为经由快速衰落频率选择性信道的至少一个数据传输分配时间和频率资源的方法和处理设备

摘要

为至少一个数据传输分配时间和频率资源，该至少一个数据传输是在无线电信网络的接入点和位于在路径上移动的至少一个相应的移动运输工具中的至少一个通信设备之间经由快速衰落频率选择性信道而进行的，处理设备进行如下操作：针对一组时间和频率资源获得长期SINR信息；获得至少一个频率相关简档；获得至少一个时间相关简档；基于所获得的长期信号与干扰加噪声比信息、所获得的时间和频率相关简档，来计算时间和频率资源的潜在序列的品质因数；选择这样的序列，所述序列提供有望达到所述数据传输的目标服务质量或是最佳品质因数的品质因数；允许经由所选序列进行所述数据传输。

说明书

本发明总体上涉及为至少一个数据传输分配时间和频率资源，该至少一个数据传 输是在无线电信网络的接入点和位于在路径上移动的、至少一个相应的移动运输工具 中的至少一个通信设备之间经由快速衰落频率选择性信道而进行的。

在无线通信中，时间和频率资源通常被限定为多址传输技术的参数，多址传输技 术允许多个设备在同一时帧中在同一频率信道上发送，其中，时域被顺序地划分为时 帧或时隙。可以同时使用多种多址技术。在给定的接收机设备处接收到的干扰被限定 为由一个或多个源设备在同一时间和频率资源(作为由用于将数据发送到所述给定的 接收机设备的源设备所使用的那些)上发送到一个或多个其它接收机设备的信号。

在无线电信系统中，为了向位于移动运输工具中的通信设备提供无线通信服务， 沿着移动运输工具移动的路径部署接入点(AP)。例如，移动运输工具是火车且路径 是铁路。

为了分别实现集中式或分散式时间和频率资源管理和/或移动性管理功能，AP可 以连接到在核心网络中实现的服务器，或者彼此直接连接。当移动运输工具沿着路径 移动时，假设位于移动运输工具中的所考虑的通信设备通过切换过程而与提供最鲁棒 的数据链路的AP进行通信。这种与AP的通信使用由AP或上述服务器通常分配的 资源。通常，资源的频率与ISM(工业、科学和医学)无线电波段中的信道相对应， 这意味着存在其它邻近设备也使用同一时间和频率资源的高概率。因此，在未经许可 的频谱中可能同时发生许多通信。

为了对抗不佳的信道条件，通常实施跳频机制。实际上，通过彼此足够远的频率 信道来发送数据确保频率分集，并且因此改进传输错误率。此外，在不同频率信道上 发送数据限制干扰的影响。通常，跳频序列以伪随机方式进行限定，并且时间和频率 资源分配均匀地覆盖整个频谱，其限制与其它跳频系统发生冲突的概率，限制对在 ISM无线电波段中的其它系统发送的干扰，最大化频率分集，并最小化被干扰的概率。 为了改进传输的鲁棒性，存在用于优化跳频序列的多种算法。这些算法通常包括：对 每个频率信道所经历的错误率进行统计，并且避免跳频序列中具有不佳错误率的信 道。可以参照文献：“SAFH-Smooth Adaptive Frequency Hopping”Sami Ben Cheikh 等人，Third International Workshop on Cross Layer Design,2011年。为了在统计学上 满足目标错误率，该文献的作者提出从之前传输尝试执行对每个频率信道的帧错误率 预测，并将选择概率与每个频率信道相关联。还可以参照文献:“A New Probabilistic  Approach for Adaptive Frequency Hopping”Luca Stabdlini等人，IEEE 20th International  Symposium on Personal,Indoor and Mobile Radio Communications,2009年。在该文献 中，作者提出类似的机制，所述机制使用用于将错误率映射到选择频率信道的概率的 稍微不同的方法。

应当注意的是，上述跳频机制被设计用于静态通信设备，而不适于移动通信设备。

因此，期望的是提供一种跳频方案，所述跳频方案允许改进在无线电信网络的接 入点和位于在路径上移动的至少一个相应的移动运输工具中的至少一个通信设备之 间在快速衰落频率选择性信道上的至少一个数据传输的传输错误率。

为此，本发明涉及一种为至少一个数据传输分配时间和频率资源的方法，该至少 一个数据传输是在无线电信网络的接入点和位于在路径上移动的至少一个相应的移 动运输工具中的至少一个通信设备之间经由快速衰落频率选择性信道而进行的。该方 法使得处理设备执行如下步骤：针对一组时间和频率资源获得长期信号与干扰加噪声 比信息；获得快速衰落频率选择性信道的至少一个频率相关简档；获得快速衰落频率 选择性信道的至少一个时间相关简档；基于所获得的长期信号与干扰加噪声比信息、 所获得的频率相关简档和所获得的时间相关简档，来计算该组时间和频率资源当中的 时间和频率资源的潜在序列的品质因数；选择时间和频率资源的序列，该时间和频率 资源的序列提供计算出的品质因数当中的、有望达到所述数据传输的目标服务质量或 是最佳品质因数的品质因数；允许经由时间和频率资源的所选序列进行所述数据传 输。因此，通过考虑经由长期信号与干扰加噪声比的信号功率和干扰信息，以及时间 和频率相关简档，来改进在接入点和位于相应的移动运输工具中的通信设备之间的快 速衰落频率选择性信道上的数据传输的传输错误率。

根据特定特征，处理设备执行如下步骤：获得表示相应的移动运输工具的至少一 个位置的信息，并且获得快速衰落频率选择性信道的频率相关简档的步骤包括获得分 别与移动运输工具的所述位置相对应的至少一个频率相关简档。因此，当移动运输工 具的速度高时，能够考虑到频率相关性。

根据特定特征，处理设备执行如下步骤：获得表示相应的移动运输工具的至少一 个速度的信息；根据相应的移动运输工具的所述速度和多普勒频移模型，获得时间相 关简档。因此，考虑到时间相关性更加精确且可以使用有限的通信开销来确定时间相 关简档。

根据特定特征，处理设备将时间相关信息、频率相关信息以及长期信号与干扰加 噪声信息组合成针对每个移动运输工具的一个瞬时信号与干扰加噪声比协方差矩阵。 因此，确定品质因数变得更加容易。

根据特定特征，每个品质因数是输入瞬时信号与干扰加噪声比协方差矩阵且表示 数据传输的预期的成功概率的函数的结果。因此，能够提高时间和频率资源分配，从 而保证在高优先级数据业务的延时约束下给定的错误概率。

根据特定特征，每个品质因数是将瞬时信号与干扰加噪声比协方差矩阵输入到的 函数的结果，并且所述函数表示所述数据传输的期望的吞吐量。因此，能够提高时间 和频率资源分配，从而改进低优先级数据业务的吞吐量。

根据特定特征，对于多个移动运输工具，处理设备确定针对时间和频率资源的每 个潜在序列确定每个移动运输工具的一个品质因数，并且将每个潜在序列与作为针对 移动运输工具且针对该序列确定的品质因数当中的最小值的品质因数关联起来。因 此，发现暗示多个移动运输工具的常用于传输的时间和频率资源分配，这对所有所述 传输的服务质量做出折中，从而改进最差传输的性能。

根据特定特征，处理设备执行如下步骤：针对每个时隙，选择如下的时间和频率 资源的所述序列，该时间和频率资源的所述序列提供有望达到目标服务质量或是最佳 品质因数的品质因数；在存储器中与时隙相关联地存储所选序列；并且，当数据传输 变得有效时，处理设备执行如下步骤：从存储器中检索与数据传输变得有效的时隙相 关联的序列。因此，独立地增强并事先确定针对每个时隙的时间和频率资源分配，这 减少数据传输的总延时。

根据特定特征，处理设备执行如下步骤：检测数据传输将变得有效的情况；从数 据传输将变得有效的时隙中选择如下的时间和频率资源的所述序列，该时间和频率资 源所述序列提供有望达到目标服务质量或是最佳品质因数的品质因数。因此，仅当需 要时，计算出时间和频率资源分配，这节省计算资源。

