Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи



Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи
Устройство и способ распределения ресурсов по узлам в системе связи

 


Владельцы патента RU 2483450:

НТТ ДоКоМо, ИНК. (JP)

Заявленное изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат состоит в обеспечении улучшенной концепции выделения ресурсов узлам в системе связи. Для этого устройство для распределения ресурсов в узлах системы связи содержит контроллер итерации (10) для выполнения итеративной обработки, при этом контроллер итерации использует (11) итеративные веса ресурса, чтобы получить результат распределения ресурсов для шага итерации, и для обновления (12) итеративных весов ресурса, чтобы получить обновленные итеративные веса ресурса для дополнительного шага итерации, используя взвешенную комбинацию результатов распределения ресурсов для шага итерации и, по меньшей мере, для одного более раннего шага итерации. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 16 ил.

 

Настоящее изобретение относится к беспроводной связи и, в частности, к задаче распределения ресурсов для приемопередающих узлов в беспроводной сети.

Делается упор на задачу обнаружения эффективного пропорционального и справедливого распределения скорости передачи, обозначенного вектором скоростей передачи , для множества пользователей К в зоне охвата сети.

Распределение скорости передачи для пользователей в сети показано на фигуре 2. Взаимосвязь пользовательских скоростей передачи описывается достижимой скоростью передачи в области охвата R, которая, как предполагается, является выпуклым множеством. Область охвата ресурсами или область ресурсов R составляется методиками физического уровня, например передачей по схеме MIMO и реализацией канала. Известно, что эта задача может быть решена двойным разложением [1]. Двойная задача может быть решена прямодвойственным алгоритмом, как описано в алгоритме, показанном на фигуре 5.

Чтобы учесть выполнение алгоритма в реального времени, главным вопросом является его сложность и скорость сходимости. Вычислительная сложность алгоритма определяется сложностью решения оптимизации взвешенной суммы-скорости

выполняемой на каждой итерации. Кроме того, когда пользователи координируются в сети, содержащей более одной базовой станции, каждая итерация связана с затратами на сигналы среди базовых станций. Поскольку сложность решения задачи оптимизации взвешенной суммы-скорости является постоянной для каждой итерации, основная проблема состоит в уменьшении количества итераций, требуемых для решения, или конфигурации скорости передачи, которая вероятна в пределах коэффициента ε решения. Число необходимых итераций зависит от способа обновления двойных переменных, и наиболее часто используемые методы обновления двойных переменных включают:

- субградиентные методы, которые являются наиболее популярными правилами обновления, поскольку они имеют простое выражение закрытой формы для обновления,

Недостаток субградиентных методов заключается в плохой сходимости, в частности, в случае, когда требуется высокая точность;

- метод секущих плоскостей, основанный на том, что двойная функция является выпуклой и, следовательно, может быть ограничена снизу гиперплоскостями. Итеративно гиперплоскости используются для отсечения точек полупространства от точек-кандидатов, пока не будет найдено решение;

- метод эллипсоида [2] использует эллипсоиды, которые содержат точки-кандидаты. Итеративно эллипсоид разрезается на два полуэллипсоида, и один из них отбрасывается. В качестве обновления используется центр новых эллипсоидов, содержащих оставшуюся половину эллипсоида. Новый центр λi+1 вычисляется по уравнениям

- метод секущих плоскостей Келли [3] аппроксимирует двойную функцию гиперплоскостями и использует минимизатор линейной аппроксимации как обновление. Новые двойные переменные являются решением следующей задачи оптимизации

Существуют различные варианты добавления гиперплоскостей к линейной аппроксимации. Кроме того, рассматривается способ, который называется многократным отсечением, где при каждой итерации добавляется одна пользовательская гиперплоскость. Способ многократного отсечения значительно повышает скорость сходимости, однако затраты на двойное обновление значительно увеличиваются с каждой итерацией;

- способ Айткена [4] прибавляет режим ускорения к субградиентным методам, приводя к более быстрой сходимости, однако устойчивость алгоритма становится проблемой. Правило обновления вычисляет один субградиентный шаг, находя, таким образом, промежуточный двойной вектор

С промежуточным двойным вектором мы можем вычислить

,

и

чтобы получить еще один субградиентный шаг

Наконец, используя и вычисляем

Следует отметить, что скорость сходимости улучшается, когда для двойного обновления используется больше компьютерных ресурсов. Некоторые из методов имеют форму выражений, закрытых для обновления, тогда как другие требуют, решить задачу оптимизации. В итоге получаются сложность и скорость сходимости, как показано на фигуре 8.

Как можно видеть, текущие методы характеризуются либо высокой сложностью вычисления двойного обновления, либо плохой сходимостью, что снова является сложным в вычислительном отношении из-за большого количества задач взвешенной суммы, которые должны быть решены.

Целью настоящего изобретения является обеспечить улучшенную концепцию выделения ресурсов узлам в системе связи.

Эта цель достигается благодаря устройству для выделения ресурсов по пункту 1, способу выделения ресурсов по пункту 14 или благодаря компьютерной программе по пункту 15.

Настоящее изобретение основано на предпосылке, что можно получить намного более высокую скорость сходимости итерационного процесса, когда шаг обновления итеративных весов ресурса выполняется, используя взвешенную комбинацию результатов распределения ресурсов для этого шага итерации и, по меньшей мере, для одного более раннего шага итерации. Предпочтительно, объединить все более ранние результаты распределения ресурсов для вычисления обновленных итерационных весов ресурса, необходимых в прямодвойственном алгоритме.

