專利名稱：具有自適應(yīng)群集配置和交換的多載波通信的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域；本發(fā)明尤其涉及一種使用正交頻分復(fù)用(OFDM)的多小區(qū)、多用戶設(shè)備無線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用(OFDM)是一種對(duì)頻率選擇信道上信號(hào)傳輸進(jìn)行有效調(diào)制的方案。在OFDM中，一個(gè)寬帶寬被分成多個(gè)窄帶副載波，這些副載波被安排成相互正交。副載波上調(diào)制的信號(hào)被并行發(fā)射。更多的信息可參見Cimini，Jr的“使用正交頻分復(fù)用的數(shù)字移動(dòng)信道的分析和仿真”，IEEE Trans.Commun.，Vol.COM-33，no.7，1985年7月，pp.665-75；Chuang andSollenberger的“超3G基于OFDM和動(dòng)態(tài)分組分配的寬帶無線數(shù)據(jù)接入”，IEEE Communications Magazine，Vol.38，No.7，PP.78-87，2000年7月。
使用OFDM支持多用戶設(shè)備多址的一種方式完成時(shí)分多址(TDMA)，其中每個(gè)用戶設(shè)備使用所分配的時(shí)隙內(nèi)的所有副載波。正交頻分多址(OFDMA)是使用OFDM基本格式的另一種多址方法。在OFDMA中，多個(gè)用戶設(shè)備以類似于頻分多址(FDMA)的方式同時(shí)使用不同的副載波。更多的信息可參見Sari和Karamd的“正交頻分多址和其對(duì)CATV網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用”EuropeanTransactions on Telecommunications，9卷(6)507-516頁，1998年11月/12月；和Nogueroles，Bossert，Donder和Zyablov的“隨機(jī)OFDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的改進(jìn)性能”，Proceedings of IEEE VTC’98，2502-2506頁。
多徑造成頻率選擇性衰落。對(duì)于不同的副載波，信道增益是不同的。此外，對(duì)于不同的用戶設(shè)備，諸多信道通常是不相關(guān)的。一個(gè)用戶設(shè)備的處于深衰落的副載波可以為另一個(gè)用戶設(shè)備提供高信道增益。因此，它在一個(gè)OFDMA系統(tǒng)中的有利方面是，將副載波自適應(yīng)地分配給多個(gè)用戶設(shè)備，使每個(gè)用戶設(shè)備享有高信道增益。更多的信息可參見Wong等人的“具有自適應(yīng)副載波、比特和功率分配的多用戶設(shè)備OFDM”，IEEE J.Select.AreasCommun.，卷17(10)，1747-1758頁，1999年10月。
在一個(gè)小區(qū)內(nèi)，可以調(diào)整諸多用戶設(shè)備使其在OFDMA中具有不同的副載波。不同用戶設(shè)備的信號(hào)可以被正交，使其只有很少的小區(qū)間干擾。然而，對(duì)于積極的頻率重用計(jì)劃，例如，相同頻譜用于多個(gè)鄰近小區(qū)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)小區(qū)間干擾的問題。顯然，一個(gè)OFDMA系統(tǒng)中的小區(qū)間干擾也是頻率選擇性的，它有利于自適應(yīng)地分配副載波，以便減輕小區(qū)間干擾的影響。
OFDMA的副載波分配的一個(gè)方案是聯(lián)合最佳化操作，不僅需要所有小區(qū)中的所有用戶設(shè)備的活動(dòng)和信道知識(shí)，而且還需要在一個(gè)現(xiàn)有用戶設(shè)備每次離開網(wǎng)絡(luò)或者一個(gè)新的用戶設(shè)備每次加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)進(jìn)行頻繁的調(diào)度。這在實(shí)際的無線系統(tǒng)中通常是不切合實(shí)際的，其主要原因是更新副載波信息的帶寬成本和聯(lián)合最佳化的計(jì)算成本等因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了在一個(gè)正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)中分配副載波的方法和設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括把副載波的至少一個(gè)分集群集分配給第一用戶設(shè)備，以及把至少一個(gè)相干群集分配給第二用戶設(shè)備。


從下面給出的詳細(xì)說明和本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例的附圖中可以更加充分的理解本發(fā)明，然而，這些說明不應(yīng)當(dāng)被理解為將本發(fā)明限制到具體實(shí)施例，而僅僅是用于解釋和理解。
圖1A示出了多個(gè)副載波和多個(gè)群集；圖1B是分配多個(gè)副載波的處理過程的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖2示出了OFDM符號(hào)、導(dǎo)頻和群集的時(shí)間和頻率柵格；圖3示出了用戶設(shè)備的處理過程；圖4示出了圖3的一個(gè)實(shí)例；圖5示出了任意群集反饋的格式的一個(gè)實(shí)施例；圖6示出了將群集分成組的一個(gè)實(shí)施例；圖7示出了基于組的群集分配的反饋格式的一個(gè)實(shí)施例；圖8示出了多小區(qū)、多扇區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的頻率重用和干擾；圖9示出了相干群集和分集群集的不同群集格式；圖10示出了具有副載波跳躍的分集群集；圖11示出了依賴于副載波移動(dòng)性在分集群集與相干群集之間的智能交換；圖12示出了群集分類的重新配置的一個(gè)實(shí)施例；圖13示出了基站的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開了在一個(gè)正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)中分配副載波的方法和設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括把副載波的至少一個(gè)分集群集分配給第一用戶設(shè)備，以及把至少一個(gè)相干群集分配給第二用戶設(shè)備。
下面使用作為一個(gè)實(shí)例的OFDMA(群集)解釋這里所公開的技術(shù)。然而，這些技術(shù)不限于基于OFDMA的系統(tǒng)。這些技術(shù)通常適用于多載波系統(tǒng)，例如，在多載波系統(tǒng)中，載波可以是OFDMA中的群集，CDMA中的擴(kuò)頻碼，SDMA(空分多址)中的天線波束等。在一個(gè)實(shí)施例中，在每個(gè)小區(qū)中分別執(zhí)行副載波分配。在每個(gè)小區(qū)中，當(dāng)每個(gè)新用戶設(shè)備加入系統(tǒng)時(shí)還漸進(jìn)地進(jìn)行各用戶設(shè)備(例如，移動(dòng)用戶設(shè)備)的分配，以反抗每個(gè)小區(qū)內(nèi)的用戶設(shè)備聯(lián)合分配，其中在每個(gè)小區(qū)中，考慮每個(gè)分配的一個(gè)小區(qū)中所有用戶設(shè)備來進(jìn)行分配判決。
對(duì)于下行信道，每個(gè)用戶設(shè)備首先測(cè)量所有副載波的信道和干擾信息，然后選擇具有良好特性(例如，高信干噪聲比(SINR))的多個(gè)副載波，并且把關(guān)于這些候選副載波的信息反饋給基站。反饋可以包括所有副載波或者只有一部分副載波的信道和干擾信息(例如，信干噪聲比信息)。在僅提供有關(guān)僅僅是一部分副載波的信息的情況下，用戶設(shè)備可以提供一個(gè)從這些用戶設(shè)備預(yù)期使用的副載波開始定序的副載波列表，通常是因?yàn)檫@些副載波性能比其它副載波優(yōu)良或更好。
一旦從用戶設(shè)備收到該信息，基站就利用基站上可用的附加信息進(jìn)一步從候選者中選擇副載波。例如，這些附加信息是每個(gè)副載波的業(yè)務(wù)負(fù)荷信息，用于每個(gè)頻帶的在基站上排隊(duì)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求量，不論該頻帶是否被過度使用，和/或用戶設(shè)備已經(jīng)等待多長時(shí)間來發(fā)送信息。在一個(gè)實(shí)施例中，鄰近小區(qū)的副載波加載信息還可以在基站之間交換?；究梢允褂酶陛d波分配中的該信息減少小區(qū)間干擾。
