專利名稱：用于協(xié)調(diào)多點(diǎn)傳送的速率分配方案的制作方法
用于協(xié)調(diào)多點(diǎn)傳送的速率分配方案
背景技術(shù)：
無線蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)幾乎是無處不在的，并且向數(shù)百萬訂戶提供移動語音和數(shù)據(jù)通信。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，固定收發(fā)器或接入點(diǎn)(AP)提供與地理區(qū)域或小區(qū)內(nèi)多個訂戶的雙向無線電通信。在現(xiàn)代無線蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)中，小區(qū)間干擾或來自非服務(wù)AP的在用戶設(shè)備(UE)的干擾一直是性能減損的主要源頭，使數(shù)據(jù)速率、系統(tǒng)容量和送達(dá)的通信服務(wù)的質(zhì)量受限。當(dāng)從在單個AP的多個天線向多個UE傳送時發(fā)生類似的干擾。發(fā)表在2004 年 I 月 IEEE 匯刊 VT 53 卷 I 號(IEEE Trans, VT, vol. 53，no. I,Jan. 2004)中的M. Schubert和H. Roche所著標(biāo)題為“具有各個SINR約束的多用戶波束成形問題的解決方案”(“Solution of the multiuser beamforming problem withindividual SINR constraints”)的文獻(xiàn)中公開一種從多天線AP到多個UE的聯(lián)合自適應(yīng)波束成形的系統(tǒng)，其公開通過引用其全部并入本文。根據(jù)此系統(tǒng)，聯(lián)合地調(diào)整波束成形器和 傳送功率以滿足在UE的各個平均信號干擾噪聲比(SINR)要求。推導(dǎo)了一種算法，其在總傳送功率約束下將可聯(lián)合地實現(xiàn)的SINR余量(高于SINR要求)最大化。協(xié)調(diào)多點(diǎn)(CoMP)傳送是一種將多個AP之間的干擾最小化的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。CoMP不同于常規(guī)蜂窩體系結(jié)構(gòu)，因為在地理位置中的多種AP的天線依靠快速回程(backhaul)連接到中央CoMP控制器。CoMP控制器通過協(xié)調(diào)調(diào)度到小區(qū)內(nèi)的用戶設(shè)備(UE)的傳送和/或使用信號處理技術(shù)主動性地抑制干擾來將干擾最小化。在CoMP信號處理中，對從每個傳送天線到每個UE的傳送加權(quán)以將干擾最小化并將吞吐量最大化。與常規(guī)蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比，在下行鏈路中來自多個AP的這種協(xié)調(diào)的傳送允許CoMP系統(tǒng)實現(xiàn)非常高的譜效率。CoMP系統(tǒng)在 2006 年 8 月的 IEE 通信會議 153 卷 4 期 548-555 頁(IEE Proc. -Commun.，vol. 153，issue 4, pp. 548-555，Aug. 2006)中發(fā)表的 G. J. Fosehini、K. Karakayali 和R. A. Valenzuela所著標(biāo)題為“協(xié)調(diào)多個天線蜂窩網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)極大譜效率”的文獻(xiàn)(“Coordinating multiple antenna cellular networks to achieve enormous spectralefficiency”)中以及2008年6月30日在波蘭華沙的3GPPP規(guī)范“協(xié)調(diào)的多點(diǎn)傳送/接收”(“Coordinated multipoint transmission / reception”)TSG-RAN WGl #53bis,Rl-082469中予以公開，其二者的公開通過引用其全部并入本文。A. Hafeez于2008年9月提交的美國臨時專利申請序列號61/094108，標(biāo)題為“在每個傳送器功率約束下的多用戶波束成形”(“Multiuser beamforming under pertransmitter power constraints”)中公開一種在CoMP小區(qū)中從多個AP進(jìn)行聯(lián)合自適應(yīng)波束成形的系統(tǒng)，該臨時專利申請的公開通過引用其全部并入本文。