根据特定特征，为了选择时间和频率资源的所述序列，时间和频率资源的所述序 列提供有望达到目标服务质量或是最佳品质因数的品质因数，处理设备初始化包含N 个时间和频率资源的第一临时序列，N被先验地确定为足够高以达到目标服务质量， 并且处理设备还执行如下迭代步骤：计算瞬时信号与干扰加噪声比协方差矩阵，所述 瞬时信号与干扰加噪声比协方差矩阵组合了时间相关信息、频率相关信息以及长期信 号与干扰加噪声比信息，并且与临时序列相对应；根据所计算出的瞬时信号与干扰加 噪声比协方差矩阵，确定临时序列的品质因数；确定所确定的品质因数是否优于与第 二临时序列相对应的品质因数；当第一临时序列的品质因数优于第二临时序列的品质 因数时，由第一临时序列替换第二临时序列；当满足停止条件时，选择第二临时序列； 当不满足停止条件时，通过替换一个时间和频率资源来修改临时序列，并使用修改后 的临时序列来重复所述迭代步骤。因此，增强时间和频率资源分配是平均复杂性，并 且能够实现，从而在相对少量的预定时间内提供良好的结果。并且，通过初始化具有 在该方法的先前执行中所获得的所选序列的时间和频率资源的第一临时序列，来跟踪 (信道跟踪)快速衰落频率选择性信道统计的变化，并且优化往往是最佳的。

根据特定特征，为了选择时间和频率资源的所述序列，时间和频率资源的所述序 列提供有望达到目标服务质量或是最佳品质因数的品质因数，处理设备初始化包含一 个时间和频率资源的第一临时序列，并且处理设备还执行如下迭代步骤：计算瞬时信 号与干扰加噪声比协方差矩阵，所述瞬时信号与干扰加噪声比协方差矩阵组合了时间 相关信息、频率相关信息以及长期信号与干扰加噪声比信息，并且与临时序列相对应； 根据所计算的瞬时信号与干扰加噪声比协方差矩阵，确定临时序列的品质因数；确定 所确定的品质因数是否优于与第二临时序列相对应的品质因数；当第一临时序列的品 质因数优于第二临时序列的品质因数时，由第一临时序列替换第二临时序列；当满足 停止条件时，选择第二临时序列；当不满足停止条件时，通过替换一个时间和频率资 源，或，当针对第一临时序列的所考虑的时隙已经检查过所有频率时，通过追加另一 时隙中的一个时间和频率资源，来修改第一临时序列，并且使用修改后的第一临时序 列来重复所述迭代步骤。因此，时间和频率资源分配是低和固定的复杂性，并且提供 近似最佳性能。

根据特定特征，处理设备执行如下步骤：确定预测所述序列开始的起始时隙；针 对起始时隙，选择如下的时间和频率资源的所述序列，该时间和频率资源的所述序列 提供有望达到目标服务质量或是最佳品质因数的品质因数，所述序列包括这样的时间 和频率资源：该时间和频率资源已经在先前序列选择中被选择，并且被包括在起始时 隙中或被包括在起始时隙之后的时隙中；在存储器中将表示所选序列的信息与所述时 隙关联起来进行存储，并且对于所选序列的每个时隙，存储表示在所述所选序列中存 在的所述时隙的所述时间和频率资源的信息；并且，当数据传输变得有效时，处理设 备执行如下步骤：从存储器中检索表示与数据传输变得有效的时隙相关联的序列的信 息，并且针对所检索的序列的每个时隙的，检索表示时间和频率资源的信息。因此， 可以增强存储器使用，用于执行时间和频率资源分配。

根据特定特征，为了选择时间和频率资源的所述序列，所述序列的时间和频率资 源提供有望达到目标服务质量或是最佳品质因数的品质因数，处理设备使用来自先前 序列选择的时间和频率资源来初始化第一临时序列，并且处理设备还执行如下迭代步 骤：计算瞬时信号与干扰加噪声比协方差矩阵，所述瞬时信号与干扰加噪声比协方差 矩阵组合了时间相关信息、频率相关信息以及长期信号与干扰加噪声比信息，并且与 临时序列相对应；根据瞬时信号与干扰加噪声比协方差矩阵，确定临时序列的品质因 数；确定所确定的品质因数是否优于与第二临时序列相对应的品质因数；当第一临时 序列的品质因数优于第二临时序列的品质因数时，由第一临时序列替换第二临时序 列；当满足停止条件时，选择第二临时序列；当不满足停止条件时，通过替换一个与 先前序列选择中不存在的时隙相对应的时间和频率资源，或，当针对第一临时序列的 所考虑的时隙已经检查过所有频率时，通过追加另一时隙中的一个时间和频率资源， 来修改第一临时序列，并且使用修改后的第一临时序列来重复所述迭代步骤。因此， 时间和频率资源分配是低和固定的复杂性，并且提供近似最佳性能。

根据特定特征，当选择时间和频率资源的序列时，处理设备确保在预定时间段中 频率不被分配超过预定百分比的时间。因此，在给定的时间量期间控制在给定的频带 上辐射的能量。

本发明还涉及一种为至少一个数据传输分配时间和频率资源的处理设备，该至少 一个数据传输是在无线电信网络的接入点和位于在路径上移动的至少一个相应的移 动运输工具中的至少一个通信设备之间经由快速衰落频率选择性信道而进行的，其特 征在于，处理设备包括：用于针对一组时间和频率资源获得长期信号与干扰加噪声比 信息的装置；用于获得快速衰落频率选择性信道的至少一个频率相关简档的装置；用 于获得快速衰落频率选择性信道的至少一个时间相关简档的装置；用于基于所获得的 长期信号与干扰加噪声比信息、所获得的频率相关简档和所获得的时间相关简档，来 计算该组时间和频率资源当中的、时间和频率资源的潜在序列的品质因数的装置；用 于选择时间和频率资源的序列的装置，该时间和频率资的序列源提供计算出的品质因 数当中的、有望达到数据传输的目标服务质量或是最佳品质因数的品质因数；用于允 许经由时间和频率资源的所选序列进行所述数据传输的装置。

本发明还涉及计算机程序，所述计算机程序可以从通信网络下载和/或存储在由 处理设备可读取的介质上。该计算机程序包括：当由处理器运行所述程序时，用于使 上述方法实现的指令。本发明还涉及信息存储装置，所述信息存储装置存储计算机程 序，当从所述信息存储装置读取并由处理器运行存储信息时，所述计算机程序包括一 组使上述方法实现的指令。

由于与处理设备和与计算机程序有关的特征和优点与已经提及的、与相应的上述 方法有关的那些相同，所以在此不再重复。

通过阅读实施方式的示例的如下描述，本发明的特征将变得更加清晰，参照附图 产生所述描述，其中：

图1示意性地表示可以实现本发明的无线电信系统；

图2示意性地表示无线电信系统的处理设备的结构；

图3示意性地表示用于在无线电信网络的接入点和位于至少一个相应的移动运 输工具中的至少一个通信设备之间分配通信资源的算法；

图4A至图4G示意性地表示用于实现本发明的无线电信系统的构造；

图5示意性地表示根据第一实施方式的、用于在接入点和位于至少一个相应的移 动运输工具中的至少一个通信设备之间发送数据的算法；

图6A和图6B示意性地表示根据第二实施方式的、用于在接入点和位于至少一 个相应的移动运输工具中的至少一个通信设备之间发送数据的算法；

图7示意性地示出表示实现第一实施方式或第二实施方式的处理互连图形；

图8示意性地表示在第一实施方式或第二实施方式的环境中用于确定跳频序列 的第一算法；

图9示意性地表示在第一实施方式或第二实施方式的环境中用于确定跳频序列 的第二算法；

图10示意性地表示在第一实施方式或第二实施方式的环境中用于确定跳频序列 的第三算法；

图11示意性地表示时间和频率资源的网格；

图12A和图12B示意地表示根据第三实施方式的、用于在接入点和位于至少一 个相应的移动运输工具中的至少一个通信设备之间发送数据的算法；

图13示意性地表示在第三实施方式的环境中用于确定跳频序列的算法。

图1示意性地表示可以实现本发明的无线电信系统。

无线电信系统包括：沿着移动运输工具130的路径170设置的AP 110、111。移 动运输工具130例如是火车，且路径是引导火车从始发站至到达站的铁路。根据另一 示例，移动运输工具130是客车，且路径是客车遵循的预定路线。

