CN105493602A - 用于虚拟网络中的无线电协调的动态集群 - Google Patents

Abstract

一种用于自适应地定义发送点的集群以在通信网络中进行协调的装置包括电路，该电路接收与发送点对应的无线电频率通信信道信息并且至少部分地基于无线电频率通信信道信息来定义发送点的子集。该子集通过成对的发送点之间的主干扰关系的连续链来相互关联。该装置还包括处理器，该处理器独立地协调发送点的子集之中的无线电通信。

Description

用于虚拟网络中的无线电协调的动态集群

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年3月31日提交的美国临时申请No.61/973,102的权益，上述申请通过引用合并到本文中，且对于2015年3月30日提交的标题为“DYNAMICCLUSTERINGFORRADIOCOORDINATIONINAVIRTUALNETWORK”的美国专利申请No.14/672,572，其内容通过引用合并到本文中。

技术领域

本说明书总体上涉及无线通信网络，更特别地涉及减少无线通信网络中的干扰。

背景技术

无线通信***或无线电频率(RF)通信***已经广泛使用在电信和数据网络中。一些无线网络在单个无线电频率信道上操作，而其他无线网络在多个信道上操作。在单信道无线网络和多信道无线网络二者中，已知同信道干扰(CCI)是能够影响无线***容量并且因此能够影响用户体验质量(QoE)的因素。

无线电资源管理(RRM)技术通常通过在时间域、频率域、功率域和空间域上适当地调整某些***参数来提供对同信道干扰的***级控制。无线电资源管理可以使得能够较有效地使用有限的无线电资源和无线电网络架构以提供改进的***容量和增强的QoE。典型的控制策略包括例如增强的小区间干扰协调(eICIC)、频率再用、功率控制、波束成形或这些的组合。

协调多点传输(CoMP)技术已经使得多个基站能够联合地为移动站服务。在CoMP中，服务基站用作分布式天线阵列以将信号从网络发送至移动设备。空间域波束成形和预编码通常用于提高空间多路复用增益。然而，这些技术的性能会敏感于信道估算误差。

通常，以提高的功率向接收器发送提高了信噪比(SNR)，其增强了数据率并且提高了频谱效率。然而，高的发送功率会导致增大的同信道干扰。常规的功率控制技术关注于针对各个发送点的发送功率设置。

采用对网络内的多个发送点的协调或者无线电协调(RC)来减少或控制同信道干扰的解决方案通常对整个网络或对发送点的固定分组进行建模。理想地，RC解决方案会对遍布网络上的所有发送点的传输参数联合地进行优化。然而，对于较大的网络，全网络优化解决方案可能包括不可接受的复杂度水平。另外，如果网络拥塞发生在较少且较独立的发送点处，则对整个网络的优化可能不一定保证可接受的性能。

发明内容

根据本发明的一个实施方式，一种用于自适应地定义发送点的集群以在通信网络中进行协调的装置包括电路，该电路接收与发送点对应的无线电频率通信信道信息并且至少部分地基于无线电频率通信信道信息来定义发送点的子集。发送点的子集通过成对的发送点之间的主干扰关系的连续链来相互关联。

根据本发明的另一实施方式，一种用于自适应地定义发送点的集群以在通信网络中进行协调的方法包括：利用处理器来接收与发送点对应的无线电频率通信信道信息；以及至少部分地基于无线电频率通信信道信息来定义发送点的子集。发送点的子集通过成对的发送点之间的主干扰关系的连续链来相互关联。

根据本发明的又一实施方式，一种用于自适应地定义发送点的集群以在通信网络中进行协调的方法包括：利用处理器来接收与发送点对应的无线电频率通信信道信息。该方法还包括：至少部分地基于无线电频率通信信道信息来得到成对的发送点之间的主干扰关系；以及构造无向图，该无向图包括表示发送点的子集的顶点和成对的顶点之间的弧。弧表示主干扰关系的连续链。该方法还包括将发送点的子集定义为无线电协调集群。

在附图和下面的描述中阐述了本发明的一个或更多个实施方式的细节。根据该描述和附图以及根据权利要求，本发明的其他特征、目的和优点将是明显的。

附图说明

图1是根据本发明的实施方式的示例性无线网络控制方案的图示。

图2是根据本发明的实施方式的在无线网络中的示例性同信道干扰控制集群的图示。

图3是根据本发明的实施方式的描绘利用动态集群来实现无线电协调的示例性同信道干扰控制***的框图。

图4是描绘可以在图3的同信道干扰***中采用的示例性通用计算***的示意图。

图5是描绘示例性无线电协调图(RCG)的图示。

图6是根据本发明的实施方式的表示示例性增量式局部过滤(ILF)处理流程的流程图。

图7是根据本发明的实施方式的表示示例性的递归式集合过滤(RCF)处理流程的流程图。

具体实施方式

在图1中示出了本发明的实施方式，图1示出了示例性无线网络控制方案，例如结合了软件定义网络(SND)概念的基于云的无线电接入网络协调框架，其被组织为三个解耦的平面：用户平面12、数据平面14以及控制平面16。用户平面包括网络用户，例如有线用户组18、无线用户组20和无线用户组22。

