СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ С НЕСКОЛЬКИМИ НЕСУЩИМИ
METHOD AND APPARATUS FOR SUPPORTING DATA TRANSMISSION IN MULTICARRIER COMMUNICATION SYSTEM

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США номер 61/031941, озаглавленной "METHOD AND APPARATUS FOR MULTI-CARRIER COMMUNICATIONS IN WIRELESS COMMUNICATIONS", зарегистрированной 27 февраля 2008 г., переданной правопреемнику этой заявки и включенной в этот документ путем ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
I. Область техники
Настоящее раскрытие изобретения в целом относится к связи, а точнее к способам для поддержки передачи данных в системе связи с несколькими несущими.
II. Уровень техники
Системы беспроводной связи широко используются, чтобы предоставить различные услуги связи, например речь, видео, пакетные данные, обмен сообщениями, радиовещание и т.д. Эти беспроводные системы могут быть системами коллективного доступа, допускающими поддержку множества пользователей путем совместного использования доступных системных ресурсов. Примеры таких систем коллективного доступа включают в себя системы коллективного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA), системы коллективного доступа с временным разделением каналов (TDMA), системы коллективного доступа с разделением каналов по частоте (FDMA), системы FDMA с ортогональным разделением (OFDMA) и системы FDMA с одной несущей (SC-FDMA).
Система беспроводной связи может поддерживать работу на множестве несущих, чтобы увеличить пропускную способность системы. Каждая несущая может иметь определенную центральную частоту и определенную полосу пропускания, и может использоваться для отправки данных трафика, управляющей информации, контрольного сигнала и т.д. Разные несущие могут наблюдать разные условия в канале и могут обладать разными пропускными способностями. Желательно поддерживать передачу данных на множестве несущих таким образом, чтобы можно было достичь хорошей производительности.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В этом документе описываются методики для поддержки передачи данных на множестве несущих в системе беспроводной связи. В одном исполнении пользовательское оборудование (UE) может определять доступную мощность передачи для передачи данных на множестве несущих. UE может распределять доступную мощность передачи по множеству несущих (например, с использованием равномерного распределения мощности, "жадного" заполнения, «разбавления» и т.д.), чтобы получить выделенную мощность передачи для данных для каждой несущей. UE может отправлять Узлу В по меньшей мере один запрос ресурса, содержащий информацию, указывающую выделенную мощность передачи для каждой из множества несущих. UE может отправлять один запрос ресурса для каждой несущей или может отправлять запрос ресурса для более чем одной несущей. UE может принимать по меньшей мере одно предоставление ресурса, содержащее информацию, указывающую предоставленную мощность передачи для каждой из по меньшей мере одной несущей, которая может быть всеми или поднабором из множества несущих. UE может отправлять данные по меньшей мере на одной несущей и может ограничивать мощность передачи на каждой несущей предоставленной мощностью передачи для этой несущей.
Далее более подробно описываются различные особенности и признаки раскрытия изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 показывает систему беспроводной связи.
Фиг.2А, 2В и 2С показывают распределение мощности передачи с помощью равномерного распределения, жадного заполнения и разбавления соответственно.
Фиг.3, 4 и 5 показывают процесс для выполнения разбавления.
Фиг.6 показывает процесс для отправки запросов ресурсов для множества несущих.
Фиг.7 показывает процесс для приема запросов ресурсов для множества несущих.
Фиг.8 показывает блок-схему UE и Узла В.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Описываемые в этом документе методики могут использоваться для различных систем беспроводной связи, таких как CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA и других систем. Термины "система" и "сеть" часто используются взаимозаменяемо. Система CDMA может реализовывать технологию радиосвязи, такую как универсальный наземный радиодоступ (UTRA), CDMA2000 и т.д. UTRA включает в себя Широкополосный CDMA (WCDMA) и другие разновидности CDMA. CDMA2000 охватывает стандарты IS-2000, IS-95 и IS-856. Система TDMA может реализовывать технологию радиосвязи, такую как глобальная система мобильной связи (GSM). Система OFDMA может реализовывать технологию радиосвязи, такую как усовершенствованный UTRA (E-UTRA), ультра мобильное широковещание (UMB), IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDM и т.д. UTRA и E-UTRA являются частью универсальной системы мобильных телекоммуникаций (UMTS). Проект долгосрочного развития (LTE) 3GPP и LTE-Advanced являются новыми версиями UMTS, которые используют E-UTRA. UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE, LTE-Advaced и GSM описываются в документах от организации, именуемой "Проект Партнерства Третьего Поколения" (3GPP). CDMA2000 и UMB описываются в документах от организации, именуемой "Вторым Проектом Партнерства Третьего Поколения" (3GPP2). Описанные в этом документе методики могут использоваться для упомянутых выше систем и технологий радиосвязи, а также других систем и технологий радиосвязи. Для ясности некоторые особенности методик описываются далее для WCDMA, и терминология 3GPP используется далее в большей части описания.
Фиг.1 показывает систему 100 беспроводной связи, которая может включать в себя некоторое количество Узлов Б и других сетевых объектов. Для простоты на Фиг.1 показаны только один Узел В 120 и один Контроллер 130 радиосети (RNC). Узел В может быть станцией, которая осуществляет связь с UE, и также может называться усовершенствованным Узлом В (eNB), базовой станцией, точкой доступа и т.д. Узел В может обеспечивать зону радиосвязи для конкретной географической области. Для повышения пропускной способности системы вся зона обслуживания Узла В может разделяться на множество меньших областей (например, три). Каждая более меньшая область может обслуживаться соответствующей подсистемой Узла В. В 3GPP термин "сота" может относиться к наименьшей зоне обслуживания Узла В и/или подсистемы Узла В, обслуживающей эту зону обслуживания. RNC 130 может соединяться с набором Узлов В и обеспечивать координацию и управление для этих Узлов В.