AP 110、111向通信设备(诸如位于移动运输工具130中的通信设备131)提供 无线电信系统的服务。通信设备131例如是移动终端或中继站，所述中继站允许位于 移动运输工具中的移动终端经由AP访问无线电信系统的服务。

无线电信系统还可以包括：例如在核心网络中实现的服务器100，所述核心网络 实现集中式无线电资源管理和/或移动性管理功能。

AP 110、111可以彼此相互连接，从而实现分散式无线电资源管理和/或移动性管 理功能。

静态干扰150、151、152、153可以位于足够接近移动运输工具130的路径170， 以影响从AP 110、111到位于移动运输工具130中的通信设备131的下行链路通信。 这种干扰150、151、152、153是例如WiFi(注册商标)接入点，符合IEEE 802.11 标准。

其他静态干扰140、141可以位于足够接近AP 110，以影响从位于移动运输工具 中的通信设备131至AP 110的上行链路通信。这种干扰140、141是例如WiFi(注 册商标)接入点，符合IEEE 802.11标准。

处理设备负责确定在AP 110、111与至少一个相应的移动运输工具中的至少一个 通信设备(诸如通信设备131)之间的通信的适合的资源分配。如在下文中参照图4A- 图4G详述的，处理设备可以位于，或连接到服务器100、AP 110，111、或所述通信 设备。

为了允许由于跳频的频率分集和/或干扰避免，在依赖于多个频率的快速衰落频 率选择性信道上执行AP 110、111和位于相应的移动运输工具中的所述通信设备之间 的通信。

图2示意性地表示处理设备的结构。根据所示结构，处理设备包括通过通信总线 210互连的如下部件：处理器、微处理器、微控制器或CPU(中央处理单元)200； RAM(随机存取存储器)201；ROM(只读存储器)202；HDD(硬盘驱动器)或SD (安全数字)卡读取器203、或适于读取存储在存储装置上的信息的任何其它设备； 通信接口204。

通信接口204允许处理设备与位于移动运输工具130中的通信设备131和/或与 AP 110、111和/或与服务器100进行通信。

CPU 200能够执行从ROM 202或从外部存储器(诸如SD卡或HDD)加载到RAM 201的指令。在处理设备已经接通电源之后，CPU 200能够读取来自RAM 201的指 令并执行这些指令。这些指令形成一个计算机程序，所述计算机程序使CPU 200执 行在下文中参照图3、图5、图6A、图6B、图8、图9、图10、图12A、图12B和 图13描述的算法的某些或全部步骤。

在下文中参照图3、图5、图6A、图6B、图8、图9、图10、图12A、图12B 和图13描述的算法的任意和全部步骤可以在软件中通过由可编程计算机，诸如PC (个人计算机)、DSP(数字信号处理器)或微控制器执行一组指令或程序来实现， 或者在硬件中通过机器或专用部件，诸如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专 用集成电路)来实现。

图3示意性地表示由处理设备执行的、用于在无线电信系统的AP(诸如AP 110) 和位于至少一个相应的移动运输工具中的至少一个通信设备(诸如通信设备131)之 间分配通信的时间和频率资源的算法。

可以注意到的是，时间和频率资源可以用于发送寻址到移动运输工具中的通信设 备，或者到多个相应的移动运输工具中的多个通信设备的数据分组(多播)，或者时 间和频率资源可以用于发送寻址到多个相应的移动运输工具中的多个通信设备的多 个数据分组(例如，时分多址)。因此，这意味着分配时间和频率资源可以涉及从AP 到位于至少一个相应的移动运输工具中的至少一个通信设备的下行链路通信，或者可 以涉及从位于至少一个相应的移动运输工具中的至少一个通信设备到AP的上行链路 通信。

在步骤S301中，处理设备获得沿着路径170的至少一个移动运输工具的位置。 所述位置可以表示为地理坐标系统中的绝对值，或者表示为相对于固定参考点(诸如 相对于AP 110、111的相应位置)的相对值。所述位置可以是移动运输工具的实际位 置或假设移动运输工具在另一时刻(例如用于预测未来的情况)所处的位置。在一个 实施方式中，考虑仅一个移动运输工具，诸如移动运输工具130。在另一实施方式中， 考虑一个以上的移动运输工具，并且为了增强AP 110、111和位于移动运输工具中的 通信设备之间的传输，算法试图找到时间和频率资源分配中的折中方案。

根据第一示例，所考虑的移动运输工具的位置从由GPS(全球定位系统)接收机 提供的GPS信息获得，所述GPS接收机与位于所考虑的移动运输工具中的通信设备 相关联，并且由所述通信设备向处理设备发送。

根据第二示例，所考虑的移动运输工具的位置从接收到的信号功率信息获得，所 接收到的信号功率信息由位于所考虑的移动运输工具中的通信设备从AP 110、111接 收到的信号确定。获知AP 110、111的位置并获知由所考虑的移动运输工具遵循的路 径170，允许根据由所述通信设备从AP 110、111接收到的信号的功率的测量来确定 所述通信设备的位置。每个接收到的信号功率信息由所述通信设备朝处理设备发送。

根据第三示例，从由AP 110、111从位于所考虑的移动运输工具中的通信设备接 收到的信号确定的接收到的信号功率信息，来获得所考虑的移动运输工具的位置。获 知AP 110、111的位置并获知由所考虑的移动运输工具遵循的路径170，允许根据由 AP 110、111从所述通信设备接收到的信号的功率的测量，来确定所述通信设备的位 置。所接收到的信号功率信息由AP 110、111朝处理设备发送。

根据第四示例，由于沿着路径170设置并且适于检测移动运输工具何时通过的传 感器而获得所考虑的移动运输工具的位置。这种检测的通知由传感器向处理设备发 送。

此外，位置可以与路径170的一部分相对应。路径170上的多个有效的连续位置 则可以与针对本发明的目的的单个位置相关联。

在步骤S301中，处理设备还获得与在相应的获得的位置处的移动运输工具的相 应速度有关的信息。在所考虑的移动运输工具的先前位置以及所述先前位置和所述获 得的位置之间的时间差的基础上，可以通过估计来获得所考虑的移动运输工具的速 度。由于在所考虑的移动运输工具中设置的速度传感器，可以获得所考虑的移动运输 工具的速度。

在步骤S302中，处理设备获得由分配可能涉及的每个时间和频率资源的长期 SINR(信号与干扰加噪声比)信息。

对于在所考虑的移动运输工具中从AP到通信设备的下行链路通信，长期SINR 信息是这样的数据，所述数据允许特征化有用的信号功率和与沿着路径170设置的静 态干扰150、151有关的干扰电平，对于移动运输工具的每个频率和每个位置，如期 望的沿着路径170在所考虑的移动运输工具中由通信设备进行感知。这种有用的信号 功率和干扰电平可以从由所述通信设备执行的测量中获得。例如，测量是在至少一个 移动运输工具的给定位置处的给定频率资源上接收到的信号功率，或者是这样的帧错 误率，从该帧错误率中可以推导出短期SINR，因此可以通过对短期SINR进行平均 来获得长期SINR。

