊的子集(例如，高級終端)應(yīng)用公平準則。通過使用優(yōu)先級可達到公平。例如，每次沒有被調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸和/或每次傳輸不成功的終端可上移優(yōu)先級。
對于上述終端優(yōu)先化方案，可在分數(shù)的比率基礎(chǔ)上分配資源。在這種情況下，所有活動終端的分數(shù)可參考最大終端分數(shù)構(gòu)成一個修改的分數(shù) 可把它表示為φ^k(i)=φk(i)/maxk{φk(i)}]]>公式(8)然后可根據(jù)它們的修改分數(shù)為一個特殊的終端分配資源。例如，如果終端1具有一個兩倍于終端2的分數(shù)，那么調(diào)度處理器能分配一個(或多個)具有使這兩個終端的數(shù)據(jù)速率相等所需要的容量的信道(假如這樣信道是可用的)。如一個公平準則，調(diào)度器可嘗試在每個調(diào)度時間間隔處使數(shù)據(jù)速率歸一化。也可利用其它公平準則并且它們是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)度在系統(tǒng)中的蜂窩小區(qū)使用以上面所述的方式和按照指定的規(guī)則和條件所制訂的自適應(yīng)重用計劃而工作。在正常工作期間，每個蜂窩小區(qū)從數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪@個蜂窩小區(qū)中的多個終端接收請求。然后這些蜂窩小區(qū)為終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸以滿足系統(tǒng)目標。可在每個蜂窩小區(qū)處(即對于分布的調(diào)度方案)、由一個中央調(diào)度器(即對于集中調(diào)度方案)或者由一個混合方案執(zhí)行調(diào)度，在這個混合方案中，有些蜂窩小區(qū)調(diào)度它們自己的傳輸，而一個中央調(diào)度器為一組蜂窩小區(qū)調(diào)度傳輸。
圖6是一個用于為終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕趦?yōu)先級的調(diào)度方案的實施例的流程圖。在這個基于優(yōu)先級的調(diào)度方案中，根據(jù)活動終端的優(yōu)先級，一次一個終端從最高優(yōu)先級到最低優(yōu)先級為活動終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸。可在每個調(diào)度時間間隔處調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端數(shù)量受到可用信道數(shù)量的限制。例如，每蜂窩小區(qū)可為最多至Nc個終端在Nc個可用信道上調(diào)度傳輸。
最初，在步驟610處更新要被用于調(diào)度的終端的參數(shù)。這些參數(shù)可包括補償系數(shù)、其它蜂窩小區(qū)干擾特性、終端的路徑損耗以及可能其它的參數(shù)?？墒褂眠@些參數(shù)確定終端的信道度量。
然后在步驟612處，對終端進行優(yōu)先化和排列。通常，只考慮為具有要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的活動終端進行調(diào)度，并對這些終端進行優(yōu)先化和排列。可使用多個終端等級方案(terminal-rating scheme)中的任意一個，并可基于上面所列的一個或多個準則，諸如吞吐量、有效負荷等等，進行終端的優(yōu)先化。然后將活動終端根據(jù)它們的優(yōu)先級從最高優(yōu)先級到最低優(yōu)先級排列。
然后在步驟614處，將可用的信道指派給活動終端。信道指派一般包括多個步驟。首先，為每個終端對每個可用信道根據(jù)所更新的參數(shù)計算一個或多個信道度量。可使用任意數(shù)量的信道度量，諸如在公式(3)中所示的一個信道度量。然后根據(jù)終端的優(yōu)先級、所計算的信道度量和可能的其它因素(諸如需求要求)為終端指派可用的信道?？苫诟鞣N信道指派方案進行信道指派，其中一些在下面描述。
信道指派可意味著指派一個信道以及使用一個數(shù)據(jù)速率?？蓪⒚總€可能的數(shù)據(jù)速率與相應(yīng)的編碼和調(diào)制方案關(guān)聯(lián)起來。每個被調(diào)度的終端可能根據(jù)所指派的數(shù)據(jù)速率知道(例如推理地)要使用的適當?shù)木幋a和調(diào)制方案。另一方面，可將這個編碼和調(diào)制方案傳達給被調(diào)度的終端。可以使用這個“adaptive(自適應(yīng)的)”編碼和調(diào)制方案來提供改善的性能。
然后在步驟616處更新系統(tǒng)參數(shù)以反映信道指派。要被更新的系統(tǒng)參數(shù)可包括，例如，基于(1)在這個蜂窩小區(qū)中被調(diào)度的終端的信道指派，(2)來自其它蜂窩小區(qū)的調(diào)整補償系數(shù)的請求等等，而對在蜂窩小區(qū)中信道的補償系數(shù)的調(diào)整。這個蜂窩小區(qū)也可請求通過相鄰蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)調(diào)整。
然后在步驟618處，這個蜂窩小區(qū)通過所指派的信道從被調(diào)度的終端接收數(shù)據(jù)傳輸。從所接收的傳輸中，這個蜂窩小區(qū)估算可用于將來的調(diào)度時間間隔的各種數(shù)量，諸如對每個信道的干擾。通常，在這個蜂窩小區(qū)的正常工作期間執(zhí)行步驟610至618。在步驟620處，作出另一個調(diào)度時間間隔是否已經(jīng)發(fā)生的判斷。如果答案為是，則這個過程返回至步驟610，并對于下一個調(diào)度時間間隔調(diào)度終端。否則，這個過程在步驟620處等待。將在下面更詳細地描述這些步驟中的有些步驟。
信道指派方案可基于各種方案并考慮各種因素將可用的信道指派給活動終端。這些信道指派方案可按指派結(jié)果的復(fù)雜性和最優(yōu)性(即品質(zhì))排列。下面用于例示描述幾個信道指派方案，以及這些方案包括(1)基于優(yōu)先級的信道指派方案，(2)基于需求的信道指派方案，和(3)具有升級的信道指派方案。也可實現(xiàn)其它方案并且它們是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
在基于優(yōu)先級的信道指派方案中，一次為一個終端進行信道指派，最先為最高優(yōu)先級的終端考慮信道指派，而最后為最低優(yōu)先級的終端考慮信道指派。最初基于諸如上面所述的多個因素，對在蜂窩小區(qū)中所有活動終端進行優(yōu)先化。
