超可靠实时多用户通信的混合宏分集和协作中继方法

摘要

提供了一种方法，包括确定到无线多用户网络中的多个用户设备中的每个用户设备的信道的强度；调度第一下行链路资源以用于向用户设备的第一组传输第一下行链路消息，该用户设备的第一组包括具有最强信道的用户设备；以及使用广播和协作中继的组合调度第二资源以用于向剩余用户设备的第二组传输第二下行链路消息。

说明书

技术领域

各种示例实施例总体上涉及无线通信，更具体地涉及多用户无线通信。

背景技术

当前，用于超可靠低延时通信(URLLC)的标准和产品开发的目标在于1-2m的有限时间预算内(例如诸如用于第五代(5G)/新无线电(NR)网络)的可靠性要求为10

例如，第三代合作伙伴计划(3GPP)无线电接入网络(RAN)主要关注于1ms延时和10

因此，预计超可靠性将继续得到更详细的研究，诸如即将发布的3GPP发行版。

发明内容

该章节旨在包括示例，并不旨在进行限制。

在实施例的示例中，公开了一种方法，包括：确定到无线多用户网络中的多个用户设备中的每个用户设备的信道的强度；调度第一下行链路资源以用于向用户设备的第一组传输第一下行链路消息，该用户设备的第一组包括具有最强信道的用户设备；以及使用广播和协作中继的组合来调度第二资源以用于将剩余用户设备的第二组传输第二下行链路消息。

实施例的附加示例包括一种计算机程序，该计算机程序包括用于当计算机程序在处理器上运行时执行前一段落的方法的代码。根据该段落的计算机程序，其中计算机程序是包括计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质承载被体现在其中的计算机程序代码以用于与计算机一起使用。

一种装置的示例包括一个或多个处理器以及包括计算机程序代码的一个或多个存储器。一个或多个存储器和计算机程序代码被配置为与一个或多个处理器一起使该装置执行至少以下项：确定到无线多用户网络中的多个用户设备中的每个用户设备的信道的强度；调度第一下行链路资源以用于向用户设备的第一组传输第一下行链路消息，该用户设备的第一组包括具有最强信道的用户设备；以及使用广播和协作中继的组合调度第二资源以用于向剩余用户设备的第二组传输第二下行链路消息。

在实施例的另一示例中，一种装置包括：用于确定到无线多用户网络中的多个用户设备中的每个用户设备的信道的强度的部件；用于调度第一下行链路资源以用于向用户设备的第一组传输第一下行链路消息的部件，该用户设备的第一组包括具有最强信道的用户设备；以及用于使用广播和协作中继的组合调度第二资源以用于向剩余用户设备的第二组传输第二下行链路消息的部件。

在实施例的示例中，公开了一种方法，包括：在包括多个用户设备的多用户网络中的第一用户设备处接收下行链路信息，该下行链路信息至少包括：对多个资源中的被调度用于第一用户设备的至少一个资源的指示，其中多个资源包括：第一资源和第二资源，该第一资源被配置用于向具有最强信道的用户设备的第一下行链路组传送第一下行链路消息，该第二资源用于基于广播和协作中继的组合向不在第一下行链路组中的用户设备的第二下行链路组传送第一下行链路消息，以及对第一用户设备在第一下行链路组中还是在第二下行链路组中的指示；以及根据下行链路信息来传输和/或接收第一下行链路消息和/或第二下行链路消息中的一个或多个。

实施例的附加示例包括一种计算机程序，该计算机程序包括用于当计算机程序在处理器上运行时执行前一段落的方法的代码。根据该段落的计算机程序，其中计算机程序是包括计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质承载被体现在其中的计算机程序代码以与计算机一起使用。

一种装置的示例包括一个或多个处理器以及包括计算机程序代码的一个或多个存储器。一个或多个存储器和计算机程序代码被配置为与一个或多个处理器一起使该装置至少：在包括多个用户设备的多用户网络中的第一用户设备处接收下行链路信息，该下行链路消息至少包括：对多个资源中的被调度用于第一用户设备的至少一个资源的指示，其中多个资源包括：第一资源和第二资源，该第一资源被配置用于向具有最强信道的用户设备的第一下行链路组传送第一下行链路消息，该第二资源用于基于广播和协作中继的组合向不在第一下行链路组中的用户设备的第二下行链路组传送第二下行链路消息，以及，对第一用户设备在第一下行链路组中还是在第二下行链路组中的指示；以及根据下行链路信息，传输和/或接收第一下行链路消息和/或第二下行链路消息中的一个或多个。

在实施例的另一示例中，一种装置包括：用于在包括多个用户设备的多用户网络中的第一用户设备处接收下行链路信息的部件，该下行链路信息至少包括：多个资源中的被调度用于第一用户设备的至少一个资源，其中多个资源包括：第一资源和第二资源，该第一资源被配置用于向具有最强信道的用户设备的第一下行链路组传送第一下行链路消息，该第二资源用于基于广播和协作中继的组合将第二下行链路消息传送给不在第一下行链路组中的用户设备的第二下行链路组，以及对第一用户设备在第一下行链路组中还是在第二下行链路组中的指示；以及用于根据下行链路信息传输和/或接收第一下行链路消息和/或第二下行链路消息中的一个或多个的部件。