对于从所考虑的移动运输工具中的通信设备到AP的上行链路通信，长期SINR 信息是这样的数据，所述数据允许特征化有用的信号功率和与位于靠近AP的静态干 扰140、141有关的干扰电平，对于在AP的覆盖范围内的移动运输工具的每个频率 和每个位置，如期望的当接收来自在沿着路径170的所考虑的移动运输工具中的通信 设备的信号时对AP进行感知。这种有用的信号功率和干扰电平可以从由所述AP执 行的测量中获得。例如，该测量是在至少一个移动运输工具的给定位置处在给定频率 资源上的接收到的信号功率，或者是这样的帧错误率，从该帧错误率可以推导出短期 SINR，因此可以通过对短期SINR平均来获得长期SINR。

另选地，对于下行链路通信或对于上行链路通信，当在通信协议中实现 ACK/NACK(确认/否定确认)机制时，能够依赖于确认的统计。在所考虑的移动运 输工具的位置处(如在步骤S301中获得的)和在沿着路径170的即将到来的位置处 的长期SINR信息因此可以由处理设备获得。沿着路径170的所述即将到来的位置是： 对于时间和频率资源的即将到来的时隙，期望所考虑的移动运输工具所在的那些位 置。所述即将到来的位置可以由处理设备在所考虑的移动运输工具的位置(如在步骤 S301中获得的)和所考虑的移动运输工具的速度(也如在步骤S301中获得的)的基 础上进行确定。

在优选实施方式中，处理设备从存储在数据库中的长期SINR的指纹图谱确定这 种有用的信号和干扰电平，从移动运输工具130、或其它移动运输工具的路径170上， 在先前旅程期间观察到的有用的信号功率和干扰，来构造长期SINR的指纹图谱，作 为路径170上的位置或路径170的一部分的函数。如将在下文中参照图4A至图4G 详述的，存储长期SINR的指纹图谱的数据库可以位于或连接到沿着路径170移动的 移动运输工具中的服务器100、AP 110，111、或通信设备(诸如通信设备131)。存 储长期SINR的指纹图谱的数据库可以在与处理设备不同的位置实现，因此实现数据 库的设备将数据库的内容提供给处理设备。

在步骤S303中，处理设备获得至少一个频率相关简档。频率相关简档表示由分 配可能涉及到的时间和频率资源的频率之间的相关性。为了实现这一点，在第一种方 法中，为了提供频率协方差的鲁棒估计，以包括在快速衰落频率选择性信道的相干时 间内的不同时间间隔，从信道估计获得针对不同频率的瞬时功率的协方差。然后，执 行归一化，以获得频率相关信息。在第二种方法中，处理设备获得分别与移动运输工 具的所获得的位置相对应的至少一个频率相关简档。然后将频率相关简档存储在指纹 图谱中，优选地存储在与长期SINR的指纹图谱相同的数据库中。频率相关简档可以 从在移动运输工具130，或其它移动运输工具的路径170上，在先前旅程期间执行的 观察造成的多路径统计进行构造，作为路径170上的位置或路径170的一部分的函数。 在路径170上的所考虑的移动运输工具的给定位置处，执行快速衰落频率选择性信道 估计，并获得信道的瞬时离散脉冲响应，所述瞬时离散脉冲响应取决于快速衰落有效 实现。然后，通过计算与所获得的信道的瞬时离散脉冲响应的每个抽头相关联的每个 复数值的平方模量，来获得瞬时功率简档。然后，为了计算快速衰落频率选择性信道 的估计的功率延迟简档，对在所考虑的移动运输工具的所述给定位置的时间期间获得 的若干瞬时功率简档进行平均，这表示快速衰落频率选择性信道的统计特性，例如通 过假设每个抽头有效实现是复杂的高斯分布。然后，通过将每个抽头功率除以所有抽 头功率之和，来执行功率延迟简档的归一化。然后为了提供频率相关简档，计算归一 化功率延迟简档的傅立叶变换。因此，可以由处理设备获得表示所考虑的移动运输工 具的位置(如在步骤S301中获得的)处和在沿着路径170的即将到来的位置处的多 路径的频率相关信息。

在步骤S304中，处理设备获得至少一个时间相关简档。为了实现这一点，在第 一种方法中，以不同时间间隔从信道估计获得快速衰落频率选择性信道的瞬时功率的 协方差。然后，执行归一化，以获得时间相关信息。在第二种方法中，时间相关简档 可以从模型中获得，其取决于所考虑的移动运输工具的速度和多普勒频移模型。多普 勒频移模型(诸如Jake模型)是通过定义时域中衰落的信道的相关性的傅立叶变换。 因此，可以从多普勒频谱模型获得时间相关信息。因此可以由处理设备获得根据所考 虑的移动运输工具的、在步骤S301中获得的速度值的时间相关信息。

在步骤S305中，基于所获得的长期SINR信息、基于所获得的频率相关简档并 基于所获得的时间相关简档，处理设备计算时间和频率资源的序列的品质因数 (figures of merit)。为此，处理设备可以将时间相关信息、与所考虑的移动运输工具 的位置相对应的频率相关信息以及与所考虑的移动运输工具的位置相对应的长期 SINR信息，组合成针对每个移动运输工具的一个瞬时SINR协方差矩阵。因此，每 个瞬时SINR协方差矩阵特征化这样的瞬时SINR的统计，该瞬时SINR的统计期望 由位于所考虑的移动运输工具中的通信设备(诸如用于下行链路通信的通信设备 131)和由接入点(诸如用于上行链路通信的AP 110)观察到。

品质因数是应用预定函数产生的数量，用于特征化时间和频率资源的序列的性 能。换句话说，品质因数是表示时间和频率资源的序列的期望错误率的值。

让我们考虑经由N个时间和频率资源的序列传输和潜在地至少一次重新传输数 据。在相应的传输N个复制的数据和独立解码之后，差错P_e的平均概率可以表示如 下：

$P_e=E\left[\underset{i=1}{\overset{N}{\Pi }}f\left({\alpha }_{R_i}\right)\right]$

其中：

是序列中第i次传输的时间和频率资源R_i上的传输期间所观察到的瞬时 SINR；

-f(x)是在具有SNR(信噪比)x的AWGN(Additive White Gaussian Noise加性高 斯白噪声)信道上单次传输数据的错误的概率；以及

-E[.]是在快速衰落信道上的数学期望。

在特定实施方式中，当考虑到一个移动运输工具时，用于计算上述品质因数的函 数F定义如下，其表示所述传输的期望的成功概率，并且其应当被最大化：

F(Σ(R₁，..，R_N))＝det(I+Σ(R₁，..，R_N))

其中：

-det(X)是X的行列式；

-I是单位矩阵；

Σ(.)是表示在跳频传输产生的等效信道的N个系数之间的协方差的NxN矩阵， 并且该NxN矩阵影响从数据的一次传输到另一传输的瞬时SINR，并且其可以表示如 下：

${\Sigma }_{i,j}=E\left[{\alpha }_{R_i}{\alpha }_{R_j}^{*}\right]=\sqrt{{\rho }_{R_i}}\sqrt{{\rho }_{R_j}}{\Sigma }_t\left(\tau \right(R_i,R_j)\left){\Sigma }_f\left(\Delta f\right(R_i,R_j)\right)$

其中：

-x*是x的复共轭

-Σ_i，j表示与时间和频率资源R_i和R_j相对应的瞬时SINR之间的协方差；

表示时间和频率资源R_i的长期SINR；

表示时间和频率资源R_j的长期SINR；

-τ(R_i，R_j)表示时间和频率资源R_i和R_j之间的时间差；

Δf(R_i，R_j)表示时间和频率资源R_i和R_j之间的频率差；

-Σ_t是快速衰落频率选择性信道的时间相关函数，其中，根据相关性的定义 Σ_t(0)=1，这是除以其标准偏差的两个随机变量之间的协方差；

-Σ_f是快速衰落频率选择性信道的频率相关函数，其中，通过定义Σ_f(0)=1。

在特定实施方式中，其中，处理设备具有针对在路径170上移动运输工具130 的每个所考虑的位置的功率延迟简档的估计，如已解释的，从功率延迟简档的傅里叶 变换计算出两个频率之间的相关性。

