專利名稱：在無線網(wǎng)中調(diào)度通信的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般涉及無線通信，并且尤其涉及ad-hoc網(wǎng)絡(luò)(在自組織網(wǎng))中調(diào)度通信的各種系統(tǒng)和技術(shù)。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的無線通信中，通常采用接入網(wǎng)來支持多個移動裝置的通信。典型地，用遍及一個地理區(qū)域分布的多個固定站點基站來實現(xiàn)這些接入網(wǎng)。該地理區(qū)域通常被細分為稱為小區(qū)的更小的區(qū)域。配置每個基站以服務(wù)在它的各個小區(qū)中的所有移動裝置。因此，所述接入網(wǎng)不容易被重新配置以解決跨不同蜂窩區(qū)域的變化的業(yè)務(wù)需求。
與傳統(tǒng)的接入網(wǎng)對比，自組織網(wǎng)絡(luò)是動態(tài)的。當(dāng)許多無線通信裝置，通常稱作終端，決定連接在一起以形成一個網(wǎng)絡(luò)時，就形成了一個自組織網(wǎng)絡(luò)。因為自組織網(wǎng)絡(luò)中的終端不但作為主機而且作為路由器操作，所以該網(wǎng)絡(luò)可以很容易地被重新配置，以更有效地方式來滿足現(xiàn)有的業(yè)務(wù)需求。此外，自組織網(wǎng)絡(luò)不需要傳統(tǒng)接入網(wǎng)所需的基礎(chǔ)設(shè)施，這使得自組織網(wǎng)絡(luò)在未來成為一個具有吸引力的選擇。
超寬帶(UWB)是一個可以用自組織網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的通信技術(shù)的實例。UWB在甚寬帶寬上提供高速通信。同時，UWB信號在功耗非常小的極短的脈沖中被發(fā)送。該UWB信號的輸出功率非常低，以至于對于其他的RF技術(shù)來說它看起來像是噪聲，這使得它具有更少的干擾。
存在許多多址技術(shù)可以支持在自組織網(wǎng)絡(luò)中同時發(fā)生的通信。作為例子，頻分多址(FDMA)方案是一種非常通用的技術(shù)。典型地，F(xiàn)DMA涉及給自組織網(wǎng)絡(luò)中的兩個終端間的獨立通信分配總帶寬的不同部分。雖然對于不間斷的通信這個方案是有效的，但當(dāng)不需要這樣持續(xù)的、不間斷的通信時，可以實現(xiàn)對總帶寬更好的利用。
其它的多址方案包括時分多址(TDMA)。這些TDMA方案對于在許多不需要不間斷通信的終端間分配有限的帶寬特別有效。典型地，在指定的時間間隔內(nèi)，TDMA方案將整個帶寬指定用于兩個終端間的每個通信信道。
碼分多址(CDMA)技術(shù)可以與TDMA結(jié)合使用以在每個時間間隔內(nèi)支持多個通信。這可以通過在指定的時間間隔內(nèi)，利用調(diào)制了載波并由此擴展了信號頻譜的不同的碼來發(fā)送每個通信或信號來實現(xiàn)。在接收器終端，通過解調(diào)器可以分離出所述發(fā)送的信號，該解調(diào)器采用一個相應(yīng)的碼來解擴所期望的信號。其碼不匹配的不需要的信號在帶寬中不被解擴并且只對噪聲有貢獻。
在使用擴頻通信來支持同時傳輸?shù)腡DMA系統(tǒng)中，期望有健壯的和有效的調(diào)度算法。該調(diào)度算法用來確定并行傳輸以及那些傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率和功率電平，以防止過多的相互干擾。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一方面，一種用于調(diào)度通信的方法包括選擇多個終端對，所述每個終端對具有一個發(fā)送終端和一個相應(yīng)的接收終端；確定每個接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)；并且調(diào)度從每個發(fā)送終端到其相應(yīng)接收終端的同時發(fā)生的信號傳輸，對同時發(fā)生的所述傳輸?shù)恼{(diào)度包括為滿足每個接收終端目標質(zhì)量參數(shù)的每個信號傳輸選擇一個功率電平。
在本發(fā)明的另一方面，一種通信終端包括調(diào)度器，該調(diào)度器被配置來選擇多個終端對，所述每個終端對具有一個發(fā)送終端和一個相應(yīng)的接收終端；確定每個接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)；并且調(diào)度從每個發(fā)送終端到其相應(yīng)接收終端的同時發(fā)生的信號傳輸，對同時發(fā)生的所述傳輸?shù)恼{(diào)度包括為滿足每個接收終端目標質(zhì)量參數(shù)的每個信號傳輸選擇一個功率電平。
在本發(fā)明的又一方面，一種通信終端包括用于選擇多個終端對的裝置，所述每個終端對具有一個發(fā)送終端和一個相應(yīng)的接收終端；用于確定每個接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)的裝置；以及用于調(diào)度從每個發(fā)送終端到其相應(yīng)接收終端的同時發(fā)生的信號傳輸?shù)难b置，對同時發(fā)生的所述傳輸?shù)恼{(diào)度包括為滿足每個接收終端目標質(zhì)量參數(shù)的每個信號傳輸選擇一個功率電平。
