專利名稱：用于對(duì)從多個(gè)天線開始的加權(quán)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度的系統(tǒng)和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及無線通信，并且更特別地涉及一種裝置和方法，其用于在多址系統(tǒng)中當(dāng)將諸如發(fā)射自適應(yīng)陣列(TxAA)技術(shù)之類的加權(quán)發(fā)送方案用于傳送數(shù)據(jù)流時(shí)選擇應(yīng)當(dāng)為哪些用戶提供服務(wù)。
背景技術(shù)：
在無線通信系統(tǒng)中，通過在一個(gè)基站與諸如移動(dòng)電話、蜂窩電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)等一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)之間建立的無線通信鏈路來實(shí)現(xiàn)對(duì)控制信號(hào)、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等的傳送。無線通信鏈路包括至少一個(gè)位于該基站的天線和至少一個(gè)位于該移動(dòng)臺(tái)的天線。
由于諸如衰落、多徑傳輸?shù)榷喾N環(huán)境因素和條件，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過在空間域中和時(shí)域中采用發(fā)射分集可以增大系統(tǒng)的容量，發(fā)射分集即其中一個(gè)基站使用兩個(gè)或更多的分離的天線，并且/或者其中從一個(gè)天線發(fā)送的信號(hào)相對(duì)于從另一個(gè)天線發(fā)送的信號(hào)而延遲，或者是這兩種情況的組合。
在開環(huán)系統(tǒng)中，其中基站不從移動(dòng)臺(tái)接收表明多個(gè)天線中的哪一個(gè)天線提供了最強(qiáng)的通信信道的反饋，從而通常在每個(gè)天線之間均等地分配發(fā)射功率。然而，在閉環(huán)系統(tǒng)中，其中基站從移動(dòng)臺(tái)接收表明多個(gè)天線中的哪一個(gè)天線提供了最強(qiáng)的通信信道的反饋，從而通過為具有更佳信道的天線分配更大的發(fā)射功率可以提高通信效率。因此，閉環(huán)系統(tǒng)中在兩個(gè)天線之間對(duì)發(fā)射功率進(jìn)行了有差別的“加權(quán)”，從而提高了通信效率，但是也導(dǎo)致了天線之間發(fā)射功率的不均衡。因此，可用于具有較弱信道的天線的功率未被利用，并因此被浪費(fèi)掉了。
如果有多個(gè)用戶競(jìng)爭(zhēng)接入諸如基站天線之類的有限數(shù)目的資源，則需要實(shí)現(xiàn)代價(jià)函數(shù)以便基于諸如定制的服務(wù)、排隊(duì)時(shí)間等多個(gè)因素按優(yōu)先次序?qū)︻A(yù)定為用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間的順序進(jìn)行排列。如果為第一優(yōu)先級(jí)的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)不需要一個(gè)天線的可用功率，則確定剩余的功率是否足以為下一優(yōu)先級(jí)的一個(gè)或多個(gè)其他用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，并且如果有足夠的剩余功率，則在為第一優(yōu)先級(jí)的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)為這些其他的用戶發(fā)送數(shù)據(jù)。
采用上述代價(jià)函數(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)是，這有可能使得一個(gè)或多個(gè)天線上的可用功率中的相當(dāng)一部分功率仍然基本未被利用或未被充分利用，并因此被浪費(fèi)掉了。
為了嘗試更充分地利用所有天線上的可用功率，從功率未被完全利用的天線發(fā)送來自于在這些天線上具有相對(duì)較強(qiáng)的信道的下一優(yōu)先級(jí)用戶的數(shù)據(jù)。盡管這些技術(shù)更有效地利用了所有天線上的可用功率，但是通常仍然留下了相當(dāng)一部分未被利用并因此浪費(fèi)掉的功率。
因此，后續(xù)研究致力于開發(fā)一種用于更有效地利用具有多個(gè)天線的系統(tǒng)中的每個(gè)天線上的可用功率(即使得空耗功率(unusedpower)最小化)的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供了一種用于在閉環(huán)發(fā)射分集系統(tǒng)中對(duì)從基站的兩個(gè)或更多的發(fā)射天線的每個(gè)發(fā)射天線到兩個(gè)或更多的移動(dòng)臺(tái)中的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的加權(quán)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度的方法，其中確定從每個(gè)發(fā)射天線開始的通信信道的強(qiáng)度。然后，根據(jù)全局代價(jià)函數(shù)將功率分配給每個(gè)發(fā)射天線以便將數(shù)據(jù)發(fā)送到至少兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，針對(duì)可能由基站和基站天線服務(wù)的每個(gè)允許的移動(dòng)臺(tái)組合集(combination set)，計(jì)算全局代價(jià)函數(shù)。