在另一特定实施方式中，其中，假设使用与上述相同的符号来确认数据的传输， 当考虑一个移动运输工具时，用于计算上述品质因数的函数F定义如下，其表示所述 传输的期望吞吐量，并且其应当被最大化：

$F\left(\Sigma \left(R_1,\mathrm{..},R_N\right)\right)=\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}\frac{1}{i}(1-\det {(I+\Sigma (R_1,\mathrm{..},R_i\left)\right)}^{-1})\underset{j=1}{\overset{N-1}{\Pi }}\det {(I+\Sigma (R_1,\mathrm{..},R_j\left)\right)}^{-1}$

在特定实施方式中，当考虑多个移动运输工具时，计算上述品质因数的函数F’ 定义如下：

F′＝min(F(Σ_k(R₁，..，R_N)))

其中，k是所述移动运输工具的索引。

换句话说，处理设备确定针对时间和频率资源的每个潜在序列的一个品质因数， 作为每个移动运输工具的函数F的结果，并且将每个潜在序列与作为针对移动运输工 具和针对所述序列所确定的品质因数当中的最小值的品质因数相关联。

在两种情况下，其中，品质因数与期望的成功概率或所述传输的期望吞吐量相关 联，为了定义时间和频率资源R₁…R_N，应当最大化函数F’，所述时间和频率资源R₁…R_N实现所考虑的多个移动运输工具的品质因数之间的最佳折中。

在步骤S306中，处理设备选择时间和频率资源的序列，所述时间和频率资源的 序列提供期望到达数据传输的目标QoS或是最佳品质因数的、所考虑的时间和频率资 源的品质因数当中的品质因数，例如，当考虑单个移动运输工具时，最大化品质因数 F的所述时间和频率资源的序列，或当考虑多个移动运输工具时，最大化品质因数F’ 的所述时间和频率资源的序列。

在步骤S307中，处理设备允许经由所选时间和频率资源传输数据。如下文详述 的，时间和频率资源可以是选择的先验，即无需注意是否需要有效地发送数据，或者 有目的地选择，即在检测需要发送数据时。

图4A至图4G示意性地表示用于实现本发明的无线电信系统的构造。图4A至 图4G示出服务器100、位于移动运输工具130中的通信设备131、以及AP 110。重 复无线电信系统的其它AP的构造。

图4A示意性地表示第一构造。在该构造中，处理设备402位于服务器100中， 或连接到服务器100。长期SINR的指纹图谱401也位于服务器100中，或连接到服 务器100。在该构造中，服务器100经由AP 110从位于移动运输工具130中的通信 设备131接收用于更新长期SINR的指纹图谱401的任何数据。

图4B示意性地表示第二构造。在该结构中，处理设备402位于处在移动运输工 具130中的通信设备131中，或连接到位于移动运输工具130中的通信设备131。长 期SINR的指纹图谱401位于服务器100中，或连接到服务器100。在该构造中，服 务器100经由AP 110从位于移动运输工具130中的通信设备131接收用于更新指纹 图谱401的任何数据。

另选地，可以经由数据存储便携式装置(诸如USB(通用串行总线))闪存驱动 器来执行长期SINR的指纹图谱401的更新，数据存储便携式装置首先被插到通信设 备131，用于转移到在路径170上的移动运输工具的旅程期间存储在数据库中的USB 闪速驱动器数据，并且其被再次插到服务器100，用于将由USB闪速驱动器存储的 数据转移到服务器100。可以以相同方式执行传输频率相关简档的测量。

图4C示意性地表示第三构造。在该构造中，处理设备402位于AP 110中，或 连接到AP 110。长期SINR的指纹图谱401还位于AP 110中，或连接到AP 110。在 该构造中，AP 110从位于移动运输工具130中的通信设备131接收用于更新指纹图 谱401的任何数据。

图4D示意性地表示第四构造。在该构造中，处理设备402位于AP 110中，或 连接到AP 110。长期SINR的指纹图谱401位于服务器100中，或连接到服务器100。 长期SINR的部分指纹图谱403位于AP 110中，或连接到AP 110。长期SINR的该 部分指纹图谱403与针对一部分路径170的指纹图谱401的一部分相对应，所述一部 分路径170位于由AP 110管理的区域中。在该构造中，服务器100经由AP 110从位 于移动运输工具130中的通信设备131接收用于更新指纹图谱401的任何数据。AP 110从服务器100接收用于更新长期SINR的部分指纹图谱403的任何数据。

图4E示意地表示第五构造。在该构造中，处理设备402位于处于移动运输工具 130中的通信设备131中，或连接到位于移动运输工具130中的通信设备131。长期 SINR的指纹图谱401位于AP 110中，或连接到AP 110。在该构造中，AP 110从位 于移动运输工具130中的通信设备131接收用于更新指纹图谱401的任何数据。

图4F示意性地表示第六构造。在该构造中，处理设备402位于处于移动运输工 具130中的通信设备131，或连接到位于移动运输工具130中的通信设备131。长期 SINR的指纹图谱401位于服务器100中，或连接到服务器100。长期SINR的部分指 纹图谱403位于AP 110中，或连接到AP 110。在该构造中，服务器100经由AP 110 从位于移动运输工具130中的通信设备131接收用于更新指纹图谱401的任何数据。 AP 110从服务器100接收用于更新长期SINR的部分指纹图谱403的任何数据。

另选地，可以经由数据存储便携式装置(诸如USB闪存驱动器)来执行长期SINR 的指纹图谱401的更新，所述数据存储便携式装置首先被插到通信设备131，用于转 移到在路径170上的移动运输工具的旅程期间存储在数据库中的USB闪存驱动器数 据，并且其被再次插到服务器100，用于将由USB闪速驱动器存储的数据转移到服 务器100。

图4G示意性地表示第七构造。在该构造中，处理设备402位于处于移动运输工 具130中的通信设备131中，或连接到位于移动运输工具130中的通信设备131。长 期SINR的指纹图谱401也位于处于移动运输工具130中的通信设备131中，或连接 到位于移动运输工具130中的通信设备131。

在优选实施方式中，实现图4A所示的构造。

如已经提及的，优选地将频率相关简档存储在同一数据库中，即在同一位置处， 作为长期SINR的指纹图谱401。部分频率相关简档还可以被实现为用于长期SINR 信息，然后位于同一位置处，作为长期SINR的部分指纹图谱403。

测量数据，诸如时间相关简档的测量和频率相关简档的可能测量，或与移动运输 工具的速度有关的信息(其不能在沿着路径170的移动运输工具的旅程结束时提供)， 通过使用由无线通信系统提供的通信装置，实时地(on the fly)由执行测量的设备向 处理设备提供。

图5示意性地表示根据第一实施方式的、用于在AP 110或AP 111和位于至少一 个相应的移动运输工具中的至少一个通信设备(诸如通信设备131这样)之间发送数 据的算法。在第一实施方式中，假设每次处理设备检测必须发送数据时，实时地执行 对时间和频率资源的选择。

在步骤S501中，处理设备检查是否必须发送数据，即新的数据分组(需要分配 时间和频率资源)。当必须发送数据时，执行步骤S502；否则，重复步骤S501。

在步骤S502中，如已经提及的，基于长期SINR信息、频率相关简档以及时间 相关简档，处理设备从针对时间和频率资源的序列的品质因数中选择时间和频率资 源。所选的时间和频率资源形成这样的序列，该序列包括N个时间和频率资源，因 此与数据的重新传输的数量N-1相对应，其中，传输数据的数量N允许达到目标服 务质量(QoS:Quality of Service)。目标QoS被映射到品质因数的阈值，或来源于品 质因数的最大值或最小值。当N等于1时，仅支持执行数据的一次传输，而不支持 执行重新传输。在下文中，参照图8至图10详述用于选择时间和频率资源的具体实 施方式。

在步骤S503中，处理设备允许根据所选的时间和频率资源来发送数据。或者处 理设备被包括在所涉及的发送器中，然后处理设备在内部指示发送器经由所选资源来 发送数据；或者处理设备连接到所涉及的发送器，然后处理设备将消息发送到发送器， 通知发送器要用于发送数据的所选资源。