在本發(fā)明的又一方面，包含指令程序的計算機可讀媒介可用于執(zhí)行一種用于調(diào)度通信的方法，所述指令可由計算機程序執(zhí)行，該方法包括選擇多個終端對，所述每個終端對具有一個發(fā)送終端和一個相應(yīng)的接收終端；確定每個接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)；并且調(diào)度從每個發(fā)送終端到其相應(yīng)接收終端的同時發(fā)生的信號傳輸，所述對同時發(fā)生的傳輸?shù)恼{(diào)度包括為滿足每個接收終端目標質(zhì)量參數(shù)的每個信號傳輸選擇一個功率電平。
應(yīng)該理解，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，通過以下的詳細描述，本發(fā)明的其它實施例將變得顯而易見，其中，本發(fā)明的各種實施例通過舉例說明的方式被示出和描述。正如將被認識到的，在沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，該發(fā)明能夠以其它的和不同的實施例實現(xiàn)并且它的幾個細節(jié)能夠在各種其它的方面被修改。因此，圖示和詳細的描述應(yīng)被認為實質(zhì)上是說明性的，而不是限制性的。


在附圖中，作為舉例而不是作為限制，說明了本發(fā)明的各方面，其中圖1是說明一個微微網(wǎng)的實例的概念圖；圖2是說明用于控制微微網(wǎng)內(nèi)通信的媒介訪問控制(MAC)幀的實例的概念圖；圖3是說明能在微微網(wǎng)內(nèi)工作的一個終端的實例的功能框圖；圖4是說明作為微微網(wǎng)主終端進行工作的基帶處理器的實例的功能框圖；圖5是說明在基帶處理器中調(diào)度器工作的實例的流程圖；圖6是說明一個微微網(wǎng)拓撲圖的實例的概念圖；和圖7是說明作為微微網(wǎng)的成員終端工作的基帶處理器的實例的功能框圖。
發(fā)明詳述以下結(jié)合附圖的詳細描述僅是對本發(fā)明各種不同的實施例的描述，并不旨在僅僅代表本發(fā)明可以在其中被實踐的唯一的實施例。在該公開中描述的每個實施例僅是作為本發(fā)明的一個實例或說明，并且不應(yīng)該必須被解釋為優(yōu)先于或優(yōu)越于其它的實施例。該詳細描述包括了用于提供對本發(fā)明的全面理解的具體細節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，沒有這些具體細節(jié)，本發(fā)明也可以被實踐。在一些實例中，為了避免混淆本發(fā)明的概念，公知的結(jié)構(gòu)和裝置以方框圖的形式被示出。首字母縮寫詞和其它描述性的術(shù)語僅是為了方便和清楚的目的而使用，并不是旨在限制本發(fā)明的范圍。
在以下的詳細描述中，本發(fā)明的各個方面在UWB無線通信系統(tǒng)的環(huán)境中被描述。盡管這些發(fā)明的方面可以很好地適于與該應(yīng)用一起使用，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白的是，這些發(fā)明的方面在各種其它通信環(huán)境下也同樣適于使用。因此，對于UWB通信系統(tǒng)的任何參考僅僅是要說明該發(fā)明的各方面，同時要理解的是，這些發(fā)明的方面具有廣泛的應(yīng)用范圍。
圖1說明了在無線通信系統(tǒng)中一個微微網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲的實例。“微微網(wǎng)”是一個以ad-hoc方式利用無線技術(shù)連接的通信裝置或終端的集合。該終端可以是靜止的或運動的，例如步行的或乘車、飛機、船的用戶攜帶的一個終端。所述術(shù)語“終端”意指包含任何類型的通信裝置，所述通信裝置包括蜂窩電話、無線電話或固定電話、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜式電腦、外置或內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器、PC卡、以及任何其它類似的裝置。
在無線通信系統(tǒng)的至少一個實施例中，每個微微網(wǎng)具有一個主終端和從屬于該主終端的多個成員終端。在圖1中，具有一個主終端104的微微網(wǎng)102被示出，該主終端支持在幾個成員終端106之間的通信。該主終端104能與微微網(wǎng)中的每個成員終端106通信。在主終端104的控制下，所述成員終端106也能直接地相互通信。正如下面將要更詳細地解釋的，在所述微微網(wǎng)102中的每個成員終端106也能直接與改微微網(wǎng)外的終端通信。
通過任何多址方案，例如，TDMA、FDMA、CDMA、或任何其它的多址方案，所述主終端104可以與成員終端106通信。為了說明本發(fā)明的各個方面，圖1中所示的無線通信系統(tǒng)將會在采用TDMA和CDMA技術(shù)的混合多址方案的環(huán)境下被描述。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，本發(fā)明決不僅局限于這樣的多址方案。
可以以多種方式形成一個微微網(wǎng)。作為舉例，當(dāng)一個終端初始加電時，它從多個微微網(wǎng)主終端搜索導(dǎo)頻信號。由每個微微網(wǎng)主終端廣播的導(dǎo)頻信號可以是一個未調(diào)制的擴頻信號，或任何其它的參考信號。在擴頻配置中，可以使用每個微微網(wǎng)主終端特有的偽隨機噪聲(PN)碼來擴展該導(dǎo)頻信號。采用相關(guān)處理，所述終端遍歷所有可能的PN碼，來用最強的導(dǎo)頻信號識別主終端。如果能以足夠的信號強度接收該最強的導(dǎo)頻信號以支持最低數(shù)據(jù)速率，那么所述終端就嘗試通過向主終端注冊來加入該微微網(wǎng)。
