用于确定接入节点集群的方法和装置与流程

本公开内容的各个方面大体上涉及无线通信系统，特别是涉及对无线网络中的传输的协调。

背景技术：

现代无线通信设备例如蜂窝电话、智能电话和平板设备的激增已经见证了在移动设备或用户节点处对大量多媒体数据能力例如流式视频、tv、音乐以及互联网接入的随之增加的需求，其中移动设备或用户节点又被称为用户设备(userequipment，ue)。为了支持对较高数据速率的这种不断增加的需求，正在开发新的通信技术以利用并入到现代移动设备和接入节点中的新的能力。这些的新的能力包括以下改进：例如，在接入节点和用户设备处放置多个发送天线和接收天线以通过使用多输入多输出(multipleinputmultipleoutput，mimo)技术来增加空间分集。

用户通过在其移动设备与通信网络中的接入节点之间建立连接或无线电链路来获得无线服务。当移动设备与接入节点之间的信号具有足够好的质量来以可接受或预定的服务质量(qualityofservice，qos)发送数据时，连接或无线电链路可以被视为建立。例如，用于评估qos的一个度量是块错误率(blockerrorrate，bler)。网络可以设置固定的下限值例如10％，或者可以使用公式基于当前网络状况自适应地调整可接受的bler。为了本文的目的，接入节点是被配置成向连续地理区域提供服务的一个或多个天线的集合，并且天线集合的发送和接收由单个物理层机制来控制。天线和物理层机制可以并置在单个位置或基站处，或者它们可以分布在若干位置处以便在整个期望的覆盖区域中提供足够的服务。物理层可以包括单个处理设备，或者物理层可以包括分布在各个位置处的若干处理设备，其中所有处理设备通过通信网络在通信上耦合以使得它们能够联合协调天线集合的发送和接收。由接入节点覆盖的传输状况足够好以能够保持移动设备与接入节点之间的连接的区域被称为接入节点的覆盖区域或者也可以被称为小区。

在典型的无线通信网络中，在地理区域上分布有多个接入节点，其中接入节点被定位成向移动用户(在本文中，通常被称为用户节点)提供无线通信服务。这种包含所有接入节点的组合覆盖区域的地理区域被称为服务区域。

当接入节点正在服务多于一个的用户节点——这意味着接入节点具有与其相连的多个移动设备或用户节点——时，用户节点需要能够区分正在发给它们的信息与正在发给同一小区内的其他用户节点的信息。这可以通过以下方式来实现：在不同时隙期间向每个用户节点发送信息来在时间上分离信号。也可以使用频率来分离信号，其中针对每个用户节点使用不同频带在同一时间向所有用户节点发送信息。还可以通过空间分离来获得分离信号所必需的差异，其中信号从相距一定距离的天线被发送。天线的空间分离导致每个用户节点根据每个天线经历不同的复增益。这使得每个用户节点能够使用空间滤波或其他信号处理技术来分离出它们的信号。在空间上全部足够分离以使得它们的相应信号能够分离的一组用户节点被称为空间多用户分组。

在传统蜂窝网络中，每个接入节点服务其覆盖区域或小区内的用户节点。当用户节点在小区之间移动时，用户节点被从一个接入节点切换至另一接入节点。可以基于用户节点的地理位置来将用户节点分配给小区，或者替选地可以基于信号强度来完成该分配。利用这种传统方法，小区的边缘处的用户节点可能会遭受导致较低服务水平的弱的信号和小区间干扰(inter-cellinterference，ici)。情况常常是这样：小区边缘区域中的用户节点可能能够与服务相邻小区的多个接入节点建立可行的无线电连接。

如果对该小区边缘区域中的用户节点与多个小区基站之间的信号进行协调，则可以显著地改善下行传输(从网络至用户节点的传输)和上行传输(从用户节点至网络的传输)。多个接入节点的这种协调类型被称为协作多点(coordinatedmultipoint，comp)传输/接收。comp可以像干扰避免一样简单，或者在较复杂的系统中，多个接入节点可以向单个用户节点发送相同的数据，从而通过空间分集来改善传输质量。

对于下行传输，可以使用两种类型的comp：协调调度，又被称为协调波束成形(coordinatedbeamforming，cbf)；以及联合处理/联合传输(jointprocessing/jointtransmission，jp/jt)。在协调调度或cbf情况下，至单个用户节点的传输从服务接入节点被传输，正如在非comp传输的情况下那样。然而，为了控制和/或减小不同传输之间的干扰，在接入节点之间动态地协调调度，包括任何波束成形功能。对于jp/jt，发送至单个用户节点的数据是从由服务不同小区区域的多个接入节点控制的多个天线同时传输的。这些多点传输被协调成好像它们是由具有地理上分布的天线的单个发送器发送的。

经协调的接入节点的分组被称为comp集合或comp集群，并且与单独的协调调度相比，经协调的接入节点的分组提供针对高得多的性能的潜力。然而，这个较高的性能以增加回程需求为代价。回程是用于接入节点之间的经由不同于用户节点使用的无线电链路的机制的通信的术语。

在大的无线网络环境中形成comp集群的分组提出了若干问题。在任何给定的正在控制的区域中可用于调度的计算资源是有限的，因此该区域的大小受到控制，或者控制区域将同样受到限制。当控制区域小——例如是单个接入节点集群——时，则大量干扰可能从相邻控制区域引入。还存在如何处理控制区域的边缘的问题，这是因为长时间保持处在控制区域边缘附近的用户可能经历降低的服务。

因此，需要用于形成接入节点集群的改进的装置和方法以便在保持资源需求低的同时提供改进的通信服务。

技术实现要素：

本发明的目的是提供用于改进无线通信的性能的方法和装置。所述改进是通过在由多个接入节点组成的服务区域中的控制区域内确定接入节点集群来获得的。本文公开的方法和装置在从分布在服务区域各处的多个接入节点服务多个用户节点或移动设备的无线通信系统中是有用的。接入节点集群适合于comp调度，使得用户节点能够被更有效地服务。

