專利名稱：使用啟用了時頻空間的協(xié)調(diào)波束切換進行通信的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常與無線通信相關(guān)，更特別地，與使用啟用了時頻空間協(xié)調(diào)波束切換進行通信的系統(tǒng)和方法相關(guān)。
背景技術(shù)：
在開發(fā)第三代合作伙伴項目(ThirdGeneration Partnership Pro ject，3GPP)長期演進(Long Term Evolution, LTE)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)過程中，出現(xiàn)了很多對于自定義LTE以最大化特定環(huán)境中的性能的靈活性的討論。并且，在討論3GPP高級LTE (LTE-A)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的過程中，提出了許多通過從不同的小區(qū)使用已協(xié)調(diào)的發(fā)射，來管理干擾級別的建議。眾所周知， 在減小小區(qū)規(guī)模以提高頻譜效率時，干擾會增加。通常，使用波束賦形的通信系統(tǒng)利用多個發(fā)射和/或接收天線以及信號處理，來創(chuàng)建固定和自適應(yīng)的發(fā)射/接收波束場型。波束場型可具有方向特性，當(dāng)與單向的發(fā)射和/ 或接收天線相比較時，可提高性能。波束場型的使用可在使用單向發(fā)射和/或接收天線時， 實現(xiàn)覆蓋無線通信系統(tǒng)的發(fā)射/接收增益。就此而言，波束賦形已被推廣為一項有前途的技術(shù)，用于增加小區(qū)覆蓋范圍和提高小區(qū)邊緣頻譜效率。但是，波束賦形的一個主要缺點是所謂的閃光效應(yīng)(flashlight effect)，即，由于受干擾的相鄰小區(qū)的波束場型的改變，移動臺(MQ測量和基站(BQ發(fā)射之間的信道質(zhì)量也會改變。因此，已有建議將協(xié)調(diào)波束賦形/切換作為此問題的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
通過啟用了時頻空間的協(xié)調(diào)波束切換，本發(fā)明實施例中的系統(tǒng)和方法通常會解決或避免上述問題和其他問題，并通常會實現(xiàn)技術(shù)上的優(yōu)勢。根據(jù)一個實施例，提供了一個發(fā)射信息的方法。該方法包括從一組波束中選擇一個波束，從多個MS中確定一組MS，該組MS優(yōu)選所選波束，并且對于該組MS中的每個MS， 選擇可最大化MS的信道質(zhì)量的第一個可用的子幀-子帶對。該方法還包括調(diào)度所選的子幀-子帶對，以及將與已調(diào)度的子幀-子帶對相關(guān)的信息發(fā)射至一組MS中的MS。根據(jù)另一個實施例，提供了一個發(fā)射信息的方法。該方法包含從一組波束中選擇可最大化每波束的MS對已分配的MS的比例的波束；為優(yōu)選所選波束的所有MS計算所選波束的子幀-子帶對中的每個子幀-子帶對的信道質(zhì)量；以及在子幀-子帶對的集合中選擇具有最大信道質(zhì)量測量值的子幀-子帶對。該方法還包含，將所選的子幀-子帶對分配給所選波束，調(diào)度已分配的子幀-子帶對，以及傳輸與已調(diào)度的子幀-子帶對相關(guān)的信息。根據(jù)另一個實施例，提供了一個BS。BS包括耦合至天線的接收機，耦合至天線的發(fā)射機，耦合至接收機和發(fā)射機的控制器，以及耦合至接收機和控制器的調(diào)度器。接收機接收天線檢測到的信號，發(fā)射機使用天線發(fā)射信號?？刂破饔嬎鉈S和MS之間的信道質(zhì)量的測量值，調(diào)度器基于控制器服務(wù)的MS提供的優(yōu)選波束信息從波束組中選擇一個波束，為優(yōu)選了所選波束的每個MS選擇可用的時頻資源，以及基于選定的可用時頻資源為MS調(diào)度發(fā)射機會。實施例的一個優(yōu)點在于，能夠同時分配波束的時間和頻率資源，可以允許更大的資源分配粒度，從而實現(xiàn)更大的頻譜效率。實施例的另一個優(yōu)點在于，同時分配時間和頻率資源可減少波束周期場型循環(huán)次數(shù)，從而降低無效波束(dead beam)的影響。此外，減少波束周期場型循環(huán)次數(shù)可降低延遲 (latency)，因為可獲取的資源將具有更大的頻率。本文接下來概述了本發(fā)明的功能和技術(shù)優(yōu)勢，以便于更好地理解后續(xù)的實施例的詳細(xì)說明。在下文中，將描述本發(fā)明的更多功能和優(yōu)勢，它們形成了本發(fā)明的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以在此處揭示的概念和特定實施例的基礎(chǔ)上修改和設(shè)計與本發(fā)明的目的相同的其他結(jié)構(gòu)或流程。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，這樣的等價構(gòu)造不應(yīng)該背離本發(fā)明內(nèi)附的權(quán)利要求中所述的實質(zhì)和范圍。附圖簡述
