專利名稱：用于高數(shù)據(jù)速率業(yè)務(wù)的直接最大比組合方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及無線信息通信系統(tǒng)，尤其涉及使用降低干擾技術(shù)在無線通信系統(tǒng)內(nèi)提供增強數(shù)據(jù)速率的系統(tǒng)，并具有單一性。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會中通過所謂“互聯(lián)網(wǎng)”的高速數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)應(yīng)用廣泛。與此同時，世界也在經(jīng)歷無線通信技術(shù)的爆炸。在諸如美國等發(fā)達國家，無線通信尤其是蜂窩電話業(yè)務(wù)已經(jīng)發(fā)展為有線通信骨干網(wǎng)的附屬網(wǎng)。在發(fā)展中國家，作為主要通信媒介發(fā)展無線通信業(yè)務(wù)。需要在不斷提高的有效數(shù)據(jù)速率上提供數(shù)字數(shù)據(jù)無線業(yè)務(wù)。
無線電信系統(tǒng)使很多移動站或用戶連接到路基有線電話系統(tǒng)和/或能夠接入萬維網(wǎng)數(shù)字信息骨干網(wǎng)的數(shù)字互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)提供者。常規(guī)的無線空中接口包括頻分復(fù)用(FDMA)、時分復(fù)用(TDMA)和碼分復(fù)用(CDMA)及其改進。
數(shù)字數(shù)據(jù)分組傳輸與數(shù)字話音信息傳輸不同。全雙工(同時雙向)話音通信模式是指基站和特定移動站之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是實時和帶寬基本相等的。注意到200毫秒的總延遲(對于大多數(shù)話音聲碼器來說大約2千比特的數(shù)字數(shù)據(jù))代表一條話音信道內(nèi)不可容忍的延時。相反，對于高速數(shù)據(jù)分組傳輸，移動站對數(shù)據(jù)傳輸延遲或延時具有高得多的容限，高達在當(dāng)前無線數(shù)據(jù)系統(tǒng)中會遇到的10秒。盡管移動站能夠容忍這種延遲，但是它所導(dǎo)致的較低有效數(shù)據(jù)傳輸速率并非所希望的。
在優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸量中使用的自適應(yīng)天線陣列技術(shù)是公知的。使用自適應(yīng)天線陣列的空間分集多址方法的例子在下列文獻中公開授權(quán)給Gerlach等人的美國專利US 5,471,647和US 5,634,199；M.C.Wells的論文，標(biāo)題為“使用自適應(yīng)天線提高GSM蜂窩無線電系統(tǒng)的容量(Increasing the capacity of GSM cellular radio using adaptiveantennas)”，IKE(UK)PROC.on Comm.，第143卷，第5期，1996年10月，第304至310頁；S.Anderson，B.Hagerman，H.Dam，U.Forssen，J.Karlsson，F(xiàn).Kronestedt，S.Mazur和K.Molinar，標(biāo)題為“GSM和TDMA系統(tǒng)用的自適應(yīng)天線(Adaptive Antennas for GSMand TDMA Systems)”，IEEE個人通信(IEEE personalCommunications)，1999年6月，第74至86頁，所有這些文獻在此引用作為參考。
一種被推薦的稱作“CDMA/HDR”的解決方案使用公知技術(shù)測量信道數(shù)據(jù)傳輸速率以執(zhí)行信道控制和降低及抑制信道干擾。一種此類的方法在高通公司出版的Paul Bender，Peter Black，Matthew Grob，Robert Padovani，Nagabhushana Sindhushayana和Andrew Viterbi等人標(biāo)題為“CDMA/HDR漫游用戶的帶寬有效高速無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(CDMA/HDRA Bandwidth Efficient High Speed Wireless DataService for Normadic Users)”的論文中被更詳細地描述。這篇論文所公開的內(nèi)容在此引用作為參考。
另一種推薦的解決方案是TIA/EIA臨時標(biāo)準(zhǔn)，電信業(yè)協(xié)會于1999年8月出版的TIA/EIA/IS-2000-2。TIA/EIA/IS-2000-2是cdma2000擴頻系統(tǒng)的物理層標(biāo)準(zhǔn)，也是cdma2000標(biāo)準(zhǔn)系列的組成部分。cdma2000擴頻系統(tǒng)同時支持話音和數(shù)據(jù)通信。
在cdma2000和許多其它的新一代個人通信系統(tǒng)中，在反向鏈路中引入一個專用導(dǎo)頻。反向鏈路專用導(dǎo)頻信號是一個協(xié)助基站檢測移動站傳輸?shù)奈凑{(diào)制擴頻信號。反向鏈路專用導(dǎo)頻信號在基站上合成，并用于至少兩個目的反向鏈路功率控制和反向鏈路信號的相干解調(diào)。
反向鏈路功率控制機制用于確保所有在基站上接收的專用導(dǎo)頻具有相同的信號與干擾加噪聲之比(SINR)。即使所接收的專用導(dǎo)頻具有相同的SINR，不同的移動站也可以用不同的發(fā)射功率來發(fā)射這些專用導(dǎo)頻。專用導(dǎo)頻發(fā)射功率取決于基站上所需要的導(dǎo)頻SINR和無線電傳播信道。
相干解調(diào)機制用于提高基站接收機的靈敏度。在多數(shù)情況下，相干解調(diào)比非相干解調(diào)提供更高的大約3dB的接收機靈敏度，這是公知的。使用最大比組合(MRC)方法來進一步提高基站接收機的靈敏度。圖1A圖示一個典型的執(zhí)行相干解調(diào)和最大比組合機制的基站。由多個接收單元10接收的信號發(fā)送給對應(yīng)個數(shù)的模擬接收機12。在處理之后，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)14將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。相干解調(diào)器18然后處理ADC 14和導(dǎo)頻信號合成電路16的輸出信號。解調(diào)器18的輸出隨后被發(fā)送給最大比組合器19以輸出一個選定信號。
盡管使用多個天線陣子的最大比組合機制能夠提高基站接收機的靈敏度，但是它并不提供干擾消除。(在大容量個人通信系統(tǒng)內(nèi)，數(shù)據(jù)傳輸量通常受到干擾的限制，所述干擾包括小區(qū)內(nèi)干擾和小區(qū)間干擾)。另一方面，諸如直接逆矩陣算法的標(biāo)準(zhǔn)干擾消除算法需要大量的數(shù)學(xué)運算，使得系統(tǒng)的建立不切實際或者很昂貴。因此，至今為止未能解決的問題是一種更有效和實際的方法，用于在一個基站所服務(wù)的多個移動站向該基站發(fā)送數(shù)據(jù)時相互之間不產(chǎn)生干擾。
因此，本技術(shù)領(lǐng)域需要這樣的系統(tǒng)和方法，它能夠優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸量而不直接使用現(xiàn)有技術(shù)的干擾消除算法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)及其方法，其中無線系統(tǒng)例如移動站的傳輸被控制以降低干擾，從而提供更高的平均數(shù)據(jù)速率。根據(jù)一種優(yōu)選實施例，使用相對于基站不平均的反向鏈路數(shù)據(jù)速率技術(shù)來最小化小區(qū)間干擾。另外或者可替換地，一種優(yōu)選實施例使用選擇其陣列響應(yīng)矢量之間低相關(guān)性的移動站的技術(shù)來提供最小化小區(qū)內(nèi)干擾。一個或多個選定站能夠以最小的小區(qū)內(nèi)干擾在一個分組持續(xù)周期內(nèi)同時傳輸。通過允許發(fā)射功率較低的移動站以比發(fā)射功率較高的移動站更高的時間平均數(shù)據(jù)速率傳輸信號，也能夠降低小區(qū)間干擾。