上述及其他目的通过独立权利要求的特征来实现。根据从属权利要求、说明书和附图，另外的实现形式是明显的。

根据本发明的第一方面，通过包括处理装置的装置来获得以上及另外的目的和优点。处理装置被配置成基于第一度量来确定第一集群，其中，第一集群包括用于服务至少第一用户节点的一个或多个接入节点。处理装置被配置成基于另外的用户节点的空间分离和第二度量来分配要由第一集群的一个或多个接入节点服务的另外的用户节点。处理装置还被配置成通过针对另外的接入节点和用户节点重复确定和分配步骤来确定至少一个另外的集群。

在根据第一方面的装置的第一可能实现形式中，处理装置被配置成：确定用于第一集群的多个候选集群，其中，多个候选集群中的不同的候选集群包括不同的接入节点；并且针对多个候选集群中的每个候选集群来评估第一度量。处理装置被配置成从多个候选集群中选择针对第一度量提供最高值的候选集群作为第一集群。

在根据第一方面本身或第一方面的第一可能实现形式的装置的第二可能实现形式中，处理装置被配置成：针对要由相应候选集群的接入节点服务的每个用户节点来确定候选第一度量，并且将用于该相应候选集群的候选第一度量中的提供最大值的候选第一度量确定为该相应候选集群的第一度量。

在根据第一方面本身或第一方面的第一或第二可能实现形式的装置的第三可能实现形式中，处理装置被配置成：针对多个候选集群中的候选集群，基于要由候选集群服务的多个用户节点来评估第一度量。

在根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第三可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第四可能实现形式中，处理装置被配置成确定链路矩阵，并且通过以下方式来确定第一集群：基于链路矩阵和第一度量来选择用于第一集群的第一接入节点并且基于第一用户节点与另外的接入节点之间的距离和信号质量来选择用于第一集群的至少另外的接入节点。链路矩阵包括关于要被服务的用户节点与多个天线之间的多个无线电链路的信道信息，其中，多个天线与多个接入节点中的接入节点相关联。

在根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第四可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第五可能实现形式中，处理装置被配置成基于要与第一集群相关联的接入节点的预定最大数目来确定第一集群。

在根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第五可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第六可能实现形式中，处理装置被配置成基于第三度量来确定另外的集群，其中，第三度量包括第一度量、另外的集群与分配给第一集群的另外的用户节点之间的干扰和泄漏。

在根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第六可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第七可能实现形式中，处理装置被配置成基于比例公平度量、最大吞吐量度量、保证的吞吐量度量或相等吞吐量度量来评估第一度量。

在根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第七可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第八可能实现形式中，处理装置还被配置成基于信干噪比估计从第一集群中移除一个或多个用户节点。

在根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第八可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第九可能实现形式中，第一度量包括成比例公平度量，并且处理装置被配置成通过使用可用的接入节点资源评估预编码器来评估第一度量。

在根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第九可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第十可能实现形式中，处理装置还被配置成针对第一控制区域中的多个接入节点来确定第一一个或多个接入节点集群。在第一控制阶段之后，处理装置被配置成针对第二控制区域中的多个接入节点来确定第二一个或多个接入节点集群，其中，控制阶段包括所确定的接入节点集群保持不变的时段，并且其中，控制区域包括多个接入节点。

在根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第十可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第十一可能实现形式中，处理装置还被配置成基于第二度量来分配另外的用户节点以形成空间多用户分组。

在根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第十一可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第十二可能实现形式中，处理装置还被配置成基于半正交用户选择原理或信干漏噪比来分配另外的用户节点。

在根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第七可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第十三可能实现形式中，处理装置被配置成基于半正交用户选择或信漏干噪比来分配另外的用户节点。

根据第一方面本身或第一方面的前述第一至第十二可能实现形式中的任一可能实现形式的装置的第十三可能实现形式，处理装置还被配置成：将多个接入节点中的每个接入节点分配给多个控制区域中的控制区域；确定第一控制阶段，其中，控制阶段包括接入节点到控制区域的分配保持不变的时段。处理装置还被配置成：当从第一控制阶段改变至接着的第二控制阶段时，将在第一控制阶段期间分配给第一控制区域的接入节点的至少子集重新分配给多个控制区域中的第二控制区域，并且将在第一控制阶段期间分配给多个控制区域中的第三控制区域的接入节点的至少子集重新分配给第一控制区域。

根据本发明的第二方面，通过用于确定接入节点集群的方法来获得以上及另外的目的和优点。方法包括：基于第一度量来确定第一集群，其中，第一集群包括用于服务至少第一用户节点的一个或多个接入节点；以及基于另外的用户节点的空间分离和第二度量来分配要由第一集群的一个或多个接入节点服务的另外的用户节点。通过针对另外的接入节点和用户节点重复确定和分配步骤来确定至少一个另外的集群。

根据本发明的第三方面，通过包括程序代码的计算机程序来获得以上及另外的目的和优点，其中，当计算机程序在计算机上运行时，所述程序代码执行根据本发明的第二方面的方法。

根据下文描述的结合附图考虑的实施方式，示例性实施方式的这些及其他方面、实现形式和优点将变得明显。然而，还要理解的是，该描述和附图被设计仅用于图示的目的而不作为对本发明的范围的限定，对于本发明的范围，应当参考所附权利要求书。另外，本发明的另外的方面和优点将在随后的描述中被提出，并且根据描述，本发明的另外的方面和优点将部分地是明显的，或者通过对本发明的实践可以得知。此外，可以借助于在所述权利要求书中特别指出的手段和组合来实现和获得本发明的各个方面和优点。