在此將允許的移動(dòng)臺(tái)組合集定義為等于和包括可以由基站同時(shí)服務(wù)的預(yù)定最大數(shù)目的移動(dòng)臺(tái)的任意多個(gè)移動(dòng)臺(tái)。將提供最小全局代價(jià)函數(shù)的移動(dòng)臺(tái)集合預(yù)定為由基站進(jìn)行服務(wù)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，計(jì)算關(guān)于作為變量的空耗功率的全局代價(jià)函數(shù)，其中在此將空耗功率定義為，如果預(yù)定將數(shù)據(jù)為從一個(gè)或多個(gè)基站天線發(fā)送到特定的移動(dòng)臺(tái)集合，則空耗功率為一個(gè)或多個(gè)基站天線可以使用但沒有使用的功率。本發(fā)明的一個(gè)目的是以可能的最有效的方式來利用可用的資源，包括可用于發(fā)送的功率。然而，這并非總是可能的，原因是當(dāng)對(duì)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度的時(shí)候，還應(yīng)當(dāng)考慮其他的服務(wù)。這些服務(wù)的代價(jià)也包括于全局代價(jià)函數(shù)中，并且因此如上所述，為產(chǎn)生最小全局代價(jià)函數(shù)的移動(dòng)臺(tái)集合提供服務(wù)。用于從每個(gè)基站天線為這些移動(dòng)臺(tái)提供服務(wù)的功率分配值就是那些用于計(jì)算全局代價(jià)函數(shù)的功率分配值。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，基站的調(diào)度器可以基于優(yōu)先級(jí)函數(shù)來選擇要服務(wù)的用戶，即為那些具有最高優(yōu)先級(jí)的移動(dòng)臺(tái)集合提供服務(wù)。這種優(yōu)先級(jí)函數(shù)可以看作代價(jià)函數(shù)的反函數(shù)。因此，盡管通過最小化代價(jià)函數(shù)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但作為替代，可以通過最大化優(yōu)先級(jí)函數(shù)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。例如，如果移動(dòng)臺(tái)集合具有優(yōu)先級(jí)值x，則通過將該值設(shè)定為1/x可以很容易地將該值轉(zhuǎn)換為用代價(jià)函數(shù)來表示的值。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，將全局代價(jià)函數(shù)計(jì)算為基站的調(diào)度器當(dāng)前使用的代價(jià)函數(shù)(這一函數(shù)不考慮空耗功率)與在此稱為空耗功率代價(jià)函數(shù)的、基于空耗功率的另一代價(jià)函數(shù)的加權(quán)和。在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，分配給每個(gè)發(fā)射天線的功率和分配給每個(gè)要服務(wù)的移動(dòng)臺(tái)的功率可以具有量化的值。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，可以對(duì)諸如發(fā)射天線陣列(TxAA)之類的閉環(huán)技術(shù)所提供的、由基站的調(diào)度器用于為每個(gè)發(fā)射天線分配功率的權(quán)重進(jìn)行量化。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn)。例如，本發(fā)明使得可用于基站天線的未被利用并因此浪費(fèi)掉的功率最小化。此外，本發(fā)明提高了數(shù)據(jù)發(fā)送的有效性、可靠性和傳送速率，并且使得不可收回的成本最小化。


為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考以下結(jié)合附圖的描述，其中圖1是蜂窩無線通信系統(tǒng)的一部分的示意性透視圖，在該系統(tǒng)中，基站的兩個(gè)天線可用于實(shí)現(xiàn)與分配給該基站的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的通信；圖2描述了說明具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明特征的、用于執(zhí)行多個(gè)發(fā)射天線之間的功率分配的控制邏輯的流程圖；圖3描述了示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方案在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)語(yǔ)音通信的天線上進(jìn)行功率分配的兩個(gè)條形圖；圖4描述了表示根據(jù)本發(fā)明的特征在實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)語(yǔ)音通信和數(shù)據(jù)通信的天線上進(jìn)行功率分配的兩個(gè)條形圖；圖5描述了示出根據(jù)功率均衡的發(fā)送方案在用于語(yǔ)音通信的兩個(gè)天線上進(jìn)行功率分配的兩個(gè)條形圖；以及圖6描述了示出根據(jù)本發(fā)明的特征在實(shí)現(xiàn)功率均衡的語(yǔ)音通信和數(shù)據(jù)通信的兩個(gè)天線上進(jìn)行功率分配的兩個(gè)條形圖。
具體實(shí)施例方式