数据平面包括物理网络部件，例如有线通信网络24和无线通信网络26，无线通信网络26包括被组织成多个集群52的多个发送点或基站50。发送点可以包括例如基站、中继、NodeB、增强NodeB(eNB)、WiFi接入点等。

有线用户组18例如通过入口服务器28和数据链路30在通信上连接至有线通信网络24。无线用户组20、22例如通过无线电频率信道32在通信上互联至无线通信网络26。

控制平面16通过多个逻辑部件提供网络控制功能，逻辑部件包括拥塞检测服务器36、业务量规划(TE)优化器38、体验质量(QoE)管理器40、发送点协调器42和数据库44。这些部件实现不同的功能并且一起工作以对数据平面中的网络操作进行优化并且使用户平面中的体验质量(QoE)最大。本领域技术人员要理解的是，这些元件可以是网络中的物理节点或虚拟节点，并且当这些元件被实现为功能元件时可以跨多个物理计算设备来实现这些元件。类似地，可以在单个计算平台上驻留多于一个的功能元件。

例如，拥塞检测服务器36通过对发送点负载和TE优化器决策进行分析来检测或预测网络发送点的拥塞。业务量规划优化器38确定路由路径和沿业务流的网络路径的资源分配。QoE管理器40收集并且处理来自用户的QoE报告并且使用该报告来操控对其他控制平面实体以及数据平面硬件的操作。

发送点协调器42执行对网络内的多个发送点的协调或无线电协调(RC)。发送点协调器42从拥塞检测服务器36和TE优化器38接收信息以确定网络中是否会发生拥塞。

如果识别出拥塞或者如果预测到潜在拥塞，则发送点协调器42使用来自QoE管理器和数据库部件的信息，对网络中的多个发送点的集群进行定义或定界并且协调每个集群的无线电通信。在该框架内，基于集群的功率控制被用作主要的无线电协调技术。发送点协调器42根据当前网络状态和信道条件来动态地形成集群。

数据库44存储网络状态信息，例如发送点负载、用户的应用的QoE状态等。控制平面16的各种部件例如通过控制链路46与数据平面14的各种部件进行通信。特别地，发送点协调器42通过控制链路48与发送点50进行通信。

在以下讨论中，主节点是经历拥塞或低利用率的发送点。负载分担节点是将数据发送至由主节点服务的用户的发送点。直接干扰节点是对主节点的用户造成显著干扰的发送点。间接干扰节点是对负载分担节点或直接干扰节点的用户造成显著干扰的发送点。对由主节点服务的用户可能潜在地造成干扰但不具有数据的发送点不包括在集群中并且可以被自动地关掉。

参照图2，描绘了在短时间段期间与示例性同信道干扰控制集群60有关的通信活动。集群60包括：具有主广播覆盖区域64的主节点62、具有被干扰广播覆盖区域68的被干扰节点66、具有直接干扰广播覆盖区域72的直接干扰节点70、具有第一间接干扰广播覆盖区域76的第一间接干扰节点74、具有负载分担广播覆盖区域80的负载分担节点78、具有第二间接干扰广播覆盖区域84的第二间接干扰节点82。另外，并非集群60的一部分的外部节点86具有与主广播覆盖区域64的一部分交叠的外部广播覆盖区域88。

主节点62以特定无线电频率或者通过特定信道将第一数据消息发送至第一用户90。在主节点62发送第一数据消息期间，被干扰节点66以相同的无线电频率或者通过相同的信道将第二数据消息发送至第二用户92。由于在发送时，第二用户92位于主广播覆盖区域64与被干扰广播覆盖区域68之间的交叠的区域中，所以主节点62对第一数据消息的发送显著干扰了在第二用户92的位置处的被干扰节点66对第二数据消息的发送。

在主节点62发送第一数据消息期间，直接干扰节点70以相同的特定无线电频率将第三数据消息发送至第三用户94。由于在这些发送时，第一用户90位于主广播覆盖区域64与直接干扰广播覆盖区域72之间的交叠的区域中，所以直接干扰节点70对第三数据消息的发送显著干扰了在第一用户90的位置处的主节点62对第一数据消息的发送。

另外，间接干扰节点74在直接干扰节点70发送第三数据消息期间通过相同的信道发送第四数据消息。由于在这些发送时，第三用户94位于直接干扰广播覆盖区域72与间接干扰广播覆盖区域76之间的交叠的区域中，所以间接干扰节点74对第四数据消息的发送显著干扰了在第三用户94的位置处的直接干扰节点70对第三数据消息的发送。

另外，主节点62还将第五数据消息的一部分发送至第四用户96。负载分担节点78将第五数据消息的附加部分发送至第四用户96。同时，负载分担节点78将第六数据消息发送至第五用户98。在该发送期间，第二间接干扰节点82发送第七数据消息。由于在发送时，第五用户98位于负载分担广播覆盖区域80与第二间接干扰广播覆盖区域84之间的交叠的区域中，所以第二间接干扰节点82对第七数据消息的发送显著干扰了在第五用户98的位置处的负载分担节点78对第六数据消息的发送。

