网络mimo系统的频率-时间中的自适应聚类架构的制作方法

专利名称：网络 mimo 系统的频率-时间中的自适应聚类架构的制作方法
技术领域：
概括地说，下面的描述涉及无线通信系统，更具体地说，涉及用以在无线网络中优 化性能的自适应聚类技术。
背景技术：
为了提供诸如话音、数据等等之类的各种类型的通信内容，广泛部署了无线通信 系统。这些系统是能够通过共享可用系统资源(例如，带宽和发射功率)与多个用户进行 通信的多址系统。这类多址系统的例子包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、 频分多址(FDMA)系统、包含E-UTRA的3GPP长期演进(LTE)系统和正交频分多址(OFDMA) 系统等。正交频分复用(OFDM)通信系统有效地将全部系统带宽分成多个(Nf)子载波，这 些子载波也称为频率子信道、音调(tone)或频率段(frequency bin)。对于OFDM系统，首 先用特定的编码方案对要发送的数据(即信息比特)进行编码以生成编码比特，然后将编 码后的比特进一步分组成“多比特”符号，然后将“多比特”符号映射成调制符号。每个调制 符号对应于信号星座图上的一个点，其中，信号星座图是由用于数据传输的特定调制方案 (例如，M-PSK或M-QAM)来定义的。在每个时间间隔在Nf个频率子载波中的每一个上发送 调制符号，其中，时间间隔是依赖于每个频率子载波的带宽的。因此，OFDM可以用于对抗由 频率选择性衰落造成的符号间干扰(ISI)，频率选择性衰落的特征为在系统带宽上有不同 的衰减量。一般而言，无线多址通信系统同时支持多个无线终端通过前向链路和反向链路上 的传输与一个或多个基站进行通信。前向链路(或下行链路)指的是从基站到终端的通信 链路，反向链路(或上行链路)指的是从终端到基站的通信链路。可以通过单输入-单输 出(SISO)系统、多输入-单输出(MISO)或多输入-多输出(MIMO)系统来建立这种通信链 路。网络MIMO系统的一个议题涉及系统中的不同小区在联合传输和/或干扰协调时 在空间域中的合作。这包括基站的“聚类(clustering)”，其规定了小区之间可能的协作。 例如，集群(cluster)中的小区能够针对给定的频率-时间资源在传输和/或干扰管理时 进行协作。执行聚类是为了控制调度的复杂度(以及其它方面)。但是，问题在于集群边缘 处的用户的性能会受到危害，这是因为静态配置的集群中一些用户设备可以接收极好的服 务，而其它情况类似的设备可能受到很差的服务。

发明内容
下面给出一个简要的概述，以提供对本发明的一些方面的基本理解。该概述不是 泛泛的概括，也并不旨在标识关键/重要要素或者描绘本发明的范围。其目的仅在于以简 化的形式提供一些概念，以作为后文提供的更详细描述的序言。系统和方法提供了时变的和动态的自适应聚类，以便减轻处于集群边缘的用户设 备之间的服务不一致性。在一个方面，可以自适应地配置多个小区集群。举例而言，这样的 配置可以是基于检测出的诸如服务质量(QoS)或噪声性能参数之类的网络参数的。每种小 区聚类可以与一组频率-时间资源关联，该组资源规定了各个资源间的协作或分组。与每 种聚类关联的频率_时间资源的比例可以根据不同的参数(例如，用户以及相关联的从每 种聚类获益的设备的数目)自适应地/动态地变化。集群之间的资源管理可以以分布式或集中式的方式来执行。小区的聚类规定了小 区之间可能的协作模式，其中，可以构造多种聚类来为不同的用户设备子集服务。每种聚类 可以与频率-时间资源关联，在该频率-时间资源上每个集群的小区之间可以进行协作。 分配给每种小区聚类的资源的数量和模式(例如，时间模式或频率位置)可以是自适应的 和时变的，并且可以以集中式的方式进行控制(例如，与关联的集群站通信的主基站)或通 过小区间的分布式方案进行控制(例如，节点共同监测网络参数以便确定集群中的成员关 系)。为了实现前述和有关的目的，本申请结合下文描述和附图描述了某些说明性方 面。但是，这些方面仅仅是说明可以应用本发明基本原理的一些不同方法，本发明旨在包括 所有这些方面及其等同物。当结合附图来考虑下文的详细描述时，本发明的其它优点和新 颖特征将变得显而易见。


图1是用于为无线通信系统提供自动集群操作和参数优化的系统的高级别框图。
图2是用于说明无线系统的示例性的集群的图示。
图3和图4示出了无线通信系统的其它聚类的示例。
图5是无线通信系统的自适应聚类处理的流程图。
图6示出了用于自动集群处理的示例逻辑模块。
图7示出了用于另一种集群处理的示例逻辑模块。
图8示出了采用自动集群处理的示例通信装置。
图9示出了多址无线通信系统。
图10和图11示出了示例性的通信系统。
具体实施例方式