在特定实施方式中，实现具有ACK/NACK机制的确认传输。因此，当接收到传 输数据的ACK时，且当不是所有所选时间和频率资源已被消耗用于发送数据时，时 间和频率资源当中的、已被分配的、但未被消耗用于发送数据的未使用的时间和频率 资源得到释放，并且可以在未来选择时间和频率资源中重复使用。

换句话说，通过应用图5的算法，处理设备检测到数据传输将变得有效，然后从 数据传输将变得有效的时隙中选择：提供有望达到目标QoS的品质因数的时间和频 率资源的序列。

图6A和图6B示意性地表示根据第二实施方式的、用于将数据从AP 110或AP 111发送到位于至少一个相应的移动运输工具130中的至少一个通信设备的算法。在 第二实施方式中，假设事先相对于用于有效发送分组的序列TxITS(“传输初始时隙”) 中的第一时隙，从分组到达异步地执行以时隙AITS(“分配初始时隙”)开始的对时 间和频率资源的选择。因此，图6A所示的算法部分例示如何确定时间和频率资源的 序列，而图6B的算法部分例示如何经由所确定的序列来有效地发送数据。

参照图6A，在步骤S601中，处理设备初始化表示时隙AITS(即确定序列中的 第一时隙)的参数。

在步骤S602中，如已经提及的，基于长期SINR信息、频率相关简档以及时间 相关简档，处理设备确定从时隙AITS开始的、时间和频率资源的序列的品质因数。 所述序列包括N个时间和频率，因此与数据的重新传输的数量N-1相对应，其中， 数据的传输的数量N允许达到目标QoS。在下文中参照8至图10提供用于确定从时 隙AITS开始的时间和频率资源的序列的具体实施方式。

在步骤S603中，处理设备在存储器中存储与表示时隙AITS的信息相关联的所 确定的序列。因此，当必须从在步骤S603中已经存储序列的时隙AITS相匹配的时 隙TxITS发送分组时，根据所存储的序列来发送分组。在下文中将参照图6B详述该 方面。

在步骤S604中，处理设备移动到下一时隙，所述下一时隙成为新的时隙AITS (针对其需要确定时间和频率资源的新序列)，相应地更新表示时隙AITS的参数， 并重复步骤S602。因此，确定并存储每个时隙(针对其可以开始数据的传输)的序 列。

现在参照图6B，在步骤S611中，处理设备检查是否必须发送数据(即新的数据 分组)。当必须发送数据时，执行步骤S612；否则，重复步骤S611。

在步骤S612中，处理设备检索如存储在步骤S603中的序列，所述序列与期望开 始传输的时隙相关联。

在步骤S613中，处理设备允许根据所检索的序列来发送数据。或者处理设备被 包括在所涉及的发送器中，然后处理设备在内部指示发送器根据所检索的序列来发送 数据；或者处理设备连接到所涉及的发送器，然后处理设备将消息发送到发送器，所 述消息通知发送器要用来发送数据的时间和频率资源。

在步骤S614中，处理设备从存储器中擦除：在执行图6A的算法部分期间存储 的、和与时隙TxITS相关联的序列，与所检索的序列的所有后续时隙相关联的序列， 以及与时隙TxITS之前的时隙相关联的序列。

在步骤S614的变型中，当实现ACK/NACK机制时，处理设备从存储器中擦除： 在执行图6A的算法部分期间存储的、和与时隙TxITS相关联的序列，以及与时隙 TxITS之前的时隙相关联的序列。然后，在后续数据发送期间，擦除通过数据传输有 效地消耗的时隙TxITS之后的时隙相关联的序列。因此，当接收到针对所发送的数据 的ACK时，并且当并非所有所选时间和频率资源已被消耗用于发送数据时，不擦除 与用于发送数据先前分配的时间和频率资源当中的、未使用的时间和频率资源相关联 地存储的相应序列，并且该相应序列可以用于传输数据。

通过应用图6A和图6B的算法，处理设备针对每个时隙选择时间和频率资源的 序列，所述时间和频率资源的序列提供有望达到目标QoS的品质因数，并且处理设 备在存储器中存储与所述时隙AITS相关联的所选序列，并且，当数据传输变得有效 时，处理设备从存储器中检索与时隙TxITS(从其数据传输变得有效)相关联的序列。

图7示意性地示出表示实现第一实施方式或第二实施方式的处理互连图形。

图7所示的互连图形包括：第一处理701，其用于分配时间和频率资源；第二处 理702，其用于收集并更新信道信息；以及第三处理703，其用于监控数据分组传输。

第一处理701负责通过使用由第二处理702提供的信道信息，来确定用于允许达 到目标QoS的时间和频率资源的序列。信道信息包括：长期SINR信息、频率相关简 档、以及时间相关简档。或者第一处理701在接收到来自第三处理703的指示时被激 活，或者被执行作为在存储区域中提供时间和频率资源的序列的后台任务，当需要时， 存储区域由第三处理703访问。同样地，或者当必须确定时间和频率资源的序列时， 在接收来自第一处理701的指令时激活第二处理702，或者第二处理702被执行作为 在存储区域中提供信道信息的后台任务，当需要时，该存储区域由第一处理701访问。

图8示意性地表示在第一实施方式或第二实施方式的环境中，由处理设备执行 的、用于确定时间和频率资源的序列的第一算法。第一算法涉及穷举方法。

在步骤S801中，处理设备确定针对预定长度N的时间和频率资源的序列的、时 间和频率资源的所有可能组合。

在步骤S802中，处理设备确定时间和频率资源的每个确定组合的品质因数，如 已经解释的。

在步骤S803中，处理设备选择具有最佳品质因数的时间和频率资源的组合。

在可选步骤S804中，处理设备尝试减少时间和频率资源的所选组合的数量N。 换句话说，处理设备从所选组合中移除至少一个时间和频率资源，并检查是否将满足 目标QoS。如果目标QoS被视为满足，则保持时间和频率资源的减少的组合；否则， 保持在步骤S803中选择的时间和频率资源的组合。

在特定实施方式中，当处理设备检测到时间和频率资源的所选组合的数量N不 允许到达目标QoS时，为了尝试找到允许达到目标QoS的时间和频率资源的序列， 处理设备将数量N递增一个单位并重复步骤S801到S803。

图9示意性地表示在第一实施方式或第二实施方式的环境中，由处理装置执行 的、用于确定时间和频率资源的序列的第二算法。图9的算法是图8的算法的替代方 案。

在步骤S901中，处理设备初始化时间和频率资源的序列R_tmp。该初始化的序列 R_tmp由第一时间和频率资源构成。处理设备初始化参数CTS(“所考虑的时隙”)，其 指示处理设备当前测试不同频率(其可以在传输方案中分配)的时隙。在步骤S901 中，时隙CTS与上述时隙AITS相对应。在下文中，基于图11结合说明性示例，来 详述图9的算法，图11示意性地表示时间和频率资源的网格。网格的列1110到1115 表示连续时隙，而行1101到1108表示可以在传输方案中分配的频率。因此，一行和 一列的每个交点表示时间和频率资源。让我们考虑处理设备初始化具有这样时间和频 率资源序列R_tmp，该时间和频率资源位于行1101和列1110的相交处，即时隙AITS 是由列1110表示的时隙。

此外，处理设备以空值初始化参数F_最佳。参数F_最佳表示在执行算法时由处理设备 计算出的最佳品质因数。此外，处理设备将数量N初始化为数值1。

在步骤S902中，处理设备计算如已经参照图3解释的、来自序列R_tmp和来自信 道信息的N x N瞬时SINR协方差矩阵。信道信息包括：长期SINR信息、频率相关 简档、以及时间相关简档。

在步骤S903中，如上文详述的，在步骤S902中计算出的瞬时SINR协方差矩阵 的基础上，处理设备计算序列R_tmp的品质因数。

在步骤S904中，处理设备确定在步骤S903中计算出的品质因数是否大于由参数 F_最佳存储的品质因数。当在步骤S903中计算出的品质因数大于由参数F_最佳存储的品 质因数时，执行步骤S905；否则，执行步骤S906。