推導(dǎo)了一種算法，其在每傳送器(即，AP)功率約束下為CoMP小區(qū)中的UE將可聯(lián)合地實現(xiàn)的SINR余量最大化。Schubert等人和Hafeez公開的多用戶波束成形方案將UE的各個SINR目標(biāo)以上的可聯(lián)合地實現(xiàn)的SINR余量最大化。但是，這些方法未解決設(shè)置UE的各個SINR目標(biāo)的問題。在確定這些目標(biāo)時，如UE服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求和業(yè)務(wù)狀況的實際考慮起作用。此外，如公平度和吞吐量優(yōu)化的系統(tǒng)方面也必須予以考慮。具有相等UE SINR目標(biāo)的多用戶波束成形未確保UE的相等位速率。這是因為在相等UE SINR目標(biāo)的情況下，多用戶波束成形算法將給定幀中調(diào)度的UE的平均SINR均衡，而不考慮過往幀中UE所實現(xiàn)的位速率。換言之，獨(dú)立于波束成形方案實施的調(diào)度影響了平均UE位速率。設(shè)置相等的UE位速率目標(biāo)對于系統(tǒng)吞吐量來說一般不好，因為具有有利信道狀況的UE受到處罰，而具有不利信道狀況的UE受到獎勵。另一方面，僅基于UE的信道狀況(例如，SINR)來設(shè)置UE位速率目標(biāo)可能導(dǎo)致UE之間的總體不公平。例如，在差信道狀況中的UE將在長時間段內(nèi)僅接收到低位速率。相似地，向好信道狀況中的UE提供高位速率改進(jìn)了系統(tǒng)吞吐量，但是在長期內(nèi)是不公平的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本文公開且要求保護(hù)的實施例，通過更改指派給用戶的權(quán)重，在所調(diào)度的用戶上分配數(shù)據(jù)傳送速率。用戶權(quán)重確定用于傳送的傳送預(yù)編碼向量，其確定了數(shù)據(jù)速率。在一個實施例中，從多組權(quán)重中選擇使每個用戶的瞬時數(shù)據(jù)速率與先前幀上的平均速率的比值在所有調(diào)度的用戶上之和最大化的一組預(yù)定的權(quán)重。在另一個實施例中，權(quán)重、預(yù)編碼向 量和數(shù)據(jù)速率是頻率相關(guān)的。在另一個實施例中，通過指派初始權(quán)重、確定與權(quán)重關(guān)聯(lián)的預(yù)編碼向量、確定使用所確定的預(yù)編碼向量的傳送的信道狀況以及基于其相對信道狀況來調(diào)整用戶權(quán)重的迭代過程來確定用戶權(quán)重。


圖I是CoMP無線通信網(wǎng)絡(luò)的功能框圖。圖2是CoMP網(wǎng)絡(luò)中從多個天線在多個用戶之間分配數(shù)據(jù)速率的方法的流程圖。圖3是描繪CoMP網(wǎng)絡(luò)的模擬結(jié)果的曲線圖。
具體實施例方式圖I描繪CoMP無線通信網(wǎng)絡(luò)10。網(wǎng)絡(luò)10包括多個AP天線12a_12e。雖然按每個AP塔單個天線12來描繪，但是在其它實施例中，AP可以具有多個同在一處的天線12。AP天線12在下行鏈路上向多個UE 14a-14b傳送通信信號。AP天線12全部連接到中央CoMP控制器16，中央CoMP控制器16協(xié)調(diào)AP天線12之間的調(diào)度和傳送參數(shù)二者以控制在UE 14的干擾。如圖I中所描繪，CoMP控制器16協(xié)調(diào)從AP天線12a、12b和12c到UE 14a的傳送，例如對傳送加權(quán)以將在UE 14a的SINR最大化。相似地，CoMP控制器16協(xié)調(diào)從AP天線12c、12d和12e到UE 14b的傳送。當(dāng)然，能夠考慮CoMP控制器16來控制從所有CoMP天線12到每個UE 14的傳送，雖然在實際實現(xiàn)中，這些傳送路徑中的許多傳送路徑將被賦予O的權(quán)重，從而有效地消除它們。CoMP網(wǎng)絡(luò)10中的下行鏈路多用戶傳送方案一般設(shè)計成使總用戶吞吐量(位速率)或最小用戶吞吐量最大化。為了賦予不同用戶不同的優(yōu)先級，可以對用戶吞吐量加權(quán)。此夕卜，可以使用其它度量來取代吞吐量，如SINR或均方誤差(MSE)。令當(dāng)前幀(S卩，預(yù)定的時間期間)中調(diào)度用于傳送的用戶有J組權(quán)重。假定這些權(quán)重組是固定且預(yù)定的。令
權(quán)利要求