Конкретно, обновление двойных переменных λk выполняется как взвешенная комбинация результатов более раннего распределения ресурсов, где каждый более ранний результат распределения имеет соответствующий весовой коэффициент. Весовой коэффициент предпочтительно является решением дополнительной задачи оптимизации в том, что сумма весов для загрузки более раннего результата итерации равна 1.

Предпочтительно, результат распределения ресурсов для шага итерации определяется на основе оптимизации взвешенной суммы отдельных ресурсов, где итеративные веса ресурса λ являются весами для отдельных ресурсов, и где оптимизация выполняется, используя цель оптимизации и область ресурсов. Область ресурсов определяется условием системы связи или узлов. В одном примере воплощения условием системы связи или узлов является наличие канала передачи между узлом и приемником или внутренние характеристики узлов, ограничение мощности передачи узлов, взаимной интерференцией между узлами, ограничениями физического уровня или протоколами передачи. Предпочтительно, ресурсы, выделенные через узлы, являются скоростями передачи, частотными каналами, временными интервалами, сегментами кода или пространственными каналами.

Предпочтительно используется контроллер для вычисления на шаге итерации нового веса комбинации α на основе оптимизации взвешенной суммы результата распределения ресурсов на более раннем шаге итерации, умноженного на вес комбинации более раннего шага итерации, и на результате распределения ресурсов текущего шага итерации, умноженного на новый вес комбинации, при условии, что сумма нового веса комбинации и веса комбинации, по меньшей мере, одного более раннего шага итерации равна предопределенной величине ограничения.

Предпочтительно, чтобы устройство включало память для хранения результатов распределения ресурсов, полученных на более ранних шагах итерации до текущего шага итерации и для хранения веса комбинации для взвешенной комбинации от более ранних шагов итерации до текущего шага итерации.

Устройство предпочтительно содержит входной интерфейс для получения информации об области ресурса, определенной условием системы связи или узлов, и выходной интерфейс для вывода результата распределения ресурсов заключительного шага итерации, выполняемого контроллерами итерации с тем, чтобы узлы были сконфигурированы, используя результат распределения ресурсов на заключительном шаге итерации.

Предпочтительно, чтобы узлы были бы мобильными терминалами, и система содержала бы базовые станции, где устройство для распределения ресурсов конфигурируется так, чтобы результат распределения ресурсов заключительного шага итерации передавался бы на базовую станцию.

Примеры воплощения настоящего изобретения составляют эффективное пропорциональное справедливое распределение ресурсов для многопользовательских систем. Изобретение обеспечивает новый двойной способ обновления и устройство для алгоритмов двойного разложения, используемых, чтобы вычислить эффективное пропорциональное справедливое распределение скоростей передачи для многопользовательских систем. Новая концепция предлагает превосходящую скорость сходимости по сравнению с существующими способами. В отличие от существующих способов, примеры воплощения настоящего изобретения намного улучшают характеристики на каждой итерации. При небольших дополнительных затратах изобретательская концепция значительно снижает количество необходимых итераций и, следовательно, снижет общую сложность вычислений.

Настоящее изобретение полезно в области беспроводной связи, в области технологий передачи, в области координируемой, многоточечной передачи (СоМР) и когда требуется пропорциональное справедливое распределение скоростей.

Предпочтительные примеры воплощения настоящего изобретения поясняются сопроводительными чертежами, на которых:

фигура 1 - устройство для реализации способа распределения ресурсов по узлам в системе связи;

фигура 2 - распределение скоростей для пользователей при передаче в сети нисходящей связи для многопользовательской системы (СОМР MIMO);

фигура 3 - эффективность настоящего изобретения по сравнению с существующими способами по ряду итераций;

фигура 4 - предпочтительный алгоритм итерации для распределения ресурсов в графическом представлении 4A-4I;

фигура 5 - прямодвойственный алгоритм;

фигура 6 - изобретательский прямодвойственный алгоритм с конкретным правилом обновления;

фигура 7 - эффективность изобретения относительно известных способов, и

фигура 8 - таблица, суммирующая различные характеристики известных способов по сравнению с изобретательской концепцией.

Фигура 2 иллюстрирует задачу, к которой может быть применено настоящее изобретение. Сценарий задачи включает несколько ячеек 201, 202, 203, 204, где каждая ячейка содержит базовую станцию 210 и несколько мобильных терминалов 211. Задача, которая должна быть решена, состоит в том, что каждые мобильные терминалы 211 должны получить определенный ресурс передачи, такой как скорость передачи, ряд частотных каналов, число и размер временных интервалов, частотных интервалов, кодовых сегментов или пространственных каналов. Конкретно, беспроводная ситуация такова, что все мобильные терминалы 211 в некотором смысле влияют друг на друга, и эта взаимозависимость обычно описывается достижимой области ресурсов R, которая, например, предполагается в виде выпуклого множества, хотя это не является необходимым для осуществления изобретения. Область ресурсов R составляется методиками физического уровня, например передачей MIMO и реализацией канала. Как показано в [1], эта задача может быть решена двойным разложением, и двойная задача решается прямым двойственным алгоритмом, как показано на фигуре 5. В частности, требуется справедливое распределение ресурсов, что означает, что никакой пользователь не получает нулевой ресурс и что, в целом, такой ресурс максимизируется. Иначе говоря, когда пользователь 211, который находится в определенной ячейке, должен получить максимальную скорость передачи, это означает, что другие передатчики в окружении этого сильного передатчика могут иметь только небольшую скорость передачи, но общая скорость передачи может быть выше, когда оба передатчика получают, в основном, одинаковую скорость передачи. Однако, в конечном счете, это зависит от различных каналов передачи, физического уровня сигнала и так далее. Однако скорости пользователям должны быть выделены пропорционально и справедливо, чтобы достичь высокого выхода также и для пользователей по краям ячейки и, таким образом, высокого качества обслуживания для всех пользователей. Поскольку обычно никакое явное описание области охвата R недоступно, используется алгоритм итерации, как показано на фигуре 5. В этом процессе выполняется итерация, в котором вычисляется решение задачи взвешенной суммы согласно текущим двойным переменным (весам), и двойные переменные обновляются до тех пор, пока не будет получено оптимальное решение.