為了更全面地了解本發(fā)明的實施例及其優(yōu)勢，可以參考以下附圖和說明，其中
圖Ia為來自多個天線的可能天線波束的圖表；
圖Ib為典型的在中央小區(qū)具有定向波束場型的三扇區(qū)蜂窩通信系統(tǒng)布局；
圖Ic為位于兩個相鄰小區(qū)中的兩個MS的操作圖2為BS的圖表；
圖3為MS報告的CQI的圖表；
圖4a為如MS為兩個子幀周期所報告的每個子帶的CQI的圖表；
圖4b為子幀內(nèi)子帶可用性的圖表；
圖4c為子幀內(nèi)子幀干擾的圖表；
圖5為時頻域波束調(diào)度和排序的偽碼表示的圖表；
圖6為通過時頻域波束進行發(fā)射和接收發(fā)射的過程中，BS操作的流程圖7為時頻域波束調(diào)度和排序的偽碼表示的圖表；
圖8為通過時頻域波束進行發(fā)射和接收發(fā)射的過程中，BS操作的流程圖9為多個通信系統(tǒng)的公平曲線圖。
具體實施例方式
下面詳細(xì)討論了實施例的生成和使用過程。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明提供了許多可應(yīng)用的創(chuàng)造性概念，可以在多種特定環(huán)境中實施。所討論的這些特定實施例僅說明了生成和使用本發(fā)明的特定方式，并沒有限制本發(fā)明的全部范圍。這些實施例將在特定的環(huán)境中進行描述，即，在支持協(xié)調(diào)波束切換的3GPP LTE兼容環(huán)境中。但是，本發(fā)明還可應(yīng)用于與其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，例如高級3GPP LTE、WiMAX等兼容的通信系統(tǒng)。

圖1說明了來自多個天線的可能的天線波束。如圖Ia中所示，有四個定向天線波束，例如定向天線波束105和定向天線波束110，對應(yīng)于不同的發(fā)射天線。圖Ia還描述了一個全向波束115，可對應(yīng)于多個天線中所有天線的使用，以便發(fā)射要發(fā)射的信號。圖Ib為在中央小區(qū)130處具有定向波束場型的典型三扇區(qū)蜂窩通信系統(tǒng)布局。圖Ic描述了兩個相鄰小區(qū)中兩個MS的操作。第一個MS“MS1”155可測量來自第一個BS “BS1”165的發(fā)射，第二個MS “MS2”160可測量來自第二個BS “BS2” 170的發(fā)射， 以確定最佳信道質(zhì)量指示符(CQI)，其可返回向其相應(yīng)BS發(fā)送報告。BS進行的發(fā)射可使用不同的天線在不同的時間進行。然后，對MS的發(fā)射可使用與MS報告給BS的最佳CQI對應(yīng)的插槽小區(qū)協(xié)調(diào)可在許多級別發(fā)生。在最高級別，中央調(diào)度器完全知曉小區(qū)集群中的所有MS的比例情況，并嘗試查找MS的全局優(yōu)化選擇，以便在任何時刻及時獲取服務(wù)。但是， 中央調(diào)度器的使用需要回程上的過量開銷，如果考慮到回程(baclchaul)發(fā)射上的基本延遲，則可能不會簡單地實施。因此，更簡單的辦法是，需要一個容易實施的次級優(yōu)化的解決方案。此處討論的實施例利用了新的波束賦形模式，稱為協(xié)調(diào)波束切換模式。在協(xié)調(diào)波束切換中，每個參與的BS可基于優(yōu)選的模式及其負(fù)載和MS分發(fā)，確定其自己的循環(huán)模式， 然后再通過回程與集群中的其他BS與此循環(huán)模式進行通信。循環(huán)模式不需要與MS通信， 僅循環(huán)模式的周期需要。協(xié)調(diào)波束切換模式意味著天線端口 5上的參考信號(RS)始終是開啟的。-MS基于天線端口 5測量CQI。-集群中的BS參與協(xié)調(diào)協(xié)議并廣播波束循環(huán)模式的周期。例如，具有八個天線的 BS可選擇周期為八(8)，具有四個天線的BS可選擇周期四0)。