本发明提供了无线通信系统中有助于用户设备性能的系统和方法。在一个方面， 提供了一种用于无线通信的方法。该方法包括分析一组网络参数并部分地根据上述网络 参数自动组成一组网络集群。该方法包括从该组网络集群中动态地选择至少一个网络集 群，以向用户设备子集提供无线服务。通过以这种方式分析网络参数和自动组成集群，用户 设备的网络性能得以优化，这是因为，该设备是由从一组集群中选择出来的已经适应该设备的特定网络环境和位置的集群来服务的。应该注意的是，在本申请所描述的一个或多个示例实施例中，所描述的功能可以 用硬件、软件、固件，或它们的任意结合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以作为一条 或多条指令或代码存储在计算机可读介质上或进行传输。计算机可读介质包括计算机存储 介质和通信介质，通信介质包括任何便于将计算机程序从一个地方转移到另一个地方的介 质。存储介质可以是计算机可访问的任何可用介质。举例而言，但并非做出限制，计算机可 读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储器、磁盘存储器或其它磁存储设 备，或可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储所需要的程序代码并可以由计算机访 问的任何其它介质。此外，任何连接也都可适当地被称作计算机可读介质。例如，如果软件 是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外、无线电和微波之类 的无线技术从网站、服务器或其它远程源传输的，则同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL或诸 如红外、无线电和微波之类的无线技术也包含在介质的定义中。本申请中所用的磁盘和光 盘，包括压缩光盘(CD)、激光盘、光盘、数字多用途光盘(DVD)、软磁盘和蓝光光盘，其中，磁 盘通常磁性地复制数据，而光盘则用激光来光学地复制数据。上述的组合也应该包含在计 算机可读介质的范围内。现在参照图1，系统100为无线通信系统提供自动集群操作和参数优化，其中，集 群操作用于提高用户设备和服务该设备的基站集群的性能。系统100包括一个或多个基站 集群120、124(其中，基站也称为节点、演进型节点B-eNB、毫微微站、微微站等等)，基站集 群可以是能够通过无线网络110与第二设备130 (或多个设备)通信的实体。每个集群120 和124包括两个或更多个以协作的方式工作的基站，所有基站的聚集或集合称为自适应集 群128。每个设备130 (或设备子集)可以是接入终端(也称为终端、用户设备、站或移动设 备)。基站集群120或124通过下行链路140向设备130进行发送，并通过上行链路150接 收数据。对于上行链路和下行链路这种指定是任意的，因为设备130也可以通过下行链路 发送数据并通过上行链路信道接收数据。应该注意的是，虽然示出了三个组件120、124和 130，但是也可以在网络110上采用多于三个的组件，这些额外的组件也可以适用于本申请 中所描述的无线处理和集群操作。如图所示，在集群120、124和设备130之间传递网络集群参数160，其中，集群组 件170和174用于确定哪些站作为集群来相互协作，以为设备130服务。应该注意的是，集 群控制可以分布在站或集群120、124之间也可以是集中式控制。例如，集群120和124可 以在每个站处有单独的集群组件，该组件用于分析网络参数160和确定它们本身是否属于 一个集群。在另一种方案中，一个站(或较小的站子集)可以监测网络参数160并有效地 对一个或多个其它的从属或辅助站进行控制。网络参数160可以涉及多种因素，比如，资源 分配需求、干扰状况、信号强度、信号质量、服务质量和信噪比(SNR)。概括地说，对参数160 进行分析，根据自动化分析的结果通过集群组件170和174动态地组成各个集群，并且选择 不同的集群向设备130 (或设备子集)提供最优的服务。一般而言，系统100提供时变且动态自适应的聚类，以缓解在集群边缘工作的用 户设备130之间的服务不一致性。在一个方面，对小区102和124的多个集群进行自适应 地配置。举例而言，这种配置可以是基于检测到的诸如服务质量(QoS)或噪声性能参数之 类的网络参数160的。每种小区聚类与一组频率-时间资源关联，该组频率-时间资源规定了各个资源的协作或分组。与每种聚类关联的频率-时间资源的比例可以根据不同的参 数160 (例如，从每种聚类获益的用户及相关联设备的数目)自适应地/动态地改变。集群120和124之间的资源管理可以通过分布式或集中式的方式来执行。小区的 聚类规定了小区之间可能的协作模式，这里可以构造多种聚类以便为用户设备130的不同 子集服务。每种聚类可以与一些频率-时间资源关联，每个集群中的小区之间在可以在这 些资源上进行协作。分配给每种小区聚类的资源的数量和模式(例如，时间模式或频率位 置)可以是自适应的和时变的，并且可以以集中式的方式(例如，主基站与关联的集群站通 信)或通过小区间的分布式方案(例如，节点共同监测网络参数160以便确定集群中的成 员关系)进行控制。—般而言，术语“集群”指的是网络110中的小区的子集，这些小区能够在时间-频 率块中向多个用户/设备传输数据时进行协作。因此，根据定义，来自不同“集群”的小区 不能相互协作。在每个“集群”中，尽可能多的小区能够协作向特定的用户设备130进行传 输。每种聚类一般对应于将小区划分到集群中。这种划分可以是根据依赖于系统中出现的 小区的不同参数160的。在图2的200中示出了聚类的示例。应该注意的是，有可能在网络中提供多种“重叠”的小区聚类。因此，小区可以参 与到多个集群中。分配给每个集群的资源量(在时域、频域甚至空间域)小区可以是不同 的，并且可以根据网络业务量和用户对服务的需求以半静态或动态的方式进行配置。也可 以将资源进行推广以包括不同的方面。例如，资源也可以适用于空间资源。如前所述，可以 对频率-时间资源进行处理，其中，每个小区可以是专用于任意指定集群中的协作的。在另 一个方面，也可以在空间域中将资源进行推广。这可以适用于配备有用于发送和接收的多 个天线的节点B、基站等等。