在一種實施例，移動站被劃分成兩組，高時間平均速率組和低時間平均速率組。在每組內(nèi)的每個移動站以其最高瞬時數(shù)據(jù)速率傳輸時，高時間平均速率組內(nèi)的移動站最好比低時間平均速率組更頻繁地傳輸數(shù)據(jù)。高時間平均速率組最好包括發(fā)射功率較低的移動站。這最小化了小區(qū)間干擾。
在本發(fā)明的另一實施例中，數(shù)據(jù)隊列內(nèi)的第一移動站被選擇在下一個時間間隔傳輸信號，盡管根據(jù)其它標(biāo)準(zhǔn)可以選擇當(dāng)前被選擇在下一時間間隔傳輸?shù)囊苿诱荆鰳?biāo)準(zhǔn)例如排隊數(shù)據(jù)量最大的移動站、排隊數(shù)據(jù)具有最大延遲的移動站和與特定通信信道屬性相關(guān)的移動站等等。最好計算在相同數(shù)據(jù)速率組內(nèi)第一移動站與其它移動站之間陣列響應(yīng)矢量的互相關(guān)值，其中每個互相關(guān)值與兩個移動站有關(guān)。與第一移動站的互相關(guān)值低于一個預(yù)定閾值的移動站最好被分到第一組中。
如果第一組中包括多個移動站，則最好選擇對應(yīng)于最低互相關(guān)值的移動站作為在下一時間間隔內(nèi)和第一移動站一起傳輸數(shù)據(jù)的第二移動站。如果在第一組中有其它移動站，則最好計算第二移動站與第一組內(nèi)其它移動站之間的互相關(guān)值。如果至少一個互相關(guān)值低于預(yù)定閾值，則最好選擇對應(yīng)于最低互相關(guān)值的移動站作為在下一時間間隔內(nèi)和第一與第二移動站一起傳輸數(shù)據(jù)的第三移動站。
然而，如果沒有互相關(guān)值低于閾值或者第一組內(nèi)沒有其它移動站，則最好計算第二移動站和另一數(shù)據(jù)速率組內(nèi)移動站之間的互相關(guān)值以及第一移動站和另一數(shù)據(jù)速率組內(nèi)移動站之間的互相關(guān)值。最好分析所計算的互相關(guān)值以確定哪一個移動站相對于第一移動站和第二移動站兩者的互相關(guān)值低于預(yù)定閾值，如果存在的話。根據(jù)優(yōu)選實施例，如果沒有移動站的兩個互相關(guān)值低于預(yù)定閾值，則僅選擇兩個移動站在下一時間間隔內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。然而，如果有至少一個移動站的兩個互相關(guān)值低于閾值，則最好選擇第三個移動站在下一時間間隔內(nèi)同時進行通信。如果存在多個移動站的兩個互相關(guān)值低于閾值，則最好求每個移動站的互相關(guān)值之和，并選擇具有最低組合互相關(guān)值的移動站作為在下一時間間隔內(nèi)傳輸?shù)牡谌苿诱尽?br> 如果在第一組內(nèi)沒有移動站，則最好計算第一移動站與第二數(shù)據(jù)速率組內(nèi)移動站之間的互相關(guān)值。最好將第二數(shù)據(jù)速率組內(nèi)互相關(guān)值低于預(yù)定閾值的移動站劃分成第二組。根據(jù)一種優(yōu)選實施例，如果在第二組內(nèi)沒有移動站，僅選擇第一移動站在下一時間間隔內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。然而，如果在第二組內(nèi)有一個或多個移動站，則最好選擇對應(yīng)于最低互相關(guān)值的移動站作為在下一時間間隔內(nèi)與第一移動站一起傳輸數(shù)據(jù)的第二移動站。根據(jù)一種優(yōu)選實施例，如果在第二組內(nèi)僅有一個移動站，則僅選擇兩個移動站在下一時間間隔內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。
然而，如果在第二組中有兩個或多個移動站，最好計算第二選定移動站和其余移動站之間的互相關(guān)值。最好將與第二選定移動站的互相關(guān)值小于預(yù)定閾值的移動站劃分成第三組。根據(jù)一種優(yōu)選實施例，如果在第三組內(nèi)沒有移動站，不再選擇移動站在下一時間間隔內(nèi)傳輸信號。然而，如果在第三組內(nèi)有至少一個移動站，則選擇對應(yīng)于最低互相關(guān)值的移動站作為在下一時間間隔內(nèi)與第一和第二移動站一起傳輸信號的第三移動站。
根據(jù)本發(fā)明的其它實施例，根據(jù)需要，例如通過重復(fù)上述分組模式來選擇其它移動站。根據(jù)本發(fā)明，選定的移動站最好在下一時間間隔內(nèi)發(fā)射和/或接收。
在另一實施例中，與前一實施例相同，數(shù)據(jù)隊列中的第一移動站最好被選擇在下一時隙內(nèi)傳輸信號。然而，與前一實施例不同，最好計算第一移動站和所有其它移動站的陣列響應(yīng)矢量的互相關(guān)值，并比較一個預(yù)定閾值。根據(jù)這一實施例，將互相關(guān)值低于閾值的所有移動站列為候選移動站。如果沒有這樣的移動站，則最好選擇第一移動站在下一時隙內(nèi)傳輸信號。然而，如果有一個這樣的候選移動站，則最好選擇這個候選移動站作為在下一時間間隔內(nèi)和第一選定移動站一起傳輸信號的第二移動站。
如果存在多個候選移動站，則最好計算所有候選移動站的互相關(guān)值，并與預(yù)定閾值相比較。如果一個或多個互相關(guān)值低于閾值，則最好選擇具有最小組合平均發(fā)射功率的一對移動站作為在下一時間間隔內(nèi)和第一移動站一起傳輸信號的第二和第三移動站。然而，如果沒有低于閾值的互相關(guān)值，則最好選擇候選移動站組中發(fā)射功率最小的移動站作為第二移動站，在下一時間間隔內(nèi)，將僅有第一和第二移動站傳輸信號。
在又一種實施例中，總共N個移動站中的每個移動站都具有一個相關(guān)測量響應(yīng)矢量V。與為每個時間間隔選擇可變數(shù)量的移動站(例如1、2和3個移動站等)的先前實施例不同，根據(jù)這一實施例最好為K個通信時間間隔內(nèi)的每個時間間隔都選擇固定數(shù)量(例如3個)的移動站。最好創(chuàng)建一個列表，在該表中希望優(yōu)先選擇的移動站出現(xiàn)的次數(shù)多于其它移動站。最好從列表中選擇L個移動站，例如隨機地，最好通過求該L個選定移動站的響應(yīng)矢量的互相關(guān)值之和來計算一個價值函數(shù)。根據(jù)一種優(yōu)選實施例，如果該價值函數(shù)的值小于閾值，則選擇這L個移動站包括第一時隙。然后，最好從列表中刪除這L個移動站。然而，如果價值函數(shù)的值大于或等于閾值，則最好從列表中選擇另外L個移動站，并計算它們的價值函數(shù)。根據(jù)一種優(yōu)選實施例，重復(fù)這一處理，直到所計算的價值函數(shù)小于閾值，同時，選擇相關(guān)的L個移動站并從列表中刪除。
如果在將移動站選擇和價值函數(shù)計算處理重復(fù)預(yù)定次數(shù)之后仍沒有獲得低于閾值的價值函數(shù)，則最好從M組中選擇價值函數(shù)最小的那組移動站，并從列表中刪除。最好重復(fù)這些步驟，直到為L個通信時隙選擇K組L個移動站。
因此，本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點在于通過為一個時間間隔內(nèi)的通信選擇特定的無線通信系統(tǒng)來提供數(shù)據(jù)傳輸量的優(yōu)化，其中最好在不直接使用干擾消除算法的情況下，以最大瞬時數(shù)據(jù)速率操作這些系統(tǒng)。