在接下來的討論中，闡述了很多特定的細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，很顯然，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在沒有這些特定的細(xì)節(jié)的情況下也可以實(shí)施本發(fā)明。在另外的實(shí)例中，以示意圖或框圖的形式說明了公知的原理，以免不必要的細(xì)節(jié)使本發(fā)明的意思含糊不清。此外，對(duì)于大部分內(nèi)容，省略了涉及無線通信、天線等的細(xì)節(jié)，原因是可以認(rèn)為這些細(xì)節(jié)對(duì)獲得對(duì)本發(fā)明的全面理解來說并非是必要的，并且可以認(rèn)為這些細(xì)節(jié)是相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都已經(jīng)掌握的知識(shí)。
應(yīng)當(dāng)注意，除非特別指出，在此描述的所有功能均由諸如微處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)、電子數(shù)據(jù)處理器、計(jì)算機(jī)等處理器根據(jù)諸如程序代碼、軟件、集成電路和/或類似代碼等編碼為執(zhí)行這些功能的代碼來執(zhí)行。此外，可以認(rèn)為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在研究所提出的本發(fā)明說明書之后可以很容易地想到所有這些代碼的設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
參考附圖中的圖1，參考標(biāo)號(hào)100一般地指代可以在其中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的特征的無線通信系統(tǒng)。系統(tǒng)100包括基站101，該基站101具有諸如計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備等電子數(shù)據(jù)處理設(shè)備(未示出)，這些電子數(shù)據(jù)處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)為調(diào)度器，用于對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度以便一般地實(shí)現(xiàn)射頻(RF)通信，等等，以下將對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步描述?；?01經(jīng)由基站天線塔102連接到塔上的分別定向的發(fā)射天線104、發(fā)射天線106和發(fā)射天線108，以便與由基站天線塔102服務(wù)的、優(yōu)選地分為三個(gè)扇區(qū)的小區(qū)的每個(gè)扇區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信。盡管針對(duì)三個(gè)扇區(qū)中的每個(gè)扇區(qū)示出了兩個(gè)發(fā)射天線，但是也可以將兩個(gè)以上的發(fā)射天線以及接收天線(其可以物理地與發(fā)射天線相集成和/或與發(fā)射天線分開)分配給由基站天線102服務(wù)的每個(gè)扇區(qū)，基站天線102可以配置為服務(wù)于三個(gè)以上的扇區(qū)或三個(gè)以下的扇區(qū)。
如圖1所示，將天線106和天線108定向?yàn)榉?wù)于小區(qū)中這些天線各自的扇區(qū)中的移動(dòng)臺(tái)(未示出)，并且將天線104和天線106定向?yàn)閷?shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)往或來自移動(dòng)臺(tái)114、移動(dòng)臺(tái)116以及多個(gè)其他的移動(dòng)臺(tái)118的信號(hào)的加權(quán)發(fā)送，加權(quán)在天線104和天線106之間優(yōu)選地根據(jù)諸如發(fā)射自適應(yīng)陣列(TxAA)之類的閉環(huán)技術(shù)而進(jìn)行。如下面更詳細(xì)描述的，移動(dòng)臺(tái)114經(jīng)由相對(duì)較強(qiáng)的射頻(RF)前向鏈路124連接到天線104，并且經(jīng)由相對(duì)較弱的RF前向鏈路134連接到天線106。移動(dòng)臺(tái)116經(jīng)由相對(duì)較強(qiáng)的RF前向鏈路126連接到天線106，并且經(jīng)由相對(duì)較弱的RF前向鏈路136連接到天線104。RF前向鏈路124、126、134和136是閉環(huán)鏈路，其中移動(dòng)臺(tái)114、移動(dòng)臺(tái)116和移動(dòng)臺(tái)118通過相應(yīng)的反向鏈路(如果基站將發(fā)射天線104和發(fā)射天線106用于接收則其反向鏈路的路徑可以與該前向鏈路的路徑相同，或者如果接收天線(未示出)不同于發(fā)射天線，則反向鏈路的路徑與前向鏈路的路徑不同)生成反饋并經(jīng)由天線104和天線106將反饋發(fā)送給基站101，該反饋表明每個(gè)天線104和天線106為將數(shù)據(jù)發(fā)送到相應(yīng)的移動(dòng)臺(tái)114和移動(dòng)臺(tái)116而提供的信道質(zhì)量。盡管沒有將移動(dòng)臺(tái)118示出為與天線塔102相連接，以及特別地與天線104和天線106相連接，但是優(yōu)選地可以在為移動(dòng)臺(tái)114和移動(dòng)臺(tái)116提供服務(wù)之后，可以根據(jù)在此針對(duì)移動(dòng)臺(tái)114和移動(dòng)臺(tái)116所提出的原理為移動(dòng)臺(tái)118提供服務(wù)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明，基站101中的調(diào)度器所實(shí)現(xiàn)的用于為特別地以天線104和天線106為例的發(fā)射天線分配功率的控制邏輯的流程圖。因此，在步驟204中，可用于從發(fā)射天線104和發(fā)射天線106開始的數(shù)據(jù)發(fā)送的功率量在此由PA1和PA2指代。