Было найдено, что вычислительная сложность двойного переменного обновления в известных способах слишком высока и что требуется много итераций, приводя к общей высокой вычислительной сложности, где основная трудность заключается в решении задачи взвешенной суммы ресурсов в случае взаимодействия между ячейками, когда необходимы высокие затраты на передачу сигналов.

В соответствии с настоящим изобретением, правило обновления для двойных переменных улучшается в том, что при 1 кГц обновления итеративные веса ресурса λ и итеративные веса ресурса λi+1 обновляются, используя взвешенную комбинацию результатов распределения ресурсов для текущего шага итерации и, по меньшей мере, для одного более раннего шага итерации. Предпочтительно, приближения областей скорости итеративно улучшаются и используются для того, чтобы обновить двойные переменные (распределения скорости передачи среди пользователей). Новое правило обновления имеет небольшую вычислительную сложность и обеспечивает высокую скорость сходимости. Следовательно, новая концепция снижает общую сложность вычислений. Это суммировано в последней строке на фигуре 8.

Для моделирований на фигурах 7 и 8 используется установка моделирования СОМР с 19 сайтами, помещенными в шестиугольную сетку с тремя секторами на сайт, расстояние между сайтами 500 метров, конфигурация переноса, модель канала согласно 3GPP TR 360.814, городская макроячейка с конфигурациями MIMO четыре на четыре, в среднем пять пользователей на сектор с их равномерным распределением.

На фигуре 1 показано устройство для распределения ресурсов между узлами 211 в системе связи 200, показанной на фигуре 2. Устройство содержит контроллер итерации 10 для выполнения итеративной обработки, при этом контроллер итерации сконфигурирован, как показано в позициях 11 и 12. Цифровая позиция 11 относится к конфигурации контроллера итерации, который сконфигурирован для использования итеративных весов ресурса λ, чтобы получить результат распределения ресурсов r* для шага итерации. Цифровая позиция 12 указывает, что контроллер итерации дополнительно осуществляет обновление итеративных весов ресурса λ, чтобы получить обновленные итерационные веса ресурса λi+1 для дополнительно шага итерации, используя взвешенную комбинацию результатов распределения ресурсов для текущего шага итерации и, по меньшей мере, для одного более раннего шага итерации. Кроме того, устройство содержит входной интерфейс 13 для получения информации о достижимой области охвата, которая, например, может быть составлена методиками физического уровня типа передачи MIMO и реализацией канала. Кроме того, устройство содержит выходной интерфейс 14 для вывода конечного результата распределения ресурсов, следующего за завершением итерационного процесса, т.е., когда критерий завершения был выполнен.

Конечный результат распределения ресурсов может содержать скорости передачи, частотные каналы, временные интервалы, кодовые сегменты или пространственные каналы. Например, когда требуется определенный минимальный коэффициент битовых ошибок для определенной скорости передачи информации в бит/с, должна быть установлена определенная мощность передачи. Однако когда мощность передачи остается неизменной, выделение более высокого или более низкого минимального отношения сигнал-шум, который, например, может регулироваться с помощью различных методик регулирования, имеющих верхние или нижние квадратурные диаграммы, может также быть выполнено распределение скоростей. Следовательно, распределение ресурсов может иметь место в пределах передатчика при определенном регулировании мощности передачи и/или при определенном выборе правила отображения (квадратурная диаграмма), при некотором кодировании прямого исправления ошибок, т.е. более высокая избыточность означает более низкую скорость передачи, но улучшенное отношение сигнал-шум. В распределение ресурсов могут быть включены более сложные операции, такие как определенные правила передачи и т.д.

Следовательно, конечный результат распределения передается через выходной интерфейс к отдельному передатчику в сети связи или сначала передается на базовую станцию 210 на фигуре 2 и затем от базовой станции к передатчику 211, который соединен с этой базовой станцией.

Для обновления двойных переменных предлагается следующее уравнение

где α* является решением следующей задачи оптимизации:

Задача состоит в максимизации двойной дифференцированной вогнутой функции по простому набору ограничений, для которого существуют очень быстрые и эффективные алгоритмы. В итоге на фигуре 6 получается прямой двойной алгоритм с новым механизмом обновления, в котором исключены некоторые шаги.

Главный вклад нового двойного способа обновления:

- повышенная скорость сходимости;

- гарантированное улучшение утилиты при каждой итерации, не требуется никакого пошагового управления;

- уменьшение общей сложности.

Примеры воплощения предпочтительно содержат концепцию правила обновления двойных переменных в алгоритмах, нацеленную на максимизацию некоторой функции-утилит в коммуникационных системах с множеством пользователей, содержащую решение служебной программы максимизации, на основе кусочно-линейной аппроксимации области скорости и, дополнительно, содержащую элемент инверсии полученных пользовательских скоростей передачи.