在一個(gè)實(shí)施例中，分配信道的基站基于反饋進(jìn)行的選擇，導(dǎo)致編碼/調(diào)制速率的選擇。當(dāng)指定所發(fā)現(xiàn)的適于使用的副載波時(shí)，用戶設(shè)備可以指定這樣的編碼/調(diào)制速率。例如，如果SINR小于某一閾值(例如，12dB)，則使用四相移鍵控(QPSK)調(diào)制；否則，使用16正交振幅調(diào)制(QAM)。然后基站將副載波分配和使用的編碼/調(diào)制速率通知給用戶設(shè)備。
在一個(gè)實(shí)施例中，將下行鏈路副載波的反饋信息經(jīng)由上行鏈路接入信道發(fā)送給基站，這種情況在每個(gè)發(fā)送時(shí)隙的一個(gè)短時(shí)段(例如每10毫秒時(shí)隙中的400微秒)發(fā)生。在一個(gè)實(shí)施例中，接入信道占用整個(gè)頻率寬帶。然后，基站可以從接入信道中直接收集每個(gè)副載波的上行鏈路SINR。上行鏈路副載波的SINR以及業(yè)務(wù)負(fù)荷信息被用于上行鏈路副載波分配。
對(duì)于任何一個(gè)方向，基站進(jìn)行每個(gè)用戶設(shè)備的副載波分配的最終判決。
在下面的說明中，還公開了選擇性副載波分配的過程，包括信道和干擾檢測(cè)的方法，信息從用戶設(shè)備反饋到基站的方法，以及基站使用的用于副載波選擇的算法。
在下面的說明中，公開了大量的細(xì)節(jié)，以提供對(duì)本發(fā)明的充分理解。然而，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將會(huì)明白，沒有這些具體細(xì)節(jié)也可以實(shí)施本發(fā)明。在其它示例中，以方框圖形式，而不是具體的形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和裝置，以便于理解本發(fā)明。
下面的詳細(xì)說明的某些部分是以計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中對(duì)數(shù)據(jù)比特操作的算法和符號(hào)表示的術(shù)語給出的。這些算法說明和表示是數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員使用的工具，以便把他們的工作最有效地傳達(dá)給本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員。一個(gè)算法在這里通常被表達(dá)為導(dǎo)致預(yù)期結(jié)果的諸多步驟的有條理的順序。這些步驟是需要實(shí)際管理物理量的那些步驟。通常(盡管不是必需的)，這些物理量取能夠被存儲(chǔ)、傳遞、組合、比較和管理的電或磁信號(hào)的形式。業(yè)已證明，將這些信號(hào)稱之為比特、數(shù)值、元素、符號(hào)、字符、期限、數(shù)目或類似物有時(shí)是非常便利的，這主要出于公共應(yīng)用的原因。
然而應(yīng)當(dāng)記住，所有這些術(shù)語和類似術(shù)語都與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嗦?lián)系，并且只是適用于這些物理量的方便標(biāo)記。除非特別聲明與下面的說明明顯不同，在整個(gè)說明中，利用術(shù)語“處理”或者“演算”或者“計(jì)算”或者“確定”或者“顯示”等的討論涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者類似電計(jì)算裝置的動(dòng)作和處理，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)的代表物理(電子)量的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器或寄存器或其它這樣的信息存儲(chǔ)、傳輸或顯示裝置內(nèi)的同樣代表物理量的其它數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還涉及執(zhí)行此操作的設(shè)備。該設(shè)備可以為所需目的專門構(gòu)造，或者可以包括一個(gè)由計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序選擇性激勵(lì)或者重新配置的通用計(jì)算機(jī)。這樣的一種計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該存儲(chǔ)介質(zhì)可以是，例如，但不限于，包括軟盤、光盤、CD-ROM和磁光盤的任何盤，只讀存儲(chǔ)器(ROM)，隨機(jī)存儲(chǔ)存儲(chǔ)器(RAM)，EPROM，EEPROM，磁或光卡，或者適合于存儲(chǔ)電子指令的任何類型的介質(zhì)，并且每個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線。
這里所述的算法和顯示不一定涉及任何特定的計(jì)算機(jī)或者其它設(shè)備。各種通用系統(tǒng)可以與這里的教導(dǎo)的程序一起使用，或者它可以證明便于構(gòu)造更專用的執(zhí)行所需方法步驟的設(shè)備。用于各種這類系統(tǒng)的所需結(jié)構(gòu)將會(huì)從下面的說明中得知。此外，本發(fā)明不結(jié)合任何特殊編程語言進(jìn)行說明。人們將會(huì)明白各種編程語言可以用來實(shí)施這里所述的本發(fā)明的教導(dǎo)。
機(jī)器可讀介質(zhì)包括以機(jī)器(例如，一個(gè)計(jì)算機(jī))可讀的格式存儲(chǔ)或者發(fā)射信息的任何機(jī)構(gòu)。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)包括只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)；隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)；磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)；光存儲(chǔ)介質(zhì)；閃存裝置；傳播信號(hào)(例如，載波，紅外線，數(shù)字信號(hào)等)的電、光、聲或其它形式等。
副載波群集這里所述的技術(shù)針對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道的副載波分配。在一個(gè)蜂窩系統(tǒng)中，通常存在為控制信息交換和其它目的預(yù)分配的其它信道。這些信道經(jīng)常包括下行鏈路和上行鏈路控制信道，上行信道接入信道，和時(shí)間及頻率同步信道。
圖1A示出了多個(gè)副載波，比如副載波101和群集102。一個(gè)群集，比如群集102被定義為一個(gè)邏輯單元，如圖1A所示，它至少包含一個(gè)物理副載波。群集可以包含連續(xù)的或者不相交的副載波。一個(gè)群集與它的副載波之間的映射可以是固定的或者可以是可重新配置的。在后一種情況下，基站在群集被重新定義時(shí)通知用戶設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，頻譜包括512個(gè)副載波，以及每個(gè)群集包括四個(gè)連續(xù)的副載波，從而導(dǎo)致128個(gè)群集。
一個(gè)示范件副載波/群集分配過程圖1B是向用戶設(shè)備分配群集的處理的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。該處理通過處理邏輯執(zhí)行，所述處理邏輯可以包括硬件(例如，專用邏輯，電路等)，軟件(比如在通用計(jì)算機(jī)或者專用機(jī)器上運(yùn)行的軟件)，或者兩者的組合。
參見圖1B，每個(gè)基站向它的小區(qū)(或扇區(qū))內(nèi)的每個(gè)用戶設(shè)備周期性地廣播導(dǎo)頻OFDM符號(hào)(處理塊101)。導(dǎo)頻符號(hào)通常被稱作探測(cè)序列或者信號(hào)，該導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)于基站和用戶設(shè)備是確知的。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)覆蓋整個(gè)OFDM頻率帶寬。對(duì)于不同小區(qū)(或扇區(qū))，導(dǎo)頻符號(hào)可以是不同的。導(dǎo)頻符號(hào)可以服務(wù)多種目的時(shí)間和頻率同步，信道估算和用于群集分配的信干噪聲比(SINR)測(cè)量。