上面已經(jīng)簡單闡述了本發(fā)明的特性和技術(shù)優(yōu)點，因此將更容易理解下面對本發(fā)明的詳細描述。在下文中將描述本發(fā)明的其它特性和優(yōu)點，它們將構(gòu)成本發(fā)明權(quán)利要求書的保護主題。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，以在此所公開的概念和具體實施例作為基礎(chǔ)修改或者設(shè)計實現(xiàn)本發(fā)明相同目的的其它結(jié)構(gòu)是很容易的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到這些等價結(jié)構(gòu)并不脫離權(quán)利要求書所述的發(fā)明精神和范圍。當(dāng)結(jié)合附圖根據(jù)下面的描述，將更容易理解被認為是本發(fā)明特點的新特性、結(jié)構(gòu)和操作方法以及其它目的和優(yōu)點。然而，應(yīng)當(dāng)明確地理解所有附圖僅用于圖示和描述，并非對本發(fā)明的限制。


為了更完整地理解本發(fā)明，將結(jié)合附圖參考下面的描述，在附圖中圖1A圖示一個典型的執(zhí)行相干解調(diào)和最大比組合機制的基站；圖1B圖示一個根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例修改的基站；圖2圖示用于本發(fā)明一種實施例的連續(xù)時間周期上的說明性數(shù)據(jù)隊列；圖3A和圖3B是圖示本發(fā)明一種實施例的部分流程圖；圖4圖示用于圖3A和圖3B的實施例的連續(xù)時間周期上的說明性數(shù)據(jù)隊列；圖5是圖示本發(fā)明另一實施例的流程圖；和圖6圖示用于圖5的實施例的連續(xù)時間周期上的說明性數(shù)據(jù)隊列。
其中在不同附圖中使用相同或類似的參考數(shù)字表示相同或類似的單元。
具體實施例方式
本發(fā)明的優(yōu)選實施例通過移動站使用不均勻的反向鏈路數(shù)據(jù)速率來最小化小區(qū)間干擾，并在不直接使用干擾消除算法的情況下，通過選擇陣列響應(yīng)矢量之間的相關(guān)值較低的移動站來最小化小區(qū)內(nèi)干擾，從而最大化反向鏈路數(shù)據(jù)傳輸量。優(yōu)選實施例的陣列響應(yīng)矢量提供在天線陣列的天線振子上接收或者向其提供的無線通信信號的有關(guān)信息，所述天線陣列例如包括在適合于波束成形中使用的預(yù)定幾何形狀上安裝的多個天線振子，通過應(yīng)用陣列天線振子信號的相關(guān)波束成形加權(quán)(相位和/或幅度)來執(zhí)行所述波束成形。使用自適應(yīng)天線陣列同時為上行鏈路和下行鏈路信道提供快速波束成形的方法和結(jié)構(gòu)在上述標(biāo)題為“用于提高CDMA通信容量的實用時空無線電方法(PracticalSpace-Time Radio Method for CDMA Communication CapacityEnhancement)”的美國專利申請中被公開。
對于一個給定瞬時反向鏈路數(shù)據(jù)速率，例如在cdma2000、HDR和GSM系統(tǒng)中，在不同位置和移動條件(下文中稱作不同無線電傳播信道)上的不同移動站具有不同的發(fā)射功率。無線電傳播信道越差(即信道中功率衰減越高)，則移動站發(fā)射功率將越大。
根據(jù)本發(fā)明的一種最小化小區(qū)間干擾的方法允許較低發(fā)射功率的移動站傳輸較高的時間平均數(shù)據(jù)速率，而不是較高發(fā)射功率的移動站。例如，通過在一個傳輸時間內(nèi)為以最大瞬時數(shù)據(jù)速率傳輸?shù)妮^低發(fā)射功率的移動站分配較多的時隙，并在該傳輸時間間隔內(nèi)為以最大瞬時數(shù)據(jù)速率的較高發(fā)射功率的移動站分配較少的時隙，較低發(fā)射功率的移動站將被提供較高的時間平均數(shù)據(jù)速率，而較高發(fā)射功率的移動站將被提供較低的時間平均數(shù)據(jù)速率。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，最高的時間平均速率是最低時間平均速率的N倍，每個移動站的瞬時數(shù)據(jù)速率保持在一個可能的最大值M，其中N可以為3至9，而M可以是例如cdma2000的約150Kbps和HDR的約300Kbps。給定M和N，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，為了最小化所有移動站的發(fā)射功率，最好將移動站劃分成多組，例如與最高時間平均數(shù)據(jù)速率有關(guān)的高時間平均數(shù)據(jù)速率的移動站組和與最低時間平均數(shù)據(jù)速率有關(guān)的低時間平均數(shù)據(jù)速率的移動站組。最好選擇移動站的分組以實現(xiàn)相對于移動站發(fā)射總數(shù)的最低平均發(fā)射功率電平，例如使用作為一個最小化移動站發(fā)射的相關(guān)平均功率的函數(shù)的兩組之間的描述，需要較高發(fā)射功率電平的移動站與低時間平均數(shù)據(jù)速率組相關(guān)，以較低發(fā)射功率電平工作的移動站與高時間平均速率組相關(guān)。
如果允許所有的移動站僅以最高瞬時數(shù)據(jù)速率傳輸信號，則上述高時間平均數(shù)據(jù)速率的移動站比上述低時間平均數(shù)據(jù)速率的移動站多傳輸N次或者時間長N倍。因此，在這樣一種實施例中，上述高時間平均數(shù)據(jù)速率組與低時間平均數(shù)據(jù)速率組的時間平均數(shù)據(jù)速率之比顯然是N。
例如，假設(shè)在一個特定小區(qū)內(nèi)或者在一個小區(qū)中的一個扇區(qū)內(nèi)存在總共K個移動站，它們都有數(shù)據(jù)要發(fā)送。第k個移動站發(fā)射最高瞬時數(shù)據(jù)速率所需要的發(fā)射功率可以表示為Pk。在不失一般性的情況下，可以假設(shè)P1≤P2≤……≤PK。在將K個移動站劃分成兩個不同數(shù)據(jù)速率組，例如上述高時間平均數(shù)據(jù)速率組和低時間平均數(shù)據(jù)速率組，并在一個時間上僅允許一個移動站傳輸信號之后，所有移動站的平均發(fā)射功率由等式(1)給出AP=N·Σk=1JPk+Σk=J+1KPk(N-1)·J+K---(1)]]>在等式(1)中，J在1和K之間(包括1和K)，并描述高時間平均數(shù)據(jù)速率組的移動站和低時間平均數(shù)據(jù)速率組的移動站。如上面所討論的，最好選擇J以使AP(平均功率)對于一個給定的Pk最小。根據(jù)本發(fā)明，通過降低K個移動站的平均功率，最小化小區(qū)間干擾。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例提供增強數(shù)據(jù)容量的通信。例如，根據(jù)一種優(yōu)選實施例，多個移動站，例如上述一個小區(qū)內(nèi)或者一個小區(qū)中的一個扇區(qū)內(nèi)的K個移動站中的多個移動站，被允許同時發(fā)送數(shù)據(jù)，從而相對于上述在一個時間上由一個移動站發(fā)送而言提高了數(shù)據(jù)容量。然而，如果允許這樣一個小區(qū)或扇區(qū)內(nèi)的多個移動站同時向基站發(fā)送信號，則其它移動站的發(fā)射將可能導(dǎo)致小區(qū)內(nèi)干擾。
直接使用一種干擾消除算法，例如直接矩陣求逆算法，有助于通過消除一個接收信號導(dǎo)致的干擾信號分量而降低小區(qū)內(nèi)干擾。然而，這種干擾消除算法一般需要較強的處理器，因此實現(xiàn)起來很困難和/或成本很高。
因此，通過僅允許陣列響應(yīng)矢量之間相關(guān)值低的那些移動站同時發(fā)送數(shù)據(jù)，本發(fā)明的優(yōu)選實施例實際上使小區(qū)內(nèi)干擾最小化。例如，通過修改如圖1A所示的執(zhí)行最大比組合(MRC)算法的接收機結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的優(yōu)選實施例能夠識別出那些陣列響應(yīng)矢量相關(guān)值低的移動站并控制通信，因此僅由那些陣列響應(yīng)數(shù)量相關(guān)值低于一個預(yù)定閾值的移動站同時發(fā)送數(shù)據(jù)，以這種方式最小化小區(qū)內(nèi)干擾在此稱作直接MRC(DMRC)。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例修改的基站在圖1B中圖示，包括連接到調(diào)度器102的互相關(guān)值估計器101以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的DMRC。