在步驟206中，確定可以由基站101服務(wù)的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集。作為例子，可以認(rèn)為移動(dòng)臺(tái)114、移動(dòng)臺(tái)116和移動(dòng)臺(tái)118構(gòu)成N個(gè)激活的移動(dòng)臺(tái)，這些移動(dòng)臺(tái)由基站101以及天線104和天線106采用閉環(huán)技術(shù)提供服務(wù)，該閉環(huán)技術(shù)要求將不同的發(fā)射功率值分配給對(duì)應(yīng)于為數(shù)據(jù)服務(wù)所選的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的每個(gè)發(fā)射天線。下標(biāo)數(shù)字i＝1，2，...，N與每個(gè)移動(dòng)臺(tái)114、116和118相關(guān)聯(lián)以便唯一地標(biāo)識(shí)各移動(dòng)臺(tái)。此外，假定可以同時(shí)服務(wù)的移動(dòng)臺(tái)的最大數(shù)目為K(例如為2)。根據(jù)本發(fā)明的原理，基站101的調(diào)度器列出移動(dòng)臺(tái)下標(biāo)的所有可能集合。因此，列出具有單一下標(biāo)的移動(dòng)臺(tái)集合，具有兩個(gè)下標(biāo)的移動(dòng)臺(tái)集合，等等，直到具有K個(gè)下標(biāo)的移動(dòng)臺(tái)集合，總共得到下標(biāo)的J=Σj=1KKj]]>個(gè)不同的可能集合。為了進(jìn)行說明，將下標(biāo)的一個(gè)這種集合設(shè)定為包括M個(gè)下標(biāo)的集合S＝{i1，i2，...，iM}，其中M≤K。作為例子，并且參考圖1，集合S可以定義為S＝{114，116}。
在步驟208中，針對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)集合確定空耗功率量。對(duì)于集合S，基站101的調(diào)度器優(yōu)選地計(jì)算兩個(gè)量。首先，計(jì)算傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)CPr(S)，也可以相反地稱為優(yōu)先級(jí)函數(shù)，基站的處理器已經(jīng)使用了優(yōu)先級(jí)函數(shù)。作為例子，傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)CPr(S)考慮多個(gè)變量，諸如用戶定制的特定服務(wù)、等待服務(wù)的排隊(duì)時(shí)間等，但是不包括空耗功率作為變量。其次，根據(jù)Δ(S)計(jì)算空耗功率代價(jià)函數(shù)CPw(Δ(S))，空耗功率Δ與集合S相關(guān)聯(lián)。用Pn，A1和Pn，A2分別表示基于閉環(huán)方案得出的、用于發(fā)射天線104和發(fā)射天線106的第n個(gè)移動(dòng)臺(tái)所需的發(fā)射功率，為了實(shí)現(xiàn)所期望的性能目標(biāo)(例如，差錯(cuò)率)，優(yōu)選地根據(jù)下式計(jì)算空耗功率Δ(S)ΔS＝PA1-(Pi1，A1+Pi2，A1+...+PiM，A1)+PA2-(Pi1，A2+Pi2，A2+...+PiM，A2)，其中對(duì)于任意的j＝1，2，PAj-(Pi1，Aj+Pi2，Aj+...+PiM，Aj)≥0。如果對(duì)于任意的j＝1，2，PAj-(Pi1，Aj+Pi2，Aj+PiM，Aj)≤0，則可以將CPw(Δ(S))設(shè)定為等于∞或設(shè)定為等于任意預(yù)定值，或者可以將該集合標(biāo)記為“不可服務(wù)”，原因是不會(huì)為任何一個(gè)天線分配比該相應(yīng)的天線可用的功率更多的功率。
在步驟210中，對(duì)于所關(guān)注的集合S，優(yōu)選地將全局代價(jià)函數(shù)C(S)計(jì)算為C(S)＝αCPr(S)+(1-α)CPw(Δ(S))其中α是加權(quán)系數(shù)，并且其優(yōu)選地小于1。α可以在外部設(shè)定，例如，由基站101和/或與該基站相關(guān)聯(lián)的基站天線塔102的運(yùn)營(yíng)商來設(shè)定。
優(yōu)選地對(duì)于所有的J個(gè)(參見上文)可允許的不同的可能的移動(dòng)臺(tái)集合都執(zhí)行上述的步驟208和步驟210。根據(jù)步驟212，調(diào)度器優(yōu)選地選擇為具有根據(jù)全局代價(jià)函數(shù)計(jì)算的最小值或者作為替代的基本上最小的值的移動(dòng)臺(tái)集合提供服務(wù)。每個(gè)發(fā)射天線104和106用于所服務(wù)的集合中的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)(在圖3中以移動(dòng)臺(tái)114和移動(dòng)臺(tái)116為例)的功率分配的值與用于計(jì)算全局代價(jià)函數(shù)C(S)中的Δ的功率分配的值相同。
可以通過減少為試圖使全局代價(jià)函數(shù)最小化而進(jìn)行的對(duì)用戶集合的搜索來改進(jìn)上述全局代價(jià)函數(shù)的執(zhí)行。作為例子，當(dāng)Δ低于給定值ε時(shí)，即當(dāng)Δ≤ε時(shí)可以停止這種搜索，其中ε例如可以由運(yùn)營(yíng)商設(shè)定為一個(gè)所期望的值。在另一個(gè)例子中，可以通過分別使用實(shí)際所需的值Pn，A1和Pn，A2的量化值Qn，A1和Qn，A2來改進(jìn)這種搜索，其中n為i1，...iM中的任意值。在又一個(gè)例子中，可以通過對(duì)閉環(huán)技術(shù)所采用的權(quán)重進(jìn)行量化來改進(jìn)這種搜索。例如，應(yīng)用于兩個(gè)發(fā)射天線的TxAA方案可以以相對(duì)較小的系統(tǒng)性能代價(jià)將權(quán)重w1和權(quán)重w2(閉環(huán)技術(shù)所采用的用于功率分配的權(quán)重)分別用于最弱的天線和最強(qiáng)的天線，w1和w2分別可以量化為0.2和0.8，即Qn，A1＝0.2P，Qn，A2＝0.8P，其中P為由基站的調(diào)度器所分配的功率。