群集周期將由群集控制器或匯報小區(qū)周期的某些函數(shù)來確定，例如最大的匯報周期八(8)。-群集控制器基于報告的循環(huán)周期，確定優(yōu)化循環(huán)周期并將此周期報告給單獨的 BS。然后，該BS必須將優(yōu)選的循環(huán)周期調(diào)節(jié)為集群控制器周期，并將該循環(huán)周期廣播給小區(qū)中的MS。-在另個一實施例中，該周期由技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定，否則為另外預(yù)先指定，每個BS相應(yīng)地確定其波束場型，然后不需要廣播該周期，因為MS將從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或預(yù)先指定的值，已知該周期。-MS將匯報子幀，其中，最大的CQI在周期中測量，并且每個周期匯報一個CQI。根據(jù)LTE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，天線端口五( 作為MS特定的RS進行配置，其僅在數(shù)據(jù)發(fā)射期間在物理下行鏈路共享信道(PDSCH)上打開。這些實施例具有這樣的模式，即，天線端口五(5)配置為小區(qū)特定的RS，其在此模式中是永久打開的。天線端口五(5)作為普通RS使用，這樣，如果群集中的所有BS都通過一組預(yù)先定義的波束，在某個數(shù)量的子幀的特定周期進行循環(huán)，其中，RS和PDSCH都使用相同的天線。結(jié)果，形成了兩個可預(yù)見的波束和對MS的干擾。假設(shè)MS會執(zhí)行在天線端口五( 直接從小區(qū)特定的RS測量CQI，則不會有關(guān)于 CQI的混淆，其當(dāng)前具有MS特定的RS。考慮到天線端口五( 將主要在具有相關(guān)的衰落環(huán)境中激活，所以預(yù)期某些波束將導(dǎo)致比其他更好的CQI報告。為了減少CQI反饋的開銷，和避免反饋回質(zhì)量不佳的CQI， 建議在特定周期僅反饋良好的(或僅最佳的)CQI，其將是小區(qū)的集群中的固定(或緩變)值。這些實施例的優(yōu)勢包括-MS不需要在干擾小區(qū)上執(zhí)行信道評估。-MS不需要報告優(yōu)選的PMI或優(yōu)選的干擾PMI。-所計算的CQI為完全干擾環(huán)境的函數(shù)，而不只是基于最強的干擾。-該MS不需要已知群集中其他BS的配置。例如，一些BS將具有不同數(shù)量的天線和不同的配置。一些BS甚至不會參與協(xié)調(diào)，MS也不需要知道這點。如果相鄰BS具有不關(guān)聯(lián)的天線配置，并且不在協(xié)調(diào)的天線切換模式中進行操作(其可以執(zhí)行空間復(fù)用或發(fā)射分集)，則該CQI將作為在RE中發(fā)射的數(shù)據(jù)的函數(shù)，天線端口 5通常位于該RS中。為了有效地實施協(xié)調(diào)波束切換系統(tǒng)，可以使用時頻波束分配方法。LTE在下行鏈路上具有正交頻分多址(OFDMA)信號結(jié)構(gòu)，這意味著可以開發(fā)頻率域組件。如果當(dāng)前LTE參考能夠執(zhí)行頻率域子帶調(diào)度(連同時間域子幀調(diào)度)，則可以在子帶級別獲取多用戶分集增益，需要使用協(xié)調(diào)波束切換實現(xiàn)相同的增益。此外，如前面所討論，必須強調(diào)選擇可能的最短周期長度以便減少調(diào)度延遲的重要性。假設(shè)在OFDMA中，可以在時間和頻率中循環(huán)，則可以更靈活地選擇更長的循環(huán)長度 (其時間更短)，其可以更準(zhǔn)確地反映每個波束的負(fù)載，以及提供必須的干擾分集。例如，在具有10個時隙的周期的波束周期場型中，僅使用時間域循環(huán)時，波束周期場型的周期為10 個時隙。但是，使用時間域和頻率域循環(huán)，波束周期場型的周期可以為L個時隙，其中，每個時隙為L= 10/#個頻率帶。因此，對于每個時隙具有五個頻率帶的通信系統(tǒng)，波束周期場型的時間段僅為10/5 = 2個時隙。更短的周期可減少延遲，同時提供更多的調(diào)度粒度或靈活性。此外，特定的波束應(yīng)該置于子帶之上，其中，相應(yīng)的MS可具有頻率域峰值。如有更大的MS池，則子帶上特定波束的位置不是決定性的，因為通常情況下，某些MS將始終位于每個子帶處的峰值上。但是，在低負(fù)載情況下，波束的位置會更加重要。圖2描述了 BS 200。