Предпочтительно, настоящее изобретение содержит итеративное выполнение правила обновления двойной переменной для повышения качества части кусочно-линейной аппроксимации области скорости. Функция-утилита предпочтительно делается в соответствии с пропорциональным справедливым распределением ресурсов. Кроме того, изобретение предпочтительно применяется в системе связи, где базовые станции взаимодействуют друг с другом и где базовые станции и мобильные узлы имеют множество антенн.

Обнаружение эффективного пропорционального справедливого распределения ресурсов для многопользовательской системы выполняется решением задачи максимизации

Эта задача решается двойным разложением, где двойная функция d(λ)

Поскольку UP является задачей выпуклой оптимизации, которая достигает своего максимума, двойная задачи имеет то же самое оптимальное значение . Двойная задача UD

эквивалентна

поскольку закрытое выпуклое множество может быть охарактеризовано как пересечение закрытых полупространств. В основном, число полупространств, необходимое для полного описания R, бесконечно, что исключает прямое решение UD. Следовательно, можно использовать алгоритм 1, и при каждой итерации можно сформулировать альтернативную задачу,

которая работает с конечным множеством точек , полученных из задачи взвешенной оптимизации суммы-скорости , решаемой на каждой итерации. Ясно, что оптимум АР является нижней границей на оптимуме задачи UP, которой имеет меньше степеней свободы. Ниже математически доказывается, что итеративно используя оптимизаторы АР как обновление двойных переменных, можно, в конечном счете, сжать составляющие до или , в котором ε - оптимальное решение.

Решение проблемы аппроксимации

В этом разделе обсуждается, как вычислить решение , которое является задачей выпуклой оптимизации. Лагранжева функция представляет собой

Предложение 1: двойная функция θ(α), которая является минимумом лагранжевой функции для данных двойных переменных α, выдает

Объяснение: поскольку z является неограниченной величиной, можно сделать ее произвольно небольшой и, следовательно, θ(α)=-∞, если . В этом случае,

и из

следует

Включив это в уравнение (1), можно завершить вычисление в случае, когда

Из предложения 1 можно прийти к заключению, что двойная задача, AD(i)

,

эквивалентна следующей задаче

Задача заключается в нахождении выпуклой комбинации точек скорости с1, …, сi, которые максимизируют пропорциональную утилиту справедливости. Включение решения а* АD(i) в уравнение (2) приводит к предложенному правилу обновления. Наконец, можно доказать, что этот алгоритм улучшает утилиту на каждой итерации, пока это не сходится к решению.

Результаты моделирования

На фигуре 3 показана утилита по итерациям для одной реализации канала. Здесь можно проверить достижение сходимости. Процесс Аиткена требует тщательного пошагового управления, чтобы гарантировать стабильность. Этого нельзя было достичь в экспериментах изобретателей. Можно видеть, что заявленный способ предлагает лучшую скорость сходимости. Метод усеченной плоскости имеет сопоставимую сложность для вычисления обновления, и можно видеть значительный выигрыш этого метода. Метод многоусеченной плоскости предлагает хорошие результаты, однако он имеет более высокую сложность, чем способ в соответствии с примером воплощения изобретения.

Описанный алгоритм также исследовался в большей сети с дробной схемой повторного использования. Субградиентный и эллипсоидный алгоритмы и алгоритм усеченной плоскости не применимы для этого сценария, поскольку число итераций становится слишком большим (1000-1000000). На фигуре 7 показано, что предложенный способ значительно превосходит способ усеченной плоскости в смысле более низкой сложности вычислений. Число ограничений решаемой линейной программы устраняется на стадии i итерации способа многоусеченной плоскости, имеет ограничения (K+1)i, которых более 7000 на последней итерации. Однако новый подход на итерации i имеет переменные i в выпуклой программе с одним простым ограничением. Заметим, что можно достичь конфигурации, близкой (90-95%) к оптимуму в пределах нескольких шагов, что делает новый способ реалистичным для практической реализации.

Ниже алгоритм, показанный на фигуре 6, обсуждается более подробно со ссылкой на фигуры 4A-4I. При рассмотрении фигур 4A-4I следует учесть, что для достижения полной согласованности, на этих фигурах параметр с заменяется параметром r. Однако и с и r означают одно и то же, т.е. результат распределения ресурсов. Конкретно, rm или cm указывают на результат распределения ресурсов для конкретного пользователя m рассматриваемой группы пользователей. Следовательно, rm или cm могут быть скоростью передачи для пользователя m, частотным каналом для пользователя m, временным интервалом для пользователя m, кодовым сегментом для пользователя m или пространственным каналом для пользователя m. Кроме того, итеративные веса ресурса λ связаны с каждым пользователем с тем, чтобы каждой результат распределения пользовательских ресурсов r имеет соответствующий λm. Кроме того, m* является весовым коэффициентом для определенного пользователя m, который используется во взвешенной комбинации результата распределения ресурсов для шага итерации и, по меньшей мере, для одного более раннего шага итерации.