圖7是基于優(yōu)先級的信道指派方案的實施例的流程圖。開始，在步驟710處，為活動終端和為可用的信道計算信道度量。可使用各種信道度量，諸如上面所述的那些。然后在步驟712處，根據(jù)上述因素對活動終端進行優(yōu)先化和排列。也可根據(jù)在步驟710中所計算的度量進行優(yōu)先化。然后使用終端優(yōu)先級和信道度量進行信道指派。
在步驟714處，從活動終端列表中選擇最高優(yōu)先級的終端，并在步驟716處為它指派一個可用的信道。在一個實施例中，把信道的第一選擇權(quán)給予所選擇的終端并為它指派一個具有最佳信道度量的可用信道。在另一個實施例中，為所選擇的終端指派一個具有最差的度量仍滿足這個終端的要求的可用信道。在步驟718處，也為所選擇的終端指派一個特殊的數(shù)據(jù)速率，它是基于(1)這個終端所要求的最大速率，(2)這個終端的可用傳輸功率和與被指派的信道關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)，和(3)這個終端的要求(例如中斷概率)而確定的。
然后在步驟720，從活動終端列表中去除被指派的終端。然后在步驟722，作出活動終端列表是否為空的判斷，表示已經(jīng)為所有的活動終端指派了信道。如果列表不為空，則這個過程返回至步驟714，并選擇在列表中最高優(yōu)先級的未被指派的終端進行信道指派。否則，如果已經(jīng)為所有終端指派了信道，則這個過程結(jié)束。
在一個實施例中，如果在信道指派期間存在平分(tie)(也就是，如果多于一個信道與相同或相似的信道度量關(guān)聯(lián))，則不立即指派信道。代替為，標記導(dǎo)致平分的那些信道，并且繼續(xù)估計其它更低優(yōu)先級的終端。如果下一個終端具有與所標記的信道中任何一個信道關(guān)聯(lián)的它的最大度量，那么可將這個信道指派給這個終端，并從可用信道列表中去除這個信道。當對于一個特殊的終端所標記的信道列表被減少到一個時，將這個剩余的信道指派給標記這個信道的最高優(yōu)先級的終端。
如果信道指派導(dǎo)致一個具有超過被指派的數(shù)據(jù)速率所要求的鏈路容限的附加鏈路容限的終端(即，在被指派的信道上這個終端的C/I大于設(shè)定值)，那么(1)可增加這個終端的數(shù)據(jù)速率至滿足所要求的性能等級的水平，或者(2)可通過減少(例如通過降低補償系數(shù))這個終端的傳輸功率直到鏈路容限量，以減少系統(tǒng)中的干擾。如由有效鏈路容限所支持的這個終端所增加的數(shù)據(jù)速率，增加了這個終端以及系統(tǒng)的吞吐量。因而有效地對被調(diào)度的終端行使功率控制。可為每個被調(diào)度的終端基于它的信道指派作出數(shù)據(jù)速率和/或補償系數(shù)的調(diào)整。
如果為一個終端指派的信道不能夠支持要求的數(shù)據(jù)速率，則可應(yīng)用幾個選項。在一個選項中，調(diào)度這個終端以一個減少的數(shù)據(jù)速率(在這里被稱為“dimming(灰態(tài))”的條件)傳輸。在另一個選項中，不允許這個終端在當前的調(diào)度時間間隔內(nèi)(在這里被稱為“blanking(消隱)”的條件)傳輸，并且使這個信道可用于其它活動終端。在任一情況下，可增加灰態(tài)或消隱的終端的優(yōu)先級，提高這個終端在下一次調(diào)度時間間隔中更早地考慮的機會。
如果按照一個終端的平均吞吐量更新它的優(yōu)先級，那么信道指派方案可在指派信道時考慮這個終端的可達到的數(shù)據(jù)速率。在一個實施例中，被指派給一個終端的特殊的信道是在給定中斷標準上使這個終端的吞吐量最大化的一個信道。信道指派方案首先可從可用信道列表中估計對于這個終端的最佳信道。然后將滿足所要求的中斷準則的最大數(shù)據(jù)速率指派給這個終端用于這個信道。
在基于需求的信道指派方案中，在進行信道指派時考慮終端的需求或有效負荷要求，以致可更好地利用可用的系統(tǒng)資源。對于一特殊的可用信道組，具有更低的有效負荷要求的終端(可用更低的數(shù)據(jù)速率使之滿足的終端)可由多個可用信道提供服務(wù)，然而具有更高的有效負荷要求的終端(可能要求更高的數(shù)據(jù)速率的終端)可由數(shù)量減少的可用信道提供服務(wù)。如果具有更低的有效負荷要求的終端具有更高的優(yōu)先級并被指派最佳可用信道(在許多也能實現(xiàn)這個終端要求的信道中)，并且如果這個信道是唯一一個能夠?qū)崿F(xiàn)具有更高有效負荷的終端的要求的信道，那么將只對一個終端提供服務(wù)而沒有有效地使用資源。
作為一個例子，考慮三個信道可用于為兩個終端指派，終端1具有1千字節(jié)(Kbyte)的有效負荷要求，以及終端2具有10千字節(jié)的有效負荷要求。而且，假定三個信道中只有一個信道將滿足終端2的要求，但是所有三個信道都將滿足終端1的要求?？芍概尚诺廊缦?a)如果終端2具有比終端1高的優(yōu)先級，則為終端2指派使其吞吐量最大化的信道。然后默認地為終端1指派下一個最佳的信道。兩個終端的信道指派都為它們提供了服務(wù)。
(b)如果終端1具有比終端2高的優(yōu)先級，并且如果在進行信道指派時不考慮終端的有效負荷要求，則可為終端1指派具有最大有效容限的信道，即使可用信道中的任何一個信道都能滿足終端1的要求。將默認地為終端2指派下一個最佳的可能不滿足其要求的信道。然而可按較低數(shù)據(jù)速率向終端2提供服務(wù)，或終端2保留在隊列中直到下一個調(diào)度周期。
對于(b)的情況，幾種指派選項是可用的。如果如上所述地進行信道指派，則可減少在指派給終端1的信道中所使用的功率至按要求的數(shù)據(jù)速率可靠通信所要求的水平。在(b)的情況中另一個指派選項是為終端1指派具有滿足終端1的要求的最低容限的信道。在這個信道指派下，使其它較佳的信道可用于其它可能需要它們的終端(例如，因為更高的有效負荷要求或更低的所達到的C/I)。使用這個基于需求或有效負荷的信道指派，具有更大容限的信道可用于為可能要求附加容限的后續(xù)終端的指派?；谟行ж摵傻男诺乐概梢蚨谡{(diào)度時間間隔中使有效吞吐量最大化。
與在圖7中為基于優(yōu)先級的信道指派方案所示的流程圖相似，可實現(xiàn)基于需求的信道指派方案的流程圖。在一個實施例中，為信道指派所選擇的每個終端指派一個具有仍滿足這個終端要求的最壞度量的可用信道。在另一個實施例中，可修改終端的優(yōu)先級，以致更早地為具有更大有效負荷的終端考慮指派。許多其它變化方案也是可能的并且是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
在具有升級的信道指派方案中，最初為活動終端指派信道(例如，基于它們的優(yōu)先級或需求，如上所述)，然后如果任何較佳的信道是可用的則升級為較佳的信道。在上面所述的方案的某些實施例中，最初可為更高優(yōu)先級的終端指派仍滿足它們要求的最壞信道，而保存較佳的信道，萬一需要它們時用于更低優(yōu)先級的終端。這些方案可導(dǎo)致連續(xù)地為更低優(yōu)先級的終端指派，以連續(xù)地將更接近一致的補償系數(shù)(即更大的傳輸功率)與較佳信道關(guān)聯(lián)起來。