每個(gè)用戶設(shè)備隨后連續(xù)監(jiān)視導(dǎo)頻符號(hào)的接收，并測(cè)量每個(gè)群集的SINR和/或其它參數(shù)，包括小區(qū)間干擾和小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)(處理塊102)?；谠撔畔?，每個(gè)用戶設(shè)備選擇一個(gè)或多個(gè)相互比較具有良好性能(例如，高SINR和低業(yè)務(wù)負(fù)荷)的群集，并且經(jīng)由預(yù)定上行接入信道向基站反饋關(guān)于這些候選群集的信息(處理塊103)。例如，高于10dB的SINR值可以顯示良好性能。同樣，小于50％的群集利用因子可以顯示良好性能。每個(gè)用戶設(shè)備選擇具有比其它群集更好性能的群集。該選擇導(dǎo)致每個(gè)用戶設(shè)備根據(jù)測(cè)量參數(shù)選擇他們?cè)敢馐褂玫娜杭?br> 在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)用戶設(shè)備測(cè)量每個(gè)副載波群集的SINR，并經(jīng)由接入信道向他們的基站報(bào)告這些SINR測(cè)量。SINR值可以包括群集中每個(gè)副載波的SINR值的平均。作為選擇，群集的SINR值可以是該群集中副載波的SINR值中最壞的SINR。在另一個(gè)實(shí)施例中，群集中副載波的SINR值的加權(quán)平均被用來生成群集的SINR值。在施加于用戶設(shè)備的加權(quán)也許是不同的分集群集中，這也許特別有用。
從每個(gè)用戶設(shè)備到基站的信息反饋包括用于每個(gè)群集的SINR值，并且還指示用戶設(shè)備預(yù)期使用的編碼/調(diào)制速率。不需要使用群集索引來指示反饋的SINR值對(duì)應(yīng)于哪個(gè)群集，只要反饋的信息順序?qū)臼且阎募纯伞Ｔ谝粋€(gè)可替代的實(shí)施例中，根據(jù)哪個(gè)群集對(duì)于用戶設(shè)備具有彼此相對(duì)最佳性能，對(duì)反饋的信息定序。在這樣一種情況下，需要使用一個(gè)索引指示伴隨的SINR值相對(duì)應(yīng)于哪個(gè)群集。
一旦收到來自用戶設(shè)備的反饋，基站從候選群集中進(jìn)一步選擇一個(gè)或多個(gè)群集(處理塊104)?；究梢岳没旧峡捎酶郊有畔ⅲ缑總€(gè)副載波的業(yè)務(wù)負(fù)荷信息、基站上排隊(duì)的用于每個(gè)頻帶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求量，不論該頻帶是否過度使用，以及用戶設(shè)備已經(jīng)等待多長時(shí)間發(fā)送信息。還可以在基站之間交換相鄰小區(qū)的副載波加載信息?；究梢允褂酶陛d波分配的該信息減少小區(qū)間干擾。
在群集選擇之后，如果已經(jīng)建立了對(duì)用戶設(shè)備的連接，基站就經(jīng)由下行公共控制信道或者經(jīng)由專用下行業(yè)務(wù)信道把該群集分配通知給用戶設(shè)備(處理塊105)。在一個(gè)實(shí)施例中，基站還把適當(dāng)?shù)恼{(diào)制/編碼速率通知給用戶設(shè)備。
一旦建立了基本通信鏈路，每個(gè)用戶設(shè)備就可以使用專用業(yè)務(wù)信道(例如，一個(gè)或多個(gè)預(yù)定的上行接入信道)向基站連續(xù)發(fā)送反饋信息。
在一個(gè)實(shí)施例中，基站同時(shí)分配所有的將由用戶設(shè)備使用的群集。在一個(gè)可替換實(shí)施例中，基站首先分配多個(gè)群集，在此稱之為基本群集，以建立基站與用戶設(shè)備之間的數(shù)據(jù)鏈路。然后，基站相繼發(fā)送更多的群集(在此稱之為輔助群集)給用戶設(shè)備，以增加通信帶寬。可以把較高的優(yōu)先級(jí)給予基本群集的分配，以及可以把較低的優(yōu)先級(jí)給予輔助群集的分配。例如，基站首先確保對(duì)用戶設(shè)備的基本群集的分配，然后再試著滿足來自用戶設(shè)備的關(guān)于輔助群集的進(jìn)一步請(qǐng)求。作為選擇，基站可以在分配基本群集給其它用戶設(shè)備之前，向一個(gè)或多個(gè)用戶設(shè)備分配輔助群集。例如，基站在向其它用戶設(shè)備分配任何群集之前，可以向一個(gè)用戶設(shè)備分配基本和輔助群集。在一個(gè)實(shí)施例中，基站向一個(gè)新用戶設(shè)備分配基本群集，然后確定是否有請(qǐng)求群集的任何其它用戶設(shè)備。如果沒有，基站則向新用戶設(shè)備分配輔助群集。
有時(shí)，處理邏輯通過重復(fù)上述處理來執(zhí)行再訓(xùn)練(處理塊106)。再訓(xùn)練可以被周期地執(zhí)行。該再訓(xùn)練可以抵償用戶設(shè)備移動(dòng)以及任何干擾變化。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)用戶設(shè)備向基站報(bào)告它的群集更新選擇和相關(guān)聯(lián)的SINR。然后基站進(jìn)一步執(zhí)行再選擇，并把新的群集分配通知給用戶設(shè)備。再訓(xùn)練可以由基站啟動(dòng)，在此情況下，基站請(qǐng)求一個(gè)特定用戶設(shè)備報(bào)告它的更新的群集選擇。當(dāng)用戶設(shè)備觀測(cè)到信道惡化時(shí)，用戶設(shè)備也可以啟動(dòng)再訓(xùn)練。
自適應(yīng)調(diào)制和編碼在一個(gè)實(shí)施例中，不同的調(diào)制和編碼速率被用來支持在具有不同SINR的信道上的可靠傳輸。多個(gè)副載波上的信號(hào)擴(kuò)展還可以用來在非常低SINR情況下提高可靠性。
一個(gè)實(shí)例性編碼/調(diào)制表在下面的表1中給出。
表1

在上面的實(shí)例中，1/8擴(kuò)展表示在8個(gè)副載波上重復(fù)一個(gè)QPSK調(diào)制符號(hào)。重復(fù)/擴(kuò)展也可以擴(kuò)大到時(shí)域。例如，可以在兩個(gè)OFDM符號(hào)的四個(gè)副載波上重復(fù)一個(gè)QPSK符號(hào)，也得到1/8擴(kuò)展。
在初始群集分配和速率選擇之后，可以根據(jù)接收機(jī)上觀測(cè)到的信道條件自適應(yīng)地改變編碼/調(diào)制速率。
導(dǎo)頻符號(hào)和SINR測(cè)量在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)基站同時(shí)發(fā)射多個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)，而每個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)占據(jù)整個(gè)OFDM頻率帶寬，如圖2A-C所示。再參見圖2A-C，導(dǎo)頻符號(hào)201被顯示為分別橫越用于小區(qū)A、B和C的整個(gè)OFDM頻率帶寬。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)導(dǎo)頻符號(hào)具有一個(gè)128微秒的長度或者時(shí)段與一個(gè)保護(hù)時(shí)間，其組合近似152微秒。每個(gè)導(dǎo)頻時(shí)段之后，具有預(yù)定數(shù)量的數(shù)據(jù)時(shí)段，后面是另一組導(dǎo)頻符號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，在每個(gè)導(dǎo)頻之后，具有用來發(fā)送數(shù)據(jù)的4個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)段，每個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)段為152微秒。
用戶設(shè)備依據(jù)導(dǎo)頻符號(hào)估算用于每個(gè)群集的SINR。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶設(shè)備首先估算包括振幅和相位的信道響應(yīng)，仿佛不存在干擾或噪聲。一旦信道被估算，用戶設(shè)備就依據(jù)接收的信號(hào)計(jì)算干擾/噪聲。
可以從最大到最小SINR排列所估算的SINR值的順序，并選擇具有大SINR值的群集。在一個(gè)實(shí)施例中，所選擇的群集具有大于最小SINR的SINR值，該最小SINR值仍然允許系統(tǒng)所支持的可靠(即使低速率)傳輸。所選擇的群集的數(shù)量可依賴于反饋的帶寬和請(qǐng)求的傳輸速率。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶設(shè)備總是試著發(fā)送基站選擇的盡可能多的群集的信息。