На фигуре 4A показана максимизация взвешенной суммы-скорости (WSRMax), которая может использоваться, чтобы найти точку на границе R, где R является так называемой достижимой областью ресурсов R, которая является представлением всех физических параметров и каналов передачи. Произведение λ, умноженного на r, является максимизированным объектом по факту, что скорости находятся в допустимой области охвата. Как можно видеть на фигуре 4A, на ней имеются прямые линии 40, и конкретная прямая линия 41 касается области охвата в определенный момент, а вектор, определенный итеративными весами ресурса λ, является ортогональным по отношению к линии 41. На фигуре 4B показан алгоритм итерации в несколько отличающемся представлении по сравнению с фигурой 6. Конкретно, показан шаг обновления 2, который выполняется вслед за максимизацией взвешенной суммы скорости с λ в качестве аргумента. Конкретно, фигура 4B иллюстрирует итеративное исследование области охвата и стоимость каждой итерации, задаваемой проблемой оптимизации, WSRMax и необходимый объем сигналов для всех передатчиков при обновлении λ. Главная цель состоит в том, чтобы значительно сократить количество итераций.

На фигуре 4C показано другое итеративное исследование области охвата, где различные линии 42 имеют различный наклон относительно фигуры 4A и где линия 43 касается границы области охвата в результате распределения ресурсов r и λ снова ортогонально к линии 43.

На фигуре 4D показан первый шаг итерации с оптимизацией взвешенной суммы-скорости. Здесь снова показана область ресурсов, и первый результата итерации находится в r1, связанным весами обновления λ1. Теперь, как показано на фигуре 4E, выполняется внутренняя аппроксимация области охвата. Шаг обновления показан на фигуре 4E. Далее, на фигуре 4F, выполняется итерация 2, но теперь с другим λ, вычисленным на фигуре 4E, что означает, что определяется точка, где линия 50 касается области охвата R, и эта точка соответствует r2. Теперь, как показано на фигуре 4G, снова выполняется внутренняя аппроксимация области охвата, и в итерации 2, r2 вычисляется взвешенная комбинация r1 и r2 как определено в двух более ранних шагах итерации, и теперь эта r2 используется, чтобы вычислить новые λ3 с тем, чтобы обновление λ было бы основано на взвешенной комбинации результатов распределения ресурсов для шага итерации и, по меньшей мере, для одного более раннего шага итерации.

Далее, на фигуре 4H показаны 3 результата итерации в r3. Иначе говоря, на фигуре 4G определяется λ3, и точка, в которой линия, определяющая наклон λ3, касается области охвата, вычисленной на фигуре 4G. Следовательно, результатом третьей итерации является r3. Как показано на фигуре 4I, итерация теперь завершена, поскольку не может быть получен никакой улучшенный результат.

Хотя некоторые аспекты изобретения были описаны в контексте устройства, ясно, что эти аспекты также представляют описание соответствующего способа, где блок или устройство соответствует шагу способа или признаку шага способа. Аналогичным образом, аспекты, описанные в контексте шага способа также представляют описание соответствующего блока или элемента или признака соответствующего устройства.

В зависимости от определенных требований к реализации, примеры воплощения изобретения могут быть выполнены в аппаратных средствах или в программном обеспечении. Реализация может быть выполнена используя цифровой или иной носитель, например гибкий диск, DVD, CD, ROM, PROM, EPROM, EEPROM или флэш-память, на которых сохраняются электронно-читаемые управляющие сигналы, которые взаимодействуют (или способны к взаимодействию) с программируемой компьютерной системой с тем, чтобы выполнялся соответствующий способ.

Некоторые примеры воплощения изобретения содержат носитель информации, имеющий электронно-читаемые управляющие сигналы, которые способны взаимодействовать с программируемой компьютерной системой с тем, чтобы выполнялся один из способов.

В основном, примеры воплощения настоящего изобретения могут быть выполнены как продукт компьютерной программы с кодом программы, используемым для выполнения одного из способов, когда продукт компьютерной программы используется в компьютере. Код программы, например, может быть сохранен на машиночитаемом носителе.

Другие примеры воплощения содержат компьютерную программу для выполнения одного из описанных здесь способов, сохраняемую на машиночитаемом носителе.

Иными словами, пример воплощения изобретательского способа является компьютерной программой, имеющей код программы для выполнения одного из описанных здесь способов, когда компьютерная программа выполняется на компьютере.

Дополнительно пример воплощения способа по настоящему изобретению является носителем информации (цифровой носитель или читаемый компьютером носитель), содержащий записанную на нем компьютерную программу для выполнения одного из описанных здесь способов.

Дополнительно пример воплощения способа по настоящему изобретению является потоком данных или последовательностью сигналов, представляющих компьютерную программу для выполнения одного из описанных здесь способов. Поток данных или последовательность сигналов, например, могут быть сконфигурированы для передачи через сеть для передачи данных, например через Интернет.

Дополнительно пример воплощения содержит средство обработки, например компьютер или программируемое логическое устройство, сконфигурированное или адаптированное для выполнения одного из описанных здесь способов.

Дополнительно пример воплощения содержит компьютер, на котором установлена компьютерная программа для выполнения одного из описанных здесь способов.

В некоторых примерах воплощения программируемое логическое устройство (например, программируемая на месте логическая матрица) может использоваться для выполнения некоторых или всех функций описанных здесь способов. В некоторых примерах воплощения программируемая на месте логическая матрица может взаимодействовать с микропроцессором, чтобы выполнить один из описанных здесь способов. В основном, методы предпочтительно выполняются любым аппаратным средством.

Вышеописанные примеры воплощения просто иллюстрируют принципы настоящего изобретения. Подразумевается, что модификации и изменения описанных здесь действий и деталей, будут очевидны для специалистов в данной области техники. Следовательно, изобретение ограничено только объемом приложенной формулы изобретения, а не конкретными деталями, представленными посредством описания и объяснения приведенных здесь примеров.