如果活動終端的數(shù)量小于可用信道的數(shù)量，則可能使終端升級。可將一個終端升級至另一個未被指派的具有比初始指派的信道更高容限的信道。使終端升級的原因是增加可靠性和/或降低支持傳輸所要求的有效傳輸功率。也就是說，因為多個未被指派的信道滿足終端的要求，所以重新為終端指派一個具有更高容限的信道允許按照容限量減少傳輸功率。
可使用各種方案使信道升級，下面描述其中的一些方案。也可實現(xiàn)其它信道升級方案并且它們是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)的。
在一個信道升級方案中，為終端重新指派較佳的可用信道，如果這些信道滿足終端的要求并且能夠提供更大的鏈路容限。可基于優(yōu)先級進行信道升級，以致如果信道是可用的則先使更高優(yōu)先級的終端升級，后使更低優(yōu)先級的終端升級。這個升級方案允許活動終端中的一些或全部享受具有更高鏈路容限的較佳信道。
圖8是一個信道升級方案的實施例的流程圖，從而根據(jù)終端的優(yōu)先級使終端升級。在開始在圖8中所示的這個升級過程之前，為活動終端指派它們的初始信道指派，這可使用上面在圖7中所述的信道指派方案完成。在步驟810處，作出是否已經(jīng)將所有可用信道指派給活動終端的判斷。如果已經(jīng)指派了所有信道，則沒有信道可用于升級并且這個過程進行至步驟828。否則，將終端升級至可用信道，如果這些信道比原來被指派的信道更好(即與較佳的信道度量關(guān)聯(lián))。
在步驟812處，從活動終端中選擇最高優(yōu)先級的終端用于可能的信道升級。對于所選擇的終端，從未被指派的信道列表中選擇“best(最佳的)”信道。最佳的信道可相應(yīng)于具有對于所選擇的終端的“best(最佳的)”信道度量的信道。
然后在步驟816處，作出是否可能使所選擇的終端升級的判斷。如果最佳可用信道的信道度量比原來被指派給所選擇的終端的信道更壞，那么不進行升級并且這個過程進行至步驟824。否則在步驟818，將所選擇的終端升級到這個最佳的可用信道，然后在步驟820將這個最佳可用信道從可用信道列表中去除。在步驟822處，可把最初被指派給所選擇的終端的信道放回可用信道列表，用于為一些其它更低優(yōu)先級的終端的可能的指派。然后在步驟824處，將所選擇的終端從活動終端列表中去除，而不管是否進行了信道升級。
在步驟826處，作出活動終端列表是否為空的判斷。如果終端列表不為空，則這個過程返回步驟810，并且在列表中選擇最高優(yōu)先級的終端用于可能的信道升級。否則，如果沒有信道可用于升級或者如果已經(jīng)考慮了所有活動終端，則這個過程進行至步驟828，并且為所有信道調(diào)整補償系數(shù)以減少被調(diào)度和被指派的信道的傳輸功率。然后這個過程結(jié)束。
在圖8中的升級過程有效地將活動終端升級至更可能提供改善的性能的可用信道?？尚薷脑趫D8中所示的信道升級方案以提供改進的信道升級。例如，對于一個特殊的終端，有可能一個更低終端所釋放的信道會對這個終端更好。然而，沒有為這個終端指派這個信道，因為在考慮更低優(yōu)先級的終端的時候已經(jīng)將這個終端從終端列表去除了。在圖8中的過程因而可以迭代多次，或者可執(zhí)行其它試驗以解決這種情況。
在另一個信道升級方案中，由多個可用信道使被指派的終端升級。例如，如果三個信道是可用的，則每個被調(diào)度和被指派的終端上移三個時隙。這個升級方案允許大多數(shù)(如果不是全部)終端享受較佳的信道。例如，如果具有逐漸變壞性能的信道1至12可用于指派并且最初將信道4至12指派給九個終端，那么可使每個終端升級三個信道。然后這個九個終端占用信道1至9并且信道10至12可以是不起作用的。
在另一個信道指派方案中，可在信道指派中考慮在與信道關(guān)聯(lián)的信道度量之間的差異。在一些例子中，不為最高優(yōu)先級的終端指派具有最佳信道度量的信道可能更好。例如，對于一個特殊的終端，多個信道可與大致相似的度量關(guān)聯(lián)，或者多個信道可提供所要求的C/I。在這些例子中，可為這個終端指派幾個信道中之一并且仍然適當?shù)貙@個終端服務(wù)。如果一個更低優(yōu)先級的終端具有一個與它的最佳信道相同的、由一個更高優(yōu)先級的終端所選擇的信道，并且如果在這個更低優(yōu)先級的終端的最佳和第二最佳信道之間存在大的不同，那么為這個更高優(yōu)先級的終端指派它的第二最佳信道并且為這個更低優(yōu)先級的終端指派它的最佳信道可能是更佳的。例如，如果終端1具有對于信道2和信道3相似的信道度量，并且下一個更低優(yōu)先級的終端2對于信道3具有比對于信道2更大的信道度量，那么可為終端1指派信道2并為終端2指派信道3。
在再另外的一個信道指派方案中，最高優(yōu)先級的終端對提供所要求的性能(與上面所述的標出平局(tie)的信道相似)的可用信道作出標記。然后下一個更低優(yōu)先級的終端對它可接受的信道作出標記。然后進行信道指派，以致先為更低優(yōu)先級的終端指派信道，但保留更高優(yōu)先級的終端所需要的信道。
在再另外的一個信道指派方案中，通過考慮在蜂窩小區(qū)中的活動終端組上大量信道指派的置換(permutation)，更好地將信道指派給蜂窩小區(qū)中的終端。在這種情況下，不單獨在終端的度量和優(yōu)先級的基礎(chǔ)上為一個特殊的終端作出信道指派決定。在一個實現(xiàn)中，可將終端的優(yōu)先級轉(zhuǎn)換為一個權(quán)重，用于在蜂窩小區(qū)的信道指派計算中比例縮放度量。
可根據(jù)活動終端的優(yōu)先級、需求、分數(shù)(例如，如在公式(3)中所計算的)等等為它們調(diào)度傳輸和指派信道，如上所述。在下面描述用于為終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸和指派信道的一些其它考慮。
首先，可為一個特殊的終端指派多個信道，如果這些信道是可用的并且如果一個信道不能夠滿足這個終端的要求。例如，可為一個終端指派一個能夠支持這個終端要求的50％的第一信道，和一個能夠支持這個終端要求的35％的第二信道，以及一個能夠支持這個終端要求的15％的第三信道。如果這個特殊資源分配阻礙其它終端達到它們的要求，那么服務(wù)水平低下的終端的優(yōu)先級可提高，從而在后續(xù)的調(diào)度時間間隔中更早地考慮它們的資源分配。
其次，可為一個特殊的終端對于不同的調(diào)度時間間隔指派不同的信道以提供一個“shuffling(逐漸變動)”的效果。這個被指派信道的逐漸變動可在某些實例中提供干擾平均(interference averaging)，這可改善一個處于不利位置的終端的性能。