1.一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)中從多個天線將數(shù)據(jù)傳送速率分配到多個用戶的迭代方法，包括: 向每個用戶指派初始權(quán)重； 為每個用戶確定對應(yīng)于所指派的權(quán)重的傳送預(yù)編碼向量； 確定與使用所確定的傳送預(yù)編碼向量的至每個用戶的傳送關(guān)聯(lián)的相對信道狀況； 基于關(guān)聯(lián)的信道狀況來調(diào)整指派給每個用戶的權(quán)重；以及 為每個用戶確定對應(yīng)于所調(diào)整的權(quán)重的傳送預(yù)編碼向量。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中初始權(quán)重指派是對于所有用戶相等的權(quán)重。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括將如下步驟迭代一次或多次 確定與使用所確定的傳送預(yù)編碼向量的至每個用戶的傳送關(guān)聯(lián)的相對信道狀況； 基于關(guān)聯(lián)的信道狀況來調(diào)整指派給每個用戶的權(quán)重；以及 為每個用戶確定對應(yīng)于所調(diào)整的權(quán)重的傳送預(yù)編碼向量。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中迭代一次或多次包括迭代預(yù)定的次數(shù)。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中迭代一次或多次包括迭代直到預(yù)定的度量滿足預(yù)定閾值為止。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中基于關(guān)聯(lián)的信道狀況調(diào)整指派給每個用戶的權(quán)重包括，相比于其它用戶的信道狀況，增加指派給高信道狀況所關(guān)聯(lián)的用戶的權(quán)重。
7.如權(quán)利要求I所述的方法，其中基于關(guān)聯(lián)的信道狀況調(diào)整指派給每個用戶的權(quán)重包括，相比于其它用戶的信道狀況，減少指派給低信道狀況所關(guān)聯(lián)的用戶的權(quán)重。
8.如權(quán)利要求I所述的方法，還包括使用最新確定的傳送預(yù)編碼向量來將數(shù)據(jù)傳送給所述用戶。
9.一種在無線通信網(wǎng)絡(luò)中從多個天線將數(shù)據(jù)傳送速率分配到多個用戶的方法，包括 為預(yù)定時間段中調(diào)度用于傳送的用戶提供多組權(quán)重，與對應(yīng)的一組傳送預(yù)編碼向量關(guān)聯(lián)的每個權(quán)重組得到對應(yīng)的一組用戶數(shù)據(jù)傳送速率； 選擇滿足如下條件的一組權(quán)重當(dāng)前傳送時間段中每個用戶的數(shù)據(jù)傳送速率與在至少過往兩個傳送時間段上該用戶的平均數(shù)據(jù)傳送速率的比在所調(diào)度的用戶上得到最大和；以及 使用與所選擇的一組權(quán)重關(guān)聯(lián)的傳送預(yù)編碼向量來將數(shù)據(jù)傳送到所述用戶。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述權(quán)重、預(yù)編碼向量和數(shù)據(jù)速率是頻率相關(guān)的。
全文摘要
在從多個天線向多個用戶傳送的通信系統(tǒng)中，通過更改指派給用戶的權(quán)重來在所調(diào)度的用戶上分配數(shù)據(jù)傳送速率。用戶權(quán)重確定用于傳送的傳送預(yù)編碼向量，其確定了數(shù)據(jù)速率。在一個實施例中，從多組權(quán)重中選擇使每個用戶的瞬時數(shù)據(jù)速率與先前幀上的平均速率的比值在所有調(diào)度的用戶上之和最大化的一組預(yù)定的權(quán)重。在另一個實施方案中，權(quán)重、預(yù)編碼向量和數(shù)據(jù)速率是頻率相關(guān)的。在另一個實施方案中，通過指派初始權(quán)重、確定與權(quán)重關(guān)聯(lián)的預(yù)編碼向量、確定使用所確定的預(yù)編碼向量的傳送的信道狀況以及基于其相對信道狀況來調(diào)整用戶權(quán)重的迭代過程來確定用戶權(quán)重。
文檔編號H04B7/06GK102656815SQ201080059040
公開日2012年9月5日 申請日期2010年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者哈菲斯 A. 申請人:瑞典愛立信有限公司