本發(fā)明涉及小小區(qū)(small cell)系統(tǒng)中的資源分配。

背景技術：

4G網(wǎng)絡是第四代移動電信技術標準，并且包括WiMAX和LTE-高級網(wǎng)絡標準。4G網(wǎng)絡包括用于支持小規(guī)模演進節(jié)點B(eNodeB)的新架構(gòu)，該架構(gòu)可安裝在私人住宅(被稱為毫微微接入點、或毫微微小區(qū))或室外區(qū)域(被稱為宏小區(qū)或皮小區(qū)，取決于覆蓋區(qū)域)。這些小區(qū)被統(tǒng)稱為小小區(qū)。

預期小小區(qū)被廣泛采用。然而，因為小小區(qū)被設計成在受移動網(wǎng)絡運營商介入最小的情況下由終端用戶進行部署，所以引起一些問題。例如，如果兩個小小區(qū)具有交疊的覆蓋區(qū)域(如圖1中所示)但使用相同頻率和時隙進行發(fā)送，則來自這兩個小小區(qū)的信號將彼此干擾并且數(shù)據(jù)吞吐量顯著減小。這種形式的干擾被稱為同層(co-tier)，因為干擾是在網(wǎng)絡的同一層中的兩個元件之間。當宏小區(qū)和小小區(qū)使用相同頻率和時隙時，來自宏小區(qū)的信號和來自小小區(qū)的信號之間也可能存在干擾。為了應對這些問題并且使網(wǎng)絡中的干擾最小，MNO采用了各種資源管理技術。

傳統(tǒng)資源管理技術的第一示例涉及確定由其它小小區(qū)使用的資源并且相應地分配其資源和電力用量的小小區(qū)。在第二示例中，集中資源管理系統(tǒng)確定網(wǎng)絡的拓撲和資源需求并且將資源分配給每個小小區(qū)。在這兩個示例中都存在施加于小小區(qū)的額外的處理要求，因為它們必須確定并且報告它們的資源分配并且處理從其它小小區(qū)或管理系統(tǒng)接收到的任何信號。此外，網(wǎng)絡上的控制流量增加以承載所有這些額外信號，這對于廣泛的小小區(qū)部署來說可能很明顯。

傳統(tǒng)資源管理技術的第三示例涉及獨立確定其資源分配的小小區(qū)。這種技術比以上兩個示例更可取，因為小小區(qū)上的處理負擔相對小并且不增加網(wǎng)絡上的控制流量。存在這種技術的多種實現(xiàn)方式。首先，小小區(qū)可各自隨機分配其自身資源(例如，通過使用隨機或偽隨機數(shù)生成器)。雖然這樣簡化了計算，但它導致比以上詳述的第一示例和第二示例更大的干擾程度。這個問題由于這樣的數(shù)生成器產(chǎn)生數(shù)“群”而被加劇(即，其中，序列的部分具有比其它部分更大的點的密度)。

獨立資源管理技術的改進涉及使用各種參數(shù)來計算它們的資源分配的小小區(qū)。這些參數(shù)可包括用戶需要的數(shù)據(jù)速率或測得的針對各資源塊的干擾。小小區(qū)可根據(jù)來自用戶設備UE的測量報告來確定這些參數(shù)。這種技術產(chǎn)生了相比以上隨機技術改進的資源分配(即，更小的干擾)，但招致小小區(qū)和UE之間的流量增加的代價。

在給定獨立技術的限制的情況下，小小區(qū)供應商通常選擇以上的第一示例和第二示例。然而，這樣更加復雜，因為來自(使用不兼容技術的)不同運營商的小小區(qū)將被部署在同一覆蓋區(qū)域中。

美國專利申請公開No.2008/0233966A1公開了OFDM通信系統(tǒng)中的偽隨機資源分配的方法。因此，該公開遭受到以上討論的隨機和偽隨機分配的問題。

因此，期望減輕以上問題中的一些或全部。

技術實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種為小小區(qū)和用戶設備UE之間的傳輸分配資源塊RB的方法，所述方法包括以下步驟：a)使用低差異的偽隨機數(shù)生成器來生成值；b)將所述值與資源塊RB關聯(lián)；以及c)為小小區(qū)和用戶設備UE之間的傳輸分配所述RB。

