调度算法的后台和前台算法划分

摘要

本文描述了有助于将调度算法划分成能够同时服务宽带通信网络中的多个不同的流的后台方面和前台方面的系统和方法。本申请提供的这些系统任意地选择预期时间范围，根据该系统观测的多个流来生成最佳带宽分配目标，并使用最佳带宽目标来在全部的预期时间范围上向用户分配流。

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求享受2007年11月5日提交的、题目为“DIVISION OF THESCHEDULING ALGORITHM INTO BACKGROUND AND FOREGROUNDALGORITHMS”的美国临时专利申请No.60/985,530的优先权。故以引用方式将上述申请的全部内容并入到本申请。

技术领域

概括地说，下面描述涉及无线通信，具体地说，下面描述涉及将调度算法划分成能够同时服务无线宽带或宽带通信网络中的数千或数十万个流的后台方面和前台方面。

背景技术

已广泛地部署无线通信系统以便提供各种类型的通信；例如，通过这种无线通信系统可以提供语音和/或数据。典型的无线通信系统或网络可以为多个用户提供对一个或多个共享资源(例如，带宽、发射功率等)的接入。例如，一种系统可以使用诸如频分复用(FDM)、时分复用(TDM)、码分复用(CDM)、正交频分复用(OFDM)等等之类的多种多址技术。

通常来说，无线多址通信系统可以同时地支持多个接入终端的通信。每一个接入终端都能够经由前向链路和反向链路上的传输与一个或多个基站进行通信。前向链路(或下行链路)是指从基站到接入终端的通信链路，而反向链路(或上行链路)是指从接入终端到基站的通信链路。可以通过单输入单输出、多输入单输出或者多输入多输出(MIMO)系统来建立这种通信链路。

MIMO系统通常使用多付(N_T付)发射天线和多付(N_R付)接收天线，来进行数据传输。由N_T付发射天线和N_R付接收天线形成的MIMO信道可以分解成N_S个独立信道，其也可以称为空间信道，其中N_S≤{N_T，N_R}。N_S个独立信道中的每一个信道对应一个维度。此外，如果使用由所述多付发射天线和接收天线所生成的其它维度，则MIMO系统能够提供改善的性能(例如，增加的频谱效率、更高的吞吐量和/或更高的可靠性)。

MIMO系统支持各种双工技术来在公共物理介质上划分前向和反向链路传输。例如，频分双工(FDD)系统可以针对前向和反向链路传输使用不同的频率区域。此外，在时分双工(TDD)系统中，前向链路传输和反向链路传输可以使用共同的频率区域，从而互易原则使得能够根据反向链路信道估计前向链路信道。

无线通信系统通常使用提供覆盖区域的一个或多个基站。典型的基站可以发送多个数据流，以用于广播、多播和/或单播服务，其中数据流是对接入终端具有独立的接收兴趣的数据的流。可以使用此类基站的覆盖区域范围内的接入终端来接收复合流携带的一个、多于一个或所有的数据流。同样，一个接入终端可以向基站或另一个接入终端发送数据。

在无线数据系统中，一般情况下，调度策略应当计算对于不同流的功率和带宽分配，以确保弹性的流之间的公平，满足服务质量(QoS)约束，以及使用多用户分集(这里仅仅举了一小部分例子)。传统上，调整具有至少上述特性的无线系统的调度算法，以便在任何给定时刻给予单个流全部的带宽。一般情况下，这种策略对于窄带系统是有益的，其中在窄带系统中，每一时刻可用的带宽量是相对较小的。但是，对于宽带系统，为了使调度策略最佳，需要在每一时刻在多个流之间共享该带宽。通常，可以将适合于在一个帧中调度单个用户的任何策略修改成宽带情形，即：仅在较小量的频谱资源(例如，超移动宽带(UMB)中的一个帧内的每一个块(tile))上运行该策略。但是，这需要在每一个帧中进行大量的计算。

发明内容

为了对一个或多个实施例有一个基本的理解，下面给出了这些实施例的简单概括。该概括不是对所有预期实施例的详尽概述，其既不是要确定所有实施例的关键或重要元素也不是描绘任何或所有实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一个或多个实施例的一些概念，以此作为后面的详细说明的前奏。

根据一个或多个实施例以及其相应内容，本申请描述的各个方面涉及将调度算法划分成能够同时服务无线宽带和/或宽带通信网络中的数千或数十万个不同流的后台方面和前台方面。根据本发明的一个方面的系统和/或方法提供了一种可在无线宽带通信系统中操作的装置，其中所述装置包括处理器和耦合到所述处理器以用于保存数据的存储器，所述处理器用于任意地选择预期时间范围，至少部分地根据所述装置观测的多个流来生成渴望的最佳目标带宽分配，并使用所述渴望的最佳目标带宽分配来执行在所述预期时间范围上向用户分配流或者将流全部地分配给用户中的至少一项。

根据本发明的另外方面，公开了一种可在无线通信系统操作的装置。该装置包括存储器和耦合到所述存储器的处理器，其中所述存储器保存与执行以下操作有关的指令：任意地选择预期时间范围，根据该装置观测的多个流来生成渴望的最佳目标带宽分配，并使用所述渴望的最佳目标带宽分配来执行在所述预期时间范围上向用户分配流或者将流全部地分配给用户中的至少一项；所述处理器用于执行保存在所述存储器中的指令。