附图说明

现在将参照附图描述一些示例实施例。

图1是可以实践各种示例实施例的一个可能的且非限制性的示例性系统的框图；

图2是根据本文描述的各种示例实施例的网络拓扑的示例；

图3是根据本文描述的各种示例实施例的示例传输方案的以网络为中心的视图；

图4是根据本文描述的各种示例实施例的传输方案的概述；

图5是根据本文描述的各种示例实施例的示例网络设置的流程图；

图6是根据本文描述的各种示例实施例的用于不同传输步骤的流程图；

图7图示了根据本文描述的各种示例实施例的在Rician衰落信道上的不同分集阶数的符号错误率；

图8和图9是用于超可靠实时多用户通信的混合宏分集和协作中继方法的逻辑流程图，并且图示了示例性方法的操作、被实现在计算机可读存储器上的计算机程序指令的执行结果、由以硬件实现的逻辑执行的功能和/或用于根据各种示例实施例执行功能的互连部件。

具体实施方式

在说明书和/或附图中可以找到的以下缩写定义如下：

5G 第五代

ARQ 自动重传请求

BS 基站

CCH 控制信道

CDD 循环延迟分集

CSI 信道状态信息

D2D 设备到设备

DCI 下行链路控制信息

DL 下行链路

eNB 演进型节点B(例如LTE基站)

HARQ 混合自动重传请求

I/F 接口

LOS 视线

LTE 长期演进

MAC 介质访问控制

MME 移动性管理实体

N/W 网络

NCE 网络控制单元

NR 新无线电

RAN 无线电接入网络

RRH 远程无线电头

Rx 接收器

SGW 服务网关

SNR 信噪比

TTI 传输时间间隔

Tx 发射器

UE 用户设备(例如无线设备，通常是移动设备)

UL 上行链路

URLLC 超可靠低延时通信

本文描述的特征偶尔指代LTE术语，然而，要注意的是，这些特征未来可能会与其他类型的系统(例如诸如新无线电(NR)/5G无线系统)一起使用。例如，这些其他无线系统可以由相关的无线标准来定义，诸如NR/5G系统的情况。通过这种方式，除非另有指示，例如对eNB(即，LTE基站)的引用同样适用于这些其他无线网络的未来基站(诸如例如被称为gNB的5G无线网络中的基站)。而且，除非另有指示，否则在整个描述中术语基站和接入点可互换使用。

进一步地，尽管通常在工业自动化的上下文中描述这些特征，但是这不被视为限制性的，并且应该理解，这些特征通常可应用于多用户网络。要注意的是，与仅一个发射器和一个接收器节点进行通信的点对点通信相反，多用户网络通常是指多个UE连接至基站(例如gNB)的网络。

本文的示例性实施例描述了用于超可靠实时多用户通信的混合宏分集和协作中继方法的技术。在描述了可以使用示例性实施例的系统之后，呈现了这些技术的附加描述。

转到图1，该附图示出了可以实践示例性实施例的一个可能的且非限制性的示例性系统的框图。在图1中，用户设备(UE)110与无线网络100进行无线通信。UE是可以接入无线网络的无线设备，通常是移动设备。UE 110包括通过一个或多个总线127互连的一个或多个处理器120、一个或多个存储器125和一个或多个收发器130。一个或多个收发器130中的每一个包括接收器Rx 132和发射器Tx 133。一个或多个总线127可以是地址、数据或控制总线，并且可以包括任何互连机构，诸如母板或集成电路上的一系列线路、光纤或其他光学通信设备等。一个或多个收发器130连接至一个或多个天线128。一个或多个存储器125包括计算机程序代码123。UE 110包括中继模块140，该中继模块140包括可以以多种方式实施的部分140-1和/或140-2中的一个或两个。中继模块可以在硬件中实施为中继模块140-1，诸如被实施为一个或多个处理器120的一部分。中继模块140-1也可以被实施为集成电路或通过其他硬件(诸如可编程门阵列)实施。在另一示例中，中继模块可以被实施为中继模块140-2，其被实施为计算机程序代码123并且由一个或多个处理器120执行。例如，一个或多个存储器125和计算机程序代码123可以被配置为与一个或多个处理器120一起使用户设备110执行本文描述的一个或多个操作。UE 110经由无线链路111与eNB/gNB 170通信。

gNB 170是基站(例如用于5G/LTE)，其提供诸如UE 110等无线设备对无线网络100的访问。gNB 170包括通过一个或多个总线157互连的一个或多个处理器152、一个或多个存储器155、一个或多个网络接口((多个)N/W I/F)161和一个或多个收发器160。一个或多个收发器160的每一个都包括接收器Rx 162和发射器Tx 163。一个或多个收发器160连接至一个或多个天线158。一个或多个存储器155包括计算机程序代码153。gNB 170包括控制模块，该控制模块包括可以以多种方式实施的部分150-1和/或150-2中的一个或两个。该控制模块可以在硬件中被实施为控制模块150-1，诸如被实施为一个或多个处理器152的一部分。控制模块150-1还可以被实施为集成电路或通过其他硬件(诸如可编程门阵列)来实施。在另一示例中，控制模块可以被实施为控制模块150-2，其被实施为计算机程序代码153并且由一个或多个处理器152执行。例如，一个或多个存储器155和计算机程序代码153被配置为与一个或多个处理器152一起使gNB 170执行本文描述的一个或多个操作。一个或多个网络接口161诸如经由链路176和131在网络上进行通信。两个或多个gNB 170使用例如链路176进行通信。链路176可以是有线的或无线的或两者，并且例如可以实施X2接口。

一个或多个总线157可以是地址、数据或控制总线，并且可以包括任何互连机构，诸如母板或集成电路上的一系列线路、光纤或其他光学通信设备、无线信道等。例如，一个或多个收发器160可以被实施为远程无线电头(RRH)195，而gNB 170的其他元件在物理上与RRH处于不同的位置，并且一个或多个总线157可以部分地实施为光纤电缆以将gNB 170连接至RRH 195的其他元件。

