[发明专利]调度蜂窝环境中的用户以应用Pareto最优功率控制的方法、调度器和无线通信网络

说明书

技术领域

本发明的实施例涉及无线通信网络领域，更具体地，涉及蜂窝环境中的联合调度和功率控制方法，尤其涉及用户的调度，以致能够直接应用Pareto最优功率控制(POPC)。

背景技术

当考虑蜂窝正交频分多址接入(OFDMA)系统的上行链路中的调度和功率控制时，上行链路功率控制是一个重要方面，对蜂窝网络来说尤其有关。图1是这种蜂窝网络的一部分的示意图，它包含在上行链路连接上，接收来自移动站或移动用户Tx₁和Tx₂的信号的两个基站Rx₁和Rx₂。移动站Tx₁与基站Rx₁通信，而移动站Tx₂与基站Rx₂通信。如图1中所示，可同时发生几个传输，以致会产生干扰。在图1中所示的例子中，移动站Tx₂传送的用于与相关基站Rx₂通信的传输信号也作为干扰传输I₂₁，在基站Rx₁被接收。干扰会严重影响网络中的可达频谱效率。于是，为了避免对频谱效率的负面影响，发射器和接收器之间的上行链路连接中的调度和功率控制是重要的方面。注意这同样适用于这种网络中的下行链路连接，在下行链路连接中，发生从相应基站到相关用户的传输，其中来自基站的传输也会在其它移动站，作为干扰通信被接收。当考虑图1时，在下行链路情形下，基站应在发送器Tx₁和Tx₂中，而移动站应是接收器Rx₁和Rx₂。

为了解决无线通信系统中的干扰的问题，在上行链路连接中或者在下行链路连接中，通常，调度和功率控制是分开的，即，一种方法用于调度，另一种方法用于功率控制。然而，这不仅产生额外的调度复杂性，而且还降低解答的最优性(例如，参见T.ElBatt和A.Ephremides的“Joint Scheduling and Power Control for Wireless ad hoc Networks”(IEEE Transactions on Wireless Communications,vol.3，no.1，pp.74-85，2004)。

在X.Wang，G.B.Giannakis和Y.Yu的“Channel-Adaptive Optimal OFDMA Scheduling”(Proc.of41st Annual Conference on Information Sciences and Systems CISS，Baltimore，MD，USA，March2007，pp.536-541)中，描述了沿上行链路和下行链路的OFDMA网络中的调度，其中提出了基于注水解的在线算法。尽管这种方法提供最优的资源块分配(RB分配)，但是未考虑用户之间的吞吐量公平。在D.Kivanc,G.Li和H.Liu的“Computationally Efficient Bandwidth Allocation and Power Control for OFDMA”(IEEE Transactions on Wireless Communications,vol.2，no.6，pp.1150-1158，2003)中，描述了一种计算高效的功率控制机制，其中说明了使目标功率降至最小的问题。然而，联合子载波和功率分配被分成两个阶段，从而忽视这两者之间的相依性。另外，提出了两种贪婪分配算法，以致公平性考虑被简化成最小速率约束。