以位、符號或包等形式指定給多個正在服務(wù)的MS的數(shù)據(jù) 205被發(fā)送給調(diào)度程序200，其會決定將在給定時間/頻率機會中發(fā)射或接收哪些用戶設(shè)備(UE)。調(diào)度程序210可以使用文獻中的多種已知的調(diào)度原則，包括輪叫(round robin)、 最大總禾口率(maximum sum rate)、正比公平(proportional fair)、最小剩余處理時間 (minimum remaining processing time)或最大力口權(quán)總禾口率(maximum weighted sum rate)。通常，調(diào)度決策基于從多個MS反饋回的信道質(zhì)量信息反饋(例如以信道質(zhì)量信息指示符的形式或者其他短期信息的形式)。從MS選擇用于發(fā)射的數(shù)據(jù)可由調(diào)制和編碼單元215進行處理，以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為已傳輸?shù)男盘枴Ｕ{(diào)制和編碼單元215還可添加冗余，用于輔助進行錯誤糾正和/或錯誤檢測。 在調(diào)制和編碼單元215中實施的調(diào)制和編碼計劃，可以部分基于與信道質(zhì)量信息反饋相關(guān)的信息進行選擇(采用信道質(zhì)量指示符或其他短期信息的的形式)。調(diào)制和編碼單元215的輸出將被傳遞到發(fā)射波束賦形單元220，該塊會將輸出(每個MS的已調(diào)制和已編碼的流)映射至波束賦形矢量。波束賦型矢量可由波束賦型矢量計算單元221提供?？刂破?30耦合至調(diào)制和編碼單元215，發(fā)射波束賦型單元220和波束賦型矢量計算單元221可提供用于控制至MS的發(fā)射物的發(fā)射的信令。進行了波束賦型后的輸出可以通過RF電路耦合至天線225，例如發(fā)射機(TX)222。 盡管如圖2中所示，僅有兩個天線，應(yīng)該理解，BS 200可以具有任意數(shù)量的天線，例如兩個、三個、四個等天線。波束賦型矢量計算單元221從信道信息反饋、從自MS接收的音頻符號和/或調(diào)度器210提供的波束信息，和/或從調(diào)度器210提供的波束信息，生成波束賦型矢量。例如， 在時分復(fù)用(TDD)通信系統(tǒng)中，可利用信道互易性(channel reciprocity)，基于MS發(fā)射的音頻信號來計算波束賦型矢量。而在頻分復(fù)用(FDD)通信系統(tǒng)中，可能沒有在其中利用信道互易性，以及沒有使用信道互易性的通信系統(tǒng)中，來自MS的信道信息反饋可用于計算波束賦型矢量。波束周期場型等波束信息可用于計算波束賦型矢量。接收機235可接收天線225檢測到的信號，接收機電路237可對接收到的信號，執(zhí)行模擬和/或數(shù)字信號處理。接收機電路237執(zhí)行的操作可包含過濾、放大、解碼、解調(diào)、交錯等。此外，接收機電路237可包含反饋信息電路，負(fù)責(zé)處理BS 200服務(wù)的MS提供的信道信息。接收機電路237處理用于生成波束賦型矢量、波束選擇、用戶選擇等的信道信息，用于提高BS200以及BS 200所服務(wù)的MS的整體性能。除了信道信息，BS服務(wù)的MS還提供與BS 200發(fā)射的波束組中的優(yōu)選波束相關(guān)的信息。MS可基于MS進行的信道測量，從波束組選擇其優(yōu)選波束。MS的優(yōu)選波束可依賴于 MS在BS 200的服務(wù)區(qū)域的位置、距離BS200的距離(分隔)等因素。信道信息連同優(yōu)選波束信息可用于調(diào)度器210，用于選擇時頻資源，以分配至MS。 調(diào)度器210包括波束選擇單元M0，可用于從組成BS 200的波束周期樣式的波束組中選擇波束。波束選擇單元240可基于將波束報告為優(yōu)選波束的多個MS等因素選擇波束。例如， 由多個MS選擇的波束可在僅由少量MS選擇的波束之前進行選擇。調(diào)度器210還包含用戶選擇單元M2，可用于選擇已將選定波束作為其優(yōu)選波束的報告的MS。用戶選擇單元242可基于多個因素選擇MS，包括MS優(yōu)先性、MS的分配歷史、 數(shù)據(jù)/連接優(yōu)先性、自上次選擇MS的時間、服務(wù)要求的質(zhì)量、信號強度、要發(fā)射的數(shù)據(jù)量、可用的資源等。調(diào)度器210還包含時頻選擇單元M4。時頻資源選擇單元244可在一個選定的波束內(nèi)選擇時間資源和頻率資源。頻率資源可由頻率選擇單元246來選擇。