在一个示例中，每个小区可以将其的一定数目的物理天线分配 给它参与其中的每个集群。在另一种形式中，每个小区可以组成一定数目的用于形成虚拟 天线的波束定向，并在其所属的不同集群之间划分这些虚拟天线。在CDMA环境中，每个小 区可用的码也可以作为资源使用，从而划分并分配给不同的集群。因此，资源包括时间、频 率、空间维度和码。应该理解的是，本申请中所描述和示出的小区的形状基本上可以具有任意的形式 或组或分组。因此，虽然采用六边形的网络，但是具有不规则或非传统的几何形态的其它网 络形式也是可以的。增加集群尺寸会增加可能的协作量，但是同时也通常会增加网络架构 和调度的复杂度。对应于每种聚类，会有一些用户设备130将要处于集群的边缘。为了克 服边缘问题，系统100自动地规定多种小区聚类，其中，每种聚类对应于每个集群中的小区 之间针对指定时间_频率资源进行的协作，在下文中将对这些内容进行详细描述。应该注意的是，系统100可以与接入终端或移动设备一起采用，并且举例而言，其 可以是诸如SD卡、网卡、无线网卡之类的模块、计算机(包括膝上型、桌面型、个人数字助理 (PDA))、移动电话、智能电话或可用于访问网络的任何其它合适的终端。终端通过接入组件 (未示出)来访问网络。在一个示例中，终端和接入组件之间的连接可以是无线性质的，其 中，接入组件可以是基站，移动设备是无线终端。例如，终端和基站可以通过任何合适的无 线协议进行通信，这种协议包括但并不仅限于时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、频分多 址(FDMA)、正交频分复用(OFDM)、FLASH OFDM、正交频分多址(OFDMA)或任何其它合适的协 议。
接入组件可以是与有线网络或无线网络相关联的接入节点。为了这一目的，举例 而言，接入组件可以是路由器、交换机等等。接入组件可以包括用于与其它网络节点进行通 信的一个或多个接口(例如，通信模块)。另外，接入组件可以是蜂窝型网络中的基站(或 无线接入点)，其中，基站(或无线接入点)用于向多个用户提供覆盖区域。可以对这些基 站(或无线接入点)加以布置以便向一个或多个蜂窝电话和/或其它无线终端提供连续的 覆盖区域。现在参照图3，示出了无线系统的多个移位的(shifted)集群。如前所述，对应于 每种聚类，会存在一些处于“集群”边缘的用户设备，为了克服这一问题，提供了动态的多种 小区聚类。因此，每种小区聚类对应于每个集群中小区之间的针对指定的时间-频率资源 进行的协作。一个示例是在300黑色和310灰色处示出的两种小区聚类。300处的聚类规 定了在频率的“黑色”部分中的可能协作，310处的“灰色”聚类规定了在频率的“灰色”部 分中可能的协作。还可以在时域中规定“聚类”。例如在图3中，“黑色”聚类规定了偶数子 帧中的协作，“灰色”的聚类规定了奇数子帧中的协作。关于聚类和对应于每种聚类的频率_时间块的信息在节点B或基站之间是可用 的。这可以以集中式的方式来获得，也可以在节点B之间通过分布式的方案来获得。分配 给聚类的资源的分数可以在时间上自适应地变化。这一改变可以以分布的或集中的方式在 小区之间进行。这一自适应和选择处理可以是基于效用的，而该效用取决于从每种特定聚 类获益的用户设备。作为特例，所分配的块可以在时间、频率或这二者上是固定的。图4示出了无线系统的另一种聚类。作为一个示例，考察通过在六个不同方向上 对“黑色”集群(图3中的300)移位而获得的“聚类”。在这种情况中，每个节点B(例如， 节点B A)将属于如图4的400处所示的7种不同的“聚类”配置或集群组。例如，在这样 的情况中，可以与节点Bl协作的节点B如下所示〇聚类模式410 节点B2-7〇聚类模式420 :节点83、4、5、12、13、14〇聚类模式430:节点 B 5、6、7、16、17、18〇聚类模式440:节点 B 2、7、18、6、8、19〇聚类模式450:节点 B 2、3、4、10、11、12〇聚类模式460:节点 B 2、7、3、8、9、10〇聚类模式470:节点 B 4、5、6、14、15、16在下面的示例中，有可能对数据网关进行限制，例如，在IP分组到达“黑色”聚类 的中央处的节点B时。也就是节点B 1、15、13、11、9、19和17。这些节点B称为“主节点 B”。这些节点通常会出现在该示例中所规定的所有“聚类”中。可以通过“主节点B”之间 的协商进行资源划分。现在参照图5，示出了用于集群和无线优化的无线通信方法500。虽然为了使解释 说明简单，以一系列动作的形式示出并描述这些方法(和本申请中所描述的其它方法)，但 是需要理解和明白的是，这些方法并不限于这样的动作顺序，因为根据一个或多个方面，一 些方法可以不同顺序出现和/或与本申请中所示出和描述的其它动作并发出现。例如，本 领域的技术人员应该理解和明白，方法能够可选地以一系列例如状态图中的相互关联的状 态或事件的形式来表示。此外，并不是所有示出的动作都要用于实现与本发明一致的方法。一般而言，处理过程300可以实现为用于支持本申请中所描述的自动切换控制和参数优化 的处理器指令、逻辑编程函数或其它电子序列。转到图5的510，在基站节点和用户设备之间传输网络参数。这些参数可以涉及资 源、信号状况、服务要求和前面描述的其它因素。在520处，根据分析后的参数自动组成并 确定集群组。例如，可以组成三个频率移位的集群，其中一组集群服务于无线设备的一个子 集，另一个集群服务于另一个子集，等等。如本申请中所使用的，设备子集包括与各个集群 通信的一个或多个无线设备。