ДИНАМИЧЕСКИЙ ПЛАНИРОВЩИК ОГРАНИЧИТЕЛЬНОГО ПОВТОРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
DYNAMIC SCHEDULER BEING RE-USED IN RESTRICTING MANNER

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Данная заявка притязает на приоритет согласно § 119(с) раздела 35 Свода законов США (35 U.S.S § 119(с)) по заявке на предварительный патент США, имеющей порядковый номер 60/678258, озаглавленной «Dynamic ASBR Scheduler» и поданной 9 июня 2004 года, которая во всей своей полноте включена в данную заявку посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
Нижеследующее описание относится, в общем, к беспроводной связи, а более конкретно, к планированию предоставления ресурсов пользовательским устройствам в беспроводной сетевой среде.
Уровень техники
Беспроводные сетевые системы стали распространенным средством, посредством которого стали общаться большинство людей по всему миру. Для удовлетворения потребностей потребителей и для повышения портативности и удобства устройства беспроводной связи становятся более компактными и более мощными. Увеличение возможностей по обработке данных в мобильных устройствах, таких как сотовые телефоны, привело к повышению требований к системам передачи беспроводных сетей. Такие системы обычно не так легко модернизировать, как сотовые телефоны, которые поддерживают по ней связь. По мере расширения возможностей мобильного устройства, может оказаться сложным поддерживать более старую беспроводную сетевую систему таким образом, чтобы способствовать полному использованию возможностей нового и усовершенствованного беспроводного устройства.
Если описать это более конкретно, то технологии, основанные на частотном разделении, обычно разделяют спектр на отдельные каналы, посредством разбиения его на одинаковые участки диапазона рабочих частот, например, при разделении диапазон частот, выделенный для связи беспроводных сотовых телефонов, она может быть разбита на 30 каналов, каждый из которых может передавать ведущийся голосом разговор или, в случае цифровой услуги, может передавать цифровые данные. Каждый канал может быть предоставлен только одному пользователю единовременно. Одним широко используемым вариантом является технология ортогонального частотного разделения, которая фактически разделяет полный диапазон рабочих частот на множественные ортогональные поддиапазоны. Эти поддиапазоны также именуются тонами, несущими, поднесущими, элементами разрешения и частотными каналами. Каждый поддиапазон связан с поднесущей, которая может модулироваться данными. В случае технологий, основанных на временном разделении, диапазон разбит по времени на последовательные кванты времени или интервалы времени. Каждому пользователю канала предоставляется квант времени для передачи и приема информации в порядке круговой очереди. Например, в какой-либо данный момент времени t, пользователю предоставляется доступ к каналу на короткий промежуток времени. Затем, доступ передается другому пользователю, которому предоставляется короткий промежуток времени для передачи и приема информации. Цикл «чередования» продолжается, и, в конечном счете, каждому пользователю предоставляются множественные промежутки времени для передачи и приема.
Технологии, основанные на кодовом разделении, обычно передают данные на ряде частот, доступных в любое время в диапазоне. Обычно, данные преобразуются в цифровую форму и распределяются по доступному диапазону рабочих частот, при этом на канал могут накладываться множественные пользователи, и соответствующим пользователям может быть присвоен код уникальной последовательности. Пользователи могут осуществлять передачу в одном и том же участке спектра, при этом сигнал каждого пользователя распределяется по всему диапазону рабочих частот посредством его соответствующего уникального распределенного кода. Эта технология может обеспечить совместное использование, при котором один или более пользователей могут параллельно осуществлять передачу или прием. Такое совместное использование может быть достигнуто посредством цифровой модуляции с расширением спектра, при которой пользовательский поток битов кодируется и распределяется по очень широкому каналу псевдослучайным образом. Приемник предназначен для того, чтобы распознавать связанный код уникальной последовательности и осуществлять операцию, обратную рандомизации с тем, чтобы собрать биты для конкретного пользователя логически последовательным образом.
Типичная сеть беспроводной связи (например, использующая технологии частотного, временного и кодового разделения) включает в себя одну или более базовых станций, которые предоставляют зону обслуживания, и один или более мобильных (например, беспроводных) терминалов, которые могут передавать и принимать данные в пределах зоны обслуживания. Типичная базовая станция может одновременно передавать множественные потоки данных для услуг вещания, многоадресной и/или одноадресной передачи, в которой поток данных представляет собой поток данных, которые могут представлять независимый интерес для приема мобильным терминалом. Мобильный терминал в пределах зоны обслуживания этой базовой станции может быть заинтересован в приеме одного, более чем одного или всех потоков данных, несомых составным потоком. Аналогичным образом, мобильный терминал может передавать данные базовой станции или другому мобильному терминалу. Такая связь между базовой станцией и мобильным терминалом или между мобильными терминалами может ухудшиться из-за изменений в канале и/или изменений мощности помех. Например, вышеописанные изменения могут влиять на планирование ресурсов базовой станции, управление мощностью и/или прогноз скорости передачи данных для одного или более мобильных терминалов.
Ограничительное (с налагаемыми ограничениями) повторное использование представляет собой технологию, предназначенную для снижения межсотовых (или межсекторных) помех в системах беспроводной связи. Ограничительное повторное использование является схемой глобального планирования, которая учитывает канал и помехи, измеренные пользователями беспроводной сети. Ограничительное повторное использование имеет своей целью повторно использовать ортогональные ресурсы (такие как частоты, время, коды, радиолучи, пространственные измерения и т.д.) для выбранных пользователей на основе связанного с ними качества канала. Традиционные алгоритмы статического ограничительного повторного использования являются негибкими и не могут охватывать пакеты трафика данных или трафик данных с изменяющимися требованиями к показателю «справедливости» (распределения ресурсов), что в результате делает впечатление пользователя от связи менее качественным.
Ввиду, по меньшей мере, вышеперечисленного, в данной области техники существует потребность в системе и/или способе улучшения беспроводной связи и распределения ортогональных ресурсов пользователям в беспроводной сетевой среде.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Нижеследующее представляет упрощенное изложение сущности одного или более вариантов осуществления изобретения с целью дать общее понимание таких вариантов осуществления. Это изложение сущности изобретения не дает обширного обзора всех предполагаемых вариантов осуществления изобретения и не предназначено ни для определения ключевых или критически важных элементов всех вариантов осуществления изобретения, ни для очерчивания объема любого из всех вариантов осуществления изобретения. Единственная его цель заключается в том, чтобы представить некоторые концепции одного или более вариантов осуществления изобретения в упрощенной форме в качестве вступления к более подробному описанию, которое представлено далее.
В соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения и соответствующим их раскрытием описаны разнообразные аспекты, связанные с предоставлением динамического планировщика ограничительного (с налагаемыми ограничениями) повторного использования, основанного на пакетах, в беспроводной сетевой среде. Согласно одному аспекту способ динамического планирования наборов частот для повторного использования пользовательскими устройствами для снижения межсотовых помех содержит этапы, на которых: определяют показатель «справедливости» (справедливости распределения ресурсов) для каждого пользовательского устройства в зоне беспроводной связи, определяют общий показатель пиковой желательности канала, основанный на качестве канала по множественным наборам ортогональных ресурсов, для каждого пользовательского устройства, и определяют общий планировочный показатель для каждого пользовательского устройства, причем общий планировочный показатель является функцией показателя «справедливости» и показателя пиковой желательности канала. Согласно связанному аспекту для каждого пользовательского устройства может быть определен показатель желательности отсрочки канала, основанный на качестве канала по множественным наборам ортогональных ресурсов, и общий планировочный показатель может использовать показатель желательности отсрочки канала в дополнение или вместо общего показателя пиковой желательности канала. Пользовательскому устройству с самым высоким значением общего планировочного показателя может быть присуждена часть соответствующего набора ортогональных ресурсов, и этот способ может выполняться циклически до тех пор, пока всем пользовательским устройствам не будут предоставлены запрошенные ресурсы, или пока все наборы ортогональных ресурсов не будут предоставлены.