附图说明

在本公开内容的下面的详细部分中，将参考在附图中示出的示例实施方式来更详细地说明本发明，在附图中：

图1示出了用于实践本发明的实施方式的示例性通信网络的框图。

图2示出了合并有公开的实施方式的各个方面的用于在无线通信网络中在控制阶段之间改变控制区域的示例性图案。

图3示出了根据公开的实施方式的各个方面的用于在每个控制阶段期间改变采用了六个控制区域的控制区域的示例性图案。

图4示出了合并有公开的实施方式的方面的循环调度技术。

图5示出了根据公开的实施方式的各个方面的用于自适应形成控制区域的示例性算法。

图6示出了合并有公开的实施方式的各个方面的具有落后接入节点的示例性服务区域。

图7示出了合并有公开的实施方式的各个方面的示例性控制区域图案。

图8示出了根据公开的实施方式的各个方面的对服务区域的示例性划分。

图9示出了根据公开的实施方式的各个方面的划分有变化大小的控制区域的示例性服务区域。

图10示出了根据公开的实施方式的各个方面的使用混合方法对服务区域的划分。

图11示出了适合于实现公开的实施方式的各个方面的示例性计算设备的框图。

图12示出了合并有公开的实施方式的各个方面用于在无线通信系统中改变控制区域的方法的示例性实施方式的流程图。

图13示出了合并有公开的实施方式的各个方面的控制区域内的集群形成的说明图。

图14示出了合并有公开的实施方式的各个方面的用于形成接入节点集群的方法的示例性实施方式的流程图。

具体实施方式

现在参照图1，可以看到适合于实践本公开内容的实施方式的通信网络的服务区域100的图示。为了本文中的公开内容的目的，通信网络将通常被称为无线通信网络。

在图1中，使用具有六边形小区102的传统蜂窝配置来描绘服务区域100。每个单独的小区例如小区102表示一个接入节点106的覆盖区域，其中，接入节点106通常被表示为每个小区102的近似中心处的十字。替选地，可以将三个接入节点的天线置于三个小区的交集108处以减少所需的塔和其他物理设备的数目。可以根据需要将每个接入节点106的天线和物理层置于小区102内部或外部的任何地方以在整个小区102中提供期望的信号质量。

分布在整个区域中的多个规则间隔的小区102形成服务区域100。应当注意的是，此处呈现将图中的小区102或覆盖区域描绘为具有统一大小和形状的规则间隔的六边形仅是为了帮助理解。本领域技术人员将容易地意识到，所公开的实施方式可以有利地用于其他无线通信网络，其中，在其他无线通信网络中，每个接入节点106的覆盖区域可以是不规则形状的，可以具有不同大小，以及可以不是均匀地分布在服务区域上；以及每个接入节点106的天线和其他部件可以分布在接入节点106的整个覆盖区域中的或者覆盖区域外部的各个位置处。

服务区域100包括各种网络节点或实体——包括接入节点106和用户节点104。接入节点106可以如图1所示位于中心。替选地，接入节点106可以如上所述分布在相关联的小区102各处或者分布在相关联的小区102外部。服务区域100的接入节点106经由回程或其他通信网络(未示出)在通信上耦合，使得它们能够共享数据和其他信息。

用户节点104，又被称为用户设备(ue)或移动站，分布在服务区域100各处。用户节点104可以包括但不限于以下设备和装置：例如，蜂窝电话、平板或其他合适的用户设备。用户节点104通常是单独的物理实体。接入节点106可以是单个物理实体或者可以分布在若干紧耦合的物理实体之间。图1仅描绘了三个用户节点104，然而，应当理解的是，在任何给定的时间点处，在服务区域100中的小区102中的许多或全部小区各处通常分布有更多或更少的用户节点。

控制区域改变

图2a和图2b示出了在两个连续控制阶段期间将服务区域202划分成控制区域204和控制区域206的实施方式。在图2a和图2b的图示中，单个小区102被描绘为上述规则形状的六边形，并且分配给特定控制区域例如控制区域204的所有小区102以类似的方式被绘制阴影。例如，与控制区域204相关联的所有小区102被绘制有斜线阴影。

在图2a、图2b中示出的网络图中未绘出与每个小区102相关联的接入节点。与每个小区102相关联的接入节点包括一个或多个天线和物理层。接入节点可以根据需要位于小区102的中心附近、位于上述的三个小区的交集处或者分布在小区102内部或外部以在每个小区102各处提供期望的信号强度。

服务区域202中还包括控制元件210、212。控制元件210、212是经由回程或其他类型的通信网络与每个小区102的接入节点在通信上耦合的处理装置，其中，控制元件210、212被配置成提供对服务区域202中的小区102的协调和控制。可以将控制元件210、212集中实现在服务器或针对此目的配置的其他处理装置上，或者可以将控制元件210、212实现为在通信网络中可用的一个或多个处理装置上运行的分布式计算机处理。

对于网络通信的调度，将时间维度划分成一系列控制阶段，其中，每个控制阶段可以包含一个或多个传输时隙。控制阶段可以全部具有相同的长度，或者它们可以根据需要具有不同的持续时间。每个控制阶段的长度是基于服务区域202中的用户节点的数目以及用户节点所需要的服务的量。在正在经历高业务量水平或高移动性用户节点的网络中，较短的控制阶段可能是合适的。

在每个控制阶段期间，小区102或更特别地服务每个小区102的接入节点被划分成到若干控制区域204、206中，其中，来自一个控制区域204、206内的接入节点的传输由单个控制元件210、212进行控制或调度。注意，在图2a、2b中未示出接入节点，然而，本领域技术人员将认识到，每个小区102包括用于服务每个小区102的对应接入节点。类似地，在图2a、2b中未示出用户节点，而应当理解的是，在每个控制阶段期间在整个服务区域202中分布有一个或多个用户节点。

控制元件210、212将与它们相应控制区域204、206内的每个小区102相关联的接入节点分配给若干集群并且协调每个集群中的接入节点以针对正由接入节点集群服务的用户节点来执行comp传输或接收。实现comp传输/接收的集群被称为comp集群或仅称为集群，并且是基于控制区域204、206内需要服务的用户节点的需求而形成的。每个comp集群可以包含一个或多个接入节点并且可以通过comp传输(或接收)来服务单个或多个用户节点。