在530处，为各个用户设备或设备子集确定合适的集群。这可 以包括用于将潜在的集群与潜在的设备子集进行耦接的动态确定。举例而言，这种耦接可 以是基于参数优化的。在一个示例中，将集群子集与设备子集相耦接，其中，该集群子集使 该设备子集的服务质量最大化。在540处，根据对网络参数和其它因素(例如，集群负载) 的分析，自动地选择一个或多个集群以服务于一个或多个设备子集。在550处，在为设备选 择了集群之后，通信可以在设备和各自的集群之间开始。本申请中所描述的技术处理可以由不同的模块实现。例如，本申请中所描述的技 术可以用硬件、软件或两者的任意结合来实现。对于硬件实现，处理单元可以在设计用于执 行本申请所述功能的一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号 处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控 制器、微处理器、其它电子单元或上述的组合中实现。对于软件实现，可以通过用于执行本 申请中所描述的功能的模块(例如，程序、功能等等)来实现。软件代码可以存储在存储单 元中并由处理器执行。现在转到图6和图7，提供了涉及无线信号处理的系统。将该系统表示为一系列相 互关联的功能块，这些功能块代表由处理器、软件、硬件、固件或上述的任何合适的组合所 实现的功能。参照图6，提供了无线通信系统600。该系统600包括用于处理一组网络参数的逻 辑模块602或模块。该系统还包括用于部分地根据网络参数来确定一组网络集群的逻辑模 块604或模块。该系统还包括用于从该组网络集群中选择至少一个网络集群以向用户设备 子集提供无线服务的逻辑模块606或模块。参照图7，提供了无线通信系统700。该系统700包括用于处理一组网络参数的逻 辑模块702或模块，该组网络参数包括时间或频率成分。该系统包括用于部分地根据时间 或频率成分来选择一组网络集群的逻辑模块704或模块。系统700还包括用于将该组网络 集群中的至少一个网络集群与用户设备子集关联起来的逻辑模块706或模块。在另一个方面，提供了用于无线通信的方法。该方法包括分析一组网络参数；部 分地根据该网络参数自动组成一组网络集群；从该组网络集群中动态地选择至少一个网络 集群以向用户设备子集提供无线服务。上述网络参数包括时间参数、频率参数、资源分配 参数、干扰状况参数、信号强度参数、信号质量参数、服务质量参数或信噪比(SNR)参数。该 方法包括从集中式的网络节点对网络集群进行控制。该方法包括通过跨多个节点的分布式 处理来控制集群。该方法还包括对指定的时间或频率资源进行控制，在一个频带中自动规 定一个集群，以及在至少一个其它频带中自动规定至少一个其它集群。该方法还包括根据 一个时间段自动规定一个集群并根据至少一个其它的时间段来自动规定集群。该方法包括根据偶数子帧来自动规定一个集群并根据奇数子帧来自动规定至少一个其它的集群。该方法还包括根据对用户设备子集的效益分析来减小用于确定集群的效 用，并以固定的方式在时间或频率上分配资源块。该方法包括通过将基集群在多个时间或 频率方向上移位的方式自动地创建集群，其中，在至少六个不同的频率方向上对基集群进 行移位。该方法包括监测来自用户设备的反馈以确定合适的集群，将多个集群通信应用于 用户设备子集，并监测来自这些通信的反馈。该方法包括自动选择用于优化用户设备的网 络性能的集群子集。在另一个方面，提供了一种通信装置。该装置包括存储器，该存储器保存用于处 理一组网络参数的指令，用于部分地根据该网络参数来动态组成一组网络集群的指令，以 及用于从该组网络集群中自动选择至少一个网络集群以为用户设备子集提供无线服务的 指令；以及执行这些指令的处理器。在另一个方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括计算机可读 介质，该计算机可读介质包括用于管理切换的代码，该代码包括用于使计算机分析一组网 络参数的代码；用于使计算机部分地根据网络参数来集合一组网络集群的代码；以及用于 使计算机从该组网络集群中确定至少一个网络集群以为用户设备子集提供无线服务的代 码。这包括装置、资源分配参数、干扰状况参数、信号强度参数、信号质量参数、质量参数等 等。该产品还包括资源分配参数、干扰状况参数、信号强度参数、信号质量参数或其它质量 数据。其它方面包括网络资源，其包括时间、频率、空间维度或扩展码。这包括从集中式 的网络节点对网络集群进行的控制或通过跨多个节点的分布式处理对集群的控制。这包括 对指定时间或频率资源的控制，并在一个频带中自动规定一个集群，以及在至少一个其它 频带中自动规定至少一个其它集群。这还包括根据一个时间段自动规定一个集群并根据至 少一个其它的时间段来自动规定集群，或者，根据偶数子帧自动规定一个集群并根据奇数 子帧自动规定至少一个其它的集群。其它的方面包括根据对用户设备子集的效益分析来 减小用于确定集群以及分配给该集群的资源的效用。这包括以固定的方式在时间或频率上 分配资源块，并通过将基集群在地理位置上移位的方式自动创建集群，以及为每个创建的 集群分配不同的网络资源。向每个创建的集群分配该基集群至少六个不同的网络资源。这 包括监测来自用户设备的反馈以便确定合适的集群，并将多个集群通信应用于用户设备子 集，以及监测来自这些通信的反馈。这还包括自动选择用于优化用户设备的网络性能的集 群子集，以及组成在一种或多种不同的聚类配置之间相同的主小区。其它的方面包括向主 小区提供数据网关并在网络中配置一个或多个重叠的集群。