UE 110 может быть одним из многих UE, рассредоточенных по всей системе. UE 110 может быть стационарным или мобильным и также может называться мобильной станцией, терминалом, терминалом доступа, абонентским модулем, станцией и т.д. UE 110 может быть сотовым телефоном, персональным цифровым помощником (PDA), беспроводным модемом, беспроводным устройством связи, карманным устройством, переносным компьютером, беспроводным телефоном, станцией беспроводной местной системы связи (WLL) и т.д. UE 110 может осуществлять связь с Узлом В 120 по нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Нисходящая линия связи (или прямая линия связи) относится к линии связи от Узла В 120 к UE 110, а восходящая линия связи (или обратная линия связи) относится к линии связи от UE 110 к Узлу В 120.
Система может поддерживать передачу данных на множестве (K) несущих по восходящей линии связи. Одно или несколько UE могут быть запланированы для передачи данных по восходящей линии связи на каждой несущей в любой заданный момент. Заданное UE может быть запланировано для передачи данных по восходящей линии связи на вплоть до K несущих в любой заданный момент в зависимости от различных факторов, например доступных ресурсов системы, объема данных трафика для отправки UE, приоритета UE, требований качества обслуживания (QoS) у UE и т.д.
Фиг.1 показывает пример передачи данных на множестве несущих по восходящей линии связи. UE 110 может иметь данные трафика для отправки и может отправить запрос ресурса для каждой несущей. Запрос ресурса также может называться запросом восходящей линии связи, запросом планирования, информационным сообщением планирования и т.д. Запрос ресурса для каждой несущей может переносить запас мощности и/или другую информацию, которая может использоваться для планирования UE на передачу данных на несущей. Запас мощности для несущей может указывать величину мощности передачи, которая может использоваться для несущей, и может задаваться отношением трафика к контрольному сигналу (T2P). Запас мощности также может называться отклонением мощности и т.д.
Узел В 120 может принять запросы ресурсов для всех K несущих от UE 110 и может удовлетворить или отклонить запрос ресурса для каждой несущей. Узел В 120 может отправить предоставление ресурса для каждой несущей, для которой удовлетворяется запрос ресурса. Предоставление ресурса также может называться выделением ресурса, абсолютным предоставлением, предоставлением восходящей линии связи и т.д. Предоставление ресурса для каждой несущей может переносить предоставленное T2P, выбранный транспортный формат и т.д. Транспортный формат может ассоциироваться с определенной схемой кодирования и/или кодовой скоростью, определенной схемой модуляции, определенным размером транспортного блока и т.д. Транспортный формат также может называться скоростью, скоростью передачи данных, форматом пакета, схемой модуляции и кодирования (MCS) и т.д. UE 110 может отправить данные трафика на каждой несущей в соответствии с предоставлением ресурса для этой несущей.
Узел В 120 может реализовывать объединенный планировщик или распределенный планировщик для восходящей линии связи. Объединенный планировщик может принимать запросы ресурсов для всех K несущих от всех UE, выполнять планирование совместно для всех K несущих на основе всех принятых запросов ресурсов и предоставлять ресурсы для каждой несущей из условия, чтобы можно было достичь хорошей общей производительности. Предоставленные ресурсы могут задаваться предоставленными T2P, скоростями передачи данных и т.д. Распределенный планировщик может принимать запросы ресурсов для каждой несущей от всех UE, выполнять планирование независимо для каждой несущей и предоставлять ресурсы для каждой несущей на основе запросов ресурсов, принятых для этой несущей.
UE 110 может отправить отдельный запрос ресурса для каждой несущей, если Узел В 120 реализует распределенный планировщик. Это позволило бы распределенному планировщику запланировать UE 110 для передачи данных по восходящей линии связи на каждой несущей. UE 110 также может отправить отдельный запрос ресурса для каждой несущей, даже если Узел В 120 реализует объединенный планировщик. В этом случае объединенный планировщик может объединить запросы ресурсов для разных несущих и/или может удовлетворить или отклонить каждый запрос ресурса. Объединенный планировщик также может предоставлять скорости передачи данных, которые могут отличаться от скоростей передачи данных, запрошенных UE 110. Например, предоставленные скорости передачи данных могут быть выше запрошенных скоростей передачи данных для некоторых несущих и могут быть ниже запрошенных скоростей передачи данных для остальных несущих. Однако общая предоставленная скорость передачи данных может быть меньше либо равна общей запрошенной скорости передачи данных. UE 110 может формировать запросы ресурсов для K несущих, как описано ниже.
P
P
P
max
avail
avail
UE 110 может обладать максимальной мощностью передачи  и может использовать часть мощности передачи для отправки контрольного сигнала и/или служебной информации на каждой несущей. UE 110 тогда может обладать доступной мощностью передачи  для передачи данных на K несущих. Доступная мощность передачи  может выражаться в виде:
, Ур. (1)
P
k
pilot,k
где  - мощность передачи для контрольного сигнала на несущей , и
P
k
oh,k
- мощность передачи для служебной информации на несущей .
P
max
В первом исполнении UE 110 может равномерно распределять или разделять максимальную мощность передачи по всем K несущим, на которых UE 110 могло быть запланировано для передачи данных. В этом исполнении мощность передачи, выделенная каждой несущей, может выражаться в виде:
для k=1,…, K, Ур. (2)
P
k
k
где  - выделенная мощность передачи для данных для несущей .
P
P
P
P
k
P
1
2
3
max,k
max,k
Фиг.2А показывает пример распределения мощности передачи в соответствии с первым исполнением. В этом примере доступны три несущие 1, 2 и 3, и для передачи данных им выделяются мощности передачи , и  соответственно. Хотя и не показано на Фиг.2А, выделенная мощность передачи для каждой поднесущей может быть ограничена , которая является мощностью передачи, необходимой для достижения максимальной скорости передачи данных, поддерживаемой системой на несущей .  может быть одинаковой для всех несущих или может отличаться для разных несущих.
P
avail
Доступная мощность передачи  также может распределяться равномерно между K несущими. В этом случае .