此外，根据本发明的另外方面，公开了一种在其上存储有机器可执行指令的机器可读介质，其中所述机器可执行指令用于任意地选择预期时间范围，至少部分地根据执行所述机器可执行指令的装置所观测的多个流来生成渴望的最佳目标带宽分配，并使用所述渴望的最佳目标带宽分配来执行在所述预期时间范围上向用户分配流或者将流全部地分配给用户中的至少一项。

此外，根据本发明的另外方面，提供了一种可在无线通信系统中操作的装置。该装置包括：用于任意地选择预期时间范围的模块；用于至少部分地根据该装置观测的多个流来生成渴望的最佳目标带宽分配的模块；用于使用所述渴望的最佳目标带宽分配来执行在所述预期时间范围上向用户分配流或者将流全部地分配给用户中的至少一项的模块。

此外，根据本发明的另外方面是包括计算机可读介质的计算机程序产品，其中所述计算机可读介质包括：第一代码集，用于使计算机任意地选择预期时间范围；第二代码集，用于使所述计算机至少部分地根据执行所述第二代码集的计算机所观测的多个流来生成渴望的最佳目标带宽分配；第三代码集，用于使所述计算机使用所述渴望的最佳目标带宽分配来执行在所述预期时间范围上向用户分配流或者将流全部地分配给用户中的至少一项。

为了实现前述和有关的目的，一个或多个实施例包括下文所完全描述且在权利要求书中具体指出的特征。下文描述和附图详细描述了一个或多个实施例的某些示例性方面。但是，这些方面仅仅说明可采用这些各个实施例之原理的各种方法中的一些方法，并且这些所描述的实施例旨在包括所有这些方面及其等同物。

附图说明

图1根据本申请所描述的各个方面描绘了一种无线通信系统。

图2根据针对信号传输的各个实施例，描绘了一种示例多址无线通信系统。

图3描绘了一种示例系统，其划分和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便同时服务无线通信环境中的多个不同的流。

图4根据本发明的各个方面，另外描绘了一种示例系统，其划分和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便同时服务多个不同的流。

图5描绘了一种示例方法，其有助于分割和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便同步地服务无线通信环境中的多个不同的流。

图6描绘了另一种示例方法，其有助于划分和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便同时服务无线通信环境中的多个不同的流。

图7描绘了一种示例系统，其有助于分割和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便同时服务无线宽带和/或宽带通信环境中的多个不同的流。

图8是可以结合本申请描述的各个系统和方法而采用的示例无线网络环境的视图。

图9描绘了一种示例系统，其能够划分和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便服务无线通信环境中的多个不同的流。

具体实施方式

现在参考附图来描述各个实施例，其中相同附图标记通篇用于表示相同的元素。在下文描述中，为了说明起见，为了对一个或多个实施例有一个透彻理解，对众多特定细节进行了描述。但是，显而易见的是，可以在不使用这些特定细节的情况下实现这些实施例。在其它实例中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以框图形式给出。

如本申请所使用的，术语“组件”、“模块”、“系统”等等旨在指代与计算机相关实体，其可以是硬件、固件、硬件和软件的结合、软件或运行中的软件。例如，组件可以是，但不限于是：在处理器上运行的处理、处理器、对象、可执行文件、执行的线程、程序和/或计算机。作为示例，在计算设备上运行的应用和该计算设备都可以是组件。一个或多个组件可以存在于处理和/或执行线程中，组件可以位于一个计算机中和/或分布在两个或更多计算机之间。此外，这些组件能够从在其上具有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。这些组件可以通过诸如根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自一个组件的数据，该组件与本地系统、分布式系统中的另一个组件进行交互和/或以信号的方式通过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互)，以本地和/或远程处理过程的方式进行通信。

本申请描述的技术可以用于各种无线通信系统，例如码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多址(OFDMA)、单载波频分多址(SC-FDMA)和其它系统。术语“系统”和“网络”经常互换地使用。CDMA系统可以实现诸如通用陆地无线接入(UTRA)、CDMA 2000等等之类的无线技术。UTRA包括宽带CDMA(W-CDMA)和CDMA的其它变型。CDMA 2000覆盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA系统可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)之类的无线技术。OFDMA系统可以实现诸如演进UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE 802.12(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、闪速OFDM等等之类的无线技术。UTRA和E-UTRA是通用移动通信系统(UMTS)的一部分。3GPP长期演进(LTE)是使用E-UTRA的UMTS的即将发行版，其中E-UTRA在下行链路上使用OFDMA，在上行链路上使用SC-FDMA。

单载波频分多址(SC-FDMA)使用单载波调制和频域均衡。SC-FDMA与OFDMA系统具有相似的性能和基本相同的整体复杂度。SC-FDMA信号由于其固有的单载波结构，因而其具有较低的峰均功率比(PAPR)。例如，SC-FDMA可以用于上行链路通信，在上行链路通信中，较低的PAPR使接入终端在发射功率效率方面极大地受益。因此，在3GPP长期演进(LTE)或者演进UTRA中，将SC-FDMA实现成上行链路多址方案。