所估算的SINR值還用來選擇如上述討論的用于每個(gè)群集的合適的編碼/調(diào)制速率。通過使用一個(gè)合適的SINR索引方案，SINR索引還可以指示用戶設(shè)備預(yù)期使用的一個(gè)特定編碼和調(diào)制速率。需要說明的是，即使對(duì)于相同用戶設(shè)備，不同的群集可能具有不同的調(diào)制/編碼速率。
導(dǎo)頻符號(hào)服務(wù)于確定小區(qū)中干擾的附加目的。由于相同時(shí)間廣播多個(gè)小區(qū)的導(dǎo)頻，因此這些導(dǎo)頻將相互干擾(由于它們占據(jù)整個(gè)頻帶)。該導(dǎo)頻符號(hào)的碰撞可以用來確定最壞情形的干擾量。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，使用該方法的上述SINR估算是穩(wěn)妥的，其中所測(cè)量的干擾電平是最壞的情形(假定所有干擾源都發(fā)射)。這樣，導(dǎo)頻符號(hào)的結(jié)構(gòu)使它占據(jù)了整個(gè)頻帶，由此造成不同小區(qū)之中的碰撞，以供檢測(cè)分組傳輸系統(tǒng)中最壞SINR之用。
在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)段期間，用戶設(shè)備可以再次確定干擾的電平。數(shù)據(jù)時(shí)段被用來確定小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)以及小區(qū)間干擾電平。特別是，導(dǎo)頻和業(yè)務(wù)時(shí)段期間的功率差可以被用來檢測(cè)(小區(qū)間)業(yè)務(wù)加載和小區(qū)間干擾，以選擇預(yù)期群集。
某些群集的干擾電平可能較低，因?yàn)檫@些群集可能未在相鄰小區(qū)中使用。例如，在小區(qū)A中，對(duì)于群集A干擾小，因?yàn)槿杭疉未在小區(qū)B中使用(而是在小區(qū)C中使用)。同樣，在小區(qū)A中，群集B經(jīng)歷來自小區(qū)B的較低干擾，因?yàn)槿杭疊在小區(qū)B中使用，但未在小區(qū)C中使用。
基于該估算的調(diào)制/編碼速率強(qiáng)化了(robust)突發(fā)分組傳輸導(dǎo)致的經(jīng)常性干擾變化。這是因?yàn)樗俾暑A(yù)測(cè)以所有干擾源正在發(fā)射的最壞情況為基礎(chǔ)。
在一個(gè)實(shí)施例中，用戶設(shè)備利用從導(dǎo)頻符號(hào)時(shí)段和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)段得到的信息，分析小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)負(fù)荷和小區(qū)間干擾的存在。用戶設(shè)備的目的是向基站提供關(guān)于用戶設(shè)備預(yù)期使用那些群集的指示。在理想情況下，用戶設(shè)備選擇的結(jié)果是具有高信道增益、來自其它小區(qū)的低干擾以及高可用性的群集。用戶設(shè)備提供反饋信息，它包括按順序列出預(yù)期的群集的結(jié)果，或者包括這里沒有說明的信息。
圖3示出了用戶設(shè)備處理的一個(gè)實(shí)施例。該處理通過處理邏輯執(zhí)行，所述處理邏輯可以包括硬件(例如，專用邏輯，電路等)，軟件(比如在通用計(jì)算機(jī)或者專用機(jī)器上運(yùn)行的軟件)，或者兩者的組合。
參見圖3，信道/干擾估算處理塊301在導(dǎo)頻時(shí)段響應(yīng)導(dǎo)頻符號(hào)執(zhí)行信道和干擾估算。業(yè)務(wù)/干擾分析處理塊302在數(shù)據(jù)時(shí)段響應(yīng)信號(hào)信息和來自信道/干擾估算塊301的信息執(zhí)行業(yè)務(wù)和干擾分析。
群集定序和速率預(yù)測(cè)處理塊303連接信道/干擾估算處理塊301和業(yè)務(wù)/干擾分析處理塊302的輸出，以執(zhí)行群集定序和選擇以及速率預(yù)測(cè)。
群集定序處理塊303的輸出被輸入到群集請(qǐng)求處理塊304，請(qǐng)求群集和調(diào)制/編碼速率。這些選擇的指示被發(fā)送到基站。在一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)由接入信道向基站報(bào)告每個(gè)群集的SINR。該信息用于群集選擇，以避免具有重小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)加載和/或來自其它小區(qū)的強(qiáng)干擾的群集。也就是說，如果相對(duì)于一個(gè)特定群集已經(jīng)存在重小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)加載，那么一個(gè)新用戶設(shè)備不分配該特定群集的使用。此外，如果干擾非常強(qiáng)以致SINR僅僅允許低速率傳輸或者完全沒有可靠的傳輸，那么可以不分配群集。
處理塊301通過監(jiān)視由于在多個(gè)小區(qū)中同時(shí)廣播的全帶寬導(dǎo)頻符號(hào)而生成的干擾來執(zhí)行信道/干擾估算，在本領(lǐng)域中是公知的。該干擾信息被傳送到處理塊302，該處理塊使用下列信息求解下式HiSi+Ii+ni＝y(tǒng)i
其中，Si代表副載波(頻帶)i的信號(hào)，Ii是副載波i的干擾，ni是與副載波i相關(guān)聯(lián)的噪聲，yi是副載波i的觀測(cè)。在512個(gè)副載波情況下，i可以是0至511。Ii和ni不能分離，可以被考慮為一個(gè)量值。干擾/噪聲和信道增益Hi是未知的。在導(dǎo)頻時(shí)段，代表導(dǎo)頻符號(hào)的信號(hào)Si和觀測(cè)yi是可知的，因而對(duì)于沒有干擾和噪聲的情況，允許確定信道增益Hi。一旦知道信道增益Hi，就可以把它帶入式中，以確定數(shù)據(jù)時(shí)段期間的干擾/噪聲，因?yàn)榇藭r(shí)Hi、Si和yi都是已知的。
來自處理塊301和302的干擾信息由用戶設(shè)備使用以選擇預(yù)期的群集。在一個(gè)實(shí)施例中，使用處理塊303，使用戶設(shè)備確定群集的次序，并且還預(yù)測(cè)使用這種群集的將是可用的數(shù)據(jù)速率。預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)速率信息可以從具有預(yù)先計(jì)算的數(shù)據(jù)速率值的查找表中得到。這樣一個(gè)查找表可以存儲(chǔ)成對(duì)的每個(gè)SINR和其相關(guān)聯(lián)的預(yù)期傳輸速率?；谠撔畔?，用戶設(shè)備根據(jù)預(yù)定參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)選擇他預(yù)期使用的群集。用戶設(shè)備使用定序的群集列表請(qǐng)求預(yù)期的群集與用戶設(shè)備知道的編碼和調(diào)制速率，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的數(shù)據(jù)速率。
圖4是基于功率差選擇群集的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例。該方案使用在導(dǎo)頻符號(hào)時(shí)段和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)段期間得到的信息執(zhí)行能量檢測(cè)。圖4的處理可以用硬件(例如，專用邏輯，電路等)、軟件(比如在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者專用機(jī)器上運(yùn)行的軟件)、或者兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)。
參見圖4，一個(gè)用戶設(shè)備包括SINR估算處理塊401，以在導(dǎo)頻時(shí)段執(zhí)行每個(gè)群集的SINR估算；功率計(jì)算塊402，以在導(dǎo)頻時(shí)段執(zhí)行每個(gè)群集的功率計(jì)算；和功率計(jì)算處理塊403，以在數(shù)據(jù)時(shí)段執(zhí)行每個(gè)群集的功率計(jì)算。減法器404從處理塊402的導(dǎo)頻時(shí)段的功率計(jì)算中減去處理塊403的數(shù)據(jù)時(shí)段的功率計(jì)算。減法器404的輸出被輸入到功率差定序(和組選擇)處理塊405，以便根據(jù)SINR和導(dǎo)頻時(shí)段與數(shù)據(jù)時(shí)段間的功率差執(zhí)行群集定序和選擇。一旦已經(jīng)選擇了群集，用戶設(shè)備采用處理塊406請(qǐng)求所選擇的群集和編碼/調(diào)制速率。