根據(jù)圖2所描述的控制邏輯，圖3-圖6通過條形圖例示了為從天線104和天線106到移動(dòng)臺(tái)114和移動(dòng)臺(tái)116發(fā)送語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的而進(jìn)行的功率分配。
參考圖3，并且根據(jù)傳統(tǒng)的1xEV-DV標(biāo)準(zhǔn)，為與移動(dòng)臺(tái)114和移動(dòng)臺(tái)116進(jìn)行語(yǔ)音通信而在兩個(gè)天線104和106之間對(duì)發(fā)射功率進(jìn)行分配。如圖所示，所有的語(yǔ)音傳輸(即，傳統(tǒng)語(yǔ)音傳輸)經(jīng)由單一發(fā)射天線104進(jìn)行處理，并且消耗功率量302，而對(duì)于數(shù)據(jù)發(fā)送，則在天線104上消耗功率量304并且在天線106上消耗所有的可用功率306。
圖4例示了當(dāng)根據(jù)圖2對(duì)語(yǔ)音傳輸功率進(jìn)行分配之后，如何為從天線104和天線106到兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)114和116的數(shù)據(jù)傳輸分配功率量304和功率量306。相應(yīng)地，將功率量412和功率量414分配給經(jīng)由相應(yīng)的RF鏈路126和RF鏈路136到移動(dòng)臺(tái)116的數(shù)據(jù)傳輸，將功率量422和功率量424分配給經(jīng)由相應(yīng)的RF鏈路124和RF鏈路134到移動(dòng)臺(tái)114的數(shù)據(jù)傳輸。因此，對(duì)于天線104保留了空耗功率432，對(duì)于天線106保留了空耗功率434。功率量412、414、422和434還可以擴(kuò)展為進(jìn)一步利用功率432和功率434。
如上所述并參考圖2，優(yōu)選地根據(jù)傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)CPr確定如何在天線104和天線106之間分配數(shù)據(jù)傳輸功率量412、414、422和424，并且根據(jù)本發(fā)明的原理，空耗代價(jià)函數(shù)CPw用于確定空耗功率的代價(jià)。
圖5描述了示出根據(jù)用于語(yǔ)音傳輸?shù)念A(yù)定開環(huán)標(biāo)準(zhǔn)，為與移動(dòng)臺(tái)114和移動(dòng)臺(tái)116進(jìn)行語(yǔ)音通信而在兩個(gè)天線104和106之間平均分配功率的兩個(gè)條形圖。如圖所示，語(yǔ)音通信經(jīng)由兩個(gè)發(fā)射天線104和106進(jìn)行處理，并且分別消耗相等的功率量302和功率量502，而對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸，在天線104和天線106上消耗功率量304和功率量504。
圖6例示了當(dāng)根據(jù)圖5對(duì)語(yǔ)音傳輸功率進(jìn)行分配之后，如何在天線104和天線106之間為到兩個(gè)移動(dòng)臺(tái)114和116的數(shù)據(jù)傳輸分配功率量304和功率量504。相應(yīng)地，將功率量612和功率量614分配給經(jīng)由相應(yīng)的RF鏈路126和RF鏈路136到移動(dòng)臺(tái)116的數(shù)據(jù)傳輸，并且將功率量622和功率量624分配給經(jīng)由相應(yīng)的RF鏈路124和RF鏈路134到移動(dòng)臺(tái)114的數(shù)據(jù)傳輸。因此，對(duì)于天線104保留了空耗功率632，對(duì)于天線106保留了空耗功率634。功率量612、614、622和634還可以擴(kuò)展為進(jìn)一步利用功率632和功率634。
如上所述并結(jié)合圖4，優(yōu)選地根據(jù)傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)CPr確定如何在天線104和天線106之間分配數(shù)據(jù)傳輸功率量612、614、622和624，并且根據(jù)本發(fā)明的原理，空耗代價(jià)函數(shù)CPw用于確定空耗功率Δ的代價(jià)。
通過使用本發(fā)明，可以使可用于天線104和106上的未被使用并因此浪費(fèi)掉的功率最小化。作為進(jìn)一步的結(jié)果，本發(fā)明提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?、可靠性和速率，并且使得不可收回的成本最小化?br> 應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以采取多種形式和多種實(shí)施例。因此，在不偏離本發(fā)明的本質(zhì)和范圍的情況下，可以對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行多種變更。例如，如上結(jié)合圖3和圖4所述，通過使基站的空耗功率最小化，用于分配功率的系統(tǒng)和方法可以很容易地?cái)U(kuò)展到基站中具有多于兩個(gè)發(fā)射天線的情況。