Список ссылок

[1] Mung Chiang, S.H. Low, A.R. Calderbank, and J.C. Doyle. Layering as optimization decomposition: A mathematical theory of network architectures. Proceedings of the IEEE, 95 (1): 255-312, Jan. 2007.

[2] N.Z. Shor. Convergence rate of the gradient descent method with dilatation of the space. Cybernetics and Systems Analysis, 6 (2): 102-108, 1970.

[3] J.E. Jr. Kelley. The Cutting-Plane method for solving convex programs. Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, 8 (4): 703-712, December 1960.

[4] J.Hodgskiss, A.Dekorsy, and J.Fliege. Accelerating a dual algorithm for the simultaneous routing and power control problem. In Proc. IEEE 18th International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, PIMRC '07, pages 1-5, 2007.

1. Устройство распределения ресурсов по узлам в системе связи, содержащее
контроллер итерации (10) для выполнения итеративной обработки, при этом указанный контроллер сконфигурирован
для использования (11) итеративных весов ресурса (λ), чтобы получить результат распределения ресурсов (r*) для шага итерации, и
для обновления (12) итеративного веса ресурса (λ), чтобы получить обновленные итеративные веса ресурса (λi+1) для дополнительного шага итерации, используя взвешенную комбинацию результатов распределения ресурсов для шага итерации и, по меньшей мере, для одного более раннего шага итерации.

2. Устройство по п.1,
в котором контроллер итерации (10) конфигурируется так, чтобы определить результат распределения ресурсов (r*) для шага итерации на основе оптимизация взвешенной суммы отдельных ресурсов, где итеративные веса ресурса (λ) являются весами для отдельных ресурсов, и где оптимизация выполняется, используя цель оптимизации и область ресурсов, определенную условием системы связи или узлов.

3. Устройство по п.2, в котором система связи или узел связи содержит канал передачи между узлом и приемником, и внутренние характеристики узлов определяются ограничениями мощности передачи узлов, взаимной интерференцией между узлами, ограничениями физического уровня или протоколами передачи.

4. Устройство по п.1, в котором ресурсы являются скоростями передачи, частотными каналами, временными интервалами, сегментами кода или пространственными каналами.

5. Устройство по п.1, в котором
контроллер итерации (10) используется для вычисления на шаге итерации нового веса комбинации (α) на основе оптимизации взвешенной суммы результатов распределения ресурсов более раннего шага итерации, умноженного на вес комбинации более раннего шага итерации и результат распределения ресурсов текущего шага итерации, умноженного на новый вес комбинации, при условии, что комбинация нового веса комбинации и веса комбинации, по меньшей мере, одного более раннего шага итерации равна предопределенной стоимости ограничения.

6. Устройство по п.1, дополнительно содержащее
память (15) для хранения результаты распределения ресурсов, полученных на более ранних шагах итерации до текущего шага итерации, и для хранения веса комбинации для взвешенной комбинации от более ранних шагов итерации до текущего шага итерации.

7. Устройство по п.1, дополнительно содержащее
входной интерфейс (13) для получения информации об области ресурса, определенной условием системы связи или узлов; и
выходной интерфейс (14) для вывода результата распределения ресурсов заключительного шага итерации, выполняемого итеративным контроллером, для того, чтобы узлы были сконфигурированы, используя результат распределения ресурсов заключительного шага итерации.

8. Устройство по п.1, в котором контроллер итерации (10) конфигурируется, чтобы выполнить новую линеаризацию области ресурса в каждом шаге итерации для того, чтобы получить результат распределения ресурсов.

9. Устройство по п.1, в которых контроллер итерации (10) конфигурируется так, чтобы максимизировать функцию при условии, что r находится в области ресурса для получения результата распределения ресурсов, в котором λ является вектором, состоящим из итеративных весов ресурса для узлов связи, и в котором r является вектором, состоящим из результата распределения ресурсов для узлов связи.

10. Устройство по п.1, в котором контроллер итерации (10) конфигурируется для вычисления нового объединенного веса α для взвешенной комбинации, максимизируя функцию


при следующем ограничении

в котором αi является весом для взвешенной комбинации для узла m на шаге итерации i, в котором ri является результатом распределения ресурсов на шаге итерации i, в котором е является вектором единицы для того, чтобы выбрать компонент результата распределения ресурсов для пользователя k из множества пользователей К, и в котором m является параметром суммирования.

11. Устройство по п.1,
в котором контроллер итерации (10) конфигурируется, чтобы обновить итеративные веса ресурса на основе следующего уравнения:

в котором αi является весом для взвешенной комбинации для узла m на шаге итерации i, в котором ri является результатом распределения ресурсов на шаге итерации i, в котором е является вектором единицы для того, чтобы выбрать компонент результата распределения ресурсов для пользователя k из множества пользователей К, и в котором m является параметром суммирования.

12. Устройство по п.1,
в котором узлы являются мобильными терминалами (211), в котором система содержит базовые станции (210) и в котором устройство для распределения ресурсов конфигурируется так, чтобы обеспечить результат распределения ресурсов заключительного шага итерации, который передается на базовые станции (210).

13. Система связи (200), содержащая
устройство для распределения ресурсов по п.1;
узлы, являющиеся мобильными терминалами (211);
базовые станции (210),
в которой мобильные терминалы (211) или базовые станции (210) имеют множество антенн, создающих пространственные каналы.