更具體地說，在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)下式，將導(dǎo)頻時(shí)段期間的每個(gè)群集的信號(hào)功率與業(yè)務(wù)時(shí)段期間的信號(hào)功率進(jìn)行比較PP＝PS+PI+PN， 其中，PP是在導(dǎo)頻時(shí)段期間對(duì)應(yīng)于每個(gè)群集的被測(cè)量功率，PD是業(yè)務(wù)時(shí)段期間的被測(cè)量功率，PS是信號(hào)功率，PI是干擾功率，PN是噪聲功率。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶設(shè)備選擇具有較大PP/(PP-PD)(例如，大于比如10dB的閾值)的群集，并且避免具有可能的低PP/(PP-PD)(例如，低于比如10dB的閾值)的群集。
作為選擇，所述差值可以以用于一個(gè)群集的每個(gè)副載波的導(dǎo)頻時(shí)段期間和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)段期間所觀測(cè)的樣值之間的能量差為基礎(chǔ)，比如下式Δi=|yiP|-|yiD|]]>這樣用戶設(shè)備可以對(duì)所有副載波的差值求和。
根據(jù)實(shí)際實(shí)施，用戶設(shè)備可以使用以下標(biāo)準(zhǔn)，SINR和PP-PD的組合函數(shù)，以選擇群集β＝f(SINR，PP/(PP-PD))其中，f是兩個(gè)輸入的函數(shù)，f的一個(gè)實(shí)例是加權(quán)的平均(例如，相等的加權(quán))。作為選擇，用戶設(shè)備根據(jù)其SINR選擇群集，并且僅使用功率差PP-PD來辨別具有同樣SINR的群集。該差值可以小于閾值(例如，1dB)。
SINR和PP-PD兩者的測(cè)量可以在時(shí)間上平均，以減少差異并提高精度。在一個(gè)實(shí)施例中，使用一個(gè)移動(dòng)平均時(shí)間窗，該時(shí)間窗長得足以使統(tǒng)計(jì)異常達(dá)到平均數(shù)，而且短得又足以捕獲信道和干擾的時(shí)變性質(zhì)，例如1微秒。
下行鏈路群集分配的反饋格式在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于下行鏈路，反饋包含所選擇的群集和它們的SINR的索引。圖5示出了任意群集反饋的一個(gè)示例性格式。參見圖5，用戶設(shè)備提供一個(gè)指示群集和它的相關(guān)聯(lián)的SINR值群集索引(ID)。例如，在反饋中，用戶設(shè)備提供群集ID1(501)和用于該群集的SINR，SINR1(502)；群集ID2(503)和用于該群集的SINR，SINR2(504)；群集ID3(505)和用于該群集的SINR，SINR3(506)，等。群集的SINR可以使用副載波的SINR的平均來建立。因此，多個(gè)任意群集可以被選擇為候選者。如上所述，還可以在反饋中對(duì)所選擇的群集定序，以指示優(yōu)先級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶設(shè)備可以形成一個(gè)群集的優(yōu)先級(jí)列表，并以優(yōu)先級(jí)遞減順序回送SINR信息。
通常，不是SINR本身，而是SINR等級(jí)的索引足以指示群集的適當(dāng)編碼/調(diào)制。例如，3比特字段可以用于SINR索引，以指示8個(gè)自適應(yīng)編碼/調(diào)制的不同速率。
一個(gè)示例性基站基站向提出請(qǐng)求的用戶設(shè)備分配預(yù)期群集。在一個(gè)實(shí)施例中，分配給用戶設(shè)備的群集的可用性依賴于群集的總業(yè)務(wù)負(fù)荷。因此，基站選擇不僅具有高SINR而且還具有低業(yè)務(wù)負(fù)荷的群集。
圖13是基站的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。參見圖13，群集分配和負(fù)荷調(diào)度控制器1301(群集分配器)收集所有必要信息，包括為每個(gè)用戶設(shè)備指定的群集的下行/上行SINR(例如，經(jīng)由從OFDM收發(fā)信機(jī)1305接收的SINR/速率索引信號(hào)1313)和用戶數(shù)據(jù)、隊(duì)列充滿/業(yè)務(wù)負(fù)荷(例如，經(jīng)由來自多用戶數(shù)據(jù)緩存器1302的用戶數(shù)據(jù)緩沖信息1311)?？刂破?301使用該信息作出用于每個(gè)用戶的群集分配和負(fù)荷調(diào)度的判決，并且把判決信息存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器(未示出)中?？刂破?301經(jīng)由控制信號(hào)信道將判決通知給用戶設(shè)備(例如，經(jīng)由OFDM收發(fā)信機(jī)1305的控制信號(hào)/群集分配1312)?？刂破?301在再訓(xùn)練期間更新該判決。
在一個(gè)實(shí)施例中，控制器1301還執(zhí)行用戶接入的允許控制，因?yàn)樗老到y(tǒng)的業(yè)務(wù)負(fù)荷。這可以通過使用允許控制信號(hào)1310控制用戶數(shù)據(jù)緩存器1302來實(shí)現(xiàn)。
用戶1～N的分組數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在用戶數(shù)據(jù)緩存器1302中。對(duì)于下行鏈路，多路復(fù)用器1303借助控制器1301的控制將用戶數(shù)據(jù)裝載到等待發(fā)送的群集數(shù)據(jù)緩存器(用于群集1～M)。對(duì)于上行鏈路，多路復(fù)用器1303將群集緩存器中的數(shù)據(jù)發(fā)送給相應(yīng)的用戶緩存器。群集緩存器1304存儲(chǔ)將要經(jīng)由OFDM收發(fā)信機(jī)1305(用于下行鏈路)發(fā)送的信號(hào)和從收發(fā)信機(jī)1305接收的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)用戶可以占用多個(gè)群集，每個(gè)群集可以被多個(gè)用戶共享(以時(shí)分復(fù)用方式)。
基于組的群集分配在另一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于上行鏈路，將群集劃分成多個(gè)組。每個(gè)組可以包括多個(gè)群集。圖6示出了一個(gè)示例性的劃分。參見圖6，組1-4用指向作為劃分結(jié)果的位于每個(gè)組中的群集的箭頭顯示。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)組中的多個(gè)群集在整個(gè)帶寬上相距很遠(yuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)組中的多個(gè)群集之分離遠(yuǎn)大于信道相干帶寬，即，信道響應(yīng)大致保持相同的帶寬。相干帶寬的典型值對(duì)于許多蜂窩系統(tǒng)為100kHz。這改善了每個(gè)組中的頻率分集，并增加了一個(gè)組內(nèi)至少某些群集可以提供高SINR的概率。這些群集可以按組分配。
基于組的群集分配的目的包括群集索引的數(shù)據(jù)比特，從而減少了群集分配的反饋信道(信息)和控制信道(信息)的帶寬需求?；诮M的群集分配還可以用來減少小區(qū)間干擾。
在收到來自基站的導(dǎo)頻信號(hào)后，用戶設(shè)備同時(shí)或者順序地反送一個(gè)或多個(gè)群集組的信道信息。在一個(gè)實(shí)施例中，只有某些組的信息被反送到基站。許多標(biāo)準(zhǔn)可以用來根據(jù)信道信息、小區(qū)間干擾電平和每個(gè)群集的小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)負(fù)荷來選擇和定序多個(gè)組。
在一個(gè)實(shí)施例中，用戶設(shè)備首先選擇具有最好總性能的組，然后反饋該組中的群集的SINR信息。用戶設(shè)備可以根據(jù)SINR高于預(yù)定閾值的群集數(shù)量定序多個(gè)組。通過順序發(fā)送該組中所有群集的SINR，只需要發(fā)送組索引，而不需要發(fā)送所有群集索引。因此，每個(gè)組的反饋通常包含兩類信息組索引和該組內(nèi)的每個(gè)群集的SINR值。圖7示出了指示基于群集分配的一個(gè)示例性格式。參見圖7，組ID、ID1后面是該組中每個(gè)群集的SINR值。這可以顯著地減少反饋的開銷。