在一些實例中，一個終端可能找不到一個具有足夠信號強度的導(dǎo)頻信號以支持最低數(shù)據(jù)速率。這可能由許多原因?qū)е?。作為舉例，所述終端可能離主終端太遠?；蛘?，傳播環(huán)境可能不足以支持所需的數(shù)據(jù)速率。在任一情況下，所述終端可能不能夠加入一個現(xiàn)有的微微網(wǎng)，因此，通過發(fā)送它自己的導(dǎo)頻信號作為一個孤立的終端開始工作。該孤立的終端可以成為一個新微微網(wǎng)的主終端。能夠以足夠的強度接收該孤立終端廣播的導(dǎo)頻信號的其它終端試圖捕獲該導(dǎo)頻信號并且加入該孤立終端的微微網(wǎng)。
所述主終端104使用周期的幀結(jié)構(gòu)以協(xié)調(diào)微微網(wǎng)內(nèi)的通信。在本領(lǐng)域，該幀通常指的是媒介訪問控制(MAC)幀，因為它被用來為各種終端提供對通信媒介的訪問。根據(jù)特殊的應(yīng)用和整體設(shè)計的限制，該幀可以是任意的周期。出于討論的目的，將使用5ms的幀周期。5ms的幀對于適應(yīng)650Mcps的高碼片速率是合理的，并且有望支持下至19.2kbps的數(shù)據(jù)速率。
具有n個幀202的一個MAC幀結(jié)構(gòu)的實例在圖2中被示出。每個幀可以被劃分成160個或任何其他數(shù)目的時隙204。該時隙周期是31.25us，其對應(yīng)于650Mcps下的20,312.5個碼片。所述幀將它的部分時隙用于開銷。作為舉例，使用幀202中的第一時隙206來向所有的成員終端廣播擴頻導(dǎo)頻信號。該導(dǎo)頻信號可以占用整個時隙206，或者，與一個控制信道共享該時隙。占用第一時隙206末端的控制信道可以是一個以與導(dǎo)頻信號同樣功率電平廣播到所有成員終端的擴頻信號。所述主終端可以使用這個控制信道來定義該MAC幀的構(gòu)成。
所述主終端負責(zé)調(diào)度微微網(wǎng)內(nèi)的通信。這可以通過使用一個或多個附加的擴頻控制信道來完成，該控制信道在幀內(nèi)占用不同的時隙，例如，圖2中的時隙208和時隙210。這些附加的控制信道可以被從主終端廣播到所有成員終端，并且包括各種調(diào)度信息。該調(diào)度信息包括用于在微微網(wǎng)內(nèi)終端之間通信的時隙分配。如圖2所示，可以從幀202的數(shù)據(jù)時隙部分212中選擇這些時隙。也可以包括例如用于終端之間每個通信的功率電平和數(shù)據(jù)速率的附加信息。采用CDMA方案，所述主終端也可以在任意指定的時隙發(fā)送多個終端對。在這種情況下，所述調(diào)度信息也可以指定用于終端之間獨立通信的擴頻碼。
所述主終端周期性地留出部分時間用于對等傳輸。在這段時間內(nèi)，所述主終端104指定從終端106之一與一個或多個孤立終端和/或相鄰的微微網(wǎng)通信。這些傳輸可能要求高的發(fā)射功率，并且在一些實例中，只能維持在低的數(shù)據(jù)速率上。在與孤立的終端和/或相鄰的微微網(wǎng)通信需要高功率傳輸?shù)那闆r下，所述主終端決定不同時調(diào)度任何微微網(wǎng)內(nèi)的通信。
圖3是說明一個終端的一種可能的配置的概念圖。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白的，根據(jù)具體的應(yīng)用和總體設(shè)計的局限，所述終端的精確的配置可以改變。出于清楚和完整的目的，將在一個具有擴頻能力的UWB終端的環(huán)境下描述各個發(fā)明的概念，然而，這樣的發(fā)明概念同樣適合在各種其它的通信裝置中使用。因此對于擴頻UWB終端的任何涉及僅僅是要說明本發(fā)明的各個方面，需要理解的是，這些方面具有廣泛的應(yīng)用范圍。
用一個耦合到天線304的前端收發(fā)信機302來實現(xiàn)所述終端?；鶐幚砥?06被耦合到收發(fā)信機302?？梢杂靡粋€基于軟件的結(jié)構(gòu)或任意其他結(jié)構(gòu)類型來實現(xiàn)該基帶處理器306。微處理器可被用作運行軟件程序的平臺，該軟件程序尤其提供了可執(zhí)行的控制和整體系統(tǒng)管理功能，該功能允許終端在微微網(wǎng)中作為主終端或成員終端來工作。數(shù)字信號處理器(DSP)可以由嵌入式的通信軟件層來實現(xiàn)，該嵌入式的通信軟件層運行特定應(yīng)用算法來減少對微處理器的處理需求。使用該DSP來提供各種信號處理功能，例如導(dǎo)頻信號捕獲、時間同步、頻率跟蹤、擴頻處理、調(diào)制和解調(diào)功能，以及前向糾錯。
所述終端也可以包括耦合到基帶處理器306的各種用戶接口308。該用戶接口包括鍵盤、鼠標、觸摸屏、顯示器、振鈴器、振蕩器、揚聲器、麥克風(fēng)、照相機和/或類似的設(shè)備。
圖4是說明一個作為主終端工作的基帶處理器的實例的概念圖。該基帶處理器306和收發(fā)信機302被示出。所述收發(fā)信機302包括一個接收機402。該接收機402在存在噪聲和干擾的情況提供了對期望信號的檢測。使用該接收機402提取所期望的信號并將它們放大到使包含在接收信號中的信息能被基帶處理器306處理的電平。
所述收發(fā)信機302還包括一個發(fā)射機404。使用該發(fā)射機404將來自基帶處理器306的信息調(diào)制到載波頻率。該調(diào)制的載波被上變頻到RF頻率并且被放大到足夠的功率電平，以通過天線304發(fā)射到自由空間。