在图2中所描绘的时间段上，外部节点86始终不发送任何数据。因此，即使外部节点86具有与主广播覆盖区域64的一部分交叠的外部广播覆盖区域88，也不将外部节点86包括在集群60中。

参照图3，描绘了利用动态发送点集群来实现无线电协调(RC)的示例性同信道干扰控制***100。同信道干扰控制***100可以实现在例如图1的发送点协调器42中。同信道干扰控制***100包括配置模块102、集群模块104和协调模块106。

同信道干扰控制***100接收作为输入的配置信息108和数据输入110。配置信息包括例如关于无线电集群算法的初始选择、关于无线电协调算法的初始选择、针对无线电集群和无线电协调算法的参数设置、在网络中活跃的物理发送点124的列表以及关于网络中的有线连接的连接性信息。数据输入110包括例如：诸如统计值112和在线测量值114的发送点信息；诸如统计值116和在线测量值118的无线电频率通信信道信息，例如干扰关系信息；以及路由信息120，例如来自业务量规划优化器的业务量规划数据或者来自拥塞检测服务器的通信业务量拥塞信息。在各种实施方式中，通过消息传递例如从其他网络实体或从一个或更多个共享数据库来获得数据输入110。同信道干扰控制***100将控制命令122作为输出提供给网络中的发送点124。

配置模块102接收配置信息108以及从协调模块106接收信令信息或反馈126。配置模块102使用配置信息108和反馈126来给集群模块104和协调模块104中的每者创建当前配置模块128，当前配置模块128包括配置参数，例如发送点和集群信息、关于无线电集群算法的选择、关于无线电协调算法的选择、无线电集群算法参数以及无线电协调算法参数。

例如，在一些实施方式中，配置参数包括用于确定干扰关系的通信信道频谱效率阈值、期望集群尺寸范围、期望集群RC能力范围、干扰集合扩展值(例如，图中的跳数)、无线电协调能力评估选项(例如总尺寸、相对尺寸、总权重、相对权重等)以及主干扰评估选项(例如基于信号与干扰加噪声比(SINR)、负载感知等)。

集群模块104动态地确定哪些网络发送点可以被一起有利地分组在集群中以用于无线电协调。集群模块104基于数据输入110和配置128来做出集群决策，并且向协调模块106告知所提议的集群。发送点集群有助于闭环控制以使得网络能够持续地适于网络配置改变和网络业务量动态，从而保持较高的无线电协调性能。通常，集群有助于在软件定义网络(SDN)中协调网络业务量规划和无线电协调。

协调模块106执行无线电协调技术以在发送点124的每个集群中协调无线电通信。协调模块106接收数据输入110和集群输出并且做出关于发送点参数设置的决策，该决策取决于所采用的无线电协调方案。协调模块106将参数设置或传输参数发送至发送点124，并且将关于决策质量的反馈126提供给配置模块102以用于自适应无线电协调配置管理。在各种实施方式中，反馈126的信令内容包括例如每个用户的吞吐量、用户之间的速率公平性的测量值等。

功率域的无线电协调可以在一些场景中提供性能优势，所述场景例如高的用户移动性、有限的反馈信道容量以及由于反馈和处理延迟所产生的信道老化。针对软件定义无线电接入网络的按需无线电协调的框架内的功率域的动态集群解决方案可以在下述无线通信网络中提供优势，所述无线通信网络在发送点和无线设备的数目方面较密集并且在所述无线通信网络中可以由多个供应商以不同无线电接入技术来提供服务。

如图4中所示，可以在图3的示例性同信道干扰控制***100中采用的示例性通用计算设备130包括处理器132、存储器134、输入/输出设备(I/O)136、存储设备138以及网络接口140。计算设备130的各种部件通过本地数据链路140来耦接，本地数据链路140在各种实施方式中合并了例如地址总线、数据总线、串行总线、并行总线或这些的任何组合。

计算设备130通过I/O136将信息传送至用户或其他设备并且从用户或其他设备请求输入，I/O136在各种实施方式中合并了基于交互式菜单驱动的视觉显示的用户接口或者图形用户接口(GUI)、定点设备例如用户可以用其通过使用GUI的直接操控来交互式地输入信息的设备。

计算设备130通过网络接口140耦接至图1的通信网络26，网络接口140在各种实施方式中合并了例如被配置成耦接基于处理器的***的设备，包括调制解调器、接入点、网络接口卡、LAN或WAN接口、无线接口或光学接口等的任何组合以及任何关联的软件或固件，连同设计可能需要或要求的任何关联的传输协议。

计算设备130可以用于例如实现图3的同信道干扰控制***100的部件的功能。在各种实施方式中，计算设备130可以包括例如服务器、控制器、工作站、主机计算机、个人计算机(PC)等。存储在计算机可读介质例如存储设备138或耦接至计算设备130的***存储部件上的编程代码，例如源代码、目标代码或可执行代码，可以被加载至存储器134中并且由处理器132来执行以实现图3的示例性同信道干扰控制***100的功能。