一旦收到來自用戶設(shè)備的反饋信息，基站上的群集分配器從一個(gè)或者多個(gè)組中選擇多個(gè)群集，如果可以得到的話，然后向用戶設(shè)備分配這些群集。該選擇可以通過基站的媒體接入控制部分的指定來實(shí)現(xiàn)。
此外，在小區(qū)間干擾環(huán)境中，多個(gè)組具有與不同小區(qū)相關(guān)聯(lián)的不同優(yōu)先級(jí)。在一個(gè)實(shí)施例中，用戶設(shè)備的一個(gè)組的選擇通過組優(yōu)先級(jí)來偏移，這意味著某些用戶設(shè)備具有比其它用戶設(shè)備更高的某些組應(yīng)用的優(yōu)先級(jí)。
在一個(gè)實(shí)施例中，在一個(gè)用戶設(shè)備與一個(gè)群集組之間沒有固定的聯(lián)系；然而，在一個(gè)可替代實(shí)施例中，可以有這樣一個(gè)固定聯(lián)系。在用戶設(shè)備與一個(gè)或者多個(gè)群集組之間存在固定聯(lián)系的實(shí)施中，可以省略反饋信息的組索引，因?yàn)橥ㄟ^默認(rèn)用戶設(shè)備和基站得知了該信息。
在另一個(gè)實(shí)施例中，從基站發(fā)送到用戶設(shè)備的導(dǎo)頻信號(hào)還指示每個(gè)群集的可用性，例如，導(dǎo)頻信號(hào)顯示哪些群集已經(jīng)分配給其它用戶設(shè)備和哪些群集可以用于新的分配。例如，基站可以在指示一個(gè)群集是可用的群集的多個(gè)副載波上發(fā)射導(dǎo)頻序列1111 1111，和發(fā)送指示群集是不可用的導(dǎo)頻序列1111-1-1-1-1。在接收機(jī)上，用戶設(shè)備首先使用本領(lǐng)域公知的信號(hào)處理方法例如相關(guān)方法辨別這兩個(gè)序列，然后估算信道和干擾電平。
借助該信息與用戶設(shè)備獲得的信道特征的組合，用戶設(shè)備可以把實(shí)現(xiàn)高SINR和良好負(fù)荷平衡的多個(gè)組列入優(yōu)先地位。
在一個(gè)實(shí)施例中，用戶設(shè)備通過使用糾錯(cuò)碼保護(hù)反饋信息。在一個(gè)實(shí)施例中，使用源編碼技術(shù)例如差分編碼壓縮反饋中的SINR信息，然后通過信道碼進(jìn)行編碼。
圖8顯示了用于一個(gè)示例性蜂窩設(shè)置的頻率重用圖案的一個(gè)實(shí)施例。每個(gè)小區(qū)具有在基站上使用定向天線的6個(gè)扇區(qū)的六邊形結(jié)構(gòu)。在小區(qū)之間，頻率重用因子是1。在每個(gè)小區(qū)內(nèi)頻率重用因子是2，其中扇區(qū)交替使用兩個(gè)頻率。如圖8所示，每個(gè)陰影扇區(qū)使用可用OFDMA群集的一半，無陰影的扇區(qū)使用該群集的另一半。在一般性情況下，陰影扇區(qū)使用的群集被稱作奇群集，而無陰影扇區(qū)使用的群集被稱作偶群集。
考慮在用戶設(shè)備上用全向天線發(fā)射下行鏈路信號(hào)的情況。從圖8中可以清楚地看到，對(duì)于陰影扇區(qū)，小區(qū)A干擾小區(qū)B，小區(qū)B又干擾小區(qū)C，小區(qū)C又干擾小區(qū)A，即，A-＞B-＞C-＞A。對(duì)于無陰影扇區(qū)，小區(qū)A干擾小區(qū)C，小區(qū)C又干擾小區(qū)B，小區(qū)B又干擾小區(qū)A，即，A-＞C-＞B-＞A。
扇區(qū)A1接收來自扇區(qū)C1的干擾，但是其傳輸干擾扇區(qū)B1。即，干擾源和干擾的受害者是不同的。這可以在使用干擾避免的分布式群集分布系統(tǒng)中造成一個(gè)穩(wěn)定性問題如果一個(gè)頻率群集被分配在扇區(qū)B1而不是扇區(qū)C1中，則該群集可以被分配在A1中，因?yàn)樵贏1中把它視作清潔(無干擾)。然而，該群集的分配可以對(duì)B1中現(xiàn)存分配造成干擾問題。
在一個(gè)實(shí)施例中，不同群集組在不同小區(qū)中被分配不同優(yōu)先級(jí)，以便在業(yè)務(wù)負(fù)荷逐漸加入一個(gè)扇區(qū)時(shí)減輕上述問題?？梢月?lián)合設(shè)計(jì)優(yōu)先級(jí)順序，使群集可以被選擇性地分配，以避免來自干擾源的干擾，同時(shí)減少以及可能最小化對(duì)其它小區(qū)中現(xiàn)有分配造成干擾問題的可能性。
使用上述實(shí)例將奇群集(由陰影扇區(qū)使用)劃分成3組組1，2，3。表2中列出了優(yōu)先級(jí)序列。
表2陰影扇區(qū)的下行鏈路的優(yōu)先級(jí)定序。

考慮扇區(qū)A1。首先選擇性分配組1中的群集。如果仍然有更多的需要群集的用戶設(shè)備，則根據(jù)測(cè)量的SINR，將組2中的群集選擇性地分配給用戶設(shè)備(避免從扇區(qū)C1接收強(qiáng)干擾的群集)。需要說明的是，從組2向扇區(qū)A1新近分配的群集將不會(huì)在扇區(qū)B1中造成干擾問題，除非扇區(qū)B1中的負(fù)荷太重使組3和組1中的群集被用盡，并且還要使用組2中的群集。表3顯示了當(dāng)在扇區(qū)A1、B1、C1中使用不足所有可用群集的2/3時(shí)的群集應(yīng)用。
表3具有不足全負(fù)荷2/3的陰影扇區(qū)的下行鏈路的群集應(yīng)用。

表4示出了無陰影扇區(qū)的下行鏈路的優(yōu)先級(jí)順序，它不同于陰影扇區(qū)的優(yōu)先級(jí)順序，因?yàn)楦蓴_關(guān)系被顛倒。
表4無陰影扇區(qū)的下行鏈路的優(yōu)先級(jí)定序。

相干與分集群集之間的智能交換在一個(gè)實(shí)施例中，存在兩類群集相干群集，包含相互接近的多個(gè)副載波；和分集群集，包括具有至少在頻譜上相距很遠(yuǎn)擴(kuò)展的某些副載波。多個(gè)副載波的接近最好是在信道相干帶寬內(nèi)，即，信道響應(yīng)保持大致相同的帶寬，對(duì)于許多群集系統(tǒng)通常是在100kHz內(nèi)。另一方面，分集群集的副載波擴(kuò)展最好大于信道相干帶寬，對(duì)于許多蜂窩系統(tǒng)通常是在100kHz內(nèi)。當(dāng)然，擴(kuò)展越大，分集就越好。因此，這種情況下的一般目的是最大化擴(kuò)展。
圖9示出了用于小區(qū)A-C的相干群集和分集群集的實(shí)例性群集格式。參見圖9，對(duì)于小區(qū)A-C，頻率(副載波)的標(biāo)記指示頻率是否為相干或者分集群集的部分。例如，被標(biāo)記為1-8的那些頻率是分集群集，被標(biāo)記為9-16的那些頻率是相干群集。例如，一個(gè)小區(qū)中被標(biāo)記為1的所有頻率是一個(gè)分集群集的部分，一個(gè)小區(qū)中被標(biāo)記為2的所有頻率是另一個(gè)群集的部分等，而被標(biāo)記為9的頻率組是一個(gè)相干群集，被標(biāo)記為10的頻率組是另一個(gè)相干群集等。對(duì)于不同小區(qū)可以不同地配置分集群集，以經(jīng)由干擾平均減少小區(qū)間干擾的影響。
圖9顯示了3個(gè)相鄰小區(qū)的示范性群集配置。來自一個(gè)小區(qū)的特定群集的干擾被分布到其它小區(qū)的許多群集上，例如，來自小區(qū)A的群集1的干擾被分布到小區(qū)B的群集1、8、7、6。這明顯減少了對(duì)小區(qū)B中的任何特定群集的干擾功率。同樣，對(duì)一個(gè)小區(qū)的任何特定群集的干擾來自其它小區(qū)的許多不同群集。由于所有群集都不是強(qiáng)干擾，因此具有交叉其副載波信道編碼的分集群集提供干擾分集增益。因此，它的優(yōu)點(diǎn)是，將分集群集分配給接近(例如，在相干帶寬內(nèi))小區(qū)邊界的多個(gè)用戶設(shè)備，并且更加受制于小區(qū)間干擾。
由于相干群集中的副載波是連續(xù)的或者相互接近(例如，在相干帶寬內(nèi))，因此它們很可能位于信道衰落的相干帶寬內(nèi)，因此，相干群集的信道增益可以顯著變化，群集選擇可以極大地改善性能。另一方面，分集群集的平均信道增益減少了由于擴(kuò)頻的多個(gè)副載波中的相干頻率分集造成的變化程度。由于交叉群集內(nèi)副載波的信道編碼，分集群集更強(qiáng)化了群集誤選擇(通過分集本身的性質(zhì))，同時(shí)可能從群集選擇中獲得(yield)較小增益。交叉副載波的信道編碼是指每個(gè)碼字包含從多個(gè)副載波發(fā)送的多個(gè)比特，更具體地說，在多個(gè)副載波中分布碼字之間的差比特(誤差矢量)。
更多的頻率分集可以通過時(shí)間上跳躍的副載波獲得，其中一個(gè)用戶設(shè)備在一個(gè)時(shí)隙占用一組副載波，在一個(gè)不同時(shí)隙占用另一不同組副載波。一個(gè)編碼單位(幀)包含多個(gè)這樣的時(shí)隙，并且交叉整個(gè)幀對(duì)所發(fā)送比特編碼。