當(dāng)作為主終端工作時，所述基帶處理器306啟動調(diào)度器406。在所述基帶處理器306的基于軟件的實現(xiàn)中，該調(diào)度器406可以是運行在微處理器上的一個軟件程序。然而，正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白的，該調(diào)度器406并不局限于此實施例，并可以用本領(lǐng)域任何已知的方法來實現(xiàn)，包括任何能夠?qū)崿F(xiàn)這里描述的各種功能的硬件配置、軟件配置、或者它們的組合。
使用所述調(diào)度器406以最大化所述微微網(wǎng)容量的方式調(diào)度微微網(wǎng)內(nèi)的通信。這可以通過各種方式實現(xiàn)。作為舉例，使用該調(diào)度器406來仔細挑選將參與同時通信的終端對。為滿足每個接收終端目標質(zhì)量參數(shù)的同時發(fā)生的通信中的每個通信調(diào)度一個發(fā)射功率電平。該目標質(zhì)量參數(shù)可以是接收終端的載干(C/I)比，或本領(lǐng)域已知的任何其它質(zhì)量參數(shù)。
圖5是說明所述調(diào)度器工作的一個實例的流程圖。在步驟502，所述調(diào)度器開始確定用于下一個MAC幀的調(diào)度表的過程。首先，調(diào)度器確定在當(dāng)前MAC幀末端參與通信的每一個終端對之間還要發(fā)送的剩余數(shù)據(jù)量。所述調(diào)度器也為下一個MAC幀調(diào)度終端對之間的新呼叫。在大多數(shù)的實例中，要被發(fā)送的用以支持現(xiàn)有的呼叫和新呼叫的總數(shù)據(jù)量，將遠超過能在單個MAC幀中傳送的數(shù)據(jù)量。在那種情況下，所述調(diào)度器就只調(diào)度一部分數(shù)據(jù)用于在下一個MAC幀中傳輸。能在下一個MAC幀中發(fā)送的數(shù)據(jù)量將取決于與無線媒介質(zhì)量相關(guān)地所支持的不同的數(shù)據(jù)速率。較高的數(shù)據(jù)速率趨于增加能被時分復(fù)用到MAC幀中的數(shù)據(jù)量。然而，較高的數(shù)據(jù)速率還趨于需要較高的載干(C/I)比來滿足最小的QoS需求，因此，限制了能夠達到的并行傳輸?shù)臄?shù)量。以平衡這兩個競爭因素的方式配置所述調(diào)度器，來最大化所述微微網(wǎng)的總體容量。
使用所述調(diào)度器來為每個新呼叫確定數(shù)據(jù)速率。由所述調(diào)度器選擇的數(shù)據(jù)速率是基于所請求的服務(wù)類型的。作為舉例，如果一個成員終端與另一個成員終端發(fā)起一個呼叫以支持一個視頻應(yīng)用，所述調(diào)度器確定該呼叫需要高數(shù)據(jù)速率。如果另一個成員終端向另一個成員終端發(fā)起一個語音呼叫，所述調(diào)度器就選擇較低的數(shù)據(jù)速率來支持該呼叫?，F(xiàn)有的呼叫的數(shù)據(jù)速率是已知的，因此，不需要被重新計算。
一旦用于每個微微網(wǎng)內(nèi)通信的數(shù)據(jù)速率被確定了，調(diào)度決定就被作出。這些調(diào)度決定是基于符合任意已知調(diào)度算法的眾多考慮的。作為舉例，調(diào)度決定可以根據(jù)一個優(yōu)先權(quán)系統(tǒng)來作出，其中，語音通信的優(yōu)先權(quán)高于低延遲通信。為了最大化吞吐量，所述調(diào)度算法也可以賦予高數(shù)據(jù)速率的傳輸以優(yōu)先權(quán)。也應(yīng)該考慮一種公平準則，該公平準則應(yīng)該考慮將要在終端對之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和這樣的終端對所承受的延遲。其它因素可以被考慮并且都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠很容易地使現(xiàn)有的調(diào)度算法適應(yīng)于特定的微微網(wǎng)應(yīng)用。
通過調(diào)度并行傳輸，所述調(diào)度器可以增加能夠在下一個MAC幀中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。在不引起過多的干擾情況下，調(diào)度所述并行傳輸來最大化數(shù)據(jù)吞吐量。在保持每個接收終端的目標C/I比的同時，這可以通過使用一種基于優(yōu)先權(quán)的算法在多個時隙中調(diào)度并行通信來實現(xiàn)。所述目標C/I比是支持滿足所期望的QoS的數(shù)據(jù)速率需要的C/I比。在步驟504，采用本領(lǐng)域公知的方法，由最大幀錯誤率(FER)可以算出用于一個新呼叫的每個接收終端的目標C/I比?，F(xiàn)有呼叫的目標C/I比是已知的，因此，不需要被重新計算。
在步驟506，采用對于每一個指定的MAC幀，在每個接收終端滿足目標C/I比的方法，使用所述調(diào)度器來調(diào)度同時的通信。一個微微網(wǎng)拓撲圖被用于此目的。一個微微網(wǎng)拓撲圖的實例在圖6中被示出。通過主終端接收的來自于從終端的傳輸，可由主終端構(gòu)建該微微網(wǎng)拓撲圖。返回到圖4，使用計算模塊408來測量從終端所接收的信號強度。因為每個成員終端傳輸?shù)亩〞r和功率電平由所述調(diào)度器406來確定，這個信息和所測量的接收信號的強度一起被提供給所述計算模塊408，所以所述調(diào)度器406就能夠計算到每個成員終端的路徑損失。