第三，可考慮其它終端在一個特殊的信道上傳輸?shù)母怕?。如果多個信道在不考慮占用概率(occupancy probability)時具有接近相等的信道度量，那么要指派的較佳信道是具有最低被使用概率的一個信道。這樣，可把信道占用概率用于確定最佳信道指派。
第四，可在進行信道指派時考慮過量的中斷概率。在一些實例中，可能將一個信道指派給一個特殊的終端是不當?shù)幕虿幻髦堑?。例如，如果一個終端對于一個特殊的信道所期望的中斷概率是過量的，則存在在這個信道上的整個傳輸將被破壞并且將需要被重新傳輸?shù)暮侠淼目赡苄浴６遥@個信道的指派可增加相鄰蜂窩小區(qū)中終端的傳輸也被這個附加的干擾破壞的可能性。在這樣的實例中，為這個終端指派這個信道可能是不明智的，并且根本不指派這個信道或者將這個信道指派給可更好地使用它的終端，可能會更好。
也可將可用信道指派給在使用上具有零或更多條件或約束的終端。這樣的條件可包括，例如(1)在數(shù)據(jù)速率上的限制，(2)最大傳輸功率，(3)在設(shè)定值上的限制等等。
可在指派給活動終端的信道上利用最大數(shù)據(jù)速率。例如，如果所期望的C/I不能夠支持所要求的數(shù)據(jù)速率，那么可減少數(shù)據(jù)速率以達到要求。
可將最大傳輸功率約束設(shè)置在某些被指派的信道上。如果在系統(tǒng)中的蜂窩小區(qū)知道其它蜂窩小區(qū)中對于信道的功率約束，那么有可能可在更高的確定性程度下局部地計算干擾電平并且更好地計劃和調(diào)度。
可在被指派的信道上利用一個特殊的設(shè)定值，例如，在嚴重地加載的情況下?？蔀?例如低優(yōu)先級)終端指派不滿足所要求的最小中斷概率(即被指派的信道具有低于所要求的C/I的期望C/I)的信道。在這種情況下，可要求這個終端使用被指派的信道以一個更低的滿足所要求的性能準則的設(shè)定值工作。所使用的設(shè)定值可以是靜態(tài)的或者按照系統(tǒng)負載可調(diào)整的。而且，可在每信道基礎(chǔ)上利用這個設(shè)定值。
控制方案可用各種方式和使用許多控制方案(諸如集中的、分布式的以及混合的控制方案)實施自適應(yīng)重用方案、數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端調(diào)度和信道的指派。下面描述這些控制方案中的一些方案。
在一個集中的控制方案中，把來自所有蜂窩小區(qū)中活動終端的要被共同地控制的信息提供給中央處理器，它基于所接收的信息和一組系統(tǒng)目標來處理信息、調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸并指派信道。在分布式的控制方案中，把來自每個蜂窩小區(qū)中活動終端的信息提供給一個蜂窩小區(qū)處理器，它基于從這個蜂窩小區(qū)中終端接收的信息以及可能從其它蜂窩小區(qū)接收的其它信息來處理信息、調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸并為這個蜂窩小區(qū)指派信道。
分布式控制方案在地區(qū)級為終端進行數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度和信道指派。可在每個蜂窩小區(qū)實現(xiàn)分布式控制方案，并且不要求蜂窩小區(qū)之間的所涉及的協(xié)調(diào)。
在分布式控制方案中，可與系統(tǒng)中其它蜂窩小區(qū)動態(tài)地共用本地信息，即使在每個蜂窩小區(qū)可局部地進行調(diào)度和信道指派。被共用的信息可包括，例如，在一個特殊的蜂窩小區(qū)上的加載、在這個蜂窩小區(qū)上的活動終端列表、信道可用信息、被指派的補償系數(shù)等等。在分布式控制方案中，不需要用動態(tài)的方式共用這個信息，并且可以是可用于系統(tǒng)中蜂窩小區(qū)的“static(靜態(tài))”信息。蜂窩小區(qū)可使用被共用的信息以幫助決定如何局部地最佳分配資源。
在低或高負載條件下都可以方便地使用分布式控制方案，而且比集中的控制方案更簡單地實現(xiàn)。在低負載時，在蜂窩小區(qū)中的終端更可能能夠使用正交的信道傳輸，這些信道導(dǎo)致對其它蜂窩小區(qū)中終端的最小干擾。在負載增加時，系統(tǒng)中的干擾電平通常將增加，并且存在將為終端指派非正交信道的更大可能性。然而，在負載增加時，蜂窩小區(qū)能夠為調(diào)度從中選擇的終端組也增加。這些終端中的一些可能比其它的終端更能容忍其它蜂窩小區(qū)的干擾。分布式控制方案充分利用這個事實為終端調(diào)度和指派信道。
在下面的專利文件中對分布式的、集中的和混合的調(diào)度方案有更詳細的描述，所述專利文件為美國專利號No.5,923,650，其標題為“METHOD ANDAPPARATUS FOR REVERSE LINK RATE SCHEDULING”，于7/13/99發(fā)布，美國專利號No.5,914,950，標題也為“METHOD AND APPARATUS FOR REVERSE LINK RATESCHEDULING”，于6/22/99發(fā)布，以及美國專利申請序列號No.08/798,951，標題為“METHOD AND APPARATUS FOR FORWARD LINK RATE SCHEDULING”，于1999年九月17日申請，所有這些專利都已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并通過引用包括在此。
功率控制可由蜂窩小區(qū)對被指派的信道實行功率控制。如果為一個終端指派一個信道并且這個終端具有正的鏈路容限(即在預(yù)期的C/I和設(shè)定值之間的差是正的)，則可根據(jù)所確定的鏈路容限減少這個終端的傳輸功率。即使系統(tǒng)中其它蜂窩小區(qū)沒有注意到對一個特殊信道的減少的補償，但總的效果是減少干擾電平并且提高了成功傳輸?shù)母怕?。有可能以與對CDMA系統(tǒng)中上行鏈路功率控制相似的方式，可動態(tài)地進行功率控制。
與其它重用結(jié)構(gòu)的結(jié)合在這里所述的自適應(yīng)重用方案也可在其它重用結(jié)構(gòu)中或者結(jié)合其它重用結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)。一種這樣的結(jié)構(gòu)是由T.K.Fong等人在一篇論文中公開的，這篇論文標題為“Radio Resource Allocation in Fixed Broadband WirelessNetworks”，IEEE通信學(xué)報(IEEE Transactions on Communications)，第46卷第6期，1998年6月，通過引用將它包括在此。這份參考資料描述將每個蜂窩小區(qū)劃分成多個扇區(qū)(sector)并且以所選擇的指定的(和可能非指定的)與參差的時隙傳輸至每個扇區(qū)以減少干擾量。