P
k
k
avail
Во втором исполнении UE 110 может распределять доступную мощность передачи  по K несущим на основе "жадного" заполнения. В этом исполнении K несущих могут быть упорядочены на основе их условий в канале от наилучшего к наихудшему. Условия в канале могут быть измерены, как описано ниже. После упорядочения несущая 1 является наилучшей несущей, несущая K является наихудшей несущей, а несущая  является -й наилучшей несущей. K несущих также могут упорядочиваться на основе статического назначения.
k
P
max,k
UE 110 может распределить доступную мощность передачи K упорядоченным несущим, по одной несущей за раз, начиная с наилучшей несущей. Для заданной несущей , выбранной для распределения мощности передачи, UE 110 может выделять  выбранной несущей, пока доступная мощность передачи не использована полностью, так что . UE 110 может обновить доступную мощность передачи после выделения мощности передачи выбранной несущей следующим образом:
. Ур. (3)
UE 110 может выделять доступную мощность передачи одной несущей за раз, пока не израсходована вся доступная мощность передачи или всем несущим выделена мощность передачи.
P
P
max,1
max,2
Фиг.2В показывает пример распределения мощности передачи в соответствии со вторым исполнением. В этом примере три несущие 1, 2 и 3 доступны и упорядочиваются от наилучшей к наихудшей. Несущей 1 выделяется мощность , несущей 2 выделяется , и несущей 3 выделяется оставшаяся доступная мощность передачи.
P
P
P
avail
avail
avail
В третьем исполнении UE 110 может неравномерно распределить доступную мощность передачи  по K несущим из условия, чтобы можно было достичь хорошей общей производительности. В одном исполнении неравномерное распределение мощности может основываться на «разбавлении». «Разбавление» аналогично заливке фиксированного количества воды в сосуд с неровным дном. Количество воды может соответствовать доступной мощности передачи, а каждая несущая может соответствовать точке на дне сосуда. Высота дна в любой заданной точке может соответствовать обратной величине отношения уровня сигнала к совокупному уровню помех и шумов (SINR) у несущей, ассоциированной с этой точкой. Низкая высота, таким образом, может соответствовать высокому SINR, и наоборот. Доступная мощность передачи  тогда может быть "залита" в сосуд таким образом, что первыми заполняются нижние точки в сосуде (которые соответствуют более высоким SINR), а более высокие точки в сосуде (которые соответствуют более низким SINR) заполняются позже. Распределение мощности может зависеть от доступной мощности передачи  и глубины сосуда над поверхностью дна.
Эти K несущих могут наблюдать разные условия в канале и помехах и могут обладать разными SINR. SINR каждой несущей может выражаться в виде:
, для  Ур. (4)
P
k
k
где  - мощность передачи для несущей ,
g
k
k
- коэффициент усиления канала для несущей ,
N
k
0,k
- тепловой шум и помехи на несущей , и
k
- принятое SINR для несущей .
UE 110 может распределить доступную мощность передачи K несущим таким образом, чтобы максимизировалась общая скорость передачи данных для K несущих. В этом случае UE 110 может выделить мощность передачи каждой несущей из условия, чтобы она максимизировала следующую целевую функцию:
, Ур. (5)
J
где  - целевая функция для максимизации, и
- функция, предоставляющая скорость передачи данных, достигнутую с принятым SINR, равным .
Функция  может предполагаться монотонно возрастающей по отношению к  так что  Функция  также может предполагаться вогнутой относительно , так что .
UE 110 может распределить доступную мощность передачи по K несущим со следующими ограничениями:
, Ур. (6)
, Ур. (7) и
, Ур. (8)
где  Ур. (9)
- необходимое SINR для максимальной скорости передачи данных, поддерживаемой системой, и
P
k
max,k
- мощность передачи, необходимая для достижения SINR, равного , на поднесущей .
P
k
max,k
также может называться максимальной допустимой мощностью передачи для несущей .
P
P
max,k
max,k
Уравнение (6) указывает, что каждой несущей может быть выделена неотрицательная мощность передачи. Уравнение (7) указывает, что каждой несущей следует выделить не больше мощности передачи , необходимой для достижения максимальной скорости передачи данных, поддерживаемой системой. Выделение более чем  может привести к растраченной избыточной мощности, поскольку большая мощность передачи привела бы к принятому SINR, которое выше , но не увеличила бы скорость передачи данных. Уравнение (8) указывает, что общая мощность передачи, выделенная всем K несущим, не должна превышать доступную мощность передачи.
L
J
Уравнение Лагранжа  для целевой функции  может выражаться в виде:
, Ур. (10)
P
k
где  - скрытая цена  и является положительной лишь тогда, когда ,
- скрытая цена  и является положительной лишь тогда, когда , и
λ
P
avail
- скрытая цена .
λ
J
P
avail
Скрытые цены ,  и  являются неотрицательными значениями и указывают изменение в целевой функции  с небольшими отклонениями от ограничений ,  и  соответственно.
J
L
P
k
Целевая функция  может быть максимизирована путем взятия частной производной  относительно  и установки частной производной в ноль следующим образом:
Когда , скрытые цены становятся  и , и частная производная в уравнении (11) может выражаться в виде:
где
k
P
avail
Для уравнения (13) каждой несущей  может присваиваться значение 1, если ее мощность передачи равна  или значение 0 в противном случае. Значения всех K несущих могут суммироваться для получения числителя в уравнении (13). Значение каждой несущей может масштабироваться с помощью , масштабированные значения для всех K несущих могут суммироваться, и суммарный результат может складываться с , чтобы получить знаменатель в уравнении (13).
Функция  может устанавливать соответствие принятого SINR со скоростью передачи данных и может быть ограниченной функцией пропускной способности, неограниченной функцией пропускной способности или какой-нибудь другой функцией. В одном исполнении функция  может быть неограниченной функцией пропускной способности и может выражаться в виде:
, Ур. (14)
W
где  - полоса пропускания системы.
P
k
k
В результате объединения уравнений (12), (13) и (14) мощность передачи  для выделения несущей  может выражаться в виде:
. Ур. (15)
Для , при  и , уравнение (15) может быть упрощено в виде:
. Ур. (16)
P
k
Вообще,  может зависеть от конкретной функции, используемой для , и может определяться на основе уравнений (12) и (13).