参照图5，示出了示例性无线电协调图(RCG)150。无线电协调图150是无向图，该无向图可以例如由图3的集群模块104创建以指示哪些发送点——也称为发送点(TP)或基站——应当被考虑在一起以解决或减小同信道干扰。无线电协调图捕获通信网络中的发送点之间的主干扰关系。与一些现有解决方案相比，基于RCG的图形解决方案可以以急剧减小的RC复杂度来有利地实现类似的或更优的QoE。

在图5的无线电协调图150中可以识别出两个集群：包括六个发送点154(由正方形表示)的第一集群152以及包括八个发送点158(由八边形表示)的第二集群156。每个集群中的发送点通过成对的发送点之间的主干扰关系的连续链来相互关联。RCG150还包括未包括在集群中的多个额外发送点160(由六边形表示)。因此，第一集群152中的六个发送点154可以被有利地控制为一个闭环组，并且第二集群156中的八个发送点158可以被有利地控制为另一闭环组。

如在以下段落中说明的那样，可以通过将网络中的基站当作顶点并且在具有主干扰关系的顶点之间添加弧来构造RCG150。RC集群生成不相交的基站集群，使得具有主干扰关系的基站被包括在相同的集群中，并且每个集群具有不小于预定阈值例如γ的RC能力。

每个基站具有无线电协调(RC)能力，其指示该基站在无线电协调处理中作为集群的一部分的适合程度。取决于所采用的RC方案，可以使用各种因素例如可用功率、可用带宽、负载等中的任一个因素或者上述因素的组合来测量RC能力。在各种实施方式中，可以将各个发送点的RC能力定义为相等。在其他实施方式中，定义各个发送点对于RC集群的适合度的特征可以变化。例如，可以基于可用功率、可用带宽、负载或这些因素的组合来不同地表征网络中的每个发送点。

发送点的每个集群还具有聚合集群RC能力。在各种实施方式中，集群的RC能力可以被定义为例如成员基站的总(聚合)RC能力、成员基站的平均RC能力(成员的总RC能力除以集群尺寸)或者成员基站的相对RC能力(总RC能力除以拥塞成员节点的数目)。如果将统一的RC能力分配给每个单独的发送点，则使用成员基站的总能力等效于使用集群尺寸作为集群RC能力。在一些实施方式中，可以基于RC反馈来提高或减弱目标集群RC能力以提供自适应的配置。

如果远程基站与特定用户之间的无线链路或通信信道的频谱效率(SE，也称为谱效率或带宽效率)大于预定阈值α，则针对该用户，该远程基站被视为在干扰本地基站。在各种实施方式中，SE阈值α可以被设置成各种水平，例如0.01比特/s/Hz、0.001比特/s/Hz、0.0001比特/s/Hz等。当在本文中使用时，术语“本地”和“远程”不是对基站的相对位置进行区分，而是在干扰基站与被干扰基站之间进行区分。

例如，本地基站a通过通信信道为用户u服务，通信信道具有频谱效率其中，U_a表示由本地基站a服务的用户的集合。当且仅当从远程基站b(b≠a)至用户u(u∈U_a)的信道具有大于阈值α(α是***参数)的频谱效率时，在用户u处，远程基站b被视为在干扰本地基站a。干扰关系可以通过u∈U_a来表示。

因此，基于对由基站服务a的所有用户的干扰来计算RCG150。在实施方式中，如果远程基站对本地基站的干扰贡献大于预定主干扰阈值(IDT)，则无线电频率信道上的该本地基站与该远程基站之间的干扰关系被认为是主要的。远程基站对本地基站和用户的干扰贡献被计算为1减去下述二者的比率：在存在该远程基站的情况下本地基站与用户之间的信道的信号与干扰加噪声比(SINR)，以及在不存在该远程基站的情况下本地基站与用户之间的信道的信号与干扰加噪声比(SINR)，该干扰贡献落在零至一(0,1)的范围中。

例如，b对的干扰贡献如下：

$e_b\left(\stackrel{\→}{au}\right)=1-\frac{{\mathrm{SINR}}_{\stackrel{\→}{au}}}{{\mathrm{SINR}}_{\stackrel{\→}{au}}^{-b}}$

其中，是信道的信号与干扰加噪声比(SINR)，并且是在不存在远程基站b的情况下的信道的信号与干扰加噪声比(SINR)。的值落于范围(0,1)中。

当且仅当时，干扰关系u∈Ua相对于δa在信道上是主要的，其中，δ_a是a处的IDT。主干扰关系可以被写为u∈U_a。给定α、δa和δb，当且仅当或时，在顶点a与b之间将无向弧ab添加至RCG。

通常，连接部件是下述子图，在该子图中顶点被直接连接，也就是说不通过母图中的附加顶点而被连接。在无线网络的背景中，这将定义出下述TP的集合，所述TP在不需要连接至该集合外部的基站的情况下在图中由弧所连接。可以通过对图的深度优先查找或广度优先查找来识别连接部件。有意义的部件包含至少一个主基站，即正经历拥塞的基站。在无线电协调背景中，有效连接部件是有意义且满足最小RC能力需求或阈值的连接部件。