在步骤S905中，处理设备存储参数R_sel中的序列R_tmp。在执行算法时，参数R_sel表示由处理设备确定的时间和频率资源的最佳序列。此外，处理设备存储在参数F_最佳中、在步骤S903中计算出的品质因数。然后，执行步骤S906。

在步骤S906中，处理设备检查是否满足用于停止执行图9的算法的预定条件。 这种条件例如是当启动图9的算法时激活的超时已经期满，这保证图9的算法的处理 时间不超过限制时间段，例如一个时隙的持续时间。根据另一示例，该条件是图9 的算法已经经由步骤S902循环预定次数。根据又一示例，该条件是在步骤S903中计 算出的品质因数大于与目标QoS相对应的品质因数。当满足用于停止执行图9的算 法的条件时，执行步骤S907；否则，执行步骤S908。

在步骤S907中，处理设备选择由参数R_sel识别的时间和频率资源的序列，并且 算法结束。

在步骤S908中，处理设备检查是否已经检查过所考虑的时隙CTS的最后频率(其 可以在传输方案中分配)。当已经检查过所考虑的时隙CTS的最后频率时，执行步骤 S911；否则，执行步骤S909。

在步骤S909中，处理设备移动到所考虑的时隙CTS中的下个频率，即，处理设 备决定测试针对时隙CTS的可以在传输方案中分配的另一频率。例如，参照图11， 如果处理设备正在考虑行1101和列1110的相交处的时间和频率资源，则处理设备移 动到列1110中的另一时间和频率资源，诸如例如行1102和列1110的相交处的时间 和频率资源。换句话说，处理设备即将考虑由列1110表示的所考虑的时隙CTS中的 另一频率。然后，在步骤S910中，处理设备相应地更新序列R_tmp。根据上述示例， 处理设备在序列R_tmp中由行1102和列1110的相交处的时间和频率资源替换行1101 和列1110的相交处的时间和频率资源。然后，重复步骤S902。

在步骤S911中，处理设备移动到下个时隙，并相应地更新参数CTS。例如，参 照图11，如果处理设备正在考虑列1110中的时间和频率资源，则处理设备即将考虑 列1111中的时间和频率资源。处理设备选择可以在传输方案中分配的频率当中的一 个频率。然后，在步骤S912中，处理设备通过复制序列R_tmp中的序列R_sel并通过在 尚未考虑的时隙CTS中添加时间和频率资源，来相应地更新序列R_tmp。例如，处理 设备将行1101和列1111的相交处的时间和频率资源添加到序列R_tmp。然后，重复步 骤S902。

因此，通过执行图9的算法，处理设备在时隙AITS中选择提供最佳传输条件的 时间和频率资源，然后考虑在先前时隙中已经选择的时间和频率资源，在后续时隙中 选择提供最佳传输条件的时间和频率资源，优选地直到选择时间和频率资源的品质因 数允许到达目标QoS。序列中的时间和频率资源的数量并非静态固定的，而是动态限 定的。

图10示意性地表示在第一实施方式或第二实施方式的环境中，由处理设备执行 的、用于确定时间和频率资源的序列的第三算法。图10的算法是图8和图9的算法 的替代方案。

在步骤S1001中，处理设备初始化时间和频率资源的序列R_tmp。重传数据的数量 N-1是先验的，其以假设足够高以允许处理设备找到允许达到目标QoS的跳频序列这 样的方式固定。因此，初始化的序列R_tmp包括N个时间和频率资源，其可以被预先 限定，或者以随机方式限定，或者根据时间和频率资源分配的过往历史进行限定。在 下文中结合基于图11的说明性示例来详述图10的算法：让我们考虑N等于4，且处 理设备初始化具有如下各项的序列R_tmp：位于行1102和列1110的相交处的时间和频 率资源，加上位于行1105和列1111的相交处的时间和频率资源，加上位于行1103 和列1112的相交处的时间和频率资源，加上位于行1108和列1113的相交处的时间 和频率资源。处理设备还初始化参数CTS(“所考虑的时隙”)，其指示处理设备当前 测试可以在传输方案中分配的不同频率的时隙。可以初始化参数CTS，使得参数CTS 与上述时隙AITS相对应，或随机地在由序列R_tmp所考虑的时隙当中。此外，处理设 备以空值初始化参数F_最佳。

在步骤S1002中，如已经参照图3解释的，处理设备计算来自序列R_tmp和来自 信道信息的NxN瞬时SINR协方差矩阵。信道信息包括：长期SINR信息、频率相关 简档、以及时间相关简档。

在步骤S1003中，如上文已经详述的，在步骤S1002中计算出的瞬时SINR协方 差矩阵的基础上，处理设备计算序列R_tmp的品质因数。

在步骤S1004中，处理设备确定在步骤S1003中计算出的品质因数是否大于由参 数F_最佳存储的品质因数。当在步骤S1003中计算出的品质因数大于由参数F_最佳存储 的品质因数时，执行步骤S1005；否则，执行步骤S1006。

在步骤S1005中，处理设备在参数R_sel中储存序列R_tmp。此外，处理设备在参数 F_最佳中存储在步骤S1003中计算出的品质因数。然后，执行步骤S1006。

在步骤S1006中，处理设备检查是否满足停止执行图10的算法的预定条件。这 种条件例如是当启动图10的算法时激活的超时已经期满，这保证图10的算法的处理 时间不超过限制时间段，例如一个时隙的持续时间。根据另一示例，该条件是图10 的算法已经经由步骤S1002循环预定次数。根据另一示例，该条件是在步骤S1003 中计算出的品质因数大于与目标QoS相对应的品质因数。根据又一示例，该条件是 需要尽快发送数据分组。当满足停止执行图10的算法的条件时，执行步骤S1007； 否则，执行步骤S1008。

在步骤S1007中，处理设备选择由参数R_sel识别的时间和频率资源的序列，并且 算法结束。

在步骤S1008中，处理设备检查是否已经检查过所考虑的时隙CTS的最后频率 (其可以在传输方案中分配)。当已经检查过所考虑的时隙CTS的最后频率时，执行 步骤S1011；否则，执行步骤S1009。

在步骤S1009中，处理设备移动到所考虑的时隙CTS中的下个频率，即，处理 设备决定测试针对时隙CTS的可以在传输方案中分配的另一频率。例如，参照图11， 如果处理设备考虑由列1110表示的时隙，则处理设备移动到列1110中的另一时间和 频率资源，诸如例如行1103和列1110的相交处的时间和频率资源。换句话说，为了 确定由列1110表示的所考虑的时隙CTS中的另一频率是否将提供更好的品质因数， 处理设备即将考虑所述另一频率。然后，在步骤S1010中，处理设备相应地更新序列 R_tmp。根据上述示例，处理设备在序列R_tmp中由行1103和列1110的相交处的时间和 频率资源替换行1102和列1110的相交处的时间和频率资源。然后，重复步骤S1002。

在步骤S1011中，处理设备移动到由序列R_tmp考虑的时隙当中的另一时隙，并 且相应地更新参数CTS。换句话说，为了确定另一时隙中的另一频率是否将提供更好 的品质因数，处理设备即将考虑所述另一频率。例如，根据上述示例，如果处理设备 正在考虑列1110中的时间和频率资源，则处理设备即将考虑列1111中的时间和频率 资源，并且即将考虑行1101和列1111的相交处的时间和频率资源，而不是行1105 和列1111的相交处的时间和频率资源。在优选实施方式中，处理设备基于模量通过 应用如下公式来确定所述另一时隙：

n＝mod(n,N)+1

其中，n表示在由序列R_tmp所考虑的时隙当中的由参数CTS识别的时隙的索引。 因此，通过将索引n的值添加到时隙AITS来更新参数CTS。

然后，在步骤S1012中，处理设备通过复制序列R_tmp中的序列R_sel并通过改变所 述另一时隙中的时间和频率资源，来相应地更新序列R_tmp。例如，处理设备在序列 R_tmp中由行1101和列1111的相交处的时间和频率资源替换行1105和列1111的相交 点处的时间和频率资源。然后，重复步骤S1002。