这包括根据网络参数来半静态 地重新配置一个或多个集群组，并使集群组适应于网络要求。其它方面包括，分配网络资 源；装置；至少六个不同的网络资源；主小区；网络资源；一个或多个集群组；一个或多个 主小区；一个或多个重叠的集群；资源分配参数；干扰状况参数；信号强度参数；信号质量 参数；质量、时间、频率、空间维度。这包括分配网络资源、装置、资源分配参数、干扰状况参 数；信号强度参数、信号质量参数、质量等等。图8示出了通信装置800，举例而言，该通信装置可以是诸如无线终端的无线通信 装置。另外或作为替换，通信装置800可以处于有线网络中。通信装置800可以包括存储 器802，存储器802保存用于在无线通信终端中执行信号分析的指令。另外，通信装置800 可以包括处理器804，处理器804可以执行存储器802中的指令和/或从另一个网络设备接收到的指令，其中，这些指令可以涉及对通信装置800或相关通信装置进行配置和操作。参照图9，示出了多址无线通信系统900。多址无线通信系统900包括多个小区， 包括小区902、904和906。在系统900的一个方面，小区902、904和906可以包括节点B， 该节点B包括多个扇区。该多个扇区可以由天线组构成，每个天线负责与小区的一部分中 的UE通信。例如，在小区902中，每个天线组912、914和916可以对应于不同的扇区。在小 区904中，每个天线组918、920和922对应于不同的扇区。在小区906中，每个天线组924、 926和928对应于不同的扇区。小区902、904和906包括多个无线通信设备(例如，用户设 备或UE)，无线通信设备可以与每个小区902、904和906的一个或多个扇区通信。例如，UE 930和932可以与节点B 942通信，UE 934和936可以与节点B 944通信，UE 938和940 可以与节点B946通信。现在参照图10，根据一个方面示出了多址无线通信系统。接入点IOOO(AP)包括多 个天线组，一个组包括1004和1006，另一个组包括1008和1010，另外一个组包括1012和 1014。在图10中，虽然只为每个天线组示出了两个天线，但是，每组中可以采用更多或更少 的天线。接入终端IOie(AT)与天线1012和1014通信，其中，天线1012和1014通过前向链 路1020向接入终端1016发送信息，并通过反向链路1018从接入终端1016接收信息。接 入终端1022与天线1006和1008通信，其中，天线1006和1008通过前向链路1026向接入 终端1022发送信息，并通过反向链路1024从接入终端1022接收信息。在FDD系统中，通 信链路1018、1020、1024和1026可以使用不同的频率进行通信。例如，前向链路1020可以 使用与反向链路1018所使用的不同的频率。每组天线和/或其设计用于通信所在的区域经常称为接入点的扇区。每个天线组 设计为与接入点1000所覆盖区域的扇区内的接入终端进行通信。在通过前向链路1020和 1026进行通信的过程中，接入点1000的发射天线可以利用波束成形来提高不同接入终端 1016和1024的前向链路的信噪比。此外，接入点采用波束成形向覆盖区域内随机分布的接 入终端进行发送，这相比接入点通过单个天线向所有它的接入终端进行发送来说，对相邻 小区内的接入终端造成的干扰更小。接入点可以是用于与终端通信的固定站，其也可以称 为接入点、节点B或某种其它术语。接入终端还可以称为接入终端、用户设备(UE)、无线通 信设备、终端、接入终端或某种其它术语。参照图11，系统1100示出了 MIMO系统1100中的发射机系统210 (也称为接入点) 和接收机系统1150 (也称为接入终端)。在发射机系统1110处，从数据源1112向发射(TX) 数据处理器1114提供多个数据流的业务数据。每个数据流通过相应的发射天线进行发射。 TX数据处理器1114根据为各数据流所选择的特定编码方案，对该业务数据流进行格式化、 编码和交织，以便提供编码数据。可以用正交频分复用(OFDM)技术将每个数据流的编码数据与导频数据进行复 用。导频数据通常是用已知方式进行处理的已知数据模式，并且其可以在接收机系统处被 用于估计信道响应。根据为每个数据流选择的特定调制方案(比如，BPSK、QPSK、M-PSK或 M-QAM)，对该数据流的复用后的导频和编码数据进行调制(即，符号映射)，以提供调制符 号。可以利用由处理器1130所执行的指令来确定每个数据流的数据速率、编码和调制。然后，将所有数据流的调制符号提供给TX MIMO处理器1120，TXMIMO处理器1120 可以进一步处理调制符号(比如，针对OFDM)。然后，TX MIMO处理器1120向NT个发射机(TMTR) 1122a到1122t提供NT个调制符号流。在某些实施例中，TX MIMO处理器1120对数 据流的符号和要发射该符号的天线施加波束成形权重。每个发射机1122接收并处理各自的符号流，以提供一个或多个模拟信号，并进一 步调节(比如，放大、滤波和上变频)模拟信号，以提供适合于通过MIMO信道传输的调制信 号。来自发射机1122a到1122t的NT个调制信号分别从NT个天线1124a到1124t发射出去。在接收机系统1150处，所发射的调制信号由NR个天线1152a到11521 进行接收， 将从每个天线1152接收的信号分别提供给各自的接收机(RCVR) 1154a到1154r。