В данном документе наборы частот будут использоваться в качестве варианта реализации наборов ортогональных ресурсов для того, чтобы объяснить динамический алгоритм ограничительного повторного использования. Однако приводимые здесь разнообразные аспекты непосредственно применимы и к другим вариантам реализации ортогональных ресурсов, таким как интервал времени, несущие, коды пространственное измерение, частотно-временные перемежения и радиолучи, формирующие диаграмму направленности антенны.
Согласно другому аспекту система, которая способствует динамическому планированию частот для ограничительного повторного использования в беспроводной сетевой среде, содержит компонент «планирование ограничительного повторного использования», который определяет общий планировочный показатель для каждого пользовательского устройства в беспроводной сетевой среде, компонент «пик», который определяет общий показатель пиковой желательности канала для каждого пользовательского устройства, и компонент «отсрочка», который определяет показатель желательности отсрочки канала для каждого пользовательского устройства. Компонент «динамическое планирование ограничительного повторного использования» может определять показатель «справедливости» для каждого пользовательского устройства, используя технологию равной степени обслуживания, технологию пропорциональной «справедливости» или им подобные технологии, каковой показатель может быть умножен на один или более показателей из числа общего показателя пиковой желательности канала и показателя желательности отсрочки канала с тем, чтобы идентифицировать выигравшее пользовательское устройство, которому может быть присужден набор частот во время данного цикла предоставления набора частот. Система может дополнительно содержать компонент «сортировщик», который исключает выигравшее пользовательское устройство из последующих итераций предоставления с тем, чтобы обеспечить то, чтобы все пользовательские устройства получили предоставление частоты. В качестве альтернативы, компонент «сортировщик» может включать выигравшее пользовательское устройство в последующие итерации предоставления с тем, чтобы позволить пользовательскому устройству получить множественные предоставления наборов частот.
Согласно еще одному другому аспекту устройство, которое способствует планированию предоставлений частот для пользовательских устройств в среде беспроводной связи, содержит средство для определения показателя «справедливости» для каждого пользовательского устройства в среде связи, средство для определения общего показателя пиковой желательности канала для каждого пользовательского устройства, средство для определения показателя желательности отсрочки канала для каждого устройства и средство для определения значения общего планировочного показателя для каждого устройства, причем значение планировочного показателя является функцией показателя «справедливости» и одного или обоих показателей из числа: общего показателя пиковой желательности канала и показателя желательности отсрочки канала. Значения общих планировочных показателей для индивидуальных пользовательских устройств могут быть сопоставлены, и пользовательскому устройству с самым высоким значением может быть присужден набор частот.
Другой аспект предусматривает машиночитаемый носитель информации, на котором хранятся машиноисполняемые команды для определения показателя «справедливости» для каждого пользовательского устройства в беспроводной сетевой среде, для определения общего показателя пиковой желательности канала для каждого пользовательского устройства и для определения показателя желательности отсрочки канала для каждого пользовательского устройства. Кроме того, машиночитаемый носитель информации может содержать команды для определения значения планировочного показателя, основанного на предшествующих показателях, которое может быть использовано для определения выигравшего пользовательского устройства, которому может быть присужден набор частот.
Еще один другой аспект относится к микропроцессору, который исполняет команды для динамического планирования наборов частот в зоне сети беспроводной связи, причем эти команды содержат: операцию оценки каждого показателя из числа: показателя «справедливости», общего показателя пиковой желательности канала и показателя желательности отсрочки канала для каждого из множества пользовательских устройств в зоне сети; определение значения общего планировочного показателя для каждого пользовательского устройства, который основывается на показателе «справедливости» и, по меньшей мере, одном из показателей из числа общего показателя пиковой желательности канала и показателя желательности отсрочки канала; и присуждение набора частот пользовательскому устройству с самым высоким общим планировочным показателем по отношению к другим пользовательским устройствам в зоне сети.
Для достижения вышеописанных и связанных с ними целей один или более вариантов осуществления изобретения содержит признаки, которые полностью описаны далее и особо выделены в формуле изобретения. Нижеприведенное описание и прилагаемые к нему чертежи подробно излагают некоторые иллюстративные аспекты одного или более вариантов осуществления изобретения. Эти аспекты указывают, однако, лишь на немногие из разнообразных способов, в которых могут быть использованы принципы разнообразных вариантов осуществления изобретения, и подразумевается, что описанные варианты осуществления изобретения включают в себя все такие аспекты и их эквиваленты.
ПЕРЕЧЕНЬ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - иллюстрация схемы, которая способствует пониманию ограничительного повторного использования и распределения ресурсов в соответствии с ним.
Фиг. 2 - иллюстрация системы, которая способствует динамическому распределению сетевых ресурсов, применяющему ограничительное повторное использование в соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения.
Фиг. 3 - иллюстрация системы, которая способствует основанному на пакетах планированию наборов частот, применяющему технологию динамического планирования ограничительного повторного использования.
Фиг. 4 - иллюстрация системы, которая способствует динамическому планированию повторно используемых наборов частот при ограничительном повторном использовании, основанному на желательности канала и отсрочке канала, в соответствии с разнообразными аспектами, приведенными в данном документе.
Фиг. 5 - иллюстрация системы, которая способствует динамическому регулированию потребления мощности для передач, осуществляемых на пользовательские устройства с достаточно хорошими условиями в канале, в соответствии с разнообразными аспектами.
Фиг. 6 - иллюстрация системы, которая способствует предоставлению пользователю множественных наборов повторно используемых частот.
Фиг. 7 - иллюстрация системы, которая способствует динамическому основанному на пакетах планированию повторно используемых наборов частот связи при ограничительном повторном использовании, не требуя при этом предоставления соединений со статическим повторно используемым набором частот.
Фиг. 8 - иллюстрация системы, которая способствует предоставлению повторно используемых наборов частот пользовательским устройствам на основе оценки показателей желательности каналов для пользовательских устройств.
Фиг. 9 - иллюстрация способа для обеспечения динамических предоставлений повторно используемых наборов частот пользовательским устройствам в беспроводной среде в соответствии с разнообразными вариантами осуществления изобретения.
Фиг. 10 - иллюстрация способа для динамического планирования предоставлений повторно используемых наборов частот и уменьшения потери ресурсов в соответствии с разнообразными вариантами осуществления изобретения.
Фиг. 11 - иллюстрация способа для динамического предоставления повторно используемых наборов частот пользовательским устройствам в среде беспроводной связи, притом что пользовательскому устройству позволяется получать множественные наборы частот.
Фиг. 12 - иллюстрация беспроводной сетевой среды, которая может быть использована в сочетании с разнообразными системами и способами, описанными в данном документе.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Далее со ссылкой на чертежи описываются разнообразные варианты осуществления изобретения, при этом одинаковые ссылочные позиции используются на протяжении всего описания для обозначения одинаковых элементов. В нижеследующем описании в целях разъяснения приводятся многочисленные конкретные подробности, служащие для того, чтобы обеспечить полное понимание одного или более вариантов осуществления изобретения. Однако можно заметить, что такой вариант (такие варианты) осуществления изобретения может (могут) быть практически осуществлен (осуществлены) без этих конкретных подробностей. В других случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в форме блок-схемы для облегчения описания одного или более вариантов осуществления изобретения.
Подразумевается, что при использовании в этой заявке термины «компонент», «система» и им подобные относятся к сущности, относящейся к компьютеру, будь то аппаратное обеспечение, сочетание аппаратного и программного обеспечения, программное обеспечение или программное обеспечение в процессе его исполнения. Например, компонент может представлять собой, но не в ограничительном смысле, процесс, исполняемый на процессоре, процессор, объект, исполняемый элемент, поток исполнения, программу и/или компьютер. В рамках процесса и/или потока исполнения могут находиться один или более компонентов, и компонент может быть локализован на одном компьютере и/или распределен между двумя или более компьютерами. Также, эти компоненты могут исполняться на основе разнообразных машиночитаемых носителей информации, имеющих хранящиеся на них разнообразные структуры данных. Компоненты могут осуществлять связь посредством локальных и/или удаленных процессов, таких как в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (например, данные от одного компонента, взаимодействующие с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе, и/или по сети, такой как сеть Интернет, с другими системами посредством сигнала).