本發(fā)明可因此基于由偽隨機數(shù)生成器所生成的值為傳輸分配RB。偽隨機數(shù)生成器可被構(gòu)造成生成具有低差異特性的數(shù)的序列，使得各個新點對之前生成的點具有一定依賴性。偽隨機數(shù)生成器因此避免了現(xiàn)有技術中的隨機數(shù)生成器所遭遇的“集群”問題。本發(fā)明的發(fā)明人進行的模擬已經(jīng)表明，相比于現(xiàn)有技術的隨機數(shù)生成器技術，當許多小小區(qū)采用本發(fā)明的方法時，RB沖突(即，干擾)的數(shù)量減少。

此外，本發(fā)明的方法具有使小小區(qū)上的處理負擔最小并且對無線網(wǎng)絡上的控制流量沒有影響的額外益處。

可為所述小小區(qū)和所述UE之間的傳輸分配多個RB，并且所述方法還可包括以下步驟：d)確定為所述小小區(qū)和所述UE之間的傳輸分配的RB的計數(shù)是否小于要分配的所述多個RB；以及e)如果RB的所述計數(shù)小于要分配的所述多個RB，則返回步驟a)。在大多數(shù)情形下，小小區(qū)將為傳輸分配多個RB，并且該過程可迭代地重復，直到使用偽隨機數(shù)生成器分配了所有RB為止。

步驟c)還可包括：i)確定是否已經(jīng)為所述小小區(qū)和所述UE之間的傳輸分配了RB；并且，如果已經(jīng)分配了所述RB，則ii)選擇另選RB；iii)確定是否已經(jīng)為所述小小區(qū)和所述UE之間的傳輸分配了所述另選RB；以及iv)為所述小小區(qū)和所述UE之間的傳輸分配所述另選RB。因此，如果已經(jīng)分配了通過偽隨機數(shù)生成器選擇的RB，則可選擇并且替代地分配另選RB。

步驟a)還可包括：i)使用所述偽隨機數(shù)生成器來生成多個拒絕值；ii)從一范圍的值中去除所述多個拒絕值；以及iii)根據(jù)所述范圍的值使用所述偽隨機數(shù)生成器來生成所述值。因此，該方法可通過從這個范圍中去除(由偽隨機數(shù)生成器生成的)拒絕值的集合而使得可為RB分配選擇的可能值的范圍變小。這個兩階段方法減少了實現(xiàn)這種技術的兩個小小區(qū)將都選擇同一RB的機會。

所述偽隨機數(shù)生成器可以是索博爾(Sobol)偽隨機數(shù)生成器。

所述小小區(qū)可向所述UE發(fā)送RB分配，并且基于所述RB分配，所述小小區(qū)和所述UE可發(fā)送和接收信號。

提供了一種包含計算機可執(zhí)行代碼的計算機程序，當所述計算機可執(zhí)行代碼在計算機上執(zhí)行時，所述計算機可執(zhí)行代碼使所述計算機執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方面所述的方法的步驟。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種適于為與用戶設備UE的傳輸分配資源塊RB的小小區(qū)，所述小小區(qū)包括：收發(fā)器，其適于使用資源塊RB分配來與用戶設備UE通信；以及處理器，其適于a)使用低差異的偽隨機數(shù)生成器來生成值；b)將所述值與資源塊RB關聯(lián)；以及c)為所述收發(fā)器和所述UE之間的傳輸分配所述RB。

所述小小區(qū)可適于為與UE的傳輸分配多個RB，其中，所述處理器還可適于：d)確定為所述小小區(qū)和所述UE之間的傳輸分配的RB的計數(shù)是否小于要分配的所述多個RB；以及e)如果RB的所述計數(shù)小于要分配的所述多個RB，則返回步驟a)。

對于步驟c)，所述處理器還可適于：i)確定是否已經(jīng)為所述小小區(qū)和所述UE之間的傳輸分配了RB；并且，如果已經(jīng)分配了RB，則ii)選擇另選RB，iii)確定是否已經(jīng)為所述小小區(qū)和所述UE之間的傳輸分配了所述另選RB，以及iv)為所述小小區(qū)和所述UE之間的傳輸分配所述另選RB。

對于步驟a)，所述處理器還可適于：i)使用所述偽隨機數(shù)生成器來生成多個拒絕值；ii)從一范圍的值中去除所述多個拒絕值；以及iii)根據(jù)所述范圍的值使用所述偽隨機數(shù)生成器來生成所述值。

所述收發(fā)器還可適于基于所述RB分配向所述UE發(fā)送信號，并且還可適于向所述UE發(fā)送所述RB分配。

所述小小區(qū)可以是毫微微小區(qū)，并且可以是無線網(wǎng)絡的部分。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖僅以示例的方式來描述本發(fā)明的實施方式，其中：