因此，在參考本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述之后，應(yīng)當(dāng)注意，所公開的這些實(shí)施例本質(zhì)上是說明性的而非限制性的，并且在上述公開內(nèi)容中考慮了范圍廣泛的變更、修改、改變和替換，并且在某些實(shí)例中，可以不相應(yīng)地使用其他特征而單獨(dú)地使用本發(fā)明的某些特征。在研究了以上對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述之后，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地想到并得到很多這樣的變更和修改。因此，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，應(yīng)當(dāng)廣義地并以與本發(fā)明的范圍相一致的方式來詮釋所附權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種用于在閉環(huán)發(fā)射分集系統(tǒng)中對(duì)從一個(gè)基站的兩個(gè)或更多的發(fā)射天線到兩個(gè)或更多的移動(dòng)臺(tái)中的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的加權(quán)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度的方法，所述方法包括步驟確定可用于從每個(gè)發(fā)射天線發(fā)送數(shù)據(jù)的功率量；確定一個(gè)基站可以同時(shí)服務(wù)的移動(dòng)臺(tái)集合的每個(gè)組合；針對(duì)每個(gè)組合集，計(jì)算關(guān)于可用于從每個(gè)發(fā)射天線發(fā)送數(shù)據(jù)的功率量的空耗功率Δ，以及從每個(gè)發(fā)射天線到所述組合集中的每個(gè)相應(yīng)的移動(dòng)臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)所需的功率；針對(duì)所述移動(dòng)臺(tái)組合集中的每個(gè)組合集，根據(jù)關(guān)于包括所述空耗功率Δ的一個(gè)或多個(gè)變量的全局代價(jià)函數(shù)來計(jì)算全局代價(jià)；確定具有基本上最小的全局代價(jià)的移動(dòng)臺(tái)組合集；以及對(duì)從每個(gè)發(fā)射天線到構(gòu)成具有基本上最小的全局代價(jià)的所述移動(dòng)臺(tái)組合集的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計(jì)算全局代價(jià)函數(shù)的步驟還包括步驟計(jì)算傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)；計(jì)算空耗功率代價(jià)函數(shù)；以及將所述全局代價(jià)函數(shù)計(jì)算為所述傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)與所述空耗功率代價(jià)函數(shù)的加權(quán)和。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計(jì)算全局代價(jià)函數(shù)的步驟還包括步驟計(jì)算傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)CPr(S)；計(jì)算空耗功率代價(jià)函數(shù)CPw(Δ(S))；以及根據(jù)下式將所述全局代價(jià)函數(shù)計(jì)算為所述傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)與所述空耗功率代價(jià)函數(shù)的加權(quán)和C(S)＝αCPr(S)+(1-α)CPw(Δ(S))其中α是一個(gè)預(yù)定的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述計(jì)算全局代價(jià)函數(shù)的步驟還包括步驟計(jì)算關(guān)于定制和等待服務(wù)的排隊(duì)時(shí)間中的至少一項(xiàng)的傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)CPr(S)；計(jì)算空耗功率代價(jià)函數(shù)CPw(Δ(S))；以及根據(jù)下式將所述全局代價(jià)函數(shù)計(jì)算為所述傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)與所述空耗功率代價(jià)函數(shù)的加權(quán)和C(S)＝αCPr(S)+(1-α)CPw(Δ(S))其中α是一個(gè)預(yù)定的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述確定哪一個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集具有基本上最小的全局代價(jià)的步驟還包括確定哪一個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集具有小于預(yù)定量ε的最小全局代價(jià)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)于每個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集，所述計(jì)算空耗功率Δ的步驟還包括步驟針對(duì)每個(gè)發(fā)射天線，計(jì)算可用于該天線的功率與構(gòu)成一個(gè)組合集的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)所需的功率總和之間的差值；以及確定所述差值的總和。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟確定任一所述差值是否為一個(gè)負(fù)值；以及在確定任一所述差值是一個(gè)負(fù)值后，將Δ設(shè)定為等于一個(gè)預(yù)定的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟確定任一所述差值是否為一個(gè)負(fù)值；并且在確定任一所述差值是一個(gè)負(fù)值后，將產(chǎn)生所述負(fù)值的移動(dòng)臺(tái)組合集標(biāo)記為“不可服務(wù)”。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)所需的功率進(jìn)行量化。
