無線通信網絡中優化功率控制和調制編碼的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及無線通信網絡，更具體地，涉及無線通信網絡中的優化功率控制和調 制編碼的方法W及裝置。
【背景技術】
[0002] 干擾抑制是無線通信網絡中的一個基本問題。由于無線通信的廣播特性，在相同 的頻率的并發發射鏈路（一條發射鏈路即一對發射器和接收器）相互干擾，從而限制了網 絡吞吐量。用于處理干擾的基本技術是控制鏈路的發射功率。然而，由于無線干擾的廣泛 性和復雜性，而且功率與鏈路傳輸速率關系是非凸的和非連續的，最佳的功率控制幾十年 來一直是深具挑戰性的開放問題。
[0003] 根據不同的干擾建模，在干擾抑制方面的研究可W分為兩大類。一類考慮0-1碰 撞模型。它假定在一個特定的傳輸范圍內，同時傳輸鏈路會發生碰撞而導致傳輸速率為零； 與之相反，在特定的傳輸范圍之外則不存在沖突，各條鏈路獲得預設的傳輸速率。送種模式 實際上也意味著固定的發射功率（及相應的調制編碼方案）。因此其功率控制問題可W簡 化為調度問題：哪個鏈路應該在什么時候傳輸。基于送一類的干擾模型的最新研究成果是 關于最優吞吐量的調度。然而，不難看出，送和無線網絡可能實現的"真正的"的最優吞吐 量是有實質性差距的。因為基于粗略的干擾模型的調度實際上通常過于保守。
[0004] 在文獻中的另一類干擾抑制的研究考慮更為復雜和細致的模型，即基于信干噪比 (SINR ;Si即al to Inte;rference and Noise Ratio)的模型。它假定鏈路傳輸速率是一個 在鏈路接收器端的信干噪比等級的連續函數（例如，最常見的是，香農容量公式：=B log2(l+SINRi)其中是鏈路1的速率，B是帶寬）。送實際上意味著，對于每個信干噪比等 級，有一個編碼調制方案（MCS;Mo化Iation Coding Scheme)可用來實現容量最大化。然而， 送在實際系統中是不可行的。第一，實際系統只有有限數目的編碼調制方案，例如，LTE采 用H種調制方式；QPSK(如a化ature F*hase Shift Ke}dng)，16QAM(如a化ature Ampli1:ude Mo化lation)和64QAM，每種調制方式對應于幾種編碼率。此外，離散的功率控制由于其系 統設計的簡單性的巨大優勢而變得十分有利，例如，LTE網絡下行功率控制只使用4個功率 偏移參數。
[0005] 最近，由于無線通信異構網絡帶來通信網絡架構模式的轉變，而重新燃起了對分 布式網絡控制的研究興趣。而傳統的集中式設計要求網絡的全局信息來計算一般功率控制 問題的解決方案。它W計算復雜度為代價獲取良好的網絡性能。網絡規模越大，復雜性越 高。送就是為什么在大規模網絡的情況下，它是不可行的。而網絡為進一步提高容量，新引 入了如小小區（例如，毫微微小區，微微小區，或者甚至是個人小區）和設備到設備（D2D: DevicetoDevice)通信等技術，在不久的將來網絡很可能將變得非結構化，而傳統的集中 式控制因為太過于復雜而效率低下。與之相反，分布式設計，不需要集中式設計所需要的全 局信息，只需要本地信息，并且具有計算復雜度低，系統魯棒性和網絡可擴展性的特點，因 而在異構網絡環境中更具有吸引力。
[0006] 根據設計方法，在分布式設計可歸納為兩大類；確定性算法和隨機算法。確定性算 法的核必理念通過恰當的轉換和分解，將一般的功率控制問題轉化為凸問題。然而，由于一 般的功率控制問題的非凸性質，送些算法可能會收斂到一個次優的解決方案，W致于在某 些高度非凸的網絡場景下性能差距會比較大。
[0007] 本發明提出的方案屬于隨機算法的范疇。然而，送在信道建模、問題模式、機制 設計、系統實現和性能上是完全不同于最優載波偵聽多路訪問的Ptima^CSMA=^timal CarrierSenseMultipleAccess)方法。通過采用更精細的和更接近實際的干擾模型使 得我們的研究可用于在無線網絡中更廣泛和更基本的問題：誰應該在什么時候用什么功率 等級和MCS傳輸。
[0008] 本發明中考慮所考慮的干擾模型是WSINR為基礎的干擾模型，該模型包含了有 限和離散的MCSW及功率等級的實際約束。基于送個模型，本發明提出了采用匿名評級機 制（ARM;AnonymousRatingMechanism)的用于無線通信網絡中優化功率控制和調制編碼 的架構，通過W分布式的方式進行恰當的調度，功率控制和自適應調制編碼使得網絡吞吐 量最大化。

【發明內容】

[0009] 根據上述對【背景技術】W及存在的技術問題的理解，如果能夠提供一種用于無線通 信網絡中優化功率控制和自適應調制編碼的方法及裝置，將是非常有益的。
[0010] 根據本發明的第一個方面，提供了一種無線通信網絡中優化功率控制和編碼調制 的方法，所述無線通信網絡包括第一鏈路和至少一個其它鏈路，所述方法包括由所述無線 通信網絡中的網絡設備執行W下步驟；B2.在倒計時間內，基于所述第一鏈路的傳輸速率 的變化值，確定所述網絡設備執行步驟C，所述步驟C用于廣播所述第一鏈路的評級信息； W及B2'.當滿足第一條件時，執行步驟D，所述步驟D用于接收來自于所述至少一個其它 鏈路的評級信息并根據所接收的所述至少一個其它鏈路的評級信息確定W第二發射功率 等級發射信號的第二概率，所述網絡設備位于所述第一鏈路。