圖1是示出現(xiàn)有技術的宏小區(qū)、多個毫微微小區(qū)A至D和多個用戶設備A和B的示圖，其中，毫微微小區(qū)C和D具有交疊的覆蓋區(qū)域；

圖2是本發(fā)明的第一實施方式的毫微微小區(qū)的示意圖；

圖3是第一實施方式的UE的示意圖；

圖4例示資源塊；

圖5例示資源塊的矩陣；

圖6是例示本發(fā)明的方法的第一實施方式的流程圖；

圖7例示資源塊的矩陣，其中，已經(jīng)通過圖6的方法分配了一個資源塊；

圖8例示資源塊的矩陣，其中，已經(jīng)通過圖6的方法分配了一些資源塊；以及

圖9是示出針對現(xiàn)有技術的隨機數(shù)生成器技術和圖6的方法二者，沖突概率相對于具有交疊的覆蓋區(qū)域的兩個和三個小小區(qū)的資源需求的曲線圖。

具體實施方式

現(xiàn)在，將參照圖2至圖9描述本發(fā)明的第一實施方式。圖2是毫微微小區(qū)1的示意圖，其包括天線3、RF前端5、處理器7(包括基帶處理器7a和應用處理器7b)和ADSL終端單元ATU 9。如本領域中已知的，RF前端5是適于處理借助天線3發(fā)送和接收的RF信號的模塊，基帶處理器7a充當適于執(zhí)行一般RF傳輸功能(例如，編碼、解碼、誤差檢測等)的移動端接組件，并且應用處理器7b充當適于處理高級功能的終端設備組件。處理器7被連接到RF前端5和ATU 9二者。

在該實施方式中，基帶處理器7a適于按照LTE協(xié)議棧(即，L1、MAC、RLC、PDCP、RRC)進行通信?；鶐幚砥?a可因此充當用于為毫微微小區(qū)1和用戶設備UE 100之間的傳輸分配資源塊的調(diào)度器(例如，MAC調(diào)度器)。調(diào)度信息可借助RF前端5和天線3被發(fā)送到UE 100。

UE 100在圖3中例示。UE 100包括天線103、RF前端105和處理器107(包括基帶處理器107a和應用處理器107b)。基帶處理器107a適于按照LTE協(xié)議棧(即，L1、MAC、RLC、PDCP、RRC)進行通信，并且適于接收調(diào)度消息(包括為UE 100和毫微微小區(qū)1之間的傳輸分配的資源塊的調(diào)度)并且相應地配置其至毫微微小區(qū)1的傳輸。

現(xiàn)在，將更詳細地描述資源塊。資源塊代表針對LTE空中接口的資源的基本單位。當在毫微微小區(qū)1和UE 100之間傳遞數(shù)據(jù)時，毫微微小區(qū)1調(diào)度器(在這種情況下，基帶處理器7a的MAC調(diào)度器)必須為了所述傳遞而分配多個資源塊。(如圖4中所示的)資源塊在時域中占據(jù)單個0.5ms時隙，其被劃分成許多(通常6個或7個)正交頻分多址OFDMA符號并且在頻域中被劃分成12個子載波(各15Hz)。資源塊因此定義72個或84個資源元素的柵格，其中，各資源元素可容納單個調(diào)制符號。數(shù)據(jù)發(fā)送的位速率因此由在頻域中分配用于傳輸?shù)馁Y源塊的數(shù)量(進而資源元素的數(shù)量，各資源元素均容納一個符號)和所使用的調(diào)制技術限定。

圖5是示出頻域中的n個資源塊和時域中的m個資源塊的矩陣。處理器7因此可為小小區(qū)和UE之間的傳輸分配高達n*m個資源塊。實際上，對于所需的數(shù)據(jù)速率，資源塊中只有一部分是必需的(例如，使用64QAM調(diào)制，對于15.12Mbps的數(shù)據(jù)速率，只需要15個資源塊)。

毫微微小區(qū)1的處理器7因此可通過確定所需資源塊的數(shù)量(其可基于所需的數(shù)據(jù)速率)并且為該傳輸分配資源塊來配置數(shù)據(jù)傳輸。毫微微小區(qū)1的處理器7根據(jù)(下述的)本發(fā)明的方法來分配資源塊，該方法相比于現(xiàn)有技術的隨機數(shù)生成器技術減少了資源塊沖突的數(shù)量。技術人員應該理解的是，當與毫微微小區(qū)1具有交疊覆蓋區(qū)域的另一個毫微微小區(qū)使用同一資源塊進行傳輸時，可能發(fā)生資源塊沖突。