在图2a所示的第一控制阶段期间，服务区域202被沿着控制区域边界208分成两个控制区域204、206。在第一控制阶段期间，第一控制区域204内的小区102的传输由第一控制元件210来协调，其中，第一控制元件210通过回程网络(未示出)与控制区域204中的每个小区102在通信上耦合。类似地，在第一控制阶段期间，第二控制元件212协调第二控制区域206中的小区102。

在下一或接着的控制阶段期间，控制区域206如图2b所示地改变以形成第二组控制区域214、216、218，使得如图2a所示的在第一控制阶段期间位于控制区域边界208附近的小区224在下一控制阶段期间与控制区域边界220、222不相邻，如图2b所示。要指出的是，小区102具有物理位置并且不随着控制区域204、206改变而移动。因此，虽然图2b示出的控制区域边界208、220、222已经移动，但是例如在图2a所示的服务区域202的边缘处的小区228将保持在服务区域202的边缘处。虽然在本文中就将服务区域划分成两个控制区域来描述所公开的实施方式的各个方面，但是替选地，可以在每个控制阶段期间将服务区域202划分成多于两个的控制区域(例如，取决于服务区域202中的服务需求)。

参照图3a和图3b，示出了在第一控制阶段(图3a)和第二控制阶段(图3b)期间将服务区域202示例性划分成六个控制区域。与之前一样，图3a将单个小区102描绘为规则形状的六边形，并且分配给特定控制区域例如控制区域302的所有小区102以类似的方式被绘制阴影。

在图3a的示例中，在第一控制阶段期间，服务区域202被划分成第一组六个控制区域302、304、306、308、310、312。在接着的控制阶段期间，参照图3b，服务区域202被划分成不同组的六个控制区域314、316、318、320、322、324。在每个相继的控制阶段中，在第一组控制区域302、304、306、308、310、312与第二组控制区域314、316、318、320、322、324之间交替，避免使得任何小区102总是保持在控制区域的边界处。

图2a、图2b、图3a和图3b示出了通过在预定义的两组控制区域之间交替来针对每个控制阶段形成控制区域的实施方式。替选地，可以有利地采用多于两组的控制区域，并且可以使用循环调度或其他合适的调度技术来选择供在控制阶段期间使用的多组控制区域。图4a至图4d示出使用四组控制区域对服务区域400进行循环型划分的示例。与之前一样，在图4a至图4d中将小区102描绘为六边形。通过以类型的方式对分配给同一控制区域的所有小区102绘制阴影来指示控制区域例如图4a中的控制区域402、404，并且所有小区102的组合覆盖区域被称为服务区域400。

参照图4a，在第一控制阶段t1期间，服务区域400被划分成具有基本上相等大小的一组两个控制区域402、404。如图4b所示，在下一控制阶段t2期间，服务区域400被划分成第二组控制区域406、408、410。继续关于图4c，在第三控制阶段t3期间服务区域400被划分成第三组控制区域412、414、416，以及在图4d中，在第四控制阶段t4期间服务区域400被划分成第四组控制区域418、420、422。然后，在每个随后的一组四个连续控制阶段期间，该模式重复。

以所示的循环方式重复一组控制区域具有以下效果：基本上使控制区域边界424、426在服务区域400上游走以使得没有小区102在所有控制阶段期间都与控制区域边界424、426相邻。对于具有较大数目的小区的较大服务区域，可能有利的是：将服务区域400划分成多于两个的控制区域并且在后续控制阶段中使用相应较大数目的控制区域。各组控制区域可以是预先定义的，或者替选地，它们可以是在每个控制阶段之前基于预定义的算法确定的。

例如，可以通过在第二或下一控制阶段t2期间将第一控制阶段t1期间邻近于控制区域边界424的第一侧428的小区或接入节点432分配给邻近于控制区域边界242的第二侧430的控制区域408来从第一控制阶段t1中的控制区域402、404获得用于第二控制阶段t2的控制区域406、408、410。这防止了任何小区总是邻近于控制区域边界。

控制区域边界424、426并不需要是图4b所示的控制区域406、408、410的简单的垂直分条。替选地，控制区域边界424、426可以限定更加复杂的形状的控制区域，例如矩形形状或六边形形状，并且可以使用上述算法来使这些形状在相应的服务区域上游走。

在某些实施方式中，有利的是采用用于控制区域形成的考虑通信网络内的接入节点的负荷的自适应方法，从而将控制区域调整成更有效地应对网络的当前状态。例如，控制区域形成可以基于正在由网络的接入节点服务的用户节点所需求或接收的服务。可以以两个步骤来实现自适应控制区域形成：

1)确定要形成的控制区域的数目和/或大小；然后

2)在服务区域内识别并且定位控制区域。

控制区域的数目和/或大小的确定可以基于服务区域中的接入节点的状态，其中，使用用于提供对由每个接入节点提供的服务的定量测量的合适的服务度量来确定接入节点的状态。表现得不如网络中的其他接入节点好的接入节点被指定为在服务上是落后的并且可以被称为落后接入节点。可以使用服务度量来实现对落后接入节点的确定。

例如，用于确定落后接入节点的一个合适的服务度量可以是：提供对由连接至接入节点的用户节点接收到的服务的一些测量的度量；或者使请求的服务与接收到的服务相关的度量。当计算服务度量时，通常有利的是合计在一个或多个控制阶段期间的服务以考虑较长期的网络变化。服务度量指示接入节点的服务不足或盈余并且提供下述值：该值可以用于确定在任何时间点处与网络中的其他接入节点相比哪些接入节点在服务上是落后的。