時間資源可由時間選擇單元248來選擇。頻率選擇單元246可為MS選擇最適合的頻率范圍，例如，可最大化MS的信號和信擾噪比的頻率范圍。 除了控制將數(shù)據(jù)傳輸至MS中涉及的操作之外，控制器230還可用于基于分配給MS 的時頻資源，計算MS的信號質(zhì)量的測量值。控制器230包括信號和干擾計算單元250，單元250用于計算信號質(zhì)量的測量值，例如信噪比或信擾噪比?？刂破?30還包括信號和干擾求和單元252，可用于將MS的信號質(zhì)量的多個測量值聚合為信號質(zhì)量的單個測量值。信號和干擾求和單元252可生成信號質(zhì)量的測量值的和，如MS為單個分配的頻率帶等特定頻率帶所報告。下面提供了 BS 200操作的詳細(xì)描述。圖3說明了 MS所報告的CQI。圖3還說明了時間域中的子幀的調(diào)度情況。CQI由多個MS匯報，對不同的子幀都有顯示。例如，在子幀305處，MSl報告的CQI為10，而MS2 報告的CQI為3. 5，MS3報告的CQI為3，MS4報告的CQI為20。每個MS的最大CQI以陰影框進行強調(diào)顯示，具有較小的sub-squares，MSl、MS2、MS3和MS4的最大CQI分別為10、5、 10和100。跨度310和315分別強調(diào)了兩個波束周期。請注意，可在跨度310中為每個MS 實現(xiàn)最大CQI的子幀，還可以在跨度315中為每個MS生成最大的CQI。使用協(xié)調(diào)波束切換，可以將圖3中所示的單純時間頻率域調(diào)度修改為基于調(diào)度的時頻域，方法是將基于調(diào)度的頻率域添加至基于調(diào)度的時間域。圖如說明了 MS為兩個子幀周期(顯示為跨度405和跨度410)所報告的每個子帶的CQI。在每個子幀周期內(nèi)，突出顯示了為所有MS報告的五個最高的CQI，其中，在跨度 405中，五個報告的最高CQI使用陰影方框進行突出顯示，在跨度410中，報告的五個最高的CQI使用交叉影線進行突出顯示。圖4b和如說明了在每個子幀內(nèi)可用的子帶的圖表， 其中，圖4b顯示了信號波束的子帶分配，圖如顯示了干擾波束的子帶分配。例如，圖4b顯示了每個子幀有四個子帶，對于子幀420，子帶425分配給一個MS，子帶427分配給另一個 MS,子帶似9和431分配給再一個MS。協(xié)調(diào)波束切換系統(tǒng)的目標(biāo)為，使干擾場型是可循環(huán)和可預(yù)測的。這意味著，一旦 BS已經(jīng)決定哪些波束使用波束周期，便不會輕易改變此決策，并且不得不將該波束周期維護很長的時間(在幾秒級)。進行不良的波束選擇會出現(xiàn)的一個問題是，MS在將來可不選擇該不良波束以便導(dǎo)致“無效”(dead)波束，即，一個波束是該波束周期的一部分，但是沒有 MS在該時隙報告CQI，從而導(dǎo)致一個浪費的時隙。因此，在進行波束選擇過程時需要仔細(xì)考慮。對于單個子帶的情況，據(jù)顯示，為了對MS實現(xiàn)成比例的配對率，選擇特定波束所需的比率應(yīng)該與波束中存在的MS的數(shù)量成正比。例如，如果有10個MS，九個在波束一(1)中，其中一個MS位于波束二(2)中，則波束一應(yīng)該調(diào)度九次，頻率遠(yuǎn)高于波束二。這種情況同樣適用于多子帶的情況，唯一的差別是，目前選擇波束時所采用的粒度已經(jīng)提高，因為在單個子幀中，每個子帶可被分配一個不同的波束。因此，只要波束在分配時，是與波束內(nèi)的MS的數(shù)量成比例的，則仍可維持跨波束的公平性。選擇波束之后，調(diào)度器可負(fù)責(zé)選擇要在波束中服務(wù)的MS，從而負(fù)責(zé)維護相同波束中MS之間的公平性。因此，通過維護跨波束(通過波束分配)和波束內(nèi)(通過調(diào)度器)的公平性，則可獲取跨所有MS的公平性。使用多個子帶，有兩個自由度級別(時間和頻率)，可用于實現(xiàn)MS分集增益。請記住，在一個周期內(nèi)，每個MS都為每個子幀-子帶對的最佳波束(一定數(shù)量的最大波束)報告信擾噪比(Si·)值。因此，一旦選擇了一個用于分配的波束，可使用MS SINR信息來確定應(yīng)將MS分配至哪個子幀-子帶對中。為了實現(xiàn)分集增益，可以按如下所示進行有關(guān)子幀-子帶對調(diào)度的決策對于每個波束分配，查找選擇該波束的MS ；然后，遍歷這些MS,對于每個MS,選擇可最大化MS的 SINR的第一個可用子幀-子帶對。該進程繼續(xù)處理已選擇該波束的所有剩余的MS，直至滿足該波束的所需數(shù)量的分配，如波束選擇器先前所確定。