現(xiàn)在，將參照圖6描述分配資源塊的方法的第一實施方式。在該實施方式中，在頻域和時域中定義有15x6的資源塊矩陣。將為小小區(qū)1和UE 100之間的傳輸分配這些資源塊中的一定比率p(其中，p大于0并且小于1)。處理器7因此可確定為了進行毫微微小區(qū)1和UE 100之間的傳輸需要多少個資源塊(步驟S1)。

在步驟S2中，整數(shù)k被定義為k＝5*n*m(在該實施方式中，是450)。然后，將索博爾二維偽隨機數(shù)生成器迭代450步，從而生成二維值的第一序列(步驟S3)。該第一序列中的各個二維值(在該實施方式中，計算至16個小數(shù)位)不可被用作資源塊分配，如以下更詳細地說明的。

然后，迭代地執(zhí)行以下步驟，直到已經(jīng)分配了所有資源塊(即，p*n*m個資源塊)為止。在步驟S4中，索博爾二維偽隨機數(shù)生成器生成新值。算法被配置成，使得所述新值不可以是以上步驟S3中生成的二維值的第一序列的值。在該實施方式中，索博爾二維偽隨機數(shù)生成器限定可能值的范圍，并且從該范圍中去除以上步驟S3中生成的所有值。因此，在步驟S4中繼續(xù)，索博爾二維偽隨機數(shù)生成器可只從這個經(jīng)減小的可能值范圍中選擇值。

將新值與資源塊關聯(lián)(步驟S5)。例如，如果新值是[1/3，2/3]并且矩陣包括頻域中的15個資源塊和時域中的6個資源塊，則所述新值可被離散到通過坐標5,4標識的資源塊(即，頻域中的第五個資源塊和時域中的第四個資源塊)，如圖7中所示。

如果該資源塊還沒有被分配(這將是針對第一資源塊的情況)，則處理器7為傳輸分配該塊(步驟S6)并且將資源塊分配的數(shù)量的計數(shù)器遞增(步驟S7)。

在步驟S8中，處理器7通過將資源塊分配的數(shù)量的計數(shù)與(步驟S1中確定的)待分配資源塊的數(shù)量進行比較，確定是否已經(jīng)分配了足夠的資源塊。在該示例中，計數(shù)小于p*n*m，由此處理循環(huán)回到步驟S4并且由索博爾二維偽隨機數(shù)生成器生成另一個新值。

如之前的，新值被離散到資源塊坐標中，標識并且分配對應的資源塊，并且將資源塊分配的計數(shù)遞增。在圖8中示出了在數(shù)次迭代該方法之后的資源塊矩陣。

如果新值與已經(jīng)分配的資源塊關聯(lián)(例如，如果新值與具有坐標5,4的資源塊關聯(lián))，則替代地，通過選擇另選資源塊來分配另一資源塊(步驟S8)，檢查它是否已經(jīng)被分配，如果沒有被分配，則為傳輸分配該另選資源塊(步驟S9)并且將所分配的資源塊的計數(shù)遞增(步驟S10)。

在(如圖8中所示的)該實施方式中，處理器7通過以螺旋方式順序檢查資源塊(在該示例中，首先檢查資源塊6,4，然后檢查資源塊6,5，然后檢查資源塊5,5，然后檢查資源塊4,4，然后檢查資源塊3,4等)來確定所標識的資源塊周圍的資源塊是否已被分配，直到標識出還沒有被分配的資源塊。因此，在該示例中，如果新值與已經(jīng)分配的資源塊5,4關聯(lián)，則替代地分配資源塊5,5。然后，將資源塊分配的數(shù)量的計數(shù)器遞增。

處理器7重復這些步驟，直到資源塊分配的計數(shù)等于所需要的資源塊分配的總數(shù)(即，p*n*m的整數(shù)部分)為止。

一旦已經(jīng)分配了所有的資源塊，毫微微小區(qū)1和UE 100就可以使用該資源分配進行通信。因此，處理器7將調(diào)度信息(即，來自基帶處理器7a中的MAC調(diào)度器的調(diào)度信息，借助RF前端5和天線3)發(fā)送到UE 100(步驟S11)。毫微微小區(qū)1和UE 100隨后使用如調(diào)度信息中詳述的所分配的資源塊進行通信(步驟S12)。

在以上方法中，使用了索博爾偽隨機數(shù)生成器。然而，技術人員將理解，任何形式的偽隨機數(shù)生成器都適于本發(fā)明。偽隨機數(shù)生成器生成數(shù)字序列，其中，各新值一定程度地依賴于之前所生成的值。此外，偽隨機數(shù)生成器產(chǎn)生較遠離所有之前所生成的值的新值的概率比當使用現(xiàn)有技術的隨機數(shù)生成器技術時大。