合适的服务度量的另一示例可以是由连接至接入节点的所有用户节点从该接入节点接收到的总的服务除以由同一用户节点从接入节点请求的总的服务的比率。替选地，服务度量可以基于在一个或多个控制阶段期间总的或平均的请求服务与总的或平均的接收服务之间的差。有利地可以采用对接入节点相对于其他接入节点的性能进行量化的任何服务度量来确定哪些接入节点是落后的。取决于度量如何用公式表示，一些服务度量产生较低的值以指示差的或不太有利的性能，而其他服务度量则产生较高的值以指示差的性能。在任一情况下，合适的服务度量使得能够根据接入节点的服务度量值来对接入节点进行排序，并且然后可以根据排序后的列表来识别最落后的接入节点。

针对每个接入节点计算服务度量并且根据它们的服务度量值来对接入节点进行排序的处理提供了在特定时间点处的一组落后接入节点。然后，该组落后接入节点可以用作控制区域形成的基础。对该组落后接入节点的选择可以基于度量值的预定阈值，其中，选择了相关联的服务水平低于预定阈值的所有接入节点；或者该组落后接入节点可以包括按它们的度量值指示的预定数目的最落后的接入节点。替选地，可以有利地采用阈值与预定数目的一些组合。

在单个阈值不能产生期望大小的一组落后接入节点例如太小或太大的一组落后接入节点的情况下，可以使用多个阈值。在该情况下，当第一阈值产生非期望数目的接入节点(即，太少或太多的接入节点)时，使用下一阈值，以此类推，直到获得期望数目的落后接入节点为止。

现在参照图5，可以看到合并了本公开内容的各个方面的自适应控制区域形成的应用的图示。与之前一样，在图5中将小区102描绘为六边形，并且通过以类似样式对分配给同一控制区域的所有小区102绘制阴影来指示控制区域例如控制区域514、516、518和520。例如，控制区域516中的所有小区102被绘制有斜线阴影。所有小区102的组合覆盖区域被称为服务区域500。

作为第一步，如上所述来识别一组落后接入节点506、508、510、512。一旦确定了一组落后接入节点506、508、510、512，则可以通过找到该组落后接入节点506、508、510、512中的两个相邻落后接入节点506、508之间的最小距离d1,2来确定合适数目的控制区域。该最小距离d1,2被用作控制区域形成的基础。替选地，可能有利的是使控制区域形成基于落后接入节点之间的平均距离、落后接入节点之间的最大距离，或者基于由网络运营者设置的最小控制区域间距离。控制区域到实际接入节点的映射将力求使得具有以下映射：落后接入节点尽可能接近控制区域的中心。

例如，距离d1,2和d2,3以及该组落后接入节点506、508、510、512产生若干可能的接入节点到控制区域的映射。最合适的映射是使得落后接入节点与相关联的控制区域中心之间的距离最小化的一个映射。在图5的示例中，形成控制区域514、516、518、520以产生基本相等大小的矩形的规则图案，其中，每个控制区域514、516、518、520的大小和位置基于距离d1,2和d2,3以及该组最落后的接入节点506、508、510、512而确定。利用该控制区域布置，控制区域514和控制区域516的近似中心与最落后的接入节点中的两个最落后的接入节点506和508重合。因此，最落后的接入节点506和508与它们的相关联的控制区域中心之间的距离为零。

在其他两个控制区域518、520中，控制区域中心522、524未与最落后的接入节点510、512重合，从而分别产生控制区域中心522、524与落后接入节点510、512之间的距离d3,3和d4,4。因此，该控制区域布置的总的距离为距离d3,3和d4,4之和。替选地，可以通过以下来实现控制区域形成：使用一组落后节点以及落后接入节点之间的距离来在服务区域内定位控制区域中心，然后基于剩余接入节点与每个控制区域中心的距离或接近度来将剩余接入节点分配给控制区域。

在本文所述的实施方式中，接入节点之间的距离通常基于物理距离，例如接入节点的覆盖区域的中心之间的距离。替选地，落后接入节点之间的距离或接近性可以基于路径损耗、信号强度或其他感兴趣的无线电参数。使用无线电参数确定接入节点之间的距离或接近度可以通过从服务区域中的被干扰的用户节点报告接收到的信号状态来实现或者基于接入节点之间的带内通信来实现。

在图6、图7和图8中示出了用于确定接入节点到控制区域的最有利的划分的迭代算法的示例性实施方式。图6和图8示出接入节点602，其中，接入节点602大体上具有三角形的形式，均匀地分布在服务区域600各处。服务区域600是所有接入节点602的总的覆盖区域。基于针对服务区域600中的所有接入节点602计算的服务度量来如先前所述地确定一组落后接入节点604、608、610。

在图6所示的实施方式中，示出了一组三个落后接入节点604、608、610。通过确定落后接入节点604、608、610的相邻对之间的最小距离606来开始迭代算法。接着，基于所确定的最小距离606使用任何前述方案来确定控制区域的数目和大小。

参照图7，在该示例中，使用矩形控制区域的规则图案700来确定控制区域。控制区域中心之间的距离702、704等于落后接入节点604、610之间的最小距离606。然后，迭代地应用控制区域图案700以将服务区域600的接入节点602划分到各个控制区域中。

图8示出了第一迭代，其中，将第一落后接入节点604定位于一个控制区域802的中心处并且根据图7所示的控制区域图案700来划分剩余的接入节点以获得第一划分方案。接着，通过将每个落后接入节点604、608和610与它们的相应控制区域802、804、806的中心之间的距离相加来确定第一方案的总的距离∑1。因为第一落后节点604被置于控制区域802的中心处，所以所得到的第一控制区域802的中心与第一落后接入节点604之间的距离等于零。然后，将其他落后接入节点608、610与它们的相应的控制区域804、806的中心之间的距离810和812求和以获得第一方案的总的距离∑1。然后，针对每个剩余的落后接入节点608、610通过重新定位控制区域图案700来迭代地重复该处理以获得落后接入节点608、610之一位于控制区域的中心的控制区域方案，并且针对每个控制区域方案确定了对应的总的距离∑2、∑3。然后，选择与最小总的距离∑1、∑2、∑3相对应的控制区域方案作为最合适的控制区域方案并且使用该控制区域方案来限定用于在下一控制阶段期间划分接入节点的一组控制区域。可以根据落后接入节点的服务度量对落后接入节点进行排序并且按照从最落后的接入节点到最不落后的接入节点的顺序进行迭代。替选地，可以基于其他标准按照其他期望的顺序来执行迭代。