要注意的是，本文的描述指示“小区”执行功能，但是应该清楚的是，形成该小区的gNB将执行功能。该小区构成了gNB的一部分。即，每个gNB可以有多个小区。例如，针对单个gNB载波频率和关联带宽，可能会有三个小区，每个小区覆盖360度区域的三分之一，因此单个gNB的覆盖区域覆盖近似的椭圆形或圆形。此外，每个小区可以对应于单个载波，并且gNB可以使用多个载波。因此，如果每个载波有三个120度小区和两个载波，那么gNB总共有6个小区。

无线网络100可以包括一个或多个网络控制单元(NCE)190。在LTE中，例如NCE可以包括MME(移动性管理实体)和/或SGW(服务网关)功能性。NCE 190可以提供与又一网络的连接性，诸如电话网络和/或数据通信网络(例如互联网)。gNB 170经由链路131耦合至NCE190。链路131可以被实施为例如S1接口。针对5G无线系统，链路131可以表示5G接口，诸如例如NG2或NG3。NCE 190包括通过一个或多个总线185互连的一个或多个处理器175、一个或多个存储器171和一个或多个网络接口((多个)N/W I/F)180。一个或多个存储器171包括计算机程序代码173。一个或多个存储器171和计算机程序代码173被配置为与一个或多个处理器175一起使NCE 190执行一个或多个操作。

本领域的技术人员将了解，图1所示的各种网络元件可以在诸如5G无线网络等未来无线网络中以不同方式实施。与LTE相反，未来的无线网络可以通过多个协作设备来执行网络功能(NF)。不同的NF可以包括例如接入和移动性功能(AMF)、会话管理功能(SMF)、策略控制功能(PCF)、应用功能(AF)、认证服务器功能(AUSF)、用户平面功能(UPF)以及用户数据管理(UDM)。这些NF可以是在适当平台(诸如云基础设施)上实例化的虚拟化功能。例如，某些协议(诸如例如非实时协议)可以由云基础设施中的一个或多个集中式单元(CU)执行，而一个或多个分布式单元(DU)操作5G无线电接口的剩余协议(例如实时协议)。通过这种方式，各种NF可以在CU和DU之间分割。CU、底层DU和RRH一起可以被认为形成逻辑基站(例如其可以由图1中的gNB 170表示)。

无线网络100可以实施网络虚拟化，其是将硬件和软件网络资源以及网络功能性组合为单个基于软件的管理实体(虚拟网络)的过程。网络虚拟化涉及平台虚拟化，通常与资源虚拟化组合。网络虚拟化分类为外部的(将许多网络或网络的一部分组合为虚拟单元)或内部的(将网络类功能性提供给单个系统上的软件容器)。要注意的是，仍然在某种程度上使用诸如处理器152或175以及存储器155和171等硬件来实施由网络虚拟化产生的虚拟化实体，并且这种虚拟化实体也产生技术效果。

计算机可读存储器125、155和171可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何合适的数据存储技术来实施，诸如基于半导体的存储器设备、闪存、磁性存储器设备和系统、光学存储器设备和系统、固定存储器和可移除存储器。计算机可读存储器125、155和171可以是用于执行存储功能的部件。处理器120、152和175可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例，可以包括通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器(DSP)和基于多核处理器架构的处理器中的一个或多个。处理器120、152和175可以是用于执行功能的部件，诸如控制UE 110、gNB 170以及本文描述的其他功能。

通常，用户设备110的各种示例实施例可以包括但不限于诸如智能电话等蜂窝电话、平板计算机、具有无线通信能力的个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的便携式计算机、具有无线通信能力的诸如数码相机等图像捕获设备、具有无线通信能力的游戏设备、具有无线通信能力的音乐存储和回放设备、允许无线互联网接入和浏览的互联网设备、具有无线通信能力的平板计算机以及结合了这种功能的组合的便携式单元或终端。

因此，已经为各种示例性实施例的实践引入了一种合适的但非限制性的技术上下文，现在将更具体地描述示例性实施例。

在多用户工业自动化的上下文中，工业控制器实体可能需要通过无线网络将周期性消息传送给N数目个设备。我们使用m

然后，将可靠性要求定义为两个方向(即，UL/DL)到每个设备的所有消息都将成功递送的机会。该可靠性要求的目标可以在99.999％与99.9999999％之间，并且可以例如在相关标准中定义。

在不可预测的环境中工业自动化在有限的时间预算内对超可靠性的这种严格要求要求使用分集技术。由于时间限制以及对高度可靠的反馈信令的需求，ARQ型重传方法通常不是具有硬期限的合适选项。因此，调度和MAC层操作还需要利用分集的来源，即，空间和多用户分集。

工业工厂中的无线信道衰落通常遵循瑞利衰落模型或具有弱LOS的Rician衰落。因此，需要超过几个阶级的分集，以保证在典型的信噪比(SNR)范围内成功传输。此外，一些设备可以部署在大型机器后面，这可能会阻止来自大量潜在接入点位置的信号。

例如，超可靠通信的解决方案依赖于对物理和基础设施资源的过度供应，以保证一定的分组解码成功率，诸如增加空间天线的数量，增加带宽以获得频率分集以及部署具有多个接入点的基于C-RAN的基础设施来增加空间分集。