14. Способ распределения ресурсов для узлов в системе связи, содержащий стадию итеративной обработки, используя множество последовательных шагов итерации;
в шаге итерации (11) используются итеративные веса ресурса (λ), чтобы получить результат распределения ресурсов (r*) для шага итерации, и
в шаге итерации (12) выполняется обновление итеративных весов ресурса (λ), чтобы получить обновленные итеративные веса ресурса (λi+1) для дополнительного шага итерации во множестве последовательной шагов итерации, используя взвешенную комбинацию результатов распределения ресурсов для шага итерации и, по меньшей мере, для одного более раннего шага итерации.

15. Машиночитаемый носитель компьютерной программы для ее выполнения на компьютере или процессоре при реализации способа для распределения ресурсов по п.14.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приема наборов данных в терминале беспроводной связи через беспроводную глобальную сеть. .

Изобретение относится к связи, а более конкретно к способам отправки обратной связи для передачи с MIMO. .

Изобретение относится к передаче данных в системе беспроводной связи. .

Изобретение относится к средствам связи и, в частности, к способам определения распределения потока данных, подлежащего передаче через многоканальную систему связи, например, систему связи мультиплексирования с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM), с множеством входов и множеством выходов (MIMO).

Изобретение относится к способам выбора скоростей для передачи данных в системе связи со многими входами и многими выходами (MIMO). .

Изобретение относится к передаче данных, а именно: к способам обнаружения и демодуляции данных в системах беспроводной связи. .

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в сотовых системах связи. .

Изобретение раскрывает способ и устройство для построения кодовой книги. Способ содержит: прием информации о группировании на множестве передающих антенн базовой станции; получение модели канала для канала между мобильным терминалом и базовой станцией и определение оптимальной матрицы предварительного кодирования, соответствующей каждой группе антенн, в соответствии с информацией о группировании и моделью канала для того, чтобы построить кодовую книгу, используемую для предварительного кодирования. Изобретение дополнительно раскрывает способ и устройство для выбора матрицы предварительного кодирования, а также способ, устройство и систему для предварительного кодирования. Технический результат - обеспечить адаптирование к увеличивающемуся количеству передающих антенн или базовых станций и данных предварительного кодирования с использованием кодовой книги. 7 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

Настоящее изобретение относится к способам передачи данных в системе связи со многими входами и многими выходами. Технический результат изобретения заключается в возможности использовать единую скорость для всех пакетов данных, переданных одновременно по каналу MIMO. Для передачи с инкрементной избыточностью (IR) в системе MIMO передатчик обрабатывает пакет данных на основе выбранной скорости для получения многочисленных блоков символов данных. Передатчик передает один блок символов данных за раз, пока приемник не восстановит безошибочно пакет данных, либо все блоки не будут переданы. Когда бы ни были приняты блоки символов данных от передатчика, приемник обнаруживает принятый блок символов для получения обнаруженного блока символов, обрабатывает (например, демодулирует, обратно перемежает, перебирает и декодирует) все обнаруженные блоки символов, полученные для пакета данных, и предоставляет декодированный пакет. Если декодированный пакет с ошибкой, то приемник повторяет обработку, когда принимается другой блок символов данных для пакета данных. Приемник также может выполнять итеративное обнаружение и декодирование на принятых блоках символов для пакета данных многократно для получения декодированного пакета. 14 н. и 26 з.п.ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении возможности возвращения информации о состоянии канала с двойной поляризацией. Способ возвращения информации о состоянии канала, осуществляющий конфигурирование одинакового пространства шифровальной книги на стороне передачи данных и стороне приема данных; выбор стороной приема данных из пространства шифровальной книги кодового слова, соответствующего каналу, и передача порядкового номера, соответствующего кодовому слову, стороне передачи данных; и извлечение стороной передачи данных согласно порядковому номеру соответствующего кодового слова из локально сконфигурированного пространства шифровальной книги для того, чтобы получить информацию о состоянии канала. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в уменьшении ширины полосы передачи сигнала между узлом RAN и модулем RRU. Способ генерации модулирующего сигнала в нисходящей линии, выполняемый узлом сети радиодоступа в распределенной базовой станции с удаленным радиоприемопередатчиком, содержит осуществление канального кодирования и модуляции применительно к нисходящему потоку данных пользователя в ячейке и получение нисходящего кодированного и модулированного сигнала пользователя этой ячейки; генерацию сигнала нисходящего канала управления согласно информации управления физического уровня и ретрансляцию опорного сигнала, сигнала синхронизации, сигнала канала вещания, нисходящего кодированного и модулированного сигнала пользователя и сигнала нисходящего канала управления модулю RRU, так что этот модуль RRU осуществляет предварительное кодирование для системы MIMO применительно к нисходящему кодированному и модулированному сигналу пользователя, отображает этот предварительно кодированный для системы MIMO сигнал, сигнал нисходящего канала управления, опорный сигнал, сигнал синхронизации и сигнал канала вещания на поднесущие, выполняет обратное быстрое преобразование Фурье для получения модулирующего сигнала в нисходящей линии и передает полученный сигнал вовне. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.