也可以使用所述成員終端來周期性地為主終端提供到微微網(wǎng)中的其它成員終端的路徑損失測量值。這些測量是基于成員終端之間的調(diào)度傳輸?shù)摹Ｔ谝粋€或多個控制信道上將路徑損失測量值發(fā)送給主終端。在接收器端的信號處理器412采用擴頻技術(shù)來從控制信道提取這些測量值，并將它們存儲到存儲器410中。
返回到圖6，在兩個終端之間的一串虛線表示兩個終端間已知的距離。圖中距離可由在主終端完成的路徑損失測量以及成員終端向它報告的測量推導(dǎo)出來。然而，正如馬上將要更詳細解釋的，被用于并行傳輸調(diào)度決定的是測量的路徑損失，而不是距離。因此，如果主終端具有微微網(wǎng)中每個可能的終端對組合的路徑損失信息，在不用知道每個成員終端相對于主終端的角坐標的情況下，就可以調(diào)度并行傳輸。然而，事實上，一個具有角坐標的微微網(wǎng)拓撲圖對調(diào)度并行傳輸是非常有用的。參考圖6，兩個終端之間沒有虛線意味著主終端沒有這兩個終端間的路徑損失信息。
使用許多技術(shù)可以繪制具有角坐標的微微網(wǎng)拓撲圖，作為舉例，所述技術(shù)包括Navstar全球定位(GPS)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。在這個實施例中，每個終端配備有一個GPS接收機，該接收機能夠通過本領(lǐng)域公知的方法計算它的坐標。通過適當(dāng)?shù)臄U頻控制信道，成員終端的坐標可以被發(fā)送到主終端。返回到圖4，所述主終端的信號處理器412采用擴頻處理來提取成員終端的坐標，并且把它們提供給所述調(diào)度器406。所述調(diào)度器406利用這些坐標連同自己的坐標，來繪制微微網(wǎng)拓撲圖，例如圖6中所示的拓撲圖。
所述調(diào)度器406使用該微微網(wǎng)拓撲圖，來估計那些不能以其他方式得到的終端對之間的路徑損失。該路徑損失是終端間的距離和環(huán)境條件的函數(shù)。因為許多終端之間的路徑損失是已知的，并且相同終端之間的距離也是已知的，因此就能由所述調(diào)度器406來估計環(huán)境條件對于信號傳播的影響。如果我們假定在整個微微網(wǎng)中的環(huán)境條件是相對一致的，所述調(diào)度器406就能夠計算出那些不能以其他方式得到的終端對之間的路徑損失。將路徑損失計算的結(jié)果存儲在存儲器410中供以后使用。在短距離應(yīng)用中，例如UWB，通過假設(shè)在整個微微網(wǎng)中環(huán)境條件都充分地相同，就可以得到精確的路徑損失估計。
一旦由所述調(diào)度器406繪制了微微網(wǎng)拓撲圖并且所述路徑損失信息存儲在存儲器410中，所述調(diào)度決定就作出了。所述調(diào)度器406使用包含在微微網(wǎng)拓撲圖中的信息并結(jié)合對調(diào)度決定有影響的其它適當(dāng)?shù)囊蛩兀瑏泶_保為隨后MAC幀而調(diào)度的微微網(wǎng)內(nèi)通信不相互過度干擾。
在描述一種用于在并行傳輸環(huán)境中，在每個接收終端保持目標C/I比的方法之前，示例性地結(jié)合圖6檢驗并行傳輸?shù)挠绊?。假設(shè)在整個微微網(wǎng)內(nèi)有適中的目標C/I需求，從成員終端106a到成員終端106g的傳輸和從成員終端106c到成員終端106e的傳輸可能被同時調(diào)度。這個調(diào)度決定應(yīng)該滿足所述目標C/I的需求，因為來自從終端106a的傳輸不應(yīng)該在成員終端106e引起過多的干擾，并且來自從終端106c的傳輸不會在從終端106g引起過多的干擾。
一個更積極的調(diào)度決定也可以包括從成員終端106f到成員終端106b的傳輸。如果目標C/I需求足夠低，這個調(diào)度決定就不會導(dǎo)致過度的相互干擾。然而，如果在成員終端106g上的目標C/I比高，例如，因為一個高數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用，那么從成員終端106a發(fā)射的信號功率也是高的，這就導(dǎo)致了在成員終端106b中過度的干擾。成員終端106b承受的來自成員終端106a的所述干擾將實際C/I比降到低于目標值，因此將性能降低到不可接受的水平。在這種情況下，應(yīng)該在不同的時間調(diào)度從成員終端106f到成員終端106b的傳輸。
所述調(diào)度算法包括一個計算來確保保持每個接收終端的目標C/I比。根據(jù)具體的應(yīng)用、設(shè)計者的偏愛以及整體設(shè)計的限制，所述調(diào)度器實現(xiàn)該計算的方式可以改變。下面將提供一個在具有三個同時的傳輸?shù)腗AC幀中的單個時隙的實例。
返回到圖6，所述三個同時的傳輸包括從成員終端106a到成員終端106g的傳輸、從成員終端106c到成員終端106e的傳輸，以及最后從成員終端106f到成員終端106b的傳輸。如下所示，在主終端，由所述調(diào)度器能夠計算出在成員終端106g上的C/I比(C/IG)。
在成員終端106g上的信號強度等于成員終端106a處的發(fā)射功率(PA)減去從成員終端106a到成員終端106g的路徑損失(LA-G)。在成員終端106g處的干擾歸因于成員終端106c和106f的信號傳輸，并可以用成員終端106c處的發(fā)射功率(PC)減去從成員終端106c到成員終端106g的路徑損失(LC-G)加上從終端106f處的發(fā)射功率(PF)減去從成員終端106f到成員終端106g的路徑損失(LF-G)來表示。根據(jù)這些關(guān)系，由以下公式，可以在對數(shù)域計算所述C/I比C/IGdB＝PA-LA-G-(PC-LC-G+PF-LF-G+M)(1)其中M等于被用來計算微微網(wǎng)外干擾的干擾容限。