例如，一种解决方案通过在设备之间进行协作中继来利用分布式空间分集，以提高网络的可靠性。该方案建议采用两阶段传输，其中在第一阶段中，控制器将所有m

因此，这些解决方案中的每种解决方案均遭受以下缺点中的一个或多个：在可扩展性方面受到限制、性能低效、过度供应通常会覆盖“最坏的情况”，然后大部分时间(即，当信道足够好时)会浪费资源(例如诸如时间、频率、D2D链路、多个天线)，这不仅会导致效率低下，而且会导致对系统中的增加负载高度敏感。

各种示例实施例描述了用于多用户网络中的超可靠实时通信的新颖传输方案。该传输方案承认需要协作中继(或分布式空间分集的任何其他源)以在弱信道条件下提供可靠性。然而，它将空间分集增益与来自多用户网络的多用户分集增益组合，以增强可靠性和提高的可扩展性。所提出的方案使用智能的信道感知资源分配，这导致减少了目标可靠性级别所需的过度供应资源量。

现在描述根据一些示例实施例的传输方案的一般概述。

现在参照图2，该附图示出了根据各种示例实施例的网络的非限制性示例拓扑。在该示例中，可以是网络节点(例如gNB 170)的控制器210通过无线信道(表示为h

根据一些示例实施例，控制器210估计到N个设备中的每个设备的信道。例如，使用信道估计导频信号(诸如参考符号、解调参考符号等)来执行信道估计。然后，控制器210可以基于一些预定义规则来判断参数S的值，其中S的值对应于具有最强信道的设备的数目。然后将剩余设备(即，N-S个)被分组为不良信道设备。

DL传输可以在三个步骤中进行，每个步骤在正交资源集合上进行，如下：

1.基于所估计的信道使用速率自适应将控制和消息传输给强组中的S个设备(实际上，该步骤在三个步骤的次序中可以为第一、第二或第三)。例如，所估计的信道可以是信噪比和/或信干噪比。

2.广播具有不良信道的所有设备的消息以及控制信道信息。

3.在步骤2中成功解码消息的控制器和设备进行协作，以使用分布式协作方案传输来自步骤2的消息。

分布式协作方案(在本文中也称为协作中继方案)可以是循环延迟分集或任何其他合适类型的分布式分集技术(例如分布式时空或空频代码，诸如CDD或同步传输(诸如在SFN中))。

要注意的是，上文解释的三个步骤还可以被扩展为四个或多个步骤。例如，可以以多跳(而不是2跳)的方式将中继步骤3重复为步骤4、5等。下面讨论根据示例实施例的关于DL和UL操作的其他细节。

要注意的是，在其他实施例中，网络控制器210可以被无线地连接到gNB，诸如N个设备被连接到的相同的gNB。在这种情况下，可以如下执行传输：

·从控制器到gNB的UL传输，包括控制器想要发送给设备的一个或多个控制指令，例如诸如设备执行某个动作的(多个)指令；

·将控制指令DL传输给N个设备；

·一个或多个设备根据控制指令执行某个动作(例如诸如移动机械臂或旋转轮子)；

·从设备到gNB的状态报告的UL传输；以及

·gNB向控制器210DL传输状态报告。

然后，控制器可以判断是否应该采取附加动作，并相应地生成附加指令。因此，针对这些附加指令，可以根据需要重复上述传输过程。

在一些示例中，可以通过一个或多个网络节点(诸如基站)和/或一个或多个用户设备来中继旨在针对用户设备的下行链路消息或由用户设备向网络发送的上行链路消息。进一步地，多用户网络可以包括专门出于中继这种消息的目的而部署以便提高可靠性的节点(在本文中通常称为‘中间网络节点’)。作为示例，由用户设备发送的上行链路消息可以通过一个或多个用户设备和/或一个或多个中间网络节点中继给目的地网络节点。通过这种方式，目的地节点可以从用户设备“间接”接收上行链路消息。

现在参照图3，该附图示出了根据一些示例实施例的传输方案的以网络为中心的视图。在该示例中，存在被部署为在工业设置中提供宏分集的四个基站(BS)310、320、330、340，然而可以使用更多或更少的基站。还有各种工业设备，包括设备315-1至315-9。每个工业设备可以包括或对应于用户设备(诸如UE 110)。图3所示的各种设备可以是固定的或移动的。如实线箭头所表示的，基站310、320、330、340能够直接与一些设备无线地传送(即，传输和/或接收)数据分组。例如：BS 310能够直接与设备315-1通信；BS 320能够直接与设备315-2通信；BS 330能够直接与设备315-3通信；以及BS 340能够直接与设备315-4和315-3通信。

然而，其他设备更难到达，因此直接通信可能无法实现，至少达到了满足URLLC要求所需的程度。例如，这可能是由于诸如接入点与设备之间的距离以及基站与设备之间是否存在视线(LOS)等多个因素。在图3所示的示例中，基站310、320、330和340与设备314-0之间的LOS(由虚线表示)分别被设备315-5、315-6、315-7和315-8阻挡。因此，至少由于这个原因，设备315-9被认为更难到达，并因此如虚线所表示的，需要2跳来接收/和/或传输其分组。作为示例，BS 330可以经由设备315-8与设备315-9通信，如下面更详细地讨论的。

除非另外指示，否则以下符号用于描述根据各种示例实施例的传输方案。

·N

·N

·N

·

·

·

·DL和UL消息，分别通过

·每个方向的总传输时间，T

·步骤1的传输时间，T

·目标系统中断概率由ε表示，并且系统中断概率由P

选择性地，术语‘速率自适应阶段’被用于解决传输协议的UL或DL步骤1，并且术语“两跳阶段”用以解决UL或DL步骤2和3的组合。

现在参照图4，该附图示出了根据各种示例实施例的传输方案400的非限制性示例。描述了针对TDD传输模式的传输方案400，然而要注意的是，该传输方案也适用于FDD模式，在这种情况下，在每个方向上的传输将在单独的频带上。