下面的例子說明DMRC的優(yōu)選實施方式，同時發(fā)射移動站的最大數(shù)目為3。假設(shè)K＝5，J＝3，N＝3，所有5個移動站都具有將在最大瞬時數(shù)據(jù)速率上發(fā)送的連續(xù)數(shù)據(jù)流，則這5個移動站的數(shù)據(jù)隊列可以是如表2所示的數(shù)據(jù)隊列200。具體而言，數(shù)據(jù)隊列200圖示5個移動站(移動站1-5)的11個數(shù)據(jù)分組U。盡管根據(jù)本發(fā)明可以適應(yīng)其它的數(shù)據(jù)分組持續(xù)時間甚至于可變持續(xù)時間的數(shù)據(jù)分組，但是根據(jù)優(yōu)選實施例，圖2所示數(shù)據(jù)分組U的持續(xù)時間大約50ms。
圖2的數(shù)據(jù)分組表示符以Uki的形式，其中k是移動站編號，I是分組編號。更具體地說，移動站1具有相關(guān)的數(shù)據(jù)分組U11、U12和U13，移動站2具有相關(guān)的數(shù)據(jù)分組U21、U22和U23，移動站3具有相關(guān)的數(shù)據(jù)分組U31、U32和U33，移動站4具有相關(guān)的數(shù)據(jù)分組U41，和移動站5具有相關(guān)的數(shù)據(jù)分組U51。因此，等待發(fā)送的數(shù)據(jù)隊列200的第一個數(shù)據(jù)分組是移動站1的分組編號為1的數(shù)據(jù)分組U11。然而，隊列200的數(shù)據(jù)分組顯然是示例性的，本發(fā)明并不限制于所圖示的數(shù)據(jù)分組被排隊的移動站個數(shù)、所圖示的排隊數(shù)據(jù)分組的個數(shù)或者所圖示的移動站中數(shù)據(jù)分組的分布狀況。
假設(shè)這5個示例性移動站的標(biāo)準(zhǔn)化陣列響應(yīng)矢量(ARV)之間的互相關(guān)值如下面的表一所示，例如可以使用圖1B的互相關(guān)值估計器101來確定。

表1
其中表1的互相關(guān)值以dB給出(標(biāo)準(zhǔn)化ARV互相關(guān)值復(fù)數(shù)模以10為底對數(shù)的20倍)。
例如，可以通過合成每個移動站在特定合成時間間隔上的反向鏈路專用導(dǎo)頻來測量其陣列響應(yīng)矢量，所述合成時間間隔可以從不到一毫秒到幾十毫秒。最好將每個移動站的陣列響應(yīng)矢量標(biāo)準(zhǔn)化成用于互相關(guān)值的單一矢量幅值。然后，可以互相關(guān)兩個移動站的陣列響應(yīng)矢量的每個組合以提供如表1所示的相關(guān)值。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例，為了多個移動站同時向基站發(fā)送高速率數(shù)據(jù)，同時發(fā)送的移動站信號應(yīng)當(dāng)不導(dǎo)致相互之間的過度或無法容忍的干擾。本發(fā)明的陣列響應(yīng)矢量互相關(guān)值提供每個移動站組合的同時傳輸所產(chǎn)生的干擾電平指示。例如，如果互相關(guān)值小于一個預(yù)定閾值，例如被確定為一個可接受干擾電平的-10dB或其它值，則根據(jù)本發(fā)明，移動站可以在圖1B所示調(diào)度器的控制下同時傳輸高速率數(shù)據(jù)。
一種確定可以在下一分組持續(xù)時間(例如幀時隙)內(nèi)同時發(fā)送反向鏈路數(shù)據(jù)的移動站的優(yōu)選實施方法在圖3A和圖3B的流程圖中圖示。為了更容易理解圖3A和圖3B的示范性流程圖所表示的原理，除了上述示例性實施例的假設(shè)之外，還假設(shè)無線電傳播環(huán)境是靜態(tài)的，所以所有陣列響應(yīng)矢量的相關(guān)值如表1所示是靜態(tài)的。然而，應(yīng)當(dāng)理解在具體的實施過程中，例如蜂窩電話通信的頻繁移動環(huán)境下，陣列響應(yīng)矢量將隨時間改變。因此，在該實施例中，圖3A和圖3B的流程圖可以定期返回所圖示的互相關(guān)步驟，例如每個分組持續(xù)時間、每個傳輸幀或者每個傳輸超幀，以相應(yīng)地更新互相關(guān)值。
應(yīng)當(dāng)說明下面的描述選擇三個或更少的移動站。然而，這一實施例僅用于說明性目的，并不用于限制根據(jù)本發(fā)明可以選擇同時傳輸?shù)囊苿诱緮?shù)量。因此，可以使用本發(fā)明的各個方面來選擇四個或更多的移動站。
在圖3A的步驟300，移動站最好已經(jīng)用數(shù)據(jù)速率組標(biāo)識，例如上面討論的高數(shù)據(jù)速率組和低數(shù)據(jù)速率組。在圖3A的實施例中，在步驟300最好選擇在數(shù)據(jù)隊列中有數(shù)據(jù)的第一移動站作為在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的第一移動站。最好標(biāo)識所選擇的移動站及相應(yīng)的數(shù)據(jù)速率組，例如可以是上述高時間平均數(shù)據(jù)速率組或低時間平均數(shù)據(jù)速率組之一的數(shù)據(jù)速率組1。
在步驟302，計算第一移動站和數(shù)據(jù)速率組1中其它移動站之間的互相關(guān)值。在步驟304選擇在數(shù)據(jù)速率組1中互相關(guān)值低于預(yù)定閾值的移動站作為諸如同時發(fā)送候選組A的一個新組內(nèi)的移動站。
如果在數(shù)據(jù)速率組1中有多個移動站的互相關(guān)值小于CCt，即存在多個同時發(fā)送候選組的移動站，如在步驟306中所確定的，則在步驟308選擇A組中互相關(guān)值最低的移動站作為下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的第二移動站，即選擇第一移動站和第二移動站用于同時發(fā)送。如果如步驟310所確定的，如果在A組中還有其它移動站，則在步驟312中計算第二移動站和A組其余移動站之間的互相關(guān)值。在步驟314，選擇步驟312所計算的最低互相關(guān)值并在步驟314與閾值CCt作比較。如果這個互相關(guān)值低于CCt，則在步驟326選擇與該互相關(guān)值對應(yīng)的移動站作為在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的第三移動站，即選擇第一、第二和第三移動站進行同時發(fā)送。在步驟328，通知所選擇的三個移動站準(zhǔn)備在下一分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。
然而，如在步驟310或316所確定，如果A組中不存在其它移動站或者在步驟314所選擇的互相關(guān)值大于或等于CCt，則在步驟318，計算第二移動站和另一數(shù)據(jù)速率組中移動站的互相關(guān)值，所述另一數(shù)據(jù)速率組例如可以是上述高時間平均數(shù)據(jù)速率組或低時間平均數(shù)據(jù)速率組中的另一組，并計算第一移動站與該另一數(shù)據(jù)速率組內(nèi)移動站的互相關(guān)值。在步驟320中選擇該另一數(shù)據(jù)速率組內(nèi)與第一用戶和第二用戶的互相關(guān)值都小于CCt的用戶作為C組之后，在步驟322確定C組內(nèi)是否存在用戶。如果在C組沒有用戶，則在步驟300和308確定僅選擇先前選定的兩個移動站在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，在步驟324，通知這兩個移動站準(zhǔn)備在下一分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。然而，如果在C組中存在用戶，則在步驟325中求C組中每個用戶與第一用戶和第二用戶的互相關(guān)值之和，并選擇總互相關(guān)值最低的C組用戶。在步驟325中選擇的移動站被選為在步驟326中在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的第三移動站。隨后，在步驟328通知這三個移動站準(zhǔn)備在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。