圖10示出了具有副載波跳躍的分集群集。參見圖10，在所示的小區(qū)A和B中存在4個(gè)分集群集，各分集群集中的每個(gè)副載波具有相同標(biāo)記(1，2，3或者4)。存在所示的4個(gè)分離的時(shí)隙，并且在每個(gè)時(shí)隙期間，每個(gè)分集群集的副載波變化。例如，在小區(qū)A中，副載波1是時(shí)隙1期間的分集群集1的部分，是時(shí)隙2期間的分集群集2的部分，是時(shí)隙3期間的分集群集3的部分，是時(shí)隙4期間的分集群集4的部分。這樣，通過時(shí)間跳躍的副載波可以獲得更多的干擾分集，更多干擾分集可以通過使用不同小區(qū)的不同跳躍圖案獲得，如圖10所示。
用戶設(shè)備改變副載波(跳躍序列)的方式因不同小區(qū)而有所不同，以便通過編碼實(shí)現(xiàn)更好的干擾平均。
對(duì)于靜態(tài)副載波，比如在固定無線接入中，信道在時(shí)間上變化非常小。使用相干群集的選擇性群集分配實(shí)現(xiàn)良好的性能。另一方面，對(duì)于移動(dòng)用戶設(shè)備，信道時(shí)間差異(信道隨時(shí)間變化造成的差異)可能非常大。一個(gè)時(shí)間的高增益群集在另一個(gè)時(shí)間可能處于強(qiáng)衰落。因此，群集分配需要以快速率更新，從而造成大量的控制開銷。在此情況下，分集群集可以被用來提供額外強(qiáng)度，并減少頻率群集再分配的開銷。在一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行比信道變化率更快的群集分配，經(jīng)常是通過信道多普勒速率(以赫茲為單位)進(jìn)行測(cè)量，即信道每秒變化多少周期，其中信道在一個(gè)周期后是完全不同的。需要說明的是，可以對(duì)相干和分集群集執(zhí)行選擇性群集分配。
在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于包含混合的移動(dòng)和固定副載波的小區(qū)，信道/干擾變化檢測(cè)器可以被設(shè)置在用戶設(shè)備或者基站上，或者被設(shè)置在這兩者上。使用檢測(cè)結(jié)果，用戶設(shè)備和基站智能地選擇對(duì)小區(qū)邊界處的移動(dòng)用戶設(shè)備或者固定用戶設(shè)備的分集群集，和智能地選擇對(duì)接近基站的固定用戶設(shè)備的相干群集。信道/干擾變化檢測(cè)器為每個(gè)群集時(shí)常測(cè)量信道(SINR)變化。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，信道/干擾檢測(cè)器為每個(gè)群集測(cè)量導(dǎo)頻符號(hào)之間的功率差，并且在一個(gè)移動(dòng)窗口(例如，4個(gè)時(shí)隙)平均該差值。大差值指示信道/干擾頻繁變化，并指示副載波分配可能不是穩(wěn)定的。在這樣一種情況下，分集群集對(duì)用戶設(shè)備更理想。
圖11是根據(jù)用戶移動(dòng)性處理分集群集與相干群集之間智能選擇的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。該處理由處理邏輯執(zhí)行，所述邏輯可以包括硬件(例如，電路，專用邏輯等)，軟件(比如，在例如一個(gè)通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或者專用機(jī)器上運(yùn)行的軟件)，或者兩者的組合。
參見圖11，基站中的處理邏輯執(zhí)行信道/干擾變化檢測(cè)(處理塊1101)。然后，處理邏輯檢驗(yàn)信道/干擾變化檢測(cè)結(jié)果是否指示用戶是移動(dòng)的，或者位于接近小區(qū)邊緣的一個(gè)固定位置(處理塊1102)。如果用戶不是移動(dòng)的或者不位于接近小區(qū)邊緣的固定位置，則處理轉(zhuǎn)移到基站處理邏輯選擇相干群集的處理塊1103；反之，處理轉(zhuǎn)移到基站處理邏輯選擇分集群集的處理塊1104。
在一個(gè)實(shí)施例中，基站通過檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)或者正常的信道變化的變化速率，來確定一個(gè)用戶設(shè)備是移動(dòng)的還是固定的，并且確定該變化速率大于一個(gè)預(yù)定閾值。信道之間標(biāo)準(zhǔn)的瞬時(shí)差可以被表示為 其中Hi代表信道，i是表示各個(gè)信道的索引。
閾值是由系統(tǒng)決定的。例如，變化速率大于10％(盡管可以使用任何百分比(例如，20％))，那么基站推斷用戶設(shè)備是移動(dòng)的。在一個(gè)實(shí)施例中，如果信令的恒定時(shí)段大于往返延時(shí)的倍數(shù)(例如，往返延遲的5倍)，那么基站確定用戶設(shè)備是移動(dòng)的，并分配分集群集；反之，基站分配相干群集。
可以在再訓(xùn)練期間更新和智能地交換選擇。
小區(qū)中相干和分集群集的數(shù)量的比例/分配取決于移動(dòng)和固定用戶群體的比例。當(dāng)用戶群體隨系統(tǒng)發(fā)展而變化時(shí)，可以重新配置相干和分集群集的分配，以調(diào)節(jié)新系統(tǒng)之需要。圖12示出了能夠支持比圖9更多的移動(dòng)用戶的群集分類的重新配置。
盡管本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員在閱讀上述說明之后將會(huì)明白本發(fā)明的許多替換和修改，但是應(yīng)當(dāng)理解，通過圖示說明方式描述和顯示的任何特定實(shí)施例不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。因此，各種實(shí)施例的具體參考不打算用來限制權(quán)利要求的范圍，而權(quán)利要求僅表述了視作本發(fā)明本質(zhì)的哪些特征。
權(quán)利要求
1.一種用于在OFDMA系統(tǒng)中分配副載波的方法，包括把副載波的至少一個(gè)分集群集分配給第一用戶設(shè)備；和把至少一個(gè)相干群集分配給第二用戶設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一用戶設(shè)備包括一個(gè)移動(dòng)用戶設(shè)備，而第二用戶設(shè)備包括一個(gè)固定用戶設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中第一用戶設(shè)備包括位于小區(qū)邊緣的一個(gè)固定用戶設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在進(jìn)行跳頻的同時(shí)使用一個(gè)分集群集發(fā)射信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用一個(gè)分集群集包括交叉一個(gè)分集群集副載波的信道編碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括發(fā)射多個(gè)碼字，其中每個(gè)碼字包含從多個(gè)副載波發(fā)送的比特，碼字之間的差比特被分布在多個(gè)副載波之中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中一個(gè)相干群集的副載波處于基站與用戶設(shè)備之間的信道的相干帶寬內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括更新對(duì)用戶設(shè)備的群集分配。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括當(dāng)一個(gè)小區(qū)的移動(dòng)和固定用戶設(shè)備的群體變化時(shí)重新配置群集分類。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中至少一個(gè)分集群集被配置來減少小區(qū)間干擾的影響。