在為波束分配了所需的次數(shù)后，該進程將繼續(xù)使用下一個波束并依此類推，直至已經(jīng)分配了所有波束，并且不存在更多的空子幀-子帶對。然后，將由調(diào)度器進行單獨的MS分配。圖5說明了時頻域波束調(diào)度和排序的偽碼表示。圖6為通過時頻域波束進行和接收發(fā)射的過程中，BS操作600的流程圖。BS操作 600可為在BS中發(fā)生的操作的指示，因為BS將發(fā)射發(fā)送至MS或接收來自MS的發(fā)射。BS 操作600可確保波束之間的絕對循環(huán)公平性。當(dāng)包含BS的通信系統(tǒng)處于正常操作模式中時，BS操作600可為連續(xù)的操作。BS操作600會首先由BS選擇要分配的波束(塊60 。BS可選擇隨機分配的波束，或者，其可以以有序的方式選擇波束，例如按優(yōu)選MS、已報告的CQI，等等。BS用于選擇波束的信息可首先在來自BS的發(fā)射中接收，并存儲起來以備后用。然后，BS會重設(shè)計數(shù)器， 其中，計數(shù)器會跟蹤已分配的多個波束(塊610)。對于選擇用來分配的波束，BS可從一個或多個MS中選擇已為波束指示優(yōu)選項的 MS (塊615)，然后，為所選MS選擇最適合的子帶(塊620)。最可用的子帶可簡單為波束中第一個可用的子帶，已為MS選擇用于任何子帶中，可允許MS中的電路進行重新調(diào)整的優(yōu)選子帶，與已經(jīng)為MS選擇的子帶相同的子帶，可以防止MS重新調(diào)整其電路，等等。然后，BS會重設(shè)時隙指針(塊625)，并選擇下一個時隙，例如時隙指針?biāo)赶虻臅r隙(塊630)。BS可執(zhí)行檢查以確定時隙是否是空閑的，S卩，該時隙沒有指定給波束(塊635)。如果已經(jīng)為一個波束指定了時隙，則BS可反饋至塊630以選擇另一個時隙。如果時隙為空閑的，則BS可將波束指定給該時隙處的子帶，增加計數(shù)器將跟蹤波束已指定的次數(shù)，并為MS 刪除子帶(塊640)。然后，BS會執(zhí)行檢查，以確定是否已為波束指定該波束在波束周期中所分配的特定次數(shù)(塊645)。如果已經(jīng)為該波束指定了特定次數(shù)，則BS可返回至塊615，以繼續(xù)處理為該叢書指示了優(yōu)選項的一個或多個MS中的另一個MS。如果波束已經(jīng)在波束周期中指定了特定的次數(shù)，則分配給該波束的波束已完成。然后，BS會執(zhí)行檢查，以確定是否有要分配的附加波束(塊650)。如果有要分配的附加波束，則BS會返回至塊605以選擇另一個要分配的波束。如果沒有要分配的附加波束，BS會基于子幀-子帶對分配，實際向MS進行時頻資源分配(塊65 。然后，該發(fā)射會針對時頻資源分配進行或接收(塊660)，BS操作600會終止。根據(jù)備選實施例，可以犧牲公平性來獲取增加的吞吐量。請記住，在一個周期內(nèi)， 每個MS都為每個子幀-子帶對的最佳波束(指定數(shù)量的最大波束)報告信擾噪比(SINR) 值。因此，一旦選擇了一個用于分配的波束，可使用MSSINR信息來確定應(yīng)將MS分配至哪個子幀-子帶對中。為了實現(xiàn)分集增益，可以按如下所示進行有關(guān)子幀-子帶對調(diào)度的決策 對于每個子幀-子帶對，確定已選擇所選波束作為最佳波束的所有UE的平均SINR ；具有最大平均SINR的子幀-子帶對為分配給所選波束的子幀-子帶對(除非已決定，在這種情況下，具有下一個最大SINR的對將被分配給所選波束，依此類推。)請注意，此處描述的調(diào)度技術(shù)提供了組分集增益。換言之，當(dāng)一個組正處于良好的信道條件時，將分配波束以服務(wù)于該組。然后，將由調(diào)度器進行單獨的MS分配。圖7說明了時頻域波束調(diào)度和排序的偽碼表 示。
圖8為通過時頻域波束進行和接收發(fā)射的過程中，BS操作800的流程圖。BS操作 800可指示在BS中發(fā)生的操作，因為BS從MS發(fā)射或接收發(fā)射。當(dāng)包含BS的通信系統(tǒng)處于正常的操作模式中時，BS操作800可處于正常操作中。BS操作800會首先使用調(diào)度器執(zhí)行值和變量的初始化(塊805)。例如，BS會為所有MS和子帶創(chuàng)建SINR的列表，依此類推。在初始化之后，BS會確定變量b*的值，其中， b*表示可最大化表達式Mk_per_Beam/NumAlloc的波束b，NumAlloc為分配給b的MS的數(shù)量(塊810)。然后，BS會增加波束b*的變量NumAlloc (塊815)。然后，BS會設(shè)置變量MSS，其中，MSS表示優(yōu)選波束b*的MS的數(shù)量(塊820)。