此外，本申请结合接入终端来描述各个实施例。接入终端还可以称为系统、用户单元、用户站、移动站、移动台、远程站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理、用户设备或用户装备(UE)。接入终端可以是蜂窝电话、无绳电话、会话发起协议(SIP)电话、无线本地环路(WLL)站、个人数字助理(PDA)、具有无线连接能力的手持设备、计算设备或者连接到无线调制解调器的其它处理设备。此外，本申请还结合基站来描述各个实施例。基站可以用于与接入终端进行通信，基站还可以称为接入点、节点B、演进的节点B(eNodeB)或某种其它术语。

此外，本申请描述的各个方面或特征可以实现成方法、装置或使用标准编程和/或工程技术的制品。本申请中所使用的术语“制品”涵盖可从任何计算机可读器件、载体或介质访问的计算机程序。例如，计算机可读介质可以包括，但不限于：磁存储器件(例如，硬盘、软盘、磁带等等)、光盘(例如，压缩光盘(CD)、数字多用途盘(DVD)等等)、智能卡和闪存器件(例如，EPROM、卡、棒、钥匙驱动器等等)。此外，本申请所描述的各种存储介质可以表示用于存储信息的一个或多个设备和/或其它机器可读介质。术语“机器可读介质”可以包括，但不限于：无线信道以及能够存储、包含和/或携带指令和/或数据的各种其它介质。

现在参见图1，该图根据本申请所示的各个实施例描绘了一种无线通信系统100。系统100包括具有多个天线组的基站102。例如，一个天线组可以包括天线104和106，另一个组可以包括天线108和110，另一个组可以包括天线112和114。对于每一个天线组描绘了两付天线；但是，每一个组可以使用更多或更少的天线。此外，基站102可以包括发射机链和接收机链，这些中的每一个可以包括多个与信号发送和接收相关联的组件(例如，处理器、调制器、复用器、解调器、解复用器、天线等等)，这些都是本领域的普通技术人员所理解的。

基站102可以与诸如接入终端116和接入终端122之类的一个或多个接入终端进行通信；但是，应当理解的是，基站102可以与类似于接入终端116和122的基本任意数量的接入终端进行通信。接入终端116和122可以是，例如，蜂窝电话、智能电话、膝上型电话、手持型通信设备、手持型计算设备、卫星无线设备、全球定位系统、PDA和/或用于在无线通信系统100上进行通信的任何其它适当设备。如图所示，接入终端116与天线112和114进行通信，其中天线112和114在前向链路118上向接入终端116发送信息，在反向链路120上从接入终端116接收信息。此外，接入终端122与天线104和106进行通信，其中天线104和106在前向链路124上向接入终端122发送信息，在反向链路126上从接入终端122接收信息。在频分双工(FDD)系统中，例如，前向链路118可以使用与反向链路120所使用的频带不同的频带，前向链路124可以使用与反向链路126所使用频带的不同的频带。此外，在时分双工(TDD)系统中，前向链路118和反向链路120可以使用共同的频带，前向链路124和反向链路126可以使用共同的频带。

每一组天线和/或每一组天线被指定进行通信的区域可以称作为基站102的一个扇区。例如，可以将天线组设计为与基站102覆盖区域的一个扇区中的接入终端进行通信。在前向链路118和124的通信中，基站102的发射天线可以使用波束成形来提升用于接入终端116和122的前向链路118和124的信噪比。此外，与基站通过单个天线向其所有接入终端发送信号相比，当基站102使用波束成形来向随机散布于相关覆盖区域中的接入终端116和122发送信号时，相邻小区中的接入终端所受的干扰较少。

图2根据用于信号传输的各个实施例，描绘了一种多址无线通信系统200。多址无线通信系统200可以包括多个小区(例如，小区202、小区204和小区206)。如图所示，每一个小区202-206可以包括各自的具有一个或多个扇区的基站208、210、212。这些扇区由一些天线组形成，其中每一个天线组负责与该小区的一个部分中的接入终端进行通信。

每一个小区202-206可以包括多个与各基站208-212中的一个或多个扇区进行通信的接入终端。例如，接入终端214、216、218和220与基站208进行通信，接入终端222、224和226与基站210进行通信，接入终端228、230和232与基站212进行通信。

如小区204中所示，例如，每一个接入终端222、224和226位于小区204中的不同位置。例如，每一个接入终端222、224和226可以位于距离同其进行通信的相应天线组的不同距离。这些因素连同环境和其它条件可以造成在各接入终端222、224和226与同其进行通信的其相应天线组之间存在不同的信道状况。同样，在其它接入终端(例如，接入终端214-220、228-232等等)和它们与其分别进行通信的相应天线组之间经历不同的信道状况。

根据一些方面，特定小区中的接入终端可以同与该小区相关联的基站进行通信，并在几乎相同时间，同与一不同小区相关联的另一个基站发生干扰。例如，接入终端214可以与基站208进行通信，并与基站210发生干扰，接入终端216与基站208进行通信，并与基站212相互干扰，接入终端226与基站210进行通信，并与基站212相互干扰，接入终端228与基站212进行通信，并与基站210相互干扰，接入终端230与基站212进行通信，并与基站208相互干扰。