11.一種用于在OFDMA系統(tǒng)中分配副載波的方法，包括確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定；如果用戶設(shè)備被確定為移動(dòng)，則向該用戶設(shè)備分配副載波的至少一個(gè)分集群集；和如果用戶設(shè)備被確定為固定，則向該用戶設(shè)備分配副載波的至少一個(gè)相干群集。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定的步驟包括檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)的變化率，并且當(dāng)所述變化率大于一個(gè)預(yù)定量時(shí)指示用戶設(shè)備是移動(dòng)的。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定的步驟包括周期地測(cè)量信道變化。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定的步驟包括為每個(gè)群集周期地測(cè)量信道變化。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定的步驟包括為每個(gè)群集周期地測(cè)量SINR值。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定的步驟包括為每個(gè)群集測(cè)量導(dǎo)頻符號(hào)之間的功率差，并在一個(gè)時(shí)隙窗口上平均所述功率差。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述時(shí)隙窗口包括一個(gè)移動(dòng)時(shí)隙窗口。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述時(shí)隙窗口包括4個(gè)時(shí)隙。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括在進(jìn)行跳頻的同時(shí)使用一個(gè)分集群集發(fā)射信息。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中使用一個(gè)分集群集包括交叉一個(gè)分集群集副載波的信道編碼。
21.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括發(fā)射多個(gè)碼字，其中每個(gè)碼字包含從多個(gè)副載波發(fā)送的比特，并且碼字之間的差比特被分布在多個(gè)副載波之中。
22.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中一個(gè)相干群集的副載波處于基站與用戶設(shè)備之間的信道的相干帶寬內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括更新對(duì)用戶設(shè)備的群集分配。
24.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括當(dāng)一個(gè)小區(qū)的移動(dòng)和固定用戶設(shè)備的群體變化時(shí)重新配置群集分類。
25.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中至少一個(gè)分集群集被配置來減少小區(qū)間干擾的影響。
26.一種設(shè)備，包括一個(gè)用戶設(shè)備；一個(gè)包括副載波分配器的基站，所述基站通信地連接所述用戶設(shè)備；一個(gè)檢測(cè)信道變化的變化檢測(cè)器，其中副載波分配器根據(jù)變化檢測(cè)器的信道變化檢測(cè)結(jié)果向用戶設(shè)備分配一個(gè)或多個(gè)副載波的分集群集或者分配一個(gè)或多個(gè)副載波的相干群集。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中變化檢測(cè)器位于基站。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中變化檢測(cè)器位于用戶設(shè)備。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中變化檢測(cè)器為每個(gè)群集周期地測(cè)量信道變化。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中變化監(jiān)測(cè)器為每個(gè)群集周期地測(cè)量SINR值。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中變化監(jiān)測(cè)器為每個(gè)群集測(cè)量導(dǎo)頻符號(hào)之間的功率差，并在一個(gè)時(shí)隙窗口上平均該功率差。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中所述時(shí)隙窗口包括一個(gè)移動(dòng)時(shí)隙窗口。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中所述時(shí)隙窗口包括4個(gè)時(shí)隙。
34.一種用于在OFDMA系統(tǒng)中分配副載波的設(shè)備，所述設(shè)備包括確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定的裝置；分配分集群集的裝置，如果用戶設(shè)備被確定為移動(dòng)，則向該用戶設(shè)備分配副載波的至少一個(gè)分集群集；和分配相干群集的裝置，如果用戶設(shè)備被確定為固定，則向該用戶設(shè)備分配副載波的至少一個(gè)相干群集。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定的裝置包括檢測(cè)導(dǎo)頻信號(hào)的變化率、并且當(dāng)所述變化率大于一個(gè)預(yù)定量時(shí)指示用戶設(shè)備是移動(dòng)的的裝置。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定的裝置包括為每個(gè)群集周期地測(cè)量信道變化的裝置。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定的裝置包括為每個(gè)群集周期地測(cè)量SINR值的裝置。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中確定用戶設(shè)備是移動(dòng)還是固定的裝置包括為每個(gè)群集測(cè)量導(dǎo)頻符號(hào)之間的功率差、并在一個(gè)時(shí)隙窗口上平均所述功率差的裝置。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的設(shè)備，其中所述時(shí)隙窗口包括一個(gè)移動(dòng)時(shí)隙窗口。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中所述時(shí)隙窗口包括4個(gè)時(shí)隙。
41.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，還包括在進(jìn)行跳頻的同時(shí)使用一個(gè)分集群集發(fā)射信息的裝置。
42.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中使用一個(gè)分集群集包括交叉一個(gè)分集群集的副載波的信道編碼。
43.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括發(fā)射多個(gè)碼字的裝置，其中每個(gè)碼字包含從多個(gè)副載波發(fā)送的比特，并且碼字之間的差比特被分布在多個(gè)副載波之中。
44.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中一個(gè)相干群集的副載波處于基站與用戶設(shè)備之間的信道的相干帶寬內(nèi)。
45.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，還包括更新對(duì)用戶設(shè)備的群集分配的裝置。
46.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，還包括當(dāng)一個(gè)小區(qū)的移動(dòng)和固定用戶設(shè)備的群體變化時(shí)重新配置群集分類的裝置。
47.根據(jù)權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中至少一個(gè)分集群集被配置來減少小區(qū)間干擾的影響。
全文摘要
本發(fā)明公開了在一個(gè)正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)中分配副載波的方法和設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括把副載波的至少一個(gè)分集群集分配給第一用戶設(shè)備，以及把至少一個(gè)相干群集分配給第二用戶設(shè)備。
文檔編號(hào)H04L27/26GK1524367SQ01820652
公開日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2001年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月15日
發(fā)明者輝 劉, 劉輝, 李克敏, 李小東, 張文忠 申請(qǐng)人:布羅德施托姆電信公司