另一個重用結(jié)構(gòu)由K.K.Leung等人在一篇論文中公開，這篇論文標題為“Dynamic Allocation of Downlink and Uplink Resouce for BroadbandServices in Fixed Wireless Networks”，IEEE通信中所選擇區(qū)域的雜志(IEEEJournal on Selected Areas in Communications)，第17卷第5期，1999年5月，通過引用將它包括在此。這份參考資料描述將每個蜂窩小區(qū)劃分成多個扇區(qū)并且以所選擇的指定的(和可能非指定的)和參差的時隙與子時隙(sub-timeslot)傳輸至每個扇區(qū)以減少干擾量。確定終端的C/I，并且基于終端的直到q個并發(fā)傳輸?shù)娜菰S量把終端分類成組。然后選擇傳輸模式并調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸以確保符合終端的要求。
還有另一個重用結(jié)構(gòu)由K.C.Chawla等人在一篇論文中公開，這篇論文標題為“Quasi-Static Resource Allocation with Interference Avoidance forFixed Wireless Systems”，IEEE在通信中所選擇的區(qū)域雜志(IEEE Journal onSelected Areas in Communications)，第17卷第3期，1999年3月，通過引用將它包括在此。這份參考資料描述用“beam-off(射束關(guān)閉)”序列指派每個蜂窩小區(qū)并且允許終端通知蜂窩小區(qū)用于它的數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴褧r隙。
系統(tǒng)設(shè)計圖9是通信系統(tǒng)100中基站104和終端106的方框圖，通信系統(tǒng)100能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的各種方面和實施例。在每個被調(diào)度的終端106處，數(shù)據(jù)信源(datasource)912為傳輸(TX)數(shù)據(jù)處理器914提供數(shù)據(jù)(即信息位)。TX數(shù)據(jù)處理器914按照一個特殊的編碼方案對數(shù)據(jù)編碼，基于一個特殊的交錯方案對編碼的數(shù)據(jù)進行交錯(即重新排序)，并且將交錯的位映射成調(diào)制碼元，用于為數(shù)據(jù)傳輸指派給終端的一個或多個信道。編碼增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。交錯為編碼的位提供時間分集(time diversity)，允許根據(jù)被指派信道的平均C/I傳輸數(shù)據(jù)，抗衰落，并且還去除用于構(gòu)成每個調(diào)制碼元的編碼位之間的相關(guān)性。如果通過多個頻率子信道傳輸編碼位，則交錯還可提供頻率分集(frequencydiversity)。在一方面，可基于由基站提供的信息進行編碼和碼元映射。
可基于各種方案完成編碼、交錯和信號映射。在下列各項專利中描述一些這樣的方案，美國專利申請序列號No.09/532,492，它的標題為“HIGHEFFICIENCY，HIGH PERFORMANCE COMMUNICATIONS SYSTEM EMPLOYING MULTI-CARRIER MODULATION”，申請于2000年3月22日，美國專利申請序列號No.09/816,481，標題為“METHOD AND APPARATUS FOR UTILIZING CHANNEL STATEINFORMATION IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM”，申請于2001年3月23日，以及美國專利申請序列號No.09/776,073，標題為“CODING SCHEME FOR AWIRELESS COMMUNICATION”，申請于2001年2月1日，所有這些專利都已轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，并通過引用包括在此。
TX(傳輸)MIMO(多輸入多輸出)處理器920對來自TX數(shù)據(jù)處理器914的調(diào)制碼元進行接收與去復(fù)用，并為每個傳輸信道(例如每個傳輸天線)提供一個調(diào)制碼元流，每時隙一個調(diào)制碼元。如果全部信道狀態(tài)信息(channel stateinformation)(CSI)是可用的(例如，一個信道響應(yīng)矩陣H)，則TX MIMO處理器920還可為每個被指派的信道預(yù)處理調(diào)制碼元。在前面所述的美國專利申請序列號No.09/532,402中描述MIMO和全部CSI處理。
如果不使用OFDM(正交頻分多路復(fù)用)，則TX MIMO處理器920為用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿總€天線提供一個調(diào)制碼元流。并且如果使用OFDM，則TX MIMO處理器920為用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿總€天線提供一個調(diào)制碼元向量流。并且如果進行全部CSI處理，則TX MIMO處理器920為每個用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶炀€提供一個已預(yù)處理的調(diào)制碼元流或已預(yù)處理的調(diào)制碼元向量流。然后由相應(yīng)的調(diào)制器(MOD)922接收和調(diào)制每個流并且通過關(guān)聯(lián)的天線924傳輸每個流。
在基站104處，多個接收天線952接收由被調(diào)度的終端傳輸?shù)男盘?，并且每個接收天線為相應(yīng)的解調(diào)器(DEMOD)954提供所接收的信號。每個解調(diào)器(或前端單元)954執(zhí)行與在調(diào)制器922處所執(zhí)行的處理互補的處理。然后將來自所有解調(diào)器954的調(diào)制碼元提供給接收(RX)MIMO/數(shù)據(jù)處理器956并且進行處理以再現(xiàn)為終端傳輸?shù)囊粋€或多個數(shù)據(jù)流。RX MIMO/數(shù)據(jù)處理器956執(zhí)行與TX數(shù)據(jù)處理器914和TX MIMO處理器920所執(zhí)行的處理互補的處理，并且為數(shù)據(jù)信宿(data sink)960提供解碼的數(shù)據(jù)。在前面所述的美國專利申請序列號No.09/776,073中進一步詳細地描述了由基站104進行的處理。