10.一種基站，包括兩個(gè)或更多的發(fā)射天線，每個(gè)發(fā)射天線包括一定量的可用于發(fā)送數(shù)據(jù)的功率；電子數(shù)據(jù)處理器，適用于執(zhí)行程序代碼，所述處理器連接到所述兩個(gè)或更多的發(fā)射天線并且配置為對(duì)用于經(jīng)由所述兩個(gè)或更多的發(fā)射天線發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置；存儲(chǔ)器，其連接到所述處理器，所述存儲(chǔ)器包括用于確定可以由一個(gè)基站同時(shí)服務(wù)的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集的程序代碼；用于針對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集計(jì)算關(guān)于可用于從每個(gè)發(fā)射天線發(fā)送數(shù)據(jù)的功率量的空耗功率Δ以及從每個(gè)發(fā)射天線到所述組合集中的每個(gè)相應(yīng)的移動(dòng)臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)所需的功率的程序代碼；用于針對(duì)每個(gè)所述移動(dòng)臺(tái)組合集，根據(jù)關(guān)于包括所述空耗功率Δ的一個(gè)或多個(gè)變量的全局代價(jià)函數(shù)計(jì)算全局代價(jià)的程序代碼；用于確定具有基本上最小的全局代價(jià)的移動(dòng)臺(tái)組合集的程序代碼；以及用于對(duì)從每個(gè)發(fā)射天線到構(gòu)成所述具有基本上最小的全局代價(jià)的移動(dòng)臺(tái)組合集的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度的程序代碼。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基站，其中所述用于計(jì)算全局代價(jià)函數(shù)的程序代碼還包括用于計(jì)算傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)的程序代碼；用于計(jì)算空耗功率代價(jià)函數(shù)的程序代碼；以及用于將所述全局代價(jià)函數(shù)計(jì)算為所述傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)與所述空耗功率代價(jià)函數(shù)的加權(quán)和的程序代碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基站，其中所述用于計(jì)算全局代價(jià)函數(shù)的程序代碼還包括用于計(jì)算傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)CPr(S)的程序代碼；用于計(jì)算空耗功率代價(jià)函數(shù)CPw(Δ(S))的程序代碼；以及用于根據(jù)下式將所述全局代價(jià)函數(shù)計(jì)算為所述傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)與所述空耗功率代價(jià)函數(shù)的加權(quán)和的程序代碼C(S)＝αCPr(S)+(1-α)CPw(Δ(S))其中α是一個(gè)預(yù)定的值。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基站，其中所述用于確定哪一個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集具有基本上最小的全局代價(jià)的程序代碼還包括用于確定哪一個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集具有小于預(yù)定量ε的最小全局代價(jià)的程序代碼。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基站，其中所述用于對(duì)于每個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集計(jì)算空耗功率Δ的程序代碼還包括用于針對(duì)每個(gè)發(fā)射天線計(jì)算可用于該天線的功率與構(gòu)成一個(gè)組合集的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)所需的功率總和之間的差值的程序代碼；以及用于確定所述差值的總和的程序代碼。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基站，還包括用于確定任一所述差值是否為一個(gè)負(fù)值的程序代碼；以及用于在確定任一所述差值是一個(gè)負(fù)值后，將Δ設(shè)定為等于一個(gè)預(yù)定的值的程序代碼。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的基站，還包括用于確定任一所述差值是否為一個(gè)負(fù)值的程序代碼；以及用于在確定任一所述差值是一個(gè)負(fù)值后，將產(chǎn)生所述負(fù)值的移動(dòng)臺(tái)組合集標(biāo)記為“不可服務(wù)”的程序代碼。