传输方案400包括三个DL步骤(即，DL步骤1、DL步骤2和DL步骤3)和三个上行步骤(即，UL步骤1、UL步骤2和UL步骤3)。传输方案400的每个UL和DL步骤可以包括其自己的参考符号，该参考符号可以被接收器设备用于均衡和相干检测。在一些示例实施例中，例如如图4中的示例所示，如果信道变化缓慢，则DL方向的步骤1和步骤2的DL参考符号可以被合并。如本领域技术人员将了解的，当信道在一个给定时间段(例如至少几个连续的时隙的时段)期间是“固定的”时，可以认为该信道是缓慢变化的。在图4中，DL参考符号401-1是用于DL步骤1和DL步骤2的组合参考符号；DL参考符号401-2是参考符号DL步骤3；以及附图标记403-1、403-2、403-3分别是步骤UL步骤1至3的参考符号。

传输方案400的UL步骤2和3可以遵循来自具有不良信道的设备的UL集合的设备的正交调度。通常，假设UL步骤2和3中的所有设备以相同的传输速率(例如相同量的分配资源)被调度。在一些示例实施例中，可以诸如根据例如所估计的瞬时信道来不同地设置UL步骤2和/或步骤3中的每个设备的UL传输速率。在这种情况下，可以在UL步骤2之前与所有UL设备共享调度顺序。

DL和UL部分的调度次序可以通过物理信道与所有设备共享，该物理信道在图4中被标记为DCI(下行链路控制信息)。为了使传输方案可靠地操作，DCI通常应该被所有设备检测到。为了完成这一点，DCI信道的数据速率可以小于或等于来自前S个信道的最差信道，并且小于两跳阶段(即，步骤2-3)的容许数据速率。

当在相位和方向之间切换以避免小区内干扰时，传输方案400还包括保护时段(GP)。

信道状态信息(CSI)可以在用户设备处被采集，并与该用户设备的UL消息一起或通过控制信道被报告给网络控制器。然后，可以使用网络控制器处收集的CSI和用户设备报告的CSI的组合来更好地估计用户设备和网络之间的信道。

每个方向上的总传输时间T(意味着发生数据传输的有效时间)可能是不对称的。在这种情况下，T

现在描述根据各种示例实施例的确定参数以有效地实施上述传输方案的技术。

网络设立及参数T

图5是根据各种示例实施例的用于设立网络的流程图。在步骤501中，网络控制器可以设置为保护时段、参考信令和控制信令保留的资源的维度。在步骤502中，基于总传输时间、网络中的网络节点和用户设备的数目和/或信道统计来确定最佳T

可以在离线过程(例如在网络建立之前的过程)中在步骤502处执行确定最优T

·要在受约束的系统中断概率下最大化T

T

使得P

·为了最小化总体系统中断，

·为了在受约束的系统中断概率下最小化给定的成本函数(例如网络的总能耗)，

使得P

较大的T

系统中断概率可以如下分解：

其中假设(不失一般性)针对信道增益保持||h

以及，

是仅具有最佳信道的l个用户设备可以适合于在T

可以基于信道统计在开始传输之前设置参数T

在选择了网络的T

使得P

其中，

以及，

在一些示例实施例中，可以使用上述优化问题但使用以下定义来离线地完成查找适当S的优化问题：

传输协议

查找S后，可以执行以下步骤：

·查找前S个估计信道，并基于估计信道适配针对每个信道的传输速率，例如

·针对0＜α≤1，根据

·在第1步骤资源上针对具有强信道的用户设备组调度S个消息并进行传输。

·在步骤2资源上针对其余用户设备调度消息，并传输消息。

·步骤3：在与成功的用户设备协作解码那些消息的同时，重传来自步骤2的消息。

在上述优化问题中使用的中断概率(即，P

要注意的是，通常，步骤1和步骤2可以在UL和DL方向上在共享资源上被正交时频复用。然而，根据一些实施例，步骤3在时间上可以仅顺次于步骤2。

图6是根据各种示例实施例的用于设立传输协议(例如诸如传输方案400)的流程图。要注意的是，图6总体上涉及DL操作。在步骤601中，网络可以配置训练导频，并且可以基于所配置的训练导频在网络处接收CQI。然后，在步骤602中，该信息可以被用于估计所有用户设备(例如使用MMSE或任何其他信道估计技术)N与网络之间的信道。在一些示例中，所报告的CQI可以被用作用于信道估计的替换，或者在其他示例中，所报告的CQI可以被用于改善信道估计，例如诸如通过使用如OLLA(外环链路自适应)等技术。例如，如上面关于图5所描述的，在步骤603中，网络控制器然后可以确定要在‘步骤1’上调度的适当值S。在步骤604中，根据用户设备的估计信道瞬时信道对用户设备进行排序。在步骤605中，根据每个用户设备的相应估计信道查找适当的传输速率。在步骤606中，选择与顶部信道状态相对应的用户设备集合S。在步骤607中，按比例缩小S个用户设备的传输速率，并且根据按比例缩小的S个用户设备中的每个用户设备的速率生成传输分组。在步骤609中生成下行链路控制信息，该信息包括在DL传输步骤中的每个DL传输步骤中调度的用户设备的ID以及在DL步骤1中用户设备的传输速率。类似信息也可以包括在用于UL传输步骤的DCI中(例如诸如针对图4中的UL步骤1、2和3)。在步骤610中，标识剩余的用户设备集合P(即，N-S个用户设备)的集合。在步骤611中，将P中的每个用户设备的消息级联起来，并生成传输分组。在步骤612中，执行DL步骤1和DL步骤2传输，然后在步骤613中执行步骤3传输。要注意的是，在一些示例实施例中，DL消息可以被单独地编码并且在步骤2资源上通过正交无线电资源被传输。