每个接收 机1154调节(比如，滤波、放大和下变频)各自接收到的信号，将调节后的信号数字化以提 供采样，并进一步处理采样以提供相应的“接收”符号流。RX数据处理器1160根据特定的接收机处理技术来接收和处理从NR个接收机 1154接收的NR个符号流，以提供NT个“检出”符号流。然后RX数据处理器1160对每个检 出符号流进行解调、解交织和解码，以恢复数据流的业务数据。RX数据处理器1160的处理 过程与在发射机系统1110处的TX MIMO处理器1120和TX数据处理器1114所执行的处理 过程互补。处理器1170周期性地确定要采用何种预编码矩阵(下面讨论)。处理器1170还 生成包含矩阵索引部分和秩值部分的反向链路消息。该反向链路消息包括关于通信链路和 /或所接收数据流的各种类型的信息。该反向链路消息随后由TX数据处理器1138处理，由 调制器1180调制，由发射机1154a到1154r调节，并发射回发射机系统1110，其中，TX数据 处理器1138还从数据源1136接收多个数据流的业务数据。参数包括资源分配参数、干扰 状况参数、信号强度参数、信号质量参数和质量。在发射机系统1110处，来自接收机系统1150的调制信号由天线1124接收，由接 收机1122调节，由解调器1140解调，并由RX数据处理器1142处理，以提取接收机系统1150 所发射的反向链路消息。然后，处理器1130确定采用何种预编码矩阵来确定波束成形权 重，然后处理所提取的消息。在一个方面，逻辑信道分类为控制信道和业务信道。逻辑控制信道包括广播控制 信道(BCCH)，也就是用于广播系统控制信息的DL信道。寻呼控制信道(PCCH)是传送寻呼 信息的DL信道。组播控制信道(MCCH)是用于发送针对一个或多个MTCH的多媒体广播和 组播服务(MBMS)调度和控制信息的点对多点DL信道。一般而言，在建立RRC连接之后，这 一信道只由接收MBMS(注旧的MCCH+MSCH)的UE使用。专用控制信道(DCCH)是发射专用 控制信息并由具有RRC连接的UE使用的点对点双向信道。逻辑业务信道包括专用业务信 道(DTCH)，它是专用于一个UE的传送用户信息的点对点双向信道。此外，点对多点DL信道 的组播业务信道(MTCH)用于发射业务数据。传输信道分类为DL和UL。DL传输信道包括广播信道(BCH)、下行链路共享数据 信道(DL-SDCH)和呼叫信道(PCH)，PCH用于支持UE节电(由网络向UE指示DRX周期)， 其在整个小区内广播并映射到PHY资源，其中，这些PHY资源也可以用于其它的控制/业务 信道。UL传输信道包括随机接入信道(RACH)、请求信道(REQCH)、上行链路共享数据信道 (UL-SDCH)和多个PHY信道。这些PHY信道包括一组DL信道和UL信道。DL PHY信道包括例如，公共导频信道(CPICH)、同步信道(SCH)、公共控制信道(CCCH)、共享DL控制信道(SDCCH)、组播控制信道(MCCH)、共享UL分配信道(SUACH)、确认 信道(ACKCH)、DL物理共享数据信道(DL-PSDCH)、UL功率控制信道(UPCCH)、寻呼指示符信 道(PICH)和负载指示符信道(LICH)。UL PHY信道包括例如，物理随机接入信道(PRACH)、信道质量指示符信道 (CQICH)、确认信道(ACKCH)、天线子集指示符信道(ASICH)、共享请求信道(SREQCH)、UL物 理共享数据信道(UL-PSDCH)和宽带导频信道(BPICH)。其它术语/组件包括3G第三代、3GPP第三代合作伙伴计划、ACLR邻信道泄漏比、 ACPR临信道功率比、ACS邻信道选择性、ADS高级设计系统、AMC自适应调制和编码、A-MI3R额 外的最大功率降低、ARQ自动重传请求、BCCH广播控制信道、BTS基站收发机、⑶D循环延迟 分集、CXDF互补累积分布函数、CDMA码分多址、CFI控制格式指示符、Co-MIMO协作式ΜΙΜΟ、 CP循环前缀、CPICH公共导频信道、CPRI通用公共无线接口、CQI信道质量指示符、CRC循 环冗余校验、DCI下行链路控制指示符、DFT离散傅里叶变换、DFT-S0FDM离散傅里叶变换扩 展的OFDM、DL下行链路(基站到用户的传输)、DL-SCH下行链路共享信道、D-PHY500Mbps 物理层、DSP数字信号处理、DT开发工具组、DVSA数字矢量信号分析、EDA电子设计自动化、 E-DCH增强型专用信道、E-UTRAN演进型UMTS陆地无线接入网、eMBMS演进型多媒体广播组 播服务、eNB演进型节点B、EPC演进型分组核心、EPRE每资源单元能量、ETSI欧洲电信标准 协会、E-UTRA演进型UTRA、E-UTRAN演进型UTRAN、EVM误差向量幅度和FDD频分双工。其它术语包括FFT快速傅里叶变换、FRC固定参考信道、FSl帧结构类型1、FS2帧 结构类型2、GSM全球移动通信系统、HARQ混合自动重传请求、HDL硬件描述语言、HI HARQ 指示符、HSDPA高速下行链路分组接入、HSPA高速分组接入、HSUPA高速上行链路分组接入、 IFFT逆FFT、IOT互操作性测试、IP互联网协议、LO本地振荡器、LTE长期演进、MAC介质访 问控制、MBMS多媒体广播组播服务、MBSFN单频率网络组播/广播、MCH组播信道、MIMO多 输入多输出、MISO多输入单输出、MME移动性管理实体、MOP最大输出功率、MI3R最大功率降 低、MU-MIMO多用户ΜΙΜΟ、NAS非接入层、OBSAI开放式基站架构接口、OFDM正交频分复用、 OFDMA正交频分多址、PAPR峰均功率比、PAR峰均比、PBCH物理广播信道、P-CCPCH主公共 控制物理信道、PCFICH物理控制格式指示符信道、PCH寻呼信道、PDCCH物理下行链路控制 信道、PDCP分组数据汇聚协议、PDSCH物理下行链路共享信道、PHICH物理混合ARQ指示符 信道、PHY物理层、PRACH物理随机接入信道、PMCH物理组播信道、PMI预编码矩阵指示符、 P-SCH主同步信号、PUCCH物理上行链路控制信道、PUSCH物理上行链路共享信道。