在实施方式中，动态RC集群算法可以用于构造包含多个有效连接部件并且将连接部件分组在一起作为集群的RCG图。在一些实施方式中，集群算法意图对有效连接部件的数目进行优化或最大化并且将连接部件定义为集群。使有效连接部件的数目最大可以隐含使集群尺寸最小，其又可以导致被最小化的RC优化复杂度。再次地，有效连接部件是包含正经历拥塞并且满足最小RC能力需求的至少一个基站的连接部件。

简单地讲，当创建如图5的图时，选择了每个网络发送点(TP)。然后分别查看由该TP服务的UE。对于由网络中的第一TP服务的每个UE，将由网络中的每个TP(不包括第一TP)引起的干扰进行量化。然后针对每个TP重复该处理。这使得能够确定TP施加于另一TP上的总体干扰。在该点处，可以定义干扰阈值。将未施加阈值以上的聚合干扰的任何TP忽略。可以将阈值以上的干扰视为以上所说的主干扰。使用低的阈值，很可能将所有节点彼此连接(直接或间接)。足够高的阈值将使每个节点不连接至其余节点。通过调整阈值可以创建图5的图，并且可以识别出集群。对阈值的调整可以做成使得集群尺寸可以被约束到在计算上可管理的水平。类似地，可以将集群尺寸保持为不至于小到对网络的操作几乎没有性能增强。本领域技术人员会理解，这将创建具有由与成对的TP之间的干扰关系对应的连续链链路所连接的节点的子集的图，其中，干扰在定义阈值以上。

以上所呈现的是用于解决集群问题的两个示例性的基于RCG的图算法。所呈现的两个算法都是在RCG构造期间滤除非主干扰关系的过滤算法。如下面所进一步说明的那样，通过针对发送点设置合适的IDT值来实现该过滤。为此目的，通过在值范围例如(0,1)内的二分查找来选择IDT值。每个算法具有三个输入参数：SE阈值(α)、目标集群RC能力(γ)以及干扰集合跳数限制(η，其中跳对应于图中的弧)。

作为用于构造RCG以识别网络中的无线电协调集群的第一示例算法，增量式局部过滤(ILF)使用自下而上的方法即通过合并多个局部化RCG子图来构建RCG。如在下文中进一步说明的那样，ILF针对每个拥塞基站来独立地构建局部RCG图，然后合并交叠的局部图以获得网络的全局图。所得到的不相交子集输出为网络发送点集群。

例如，将初始局部RCG子图G_a构造在主基站a的附近，并且将子图合并以获得总RCG。给定频谱效率阈值α，RCG构造实质上是找到基站处的合适IDT值的过程。对于每个基站b(b≠a),在G_a中定义的基站b的IDT值可以被表示为图合并通过来确定b的最终IDT值δ_b，其中，是主基站集合并且B是总基站集合。

主基站a的k(k≥0)跳主干扰集合被定义为：

因此，例如，表示直接主干扰源的集合。i增量集合或差异主干扰集合被定义为：

$D_a^i=\left\{\begin{array}{c}{I}_a^0,i=0\\ I_a^i/I_a^{i-1},i>0\end{array}\right.$

注意，i≠j且 $I_a^k={\∪}_{i=1}^k{D}_a^i.$ 另外，在δ_b＝t, $\∀b\∈D_a^{i-1}$ 条件下被定义为

子图G_a是通过多个连续步骤所构建。由表示步骤i之后获得的子图。初始地，子图G_a仅包含主基站a，即在步骤i(i>0)处，通过在范围(0,1)中的二分查找，针对中的所有基站找到统一的IDT值t，并且被获得为：

$G_a^i=I_a^i=I_a^{i-1}\∪D_a^i\left(t\right)$

IDT值t是使子图的RC能力与γ之间的距离最小化的IDT值中的最大值。当满足RC能力需求、当为空或者当k达到增长限制η时，该构建过程在k步之后停止并且将输出为G_a。

对于任一主基站，零跳主干扰集合仅包含该任一主基站。针对任何正整数k，该任一主基站的k跳主干扰集合包含(k-1)跳集合加上k增量集合，k增量集合是不在(k-1)跳集合中但是与(k-1)跳集合中的基站具有主干扰关系的基站的集合。一跳主干扰集合被称为直接主干扰集合。

现在参照图6，示出了示例性增量式局部过滤处理流程，其可以例如由图3的集群模块104来执行以实现本公开内容中描述的用于对发送点进行自适应集群以进行无线电协调的方法的实施方式。该处理在块170处开始，在块170处识别出网络中的所有主基站，即网络中的经历拥塞的所有基站。在块172中，从所识别的主基站中选择任一主基站。