还要注意的是，与DL操作中的步骤611不同，UL操作中的消息没有被级联。由于UL消息是由分布式用户设备集合传输的，其中每个用户设备都传输自己的消息，因此情况就是这样。而且，针对UL操作，用户设备可以从DL操作中检测DCI。DCI可以指示哪些用户设备包括在组S中，并且哪些设备不包括在组S中。DCI还可以指示用户设备可以在哪些资源上发送其UL消息，以及设备应该在UL步骤3的哪些资源上中继来自组P中的节点的每个消息。DCI还可以指示针对CQI的信息并请求设备将其相应信道的估计报告给网络，例如gNB。

图7是超可靠实时多用户通信的混合宏分集和协作中继方法的逻辑流程图。该附图还图示了根据示例性实施例的一种或多种示例性方法的操作、在计算机可读存储器上实施的计算机程序指令的执行结果、由在硬件中实施的逻辑执行的功能和/或用于执行功能的互连部件。例如，控制模块150-1和/或150-2可以包括图7中的多个框，其中每个所包括的框是用于执行该框中的功能的互连部件。假设图7中的框至少部分地例如在控制模块150-1和/或150-2的控制下由诸如gNB 170等基站执行。

参照图7，根据示例实施例，提供了一种方法(可以称为示例1)，包括：如框700所指示的，确定到无线多用户网络中的多个用户设备中的每个用户设备的信道的强度；调度第一下行链路资源以用于向用户设备的第一组传送第一下行链路消息，该用户设备的第一组包括具有最强信道的用户设备，如框702所指示的；以及如框704所指示的，使用广播和协作中继的组合来调度第二资源以用于向剩余用户设备的第二组传输第二下行链路消息。

又一实施例的示例(可以称为示例2)是示例1中的方法，其中第一资源和第二资源的调度基于用户设备的数目、多用户网络中部署的基站数目、目标系统中断概率和时间预算。

又一实施例的示例(可以称为示例3)是示例1或2中的方法，其中用户设备的第一组的大小基于网络中的用户设备和网络节点的数量、信道的瞬时信道估计、需求负载和/或目标系统中断概率。

又一实施例的示例(可以称为示例4)是示例1至3中任一项中的方法，其中第二资源包括广播资源和协作中继资源，并且其中该方法包括：生成包括第二下行链路消息的级联消息，以及，经由广播资源传输级联消息，其中用户设备的第一组和/或一个或多个网络节点被引起经由协作中继资源将级联消息中继给第二组用户设备。

又一实施例的示例(可以称为示例5)是示例1至4中任一项中的方法，还包括：经由第一资源，将第一下行链路消息中的每个第一下行链路消息传输给第一组中的相应用户设备。

又一实施例的一个示例(可以称为示例6)是示例1至5中任一项中的方法，还包括：调度第三资源以用于从用户设备的第一上行链路组传送第一上行链路消息，以及调度第四资源以用于从用户设备的第二上行链路组传送第二上行链路消息。

又一实施例的示例(可以称为示例7)是示例6中的方法，其中第三资源被调度用于从第一上行链路组中的用户设备接收第一上行链路消息，并且第四资源包括用于以下的资源：经由广播和协作中继的组合从第二上行链路组中的用户设备间接地接收第二上行链路消息。

又一实施例的示例(可以称为示例8)是示例1至7中任一项中的方法，还包括传输指示以下中的至少一项的下行链路控制信息：所调度的第一资源、第二资源、第三资源和/或第四资源中的时间/频率资源；对要被使用的协作中继的类型的指示；对中继组的指派，使得第二上行链路消息和/或第二下行链路消息在被指派给相同中继组的用户设备之间协作地中继；候选中继用户设备的列表，其中第二下行链路消息和/或第二上行链路消息仅在所述消息与列表内的用户设备相对应时被中继；一个或多个规则，用于用户设备中的每个用户设备自主地判断是否中继给定的第二上行链路消息和/或第二下行链路消息。

又一实施例的示例(可以称为示例9)是示例1至8中任一项中的方法，其中调度第一资源包括基于到无线多用户网络中的多个用户设备中的每个用户设备的、所确定的信道的强度，适配最强信道中的每个最强信道的传输速率。

根据另一示例实施例(可以称为示例10)，提供了一种装置，该装置包括用于确定到无线多用户网络中的多个用户设备中的每个用户设备的信道强度的部件；用于调度第一下行链路资源以用于向用户设备的第一组传送第一下行链路消息的部件，该用户设备的第一组包括具有最强信道的用户设备；以及用于调度第二资源以使用广播和协作中继的组合来向第二组剩余用户设备传输第二下行链路消息的部件。

又一实施例的示例(可以称为示例11)是示例10中的装置，其中该装置还包括用于执行示例2至9中任一项中的方法的部件。

根据另一示例实施例(可以称为示例12)，提供了一种包括程序指令的计算机可读介质，以使装置执行至少以下操作：确定到无线多用户网络中的多个用户设备中的每个用户设备的强度；调度第一下行链路资源，以用于向用户设备的第一组传输第一下行链路消息，该用户设备的第一组包括具有最强信道的用户设备；以及调度第二资源以用于使用广播和协作中继的组合将第二下行链路消息传输给第二组剩余用户设备。