RX MIMO/數(shù)據(jù)處理器956還為活動終端估算鏈路條件。例如，RX MIMO/數(shù)據(jù)處理器956可為每個活動終端估算路徑損耗、在每個信道上的干擾等等，可包括信道狀態(tài)信息(CSI)。這個CSI可用于開發(fā)和適配重用計劃以及調(diào)度活動終端和分配信道?？稍诙鄠€可用于本領(lǐng)域的論文中找到基于導(dǎo)頻信號或數(shù)據(jù)傳輸而估算單一傳輸信道的方法。一個這樣的估算方法由F.Ling在一篇論文中描述，這篇論文的標題為“Optimal Reception，Performance Bound，andCutoff-Rate Analysis of References-Assisted Coherent CDMACommunication with Applications”，IEEE通信學(xué)報，1999年10月。
在基站104上的蜂窩小區(qū)處理器964使用CSI執(zhí)行多個功能，包括(1)開發(fā)和適配一個重用計劃，(2)為最佳的終端組調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸，(3)為被調(diào)度的終端指派信道，以及(4)確定每個被指派信道要使用的可能的數(shù)據(jù)速率和編碼和調(diào)制方案。蜂窩小區(qū)處理器964可調(diào)度終端達到高吞吐量或基于一些其它性能準則或度量，如上所述。對于每個調(diào)度時間間隔，蜂窩小區(qū)處理器964提供被調(diào)度在上行鏈路和它們的被指派的信道和(可能的)數(shù)據(jù)速率(即調(diào)度信息)上傳輸?shù)慕K端的列表。在圖9中，示出蜂窩小區(qū)處理器964為在基站104內(nèi)實現(xiàn)。在其它實現(xiàn)中，由蜂窩小區(qū)處理器964執(zhí)行的功能可在通信系統(tǒng)100的一些其它部件(例如，位于連接到多個基站并與多個基站交互的基站控制器中的中央控制器)中實現(xiàn)。
然后TX數(shù)據(jù)處理器962接收和處理調(diào)度信息，并且將已處理的數(shù)據(jù)提供給一個或多個調(diào)制器954。調(diào)制器954進一步調(diào)整已處理的數(shù)據(jù)并將調(diào)度信息通過下行鏈路信道傳輸回終端106?？墒褂酶鞣N信令技術(shù)將調(diào)度信息送到由基站調(diào)度的終端，如在前面所述的美國專利申請序列號No.09/826,481中所描述。例如，可在指定的下行鏈路信道(例如，控制信道(control channel)、尋呼信道(paging channel)或一些其它類型的信道)上發(fā)送調(diào)度信息。因為活動終端要求基站在上行鏈路上傳輸數(shù)據(jù)，所以這些終端將知道監(jiān)視用于它們的調(diào)度的指定的下行鏈路信道，它們的調(diào)度將識別對它們調(diào)度以進行傳輸?shù)臅r間和它們的被指派的信道和(可能的)數(shù)據(jù)速率。
在終端106處，由天線924接收所傳輸?shù)姆答佇盘?，由解調(diào)器922對這個信號進行解調(diào)，并將它提供給RX數(shù)據(jù)/MIMO處理器932。RX數(shù)據(jù)/MIMO處理器932執(zhí)行與TX數(shù)據(jù)處理器962所執(zhí)行的處理互補的處理并再現(xiàn)一個調(diào)度，然后可使用這個調(diào)度指示這個終端處理和傳輸數(shù)據(jù)。這個調(diào)度確定允許該終端在何時以及在哪一個信道上在上行鏈路上傳輸，并且一般還識別用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率和/或編碼和調(diào)制方案。如果沒有為這個終端提供有關(guān)在哪一個信道上使用哪個數(shù)據(jù)速率的信息，那么這個終端可使用“blind(盲目)”速率選擇并確定編碼和調(diào)制方案。在這種情況下，基站可執(zhí)行盲目速率檢測以再現(xiàn)由這個終端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
基站的部件和終端可用一個或多個數(shù)字信號處理器(digital signalprocessor)(DSP)、專用集成電路(application specific integrated circuit)(ASIC)、處理器、微處理器、控制器、微控制器、現(xiàn)場可編程門陣列(fieldprogrammable gate array)(FPGA)、可編程邏輯器件(programmable logicdevice)、其它電子單元或這些項的任何組合實現(xiàn)。也可用在處理器上執(zhí)行的軟件實現(xiàn)這里所述的一些功能和處理。
可用軟件和硬件的組合實現(xiàn)本發(fā)明的某些方面。例如，可基于在處理器(例如在圖9中的蜂窩小區(qū)處理器964)上執(zhí)行的程序代碼完成調(diào)度處理(即選擇終端并指派傳輸天線)。
在此包括標題用于參考和幫助查找某些段落。這些標題不是要求限制在其下所述的概念，并且這些概念可在貫穿整個說明書的其它段落中具有適應(yīng)性。
提供對所公開的實施例的上述說明，使任何本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員能夠提供制作或使用本發(fā)明。對這些實施例的各種修改對于本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員將是容易地顯而易見的，并且在此所定義的一般原理可在不脫離本發(fā)明的精神或范圍下被應(yīng)用于其它實施例。因而，本發(fā)明不是要求受限于在此所示的實施例，而是旨在將本發(fā)明與在此所公開的原理和新穎特點一致的最寬廣的范圍聯(lián)系起來。
權(quán)利要求
1.一種控制在通信系統(tǒng)中上行鏈路上傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，包括確定所述通信系統(tǒng)的一個或多個特性；將可用系統(tǒng)資源劃分成多個組信道；至少部分地基于所述通信系統(tǒng)的一個或多個所確定的特性，為所述多個信道定義多個補償系數(shù)，其中，每個信道與標識從峰值發(fā)射功率電平的一個減小量的相應(yīng)補償系數(shù)相關(guān)，并且其中，每個補償系數(shù)的范圍是從零至一；以及將所述多個信道指派給終端用于以至少部分地基于所述多個補償系數(shù)而確定的功率電平進行數(shù)據(jù)傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一個或多個所確定的特性包括在所述多個信道上的干擾特性。