Кроме того, разнообразные варианты осуществления изобретения описываются в данном документе в связи с абонентской станцией. Абонентская станция может также называться системой, абонентским устройством, мобильной станцией, мобильным аппаратом, удаленной станцией, точкой доступа, базовой станцией, удаленным терминалом, терминалом доступа, пользовательским терминалом, агентом пользователя и пользовательским оборудованием. Абонентская станция может представлять собой сотовый телефон, радиотелефон, телефон по SIP-протоколу (Протоколу инициирования сеанса связи), станции WLL (местной беспроводной линии связи), персональный цифровой помощник (PDA), переносное устройство, имеющее возможность беспроводного соединения, или другое устройство обработки данных, соединенное с беспроводным модемом.
Помимо этого, разнообразные аспекты или признаки, описанные в данном документе, могут быть реализованы в виде способа, устройства или изделия производства, использующего стандартные технологии программирования и/или проектирования. Подразумевается, что термин «изделие производства» в том значении, в котором он используется в данном документе, охватывает компьютерную программу, которая доступна с любого машиночитаемого устройства, несущей или носителей информации. Например, машиночитаемые носители информации могут включать в себя, но не в качестве ограничения, магнитные запоминающие устройства (например, жесткий магнитный диск, гибкий магнитный диск, магнитные полосы …), оптические диски (например, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD)…), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, карты, stick-карты и key-накопители …).
Обратимся теперь к чертежам, на которых Фиг. 1 иллюстрирует схему (100), которая способствует пониманию ограничительного (с налагаемыми ограничениями) повторного использования и распределения ресурсов в отношении него. Аспект ограничительного повторного использования состоит в том, чтобы разумным образом распределить частоту для повторного использования выбранными пользователями на основе качеств пользовательских каналов. Что касается систем CDMA (Множественного доступа с кодовым разделением каналов), то в целях выдачи может быть определен «активный набор» для каждого пользователя. Секторы в активном наборе пользователя обычно создают помехи приему, осуществляемому пользователем на линии (FL) связи в прямом направлении, тогда как передачи секторов подвергаются помехам со стороны передачи, осуществляемой пользователем на линии (RL) связи в обратном направлении. Благодаря устранению помех от различных секторов в активном наборе пользователя может быть достигнуто снижение помех как на линии связи в прямом направлении, так и на линии связи в обратном направлении. Моделирование и анализ показали, что алгоритм предоставления повторного использования частот, основанный на активном наборе пользователя, при 25%-ном частичном нагружении диапазона рабочих частот дает улучшение отношения (SINR) «сигнал к помехе и шуму» на 3,5 децибела.
Планировщики в беспроводных сетях могут быть модифицированы в соответствии с разнообразными вариантами осуществления изобретения, описываемыми в данном документе, таким образом, чтобы воспользоваться преимуществом улучшения отношения «сигнал к помехе и шуму» посредством ограничительного повторного использования. При работе с трафиком передачи голосовой информации пропускная способность для голосовой информации часто ограничивается отношением «сигнал к помехе и шуму» самых плохих пользователей в сети. Поскольку пользователь, работающий с голосовой информацией, займет некоторую узкую часть доступного диапазона рабочих частот на сравнительно длинный промежуток времени, то, предоставив этому пользователю статический повторно используемый набор частот с целью улучшения отношения «сигнал к помехе и шуму» этого пользователя на протяжении всего вызова, можно достигнуть улучшения пропускной способности. Однако в случае трафика данных традиционные алгоритмы статического ограничительного повторного использования являются недостаточно гибкими для того, чтобы соответствовать «пакетному» трафику данных (например, трафику который является прерывистым и т.д.) и/или трафику с изменяющимися требованиями к показателю «справедливости». При передаче/приеме пользователем «пакетного» трафика традиционные системы требуют достижения компромисса между наборами частот, которые имеют различные отношения «сигнал к помехе и шуму», доступном диапазоном рабочих частот и предлагаемой нагрузкой (например, от других пользователей на данный повторно используемый набор). Планировщик может быть дополнительно усложнен, если для пользователей из различных наборов повторного использования требуется обеспечивать соблюдение критериев «справедливости», таких как равная степень обслуживания (EGoS) или пропорциональная «справедливость».
0
6
0
2
3
4
5
6
Диаграмма (100) иллюстрирует упрощенный сценарий, в котором диапазон рабочих частот связи разделяется на семь частот с U по U, которые могут быть предоставлены различным секторам, и на которых сектора могут передавать и принимать информацию. В нижеследующем приводимом в качестве примера алгоритме ограничительного повторного использования каждому сектору присвоено значение: 0, 1 или 2. Полный диапазон рабочих частот в сети разделен на 7 наборов частот с всеобщим повторным использованием, повторным использованием «1/3» и повторным использованием «2/3». Каждый набор повторно используемых частот затем обозначен 3-битовой двоичной маской, где «1» в i-ой позиции указывает, что этот набор используется секторами со значением i. Например, 110 обозначает набор с повторным использованием частоты, составляющим 2/3, каковой набор используется секторами со значениями 0 и 1, но не сектором со значением 2. Обозначения наборов частот {U, U, U, U, U, U} задаются как {111, 110, 101, 011, 100, 010, 001}. Однако должно быть ясно, что возможны и другие соглашения об обозначении. Например, для обозначения набора частот может быть использовано само значение 3-битовой маски (например, при этом 111 обозначает набор частот 7, 001 обозначает набор частот 1 и т.д.). При планировании частот пользователи могут уклониться от доминирующих источников помех, используя наборы частот с повторным использованием 1/3 или 2/3.
i
i
В сетях третьего поколения соблюдение показателя «справедливости» (справедливости распределения ресурсов) среди пользователей может обеспечивать планировщик. В сети, где передачи пользователям по линии связи в прямом направлении имеют временное мультиплексирование, для передачи в планировочном интервале времени обычно планируют пользователя с самым высоким планировочным показателем. Планировочный показатель обычно рассчитывается на основе не только показателя «справедливости», но также на основе желательности канала, с тем, чтобы воспользоваться преимуществом многопользовательской диверсификации (MUD). Например, пусть λ обозначает пропускную способность для пользователя i в заданном окне, и пусть  и  обозначают текущую и среднюю спектральную эффективность пользователя I, соответственно. Показатель (F) задается формулой
для планировщика с равной степенью обслуживания (EGoS), и
для пропорционального «справедливого» планировщика. Показатель желательности канала задается формулой
i
Планировочный показатель может быть рассчитан как результат объединяющей функции показателя «справедливости» и показателя желательности канала. Планировочный показатель может быть далее объединен с другим показателем (Q), относящимся к качеству обслуживания (QoS), для принятия окончательного планировочного решения. В этом изобретении для иллюстрации гибкости динамического планировщика ограничительного повторного использования применяется только показатель «справедливости». В одном варианте осуществления объединяющая функция представляет собой произведение, задаваемое формулой
В другом варианте осуществления изобретения эта функция представляет собой произведение каждого показателя, возведенного в некоторые степени α и β, задаваемое формулой
В еще одном варианте осуществления изобретения эта функция представляет собой взвешенную сумму каждого показателя, возведенного в некоторые степени α и β, задаваемую формулой
В еще одном варианте осуществления изобретения эта функция представляет собой максимум взвешенного показателя, возведенного в некоторые степени α и β, задаваемый формулой
Фиг. 2 представляет собой иллюстрацию системы (200), которая способствует динамическому распределению сетевых ресурсов, применяющему ограничительное повторное использование в соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения. Компонент (202) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» функционально связан с каждым из пользовательских устройств (пользовательским устройством) (206) беспроводной сети (204). Беспроводная сеть (204) может содержать одну или более базовых станций, приемопередающих радиостанций и т.д., которые передают и принимают сигналы в канале связи от одного или более пользовательских устройств (206). Кроме того, беспроводная сеть (204) может предоставлять услугу связи пользовательским устройствам (206) в сочетании с разнообразными технологиями множественного доступа, их комбинацией или любым другим подходящим протоколом беспроводной связи, что должно быть ясно специалисту в данной области техники. Например, эти технологии могут быть использованы для системы (CDMA) множественного доступа с кодовым разделением каналов, системы (FDMA) множественного доступа с частотным разделением каналов, системы (TDMA) множественного доступа с разделением каналов по времени, системы (OFDMA) множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов, перемежаемой FDMA-системы (IFDMA), локализованной FDMA-системы (LFDMA), системы (SDMA) множественного доступа с пространственным разделением каналов, квази-ортогональной системы множественного доступа и тому подобного. Система IFDMA также именуется распределенной FDMA, а система LFDMA также именуется узкополосной FDMA или классической FDMA. Система OFDMA использует мультиплексирование с ортогональным частотным разделением (OFDM-мультиплексирование). Фактически системы OFDM, IFDMA и LFDMA разделяют полный диапазон рабочих частот системы на множество (К) ортогональных поддиапазонов частот. Эти поддиапазоны также именуются тонами, поднесущими, элементами разрешения и тому подобным. Каждый поддиапазон связан с соответствующей поднесущей, которая может быть модулирована данными. OFDM-система передает символы модуляции в частотной области на всех или на подмножестве К поддиапазонов. IFDMA-система передает символы модуляции во временной области на поддиапазонах, которые равномерно распределены по К поддиапазонам. LFDMA-система передает символы модуляции во временной области и, обычно, на соседних поддиапазонах.