控制器234可以耦合到小区202、204和206中的每一个。控制器234可以包括到一个或多个网络(例如，互联网、基于分组数据的网络和/或电路交换语音网络)的一个或多个连接，其中这些网络提供去往和来自与多址无线通信系统200的小区进行通信的接入终端的信息。控制器234可以包括或者耦合到调度器，后者用于调度来自和去往接入终端的传输。在一些实施例中，调度器可以位于每一个单独的小区、小区的每一个扇区或者两者的组合中。

小区可以指由基站服务的覆盖区域。小区还可以包括一个或多个扇区。为了简单和清楚说明起见，本申请使用术语“扇区”来指由基站服务的小区或者小区的一个扇区。术语“接入终端”和“用户”可以互换地使用，术语“扇区”和“基站”也可以互换地使用。服务基站/扇区可以指与接入终端进行通信的基站/扇区。

如系统200所示，每一个扇区可以从该扇区中的接入终端接收“期望的”传输以及从其它扇区中的接入终端接收“干扰的”传输。在每一个扇区处观测到的总干扰包括：1)来自相同扇区中的接入终端的扇区内干扰；2)来自其它扇区中的接入终端的扇区间干扰。可以使用来自接入终端的OFDMA传输来基本上消除扇区内干扰，其中OFDMA传输确保了相同扇区中的不同接入终端的传输之间的正交性。扇区间干扰(其还称为其它扇区干扰(OSI))源自于一个扇区中不与其它扇区中的传输相互正交的传输。

一般情况下，逐个帧地进行无线系统中的资源分配。在每一个帧期间，调度算法计算多个流上的资源分配，后者取决于流类型(例如，尽力而为或延迟敏感)、在最近的过去期间服务该流的平均速率、缓冲器中的字节数量、分组延迟等等。

如该领域的那些中等技术人员所应当理解的，这对于本方法是不利的。例如，在高数据速率系统中，每一个帧可以与1毫秒(例如，1ms)一样小，其中仅仅1毫秒的较小部分可以用于计算或确定资源分配。在这些情形下，可以将资源分配策略限制于仅轻度计算的策略。另外的不利点是用户的分配可以在多个帧上进行。例如，用户可能在当前帧中需要特定量的带宽，在3ms之后需要另外的带宽。进行分配通常耗费电力和/或频谱。对于可以跟踪的信道，信道状态通常不会在这种较短的时间内变化太大。因此，理想情况下，将两个分配组合成单个子帧内的一个分配是优选的。

为了克服这些问题，可以将调度算法划分成两个方面：后台方面和前台方面。后台方面可以实现用于确定针对用户的最佳资源分配的在线式算法：该优化通常是在几个帧上同时执行。此外，根据该后台方面，使用迭代技术，其中在每一次迭代时提供有效的资源分配。随后，前台方面可以根据由后台方面所确定的最佳资源分配，来向用户分配可用资源。例如，如果在10个帧的时段上应当向给定的用户分配10个资源块，并且如果在一个帧中可用4个块，那么可以向该讨论的用户分配这4个可用的块。随后，在9个后续的帧上分配剩余的6个块。

应当注意的是，此时在不受限制和不丧失一般性的情况下，本发明互换地使用术语“用户”和“流”，且通常一个用户可以具有多个流或者与多个流相关联；但是为了便于说明，对于大多部分，本发明依据一个用户具有一个流或者与一个流相关联的实例来说明。因此，如果考虑必须在n个用户上分配带宽和功率的无线蜂窝网络，并且如果假定在整个带宽上均匀地分配可用的发射功率(例如，不在该带宽上优化对功率的分配)，那么，虽然这种情形通常是次优的，但是采取这种策略可以显著地减少计算的复杂度。此外，对于类似于具有混合自动重传请求(HARQ)传输的超移动宽带(UMB)的系统来说，确定最佳发射功率的问题是一个难处理的问题。根据一个或多个方面的本发明通过在不同的流上分配全部的带宽，来克服前述的缺点。

在不远的未来，预测宽带无线系统和体系结构会具有数千个流的非常大的宽带，其需要支持巨大的20MHz和更高的带宽。为了支持这种较大的带宽，需要对无线带宽进行粒度化(granulize)。例如，在一个时间实例中，需要在1ms中向用户分配来自20MHz带宽中的180KHz频带，并在后续的时间实例中(例如，在下一个1ms中)向不同的其它用户分配180KHz子带。如该领域的那些普通技术人员所应当理解的，由于较高的粒度，这可以是极其复杂的调度问题。此外，可能存在数千个不同/全异的流、不同的需求、数据速率、极化等等，这些需要调度器在每1ms都运行；需要在小于1ms的时间内有效地实现的巨大任务。尝试确定在小于1ms的时间里需要完成什么操作是极其困难的，这些操作包括：需要向哪个用户分配、需要分配多少功率电平、从可用的流中分配多少带宽、应当使用这些不同的流分配多少分组、应该向哪个用户分配多少分组等等。此外，对于混合的事件，1ms窗还包括其它活动，例如，对分组进行编码和发送这些分组等等。

现转到图3，该图300更具体地描绘了包括调度组件302和相关联的分析组件304的示例性基站102。如上所述，基站102使用调度组件302的设施与分析组件304相合作来优化数千个流上的带宽调度，高效地分配适当的资源(例如，带宽和/或子带)，并同时支持较大数量的用户。