P
k
Это не является аналитическим решением для распределения доступной мощности передачи K несущим с помощью «разбавления». Однако монотонные и вогнутые характеристики функции  и отношение между  и  подразумевают, что несущая, которой выделяется , должна быть лучше несущей, которой выделяется , которая должна быть лучше несущей, которой выделяется . Это наблюдение может использоваться для многократного распределения доступной мощности передачи K несущим.
k
k
Фиг.3 показывает исполнение процесса 300 для выполнения «разбавления». Сначала K несущих могут быть упорядочены на основе их условий в канале от наилучшего к наихудшему (этап 310). Условия в канале могут измеряться с помощью , чтобы наилучшая несущая обладала наибольшим , а наихудшая несущая обладала наименьшим . После упорядочения несущая 1 является наилучшей несущей, несущая K является наихудшей несущей, а несущая  является -й наилучшей несущей.
P
J
P
max,k
max,k
Максимальная допустимая мощность передачи  тогда может быть выделена как можно большему количеству несущих, по одной несущей за раз, начиная с наилучшей несущей, чтобы максимизировать целевую функцию  (этап 320). Этап 320 может выделить  нулю или более несущим. Оставшаяся доступная мощность передачи может распределяться оставшимся несущим, чтобы максимизировать целевую функцию (этап 330). Этап 320 может называться этапом 1 разбавления, а этап 330 может называться этапом 2 разбавления. Этапы 320 и 330 могут выполняться многократно, как описано ниже.
Для итерационного разбавления могут поддерживаться две группы несущих. Группа 1 может включать в себя несущие, которым выделена . Группа 2 может включать в себя несущие, которым выделена . Группы 1 и 2 могут инициализироваться, чтобы не содержать несущих, и каждая несущая может инициализироваться с помощью .
k
k
P
P
P
P
k
k
k
avail
max,k
k
Фиг.4 показывает исполнение итерационного процесса для этапа 320 на Фиг.3. Индекс  для несущей может устанавливаться в начальное значение 1 (этап 412). Несущей  может выделяться как можно больше мощности передачи, при этом выделенная мощность передачи  ограничивается либо , либо (этап 414). Затем может быть выполнено определение, можно ли некоторую часть выделенной мощности передачи  для несущей  перераспределить получше следующей худшей несущей +1 (этап 420). Это определение может выполняться на основе следующей проверки:
. Ур. (17)
P
k
k
k
k
P
k P
P
P
P
k
K
k
avail
max,k
k
avail
Уравнение (17) сравнивает частную производную у  при , выделенной несущей , с частной производной у  при отсутствии мощности передачи, выделенной следующей худшей несущей +1. Если уравнение (17) выполняется и для этапа 420 ответом является "Да", то несущие  и +1 могут быть помещены в группу 2 (этап 422), и процесс для этапа 320 может завершиться. В противном случае, если не выполняется уравнение (17) и для этапа 420 ответом является "Нет", то можно выполнить определение, равна ли выделенная мощность передачи  для несущей  либо (этап 430). Если  равна , то несущая  может быть помещена в группу 2 (этап 432), и процесс для этапа 320 может завершиться.
P
P
k
k
k
max,k
В противном случае, если  равна , то несущая  может быть помещена в группу 1 (этап 434). Доступная мощность передачи затем может быть обновлена в виде  (этап 436). Если всем K несущим выделена мощность передачи, как определено на этапе 438, то процесс для этапа 320 может завершиться. В противном случае индекс  можно увеличить (этап 440), и процесс может вернуться к этапу 414.
P
P
max,k
max,k
Процесс для этапа 320 на Фиг.4 может обеспечить группу 1, содержащую ноль или больше несущих, которым выделена , и группу 2, содержащую ноль или больше несущих, которым выделено меньше . Этап 330 может выполняться, если процесс для этапа 320 прекращается после этапа 422 на Фиг.4, и может пропускаться, если процесс для этапа 320 прекращается после этапа 432 или 438 на Фиг.4.
k
k
k
m
k
m
k
k
m
P
P
P
λ
m
k
k+m
avail
Фиг.5 показывает исполнение итерационного процесса для этапа 330 на Фиг.3. Группа 2 может предполагаться включающей в себя несущие , +1, …, +, где  может быть меньше K, и  может быть 0 или больше. Несущим с  по + в группе 2 может быть выделена мощность передачи с  до при доступной мощности передачи  (этап 512). Для этапа 512  может быть вычисляться для +1 несущих в группе 2, например, как показано в уравнении (13). Затем может вычисляться мощность передачи для выделения каждой несущей в группе 2, например, как показано в уравнении (16).
Затем может быть выполнено определение, выделяется ли какой-нибудь несущей в группе 2 больше мощности передачи, чем необходимо для достижения  (этап 514). Если ответом является "Да", то каждой избыточно выделенной несущей может выделяться достаточная мощность передачи для достижения , и она может перемещаться в группу 1 (этап 516). Группа 2 также может обновляться путем удаления каждой несущей, которая перемещена в группу 1 (этап 518). Доступная мощность передачи может обновляться путем вычитания мощности передачи, выделенной каждой несущей, перемещенной в группу 1 (этап 520). Затем процесс может вернуться к этапу 512, чтобы повторить распределение мощности передачи для оставшихся элементов в группе 2.
k
m
P
k
m
k
m
k+m
В противном случае, если никаким несущим не выделяется больше, чем мощность передачи для достижения , и ответом является "Нет" для этапа 514, то может быть выполнено определение, имеется ли следующая худшая несущая ++1, еще не включенная в группу 2 (этап 520). Если ответом является "Нет", то процесс для этапа 330 может завершиться. В противном случае, если ответом является "Да", то может быть выполнено определение, можно ли некоторую часть выделенной мощности передачи  для наихудшей несущей + в группе 2 лучше перераспределить следующей худшей несущей ++1 (этап 522). Это определение может выполняться на основе следующей проверки:
. Ур. (18)
P
k
m
k
m
k
m
k
k
m
k+m
Уравнение (18) сравнивает частную производную у  при , выделенной наихудшей несущей + в группе 2, с частной производной у  при отсутствии мощности передачи, выделенной следующей худшей несущей ++1. Если выполняется уравнение (18) и для этапа 522 ответом является "Да", то несущая ++1 может быть добавлена в группу 2 (этап 524), и процесс может вернуться к этапу 512, чтобы повторить распределение мощности передачи с несущими  - ++1 в группе 2. В противном случае, если не выполняется уравнение (18) и для этапа 522 ответом является "Нет", то процесс для этапа 330 может завершиться.