i
Пользовательские устройства (206) могут представлять собой, например, сотовый телефон, смартфон (телефон с дополнительными интеллектуальными функциями), персональный цифровой помощник (PDA), портативный компьютер, беспроводный персональный компьютер (РС) или любое другое подходящее устройство связи, по которому пользователь может поддерживать связь с беспроводной сетью (204). Пользовательские устройства (206) могут также обеспечивать обратную связь с беспроводной сетью (204) для повышения эффективности планировщика. Для планирования линии связи (FL) в прямом направлении состояние канала и помех в пользовательских устройствах (206) могли бы быть измерены элементом (206) и явным образом переданы посредством обратной связи элементам (204) и (202). Для планирования линии связи (RL) в обратном направлении состояние канала в пользовательских устройствах и уровня помех по различным наборам ортогональных ресурсов могли бы быть непосредственно измерены в элементе (204) на основе пилот-сигнала, переданного элементом (206). Мощность передачи пользовательских устройств (206) в линии связи (RL) в обратном направлении могла бы быть явным образом передана посредством обратной связи элементам (204) и (202). Компонент (202) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» представляет собой основанный на пакетах планировщик, который может применять повторное использование частот в качестве измерения планирования в дополнение к критериям EGoS (равной степени обслуживания) и пропорциональной «справедливости», не требуя при этом применения статического повторно используемого набора частот. Компонент (202) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» может определять планировочный показатель способом, аналогичным тому, что изложен выше в отношении Фиг. 1, с тем, чтобы способствовать предоставлению набора частот одному или более пользовательским устройствам (206). Кроме того, компонент (202) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» может применять алгоритм динамического ограничительного повторного использования, чтобы способствовать оценке желательности канала. Компонент (202) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» может оценивать критерий «справедливости», чтобы определять показатель F, описанный выше, который при предоставлении повторно используемых наборов частот может быть усилен показателем желательности. В отношении различных вариантов осуществления изобретения определяются два показателя желательности канала, что делает возможным описываемый ниже выбор набора частот для ограничительного повторного использования. В остальной части этого документа для облегчения понимания будет объяснен один конкретный вариант реализации динамического планировщика ограничительного повторного использования, в котором наборы ортогональных ресурсов представляют собой наборы частот.
Фиг. 3 представляет собой иллюстрацию системы (300), которая способствует основанному на пакетах планированию наборов частот, применяющему технологию динамического планирования ограничительного повторного использования. Система (300) содержит компонент (302) «динамический планировщик ограничительного повторного использования», функционально связанный с беспроводной сетью (304) и одним или более пользовательскими устройствами (306), каждые из которых, в свою очередь, функционально связаны с другими. Компонент (302) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» дополнительно содержит компонент (308) «оценка канала», который способствует планированию соединений с наилучшими относительными условиями в каналах по доступным наборам частот. Кроме того, в сценарии, при котором более желательные для данного соединения наборы частот заняты, компонент (308) «оценка канала» может способствовать отсрочке соединений для более позднего их планирования с тем, чтобы предоставить компоненту (302) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» функциональную возможность по разрешению конфликтов.
Компонент (302) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» дополнительно содержит анализатор (310) частот, который может оценивать полный доступный диапазон рабочих частот в беспроводной сети (304) и может разбирать такой диапазон рабочих частот на наборы частот. Например, в случае, таком как описанный в отношении Фиг. 1, анализатор (310) частот может предоставлять наборы частот секторам для повторного использования до исключения других частот. Такие предоставления могут представлять собой, например, наборы с всеобщим повторным использованием, наборы с повторным использованием «2/3», наборы с повторным использованием «1/3» и т.д.
Фиг. 4 иллюстрирует систему (400), которая способствует динамическому планированию повторно используемых наборов частот при ограничительном повторном использовании, основанному на желательности канала и отсрочке канала, в соответствии с разнообразными аспектами, приведенными в данном документе. Система (400) содержит компонент (402) «динамический планировщик ограничительного повторного использования», который функционально связан с каждым из: беспроводной сети (404) и одним или более пользовательских устройств (406). Компонент (402) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» содержит компонент (408) «оценка канала», который способствует планированию соединений с наилучшими относительными условиями в каналах по доступным наборам частот, и анализатор (410) частот, который определяет подходящие части диапазона рабочих частот для предоставления частот секторам и/или пользовательским устройствам в зоне поискового вызова.
Компонент (408) «оценка канала» содержит компонент (412) «пик», который определяет пиковую желательность канала для содействия планированию соединений, и компонент (414) «отсрочка», который отсрочивает планирование соединений, чьи более благоприятные наборы частоты в настоящий момент полностью распланированы. В системах без ограничительного повторного использования, компонент «пик канала» представляет собой просто функцию текущего состояния канала и среднего состояния канала. В системах ограничительного повторного использования как компонент (412) «пик канала», так и компонент (414) «отсрочка канала» учитывают различные уровни помех, которые испытывает пользователь в различных наборах частот. Например, компонент (412) «пик» может оценивать пиковую желательность канала таким образом, что для каждого набора (j) частот коэффициент пиковой желательности канала по пользователю (i) задается формулой
i,j
j
j
j
j
где μ представляет собой текущую спектральную эффективность пользователя (i) на наборе (j) частот, а  представляет собой среднюю спектральную эффективность пользователя (i) на всех наборах частот ограничительного повторного использования. Средняя спектральная эффективность может быть рассчитана как алгебраическое среднее отфильтрованной спектральной эффективности  на каждом наборе (U) частот ограничительного повторного использования или взвешенного среднего |U|, где |U| обозначает величину U.
Общий коэффициент пиковой желательности канала по пользователю (i) задается формулой
i
i
где максимизация выполняется на не имеющих ограничений наборах частот, которые ранее полностью не распланированы. Например, планировщик сектора со значением 0 может ввести ограничение, чтобы коэффициент желательности канала рассчитывался на наборах частот, которые полностью не распланированы, а не на одном из наборов 011, 010 и 001. Коэффициент T отражает текущую желательность канала по некоторому пользователю на наилучшем для этого пользователя доступном наборе частот по отношению к среднему для этого пользователя качеству канала. Коэффициент пиковой желательности канала T не отражает потенциальную выгоду для пользователя того, чтобы подождать, чтобы недоступный набор частот стал доступным. Скорее это может быть определено показателем желательности отсрочки канала.