根据本发明一些方面，通过使用分析组件304，调度组件302预先准备短暂但任意选定的时间范围(例如，为了讨论和说明起见，假定该时间范围是10ms)，并确定如何至少部分地根据流的数量、与基站102相关联的用户的数量或者使用基站102的用户的分组等等来在预期的时间范围上优化地分配带宽。此外，再次通过分析组件304的设施，调度组件302可以识别用户或用户组，向所识别的用户或用户组分配适当的带宽(例如，针对特定的时间范围，向指定的用户分配特定频带中的特定子带)，在即将开始的时间范围上向所识别的用户或用户组分配资源。应当注意的是，在不受限制或不丧失一般性的情况下，此时即将开始的时间范围可以是先前所识别的预期时间范围的子时间间隔。这样以来，可以在可用的带宽上优化地分配或分发资源或用户，由此提高调度组件302的整体即时化(just-in-time)性质，并进一步确保调度组件302能够在理论上承担与先前的情况相比更复杂的调度任务。

图4根据本发明的一些方面，提供了分析组件304的更详细描述400。如图所示，分析组件304可以包括后台组件402和前台组件404，这二者一起对数千个流上的带宽调度进行优化，由此来高效地分配资源和支持较大数量的用户。后台组件402可以预先准备选定的时间范围，并至少部分地根据当前流的数量、当前与基站102(或者基站208-212)相关联的用户的数量、信道质量指示(例如，从基站到接入终端的信号的强度，即从基站102、208、210和212到接入终端116、122、214、218、220、222、224、226、228、230和232的信号的强度)、与这些接入终端(例如，接入终端116、122、214、218、220、222、224、226、228、230和232中的任何一个或所有接入终端)相关联的队列中的每一个队列中的字节的数量(一般情况下，这些队列位于基站(例如，基站102、208、210和212)，所以基站知道与由该基站正在服务的每一个接入终端相关联的各队列中的字节的数量)、这些分组的队头延迟(或者具体而言，与由特定基站服务的各接入终端相关联的各队列上的分组的到达时间)等等，来在所选定的预期时间范围中确定如何分配带宽。根据其确定结果，后台组件402产生可以向前台组件404传输的渴望的目标带宽分配。为了实现其向前台组件404提供准确的、相关的和及时的带宽目标要求，后台组件402可以例如每几个毫秒地进行操作。

由于大多数(如果并不是全部)的计算压力是由后台组件402担负的，所以会给前台组件404遗留一些任务，例如，选择或识别用户或者用户组，向选定的或识别的用户或用户组分配带宽(例如，在选定的时间范围内向指定的用户分配特定频带中的特定子带)，在即将开始的时间范围上分配频谱资源等等。因此，前台组件404使用由后台组件402提供的渴望目标，连同使用与自从后台组件402上一次转发其目标建议的时间而分配给每一个流的资源、相应流的优先级、相应流的边际效用、由特定基站服务的所有用户的信道状况以及在给定帧的开始时就变成未分配的资源有关的信息，来在可用的带宽上优化地分配、分派或分发资源和/或用户。

应当注意的是，在不受限制和不丧失一般性的情况下，前台组件404尝试满足由后台组件402提出的渴望目标，但是可能存在前台组件404不能够实现这些渴望目标的场景，在这类情况下，前台组件404可以有助于实现更有利的资源的部分次优化分配或分发(例如，非常接近渴望目标的分配或分发，但是在某种意义上略微达不到该目标)。至于为何前台组件404不能够满足后台组件402所提出的渴望目标，存在各种原因，例如先前失败的传输需要重传。在前台组件404未能满足渴望目标时，其可以为与该基站相关联的存储介质保持或保存这些各种因素的连续记录，该连续记录可以传送到后台组件402以进行分析，以便随后调整优化标准或分配混合。

但是，一旦前台组件404为达到由后台组件402前馈的渴望目标而已经适当地实现了其分配和分派，前台组件404就可以将信息反馈到后台组件402，其中该信息指示在前台组件404进行操作的时间向特定的用户或用户组分配的带宽和/或资源。更简单地说，后台组件402向前台组件404提供预期的输入(例如，渴望的带宽目标)，而前台组件404向后台组件402提供追溯但圆满的输入(例如，在最近实际发生的带宽和/或资源分配等等)。其后，在确定要前馈到前台组件404且由前台组件404使用的另外的渴望目标时，后台组件402可以使用来自前台组件404的所储存的反馈。

前台组件404(结合由后台组件402提供或前馈的信息)可以实现和/或有助于同时或同时期地分配用于尽力而为(弹性)流、无弹性流、延迟服务质量(QoS)流、恒定速率流、延迟约束流、包括尽力而为流和服务质量(QoS)流的混合流以及因特网协议语音(VoIP)流的资源(这里仅仅例举了一小部分)。例如，对于尽力而为流，前台组件404可以保持对流的平均速率、全部带宽等等的跟踪，并相应地尝试向用户或用户组分配带宽。

例如，对于服务质量(QoS)流，前台组件404可以保持对诸如队头延迟、队列长度等等之类的度量的跟踪，以及可以根据这些维持的度量而努力满足后台组件402所产生的目标。

一旦前台组件404完成了为促进实现后台组件402传播的目标而对带宽的相应分配，前台组件404就可以向后台组件402转发实际的带宽使用情况(例如，在其尝试满足所提供的目标时使用的带宽)，于是后台组件402通过使用来自前台组件404的反馈，可以提供经改进的渴望的但更优化的目标，其中该目标可以由前台组件404在执行向与基站102相关联的相应用户或用户组适当地分配资源的任务时使用。