J
Одна или несколько итераций могут выполняться для этапа 320 и/или этапа 330, чтобы распределить доступную мощность передачи K несущим. Результатом разбавления является одна или множество несущих с выделенной мощностью передачи таким образом, что целевая функция  максимизируется. Может существовать некоторая неиспользованная мощность передачи, если у UE 110 есть достаточный запас мощности для выделения каждой несущей максимальной допустимой мощности передачи для достижения .
Фиг.3, 4 и 5 показывают одно исполнение выполнения разбавления, чтобы распределить доступную мощность передачи K несущим. Разбавление также может выполняться другими способами. Например, можно пропустить этап 320 на Фиг.3, а этап 330 может выполняться с группой 2, исходно включающей несущие 1 и 2.
2
3
Фиг.2С показывает пример распределения мощности передачи в соответствии с третьим исполнением для разбавления. В этом примере три несущие 1, 2 и 3 доступны и упорядочиваются от наилучшей к наихудшей. Несущей 1 выделяется , несущей 2 выделяется  и несущей 3 выделяется , где P и P могут определяться уравнениями (13) и (16).
P
k
g
N
g
N
P
k
P
k
P
k
k
0,k
k
0,k
k
pilot,k
k
Как показано в уравнениях (15) и (16), UE 110 может определить мощность передачи  для выделения каждой несущей  на основе коэффициента усиления канала  и шума и помех  для этой несущей. Однако UE 110 может не знать коэффициент усиления канала  и шум и помехи . В одном исполнении UE 110 может определить выделенную мощность передачи  для каждой несущей  на основе мощности передачи  для контрольного сигнала на несущей . Мощность передачи для контрольного сигнала может регулироваться с помощью контура регулирования мощности для достижения целевого SINR на Узле В 120. Мощность передачи  для данных трафика тогда может быть установлена выше мощности передачи для контрольного сигнала на выбранное T2P, и может выражаться в виде:
, Ур. (19)
k
k
где T2P является T2P для несущей .
R
R
pilot
data
Контрольный сигнал может считаться эквивалентным скорости передачи данных у . Скорость передачи данных  может достигаться для данных трафика при выбранном T2P. Эквивалентная скорость передачи данных для контрольного сигнала тогда может выражаться в виде:
. Ур. (20)
R
data
Уравнение (20) может быть точнее для низкой скорости передачи данных для данных трафика  и может быть менее точным для высокой скорости передачи данных для данных трафика.
R
pilot
Контур регулирования мощности может установить целевое SINR для контрольного сигнала в узкий диапазон независимо от скорости передачи данных для данных трафика. В этом случае масштабирование в уравнении (20) может быть нечувствительно к скорости передачи данных у данных трафика. Эквивалентная скорость передачи контрольного сигнала  может находиться в линейной области функции . Для неограниченной функции пропускной способности, показанной в уравнении (14), эквивалентная скорость передачи данных для контрольного сигнала может выражаться в виде:
. Ур. (21)
g
N
k
k
0,k
Отношение коэффициента усиления канала  к шуму и помехам  для каждой несущей  тогда может приблизительно вычисляться как:
. Ур. (22)
R
R
k
R
W
P
k
pilot
data
pilot
pilot,k
Эквивалентная скорость передачи контрольного сигнала  может вычисляться на основе известной скорости передачи данных трафика и известного T2P для передачи данных на одной или множестве несущих. Отношение  тогда может определяться для каждой несущей  на основе вычисленного , известной полосы пропускания системы  и известной мощности передачи , используемой для контрольного сигнала на несущей .
P
k
k
Мощность передачи  для выделения несущей  тогда может выражаться в виде:
. Ур. (23)
Уравнение (23) предполагает, что , поэтому  и .
λ
Скрытая цена  может назначаться следующим образом:
P
k
Уравнения (23) и (24) указывают, что несущие с лучшими условиями в канале (и поэтому меньшей мощностью передачи для контрольного сигнала) обычно имеют большую выделенную мощность передачи . Это может иметь место, даже если принятое SINR выше для лучшей несущей на Узле В 120.
P
k
k
Для итерационного разбавления могут использоваться различные упрощения. В одном исполнении можно задать линейную область с границей T2P для функции . Линейная область может охватывать диапазон значений  или  (или эквивалентно, диапазон скоростей передачи данных), в котором  может приближенно выражаться линейной функцией. Для любой заданной итерации на Фиг.4, если выделенная мощность передачи для несущей  находится в линейной области, то итерация может прекратиться сразу без выполнения проверки в уравнении (17).
P
P
P
P
P
P
P
1
avail
1
max,1
2
avail
max,2
В качестве примера разбавление для случая с двумя несущими 1 и 2 и всеми скоростями передачи данных, находящимися в линейной области, может выполняться следующим образом. Несущей 1 может быть выделено как можно больше мощности передачи. Если выделенная мощность передачи  для несущей 1 ограничивается , то разбавление прекращается. Если  ограничивается , то несущей 2 может быть выделено как можно больше мощности передачи. Выделенная мощность передачи  для несущей 2 может быть ограничена  или .
P
P
P
1
max,1
avail
В качестве другого примера разбавление для случая с двумя несущими 1 и 2 и максимальной скоростью передачи данных, находящейся в нелинейной области, может выполняться следующим образом. Несущей 1 может быть выделено как можно больше мощности передачи, и  может быть ограничена  или . Затем может быть выполнена следующая проверка:
P
P
P
P
P
P
P
1
avail
1
2
2
avail
max,2
Если выполняется уравнение (25) и  ограничивается , то разбавление прекращается. Если уравнение (25) не выполняется, то несущие 1 и 2 можно поместить в группу 2, и им можно выделить мощности передачи  и  соответственно. Затем может быть выполнено определение, выделяется ли какой-нибудь несущей больше мощности передачи, чем необходимо для достижения . Если это так, то несущей 1 может выделяться достаточная мощность передачи для достижения , и несущей 2 может выделяться как можно больше оставшейся мощности передачи.  для несущей 2 может ограничиваться  или .