如果需要，可以通过利用各种运算符来限制控制区域的数目和大小。例如，可以使用最小可接受距离dfloor来限制落后接入节点之间的最小距离d。在该情况下，落后接入节点之间的最小距离d变为真实最小距离dmin与dfloor中的最大值：d＝max{dfloor，dmin}。替选地，网络运营者可能希望强加预定数目的落后接入节点或者若干控制区域，从而隐含地限制一定的控制区域间距离。

替选地，可以使用固定数目的控制区域，其中，每个控制区域具有可变大小。图9示出了将接入节点划分到固定数目的控制区域中的实施方式。图9使用之前描述的标记法，在该标记法中将小区102绘制为六边形并且未示出服务每个小区102的接入节点，通过以类似样式对分配给同一控制区域的所有小区102绘制阴影来指示控制区域910、912。所有小区102的组合覆盖区域被称为服务区域900。

在图9所示的实施方式中，将三个最落后的接入节点904、906、908定位在三个控制区域910、912、914的中心处。不是使用预定义的控制区域图案，而是通过以下方式来产生控制区域910、912、914：从每个控制区域中心904、906、908开始并且扩展即分配与已经分配的接入节点相邻的接入节点直到控制区域接触到相邻或临近的控制区域为止。利用该方法，不需要均等地扩展控制区域。分配给每个控制区域的接入节点的数目不需要相同，并且控制区域边界不需要在两个控制区域中心之间的一半的地方。例如，可能期望的是扩大或分配更多的接入节点给具有较低的预测服务需求的控制区域并且使在具有高预测服务需求的区域中具有包括较少分配的接入节点的较小的控制区域。这确保了接入节点成比例地较公平分配到控制区域。

对于控制区域的数目和大小均可变的方法，可以将以上方法进行组合。在图10中描绘了这种类型的方法。与之前一样，在图10中将小区102描绘为六边形并且未示出服务每个小区的接入节点，通过以类似样式对分配给同一控制区域的所有小区102绘制阴影来指示控制区域164、166，并且所有小区102的组合覆盖区域被称为服务区域150。使得控制区域的数目和大小二者均能够变化产生了多个控制区域划分方案，其中，可能的方案的控制区域中心与落后接入节点不同。

在图10中示出了上述情况，其中，控制区域150被划分成具有变化的大小或变化数目的小区102的三个控制区域162、164、166。如所示出的，该划分致使控制区域中心152、154、156处于与落后接入节点158、160、162不同的位置处，从而产生由距离170、172、174所示的该方案的总的距离。如上所述，最合适的方案是和控制区域中心152、154、156与对应落后接入节点158、160、162之间的最小总距离相对应的一个方案。与之前一样，可以通过限定落后接入节点之间的最小距离例如上述dfloor值来限制控制区域的数目。替选地，与落后接入节点的数目有关的控制区域的数目还可以基于对落后接入节点的定义。

例如，可以使用针对选择的服务度量的预定义的阈值来确定落后接入节点。该阈值可以由网络运营者来设置，或者该阈值可以基于随着时间推移从网络记录的长期统计而被动态地计算。还可以限定多个阈值以用于将接入节点的服务不足分类为例如非常高、高、中等、低、非常低等，从而基于落后接入节点的不同数目来产生多个控制区域方案。然后，可以使用选择的度量来评估这些各个控制区域方案以确定用于下一控制阶段的期望方案。因此，针对控制区域的形成要考虑的接入节点的数目取决于考虑上述组中的哪一组。

通常，在控制区域的数目与每个控制区域的相应大小之间存在相关性。另外，由于对用于调度例如控制区域内的comp调度的计算资源的限制，控制区域的大小也可能需要被限制。因此，可以通过网络区域中的业务量和对计算资源的对应需求来指定控制区域的大小。一整天内业务需求的波动会带来在任何给定时间处接入节点被划分到的控制区域的大小和数目的波动。预期的是，在繁忙时间，控制区域的大小将是相对小的，而在夜间，当业务需求低时控制区域的大小将是较大的。因此，控制区域的形成可以基于总的业务需求。在控制区域形成基于总的服务需求的实施方式中，控制区域被形成为使得控制区域中的总业务需求不超过可用于控制区域的协调和调度的计算或网络资源。

通过将总的/平均的服务盈余或总的服务不足用作服务度量——该服务度量反映了在控制区域边缘处的接入节点或集群中的用户接收到的服务，用于控制区域形成的上述过程保证了公平性。总的/平均的服务盈余或不足的定义可以基于可用于测量服务性能的任何关键性能指标或度量，诸如例如吞吐量、小区边缘用户吞吐量、数据丢失、延迟、可用/需求的资源的数目等。取决于网络区域中的业务，可以使用总的延迟或时延来计算和比较接入节点之中的盈余/不足。在这些实施方式中，可以使用接入节点的用户的延迟之和来计算接入节点的总延迟。较高的总延迟值指示较高的服务不足或较落后的接入节点。替选地，总的服务盈余/不足可以基于吞吐量，较低的总吞吐量将表征较高的不足或较落后的接入节点。另外的替选方案是使用平均接收的服务而不是总的服务。对于针对控制区域的形成考虑需求的服务而非接收的服务的情况，可以使用类似定义的总的/平均的服务。