偽隨機數(shù)生成器(有時被稱為低差異數(shù)生成器)因此避免了困擾現(xiàn)有技術的隨機數(shù)生成器的“集群”問題。本發(fā)明的方法當由具有交疊覆蓋區(qū)域的兩個或更多個毫微微小區(qū)實現(xiàn)時，可因此產(chǎn)生比現(xiàn)有技術的隨機數(shù)生成器技術少的資源塊沖突。

在圖9中示出了實現(xiàn)本發(fā)明的方法的多個毫微微小區(qū)的模擬結(jié)果。圖9是示出沖突概率相對于資源需求的對數(shù)標度的曲線圖，其針對a)實現(xiàn)現(xiàn)有技術的隨機數(shù)生成器技術的兩個毫微微小區(qū)(當資源塊被分配的概率是p時，沖突概率是p²)、b)實現(xiàn)本發(fā)明的方法的兩個毫微微小區(qū)，其中，沖突概率被表達為p、c的函數(shù)、c)實現(xiàn)現(xiàn)有技術的隨機數(shù)生成器技術的三個毫微微小區(qū)，其中，沖突概率被表達為p的函數(shù)、以及d)實現(xiàn)本發(fā)明的方法的三個毫微微小區(qū)，其中，沖突概率被表達為p的函數(shù)。圖9因此例示了沖突概率比現(xiàn)有技術小的隨機數(shù)生成器技術。此外，當資源需求減少(使得較少的資源塊需要被分配)時，沖突概率進一步減小。

在以上實施方式中，處理器實現(xiàn)了索博爾二維偽隨機數(shù)生成器。這可通過運行索博爾偽隨機數(shù)生成器以生成值的頻域部分并且再次運行索博爾偽隨機數(shù)生成器以生成值的時域部分來實現(xiàn)。索博爾數(shù)生成器及其用編程語言C++的實現(xiàn)的細節(jié)可見于http://web.maths.unsw.edu.au/～fkuo/sobol/以及論文“Algorithm 659:Implementing Sobol’s quasirandom sequence generator”(P.Bratley和B.L.Fox(1988),ACM Trans.Math.Softw.14,88–100)和“Remark on Algorithm 659:Implementing Sobol’s quasirandom sequence generator”(S.Joe和F.Y.Kuo(2003),ACM Trans.Math.Softw.29,49–57)。

在以上的實施方式中，使用了毫微微小區(qū)來實現(xiàn)本發(fā)明的方法。然而，技術人員應該理解，本發(fā)明可應用于任何形式的小小區(qū)，諸如微微小區(qū)、微小區(qū)、毫微微小區(qū)、宏小區(qū)等。另外，本發(fā)明的方法不是必須用基帶處理器的MAC調(diào)度器來實現(xiàn)。小小區(qū)上的任何處理單元都可被構(gòu)造成實現(xiàn)本發(fā)明的方法。

技術人員應該理解，本發(fā)明還可應用于將資源塊分配到以任何協(xié)議工作的小小區(qū)上。術語“資源塊”也可被稱為物理資源塊或PRB。

此外，以上的描述指定了15x6的資源塊矩陣。然而，技術人員應該理解，可使用任何大小的矩陣，并且通常被限定成適應為進行具體傳輸而分配的資源塊的數(shù)量。

在上述方法的步驟S3中，通過去除在偽隨機數(shù)生成器所生成的拒絕值集合中的任何值，將偽隨機數(shù)生成器可生成的值的范圍變小。值的數(shù)量等于矩陣中的資源塊的數(shù)量的五倍。然而，技術人員應該理解，拒絕值集合可以是任何大小(其中，更小的大小將需要更少的計算，但增加了資源塊沖突的機會)。此外，這個步驟不是必需的。

在以上實施方式中，當已經(jīng)通過以螺旋方式順序檢查資源塊分配了所識別的資源塊時，處理器選擇另選資源塊。這樣使所需的搜索的次數(shù)最少，同時保持了另選資源塊和所標識資源塊之間的距離最小。然而，技術人員應該理解，以順序方式檢查資源塊的步驟不是必需的。此外，技術人員還應該理解，選擇另選資源塊的步驟不是必需的。也就是說，可再次重復所述方法，直到已經(jīng)識別出空閑資源塊為止。

技術人員應該理解，在如所要求保護的本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以進行特征的任何組合。