P
k
Для упрощения вычисления для разбавления частная производная  для разных значений  может приблизительно вычисляться с помощью кусочной линейной аппроксимации и сохраняться в справочной таблице. Тогда частная производная для каждой скорости передачи данных может без труда определяться путем обращения к справочной таблице.
P
k
P
P
k
k
k
pilot,k
UE 110 может определять выделенную мощность передачи  для каждой из K несущих на основе равномерного распределения, жадного заполнения или разбавления, как описано выше. В одном исполнении UE 110 может определять запрошенное T2P для каждой несущей  на основе выделенной мощности передачи  и мощности передачи контрольного сигнала  для несущей , например, как показано в уравнении (19). UE 110 может формировать запрос ресурса для каждой несущей с ненулевой выделенной мощностью передачи и может включать запрошенное T2P для несущей. Узел В 120 может планировать UE 110 на передачу данных по восходящей линии связи на основе сообщенного T2P для каждой несущей. Узел В 120 также может определять предоставленное T2P для каждой несущей, которое может быть равно, меньше или по возможности больше запрошенного T2P для несущей. Узел В 120 может отправлять предоставление ресурса для каждой несущей с положительным предоставленным T2P. UE 110 затем может передавать данные трафика на каждой несущей с использованием предоставленного T2P для несущей. UE 110 может хранить таблицу, которая устанавливает соответствие T2P и транспортного формата и может определять конкретный транспортный формат или скорость передачи данных для использования для каждой несущей на основе предоставленного T2P для этой несущей.
k
Вообще, UE 110 может отправить любую информацию для каждой несущей, которая может иметь отношение к Узлу В 120, чтобы запланировать UE 110 на передачу данных и выделить ресурсы для UE 110. Информация, отправленная UE 110, может содержать T2P, выделенную мощность передачи P, оценку SINR, скорость передачи данных, объем данных трафика для отправки и т.д. Информация для каждой несущей может отправляться по отдельному запросу ресурса. В качестве альтернативы запрос ресурса может нести информацию для множества несущих. Узел В 120 может предоставлять ресурсы для UE 110 на основе информации, принятой от UE 110. Предоставленные ресурсы могут задаваться величиной мощности передачи, которую UE 110 может использовать на каждой несущей, скоростью передачи данных для каждой несущей и т.д.
Если Узел В 120 использует объединенный планировщик, то объединенный планировщик может определить условия в канале у каждой несущей для UE 110 и может определить подходящие предоставления ресурсов для всех K несущих на основе условий в канале и, возможно, других факторов. Например, предоставления ресурсов для UE 110 могут зависеть от требований к данным у UE 110, мгновенных состояний загруженности на Узле В 120, уровня помех (например, целевого превышения над тепловым шумом (ROT)), разрешенного Узлом В 120, и т.д. Если Узел В 120 использует распределенный планировщик, то распределенный планировщик может запланировать UE 110 для каждой несущей на основе условий в канале и запроса ресурса для этой несущей.
P
P
avail
k
Фиг.6 показывает исполнение процесса 600 для формирования и отправки запросов ресурсов для множества несущих. Процесс 600 может выполняться посредством UE (как описано ниже) или посредством некоторого другого объекта. UE может определить доступную мощность передачи  для передачи данных на множестве несущих (этап 612). UE может распределить доступную мощность передачи множеству несущих для получения выделенной мощности передачи  для каждой из множества несущих (этап 614). UE может отправить по меньшей мере один запрос ресурса, содержащий информацию, указывающую выделенную мощность передачи для каждой из множества несущих (этап 616). UE может отправлять один запрос ресурса для каждой несущей или может отправлять запрос ресурса для более чем одной несущей. После этого UE может принять по меньшей мере одно предоставление ресурса, содержащее информацию, указывающую предоставленную мощность передачи для каждой из по меньшей мере одной несущей среди множества несущих (этап 618). UE может быть предоставлена мощность передачи для всех или поднабора из множества несущих. UE может отправить данные по меньшей мере на одной несущей (этап 620) и может ограничить мощность передачи для каждой несущей предоставленной мощностью передачи для этой несущей (этап 622).
В одном исполнении этапа 614 UE может распределять максимальную мощность передачи поровну множеству несущих и может определять выделенную мощность передачи для каждой несущей на основе мощности передачи, распределенной этой несущей, и мощности передачи, используемой для контрольного сигнала и служебной нагрузки на несущей, например, как показано в уравнении (2). UE также может распределять доступную мощность передачи множеству несущих поровну. В другом исполнении этапа 614 UE может распределять доступную мощность передачи на основе жадного заполнения. В этом исполнении UE может упорядочить множество несущих от наилучшей к наихудшей на основе их условий в канале. UE может выбирать по одной несущей за раз для выделения мощности передачи, начиная с наилучшей несущей. UE может выделять выбранной несущей максимальную допустимую мощность передачи для этой несущей, пока доступная мощность передачи не использована полностью.
В еще одном исполнении этапа 614 UE может распределять доступную мощность передачи на основе разбавления. UE может распределять доступную мощность передачи не поровну множеству несущих, причем несущим, наблюдающим лучшие условия в канале, выделяется больше мощности передачи. Для упрощения распределения мощности UE может упорядочить множество несущих от наилучшей к наихудшей на основе их условий в канале и может распределять доступную мощность передачи множеству несущих на основе их порядка и условий в канале у множества несущих. UE сначала может выделить максимальную допустимую мощность передачи как можно большему числу несущих, по одной несущей за раз, начиная с наилучшей несущей, на основе целевой функции, например, как показано на Фиг.4. Затем UE может выделить оставшуюся доступную мощность передачи оставшемуся множеству несущих, если есть, на основе целевой функции, например, как показано на Фиг.5. UE также может пропустить первую часть разбавления на Фиг.4 и может выполнить только вторую часть разбавления на Фиг.5. Целевая функция может максимизировать сумму скоростей передачи данных для множества несущих, например, как показано в уравнении (5).
P
P
avail
max,k
В одном исполнении первой части разбавления, показанной на Фиг.4, UE может выбирать несущую (например, наилучшую еще не выбранную несущую) для выделения мощности передачи. Затем UE может выделить выбранной несущей меньшую из всей доступной мощности передачи  или максимальной допустимой мощности передачи  для выбранной несущей. UE может обновить доступную мощность передачи, чтобы учесть мощность передачи, выделенную выбранной несущей. UE также может определить, перераспределять ли выделенную мощность передачи для выбранной несущей следующей худшей несущей, например, как показано в уравнении (17). UE также может выполнять другие этапы, показанные на Фиг.4.