图11示出了可以被配置成在无线通信网络例如上面参照图1描述的无线网络服务区域100中将接入节点分配给控制区域或者形成接入节点集群的计算设备110或服务器的一个实施方式的框图。在所示的实施方式中，计算设备1100包括与计算机存储器1104耦接的处理器1102、被配置成与通信网络中的其他设备或节点通信的接口1106以及用户接口(userinterface，ui)1108。在某些实施方式中，不需要与用户进行交互，因此在这些实施方式中可以从计算设备1100中省去ui1108。设备1100可以用于在无线网络的服务区域例如服务区域100内形成控制区域，或者设备1100可以用于在控制区域内形成和调度comp集群。

计算设备1100适合于用在无线通信网络中采用的服务器或基于其他网络的处理装置中。计算设备1100可以如图11所示地包括一个处理器1102，或者计算设备1100可以包括被配置成并行操作的一组处理器1102。处理器1102可以包括专用设备例如数字信号处理(digitalsignalprocessing，dsp)设备、微处理器或其他专用处理设备，以及一个或多个通用处理器。

存储器1104被配置成与处理器1102耦接并且可以是各种类型的计算机存储器例如易失性存储器、非易失性存储器、只读存储器(readonlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)或其他类型的计算机存储器的组合。计算机存储器1104还可以包括处理装置1102经由接口1106可访问的各种类型的网络可访问存储装置。存储器1104存储可以被组织为包括操作系统、应用程序、文件系统的方法组的计算机程序指令，以及用于其他期望的计算机实现方法例如支持如在本文公开的方法和技术中所描述的形成控制区域或形成和调度接入节点集群的方法的其他计算机程序指令。存储器1104中还包括由处理器1102根据存储器1104中存储的计算机程序指令来存储和处理的程序数据和数据文件。

为了本文中的目的，术语处理装置指的是以下的一个或多个计算设备1100：所述一个或多个计算设备通过它们各自的接口1106经由计算机或其他类型的通信网络彼此耦接以使得一个或多个计算设备1100可以联合操作以实现期望目的。一个或多个计算设备1100可以布置在单个物理位置处，或者它们可以分布在遍及通信网络的各个位置处。形成处理装置的一个或多个计算设备1100可以被配置成联合执行计算机程序或计算机处理例如用于本文公开的集群形成或控制区域改变的方法中的任何方法。

图12示出了用于在无线通信系统中改变控制区域的方法1200(方法1200可以由计算设备1100来执行)的示例性实施方式的流程图。通过基于无线通信网络的接入节点在服务区域例如上述服务区域100内的位置将接入节点分配1202给控制区域来形成一组初始的控制区域。可以使用多组预定义的控制区域例如上面参照图2、图3以及图4描述的预定义的控制区域来完成接入节点到控制区域的分配1202。替选地，可以使用自适应方法来实现分配，在该自适应方法中，识别一组落后接入节点；基于该组落后接入节点来确定控制区域的大小和数目；然后在服务区域内定位控制区域。可以使用上述迭代算法来完成在服务区域内对控制区域的定位。

一旦已经形成控制区域并且完成所有接入节点分配，则针对每个控制区域分配1204控制元件以调度和协调相应控制区域中的接入节点。控制元件被配置成形成接入节点集群并且控制在其控制区域内的接入节点之间的comp发送和接收。然后确定1208控制阶段。控制阶段是控制区域分配保持稳定的时段。然后，方法1200等待控制阶段结束，使得控制元件能够在该控制阶段期间在每个控制区域内实现comp。

一旦控制阶段结束1208，则形成1210一组新的控制区域。按照上述的避免使接入节点总是位于控制区域的边缘处的方式来形成1210新的控制区域。然后，处理通过向每个新的控制区域分配1204控制元件来进行重复1212。

集群形成

一旦将接入节点分配给针对即将到来的控制阶段的控制区域，则与每个控制区域相关联的控制元件针对每个控制区域内的用户节点和接入节点执行资源分配或物理传输资源的调度。控制元件使接入节点形成comp集群并且分配要由每个集群服务的用户节点。可以使用适应性方案基于业务需求、信道状况和用户节点之间的公平性来实现comp集群的形成。

图13示出了在控制阶段期间被划分成两个基本上相等大小的控制区域1302、1304的服务区域1300。每个控制区域1302、1304被示出为分别包含单个comp集群1306、1308。comp集群1306包括四个小区或接入节点1310、1312、1314、1316，而另一comp集群1308包括三个小区或接入节点1318、1320、1322。替选地，每个控制区域1302、1304可以包含多于或少于两个的comp集群并且每个集群可以包括多于或少于三个的接入节点。如上所指出的，呈现使用具有一致形状和分布的小区的基本上相等大小的控制区域仅是为了帮助理解。本领域技术人员将容易地意识到本文公开的方法和装置可以被有利地用于下述各种大小和地理形状的服务区域中，在该服务区域中，控制区域具有各种大小和形状，小区具有规则或不规则形状的覆盖区域并且未以规则的方式分布在服务区域各处。

每个控制区域1302、1304内的集群形成以迭代的方式进行。这可以包括：在未分配的接入节点之中识别最佳comp集群；向识别的comp集群分配用户节点；以及进行重复直到不再存在可以调度的半正交用户或物理资源为止。

在控制区域内形成接入节点集群和多用户分组可能是计算量大且耗时的任务。然而，基于调度度量来迭代地形成集群显著地降低了comp集群形成的复杂度。图14示出了用于确定接入节点集群的方法1400的示例性实施方式的流程图，其中，方法1400可以用于确定供在一个或多个控制阶段期间的控制区域内使用的comp集群。方法1400针对集群形成采用迭代方法，该迭代方法通常如下进行：

-选择1402针对所选的调度度量具有最高值的用户节点；

-形成1404接入节点集群以服务所选择的用户节点；

-基于第二度量来向该集群分配1406用户节点以填充多用户分组；以及

-重复1408以上步骤直到不再存在可以调度的用户或资源为止。

有利地，可以使用各种调度度量来选择用户节点1402，例如比例公平度量、最大吞吐量、相等吞吐量、保证的吞吐量或者与用户节点的接收或请求的服务或信道状况有关的其他合适的度量。在一个实施方式中，调度度量可以基于评估预编码器和使用可用的接入节点资源。还有利的是使调度度量将来自已经被调度的用户节点的干扰和至已经被调度的用户节点的泄漏二者考虑在内。合适的调度度量可以用公式表示成使得较高的值优于较低的值，或者相反使得较低的值优于较高的值。为了在本文中描述的目的，术语较高的值或最高的值用于指代两个或更多个度量值中的较好的度量值或最好的度量值。