其它术语包括QAM正交幅度调制、QPSK正交相移键控、RACH随机接入信道、RAT无 线接入技术、RB资源块、RF射频、RFDE RF设计环境、RLC无线链路控制、RMC参考测量信道、 RNC无线网络控制器、RRC无线资源控制、RRM无线资源管理、RS参考信号、RSCP接收信号码 功率、RSRP参考信号接收功率、RSRQ参考信号接收质量、RSSI接收信号强度指示符、SAE系 统结构演进、SAP服务接入点、SC-FDMA单载波频分多址、SFBC空间-频率块编码、S-Gff服 务网关、SIMO单输入多输出、SISO单输入单输出、SNR信噪比、SRS探测参考信号、S-SCH辅 助同步信号、SU-MIMO单用户ΜΙΜΟ、TDD时分双工、TDMA时分多址、TR技术报告、TrCH传输 信道、TS技术规范、TTA电信技术协会、TTI传输时间间隔、UCI上行链路控制指示符、UE用 户设备、UL上行链路(用户到基站的传输)、UL-SCH上行链路共享信道、UMB超移动宽带、 UMTS通用移动通信系统、UTRA通用陆地无线接入、UTRAN通用陆地无线接入网、VSA矢量信号分析仪、W-CDMA宽带码分多址。应该注意的是，本申请中结合终端描述了各种方面。终端还可以叫做系统、用户 设备(user device)、用户单元、用户站、移动站、移动设备、远程站、远程终端、接入终端、用 户终端、用户代理或用户设备(UE)。用户设备可以是移动电话、无绳电话、会话发起协议 (SIP)电话、无线本地回路(WLL)站、PDA、具有无线连接能力的手持设备、终端中的模块，可 以附加到或整合到主设备的卡(例如，PCMCIA卡)或其它与无线调制解调器连接的处理设 备。此外，可以将本发明实现成使用标准编程和/或工程技术的方法、装置或制品， 以制造软件、固件、硬件或其任意组合，从而控制计算机或计算组件来实现本发明的各个 方面。本申请中使用的术语“制品”涵盖可从任何计算机可读设备、载体或介质访问的计 算机程序。例如，计算机可读介质可以包括，但不限于磁存储设备(例如，硬盘、软盘、磁 带...)、光盘(例如，压缩光盘(⑶)、数字多功能光盘(DVD)...)、智能卡和闪存设备(例 如，卡、棒、钥匙型驱动器···)。另外应当理解的是，可以使用载波来携带计算机可读电子 数据，如在发送和接收语音邮件或在接入诸如蜂窝网络之类的网络时使用的那些数据。当 然，本领域的技术人员将认识到，在不脱离本申请描述的保护范围或精神基础上，可以对上 述结构做出各种修改。如本申请中所用的，“组件”、“模块”、“系统”、“协议”和类似的术语意在指与计算机 相关的实体，即硬件、硬件和软件的组合、软件或是执行中的软件。例如，组件可以是但不限 于是处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、可执行线程、程序和/或计算机。举 例而言，服务器上运行的应用和服务器都可以是组件。一个或多个组件可以位于执行中的 进程和/或线程中，一个组件可以位于一个计算机中和/或分布于两个或多个计算机中。上面的描述包括对一个或多个实施例的举例。当然，为了描述前述实施例而描述 组件或方法的所有可能的组合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，可以对 各个实施例做进一步的组合和排列。因此，本申请中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利 要求书的精神和保护范围内的所有此类改变、修改和变形。此外，就说明书或权利要求书中 使用的术语“包含”而言，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同术语“包括”在权利要 求中用作衔接词所解释的那样。
权利要求
1.一种用于无线通信的方法，包括以下步骤 分析一组网络参数；部分地根据所述网络参数，在网络中自动地组成一组网络集群； 为所述网络中的每组所述网络集群分配网络资源；从所述一组网络集群中动态地选择至少一个网络集群以向用户设备子集提供无线服务。
2.如权利要求1所述的方法，所述网络参数包含时间参数、频率参数、资源分配参数、 干扰状况参数、信号强度参数、信号质量参数、服务质量参数或信噪比(SNR)参数。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述网络资源包含时间、频率、空间维度或扩展码。
4.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤从集中式网络节点控制所述网络集群。
5.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤通过跨多个节点的分布式处理来控制 所述集群。
6.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤控制指定的时间或频率资源。