В одном исполнении второй части разбавления, показанной на Фиг.5, UE может распределять доступную мощность передачи по меньшей мере одной несущей среди множества несущих на основе разбавления, например, как показано в уравнении (13) и (16). UE может определить, перераспределять ли следующей худшей несущей выделенную мощность передачи для наихудшей несущей среди по меньшей мере одной поднесущей. Если выполнено определение на перераспределение, то UE может распределить доступную мощность передачи по меньшей мере одной несущей и следующей худшей несущей. UE также может выполнять другие этапы на Фиг.5.
В одном исполнении UE может оценивать отношение коэффициента усиления канала к совокупному шуму и помехам  для каждой из множества несущих. UE может оценивать эквивалентную скорость передачи данных для контрольного сигнала, отправленного на каждой несущей, на основе скорости передачи данных для данных трафика, отправленных на этой несущей, и мощности передачи (или T2P) для данных трафика, например, как показано в уравнении (20). Затем UE может оценить  для каждой несущей на основе мощности передачи для контрольного сигнала, отправленного на несущей, и эквивалентной скорости передачи данных для контрольного сигнала, например, как показано в уравнении (22). UE может распределить доступную мощность передачи множеству несущих на основе предполагаемого  для каждой несущей, например, как показано в уравнениях (23) и (24).
Фиг.7 показывает исполнение процесса 700 для приема запросов ресурсов для множества несущих. Процесс 700 может выполняться Узлом В (как описано ниже) или некоторым другим объектом. Узел В может принять от UE по меньшей мере один запрос ресурса, содержащий информацию, указывающую выделенную мощность передачи для каждой из множества несущих (этап 712). Выделенная мощность передачи для каждой несущей может определяться путем распределения доступной мощности передачи на UE множеству несущих с использованием равномерного распределения мощности, жадного заполнения, разбавления и т.д. Узел В может предоставить мощность передачи для каждой из по меньшей мере одной несущей среди множества несущих на основе выделенной мощности передачи для каждой из множества несущих (этап 714). Узел В может отправить UE по меньшей мере одно предоставление ресурса, содержащее информацию, указывающую предоставленную мощность передачи для каждой из по меньшей мере одной несущей (этап 716). Узел В может принять данные, отправленные UE, по меньшей мере на одной несущей (этап 718). UE может ограничивать мощность передачи для каждой несущей предоставленной мощностью передачи для этой несущей.
В одном исполнении этапа 714 Узел В может реализовывать объединенный планировщик, который может предоставлять мощность передачи по меньшей мере для одной несущей совместно на основе выделенных мощностей передачи для множества несущих. В другом исполнении этапа 714 Узел В может реализовывать распределенный планировщик, который может предоставлять мощность передачи для каждой несущей в отдельности на основе выделенной мощности передачи для этой несущей.
Описанные в этом документе методики могут использоваться для различных систем и технологий радиосвязи, которые упоминались выше. Методики могут использоваться для высокоскоростного пакетного доступа (HSPA) с несколькими несущими в 3GPP. HSPA включает в себя Высокоскоростной пакетный доступ нисходящей линии связи (HSDPA), определенный в 3GPP версии 5 и выше, а также Высокоскоростной пакетный доступ восходящей линии связи (HSUPA), определенный в 3GPP версии 6 и выше. HSDPA и HSUPA являются наборами каналов и процедур, которые дают возможность высокоскоростной пакетной передачи данных по нисходящей линии связи и восходящей линии связи соответственно. Для HSPA UE 110 может распределять доступную мощность передачи множеству несущих и отправлять запросы ресурсов для множества несущих по выделенному физическому каналу управления (E-DPCCH) в усовершенствованном выделенном канале (E-DCH). UE 110 может принимать абсолютные представления для множества несущих по каналу абсолютного предоставления в E-DCH (E-AGCH) и/или относительные предоставления по каналу относительного предоставления в E-DCH (E-RGCH). UE 110 может отправлять данные трафика по выделенному физическому каналу данных (E-DPDCH) в E-DCH в соответствии с предоставлениями.
Фиг.8 показывает блок-схему исполнения UE 110 и Узла В 120. На UE 110 процессор 814 передачи может принимать данные трафика из источника 812 данных и управляющую информацию (например, запросы ресурсов) от контроллера/процессора 820. Процессор 814 передачи может обрабатывать (например, кодировать и отображать в символы) данные трафика и управляющую информацию, выполняет модуляцию (например, для CDMA и т.д.) и предоставляет выходные отсчеты. Передатчик 816 (TMTR) может приводить к заданным условиям (например, преобразовывать в аналоговую форму, фильтровать, усиливать и преобразовывать с повышением частоты) выходные отсчеты и формировать сигнал восходящей линии связи, который может передаваться через антенну 818.
На Узле В 120 антенна 852 может принимать сигналы восходящей линии связи от UE 110 и других UE и предоставлять принятый сигнал приемнику 854 (RCVR). Приемник 854 может приводить к заданным условиям и оцифровывать принятый сигнал и предоставлять входные отсчеты. Процессор 856 приема может выполнять демодуляцию над входными отсчетами (например, для CDMA и т.д.) и может демодулировать и декодировать результирующие символы для получения декодированных данных трафика и управляющей информации, отправленных UE 110 и другими UE. Процессор 856 приема может предоставлять декодированные данные трафика приемнику 858 данных, а декодированную управляющую информацию - контроллеру/процессору 860.
По нисходящей линии связи процессор 874 передачи на Узле В 120 может принимать данные трафика для UE из источника 872 данных и управляющую информацию (например, предоставления ресурсов) от контроллера/процессора 860. Данные трафика и управляющая информация могут обрабатываться (например, кодироваться, отображаться в символы и модулироваться) процессором 874 передачи и дополнительно приводиться к заданным условиям передатчиком 876 для формирования сигнала нисходящей линии связи, который может передаваться через антенну 852. На UE 110 сигнал нисходящей линии связи от Узла В 120 может приниматься антенной 818, приводиться к заданным условиям приемником 832 и демодулироваться и декодироваться процессором 834 приема.