Компонент (414) «отсрочка канала» может определить второй показатель желательности канала повторного ограничительного использования, который находится по формуле
i,j
Когда никакие наборы частот не распланированы, знаменатель в D может быть заменен минимальной спектральной эффективностью на всех наборах частот. Общий коэффициент желательности отсрочки задается формулой
где максимизация выполняется на не имеющих ограничений наборах частот, которые ранее полностью не распланированы. Таким образом, желательность отсрочки канала может быть определена как отношение между максимальной текущей спектральной эффективностью на всех свободных наборах частот и максимальной текущей спектральной эффективностью на недоступных наборах частот.
Общий планировочный показатель при ограничительном повторном использовании, применяемый компонентом (402) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» может, таким образом, иметь одну из следующих форм
F<sub>i</sub>T<sub>i</sub> разновидность «пик»S<sub>i</sub>={ F<sub>i</sub>D<sub>i</sub> разновидность«отсрочка»F<sub>i</sub>T<sub>i</sub>D<sub>i</sub> разновидность «пик и отсрочка»
(12)
i
в случае, если для объединения показателей используется произведение. Как было описано выше, объединяющая функция могла бы также представлять собой другие функции, такие как взвешенная сумма, максимум и т.д. Для каждого интервала времени компонент (402) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» может ранжировать планировочный показатель и предоставить пользователю с наивысшим его значением соответствующее количество поднесущих в выигранном пользователем наборе частот. Распланированные поднесущие могут затем быть исключены из набора (наборов) свободных частот, и показатели могут быть пересчитаны для пользователей, которые еще не распланированы. Этот процесс может циклически повторяться до тех пор, пока все поднесущие не будут предоставлены. Планировочный показатель может быть далее объединен с другим показателем (Q), относящимся к качеству обслуживания (QoS), для принятия окончательного планировочного решения. В этом аспекте для иллюстрации гибкости динамического планировщика ограничительного повторного использования используется только показатель «справедливости».
i
Фиг. 5 представляет собой иллюстрацию системы (500), которая способствует динамическому регулированию потребления мощности для передач, осуществляемых на пользовательские устройства с достаточно хорошими условиями в канале, в соответствии с разнообразными аспектами. Система (500) содержит компонент (502) «динамический планировщик ограничительного повторного использования», беспроводную сеть (504) и одно или более пользовательских устройств (506), все из которых функционально связаны друг с другом, что было подробно описано выше в отношении предшествующих фигур. Компонент (502) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» содержит анализатор (510) частот и компонент (510) «оценка канала», который, в свою очередь, содержит компонент (512) «пик» и компонент (514) «отсрочка». Компонент (512) «пик» может определять показатель пиковой желательности канала, который может быть применен в сочетании с показателем желательности отсрочки канала, описанного в отношении Фиг. 4, для определения общего планировочного показателя S, который может быть применен компонентом (502) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» при предоставлении наборов частот одному или более пользовательским устройствам (506).
Компонент (502) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» дополнительно содержит компонент (506) «низкая мощность», который способствует сохранению энергии, основанному, по меньшей мере, частично на качестве канала, связанного с одним или более пользовательских устройств (506). Ограничительное повторное использование может вводить частичное нагружение диапазона рабочих частот благодаря имеющим ограничения наборам в каждом секторе. Например, на схеме (100), приведенной на Фиг. 1, наборы 011, 010 и 001 не используются в секторах со значением 0. Компонент (516) «низкая мощность» динамического планировщика (502) ограничительного повторного использования может осуществлять передачу с пониженной мощностью на имеющих ограничения наборах портов в адрес пользовательских устройств с хорошими условиями в канале. Таким образом, можно избежать отрицательных последствий частичного нагружения диапазона рабочих частот. Чтобы сделать возможным всеобщее повторное использование, уравнения (9) и (11) могут быть оценены по всем наборам частот, которые не распланированы, без ограничения значения сектора ограничительного повторного использования. Кроме того, спектральная эффективность имеющих ограничения наборов частот может учитывать пониженную мощность передачи.
Фиг. 6 представляет собой иллюстрацию системы (600), которая способствует предоставлению пользователю множественных наборов повторно используемых частот. Система (600) содержит динамический планировщик (602) ограничительного повторного использования, имеющий компонент (608) «оценка канала», анализатор (610) частот и компонент (616) «низкая мощность» и который функционально связан с беспроводной сетью (604) и одним или более пользовательскими устройствами (606). Компонент (608) «оценка канала» содержит компонент (612) «пик», который определяет показатель пиковой желательности канала для каждого пользовательского устройства (606), и компонент (614) «отсрочка», который оценивает показатель желательности отсрочки канала для каждого соответствующего пользовательского устройства, каковые показатели затем применяются планировщиком (602) ограничительного повторного использования для того, чтобы определить выигравшее пользовательское устройство. Затем выигравшему пользовательскому устройству может быть предоставлен рассматриваемый набор повторно используемых частот.
Динамический планировщик (602) ограничительного повторного использования дополнительно содержит компонент (618) «сортировщик», который способствует ослаблению разнообразных ограничений, связанных с планированием ограничительного повторного использования, и обеспечению множественных предоставлений наборов повторно используемых частот. Компонент (618) «сортировщик» может обеспечить то, что пользовательское устройство (606), которому набор повторно используемых частот был предоставлен в предыдущем цикле оценки желательности канала, не исключается из будущих итераций присуждения набора частот. Например, когда применяется протокол планировщика статического ограничительного повторного использования, пользовательское устройство, которому на основе высокого значения общей желательности канала (например, функции показателей пиковой желательности канала и желательности отсрочки) был предоставлен/присужден набор повторно используемых частот, может обычно быть исключен из будущих итераций предоставления частот, поскольку пользовательскому устройству был успешно предоставлен набор повторно используемых частот. При ослаблении ограничения, состоящего в этом исключении, данному пользовательскому устройству (606) могут быть присуждены множественные наборы частот. Окончательное предоставление канала для пользовательского устройства (606) может представлять собой объединение всех поднесущих, которые были предоставлены пользовательскому устройству (606) по множественным наборам частот. Более того, назначение множественных наборов частот может увеличить пиковую скорости (передачи данных) для таких пользователей, что, в свою очередь, смягчает отсрочку, связанную с передачей связи.
Фиг. 7 иллюстрирует систему (700), которая способствует динамическому основанному на пакетах планированию повторно используемых наборов частот связи при ограничительном повторном использовании, не требуя при этом предоставления соединений со статическим повторно используемым набором частот. Система (700) содержит множество компонентов, аналогичных системам и/или компонентам, описанным в отношении предшествующих фигур, включающее в себя динамический планировщик (702) ограничительного повторного использования, который функционально связан с беспроводной сетью (704) и одним или более пользовательскими устройствами (706). Компонент (702) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» дополнительно содержит компонент (708) «оценка каналов», который определяет общую желательность канала как функцию показателя пиковой желательности канала, определяемого компонентом (712) «пик», и показателя желательности отсрочки канала, определяемого компонентом (714) «отсрочка», по каждому пользовательскому устройству. Кроме того, компонент (702) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» содержит анализатор (710) частот, который оценивает полный доступный диапазон рабочих частот в беспроводной сети (704) и/или его зоны, компонент (716) «низкая мощность», который способствует передаче на низкой мощности для пользователей, имеющих высококачественные соединения, и компонент (718) «сортировщик», который способствует множественным предоставлениям наборов повторно используемых частот, что было подробно описано выше в отношении предшествующих фигур.