7.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤在一个频带中自动地规定一个集群，并 且在至少一个其它频带中自动地规定至少一个其它集群。
8.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤根据一个时间段自动地规定一个集群， 并且根据至少一个其它的时间段来自动地规定集群。
9.如权利要求7所述的方法，还包括以下步骤根据偶数子帧自动地规定一个集群，并 且根据奇数子帧自动地规定至少一个其它集群。
10.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤根据对用户设备子集的效益分析来减 小用于确定集群和分配给该集群的所述资源的效用。
11.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤以固定的方式在时间或频率上分配资 源块。
12.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤通过在地理上对基集群进行移位来自 动地创建集群，并且为每个所创建的集群分配不同的网络资源。
13.如权利要求12所述的方法，所述基集群被分配至少六个不同的网络资源给每个所 创建的集群。
14.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤监测来自用户设备的反馈以确定合适 的集群。
15.权利要求14所述的方法，还包括以下步骤将多个集群通信应用于用户设备子集， 并且监测来自所述通信的反馈。
16.如权利要求15所述的方法，还包括以下步骤自动地选择用于优化所述用户设备 的网络性能的集群子集。
17.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤组成一个或多个在不同的聚类配置间 公用的主小区。
18.如权利要求17所述的方法，还包括以下步骤向所述主小区提供数据网关。
19.如权利要求18所述的方法，还包括以下步骤在所述网络中配置一个或多个重叠 的集群。
20.如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤根据所述网络参数半静态地重新配置 一个或多个集群组，并且使所述集群组适应于网络要求。
21.一种通信装置，包括存储器，其保存用于执行以下操作的指令处理一组网络参数；部分地根据所述网络参数，动态地组成一组网络集群；从所述一组网络集群中自动地选择至少一个网络集群以向用户设备子集提供无线服务；处理器，其执行所述指令。
22.如权利要求21所述的装置，所述网络参数包含时间参数、频率参数、资源分配参 数、干扰状况参数、信号强度参数、信号质量参数、服务质量参数或信噪比(SNR)参数。
23.如权利要求21所述的装置，还包括用于从集中式网络节点控制所述网络集群的 指令。
24.如权利要求21所述的装置，还包括用于通过跨多个节点的分布式处理来控制所 述集群的指令。
25.如权利要求21所述的装置，还包括用于控制指定的时间或频率资源的指令。
26.如权利要求21所述的装置，还包括用于在一个频带中自动地规定一个集群并且 在至少一个其它频带中自动地规定至少一个其它集群的指令。
27.如权利要求21所述的装置，还包括用于根据一个时间段自动地规定一个集群并 且根据至少一个其它的时间段来自动地规定集群的指令。
28.如权利要求21所述的装置，还包括用于根据偶数子帧自动地规定一个集群并且 根据奇数子帧自动地规定至少一个其它集群的指令。
29.—种通信装置，包括用于处理一组网络参数的模块；用于部分地根据所述网络参数来确定一组网络集群的模块；用于从所述一组网络集群中选择至少一个网络集群以向用户设备子集提供无线服务 的模块。
30.如权利要求四所述的装置，所述网络参数包括时间参数、频率参数、资源分配参 数、干扰状况参数、信号强度参数、信号质量参数、服务质量参数或信噪比(SNR)参数。
31.一种计算机程序产品，包括包含有用于管理切换的代码的计算机可读介质，所述代码包括使计算机分析一组网络参数的代码；使计算机部分根据所述网络参数来集合一组网络集群的代码；使计算机从所述一组网络集群中确定至少一个网络集群以向用户设备子集提供无线 服务的代码。
32.如权利要求31所述的计算机程序产品，所述网络参数包括时间参数、频率参数、 资源分配参数、干扰状况参数、信号强度参数、信号质量参数、服务质量参数或信噪比(SNR) 参数。
33.一种通信装置，包括用于处理包含有时间或频率成分的一组网络参数的模块； 用于部分根据所述时间或者频率成分来选择一组网络集群的模块； 用于将所述一组网络集群中的至少一个网络集群与用户设备子集进行关联的模块。
34.如权利要求33所述的装置，所述网络参数包括资源分配参数、干扰状况参数、信 号强度参数、信号质量参数、服务质量参数或信噪比(SNR)参数。
全文摘要
本发明提供了一种用于无线通信的方法。该方法包括分析一组网络参数并部分地根据所述网络参数自动地组成一组网络集群。该方法包括从该组网络集群中动态地选择至少一个集群以向用户设备子集提供无线服务。
文档编号H04W16/02GK102132595SQ200980131516
公开日2011年7月20日 申请日期2009年8月14日 优先权日2008年8月15日
发明者A·法拉吉达纳, S·马利克, 侯纪磊, 季庭方 申请人:高通股份有限公司