一旦选择1402了用户节点，则形成1404集群以服务所选择的用户节点。这可以使用预定义的方法来完成。例如，对于初始的接入节点分组，可以选择信道质量或信号强度高于阈值的所有接入节点。当使用单个阈值导致接入节点的数目大于预定的最大数目时，可以通过选取具有最佳质量或最强信号的接入节点直到达到期望的最大数目来将分组大小限制到该预定最大数目，即，分组大小基于阈值并且受最大数目限制。在某些实施方式中，有利的是基于多于一个的用户节点或者用户节点的整个多用户分组而非仅使用单个用户节点来评估调度度量。这具有提供更有效的comp集群形成的潜力；然而，其以增加的计算需求为代价。

在许多情况下，存在数个可用于服务所选择的用户节点的接入节点并且这些接入节点可以被形成1404为若干不同的集群。为了在可能或候选集群中选择最佳的集群，针对每个候选集群来评估调度度量，并且选择具有最高或最佳度量值的候选集群作为用于服务用户节点的集群1404。用于选择最佳候选集群的调度度量可以与用于初始用户节点选择的度量相同，或者替选地，可能有利的是使用不同的度量来选择最佳的候选集群作为要形成的comp集群。

在如上所述限定了comp集群之后，通过选择可以参与空间多用户分组的用户节点来向集群分配1406另外的用户节点。空间多用户分组是在空间上足够分离以被分组用于同时传输的用户节点的组。可以使用第二度量来选择要添加至空间多用户分组的另外的用户节点，其中，第二度量例如半正交用户选择(semi-orthogonaluserselection，sus)的原理或者信干漏噪比(signaltointerferenceplusleakageplusnoiseratio，silnr)。此处使用的silnr度量类似于信漏噪比，其中，干扰项是来自已经被同一控制元件调度的用户节点的干扰的结果。当不再存在可以在正在形成的comp集群中调度的半正交用户节点或物理资源时，comp集群被填满。

一旦comp集群被填满，则处理通过针对尚未在comp集群中调度的剩余用户节点和接入节点再次评估所选择的调度度量来进行重复1408。当在后续迭代中针对用户节点和接入节点评估所选择的调度度量时，由控制区域内已经被调度的用户节点引起的干扰可以通过包含在所选择的调度度量中而被考虑。类似地，也可以考虑作为由候选用户节点对已经被调度的用户节点造成的干扰的泄漏。

当不再有满足集群标准的用户节点或接入节点剩余时，则对于特定控制区域而言调度已完成。当前的comp集群和多用户分组在需要时可以用于多路传输。当特定控制区域保持相同时，也可以将相同的comp集群和多用户分组转入下一控制阶段。然而，当使用上述的控制区域形成时，控制区域将很可能在控制阶段之间变化并且在多数情况下集群形成和多用户分组将相应地变化。

一旦针对控制区域完成调度，则针对每个用户节点计算最终的预编码器并且sinr估计可用于所有被调度的用户节点。就这一点而言，在某些实施方式中，期望的会是在用户节点的信号质量低于可接受的阈值时取消对用户节点的调度或者从集群中移除用户节点。例如，具有低于约-7分贝(db)的sinr估计的用户节点不太可能能够从接收的信号中提取数据。因此，向具有低sinr值的用户节点传输数据可能会对其他用户节点造成干扰并且将不可能提高总体传输速率。上述调度算法被配置成调度用户节点使得它们在空间域足够正交以用于可靠的传输。然而，在最终的调度决策和预编码器计算完成之前，不能得到精确的sinr估计。

在一个实施方式中，可以采用包含关于每个接入节点天线至用户节点链路的信道信息的链路矩阵来确定用户节点和集群。链路矩阵为n乘m矩阵，其中，n为控制区域中接入节点天线的数目，m为正在由控制区域服务的用户节点的数目。信道信息可以是从接入节点以信道估计或其他合适的信道信息的形式获得的，或者信道信息可以是来自每个用户节点的反馈信息例如信道质量指示、信道估计或者提供对链路质量的指示的其他值。然后，通过应用选择的调度度量例如比例公平度量并且将任何已经被调度的用户的干扰和泄漏考虑在内来选择最佳链路。与最佳链路相关联的接入节点和用户节点成为形成1402集群的基础。

基于另外的接入节点的距离或者链路质量来向集群分配1406另外的接入节点直到达到接入节点的期望的最大数目。与之前一样，距离可以是物理距离、信号强度或者其他期望类型的距离测量。然后，使用第二度量例如上述的sus或silnr来向集群分配1406另外的用户以形成空间多用户分组。一旦完全限定了集群，则使用除去了任何已经被调度的用户节点和天线的链路矩阵来重复1408选择、形成和分配步骤以形成后续集群，直到满足集群标准的所有用户节点或接入节点资源已经被调度为止。

因此，虽然已经示出、描述和指出了本发明的应用于本发明的示例性实施方式的基本新颖特征，但是将理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下本领域技术人员可以在示出的设备和方法的形式和细节方面以及在它们的操作方面作出各种省略、替换和改变。此外，明确的意图是以基本上相同的方式执行基本上相同的功能以实现相同结果的那些元件的所有组合处于本发明的范围内。此外，应当认识到的是，作为设计选择的一般问题，结合本发明的任何公开的形式或实施方式示出和/或描述的结构和/或元件可以被并入任何其他公开或描述或建议的形式或实施方式中。因此，意图是仅由所附权利要求的范围所指示的那样被限制。