Система (700) может дополнительно содержать запоминающее устройство (720), которое функционально связано с компонентом (702) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» и которое хранит информацию, связанную с алгоритмами желательности канала, метриками, доступными наборами частот, предоставлением частот пользовательским устройствам и т.д., и любую другую подходящую информацию, относящуюся к обеспечению динамического планирования повторно используемых наборов частот для одного или более пользователей при ограничительном повторном использовании. Процессор (722) может быть функционально связан с компонентом (702) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» (и/или запоминающим устройством (720)), чтобы способствовать анализу информации, относящейся к критериям «справедливости», показателям желательности, повторному использованию частот и тому подобному. Следует понимать, что процессор (722) может быть процессором, специально выделенным для анализа и/или генерирования информации, принимаемой компонентом (702) «динамический планировщик ограничительного повторного использования», процессором, который управляет одним или более компонентами системы (700), и/или процессором, который как анализирует и генерирует информацию, принимаемую компонентом (702) «динамический планировщик ограничительного повторного использования», так и управляет одним или более компонентами системы (700).
Запоминающее устройство (720) может дополнительно хранить протоколы, связанные с генерированием предоставлений частот, метрик и т.д., таким образом, чтобы система (700) могла применять хранящиеся протоколы и/или алгоритмы для достижения для динамической скачкообразной перестройки частоты при ограничительном повторном использовании, как описано в данном документе. Следует понимать, что компоненты для хранения данных (например, запоминающие устройства), описываемые в данном документе, могут представлять собой либо энергозависимое запоминающее устройство, либо энергонезависимое запоминающее устройство, или могут включать в себя как энергозависимое запоминающее устройство, так и энергонезависимое запоминающее устройство. В качестве иллюстрации, а не ограничения, отметим, что энергонезависимое запоминающее устройство может включать в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, ROM), программируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ, PROM), электрически программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭППЗУ, EPROM), электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ, EEPROM) или флэш-память. Энергозависимое запоминающее устройство может включать в себя оперативное запоминающее устройство (ОЗУ, RAM), которое функционирует как внешняя кэш-память. В качестве иллюстрации, а не ограничения, отметим, что оперативное запоминающее устройство доступно во множестве видов, таких как синхронное оперативное запоминающее устройство (СОЗУ, SRAM), динамическое оперативное запоминающее устройство (ДОЗУ, DRAM), синхронное динамическое оперативное запоминающее устройство (СДОЗУ, SDRAM), синхронное динамическое оперативное запоминающее устройство c удвоенной скоростью передачи данных (СДОЗУ с УСПД, DDR SDRAM), усовершенствованное синхронное динамическое оперативное запоминающее устройство (УСДОЗУ, ESDRAM), динамическое оперативное запоминающее устройство c синхронной линией связи (ДОЗУ СЛС, SLDRAM) и оперативное запоминающее устройство с прямой шиной ОЗУ (DRRAM). Подразумевается, что запоминающее устройство (720) систем и способов, служащих предметом этого описания, содержит, но не в ограничительном смысле, эти и любые другие подходящие типы запоминающего устройства.
Фиг. 8 представляет собой иллюстрацию системы (800), которая способствует предоставлению повторно используемых наборов частот пользовательским устройствам на основе оценки показателей желательности каналов для пользовательских устройств. Система (800) содержит динамический планировщик (802) ограничительного повторного использования, функционально связанный с беспроводной сетью (804) и одним или более пользовательскими устройствами (806). Динамический планировщик (802) ограничительного повторного использования аналогичен планировщику (702) в том, что он содержит компонент (808) «оценка канала», который способствует определению разнообразных метрик, связанных с распределением наборов частот, и анализатор (810) частот, который оценивает общий доступный размер диапазона рабочих частот и генерирует множество повторно используемых подмножеств частот, подробно описанных в отношении Фиг. 1, которые могут быть предоставлены различным пользовательским устройствам (806) для снижения помех между передачами пользовательских устройств (806) и базовой вышки в одном или более секторах беспроводной сети (804). Кроме того, динамический планировщик (802) ограничительного повторного использования содержит компонент (816) «низкая мощность», который может передавать сигнал(ы) одному или более пользовательским устройствам (806) на низкой мощности при условии определения того, что эти одно или более пользовательских устройства (806) имеют достаточно хорошее качество канала (например, достаточные ресурсы), и компонент (818) «сортировщик», который может факультативно включать пользовательские устройства (806), которым уже предоставлены один или более повторно используемых наборов частот, в набор пользователей по-прежнему нуждающихся в предоставлении, позволяя пользователю выигрывать множественные наборы частот, что может способствовать повышению для пользователя пиковой скорости передачи данных, уменьшая при этом отсрочку канала. Компонент (808) «оценка канала» содержит компонент (812) «пик», который оценивает показатель пиковой желательности канала для каждого пользовательского устройства (806), и компонент (814) «отсрочка», который оценивает показатель желательности отсрочки канала, чтобы определить, следует ли отложить соединение канала, причем любой или оба из этих показателей могут быть применены в сочетании с показателем «справедливости», полученным планировщиком (802) ограничительного повторного использования, для того, чтобы идентифицировать выигравшее пользовательское устройство (806), которому может быть предоставлен повторно используемый набор частот.
Система (800) может дополнительно содержать запоминающее устройство (820) и процессор, которые подробно описаны выше в отношении Фиг. 7. Кроме того, с компонентом (802) «динамический планировщик ограничительного повторного использования» может быть функционально связан компонент (824) «Искусственный интеллект», который может делать логические выводы, касающиеся качества соединения в канале, включения/исключения выигравшего пользовательского устройства (806) из последующих циклов предоставления, выводы о том, желательна ли отсрочка канала (например, например, из-за отсутствия доступных повторно используемых наборов частот, …), и т.д. Термин «делать логический вывод» или «логический вывод», в том значении в котором он используется в данном документе, относится, в общем, к процессу рассуждения или логического вывода о состояниях системы, окружающей среды и/или пользователя исходя из набора наблюдений, полученных посредством событий и/или данных. Логический вывод может, например, быть применен для идентификации конкретного контекста или действия или может генерировать распределение вероятностей по состояниям. Логический вывод может относиться к вероятностям, что означает, расчет распределения вероятностей по рассматриваемым состояниям на основе учета данных и событий. Логический вывод может также относиться к технологиям, применяемым для формирования событий высокого уровня из набора событий и/или данных. Такой логический вывод имеет своим результатом построение новых событий или действий из набора наблюдаемых событий и/или хранящихся данных о событиях, независимо от того, скоррелированы ли эти события в тесной временной близости, и от того, исходят ли эти события из одного или нескольких источников событий и данных.
Согласно примеру компонент (824) «Искусственный интеллект» может осуществить логический вывод о предоставлении подходящего повторно используемого набора частот, основываясь при этом, по меньшей мере, частично на, например, доступном наборе частот, общем количестве пользовательских устройств (806), показателях желательности каналов, потребностях пользовательского устройства в ресурсах и т.д. Согласно этому примеру может быть определено, что пользовательское устройство (806) имеет достаточно предоставлений ресурсов передачи, таких как диапазон рабочих частот, чтобы оправдать исключение этого пользовательского устройства из предоставления ресурсов, несмотря на высокие значения показателей для этого пользовательского устройства (806), и тому подобное. Компонент (824) «Искусственный интеллект» в сочетании с процессором (814) и/или запоминающим устройством (812) может сделать логический вывод, что такого рода пользовательское устройство должно быть исключено в текущем цикле предоставления частот. В таком случае компонент (824) «Искусственный интеллект» может способствовать предоставлению ресурсов наиболее эффективным возможным способом, чтобы способствовать распределению диапазона рабочих частот и повторному использованию, снижать издержки передачи данных и т.д. Следует понимать, что вышеприведенные примеры иллюстративны по своей природе и не предназначены для ограничения объема логических выводов, которые могут быть сделаны компонентом (824) «Искусственный интеллект», или способа, которым компонент (824) «Искусственный интеллект» делает такие логические выводы.