[0011] 根據本發明的一個實施例，所述第二概率由所接收到的所述至少一個其它鏈路的 評級信息W及第二預定義函數來確定。
[0012] 根據本發明的一個實施例，所述步驟B2之前還包括BI.在所述第一鏈路上啟動倒 計時鐘，在所述倒計時鐘的倒計時間內，W第一功率等級發射信號，其中所述倒計時間取決 于預定義的系統參數。
[0013] 根據本發明的一個實施例，所述第一條件為所述倒計時鐘的倒計時為零。
[0014] 根據本發明的一個實施例，所述第一條件為在倒計時間內的第一鏈路的傳輸速率 的變化值為零。
[0015] 根據本發明的一個實施例，所述步驟B2還包括在所述倒計時間內，檢測所述第一 鏈路的信道干擾并判斷所述第一鏈路的傳輸速率的變化值是否為零，如果所述第一鏈路的 傳輸速率的變化值不為零，執行所述步驟C。
[0016] 根據本發明的一個實施例，該方法還包括：
[0017] 確定第一鏈路的區域，所述區域包括第一區域、第二區域和/或第H區域。
[0018] 根據本發明的一個實施例，該方法還包括根據所述第一鏈路的相對于所述其它鏈 路的位置確定區域。
[0019] 根據本發明的一個是實施例，該方法還包括根據所述第一鏈路和所述其它鏈路之 間的跳數確定區域。
[0020] 根據本發明的一個實施例，所述步驟B2還包括在所述倒計時間內，檢測所述第一 鏈路的信道干擾并判斷所述第一鏈路的傳輸速率的變化值是否為零，如果所述第一鏈路的 傳輸速率的變化值不為零且所述第一鏈路位于第一區域時，執行所述步驟C，如果所述第一 鏈路的傳輸速率的變化值為零且所述第一鏈路位于第一區域時，停止所述倒計時鐘的倒計 時并繼續執行所述步驟Bl。
[0021] 根據本發明的一個實施例，在所述倒計時間內，如果所述第一鏈路位于第二區域 時，停止所述倒計時鐘的倒計時并繼續執行所述步驟Bl。
[0022] 根據本發明的一個是實施例，在所述倒計時間內，如果所述第一鏈路位于第H區 域時，繼續執行所述倒計時鐘的倒計時直到滿足所述第一條件。
[0023] 根據本發明的一個實施例，所述步驟C包括；i.停止在所述第一鏈路上的所述 倒計時鐘的倒計時并向所述至少一個其它鏈路廣播所述第一鏈路的評級信息，所述第一 鏈路的評級信息由所述第一鏈路的傳輸速率的變化值W及第一預定義函數來確定；W及 ii.在廣播所述第一鏈路的評級信息之后，繼續執行所述步驟Bl。
[0024] 根據本發明的一個實施例，所述步驟D包括；K.隨機選擇不同于第一功率等級的 第二功率等級化接收來自于所述至少一個其它鏈路的評級信息，所述每個其它鏈路的 評級信息由所述其它鏈路所對應的傳輸速率的變化值W及所述第一預定義函數來確定； L按第H預定義函數累加所接收到的所述至少一個其它鏈路的評級信息，基于按所述第H 預定義函數累加后的評級信息W及所述第二預定義函數確定所述第二概率；W及M.在所 述第一鏈路上隨機地選擇W所述第一功率等級發射信號或W所述第二功率等級發射信號， 并且W所述第一功率等級發射信號的概率為第一概率，W所述第二功率等級發射信號的概 率為所述第二概率，其中所述第一概率和所述第二概率之和為1。
[00巧]根據本發明的一個實施例，所述步驟M之后還包括繼續執行所述步驟Bl。
[0026] 根據本發明的一個實施例，所述網絡設備為基站或用戶終端。
[0027] 根據本發明的第二個方面，提供了一種無線通信網絡中優化功率控制和編碼調制 的網絡設備，所述無線通信網絡包括第一鏈路和至少一個其它鏈路，所述網絡設備包括：第 一控制單元，其被配置為基于所述第一鏈路的傳輸速率的變化值，確定所述網絡設備廣播 所述第一鏈路的評級信息；W及當滿足第一條件時，接收來自于所述至少一個其它鏈路的 評級信息并根據所接收的至少一個其它鏈路的評級信息確定W第二發射功率等級發射信 號的第二概率，所述網絡設備位于所述第一鏈路，所述第二概率由所接收到的所述至少一 個其它鏈路的評級信息W及第二預定義函數來確定。
[0028] 根據本發明的一個實施例，該網絡設備還包括第一發射單元，其被配置為在所述 第一鏈路上W初始功率等級發射信號，所述初始功率等級為任意等級的功率。
[0029] 根據本發明的一個實施例，所述第一控制單元還包括第一倒計時鐘控制單元，其 被配置為在所述第一鏈路上啟動倒計時鐘；第二發射單元，其被配置為在所述倒計時鐘的 倒計時間內，W第一功率等級發射信號，其中所述倒計時間取決于預定義的系統參數；W及 檢測單元，其被配置為在所述倒計時間內檢測所述第一鏈路的信道干擾并判斷所述第一鏈 路的傳輸速率的變化值是否為零。
[0030] 根據本發明的一個實施例，該網絡設備還包括第二控制單元，所述第二控制單元 包括
[0031] 第二倒計時鐘控制單元，其被配置為如果所述第一鏈路的傳輸速率的變化值不為 零，停止在