如果在步驟300中選擇第一移動站之后，在數(shù)據(jù)速率組1中沒有互相關(guān)值小于閾值CCt的其它移動站，則在圖3B的步驟330中計算第一移動站與諸如數(shù)據(jù)速率組2的另一數(shù)據(jù)速率組中移動站的互相關(guān)值。在步驟332中選擇在數(shù)據(jù)速率組2中互相關(guān)值小于閾值CCt的所有移動站作為諸如同時發(fā)送候選組B的一個新組中的移動站。如果在步驟334中確定B組中沒有移動站，則在步驟336中僅指示第一移動站在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。然而，如果在B組中存在移動站，則在步驟338中選擇互相關(guān)值最低的移動站作為在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的第二移動站。如果如在步驟340所確定的，在B組僅存在一個移動站，則在步驟342中命令所選擇的兩個移動站準(zhǔn)備在下一分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。
如果在B組中存在多個移動站，則在步驟344中計算第二移動站(在步驟338中選擇的)與B組中的其余移動站之間的互相關(guān)值。在步驟346中選擇第二移動站與B組移動站之間的最低互相關(guān)值，并在步驟348中比較閾值CCt。如果這一互相關(guān)值大于或等于CCt，則選擇在步驟300和步驟338中確定的先前選擇的兩個移動站在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，并在步驟350，指示第一和第二移動站準(zhǔn)備準(zhǔn)備在下一分組時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。然而，如果這個互相關(guān)值低于CCt，則在步驟352中選擇與這一互相關(guān)值對應(yīng)的移動站作為在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的第三移動站。然后，在步驟354指示所選擇的三個移動站準(zhǔn)備在下一分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。
在所選擇的移動站(在這個例子中一個、兩個或三個)完成一個分組持續(xù)時間的發(fā)送之后，最好將它們的新數(shù)據(jù)分組添加到隊列的末尾。因此，隨著該方法各個步驟的重復(fù)，上述優(yōu)選實施方法的操作將為所有的移動站提供數(shù)據(jù)通信。
在執(zhí)行上面所討論的圖3A和圖3B的優(yōu)選實施方法之后，其中5個移動站具有如表1所示的信道特性，如圖2的隊列200所示的隊列數(shù)據(jù)和CCt＝-10dB，可以將該隊列數(shù)據(jù)從圖4所示的發(fā)送隊列中刪除，其中縱軸為時間軸。例如在第一時間間隔內(nèi)，發(fā)送隊列200的數(shù)據(jù)分組U11和U21(圖4中用陰影表示的)，生成隊列401。重復(fù)圖3A和圖3B的步驟，在第二分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送隊列401的數(shù)據(jù)分組U12和U22。類似地，在第三分組持續(xù)時間內(nèi)，發(fā)送隊列402的數(shù)據(jù)分組U13和U23，在第四分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送隊列403的數(shù)據(jù)分組U31和U24，在第五分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送隊列404的數(shù)據(jù)分組U32和U25，在第六分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送隊列405的數(shù)據(jù)分組U33和U26，在第七分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送隊列406的數(shù)據(jù)分組U41和U51，和在第八分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送隊列407的數(shù)據(jù)分組U14和U26。因此，根據(jù)優(yōu)選實施例為每個需要進行數(shù)據(jù)通信的移動站提供了服務(wù)，同時如果以最小化小區(qū)內(nèi)干擾的同時發(fā)送調(diào)度也增加了數(shù)據(jù)容量。
應(yīng)當(dāng)理解，在圖2所示的例子中，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經(jīng)控制了各個移動站的數(shù)據(jù)分組的進入。具體而言，如上面所討論的，希望降低小區(qū)間干擾，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可以通過向發(fā)射功率電平低的移動站提供較高的時間平均數(shù)據(jù)速率和向發(fā)射功率電平高的移動站提供較低的時間平均數(shù)據(jù)速率來控制小區(qū)間干擾。因此，盡管假定5個移動站中的每個移動站都具有連續(xù)的數(shù)據(jù)流，但是如上所述被確定為高時間平均數(shù)據(jù)速率組的移動站1、移動站2和移動站3的數(shù)據(jù)分組在隊列200中的數(shù)量為如上所述被確定為低時間平均數(shù)據(jù)速率組的移動站4和移動站5的數(shù)據(jù)分組的三倍(即N＝3)。因此，如上所述的優(yōu)選實施方法從隊列200中調(diào)度數(shù)據(jù)發(fā)送的操作實現(xiàn)了小區(qū)間干擾的最小化。
然而，注意到實際的高時間平均數(shù)據(jù)速率可能不是上述實施例中低時間平均數(shù)據(jù)速率的三倍。例如，盡管移動站4和移動站5屬于低時間平均數(shù)據(jù)速率組，但是可以將這些移動站安裝在一個特定位置或方向上，以使它們的通信是兼容，即它們與許多或者所有其它移動站的互相關(guān)值低于CCt。因此，與它們所屬的時間平均數(shù)據(jù)速率組所建議的相比，可以更頻繁地選擇這樣的移動站進行通信。
在類似于本發(fā)明實際部署所經(jīng)歷的無線電傳播環(huán)境中，移動站的陣列響應(yīng)矢量(ARV)將隨著時間變化。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，在根據(jù)上述各個步驟選擇下一個傳輸分組組合之前，最好更新所有移動站之間的互相關(guān)值。
假設(shè)每毫秒生成每個移動站的一個ARV和從上次更新之后存在L個新ARV，則移動站i和移動站j之間的互相關(guān)值(CC)可以被定義為下面的等式(2)CCij=10·log(Σl=1L|ARVil′·ARVjl|2L)---(2)]]>應(yīng)當(dāng)理解‖是復(fù)數(shù)求模函數(shù)，’是復(fù)數(shù)共軛轉(zhuǎn)置函數(shù)。L可以近似分組持續(xù)時間和ARV合成周期的比值。
參考圖5所示的流程圖來描述最小化小區(qū)間干擾和小區(qū)內(nèi)干擾的另外一種優(yōu)選實施方法。在步驟500，選擇隊列中的第一移動站并設(shè)置為發(fā)送數(shù)據(jù)的第一移動站。在步驟502計算第一移動站和其它移動站之間的互相關(guān)值。在步驟504選擇互相關(guān)值低于預(yù)定閾值CCt的移動站作為第一同時發(fā)送候選組(A組)的移動站。如果如步驟506所確定，A組中沒有移動站，則在步驟508僅指示第一移動站在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。然后，如果在步驟510中確定A組中僅有一個移動站，則在步驟512選擇該移動站作為在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的第二移動站，即選擇第一和第二移動站同時發(fā)送數(shù)據(jù)。然后，在步驟514指示所選擇的這兩個移動站準(zhǔn)備在下一分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。