Контроллеры/процессоры 820 и 860 могут руководить работой на UE 110 и Узле В 120 соответственно. Процессор 820 и/или другие процессоры и модули на UE 110 могут выполнять или руководить процессом 300 на Фиг.3, процессом 600 на Фиг.6 и/или другими процессами для способов, описанных в этом документе. Процессор 860 и/или другие процессоры и модули на Узле В 120 могут выполнять или руководить процессом 700 на Фиг.7 и/или другими процессами для методик, описанных в этом документе. Запоминающие устройства 822 и 862 хранят программный код и данные для UE 110 и Узла В 120 соответственно. Планировщик 864 может планировать UE для передачи данных по нисходящей линии связи и/или восходящей линии связи и может назначать ресурсы запланированным UE.
Специалисты в данной области техники поняли бы, что информация и сигналы могут быть представлены с использованием любой из ряда различных технологий и методик. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, разряды, символы и элементарные сигналы, на которые могут ссылаться по всему вышеприведенному описанию, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любым их сочетанием.
Специалисты дополнительно признали бы, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритмов, описанные применительно к раскрытию изобретения в этом документе, могут быть реализованы в виде электронных аппаратных средств, компьютерного программного обеспечения или их сочетаний. Чтобы ясно проиллюстрировать эту взаимозаменяемость аппаратных средств и программного обеспечения, различные пояснительные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы описаны выше, как правило, на основе их функциональных возможностей. Реализованы ли такие функциональные возможности как аппаратные средства или как программное обеспечение, зависит от конкретного применения и конструктивных ограничений, налагаемых на всю систему. Квалифицированные специалисты могут реализовать описанные функциональные возможности различными путями для каждого отдельного применения, но такие решения по реализации не должны интерпретироваться как вызывающие отклонение от объема настоящего раскрытия изобретения.
Различные пояснительные логические блоки, модули и схемы, описанные применительно к раскрытию изобретения в этом документе, могут быть реализованы или выполнены с помощью универсального процессора, цифрового процессора сигналов (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, схемы на дискретных компонентах или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любого их сочетания, предназначенных для выполнения описанных в этом документе функций. Универсальный процессор может быть микропроцессором, но в альтернативном варианте процессор может быть любым типовым процессором, контроллером, микроконтроллером или конечным автоматом. Процессор также может быть реализован в виде сочетания вычислительных устройств, например, сочетания DSP и микропроцессора, множества микропроцессоров, одного или нескольких микропроцессоров совместно с ядром DSP, или любой другой подобной конфигурации.
Этапы способа или алгоритма, описанные в связи с раскрытием изобретения в этом документе, могут быть реализованы непосредственно в аппаратных средствах, в программном модуле, выполняемом процессором, или в сочетании двух этих средств. Программный модуль может находиться в памяти RAM, флэш-памяти, памяти ROM, памяти EPROM, памяти EEPROM, регистрах, на жестком диске, съемном диске, компакт-диске или любом другом виде носителя информации, известного в данной области техники. Типовой носитель информации соединяется с процессором таким образом, что процессор может считывать информацию и записывать информацию на носитель информации. В альтернативном варианте носитель информации может составлять единое целое с процессором. Процессор и носитель информации могут постоянно находиться в ASIC. ASIC может постоянно находиться в пользовательском терминале. В альтернативном варианте процессор и носитель информации могут постоянно находиться в виде обособленных компонентов в пользовательском терминале.
В одном или нескольких примерных исполнениях описываемые функции могут быть реализованы в аппаратных средствах, программном обеспечении, микропрограммном обеспечении или любом их сочетании. При реализации в программном обеспечении функции могут храниться или передаваться в виде одной или нескольких команд или кода на машиночитаемом носителе. Машиночитаемые носители включают в себя как компьютерные носители информации, так и средства связи, включая любой носитель, который способствует передаче компьютерной программы из одного места в другое. Носители информации могут быть любыми доступными носителями, к которым можно обращаться посредством универсального или специализированного компьютера. В качестве примера, а не ограничения, такие машиночитаемые носители могут содержать RAM, ROM, EEPROM, компакт-диск или другой накопитель на оптических дисках, накопитель на магнитных дисках или другие магнитные запоминающие устройства, либо любой другой носитель, который может использоваться для перемещения или хранения необходимого средства программного кода в виде команд или структур данных, и к которому [носителю] можно обращаться посредством универсального или специализированного компьютера или универсального или специализированного процессора. Также любое соединение корректно называть машиночитаемым носителем. Например, если программное обеспечение передается с веб-сайта, сервера или другого удаленного источника с использованием коаксиального кабеля, оптоволоконного кабеля, витой пары, цифровой абонентской линии (DSL) или беспроводных технологий, например ИК-связи, радиочастотной связи и СВЧ-связи, то коаксиальный кабель, оптоволоконный кабель, витая пара, DSL или беспроводные технологии, например ИК-связь, радиочастотная связь и СВЧ-связь, включаются в определение носителя. Оптический диск и магнитный диск, при использовании в данном документе, включают в себя компакт-диск (CD), лазерный диск, оптический диск, цифровой универсальный диск (DVD), гибкий диск и диск Blu-ray, где магнитные диски обычно воспроизводят данные магнитным способом, тогда как оптические диски воспроизводят данные оптически с помощью лазеров. Сочетания вышеперечисленного также следует включить в область машиночитаемых носителей.
Предшествующее описание раскрытия изобретения предоставляется, чтобы дать возможность любому специалисту в данной области техники создать или использовать раскрытие изобретения. Различные модификации к этому раскрытию изобретения будут полностью очевидны специалистам в данной области техники, а общие принципы, определенные в этом документе, могут быть применены к другим вариациям без отклонения от сущности или объема раскрытия изобретения. Таким образом, данное раскрытие изобретения не предназначено, чтобы ограничиваться описанными в этом документе примерами и исполнениями, а должно соответствовать самому широкому объему, согласующемуся с принципами и признаками новизны, раскрытыми в этом документе.