从上文中可以得知，后台组件402和前台组件404协同地工作以减少调度的复杂度，从而有效地增强调度器(例如，调度组件302)的整体即时化性质和确保该调度器能够承担理论上更复杂的调度任务。但应当认识到而非限制地，虽然后台组件402的处理通常不是以即时的方式来执行，但后台组件402仍然能够向前台组件404提供预期的信息，以便前台组件404维持其即时化的便利性。此外，还应当注意的是，本发明的调度方面是由前台组件404来高效执行的；通常，后台组件402仅仅提供经优化的渴望目标，其中前台组件404使用该目标来实现对资源的调度和/或分配。

参见图5-6，这些图描绘了与划分和使用后台方面和前台方面来服务宽带无线通信环境中的多个流有关的方法。虽然为了使说明简单而将这些方法示出并描述为一系列的动作，但是应该理解和明白的是，这些方法并不受动作顺序的限制，因为，依照一个或多个实施例，一些动作可以按不同顺序发生和/或与本申请中示出和描述的其它动作同时发生。例如，本领域普通技术人员应该理解并明白，一个方法也可以表示成一系列相互关联的状态或事件，如在状态图中。此外，如果要实现根据一个或多个实施例的方法，并非示出的所有动作都是必需的。

参见图5，该图描绘了实现和/或有助于将在宽带通信结构中执行的调度处理划分成后台方面和前台方面，以便同时服务多个流的方法500。方法500可以开始于502，其中调度处理的后台方面可以同时地确定针对多个不同的选定的流的最佳资源分配。在该背景下，通过使用迭代技术来在一些预期的帧上同时实现最佳资源分配，其中在该迭代技术的每一次迭代的结束时，生成有效的资源分配。在504，调度处理的后台方面所确定的最佳资源分配可以由该调度处理的前台方面来使用，以便向流或用户分配可用的资源或者释放资源。

参见图6，该图描绘了实现和/或有助于将宽带通信结构中执行的调度处理划分成后台方面和前台方面，以便同时服务多个流的另一方法600。方法600可以开始于602，这里可以确定预期的时间范围(例如，2ms、5ms、7ms、10ms、13ms等等)。在604，调度处理的后台方面可以确定适当的和经过优化的带宽目标。在604，后台方面可以使用预期的时间范围来确定如何最佳地分配带宽。带宽目标的优化可以是基于多种因素，这些因素包括：信道质量指示(例如，基站和接入终端之间的信道的强度)、与各接入终端相关联的每一个队列中的字节的数量、分组的队头延迟、与各个接入终端相关联的相应队列长度等等。在604，例如，后台方面可以使用上述的信息，连同使用其从调度处理的前台方面接收的定期更新，以便更新相应队列、流的平均速率和队头延迟。此外，在604，后台方面可以使用关于接入终端到达基站的范围或覆盖区域和/或从基站的范围或覆盖区域离开的信息。可以从与接入终端相关联的媒体访问控制(MAC)信息中收集关于基站的覆盖区域中的接入终端的到达和/或离开的信息。该信息向后台方面提供关于将需要其它资源来成功服务这些单元的指示。因此，在604，调度处理的后台方面可以使用这些输入来确定要在预期的时间范围上使用的最佳带宽目标。

在606，调度处理的前台方面可以使用在604确定的最佳带宽目标以及其它有关信息，来向不同的多个用户或流分配资源。在606，前台方面可以重新获得、获得、请求、导出或者确定诸如以下之类的信息：信道质量指示、相应队列长度、队头延迟、相应流的优先级和/或边际效用、关于在几个毫秒之前发生的调度传输的数据、所调度的传输是否成功等等。用此方式，在606，可以关于传输是否成功来连续地评估调度处理的前台方面，并且该调度处理的前台方面可以在毫秒的基础上来确定针对给定的流应当分配何种资源、应当使用何种编码和调制方案等等。一旦在606完成了处理，该方法可以循环返回到602，其中在602，可以使用前台方面生成的反馈来改进和重新校准由调度处理的后台方面在下一个选定的或识别的预期时间范围上生成的目标资源分配。

应当理解的是，根据本申请描述的一个或多个方面，可以进行关于以下操作的推论：划分和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便有效和高效地服务宽带通信网络中的多个不同的流。如本申请所使用的，术语“推断”或“推论”通常是指从一组如经过事件和/或数据捕获的观察结果中推理或推断系统、环境和/或用户的状态的过程。例如，可以使用推论来识别特定的上下文或动作，或者可以生成状态的概率分布。推论可以是概率性的，也就是说，根据对数据和事件的考虑来计算目标状态的概率分布。推论还可以指用于从一组事件和/或数据中组成较高级事件的技术。所述推论都会导致从一组观测的事件和/或存储的事件数据中构造新事件或动作，而无论这一组观测的事件与时间接近是否紧密相关以及这些事件和所存储的事件数据是否来自一个或几个事件和数据源。

根据一个示例，上文给出的一个或多个方法包括进行关于以下的推论：划分和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便有效地和高效地服务宽带通信网络中的多个不同的流。应当理解的是，上述示例本质上是说明性的，而不是旨在限制可以得到的推论的数量或者结合本申请所描述的各个实施例和/或方法而进行这些推论的方式。