如果在A組中間存在多個移動站，則在步驟516中計算A組中所有移動站的互相關(guān)值。在步驟518，選擇互相關(guān)值小于CCt的所有移動站對作為第二同時發(fā)送候選組(B組)。如果如同在步驟520中所確定的在B組中沒有移動站對，則在步驟522選擇A組中發(fā)射功率最低的移動站，并將這個移動站設(shè)置為在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的第二選定移動站。然后，在步驟514指示第一和第二選定移動站準(zhǔn)備在下一分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。然而，如果在B組存在至少一對移動站，則在步驟524中選擇具有最低組合平均發(fā)射功率的移動站對作為在下一時間間隔內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)的第二和第三移動站，即選擇第一、第二和第三移動站同時發(fā)送數(shù)據(jù)。在步驟526指示所選擇的三個移動站準(zhǔn)備在下一分組持續(xù)時間內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。在所選擇的移動站完成一個分組持續(xù)時間的數(shù)據(jù)發(fā)送之后，最好將它們的新分組添加到隊列的末尾。
為了說明該優(yōu)選實施方法的操作，在說明圖5的方法時將使用如上所述圖3A和圖3B的示例性假設(shè)，除了N現(xiàn)在為1。而且，為了簡化該例子中所說明的原理，假設(shè)無線電傳播環(huán)境是靜態(tài)的，因此所有ARV的相關(guān)值也如表1所示是靜態(tài)的。然而，在確定在下一分組持續(xù)時間內(nèi)哪一個移動站可以發(fā)送反向鏈路數(shù)據(jù)時將考慮所有移動站的發(fā)射功率。這5個移動站以最高數(shù)據(jù)速率發(fā)送數(shù)據(jù)所需要的示例性相對功率電平在下面的表2中圖示。

表2例如，在HDR中，可以根據(jù)反向鏈路功率控制處理和反向鏈路中的數(shù)據(jù)速率控制信號來估計如表2所示的所有移動站的發(fā)射功率相對電平。
應(yīng)當(dāng)理解在具體的實施過程中，例如在蜂窩電話通信的快速移動環(huán)境中，無線電傳播信道以及陣列響應(yīng)矢量和/或發(fā)射功率相對電平將隨著時間明顯地變化。因此，表1和/或表2的信息可有利地定期更新。在這樣一個實施例中，圖5的流程圖可以定期返回所圖示的互相關(guān)步驟和/或重新確定功率電平，例如每分組持續(xù)時間、每發(fā)送幀或者每發(fā)送超幀，從而更新操作所需要的信息。例如，根據(jù)一種優(yōu)選實施例，可以大約每5個分組持續(xù)時間更新一次表1和表2的數(shù)據(jù)。
在執(zhí)行上面所討論的圖5的優(yōu)選實施方法之后，其中5個移動站具有表1和表2所示的信道特性，排隊數(shù)據(jù)如圖2的隊列200所示和CCt＝-10dB，可以將數(shù)據(jù)從圖6所示的發(fā)送隊列中刪除，在圖6中縱軸表示時間。例如，在第一時間間隔中，如圖6中隊列601的陰影用戶塊所表示的隊列200的移動站1的數(shù)據(jù)分組(數(shù)據(jù)分組U11、U12和U13)和移動站4的數(shù)據(jù)分組(數(shù)據(jù)分組U41)被發(fā)送，產(chǎn)生隊列602。重復(fù)圖5的步驟，對隊列602的移動站2和移動站1的數(shù)據(jù)分組在第二時間間隔內(nèi)發(fā)送，產(chǎn)生隊列603。類似地，移動站3和移動站2的數(shù)據(jù)分組在第三時間間隔內(nèi)發(fā)送，產(chǎn)生隊列604，移動站5和移動站4的數(shù)據(jù)分組在第四時間間隔內(nèi)發(fā)送。因此，根據(jù)該優(yōu)選實施方法為需要進行數(shù)據(jù)通信的所有移動站提供了服務(wù)，同時通過以最小的小區(qū)內(nèi)干擾實現(xiàn)同時發(fā)送調(diào)度提高了數(shù)據(jù)容量。
根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施例，提供一種選擇同時發(fā)送移動站組的算法。最好控制每組中的移動站在同一時隙內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)，其中通過基站波束生成器的空間處理分離它們的信號。與為每個時間間隔選擇可變數(shù)量的移動站(例如1、2和3個移動站等)的先前實施例不同，根據(jù)該實施例最好為K個通信時間間隔中的每個時間間隔選擇固定數(shù)量L個移動站(例如3個)。
例如，假設(shè)總共有Nu個移動站，其中第n個移動站具有測量響應(yīng)矢量(V(n))，并且有N個時隙可供分配。假設(shè)響應(yīng)矢量在選擇過程中是恒定的。該優(yōu)選實施例算法選擇Ng組移動站(Ng一般在1到4的范圍內(nèi))，其中每組將被分配一個給定時隙。
該優(yōu)選實施例算法開始于建立一個Ns×Ng個移動站的列表。對應(yīng)于移動站需要服務(wù)的相對頻率，可以以不同的次數(shù)列出每個移動站。作為一個具體例子，假設(shè)這樣的情況，其中存在Nu＝30個移動站，組大小Ng＝3，其中10個移動站需要服務(wù)的頻率是其它20個移動站的兩倍。該列表的最少條目因此將是40(2×10+20)。列表越大，則該算法執(zhí)行得越好。因此，例如6×40＝240的列表大小將對應(yīng)于Ns＝240/3＝80個時隙。
一旦建立了優(yōu)選實施列表，則最好在列表中隨機地選擇Ng個移動站。最好為Ng個選定移動站計算一個包括各移動站響應(yīng)矢量(Vs)互相關(guān)值之和的價值函數(shù)。例如，如果Ng＝3，則最好如下面的等式(3)所示計算價值函數(shù)。
cost＝|V(n1)’*V(n2)|2+|V(n2)’*V(n3)|2+|V(n1)’*V(n3)|2(3)在上面的等式(3)中，n1、n2和n3是選定移動站的編號，‖是復(fù)數(shù)求模函數(shù)和是復(fù)數(shù)共軛轉(zhuǎn)置函數(shù)。
如果所計算的價值小于一個特定閾值，則根據(jù)該優(yōu)選實施例選擇Ng個選定移動站作為一組。如果所計算的價值大于該閾值，則隨機地從列表中選擇另外一組Ng個移動站，并計算它們的價值函數(shù)。這一過程最好重復(fù)處理至多N次(其中N是一個預(yù)定值)。如果在N次判斷之后，未發(fā)現(xiàn)一組價值足夠小的移動站，則結(jié)束該處理，并選擇N組中價值最低的一組移動站作為一組。
當(dāng)已經(jīng)將一組移動站選擇為一組之后，最好將這些移動站從列表中刪除。最好重復(fù)上述步驟直到列表變空，例如當(dāng)已經(jīng)建立Ns組時。當(dāng)列表為空時，創(chuàng)建一個新列表并最好再次重復(fù)上述步驟。
本發(fā)明的上述實施例僅僅是說明性而非限制性的。因此，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明廣泛概念的情況下顯然可以進行各種變化和修改。例如，所述的多個實施例選擇三個或者更少的移動站進行同時發(fā)送。然而，使用本發(fā)明可以選擇其它移動站以降低反向鏈路中的小區(qū)內(nèi)干擾。類似地，該優(yōu)選實施例是針對移動站描述的，但是本發(fā)明顯然也可以用于任何其它形式的通信設(shè)備。