在块174中，通过将所选择的主基站添加至局部子图来创建所选择的主基站的初始局部子图，即零跳主干扰集合。在块176中，在范围(0,1)中执行二分查找，以找到在定义了零跳集合与一跳集合之间的差异的差异集合中的所有基站的统一IDT值。该统一IDT值是使一跳子图的RC能力与目标或最小所需RC能力γ之间的差最小的IDT值中的最大值。在块178中，用将零跳集合与一跳集合关联的差异集合中的基站来扩大局部子图以构造一跳子图。

在块180中，在范围(0,1)中执行另外的二分查找，以针对将当前跳((i-1)跳)集合与下一跳(i跳)集合关联的差异集合中的所有基站找到统一IDT值。该统一IDT值是使下一跳(i跳)子图的RC能力与目标RC能力γ之间的差最小的IDT值中的最大值。在块182中，用将当前跳((i-1)跳)集合与下一跳(i跳)集合关联的差异集合中的基站来扩大局部子图以构造下一跳(i跳)子图。

在块184中，做出关于下述的确定：1)局部RCG是否满足RC能力需求；2)将当前跳((i-1)跳)集合与下一跳(i跳)集合关联的差异集合是否为空；或者3)迭代的次数是否已经达到增长限制例如η。如果这些条件均不为真，则处理在块180处继续，在块180处执行另外的二分查找等。否则，如果块184中的任何条件为真，则局部子图构造过程停止。

在块186中，做出关于是否已经针对所有主基站构造了子图的确定。如果尚未针对所有主基站构造子图，则在块188中，从尚未包括在子图中的剩余基站中任意选择附加主基站，并且处理在块174处继续。

否则，如果在块186中确定已经针对所有主基站构造了子图，则在块190中，将所有子图合并以形成全局图。在块192中，在全局图中对有意义连接部件即包括至少一个主基站的连接部件进行识别以创建作为结果的无线电协调图(RCG)。

执行所公开的增量式局部过滤(ILF)的方法的伪代码的示例如下：

LOCALIMCRENTALFILTERING

Require:对α,γ,η进行初始化

BUILDRCGSUBGRAPH

Require:对a(主机站),α,γ,η进行初始化

作为用于构造RCG以识别网络中的无线电协调集群的第二示例算法，递归式集合过滤(RCF)采用自上而下方法，即通过递归地简化初始较复杂的RCG图。RCF通过针对网络中的所有基站将IDT值设置为零来构建初始详细RCG图。然后，通过增大所选择的基站处的IDT值来递归地对图进行简化。IDT增量值在所选择的基站之间不一定一致，而是可以随距主基站集合的图距离而增量式地上升。

增大IDT值可以使一些初始存在的弧从RCG中被去除或者可以产生图分割，将集合分成满足RC能力需求的不相交的子集。针对每个不相交子集来递归地运行该算法以使连接部件的尺寸最小。作为结果的不相交的子集被输出为网络发送点集群。

例如，通过设置δ_a＝0,来构造初始RCG图。然后，通过增大基站处的IDT值来对该图进行简化。值的增大不一定一致，而是可以从种子值θ(0≤θ≤1)开始随距主机站的图距离而上升。

给定由P_G 表示的RCG图G，P是G中的主基站的集合。设d_G(b)(b∈G)为b至P_G的图距离，即：

$d_G\left(b\right)=\underset{a\∈P_G}{\min }{d}_G(a,b)$

其中，d_G(a,b)是G中的a与b之间的图距离。当更新基站a的IDT值δ_a时，值被更新为f_η(θ,k)，k＝d_G(a,b)，其中，f_η(…)是***参数η处的尺度函数。给定η，η≥1，尺度函数f_η(…)是θ与k二者的非减函数，并且具有以下属性：

$f_{\mathrm{\&eta;}}(\mathrm{\&theta;},k)\left\{\begin{array}{c}=\mathrm{\&theta;},k=0\\ \&GreaterEqual;\mathrm{\&theta;},0<k\&le;\mathrm{\&eta;}\\ \&GreaterEqual;1,k>\mathrm{\&eta;}\end{array}\right.$

另外，针对固定的θ与k，f_η(θ,k)的函数值不随η而减小。可以容易地定义这样的尺度函数，例如以下的两段函数：

$f_{\mathrm{\&eta;}}(\mathrm{\&theta;},k)=\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\&eta;}}^{k_{\mathrm{\&theta;}}},& 0\&le;k\&le;\mathrm{\&eta;}\\ 1,& k>\mathrm{\&eta;}\end{array}\right.$

现在参照图7，示出了示例性的递归式集合过滤处理流程，该处理流程可以例如由图3的集群模块104来执行以实现本公开内容中描述的用于对发送点进行自适应集群以进行无线电协调的方法的实施方式。该处理在块200处开始，在块200处将网络中的所有基站作为顶点添加至初始图。

在块202中，针对所有基站将IDT值设置为零。在块204中，通过在图中的表示具有主干扰关系的基站的所有成对的顶点之间——即下述的所有成对的基站之间：该对中的一个基站对于该对中的另一个基站的通信信道的干扰贡献大于零——***弧来创建初始无向图。在块206中，使用二分之一的初始种子值，在范围(0,1)中对查找IDT值的二分查找进行初始化。