又一实施例的示例(可以称为示例13)是示例12中的计算机可读介质，其中程序指令还使装置执行示例2至9中任一项中的方法。

根据另一示例实施例(可以称为示例14)，提供了一种装置，包括至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器；至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置至少：确定到无线多用户网络中的多个用户设备中的每个用户设备的信道的强度；调度第一下行链路资源以用于向用户设备的第一组传输第一下行链路消息，该用户设备的第一组包括具有最强信道的用户设备；以及使用广播和协作中继的组合来调度第二资源以用于将第二下行链路消息传输给剩余用户设备的第二组。

又一实施例的示例(可以称为示例15)是示例14中的装置，其中至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置至少执行示例2至9中任一项中的方法。

图8是超可靠实时多用户通信的混合宏分集和协作中继方法的逻辑流程图。该附图还图示了根据示例性实施例的一种或多种示例性方法的操作、在计算机可读存储器上实施的计算机程序指令的执行结果、由在硬件中实施的逻辑执行的功能和/或用于执行功能的互连部件。例如，中继模块150-1和/或150-2可以包括图8中的多个框，其中每个所包括的框是用于执行该框中的功能的互连部件。假设图8中的框由UE 110执行，例如至少部分地在中继模块140-1和/或140-2的控制下。

参照图8，根据示例实施例(可以称为示例16)，提供了一种方法，包括：在包括多个用户设备的多用户网络中的第一用户设备处接收下行链路信息，该下行链路信息至少包括：对多个资源中被调度用用于第一用户设备的至少一个资源的指示，其中多个资源包括：第一资源和第二资源，该第一资源被配置用于向具有最强信道的用户设备的第一下行链路组传送第一下行链路消息，该第二资源用于基于广播和协作中继的组合向不在第一下行链路组中的用户设备的第二下行链路组传送第二下行链路消息，以及对第一用户设备在第一下行链路组中还是在第二下行链路组中的指示，如框800所指示的；以及根据下行链路信息传送和/或接收第一下行链路消息和/或第二下行链路消息中的一个或多个，如框802所指示的。

又一实施例的示例(可以称为示例17)是示例16中的方法，其中第二资源包括广播资源和协作中继资源。

又一实施例的示例(可以称为示例18)是示例17中的方法，其中传送和/或接收第一下行链路消息和/或第二下行链路消息中的一个或多个包括：响应于确定第一用户设备在第一下行链路组中：根据下行链路信息，在第一资源上从网络设备接收第一下行链路消息中旨在针对第一用户设备的一个第一下行链路消息，以及经由广播接收广播资源上的级联消息，其中级联消息包括用户设备的第二下行链路组的第二下行链路消息，以及使用协作中继资源将级联消息中继给第二下行链路组中的至少一个第二用户设备。

又一实施例的示例(可以称为示例19)是示例16至18中任一项中的方法，还包括：基于参考信号，测量第一用户设备与网络节点之间的信道的信道质量，以及向网络节点传送信道质量的报告，其中第一用户设备在第一下行链路组中还是在第二下行链路组中的指示至少部分地基于该报告。

又一实施例的示例(可以称为示例20)是示例16至19中任一项中的方法，其中多个资源还包括第三资源和第四资源，该第三资源用于从用户设备的第一上行链路组传送第一上行链路消息，该第四资源用于从用户设备的第二上行链路组传送第二上行链路消息，并且其中该方法包括：基于对第一用户设备在第一上行链路组中还是在第二上行链路组中的确定传送和/或接收第一上行链路消息和/或第二上行链路消息中的一个或多个。

又一实施例的示例(可以称为示例21)是示例20中的方法，其中至少一个：第一上行链路组与第一下行链路组相同，以及第二上行链路组与第二下行链路组相同。

又一实施例的示例(可以称为示例22)是示例20中的方法，其中第一上行链路组和/或第二上行链路组中的至少一个不同于第一下行链路组和第二下行链路组；以及其中下行链路信息指示第一用户设备在第一上行链路组中还是第二上行链路组中。

又一实施例的示例(可以称为示例23)是示例20至22中任一项中的方法，其中第四资源包括其他广播资源和另外的协作中继资源。

又一实施例的示例(可以称为示例24)是示例23中的方法，还包括：响应于确定第一用户设备在第一上行链路组中：生成并在第三资源上向网络节点传送第一上行链路消息中的一个第一上行链路消息。

又一实施例的示例(可以称为示例25)是示例23中的方法，还包括：响应于确定第一用户设备在第二上行链路组中：经由其他广播资源，生成和广播第二上行链路消息中的一个第二上行链路消息，其中所生成的第二上行链路消息由一个或多个用户设备和/或一个或多个中间网络节点中继。

又一实施例的示例(可以称为示例26)是示例23至25中任一项中的方法，还包括：经由另外的协作中继资源来中继由第二上行链路组中的至少一个用户设备广播的至少一个第二上行链路消息，其中至少一个第二上行链路消息经由其他广播资源而被接收。

又一实施例的示例(可以称为示例27)是示例16至26中任一项中的方法，其中下行链路信息包括以下至少一项：所调度的第一资源、第二资源、第三资源和/或第四资源的时间/频率资源；对要被使用的协作中继类型的指示；对中继组的指派，使得第二上行链路消息和/或第二下行链路消息在指派给同一中继组的用户设备之间协作地中继；候选中继用户设备的列表，其中第二下行链路消息和/或第二上行链路消息仅在所述消息与列表内的用户设备相对应时被中继；一个或多个规则，用于第一用户设备自主地判断是否中继给定的第二上行链路消息和/或第二下行链路消息；以及对要由第一用户设备应用的传输速率的指示。