盡管已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明及其優(yōu)點，應(yīng)當(dāng)理解在不脫離權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以在其中進行各種修改、更換和替代。而且，本發(fā)明的范圍并不限制于說明書中所述的處理、機器、內(nèi)容組合、裝置、方法和步驟的具體實施例。根據(jù)本發(fā)明所公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠很容易地認識到，根據(jù)本發(fā)明可以使用現(xiàn)在已經(jīng)存在或者以后將要研發(fā)的處理、機器、制造、內(nèi)容組合、裝置、方法或者步驟，它們能夠?qū)崿F(xiàn)與在此所述的相應(yīng)實施例基本上相同的結(jié)果。因此，權(quán)利要求書的保護范圍將包括這些處理、機器、制造、內(nèi)容組合、裝置、方法或者步驟。
權(quán)利要求
1.一種從多個移動站向一個基站發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，該方法包括將多個移動站劃分成第一組和第二組，第一組包括使用第一組時間平均數(shù)據(jù)速率的第一組移動站，第二組包括使用第二組時間平均數(shù)據(jù)速率的第二組移動站，其中第一組時間平均數(shù)據(jù)速率高于第二組時間平均數(shù)據(jù)速率；和從較高時間平均數(shù)據(jù)速率的第一組移動站而非第二組移動站發(fā)送數(shù)據(jù)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中第一組移動站以比第二組移動站低的功率發(fā)送數(shù)據(jù)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中多個移動站只在同一時間上發(fā)送數(shù)據(jù)。
4.權(quán)利要求1的方法，其中第一組移動站比第二組移動站更頻繁地發(fā)送數(shù)據(jù)。
5.權(quán)利要求1的方法，其中多個移動站以它們的最大允許瞬時數(shù)據(jù)速率發(fā)送數(shù)據(jù)。
6.一種從多個移動站向一個基站發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，該方法包括將多個移動站劃分成第一和第二數(shù)據(jù)速率組；選擇進行傳輸?shù)牡谝灰苿诱?，該第一移動站是第一?shù)據(jù)速率組中和數(shù)據(jù)隊列中的第一個移動站；計算第一移動站和第一數(shù)據(jù)速率組中其它移動站的陣列響應(yīng)矢量之間的第一互相關(guān)值；比較該第一互相關(guān)值和一個預(yù)定閾值；選擇第二移動站，除非所有的第一互相關(guān)值都大于或等于預(yù)定閾值并且第一移動站和第二數(shù)據(jù)速率組中移動站的陣列響應(yīng)矢量之間的所有第二互相關(guān)值都大于或等于預(yù)定閾值；和從所述選定移動站同時發(fā)送數(shù)據(jù)。
7.權(quán)利要求6的方法，其中如果至少一個第一互相關(guān)值小于預(yù)定閾值，則第二移動站具有一個相對應(yīng)的第一互相關(guān)值是最低的第一互相關(guān)值。
8.權(quán)利要求6的方法，其中如果沒有小于預(yù)定閾值的第一互相關(guān)值和如果至少一個第二互相關(guān)值小于預(yù)定閾值，則第二移動站具有一個相對應(yīng)的第二互相關(guān)值是最低的第二互相關(guān)值。
9.權(quán)利要求6的方法，還包括確定是否選擇第三移動站，其中該確定包括計算第二移動站和第二數(shù)據(jù)速率組中移動站的陣列響應(yīng)矢量之間的第三互相關(guān)值；計算第一移動站和第二數(shù)據(jù)速率組中移動站的陣列響應(yīng)矢量之間的第四互相關(guān)值；確定第二數(shù)據(jù)速率組中是否有移動站與第一移動站和第二移動站之間的互相關(guān)值低于預(yù)定閾值；求第二數(shù)據(jù)速率組中被確定低于預(yù)定閾值的任意移動站與第一移動站和第二移動站之間的互相關(guān)值之和；選擇與第一移動站和第二移動站的互相關(guān)值之和最小的移動站作為第三移動站。
10.權(quán)利要求6的方法，還包括確定是否選擇第三移動站，其中該確定包括計算第二移動站和互相關(guān)值低于預(yù)定閾值的第一數(shù)據(jù)速率組中移動站之間的第三互相關(guān)值；和如果第一互相關(guān)值中的至少一個和第三互相關(guān)值中的至少一個低于預(yù)定閾值，則選擇第三移動站，第三移動站具有一個相對應(yīng)的第三互相關(guān)值是最小的第三互相關(guān)值。
11.權(quán)利要求6的方法，還包括確定是否選擇第三移動站，其中該確定包括計算第二移動站和互相關(guān)值低于預(yù)定閾值的第二數(shù)據(jù)速率組中移動站之間的第三互相關(guān)值；和如果第二互相關(guān)值中的至少一個和第三互相關(guān)值中的至少一個低于預(yù)定閾值，則選擇第三移動站，第三移動站具有一個相對應(yīng)的第三互相關(guān)值是最小的第三互相關(guān)值。
12.一種從多個移動站向一個基站發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，該方法包括選擇一個第一移動站，該第一移動站是數(shù)據(jù)隊列中的第一個移動站；計算第一移動站的陣列響應(yīng)矢量和其它選定移動站的陣列響應(yīng)矢量之間的互相關(guān)值；根據(jù)移動站的互相關(guān)值低于一個預(yù)定閾值選擇一個和多個移動站；和所選擇的移動站在下一個數(shù)據(jù)分組持續(xù)時間內(nèi)同時發(fā)送數(shù)據(jù)。
13.權(quán)利要求12的方法，其中選定移動站以最大瞬時數(shù)據(jù)速率發(fā)送數(shù)據(jù)。
14.一種從多個移動站向一個基站發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，該方法包括選擇一個第一移動站，該第一移動站是數(shù)據(jù)隊列中的第一個移動站；計算第一移動站的陣列響應(yīng)矢量和其它選定移動站的陣列響應(yīng)矢量之間的第一互相關(guān)值；比較第一互相關(guān)值和一個預(yù)定閾值；確定小于預(yù)定閾值的多個第一互相關(guān)值；根據(jù)相關(guān)值數(shù)目從第一互相關(guān)值低于閾值的第一組移動站中選擇其它移動站；和所選擇的移動站在下一個時隙內(nèi)同時發(fā)送數(shù)據(jù)。
15.權(quán)利要求14的方法，其中數(shù)目是0、1或更大的值。
16.權(quán)利要求15的方法，其中選擇其它移動站包括如果數(shù)目為0則不選擇其它移動站；如果數(shù)目為1則選擇第二移動站；和如果數(shù)目大于1則選擇第二以及可能的第三移動站。
17.權(quán)利要求16的方法，其中如果數(shù)目是1，則第二移動站是第一組中的另一個移動站。
18.權(quán)利要求16的方法，其中如果數(shù)目大于1，則選擇第二以及可能的第三移動站包括計算第一組中所有移動站之間的第二互相關(guān)值；如果沒有第二互相關(guān)值低于預(yù)定閾值則僅選擇第二移動站；和如果至少一個第二互相關(guān)值低于閾值則從第二互相關(guān)值低于預(yù)定閾值的第二組移動站中選擇第二和第三移動站。
19.權(quán)利要求18的方法，其中如果沒有第二互相關(guān)值低于預(yù)定閾值，則第二移動站是第一組中發(fā)射功率最低的移動站。
20.權(quán)利要求18的方法，其中如果第二互相關(guān)值中的至少一個小于閾值，則第二和第三移動站是第二組中組合平均發(fā)射功率最低的一對移動站。
21.一種從N個移動站中為無線通信系統(tǒng)的K個通信時隙中每個時隙選擇K組L個移動站的方法，其中N個移動站都具有一個測量的響應(yīng)矢量V，該方法包括(a)根據(jù)N個移動站中每個移動站的希望選擇頻率，從N個移動站中確定一個J個移動站的列表；(b)從列表中選擇L個移動站；(c)為L個移動站計算一個響應(yīng)矢量V的函數(shù)F的值；(d)確定該值是否小于一個預(yù)定閾值；(e)如果該值大于和等于預(yù)定閾值，則重復(fù)步驟(b)-(d)直到最大連續(xù)次數(shù)M；(f)如果該值小于預(yù)定閾值則選擇該L個移動站，或者如果沒有值小于預(yù)定閾值，則從M組中選擇具有最小值的一個L個移動站的組；(g)從列表中刪除所選擇的移動站；和(h)將步驟(b)-(g)重復(fù)K-1次。