На Фиг.9-11 проиллюстрированы способы, относящиеся к генерированию предоставлений дополнительных системных ресурсов. Например, способы могут относиться к основанному на пакетах динамическому планированию ограничительного повторного использования, осуществляемому в среде OFDM (мультиплексирования с ортогональным частотным разделением), среде OFDMA (множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов), среде CDMA (множественного доступа с кодовым разделением каналов), среде TDMA (множественного доступа с разделением каналов по времени) или любой другой подходящей беспроводной среды. Хотя в целях простоты объяснения эти способы показаны и описаны как последовательность действий, следует понимать и иметь в виду, что эти способы не ограничены этим порядком действий, поскольку некоторые действия могут, в соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения, происходить в других порядках следования и/или одновременно с другими действиями в отличие от порядка, который показан и описан в данном документе. Например, специалисты в данной области техники должны понимать и иметь в виду, что способ мог бы быть альтернативным образом представлен как последовательность взаимосвязанных состояний или событий, таких как в диаграмме состояний. Кроме того, не все проиллюстрированные действия могут быть необходимы для реализации способа в соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения.
i
i
i
i
i
Фиг. 9 иллюстрирует способ (900) для обеспечения динамических предоставлений повторно используемых наборов частот пользовательским устройствам в беспроводной среде в соответствии с разнообразными вариантами осуществления изобретения. На этапе 902 для каждого пользовательского устройства в наборе пользовательских устройств в зоне сети или в подмножестве этого набора может быть определен показатель (T) пиковой желательности канала. Например, показатель пиковой желательности для каждого пользовательского устройства может быть получен с использованием уравнений (8) и (9), описанных выше в отношении Фиг. 4. На этапе 904 для каждого пользовательского устройства может быть оценен показатель (D) желательности отсрочки канала в сочетании с уравнениями (10) и (11), также описанными в отношении Фиг. 4. После того, как такие показатели были оценены для всех пользовательских устройств в наборе, один или оба показателя могут быть умножены на показатель (F) «справедливости» для пользовательского устройства, как это описано в отношении Фиг. 1, для того, чтобы на этапе 906 определить общий показатель (S) желательности канала с использованием уравнения (12). После того, как общий показатель желательности канала получен для каждого пользовательского устройства в этом наборе, на этапе 908 может быть идентифицировано выигравшее пользовательское устройство (например, пользовательское устройство с самым высоким значением S).
На этапе 910 для каждого интервала времени выигравшему пользовательскому устройству может быть предоставлено соответствующее количество поднесущих в наборе частот, выигранном пользовательским устройством. На этапе 912 распланированные поднесущие могут затем быть исключены из свободного набора (свободных наборов) частот, и способ (900) может возвращаться к этапу 902, на котором показатели могут быть вновь вычислены для пользовательских устройств, ранее не распланированных. Способ (900) может повторяться до тех пор, пока не будут предоставлены все поднесущие. Таким образом, способ (900) может способствовать обеспечению основанного на пакетах динамического планирования наборов частот при ограничительном повторном использовании, не требуя при этом предоставления соединений со статическим повторно используемым набором частот.
i
i
Фиг. 10 иллюстрирует способ (1000) для динамического планирования предоставлений повторно используемых наборов частот и уменьшения потери ресурсов в соответствии с разнообразными вариантами осуществления изобретения. На этапе 1002 для каждого пользовательского устройства в наборе пользовательских устройств, осуществляющих связь по беспроводной сети, может быть оценен общий планировочный показатель (S). Показатель (S) может быть функцией нескольких показателей, как это было описано выше в отношении Фиг.1-4 и уравнений (1)-(12). На этапе 1004 для каждого цикла оценки показателей может быть идентифицировано выигрышное пользовательское устройство. На этапе 1006 предоставляется соответствующее количество поднесущих в наборе частот, выигранном пользовательским устройством. На этапе 1008 выигравшее пользовательское устройство может быть исключено (например, удалено из списка пользовательских устройств) для того, чтобы обеспечить, чтобы другие пользовательские устройства могли получить предоставления частот во время будущих итераций способа 1000. Способ может возвращаться на этап 1002 для дальнейшей итерации до тех пор, пока всем пользовательским устройствам в наборе не будет предоставлен набор частот и/или поднесущих.
На этапе 1010 могут быть оценены условия в канале, и если условия позволяют, то на этапе 1012 передача данных пользовательским устройствам с хорошими условиями в канале может быть выполнена с использованием низкой мощности в имеющих ограничения наборах портов для того, чтобы уменьшить частичное нагружение диапазона рабочих частот из-за этих имеющих ограничения наборов. Чтобы сделать возможным всеобщее повторное использование, уравнения (4-7) и (9) могут быть оценены по всем наборам частот, которые не распланированы, и без ограничений значения ограничительного повторного использования. Таким образом, способ (1000) может способствовать снижению потребления энергии, чтобы уменьшить издержки при передаче данных.
i
i
i
i
i
Фиг. 11 иллюстрирует способ (1100) для динамического предоставления повторно используемых наборов частот пользовательским устройствам в среде беспроводной связи, притом что пользовательскому устройству позволяется получать множественные наборы частот. На этапе 1102 для каждого пользовательского устройства в наборе пользовательских устройств в зоне сети или в подмножестве этого набора может быть определен показатель (T) пиковой желательности канала. Показатель пиковой желательности канала для каждого пользовательского устройства может быть получен с использованием уравнений (8) и (9), описанных выше в отношении Фиг. 4. На этапе 1104 для каждого пользовательского устройства может быть оценен показатель (D) желательности отсрочки канала в сочетании с уравнениями (10) и (11), также описанных в отношении Фиг. 4. После того, как такие показатели были оценены для всех пользовательских устройств в наборе, один или оба показателя могут быть умножены на показатель (F) «справедливости» для пользовательского устройства, как это описано в отношении Фиг. 1, для того, чтобы на этапе 1106 определить общий показатель (S) желательности канала с использованием уравнения (12). После того, как общий показатель желательности канала получен для каждого пользовательского устройства в наборе, на этапе 1108 может быть идентифицировано выигравшее пользовательское устройство (например, пользовательское устройство с самым высоким значением S).
На этапе 1110 для каждого интервала времени выигравшему пользовательскому устройству может быть предоставлено соответствующее количество поднесущих в наборе частот, выигранном пользовательским устройством. Для того чтобы позволить пользовательскому устройству выиграть множественные наборы частот, на этапе 1112 выигравшее пользовательское устройство может быть включено в остающийся список не распланированных пользовательских устройств. Таким образом, если предоставление набора частот на этапе 1110 является недостаточным, так что выигравшее устройство потенциально может в последующем цикле планирования иметь самое высокое значение общего планировочного показателя, то пользовательскому устройству может быть позволено получить последующие назначения наборов частот. Способ 1100 может затем возвратиться на этап 1102 для дальнейших итераций динамического планирования. Конечное предоставление каналов пользовательским устройствам может представлять собой объединение всех поднесущих, выигранных пользовательским устройством за множественные циклы предоставления наборов частот, что может способствовать повышению пиковой скорости связи для пользовательского устройства при сокращении отсрочки.
Фиг. 12 показывает приводимую в качестве примера систему (1200) беспроводной связи. Система (1200) беспроводной связи в целях краткости изображает одну базовую станцию и один терминал. Однако следует иметь в виду, что эта система может включать в себя более чем одну базовую станцию и/или более чем один терминал, при этом дополнительные базовые станции и/или терминалы, по существу, схожи или различны по отношению к приводимых в качестве примера базовой станции и терминалу, описанным ниже. Кроме того, следует иметь в виду, что базовая станции и/или терминал могут использовать системы (Фиг.1-8) и/или способы (Фиг.9-11), описанные в данном документе, для содействия беспроводной связи между ними.