17.一種閉環(huán)發(fā)射分集系統(tǒng)，包括兩個(gè)或更多的發(fā)射天線，每個(gè)發(fā)射天線包括一定量的可用于發(fā)送數(shù)據(jù)的功率；兩個(gè)或更多的移動(dòng)臺(tái)，每個(gè)所述移動(dòng)臺(tái)適用于發(fā)送與所述兩個(gè)或更多的發(fā)射天線中的每個(gè)發(fā)射天線所建立的每個(gè)無線通信信道的強(qiáng)度指示；至少一個(gè)接收天線，配置為從所述兩個(gè)或更多的移動(dòng)臺(tái)中的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)接收與所述兩個(gè)或更多的發(fā)射天線中的每個(gè)發(fā)射天線所建立的無線通信信道的所述強(qiáng)度指示；電子數(shù)據(jù)處理器，適用于執(zhí)行程序代碼，所述處理器連接到所述兩個(gè)或更多的發(fā)射天線并連接到所述至少一個(gè)接收天線，所述處理器配置為從所述接收天線接收所述指示并且配置為對(duì)用于經(jīng)由所述兩個(gè)或更多的發(fā)射天線發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置；存儲(chǔ)器，其連接到所述處理器，所述存儲(chǔ)器包括用于基于所述信道強(qiáng)度指示來確定在所述兩個(gè)或更多的發(fā)射天線中的每個(gè)發(fā)射天線上發(fā)送數(shù)據(jù)所需的功率量的程序代碼；用于確定可以由一個(gè)基站同時(shí)服務(wù)的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集的程序代碼；用于針對(duì)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集計(jì)算關(guān)于可用于從每個(gè)發(fā)射天線發(fā)送數(shù)據(jù)的功率量的空耗功率Δ以及從每個(gè)發(fā)射天線到所述組合集中的每個(gè)相應(yīng)的移動(dòng)臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)所需的功率的程序代碼；用于針對(duì)每個(gè)所述移動(dòng)臺(tái)組合集，根據(jù)關(guān)于包括所述空耗功率Δ的一個(gè)或多個(gè)變量的全局代價(jià)函數(shù)計(jì)算全局代價(jià)的程序代碼；用于確定具有基本上最小的全局代價(jià)的移動(dòng)臺(tái)組合集的程序代碼；以及用于對(duì)從每個(gè)發(fā)射天線到構(gòu)成所述具有基本上最小的全局代價(jià)的移動(dòng)臺(tái)組合集的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度的程序代碼。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述用于計(jì)算全局代價(jià)函數(shù)的程序代碼還包括用于計(jì)算傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)的程序代碼；用于計(jì)算空耗功率代價(jià)函數(shù)的程序代碼；以及用于將所述全局代價(jià)函數(shù)計(jì)算為所述傳統(tǒng)代價(jià)函數(shù)與所述空耗功率代價(jià)函數(shù)的加權(quán)和的程序代碼。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述用于確定哪一個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集具有基本上最小的全局代價(jià)的程序代碼還包括用于確定哪一個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集具有小于預(yù)定量ε的最小全局代價(jià)的程序代碼。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述用于對(duì)于每個(gè)移動(dòng)臺(tái)組合集計(jì)算空耗功率Δ的程序代碼還包括用于針對(duì)每個(gè)發(fā)射天線計(jì)算可用于該天線的功率與構(gòu)成一個(gè)組合集的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)所需的功率總和之間的差值的程序代碼；以及用于確定所述差值的總和的程序代碼。
全文摘要
一種用于在閉環(huán)發(fā)射分集系統(tǒng)中對(duì)從基站的兩個(gè)或更多的發(fā)射天線到兩個(gè)或更多的移動(dòng)臺(tái)中的每個(gè)移動(dòng)臺(tái)的加權(quán)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度的方法，其中確定可用于從每個(gè)發(fā)射天線發(fā)送數(shù)據(jù)的功率量，并且針對(duì)每個(gè)天線確定發(fā)送數(shù)據(jù)到每個(gè)移動(dòng)臺(tái)所需的功率。確定一個(gè)基站可以同時(shí)服務(wù)的移動(dòng)臺(tái)的數(shù)量，并且針對(duì)構(gòu)成可以同時(shí)服務(wù)的多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的每個(gè)組合，對(duì)從每個(gè)發(fā)射天線到移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)發(fā)送進(jìn)行調(diào)度以使空耗功率最小化。
文檔編號(hào)H04B7/005GK1826819SQ200480020844
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2004年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者阿德里安·博里烏, 巴拉日·拉格奧塔芒 申請(qǐng)人:諾基亞公司