22.權(quán)利要求21的方法，其中函數(shù)F用下式表示F=1/2Σi,j=1L|Vi*Vj|2*(1-δij),]]>其中‖是復(fù)數(shù)求模函數(shù)。
23.權(quán)利要求21的方法，其中確定列表包括希望選擇頻率較高的移動站被選擇的次數(shù)比希望選擇頻率較低的移動站多若干倍。
24.一種提供高數(shù)據(jù)速率無線通信的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括包括一個移動站通信控制算法的調(diào)度器電路，其中所述調(diào)度器電路將多個移動站中的一些移動站識別為高時間平均數(shù)據(jù)速率移動站組，并將所述多個移動站中的其它移動站識別為低時間平均數(shù)據(jù)速率移動站組，并且其中所述調(diào)度器電路操作地調(diào)度與所述多個移動站的通信，以使所述高時間平均數(shù)據(jù)速率組的移動站比所述低時間平均數(shù)據(jù)速率組移動站更多地通信。
25.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中所述高時間平均數(shù)據(jù)速率組的所述移動站和所述低時間平均數(shù)據(jù)速率組的所述移動站在所述調(diào)度器電路調(diào)度的所述通信中以最大瞬時數(shù)據(jù)速率進行通信。
26.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其中由所述調(diào)度器電路根據(jù)各移動站發(fā)射功率電平將所述高時間平均數(shù)據(jù)速率組的移動站和所述低時間平均數(shù)據(jù)速率組的移動站識別到相應(yīng)的組。
27.權(quán)利要求26的系統(tǒng)，其中將特定移動站識別為所述高時間平均數(shù)據(jù)速率組和所述低時間平均數(shù)據(jù)速率組之一是相對于進行通信的移動站總數(shù)的最低平均功率電平的函數(shù)。
28.權(quán)利要求27的系統(tǒng)，其中所述平均功率電平(AP)用下式表示AP=N·Σk=1JPk+Σk=J+1KPk(N-1)·J+K,]]>其中N是所述高時間平均數(shù)據(jù)速率組的數(shù)據(jù)速率超過所述低時間平均數(shù)據(jù)速率組的數(shù)據(jù)速率的因數(shù)，K是所述多個移動站中希望通信的移動站個數(shù)，J是一個1和K之間的數(shù)，包括1和K，和Pk是要求以最高瞬時數(shù)據(jù)速率通信的第k個移動站的功率電平。
29.權(quán)利要求24的系統(tǒng)，還包括互相關(guān)電路，用于在與所述多個移動站中移動站通信的過程中從一個天線陣列接收信號，其中所述互相關(guān)電路確定所述多個移動站中移動站的陣列響應(yīng)矢量，并互相關(guān)所述多個移動站中移動站的陣列響應(yīng)矢量，從而將互相關(guān)信息提供給所述調(diào)度器電路以在所述多個移動站的所述調(diào)度通信中使用。
30.權(quán)利要求29的系統(tǒng)，還包括一個連接到所述調(diào)度器電路的通信隊列，其中所述多個移動站中的移動站在所述隊列中表示的次數(shù)大約等于所述高時間平均數(shù)據(jù)速率組的數(shù)據(jù)速率超過所述低時間平均數(shù)據(jù)速率組的數(shù)據(jù)速率的因數(shù)，其中所述調(diào)度器通過從所述隊列中選擇特定移動站操作地調(diào)度所述多個移動站的通信。
31.權(quán)利要求30的系統(tǒng)，其中所述調(diào)度器電路從所述隊列中選擇第一移動站在隨后的時間間隔內(nèi)通信，并試圖從相同時間平均數(shù)據(jù)速率組的所述隊列中識別另一移動站作為在所述隨后時間間隔內(nèi)通信的所述第一移動站，其中所述另一移動站的識別是所述互相關(guān)信息的函數(shù)。
32.權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其中所述互相關(guān)信息的所述函數(shù)是低于預(yù)定閾值互相關(guān)值的一個互相關(guān)值。
33.權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其中如果所述互相關(guān)信息的所述函數(shù)并未從具有相同時間平均數(shù)據(jù)速率組的隊列中識別出一個移動站作為所述第一移動站，則所述調(diào)度器電路試圖從具有不同時間平均數(shù)據(jù)速率組的所述隊列中識別出另一個移動站而非所述第一移動站在所述隨后時間間隔內(nèi)通信。
34.權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中所述調(diào)度器電路從所述隊列中選擇第一移動站在隨后的時間間隔內(nèi)通信，并試圖從所述隊列中識別出另一個移動站在所述隨后的時間間隔內(nèi)通信，其中所述另一移動站的識別是一個所述互相關(guān)信息的函數(shù)。
35.權(quán)利要求34的系統(tǒng)，其中所述調(diào)度器電路識別所述隊列中與所述第一移動站的互相關(guān)值低于預(yù)定閾值的所有移動站，如果僅有一個移動站與第一移動站的互相關(guān)值低于預(yù)定閾值，則選擇這個移動站作為在所述隨后時間間隔內(nèi)通信的第二移動站，如果有多個移動站與第一移動站的互相關(guān)值低于預(yù)定閾值，則分析這樣的每個移動站的互相關(guān)值以確定是否存在相互之間的互相關(guān)值低于所述預(yù)定閾值的成對移動站。
36.權(quán)利要求29的系統(tǒng)，其中所述調(diào)度器電路從所述隊列中選擇預(yù)定數(shù)量的移動站作為同時通信的候選移動站，并進行與同時通信相關(guān)的價值分析。
37.權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中如果所述價值分析所獲得的價值數(shù)值低于預(yù)定閾值，則所述選定移動站被調(diào)度在隨后的相同時間間隔內(nèi)通信，并且其中如果所述價值分析所獲得的價值數(shù)值高于所述預(yù)定閾值，則所述調(diào)度器電路再次從所述隊列中選擇所述預(yù)定數(shù)目的移動站。
38.權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中從所述隊列中選擇所述移動站基本上是隨機的。
39.權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中所述預(yù)定數(shù)量是3。
40.權(quán)利要求36的系統(tǒng)，其中至少部分地通過下式實現(xiàn)所述價值分析cost＝|V(n1)’*V(n2)|2+|V(n2)’*V(n3)|2+|V(n1)’*V(n3)|2其中n1、n2和n3是選定移動站的編號，V是一個相關(guān)移動站的陣列響應(yīng)矢量，‖是一個復(fù)數(shù)求模函數(shù)，和’是一個復(fù)數(shù)共軛轉(zhuǎn)置函數(shù)。
全文摘要
公開了下述方法選擇陣列響應(yīng)矢量之間的互相關(guān)值較低的移動站，從而利用移動站的不均勻平均反向鏈路數(shù)據(jù)速率來最小化小區(qū)間干擾，并在不直接使用干擾消除算法的情況下最小化小區(qū)間干擾，從而最大化無線通信系統(tǒng)的反向鏈路數(shù)據(jù)傳輸量。所選擇的一個或多個移動站同時向一個基站發(fā)送數(shù)據(jù)。
文檔編號H04B1/707GK1623285SQ01814307
公開日2005年6月1日 申請日期2001年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月18日
發(fā)明者派·B·旺, 西蒙·B·舍爾茨 申請人:凱瑟雷恩工廠兩合公司