也可以用兩個類似的公式來計算在成員終端接收機106e和106b處的C/I比。由以下公式，可以在對數(shù)域計算成員終端106e處的C/I比(C/IE)
C/IEdB＝PC-LC-E-(PA-LA-E+PF-LF-E+M)(2)其中LC-E是從成員終端106c到成員終端106e的路徑損失；LA-E是從成員終端106a到成員終端106e的路徑損失；并且LF-E是從成員終端106f到成員終端106e的路徑損失。
由以下公式，可以在對數(shù)域計算成員終端106b處的C/I比(C/IB)C/IBdB＝PF-LF-B-(PA-LA-B+PC-LC-B+M)(3)其中LF-B是從成員終端106f到成員終端106b的路徑損失；LA-B是從成員終端106a到成員終端106b的路徑損失；并且LC-B是從成員終端106c到成員終端106b的路徑損失。
把每個接收終端的目標C/I比和存儲在存儲器中的路徑損失信息代入公式(1)-(3)，我們就得到三個方程和可以用代數(shù)方法求解的三個未知量(PA，PC，PF，)。假設(shè)能滿足全部三個方程，那么就可以以所計算出的功率電平調(diào)度來自成員終端106a，106e，和106b的同步傳輸。另一方面，如果沒有功率電平的組合能滿足全部三個方程的話，或者如果任何一個所需的功率電平超出了所述終端的最大發(fā)射功率的話，那么所述調(diào)度器將不會同時調(diào)度這三個傳輸。
一旦作出了調(diào)度決定，通過隨后MAC幀中的一個或多個控制信道，它們就被發(fā)送到微微網(wǎng)中的成員終端。在調(diào)度分配被提供給收發(fā)信機302，用以向各個成員終端廣播之前，用發(fā)射端的信號處理器416來擴展該調(diào)度分配。
圖7是說明具有被配置為成員終端的基帶處理器的一個終端的實例的概念框圖。調(diào)度器406被示為帶有虛線，該虛線說明在作為成員終端工作期間，它沒有被基帶處理器306啟動。無論所述基帶處理器306是作為主終端還是作為成員終端工作，所述收發(fā)信機302的配置都是相同的，因此，將不會作進一步討論。為了完整性，所述收發(fā)信機302在圖7中被示。
正如先前結(jié)合被配置為主終端的所述基帶處理器306的討論，在一個或多個控制信道上，將調(diào)度分配廣播到微微網(wǎng)中的所有成員終端。接收端的信號處理器412采用擴頻處理，以從所述控制信道提取所述調(diào)度信息并把它提供給控制器418。所述調(diào)度信息包括用于到達及來自所述成員終端的各個傳輸?shù)臅r隙分配，以及每個傳輸?shù)墓β孰娖胶蛿?shù)據(jù)速率。
使用所述控制器418來將數(shù)據(jù)速率和擴頻信息提供給接收端的信號處理器412，以用于對成員終端的調(diào)度傳輸。使用該信息，所述信號處理器412在適當(dāng)?shù)臅r間恢復(fù)來自于其它成員終端的通信，并且將所恢復(fù)的通信提供給各個用戶接口308。
所述控制器418也可以將功率電平信息提供給計算模塊408，以用于來自另一個終端的每個傳輸。通過使用在調(diào)度傳輸期間來自收發(fā)信機302的信號強度測量值，所述計算模塊408使用該信息來計算來自發(fā)射終端的路徑損失。由所述計算模塊408計算的該路徑損失信息被存儲在存儲器410中，并在調(diào)度的時間內(nèi)，被提供給發(fā)射端的信號處理器416，以用于控制信道廣播。在使用GPS接收機(沒有被示出)的終端的各種實施例中，在一個經(jīng)由信號處理器416和收發(fā)信機302廣播的控制信道上，可以使用該GPS接收機將坐標信息提供給主終端。
使用所述信號處理器416來為微微網(wǎng)內(nèi)的各個成員終端擴頻通信。該通信源于各種用戶接口308并被存儲在緩存器420中，直到有調(diào)度的傳輸。在調(diào)度的時間內(nèi)，使用控制器418將所述通信從緩存器420釋放到信號處理器416，以用于擴頻處理。由控制器418將所述通信的數(shù)據(jù)速率、擴頻碼和發(fā)射功率電平編程到信號處理器416中?；蛘撸煽刂破?18對收發(fā)信機302中的發(fā)射機404處的發(fā)射功率電平進行編程。
利用一個通用處理器，數(shù)字信號處理器(DSP)，專用集成電路(ASIC)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或者其他可編程的邏輯器件，分立門或者晶體管邏輯，分立硬件組件，或者它們之中的任意組合可以實現(xiàn)或執(zhí)行結(jié)合這里公開的實施例描述的各種示例性的邏輯框圖，模塊和電路。一個通用處理器可能是一個微處理器，但是在另一種情況中，處理器可能是任何常規(guī)的處理器，控制器，微控制器，或者狀態(tài)機。一個處理器也可能被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如，DSP和微處理器的組合，多個微處理器，一個或者更多結(jié)合DSP內(nèi)核的微處理器，或者任何其他此種結(jié)構(gòu)。