然后，BS會查找可為優(yōu)選波束b*的所有MS最大化SINR的和的子帶s* (塊825)。查找到子帶s*之后，BS會將波束b*分配至子帶s* (塊830)并從將來的分配中刪除子帶s*。并且， 要從將來的考慮中刪除子帶s*，BS可將子帶s*的SINR設(shè)置為負(fù)無窮大，或其他非常小的數(shù)字(塊840)。然后，BS會執(zhí)行檢查，以確定是否有要分配的附加子帶(塊845)。如果沒有分配所有子帶，則BS會返回至塊810，以便選擇可最大化表達式MSS_per_Beam/NumAll0C的另一個波束b*。如果沒有分配所有子帶，則BS會基于子幀-子帶對分配，實際向MS進行時頻資源分配，并將已調(diào)度的MS通知給其時頻資源分配(塊850)。然后，發(fā)送會針對時頻資源分配進行或接收(塊85 ，BS操作800會終止。圖9為多個通信系統(tǒng)的公平曲線圖。第一個曲線905表示4x2通信系統(tǒng)的公平性曲線，其具有網(wǎng)絡(luò)資源的時間域周期；第二個曲線910表示4x2通信系統(tǒng)的公平性曲線，其具有網(wǎng)絡(luò)資源的時頻域周期；第三個曲線915表示8x2通信系統(tǒng)的公平性曲線，其具有網(wǎng)絡(luò)資源的時間域周期；第四個曲線920表示8x2通信系統(tǒng)的公平性曲線，具有網(wǎng)絡(luò)資源的時間和頻率域周期。如圖9中所示，與具有網(wǎng)絡(luò)資源的時間域周期的通信系統(tǒng)相比，具有網(wǎng)絡(luò)資源的時頻域周期的通信系統(tǒng)可提供更大的光順性。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實施例及其優(yōu)勢，但是必須理解，在不背離本發(fā)明附加權(quán)利要求所定義的實質(zhì)和范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計本發(fā)明的不同的變型方案或?qū)ζ溥M行更改、替換。此外，本專利申請的范圍并不限于在規(guī)范中所描述的進程、 設(shè)備、制造商、物質(zhì)的構(gòu)成、方式、方法和步驟的特定實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從本發(fā)明揭示的內(nèi)容中理解，進程、機器、制造商、物質(zhì)的構(gòu)成、方式、方法或步驟，無論是已有還是有待將來開發(fā)，只要實質(zhì)上可以與本文中描述的實施例執(zhí)行相同的功能或?qū)崿F(xiàn)相同的結(jié)果， 均可以根據(jù)本發(fā)明進行利用。相應(yīng)地，本文中內(nèi)附的權(quán)利要求用于在其范圍中涵蓋此類過程、設(shè)備、制造商、物質(zhì)的構(gòu)成、方式、方法或步驟。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)送信息的方法，該方法包含 從一組波束選擇一個波束；從多個MS確定一組移動臺(MQ，該組MS優(yōu)選選定的波束；對于MS組中的每個MS，選擇可最大化MS的信道質(zhì)量的第一個可用的子幀-子帶對； 調(diào)度所選的子幀-子帶對，以及將與已調(diào)度的子幀-子帶對相關(guān)的信息發(fā)射至MS組中的MS。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包含 通過已調(diào)度的子幀-子帶對，發(fā)射至MS組中的MS ；或者通過已調(diào)度的子幀-子帶對，從MS組中的MS中接收。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，MS的信道質(zhì)量即為MS的信擾噪比。
4 .如權(quán)利要求1所述的方法，還包含重復(fù)波束的選擇，確定MS組，并針對波束組中的每個波束，為MS組中的每個MS選擇第一個可用的子幀-子帶對。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，選擇第一個可用的子幀-子帶對包含 為MS選擇最佳子帶；在最佳子帶中選擇第一個子幀； 確定第一個子幀是否是空閑的；并且如果第一個子幀是空閑的， 則向該波束分配第一個子幀；并且為MS刪除最佳子帶。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，選擇第一個可用的子幀-子帶對還包含，如果第一個子幀不是空閑的，則選擇最佳子帶中的第二個子幀，并且假設(shè)第一個子幀是空閑的，則重復(fù)此過程；如果第一個子幀不是空閑的，則使用第二個子幀。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包含從多個MS中的每個MS接收MS的優(yōu)選波束的指示符。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，優(yōu)選波束為在MS處具有信號質(zhì)量最高測量值的波束ο