在块208中，根据在***参数η处的尺度函数f_η(θ,k)来更新图中的每个基站的IDT值。尺度函数f_η(…)是种子值θ以及每个基站与任何主基站之间的最小图距离k二者的非减函数。

如上所述，当最小图距离为零(k＝0)时，尺度函数的值等于种子值；当最小图距离大于零并且小于或等于***参数(0<k≤η)时，尺度函数的值大于或等于种子值；并且当最小图距离大于***参数(k>η)时，尺度函数的值大于或等于一。

另外，针对固定的种子值θ和图距离k，尺度函数f_η(θ,k)的值不在η的范围上减小。本领域的普通技术人员理解如何定义这样的尺度函数。例如，在实施方式中，公式是以下的两段函数：对于0≤k≤η，f_η(θ,k)＝η^kθ且对于k>η，f_η(θ,k)＝1。

在块210中，通过在图中去除在给定更新的IDT值时不再具有主干扰关系的成对基站之间的弧来对该图进行简化。在块212中去除无意义的任何连接部件，即不包括至少一个主基站的连接部件。

在块214中，做出关于下述的确定：每个有意义的连接部件是否均有效，即部件RC能力是否满足所需最小能力需求γ。如果有意义的连接部件中有任何有意义的连接部件不满足RC能力需求，则在块216中拒绝IDT值增大和相关图更新，并且在块218中，选择更小的种子值θ并且二分查找在块208处继续。

否则，如果在块214中，所有有意义的连接部件均满足RC能力需求，则在块220中接受IDT值增大和相关图更新。在块222中，从块208至块220使用增大的种子值针对每个所产生的连接部件来递归地执行该处理以对各个子图进行简化。当完成二分查找时，在块224中，不相交的连接部件的最终组或者若图未被分割时的整个图形成作为结果的无线电协调图(RCG)。

用于执行所公开的递归式集合过滤(RCF)的伪代码的示例如下：

RECURSIVECOLLECTIVEFILTERING

Require:对α,γ,η进行初始化

SIMPLIFYRCGGRAPH

Require:对G(RCG图),θ,α,γ,η进行初始化

增量式局部过滤(ILF)过程和递归式集合过滤(RCF)过程二者具有由O(mn³log)粗略界定上界的平均计算复杂度，其中，m是用户的总数并且n＝|B|是基站的总数。与一些现有无线电协调解决方案相比，使用ILF或RCF的动态RC集群可以有利地提供较低的无线电协调复杂度，例如较少的RC运行以及较小的平均RC集群尺寸。

在本文中参照流程图或框图描述了本公开内容的各方面，流程图或框图中的每个块或块的任何组合可以通过计算机程序指令来实现。可以将所述指令提供至通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以实现机器或制品，并且当由处理器执行所述指令时，所述指令创建用于实现在附图中的每个块或块的任何组合中指定的功能、动作或事件的装置。

在这点上，流程图或框图中的每个块可以与包括用于实现指定逻辑功能的一个或更多个可执行指令的代码的模块、片段或部分对应。还应当注意的是，在一些替选实施方式中，与任何块相关联的功能性可以不按图中所记载的顺序发生。例如，连续示出的两个块实际上可以基本同时地执行，或者有时可以以相反顺序执行各块。

本领域的普通技术人员会理解本公开内容的各方面可以实施为设备、***、方法或计算机程序产品。因此，在本文中一般地称为电路、模块、部件或***的本公开内容的各方面可以以硬件、软件(包括固件、驻留软件、微代码等)或者软件和硬件的任何组合来实施，包括以计算机可读介质实施的计算机可读程序产品，计算机可读介质包括计算机程序代码。

在该方面中，可以利用一个或更多个计算机可读介质的任何组合，包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的、或半导体的***、设备或装置或其任何适当组合。计算机可读存储介质的更具体示例包括以下非穷举性列表：便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪速存储器、便携式致密盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、网络连接存储设备(NAS)、存储区域网络(SAN)、磁带或其任何适当组合。在本公开内容的上下文中，计算机可读存储介质可以包括下述的任何有形介质，所述有形介质能够包含或存储供数据处理***、设备或装置使用或与数据处理***、设备或装置结合使用的程序指令。

用于执行关于本公开内容的各方面的操作的计算机程序代码可以以一种或更多种编程语言的任何组合来编写，所述编程语言包括：面向对象编程语言，例如Java、Smalltalk、C++等；以及常规过程化编程语言，例如“C”、FORTRAN、COBOL、Pascal等。程序代码可以作为独立的软件包完全地执行在单独的个人计算机上，可以部分地执行在客户端计算机上并且部分地执行在远程服务器计算机上，可以完全地执行在远程服务器或计算机上或者可以执行在分布式计算机节点的集群上。通常，远程的计算机、服务器或分布式计算机节点的集群可以通过任何类型的网络包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、互联网接入点或其任何组合而连接至单独的(用户)计算机上。

要理解的是，可以做出各种修改。例如，如果按照不同的顺序来执行所公开的技术的步骤和/或如果所公开***中的部件以不同的方式来组合和/或由其他部件来代替或补充，也可以实现有用结果。因此，其他实现也在所附权利要求的范围内。