結(jié)合這里公開的實施例描述的方法或者技術(shù)可直接體現(xiàn)為硬件，由處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者這二者的組合。一個軟件模塊可能駐留在RAM存儲器，閃存，ROM存儲器，EPROM存儲器，EEPROM存儲器，寄存器，硬盤，移動磁盤，CD-ROM，或者本領(lǐng)域熟知的任何其他形式的存儲媒質(zhì)中。一種典型存儲介質(zhì)與處理器耦合，使得處理器能夠從該存儲介質(zhì)中讀信息，且可向該存儲介質(zhì)寫信息。在替換實例中，存儲介質(zhì)可能與處理器集成。處理器和存儲介質(zhì)可能駐留在一個ASIC中。該ASIC可能駐留在一個用戶終端中。在一個替換實例中，處理器和存儲介質(zhì)可以作為用戶終端中的分立組件駐留。
提供所述公開的實施例的上述描述可使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或者使用本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，這些實施例的各種修改是顯而易見的，并且這里定義的總體原理也可以在不脫離本發(fā)明的范圍和主旨的基礎(chǔ)上應(yīng)用于其他實施例。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實施例，而是與符合這里公開的原理和新穎特征的最廣范圍相一致。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)度通信的方法，包括選擇多個終端對，所述每個終端對具有一個發(fā)送終端和一個相應(yīng)的接收終端；確定每個所述接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)；并且調(diào)度從每個所述發(fā)送終端到其相應(yīng)接收終端的同時發(fā)生的信號傳輸，對同時發(fā)生的所述傳輸?shù)恼{(diào)度包括為滿足每個所述接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)的每個所述信號傳輸選擇功率電平。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括為每個所述信號傳輸調(diào)度一個不同的擴頻碼。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述質(zhì)量參數(shù)包含載干比。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括為每個所述信號傳輸調(diào)度一個數(shù)據(jù)速率。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，使用為來自一個所述發(fā)送終端的一個所述信號傳輸所調(diào)度的數(shù)據(jù)速率，來確定在相應(yīng)接收終端處的所述目標質(zhì)量參數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，為所述信號傳輸所調(diào)度的數(shù)據(jù)速率是每個所述終端對所請求的服務(wù)類型的函數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括向每個所述終端對廣播所述調(diào)度表。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，還包括利用代碼來對所述廣播進行擴展。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對同時發(fā)生的所述傳輸?shù)恼{(diào)度是從每個所述發(fā)送終端到每個所述接收終端的路徑損失信息的函數(shù)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括從一個或多個所述終端接收所述路徑損失信息。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，從微微網(wǎng)的終端中選擇所述終端對。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，對同時發(fā)生的所述傳輸?shù)恼{(diào)度是從每個所述發(fā)送終端到每個所述接收終端的路徑損失信息的函數(shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括從一個或多個所述微微網(wǎng)終端接收所述路徑損失信息。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括構(gòu)建微微網(wǎng)拓撲圖，并從所述微微網(wǎng)拓撲圖中導(dǎo)出所述路徑損失信息的至少一部分。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將一個被調(diào)度的所述信號傳輸發(fā)送到一個相應(yīng)的所述接收終端。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括從一個所述發(fā)送終端接收一個相應(yīng)的被調(diào)度的所述信號傳輸。
17.一個通信終端，包括調(diào)度器，其被配置來選擇多個終端對，每個終端對具有一個發(fā)送終端和一個相應(yīng)的接收終端；確定每個所述接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)；并且調(diào)度從每個所述發(fā)送終端到其相應(yīng)接收終端的同時發(fā)生的信號傳輸，對同時發(fā)生的所述傳輸?shù)恼{(diào)度包括為滿足每個所述接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)的每個所述信號傳輸選擇功率電平。