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，指示符指示MS的多個優(yōu)選波束。
10.一種用于發(fā)送信息的方法，該方法包含從可最大化每個波束MS與已分配的MS的比率的一組波束中選擇波束； 在選定波束的子幀-子帶對的集合中，為優(yōu)選了所選波束的所有MS計算每個子幀-子帶對的信道質(zhì)量；在子幀-子帶對集合中，選擇具有信道質(zhì)量最大測量值的子幀-子帶對； 將所選的子幀-子帶對分配給選定的波束； 調(diào)度已分配的子幀-子帶對；以及發(fā)射與所調(diào)度的子幀-子帶對相關(guān)的信息。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，還包含通過已調(diào)度的子幀-子帶對，接收MS的信息；或者將信息通過所調(diào)度的子幀-子帶對發(fā)送至MS。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，還包含重復(fù)所選的波束；計算信道質(zhì)量的測量值；選擇子幀-子帶對；以及分配，直至所有的子帶都已分配。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，選擇子幀-子帶對包含為每個子帶，計算子帶的每個MS的信號質(zhì)量測量值的信道質(zhì)量的測量值的和；以及選擇具有最大總和的子帶。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，信道質(zhì)量的測量值包含信擾噪比。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，還包含從將來的考慮中刪除已分配的子幀-子帶對。
16.如權(quán)利要求10所述的方法，還包含從每個MS中接收MS的優(yōu)選波束的指示符。
17.一個基站(BS)，其包含耦合至天線的接收機，該接收機配置為接收由天線檢測到的信號；耦合至天線的發(fā)射機，該發(fā)射機配置為使用天線發(fā)射信號；耦合至接收機和發(fā)射機的控制器，控制器配置為計算BS與移動臺(MQ之間的信道的質(zhì)量的測量值；以及耦合至接收機和控制器的調(diào)度器，該調(diào)度器配置為基于該控制器所服務(wù)的MS提供的優(yōu)選波束信息，從一組波束中選擇一個波束；為每個優(yōu)選了選定波束的MS選擇可用的時頻資源，以及基于選定的可用時頻資源調(diào)度發(fā)射機會。
18.如權(quán)利要求17所述的BS，其中，調(diào)度器包含一個波束選擇單元，配置為，基于優(yōu)選波束信息，從一組波束中選擇一個波束；以及耦合至波束選擇單元的用戶選擇單元，該用戶選擇單元配置為從一組MS中選擇MS,表示波束選擇單元優(yōu)選的波束。
19.如權(quán)利要求18所述的BS，其中，從一組波束中選擇波束，基于將該波束設(shè)為優(yōu)選項的多個MS。
20.如權(quán)利要求18所述的BS，其中，調(diào)度器還配置為為波束選擇時頻資源。
全文摘要
本發(fā)明提供了使用啟用了時頻空間的協(xié)調(diào)波束切換進行通信的BS和方法。用于發(fā)射信息的方法包括從一組波束中選擇一個波束；從多個MS中確定一組MS，該組MS優(yōu)選所選波束；以及對于該組MS中的每個MS，選擇可最大化MS的信道質(zhì)量的第一個可用子幀-子帶對。該方法還包含調(diào)度所選的子幀-子帶寬對，并將與已調(diào)度的子幀-子帶對相關(guān)的信息發(fā)射至MS組中的MS。
文檔編號H04W72/02GK102415173SQ201080017814
公開日2012年4月11日 申請日期2010年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月24日
發(fā)明者溫若斯伯格·科尼拉斯, 阿漢穆德·侯賽因·帕特瑞克 申請人:華為技術(shù)有限公司