Изобретение раскрывает способ и устройство отправки и приема информации предварительного кодирования. Технический результат состоит в надежности широкополосной информации предварительного кодирования и уменьшении распространения ошибок, что приводит к улучшению производительности предварительного кодирования. Для этого способ содержит этапы, на которых: получают посредством терминала широкополосный индикатор матрицы предварительного кодирования (PMI); отдельно кодируют посредством терминала биты MSB широкополосного индикатора PMI или совместно кодируют биты MSB широкополосного индикатора PMI и другую информацию из N битов для получения закодированной информации, причем биты MSB являются частью широкополосного индикатора PMI и N - натуральное число; и отправляют посредством терминала закодированную информацию отправляющей данные стороне. В вариантах осуществления настоящего изобретения биты MSB в широкополосном индикаторе PMI кодируются и отправляются отдельно или биты MSB в широкополосном индикаторе PMI и другая информация из N битов кодируются и отправляются совместно. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для передачи индекса матрицы предварительного кодирования (PMI) и предварительного кодирования. Технический результат заключается в гибком конфигурировании или использовании параметра PMI в соответствии с условиями в канале связи. Для этого способ передачи PMI содержит этапы, на которых: получают на пользовательском устройстве информации о способности канала передачи к переносу PMI, при этом выбирают матрицы предварительного кодирования в соответствии со способностью канала передачи к переносу PMI из хранящейся локально первой группы кодовых таблиц для формирования второй группы кодовых таблиц; выбирают первую матрицу предварительного кодирования из второй группы кодовых таблиц; передают индекс, соответствующий первой матрице предварительного кодирования, на базовую станцию по каналу передачи так, чтобы обеспечивался поиск базовой станцией первой матрицы предварительного кодирования в соответствии с указанным индексом, и выполняют предварительное кодирование данных в соответствии с первой матрицей предварительного кодирования. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области радиосвязи. Технический результат - повышение ортогонализации каналов при MIMO-передаче при сохранении разумных издержек служебной информации, особенно при предварительном кодировании на основе кодовых книг. Способ в первом устройстве для сообщения информации обратной связи во второе устройство для воздействия на содержимое матрицы предварительного кодера, которая используется вторым устройством при предварительном кодировании информации, которая переносится по каналу со многими входами и многими выходами (MIMO) в первое устройство, причем способ содержит этапы, на которых: формируют состоящий из множества частей сигнал обратной связи, представляющий состоящую из множества частей матричную структуру предварительного кодера, которая связана с информацией состояния канала для MIMO-канала; и передают во второе устройство, по меньшей мере, две различные части состоящего из множества частей сигнала обратной связи с двумя соответствующими различными степенями детализации передачи во времени и/или по частоте. 6 н. и 53 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к способу и терминалу для передачи информации о состоянии канала с использованием обратной связи. Технический результат заключается в увеличении точности передаваемой информации о состоянии канала. Способ содержит этапы, на которых: элемент пользовательского оборудования (UE) определяет информацию о состоянии канала, которая содержит первый тип индикатора матрицы предварительного кодирования (PMI) и второй тип PMI, при этом первый тип PMI используется для указания индекса первой матрицы предварительного кодирования в первой кодовой книге предварительного кодирования, причем первая матрица предварительного кодирования используется для отображения информации о широкополосном и/или долгосрочном канале, при этом второй тип PMI используется для указания индекса второй матрицы предварительного кодирования во второй кодовой книге предварительного кодирования, причем вторая матрица предварительного кодирования используется для отображения информации о поддиапазонном и/или краткосрочном канале; и UE передает информацию о состоянии канала, которая содержит первый тип PMI и второй тип PMI, с использованием обратной связи по физическому совместно используемому каналу восходящей линии связи (PUSCH), чтобы оповестить базовую станцию о получении информации о канале согласно заданной функции первой матрицы предварительного кодирования и второй матрицы предварительного кодирования. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 ил.,3 табл.

Изобретение относится к системе беспроводной связи и предназначено для обеспечения улучшенной связи между пользовательским оборудованием и базовой станцией в сети связи. Пользовательское оборудование (605) сконфигурировано для связи с базовой станцией (603) в соответствии с категорией пользовательского оборудования, выбираемой из по меньшей мере двух категорий пользовательского оборудования. Пользовательское оборудование (605) выбирает одну из по меньшей мере двух категорий пользовательского оборудования, если информация, указывающая эту одну из по меньшей мере двух категорий пользовательского оборудования, принята от базовой станции (603). Пользовательское оборудование (605) выбирает используемую по умолчанию из по меньшей мере двух категорий пользовательского оборудования, если от базовой станции (603) не принято никакой информации, указывающей конкретную из по меньшей мере двух категорий пользовательского оборудования. Пользовательское оборудование (605) определяет размер буфера нечетких значений для буфера нечетких значений, содержащегося в пользовательском оборудовании (605), согласно выбранной категории пользовательского оборудования. Пользовательское оборудование (605) осуществляет связь с базовой станцией (603) в соответствии с выбранной категорией пользовательского оборудования и применяя упомянутый определенный размер буфера нечетких значений. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 16 ил., 2 табл.

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат - улучшение качества канальной передачи высокого порядка MIMO для UEs следующего поколения без существенного увеличения уровня помех в работе унаследованных UEs. Для этого переход от базовой оценки MIMO высокого порядка к расширенной оценке MIMO высокого порядка может быть осуществлен посредством сигнализации высокоскоростного пакетного доступа по нисходящему каналу (HSDPA) общего канала управления (HS-SCCH) запроса в одно или более устройства пользователя (UEs) следующего поколения. Базовая станция (BS) может быть выполнена с возможностью посылать HS-SCCH запрос, указывающий на активацию запланированных пилотных каналов, и затем начинать передачу запланированных пилотных каналов после приема АСК сообщения по меньшей мере из одного UE следующего поколения. BS может быть также выполнена с возможностью посылать HS-SCCH запрос, указывающий на деактивацию запланированных пилотных каналов в UEs следующего поколения, запланированные для передачи в нисходящем направлении, и затем прекращать передачу запланированных пилотных каналов после приема АСК сообщений от каждого UE следующего поколения. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.
Наверх