根据另一示例实施例(可以称为示例28)，提供了一种装置，该装置包括用于在包括多个用户设备的多用户网络中的第一用户设备处接收下行链路信息的部件，该下行链路信息至少包括：对多个资源中被调度用于第一用户设备的至少一个资源的指示，其中多个资源包括：第一资源和第二资源，该第一资源被配置用于将第一下行链路消息传送给具有最强信道的用户设备的第一下行链路组，该第二资源用于基于广播和协作中继的组合将第二下行链路消息传送给不在第一下行链路组中的用户设备的第二下行链路组，以及第一用户设备在第一下行链路组中还是在第二下行链路组中的指示；以及用于根据下行链路信息传送和/或接收第一下行链路消息和/或第二下行链路消息中的一个或多个的部件。

又一实施例的示例(可以被称为示例29)是示例28中的装置，其中该装置还包括用于执行示例17至27中任一项中的方法的部件。

根据另一示例实施例(可以称为示例30)，提供了一种包括程序指令的计算机可读介质，以使装置至少执行以下操作：在包括多个用户设备的多用户网络中的第一用户设备处接收下行链路信息，该下行链路信息至少包括：多个资源中的被调度用于第一用户设备的至少一个资源的指示，其中多个资源包括：第一资源和第二资源，该第一资源被配置用于将第一下行链路消息传送给具有最强信道的用户设备的第一下行链路组，该第二资源用于基于广播和协作中继的组合将第二下行链路消息传送给不在第一下行链路组中的用户设备的第二下行链路组，以及第一用户设备在第一下行链路组还是第二下行链路组中的指示；以及根据下行链路信息传送和/或接收第一下行链路消息和/或第二下行链路消息中的一个或多个。

又一实施例的示例(可以称为示例31)是示例12中的计算机可读介质，其中程序指令还使装置执行示例17至27中任一项中的方法。

根据另一示例实施例(可以称为示例32)，提供了一种装置，包括至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器；至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置至少：在包括多个用户设备的多用户网络中的第一用户设备处接收下行链路信息，该下行链路信息至少包括：多个资源中的被调度用于第一用户设备的至少一个资源的指示，其中多个资源包括：第一资源和第二资源，该第一资源被配置用于将第一下行链路消息传送给具有最强信道的用户设备的第一下行链路组，该第二资源用于基于广播和协作中继的组合将第二下行链路消息传送给不在第一下行链路组中的用户设备的第二下行链路组的第二资源，以及对第一用户设备在第一下行链路组中还是第二下行链路组中的指示；以及根据下行链路信息传送和/或接收第一下行链路消息和/或第二下行链路消息中的一个或多个。

又一实施例的示例(可以称为示例33)是示例32中的装置，其中至少一个存储器和计算机程序代码被配置为与至少一个处理器一起使该装置至少执行示例17至27中任一项中的方法。

通过查看图9可以解释对高阶分集的需求，图9图示了在瑞利衰落信道上不同分集阶数(由L表示)的符号错误率。即使瑞利K因子为3dB，也需要大分集阶数才能够在合理的SNR级别的10

因此，在不以任何方式限制下面出现的权利要求的范围、解释或应用的情况下，本文公开的一个或多个示例实施例的技术效果是允许在时间、频率和空间上使用较小的资源，以容纳具有到网络控制器的强信道的设备，从而提高效率并为服务于网络中的更大负载开放更多空间。

本文公开的一个或多个示例实施例的另一技术效果是通过利用考虑到瞬时信道的分集增益(即，多用户分集)和设备之间的选择来在扩展的负载范围上提高可靠性。本文公开的一个或多个示例实施例的另一技术效果是通过在步骤1中调度具有“强”信道的设备来显着降低步骤2和步骤3中的传输速率。这样，计划为具有“差”信道的设备提供服务的两跳方案的可靠性将提高，而中继阶段所消耗的能量的总量将减少。

本文的实施例可以用软件(由一个或多个处理器执行)、硬件(例如专用集成电路)或软件和硬件的组合来实施。在示例实施例中，软件(例如应用逻辑、指令集)被维护在各种常规计算机可读介质中的任何一种上。在本文的上下文中，“计算机可读介质”可以是可以包含、存储、传送、传播或传输由指令执行系统、装置或设备(诸如计算机，具有例如在图1中描述和描绘的计算机的一个示例)使用或与其结合使用的指令的任何介质或部件。计算机可读介质可以包括计算机可读存储介质(例如存储器125、155、171或其他设备)，该计算机可读存储介质可以是可以包含、存储和/或传输由指令执行系统、装置或设备(诸如计算机)使用或与其结合使用的指令的任何介质或部件。计算机可读存储介质不包括传播信号。

如果需要，可以以不同的顺序和/或彼此并发地执行本文讨论的不同功能。此外，如果需要，上述功能中的一个或多个可以是可选的或可以被组合。

尽管在独立权利要求中陈述了本发明的各个方面，但是本发明的其他方面包括来自所描述的实施例和/或从属权利要求的特征与独立权利要求的特征的其他组合，而不仅仅是在权利要求中明确陈述的组合。

在本文中还要注意的是，尽管上文描述了本发明的示例实施例，但是这些描述不应以限制性的意义来理解。相反，存在可以在不脱离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下进行的多种变型和修改。