图7描绘了有助于划分和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便有效地和高效地服务宽带无线通信网络中的多个不同的流的系统700。系统700包括具有接收机708和发射机720的基站102(例如，接入点等)，其中接收机708通过多付接收天线704从一个或多个接入终端702接收信号，发射机720通过发射天线706向一个或多个接入终端702发射信号。接收机708从接收天线704接收信息，并与对所接收信息进行解调的解调器710操作性关联。解调的符号由处理器712进行分析，其中处理器712可以是专用于分析接收机708接收的信息和/或生成由发射机720发射的信息的处理器、用于控制基站102的一个或多个组件的处理器和/或既分析由接收机708接收的信息且生成由发射机720发射的信息，又控制基站102的一个或多个组件的处理器，处理器712耦合到存储器714，其中存储器714保存要向接入终端702(或者不同的基站(没有示出))发送和从接入终端702(或者不同的基站(没有示出))接收的数据和/或与执行本申请所述各种动作和功能有关的任何其它适当信息。处理器712还耦合到调度组件716，后者实现划分和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便有效地和高效地服务宽带无线通信网络中的多个不同的流。调制器718可以对发射机720通过天线706向接入终端702发射的帧进行复用。虽然图中将调度组件716描述成独立于处理器712，但应当理解的是，调度组件716可以是处理器712或多个处理器(没有示出)的一部分。

应当理解的是，本申请描述的数据存储器(例如，存储器714)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器二者。通过示例而不是限制的方式，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写PROM(EEPROM)或者闪存。易失性存储器可以包括作为外部高速缓冲存储器的随机存取存储器(RAM)。通过示例而不是限制的方式，RAM能以多种形式可用，例如同步RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双倍数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)和直接型Rambus RAM(DRRAM)。本发明的系统和方法的存储器714旨在包括，但不限于，这些和任何其它适当类型的存储器。

图8示出了一种示例性无线通信系统800。为了简单起见，无线通信系统800仅描绘了一个基站810和一个接入终端850。但是，应当明白的是，系统800可以包括一个以上的基站和/或一个以上的接入终端，其中其它的基站和/或接入终端可以基本上类似于或者不同于下面描述的示例基站810和接入终端850。此外，应当明白的是，基站810和/或接入终端850可以使用本申请所述的系统(图1-4)和/或方法(图5-6)，以便有助于实现它们之间的无线通信。

在基站810，可以从数据源812向发射(TX)数据处理器814提供用于多个数据流的业务数据。根据一个示例，每一个数据流可以在各自的天线上发送。TX数据处理器814根据为业务数据流所选定的具体编码方案，来对该业务数据流进行格式化、编码和交织，以便提供编码的数据。

可以使用正交频分复用(OFDM)技术将每一个数据流的编码后数据与导频数据进行复用。另外地或替代地，导频符号可以是频分复用(FDM)的、时分复用(TDM)的或码分复用(CDM)的。一般情况下，导频数据是以已知方式处理的已知数据模式，接入终端850可以使用导频数据来估计信道响应。可以根据为每一个数据流所选定的特定调制方案(例如，二进制移相键控(BPSK)、正交移相键控(QPSK)、M相移相键控(M-PSK)、M阶正交幅度调制(M-QAM)等等)，对该数据流的复用后的导频和编码数据进行调制(例如，符号映射)，以便提供调制符号。通过由处理器830执行或提供的指令来确定每一个数据流的数据速率、编码和调制。

可以向TX MIMO处理器820提供这些数据流的调制符号，TX MIMO处理器820可以进一步处理这些调制符号(例如，用于OFDM)。随后，TXMIMO处理器820向N_T个发射机(TMTR)822a至822t提供N_T个调制符号流。在各个实施例中，TX MIMO处理器820对于数据流的符号和用于发射该符号的天线应用波束成形权重。

每一个发射机822接收和处理各自的符号流，以便提供一个或多个模拟信号，并进一步调节(例如，放大、滤波和上变频)这些模拟信号以便提供适合于在MIMO信道上传输的调制信号。此外，分别从N_T付天线824a至824t发射来自发射机822a至822t的N_T个调制信号。

在接入终端850，由N_R付天线852a至852r接收所发射的调制信号，并将来自每一付天线852的所接收信号提供给各自的接收机(RCVR)854a至854r。每一个接收机854调节(例如，滤波、放大和下变频)各自的信号，对调节后的信号进行数字化以便提供采样，并进一步处理这些采样以便提供相应的“接收的”符号流。

RX数据处理器860从N_R个接收机854接收N_R个接收的符号流，并根据特定的接收机处理技术对其进行处理，以便提供N_T个“检测的”符号流。RX数据处理器860可以解调、解交织和解码每一个检测的符号流，以便恢复出该数据流的业务数据。RX数据处理器860所执行的处理过程与基站810的TX MIMO处理器820和TX数据处理器814所执行的处理过程是互补的。

如上所述，处理器870可以定期地确定要使用哪种可用的技术。此外，处理器870可以形成反向链路消息，该消息包括矩阵索引部分和秩值部分。

反向链路消息可以包括关于通信链路和/或所接收的数据流的各种类型信息。反向链路消息可以由TX数据处理器838进行处理，由调制器880对其进行调制，由发射机854a至854r对其进行调节，并将其发送回基站810，其中TX数据处理器838还从数据源836接收多个数据流的业务数据。