Обратимся теперь к Фиг. 12, на которой на нисходящей линии связи в точке доступа (1205) процессор (1210) передаваемых (ТХ) данных принимает, форматирует, кодирует, перемежает и модулирует (или отображает в символы) данные трафика и предоставляет символы модуляции («символы данных»). OFDM-модулятор (1215) (модулятор, обеспечивающий мультиплексирование с ортогональным частотным разделением) принимает и обрабатывает символы данных и символы пилот-сигнала и предоставляет поток OFDM-символов (символов, полученных в результате мультиплексирования с ортогональным частотным разделением). OFDM-модулятор (1220) осуществляет мультиплексирование символов данных и символов пилот-сигнала на надлежащих поддиапазонах, предоставляет сигнальное значение ноль для каждого неиспользуемого поддиапазона и получает набор из N передаваемых символов для N поддиапазонов для каждого периода OFDM-символов. Каждый передаваемый символ может быть символом данных, символом пилот-сигнала или сигнальным значением ноль. Символы пилот-сигнала могут посылаться непрерывно в каждом периоде OFDM-символов. В качестве альтернативы, символы пилот-сигнала могут быть мультиплексированы с разделением по времени (TDM), мультиплексированы с частотным разделением (FDM) или мультиплексированы с кодовым разделением (СDM). OFDM-модулятор (1220) может трансформировать каждый набор из N передаваемых символов во временную область, используя N-точечное обратное быстрое преобразование Фурье для получения «трансформированного» символа, который содержит N элементарных сигналов во временной области. OFDM-модулятор (1220) обычно повторяет часть каждого трансформированного символа для получения соответствующего OFDM-символа. Повторяемая часть известна как циклический префикс и используется для борьбы с разбросом по задержке в беспроводном канале.
Блок-передатчик (TMTR) (1220) принимает и преобразует поток OFDM-символов в один или более аналоговых сигналов и далее осуществляет подготовку (например, усиление, фильтрацию и преобразование с повышением частоты) аналоговых сигналов с тем, чтобы сгенерировать сигнал нисходящей линии связи, пригодный для передачи по беспроводному каналу. Сигнал нисходящей линии связи затем передается через антенну (1225) терминалам. В терминале (1230) антенна (1235) принимает сигнал нисходящей линии связи и предоставляет принятый сигнал блоку-приемнику (RCVR) (1240). Блок-приемник (1240) осуществляет подготовку (например, фильтрацию, усиление и преобразование с понижением частоты) принятого сигнала и преобразует в цифровую форму этот подготовленный сигнал с тем, чтобы получить отсчеты. OFDM-демодулятор (1245) удаляет циклический префикс, присоединенный к каждому OFDM-символу, трансформирует каждый принятый трансформированный символ в частотную область, используя N-точечное обратное быстрое преобразование Фурье, получает N принятых символов для N поддиапазонов для каждого периода OFDM-символов и предоставляет принятые символы пилот-сигнала процессору (1250) для оценки канала. OFDM-демодулятор (1245) далее получает от процессора (1250) оценку амплитудно-частотной характеристики для нисходящей линии связи, выполняет демодуляцию данных на принятых символах данных с тем, чтобы получить оценки символов данных (которые представляют собой оценки переданных символов данных), и предоставляет эти оценки символов данных процессору (1255) принимаемых (RX) данных, который осуществляет демодуляцию (то есть осуществляет обратное отображение символов), обращенное перемежение и декодирование оценок символов данных для восстановления переданных данных трафика. Обработка, осуществляемая OFDM-демодулятором (1245) и процессором (1255) принимаемых данных, комплементарна обработке, осуществляемой OFDM-модулятором (1215) и процессором (1210) передаваемых данных, соответственно, находящихся в точке (1200) доступа.
На восходящей линии связи процессор (1260) передаваемых (ТХ) данных обрабатывает данные трафика и предоставляет символы данных. OFDM-модулятор (1265) осуществляет прием и мультиплексирование символов данных с символами пилот-сигнала, выполняет OFDM-модуляцию и предоставляет поток OFDM-символов. Символы пилот-сигнала могут быть переданы на поддиапазонах, которые были предоставлены терминалу (1230) для передачи пилот-сигнала, причем количество поддиапазонов для пилот-сигнала в восходящей линии связи может быть таким же или отличным от количества поддиапазонов для пилот-сигнала в нисходящей линии связи. Затем блок-передатчик (1270) принимает и обрабатывает поток OFDM-символов, чтобы сгенерировать сигнал восходящей линии связи, который передается антенной (1235) точке (1210) доступа.
В точке (1210) доступа сигнал восходящей линии связи из терминала (1230) принимается антенной (1125) и обрабатывается блоком-приемником (1275), чтобы получить отсчеты. Затем OFDM-демодулятор (1280) обрабатывает эти отсчеты и предоставляет принятые символы пилот-сигнала и оценки символов данных для восходящей линии связи. Процессор (1285) принимаемых (RX) данных обрабатывает оценки символов данных для восстановления данных трафика, переданных терминалом (1235). Процессор (1290) выполняет оценку канала для каждого действующего терминала, осуществляющего передачу по восходящей линии связи. Множественные терминалы могут передавать пилот-сигнал одновременно по восходящей линии связи на соответствующих предоставленных им наборах поддиапазонов для пилот-сигнала, причем поддиапазоны для пилот-сигнала могут перемежаться.
Процессоры (1290) и (1250) направляют (например, контролируют, координируют, администрируют и т.д.) работу точки (1210) доступа и терминала (1235) соответственно. Соответствующие процессоры (1290) и (1250) могут быть связаны с запоминающими устройствами (не показанными на чертеже), которые хранят программные коды и данные. Процессоры (1290) и (1250) могут также выполнять вычисления для получения оценок амплитудно-частотной и импульсной характеристик для восходящей линии связи и нисходящей линии связи соответственно.
Для OFDM-систем с множественным доступом (например, системы (OFDMA) множественного доступа с ортогональным частотным разделением каналов) по восходящей линии могут одновременно осуществлять передачу множественные терминалы. Для такой системы поддиапазоны для пилот-сигнала могут быть разделены между различными терминалами. Технологии оценки каналов могут быть использованы в случаях, при которых поддиапазоны для пилот-сигнала для каждого терминала заполняют весь рабочий диапазон частот (возможно, за исключением краев этого диапазона). Такая структура поддиапазонов для пилот-сигнала была бы желательна для получения частотного разнесения для каждого терминала. Технологии, описанные в данном документе, могут быть реализованы разнообразными средствами. Например, эти технологии могут быть реализованы в аппаратном обеспечении, программном обеспечении или их сочетании. Что касается аппаратного обеспечения, то процессорные блоки, используемые для оценки канала, могут быть реализованы в одной или более интегральных схемах (ASIC), специализированных по применению, процессорах (DSP) цифровых сигналов, устройствах (DSPD) цифровой обработки сигналов, программируемых логических устройствах (PLD), вентильных матрицах (FPGA) с эксплуатационным программированием, процессорах, контроллерах, микроконтроллерах, микропроцессорах других электронных блоках, предназначенных для выполнения функций, описанных в данном документе, или их сочетании. Что касается программного обеспечения, то его реализация может быть осуществлена посредством модулей (например, процедур, функций и тому подобного), которые выполняют функции, описанные в данном документе. Программные коды могут храниться в запоминающем устройстве и исполняться процессорами (1290) и (1250).
Приведенное выше описание включает в себя примеры одного или более вариантов осуществления изобретения. Конечно, невозможно описать каждое мыслимое сочетание компонентов или способов в целях описания вышеупомянутых вариантов осуществления изобретения, но специалист обычного уровня квалификации в данной области техники может признать, что возможны многие дальнейшие сочетания и перестановки разнообразных вариантов осуществления изобретения. Соответственно, подразумевается, что описанные варианты осуществления изобретения охватывают все такие изменения, модификации и разновидности, которые находятся в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, в той мере в какой термин «включает в себя» используется как в подробном описании, так и в формуле изобретения, подразумевается, что такой термин является заключающим в себя в манере, схожей с термином «содержащий», в том значении, в каком термин «содержащий» интерпретируется при использовании в качестве переходного слова в пункте формулы изобретения.