Claims (21)

1.一种用于自适应地定义发送点的集群以在通信网络中进行协调的装置，所述装置包括：

电路，所述电路被配置成接收与所述发送点相关联的无线电频率通信信道信息并且根据所接收的无线电频率通信信道信息来定义所述发送点的子集，所述发送点的所述子集通过成对的所述发送点之间的主干扰关系的连续链来相互关联。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电路还确定所述发送点的所述子集满足无线电协调能力需求。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电路还接收与对应于所述发送点中的第一发送点的拥塞相关联的指示并且将所述第一发送点包括在所述子集中。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电路还至少部分地基于所述无线电频率通信信道信息来得到成对的所述发送点之间的主干扰关系，并且所述电路构造无向图，所述无向图包括表示所述发送点的子集的顶点和成对的所述顶点之间的弧，所述弧表示所述主干扰关系的连续链。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括处理器，所述处理器独立地协调发送点的所述子集之中的无线电通信。

6.根据权利要求5所述的装置，还包括配置模块，所述配置模块从所述处理器接收无线电协调质量反馈并且基于所述无线电协调质量反馈来调整配置参数。

7.一种用于自适应地对发送点进行集群以在通信网络中进行协调的方法，所述方法包括：

利用处理器来接收与所述发送点之间的干扰关系相关联的无线电频率通信信道信息；以及

至少部分地基于所述无线电频率通信信道信息来定义所述发送点的子集，其中，所述子集中的节点通过成对的所述发送点之间的主干扰关系的连续链来彼此连接。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括独立地协调所述发送点的所述子集之中的无线电通信。

9.根据权利要求7所述的方法，还包括：

接收无线电协调质量反馈；以及

基于所述无线电协调质量反馈来调整配置参数。

10.根据权利要求7所述的方法，还包括接收与对应于所述发送点中的第一发送点的拥塞相关联的指示，其中，定义所述发送点的所述子集还包括将所述第一发送点包括在所述子集中。

11.根据权利要求7所述的方法，其中，定义所述发送点的所述子集还包括确定所述发送点的所述子集满足无线电协调能力需求。

12.根据权利要求7所述的方法，其中，定义所述发送点的所述子集还包括：

确定与第一发送点、无线电频率带宽和用户对应的第一无线电频率通信信道的频谱效率超过预定干扰阈值，其中，第二无线电频率通信信道与第二发送点、所述无线电频率带宽和所述用户对应；以及

确定所述第一发送点对所述第二无线电频率通信信道的干扰贡献超过预定主干扰阈值，其中，所述发送点的所述子集包括所述第一发送点和所述第二发送点。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，定义所述发送点的所述子集还包括确定所述第一发送点对所述第二无线电频率通信信道的所述干扰贡献等于一减去下述二者的比率：与所述第二无线电频率通信信道对应的总信号与干扰加噪声比，以及在不存在所述第一发送点的情况下与所述第二无线电频率通信信道对应的部分信号与干扰加噪声比。

14.一种用于自适应地对发送点进行集群以在通信网络中进行协调的方法，所述方法包括：

利用处理器接收与所述发送点对应的无线电频率通信信道信息；

至少部分地基于所述无线电频率通信信道信息来得到成对的所述发送点之间的主干扰关系；

构造无向图，所述无向图包括表示所述发送点的子集的顶点和成对的所述顶点之间的弧，所述弧表示所述主干扰关系的连续链；以及

将所述发送点的所述子集定义为无线电协调集群。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括接收与对应于所述发送点中的第一发送点的拥塞相关联的指示，其中，构造所述无向图还包括：利用表示所述第一发送点的单个顶点来开始局部图，以及利用表示一个或更多个下一增量主干扰集合的顶点和弧来增量式地扩大所述局部图。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，利用表示一个或更多个下一增量主干扰集合的顶点和弧来增量式地扩大所述局部图还包括：在零至一的范围中执行二分查找以针对前一增量差异主干扰集合找到统一的主干扰阈值。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，构造所述无向图还包括：当所述发送点的所述子集满足无线电协调能力需求、下一增量差异主干扰集合为空或者增量数达到增长限制时完成所述无向图。

18.根据权利要求14所述的方法，其中，构造所述无向图还包括采用增量式局部过滤过程。

19.根据权利要求14所述的方法，其中，构造所述无向图还包括：开始全局图，所述全局图包括表示所述通信网络中的所述发送点中的所有发送点的顶点和表示所述发送点之间的所有干扰关系的弧；以及通过针对所述全局图中的剩余发送点增大主干扰阈值来递归地简化所述全局图。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括接收与对应于所述发送点中的第一发送点的拥塞相关联的指示，其中，增大所述主干扰阈值还包括根据在***参数处的非减尺度函数来更新主干扰阈值，所述尺度函数基于种子值以及每个基站与所述第一发送点之间的最小图距离。

21.根据权利要求14所述的方法，其中，构造所述无向图还包括采用递归式集合过滤过程。