在基站810，来自接入终端850的调制信号由天线824进行接收，由接收机822进行调节，由解调器840进行解调，并由RX数据处理器842进行处理，以便提取出由接入终端850发送的反向链路消息。此外，处理器830可以处理所提取出的消息，以便判断使用哪个预编码矩阵来确定波束成形权重。

处理器830和870可以分别指导(例如，控制、协调、管理等等)基站810和接入终端850的操作。处理器830和870可以分别与存储程序代码和数据的存储器832和872相关联。处理器830和870还可以分别进行计算，以便分别导出上行链路和下行链路的频率和冲激响应估计。

在一个方面，将逻辑信道划分成控制信道和业务信道。逻辑控制信道包括广播控制信道(BCCH)，后者是用于广播系统控制信息的DL信道。此外，逻辑控制信道还可以包括寻呼控制信道(PCCH)，后者是传送寻呼信息的DL信道。此外，逻辑控制信道还可以包括多播控制信道(MCCH)，后者是用于针对一个或几个MTCH发射多媒体广播和多播服务(MBMS)调度和控制信息的点到多点DL信道。通常来说，在建立无线资源控制(RRC)连接之后，该信道仅由接收MBMS(注：传统的MCCH+MSCH)的UE使用。此外，逻辑控制信道还可以包括专用控制信道(DCCH)，后者是一种点到点双向信道，该信道发送专用控制信息，其由具有RRC连接的UE使用。在一个方面，逻辑业务信道包括专用业务信道(DTCH)，后者是专用于一个UE进行传送用户信息的点到点双向信道。此外，逻辑业务信道还可以包括用于发送业务数据的点到多点DL信道的多播业务信道(MTCH)。

在一个方面，将传输信道划分成DL和UL。DL传输信道包括广播信道(BCH)、下行链路共享数据信道(DL-SDCH)和寻呼信道(PCH)。PCH用于通过在整个小区中广播并被映射到用于其它控制/业务信道的物理层(PHY)资源，来支持UE省电(例如，不连续接收(DRX)循环由网络向UE指示等等)。UL传输信道包括随机接入信道(RACH)、请求信道(REQCH)、上行链路共享数据信道(UL-SDCH)和多个PHY信道。

PHY信道包括一组DL信道和UL信道。例如，DL PHY信道包括：公共导频信道(CPICH)；同步信道(SCH)；公共控制信道(CCCH)；共享DL控制信道(SDCCH)；多播控制信道(MCCH)；共享UL分配信道(SUACH)；确认信道(ACKCH)；DL物理共享数据信道(DL-PSDCH)；UL功率控制信道(UPCCH)；寻呼指示符信道(PICH)；和/或负载指示符信道(LICH)。再举例而言，UL PHY信道包括：物理随机接入信道(PRACH)；信道质量指示符信道(CQICH)；确认信道(ACKCH)；天线子集指示符信道(ASICH)；共享请求信道(SREQCH)；UL物理共享数据信道(UL-PSDCH)；和/或宽带导频信道(BPICH)。

应当理解的是，本申请描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微代码或其任意结合来实现。对于硬件实现，这些处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或者其组合中。

当这些实施例使用软件、固件、中间件或微代码、程序代码或代码段实现时，可将它们存储于诸如存储组件之类的机器可读介质中。可以用过程、函数、子程序、程序、例行程序、子例行程序、模块、软件包、类、或指令、数据结构或程序语句的任意组合来表示代码段。可以通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储器内容，将代码段耦合到另一代码段或硬件电路。可以通过任何适合的方式，包括存储器共享、消息传递、令牌传递和网络传输等，对信息、自变量、参数和数据等进行传递、转发或发送。

对于软件实现，本申请描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元中，并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段可通信地连接到处理器，这些都是本领域中所已知的。

参照图9，该图描绘了能够划分和使用调度处理的后台方面和前台方面，以便优化地和高效地服务无线通信环境中的多个不同的流的系统900。例如，系统900可以至少部分地位于基站中。应当明白的是，系统900表示为包括一些功能框，而这些功能框表示由处理器、软件或其组合(例如，固件)实现的功能体。系统900包括协力操作的电组件的逻辑组902。例如，逻辑组902可以包括：用于选择或识别预期时间范围的电组件904。此外，逻辑组902还可以包括：用于在选定的或识别的预期时间范围上确定带宽目标的电组件906。此外，逻辑组902还可以包括：用于使用带宽目标结合其它信息来分配资源的电组件908。此外，系统900可以包括存储器910，后者保存用于执行与电组件904、906和908相关联的功能的指令。虽然图中将电组件904、906和908示为位于存储器910之外，但应当理解的是，电组件904、906和908中的一个或多个可以位于存储器910之内。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，我们不可能为了描述前述的实施例而描述部件或方法的所有可能的结合，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的结合和变换。因此，本申请描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和保护范围之内的所有改变、修改和变形。此外，就说明书或权利要求书中使用的“包含”一词而言，该词的涵盖方式类似于“包括”一词，就如同“包括”一词在权利要求中用作衔接词所解释的那样。