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一個或多個所確定的特性包括用于所述通信系統(tǒng)的負載概率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，把所述多個補償系數(shù)定義為近似地匹配所述通信系統(tǒng)的一個或多個所確定的特性。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，把所述多個補償系數(shù)定義為近似地匹配所述通信系統(tǒng)中的終端的C/I特性。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，把所述多個補償系數(shù)定義為部分地基于一個或多個為所述多個信道所選擇的設(shè)定值，其中，每個設(shè)定值相應(yīng)于一個特殊的性能等級所要求的C/I。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，部分地基于在所述多個信道上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率確定所述一個或多個設(shè)定值。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括為每個信道估算鏈路容限；基于所述估算的鏈路容限調(diào)整所述多個補償系數(shù)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一個信道與代表全部傳輸功率的為一的補償系數(shù)關(guān)聯(lián)，以及剩余的信道與小于一的補償系數(shù)關(guān)聯(lián)。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括自適應(yīng)地調(diào)整所述多個補償系數(shù)以反映所述通信系統(tǒng)中的變化。
11.如權(quán)利1所述的方法，還包括在一特殊的時間持續(xù)期內(nèi)減少一個或多個補償系數(shù)以減少在所述關(guān)聯(lián)的信道上的干擾。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在一個特殊的時持續(xù)期內(nèi)設(shè)定一個或多個補償系數(shù)為零以消除在一個或多個關(guān)聯(lián)信道上的干擾。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述可用的系統(tǒng)資源劃分成多個時分多路復(fù)用(TDM)的時隙，以及中，所述多個信道相應(yīng)于所述定義的時隙組。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述可用系統(tǒng)資源劃分成多個頻分多路復(fù)用(FDM)的信道。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述可用的系統(tǒng)資源劃分成多個碼分多路復(fù)用(CDM)的信道。
16.一種用于控制通信系統(tǒng)中上行鏈路上傳輸?shù)姆椒?，其特征在于，包括為所述通信系統(tǒng)定義一個重用模式，其特征在于，所述重用模式包括多個蜂窩小區(qū)；為所述通信系統(tǒng)中每個蜂窩小區(qū)確定一個或多個特性；將可用系統(tǒng)資源劃分成多個信道；至少部分地基于所確定的一個或多個特性，為所述通信系統(tǒng)中每個蜂窩小區(qū)定義用于所述多個信道的多個補償系數(shù)，其中，每個蜂窩小區(qū)的每個信道與相應(yīng)的補償系數(shù)關(guān)聯(lián)，所述補償系數(shù)識別從峰值傳輸功率電平的一個減少量，以及其中，每個補償系數(shù)的范圍從零至一；以及將所述在每個蜂窩小區(qū)中的多個信道指派給在所述蜂窩小區(qū)內(nèi)的終端，用于以至少部分地基于與所述被指派的信道關(guān)聯(lián)的補償系數(shù)所確定的功率電平進行數(shù)據(jù)傳輸。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述一個或多個為每個蜂窩小區(qū)所確定的特性包括在所述蜂窩小區(qū)中的多個信道上的干擾特性。
18.如權(quán)利要求17的方法，其特征在于，把所述每個蜂窩小區(qū)的多個補償系數(shù)定義為部分地基于所述蜂窩小區(qū)的干擾特性。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，使在所述重用模式中每個蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)近似地與所述重用模式中鄰近蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)參差。
20.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在每個蜂窩小區(qū)中調(diào)整所述被指派給信道的補償系數(shù)以減少同信道干擾。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括為每個蜂窩小區(qū)中的信道估算鏈路容限；以及基于所述估算的鏈路容限調(diào)整所述每個蜂窩小區(qū)的補償系數(shù)。
22.如權(quán)利要求16所述的方法，還包括在一個特殊的蜂窩小區(qū)處，從一個或多個鄰近的蜂窩小區(qū)接收一個或多個請求以減少用于一個特殊信道的補償系數(shù)；以及按照所述一個或多個所接收的請求減少所述信道的補償系數(shù)。
23.一種運行無線通信系統(tǒng)的上行鏈路的方法，包括將可用系統(tǒng)資源劃分成多個信道；為所述通信系統(tǒng)定義一重用模式，其特征在于，所述重用模式包括多個蜂窩小區(qū)；為所述通信系統(tǒng)中每個蜂窩小區(qū)確定一個或多個特性；至少部分地基于所述為蜂窩小區(qū)確定的一個或多個特性，將一組信道分配給每個蜂窩小區(qū)，其特征在于，可將每個被分配的信道指派給一個終端用于在所述上行鏈路上進行數(shù)據(jù)傳輸；以及重復(fù)所述確定和分配的步驟以反映在所述通信系統(tǒng)中的變化。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，為在所述重用模式中每個蜂窩小區(qū)分配一個相應(yīng)的信道組，所述信道組包括一個或多個可用于以完全功率電平進行傳輸?shù)男诺篮鸵粋€或多個可用于以減少的功率電平進行傳輸?shù)男诺馈?br>
25.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，部分地基于估算的蜂窩小區(qū)的負載條件來確定所述為每個蜂窩小區(qū)分配的多個信道。