18.如權(quán)利要求17所述的通信終端，其中，所述調(diào)度器被進一步配置成為每個所述信號傳輸調(diào)度一個不同的擴頻碼。
19.如權(quán)利要求17所述的通信終端，其中，所述質(zhì)量參數(shù)包含載干比。
20.如權(quán)利要求17所述的通信終端，其中，所述調(diào)度器被進一步配置成為每個所述信號傳輸調(diào)度一個數(shù)據(jù)速率。
21.如權(quán)利要求20所述的通信終端，其中，使用為來自一個所述發(fā)送終端的一個所述信號傳輸所調(diào)度的數(shù)據(jù)速率，來確定在相應(yīng)接收終端處的所述目標質(zhì)量參數(shù)。
22.如權(quán)利要求20所述的通信終端，其中，為每個所述信號傳輸所調(diào)度的數(shù)據(jù)速率是為每個所述終端對所請求的服務(wù)的函數(shù)。
23.如權(quán)利要求17所述的通信終端，還包括收發(fā)信機，其被配置成向每個所述終端對廣播所述調(diào)度表。
24.如權(quán)利要求23所述的通信終端，還包括信號處理器，其被配置成用代碼對所述廣播進行擴展。
25.如權(quán)利要求17所述的通信終端，其中，所述調(diào)度器被進一步配置成根據(jù)從每個所述發(fā)送終端到每個所述接收終端的路徑損失信息，調(diào)度同時發(fā)生的所述傳輸。
26.如權(quán)利要求25所述的通信終端，還包括收發(fā)信機以及存儲器，所述收發(fā)信機被配置成從一個或多個所述終端接收所述路徑損失信息，所述存儲器被配置成存儲所述接收的路徑損失信息，并且其中，所述調(diào)度器被配置成訪問所述存儲器。
27.如權(quán)利要求17所述的通信終端，其中，所述調(diào)度器被進一步配置成從微微網(wǎng)的終端中選擇所述終端對。
28.如權(quán)利要求27所述的通信終端，其中，所述調(diào)度器被進一步配置成根據(jù)從每個所述發(fā)送終端到每個所述接收終端的路徑損失信息，調(diào)度同時發(fā)生的所述傳輸。
29.如權(quán)利要求28所述的通信終端，還包括收發(fā)信機以及存儲器，所述收發(fā)信機被配置成從一個或多個微微網(wǎng)終端接收所述路徑損失信息，所述存儲器被配置成存儲所述接收的路徑損失信息，并且其中，所述調(diào)度器被配置成訪問所述存儲器。
30.如權(quán)利要求28所述的通信終端，其中，所述調(diào)度器被進一步配置成構(gòu)建微微網(wǎng)拓撲圖，并從所述微微網(wǎng)拓撲圖中導(dǎo)出所述路徑損失信息的至少一部分。
31.如權(quán)利要求17所述的通信終端，還包括收發(fā)信機，其被配置成將一個被調(diào)度的所述信號傳輸發(fā)送到一個相應(yīng)的所述接收終端。
32.如權(quán)利要求17所述的通信終端，還包括收發(fā)信機，其被配置成從一個所述發(fā)送終端接收一個相應(yīng)的被調(diào)度的所述信號傳輸。
33.一個通信終端，包括用于選擇多個終端對的裝置，所述每個終端對具有一個發(fā)送終端和一個相應(yīng)的接收終端；用于確定每個所述接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)的裝置；并且用于調(diào)度從每個所述發(fā)送終端到其相應(yīng)接收終端的同時發(fā)生的信號傳輸?shù)难b置，對同時發(fā)生的所述傳輸?shù)恼{(diào)度包括為滿足每個所述接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)的每個所述信號傳輸選擇功率電平。
34.包含由計算機程序執(zhí)行來實施調(diào)度通信方法的計算機可讀媒介，所述方法包括選擇多個終端對，所述每個終端對具有一個發(fā)送終端和一個相應(yīng)的接收終端；確定每個所述接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)；并且調(diào)度從每個所述發(fā)送終端到其相應(yīng)接收終端的同時發(fā)生的信號傳輸，對同時發(fā)生的所述傳輸?shù)恼{(diào)度包括為滿足每個所述接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)的每個信號傳輸選擇功率電平。
全文摘要
公開了涉及無線通信的系統(tǒng)和技術(shù)。所述系統(tǒng)和技術(shù)涉及無線通信系統(tǒng)，其中一個模塊或通信裝置被配置以選擇多個終端對，所述每個終端對具有一個發(fā)送終端和一個相應(yīng)的接收終端；確定每個所述接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)；并且調(diào)度從每個所述發(fā)送終端到其相應(yīng)接收終端的同時發(fā)生的信號傳輸，所述對同時發(fā)生的傳輸?shù)恼{(diào)度包括為滿足每個所述接收終端的目標質(zhì)量參數(shù)的每個信號傳輸選擇功率電平。
文檔編號H04L12/56GK1914860SQ200480041285
公開日2007年2月14日 申請日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月4日
發(fā)明者桑吉夫·南達 申請人:高通股份有限公司