26.一種運行通信系統(tǒng)中的上行鏈路的方法，包括定義要被多個終端用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€重用方案，其特征在于，所述定義的重用方案識別確定一特殊的重用模式、可用系統(tǒng)資源的初始分配和一組操作參數(shù)；按照所述定義的重用方案為終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸；從被調(diào)度的終端接收傳輸；估算所述通信系統(tǒng)的性能；確定所述估算的系統(tǒng)性能是否在特殊的閾值之內(nèi)；以及如果所述估算的系統(tǒng)性能不在所述特殊的閾值之內(nèi)，則重新定義重用方案。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述定義重用方案包括研究出所述通信系統(tǒng)中每個蜂窩小區(qū)所接收干擾的特性，將所述可用系統(tǒng)資源劃分成多個信道，以及至少部分地基于所述研究出的蜂窩小區(qū)的干擾特性，將一組信道分配給每個蜂窩小區(qū)。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述定義重用方案的步驟還包括定義要與每個被分配的多個信道關(guān)聯(lián)的一組補償系數(shù)。
29.一種為多個終端在通信系統(tǒng)的上行鏈路上調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，包括接收要被用于為終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡谝唤M參數(shù)；對要考慮用于調(diào)度的終端進行優(yōu)先化；至少部分地基于所述終端的優(yōu)先級，為一個或多個終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸；為每個被調(diào)度的終端指派一個信道；更新所述被調(diào)度的終端用于控制傳輸?shù)牡诙M參數(shù)；在所述被指派的信道上從一個或多個被調(diào)度的終端接收一個或多個傳輸。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述第一參數(shù)組包括每個蜂窩小區(qū)的干擾特性。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，基于所述終端的優(yōu)先級為每個被調(diào)度的終端指派一個信道。
32.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，基于所述終端的負載要求為每個被調(diào)度的終端指派一個信道。
33.一種在通信系統(tǒng)的上行鏈路上為多個終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，包括對要考慮用于調(diào)度的終端進行優(yōu)先化；為每個終端對于多個信道中的每一個信道計算一個信道度量；基于所述終端的優(yōu)先級和所述計算的信道度量為所述終端指派所述信道，其特征在于，所述指派包括選擇一個具有最高優(yōu)先級的終端，為所述選擇的終端指派一個具有最不有利的信道度量但滿足所述終端的要求的信道，以及按降低的優(yōu)先級順序連續(xù)地為剩余的終端指派剩余的未被指派的信道；以及在所述被指派的信道上從所述被調(diào)度的終端接收傳輸。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，所述為終端指派還包括將一個或多個終端升級至具有更有利的信道度量的未被指派的信道。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，所述升級包括選擇一個具有最高優(yōu)先級的終端；從一個未被指派的信道列表中，選擇一個具有最有利的信道度量的信道；以及如果與所述選擇的信道關(guān)聯(lián)的信道度量比與所述當前被指派給選擇的終端的信道關(guān)聯(lián)的信道度量更有利，則為所述選擇的終端重新指派所述選擇的信道。
36.在通信系統(tǒng)中的一個基站，其特征在于，包括資源分配處理器，被設(shè)置為接收定義要被多個終端用于上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€重用計劃的數(shù)據(jù)，其中，所述定義的重用計劃識別特殊的重用模式、為所述基站覆蓋的蜂窩小區(qū)的可用系統(tǒng)資源分配和一組運行參數(shù)，其中，還把所述資源分配處理器設(shè)置成為對一個或多個終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸和為每個被調(diào)度的終端指派信道；至少一個前端處理器，把它設(shè)置為處理從所述一個或多個被調(diào)度成的終端接收的一個或多個信號，以提供一個或多個所接收碼元流；以及至少一個接收處理器，把它設(shè)置為處理一個或多個所接收的碼元流，以提供一個或多個解碼的數(shù)據(jù)流以及為所述蜂窩小區(qū)估算一個或多個特性，其中，還把所述資源分配處理器設(shè)置為接收表示一個或多個特性的信道狀態(tài)信息(CSI)以及基于所述CSI調(diào)度終端和指派信道。
37.如權(quán)利要求36所述基站，其特征在于，所述被分配的系統(tǒng)資源包括多個信道，以及其中，還把所述資源分配處理器設(shè)置成至少部分地基于所述CSI為多個信道確定多個補償系數(shù)。
全文摘要
用于在通信系統(tǒng)中蜂窩小區(qū)之間劃分和分配可用系統(tǒng)資源以及為終端在上行鏈路上數(shù)據(jù)傳輸分配每個蜂窩小區(qū)中資源的技術(shù)。在一個方面，提供自適應(yīng)重用方案，其中，基于多個因素，諸如，例如所觀測到的干擾電平、負載條件、系統(tǒng)要求等等，可動態(tài)地和/或自適應(yīng)地劃分和分配可用系統(tǒng)資源，以及將它們分配給蜂窩小區(qū)。最初定義一重用計劃，并可重新定義以反映系統(tǒng)中的變化。在另一個方面，可劃分系統(tǒng)資源，使得為每個蜂窩小區(qū)分配一組具有不同等級標準的信道。在再另外的一個方面，為每個蜂窩小區(qū)中的終端調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸(例如根據(jù)它們的優(yōu)先級或負載要求)，并根據(jù)它們對干擾和信道的性能的容許限度指派信道。
文檔編號H04B7/005GK1555612SQ02813405
公開日2004年12月15日 申請日期2002年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月3日
發(fā)明者J·R·沃爾頓, J R 沃爾頓 申請人:高通股份有限公司