因此，通过执行图10的算法，处理设备初始化具有时间和频率资源的先验组的、 时间和频率资源的序列。然后，处理设备将逐个地考虑时隙并检查在所考虑的时隙中 切换到另一时间和频率资源是否将提供更佳的品质因数，优选地直到选择时间和频率 资源的品质因数允许到达目标QoS。

图12A和图12B示意地表示根据第三实施方式的、用于在AP 110或AP 111和 位于至少一个相应的移动运输工具中的至少一个通信设备(诸如通信设备131)之间 发送数据的算法。在第三实施方式中，假设事先相对于用于有效地发送分组的序列 TxITS(“传输初始时隙”)中的第一时隙，从数据分组到达异步地执行以时隙AITS (“分配初始时隙”)开始的对时间和频率资源的选择。此外，对时间和频率资源的选 择是：当从时隙(上文称为AITS)限定N个时间和频率资源的第一序列时，包括 AITS+N个时隙的范围内的时隙的任何其它第二序列应包括先前分配的相应的时间 和频率资源。因此，图12A的算法部分例示如何确定时间和频率资源的序列，而图 12B的算法部分例示如何经由所确定的序列有效地发送数据。

参照图12A，在步骤S1201中，处理设备初始化表示时隙AITS(即确定序列中 的第一时隙)的参数。此外，处理设备初始化表示在时隙AITS或后续时隙中的、并 且已经被选择的所有时间和频率资源的参数。

在步骤S1202中，如已经提及的，基于长期SINR信息、频率相关简档以及时间 相关简档，处理设备从品质因数选择所述时间和频率资源的序列(从时隙AITS开始 并包括时隙AITS或后续时隙中的、并且之前已经选择的所有时间和频率资源)。例 如，为了限定在步骤S1202中执行的初始化用的时间和频率资源，执行图9的算法。

在步骤S1203中，处理设备在存储器中存储与表示时隙AITS的信息相关联的所 确定的序列，并且还针对所确定的序列中的每个时隙存储表示相应的分配时间和频率 资源的信息。时隙AITS的数量N是表示与相应的分配时间和频率资源的、如与所确 定的序列中的每个时隙相关联的信息，处理设备存储表示相应的分配时间和频率资源 的信息。因此，当必须从与时隙AITS(针对其，已在步骤S1203中存储序列)相匹 配的时隙TxITS发送分组时，根据所存储的序列来发送分组。在下文中参照图12B 来详述该方面。通常，处理设备选择至少一个另外的时间和频率资源，以补充根据图 12A的算法部分的先前循环执行的分配中剩余的时间和频率资源。然而，存在某种情 况，其中，在图12A的算法部分的先前循环期间分配的时间和频率资源足以达到目 标QoS。在这种情况下，不需要进一步的时间和频率资源来补充在图12A的算法部 分的先前循环期间已经分配的时间和频率资源。

例如，四个时间和频率资源(N＝4)存在于图12A的算法的先前循环中确定的序 列中。当切换到新的时隙AITS时，根据之前序列仍然分配三个时间和频率资源。然 后，为了能够到达目标QoS，处理设备加上一个(N＝4)或更多个(例如N＝5)时间 和频率资源。这意味着可以动态地固定选择允许N次传输(假设允许到达目标QoS) 的时间和频率资源的数量N。在下文中参照图13来详述用于选择时间和频率资源的 详细实施方式。

在步骤S1204中，处理设备移动到下个时隙，所述下个时隙成为新的时隙AITS (需要从其确定时间和频率资源的新序列)，相应地更新表示时隙AITS的参数，并 重复步骤S1202。当重复步骤S1202时，新序列至少包括之前序列的时间和频率资源， 该时间和频率资源是新时隙AITS和后续时隙的。

现在参照图12B，在步骤S1211中，处理设备检查是否必须发送数据(即新的数 据分组)。当必须发送数据时，执行步骤S1212；否则，通过重复步骤S1211来执行 新循环。

在步骤S1212中，处理设备检索如在步骤S1203中存储的、与时隙(期望从其开 始传输)相关联的序列。

在步骤S1213中，处理设备允许根据所检索的序列来发送数据。或者处理设备被 包括在所涉及的发送器中，然后处理设备在内部指示发送器根据所检索的序列来发送 数据；或者处理设备连接到所涉及的发送器，然后处理设备将消息发送到发送器，通 知发送器要用来发送数据的时间和频率资源。在特定实施方式中，处理设备获得步骤 S1203中的、与时隙TxITS相关联地存储的数量N(所述数量N提供序列的深度)， 然后，获得如还在步骤S1203中存储的针对所述序列的每个时隙的分配时间和频率资 源。

图13示意性地表示在第三实施方式的环境中，由处理设备执行的、用于确定时 间和频率资源的序列的算法。

在步骤S1301中，处理设备初始化时间和频率资源的序列R_tmp。初始化的序列 R_tmp由已经在图13的算法的先前执行中分配的、并在时隙AITS或后续时隙中的时间 和频率资源构成。在下文中基于图11结合说明性示例来详述图13的算法：让我们考 虑时隙AITS是由列1110表示的时隙，N被初始化为4(这意味着，根据图13的算 法的先前执行，N等于5)，并且处理设备初始化序列R_tmp，所述序列R_tmp具有：位 于行1102和列1110的相交处的时间和频率资源，加上位于行1105和列1111的相交 处的时间和频率资源，加上位于行1103和列1112的相交处的时间和频率资源，加上 位于行1108和列1113的相交处的时间和频率资源。这些时间和频率资源来自图13 的算法的先前执行。处理设备还初始化参数CTS(“所考虑的时隙”)，其指示处理设 备当前测试可以在传输方案中分配的不同频率的时隙。初始化参数CTS，使得参数 CTS与序列中最后分配的时隙(即，说明性示例中由列1113表示的时隙)相对应。 此外，处理设备以空值初始化参数F_最佳。

在步骤S1302中，如已经参照图3解释的，处理设备计算来自序列R_tmp和来自 信道信息的NxN瞬时SINR协方差矩阵。信道信息包括：长期SINR信息、频率相关 简档以及时间相关简档。

在步骤S1303中，如上文已经详述的，在步骤S1302中计算出的瞬时SINR协方 差矩阵的基础上，处理设备计算序列R_tmp的品质因数。

在步骤S1304中，处理设备确定在步骤S1303中计算出的品质因数是否大于由参 数F_最佳存储的品质因数，当在步骤S1303中计算出的品质因数大于由参数F_最佳存储 的品质因数时，执行步骤S1305；否则，执行步骤S1306。

在步骤S1305中，处理设备在参数R_sel中存储序列R_tmp。在执行算法时，参数 R_sel表示由处理设备确定的时间和频率资源的最佳序列。此外，处理设备在参数F_最佳中存储在步骤S1303中计算出的品质因数。然后，执行步骤S1306。

在步骤S1306中，处理设备检查是否满足用于停止执行图13的算法的预定条件。 这种条件例如是当启动图13的算法时激活的超时已经期满，这保证图13的算法的处 理时间不超过限制时间段，例如一个时隙的持续时间。根据另一示例，该条件是步骤 S1303中计算出的品质因数大于与目标QoS相对应的品质因数。当满足用于停止执行 图13的算法的条件时，执行步骤S1307；否则，执行步骤S1308。

在步骤S1307中，处理设备选择由参数R_sel识别的时间和频率资源的序列，并且 算法结束。

在步骤S1308中，处理设备检查是否已经检查过所考虑的时隙CTS的最后频率 (其可以在传输方案中分配)。当已经检查过所考虑的时隙CTS的最后频率时，执行 步骤S1311；否则，执行步骤S1309。在图13的算法的当前进行的环境下，当处理设 备首次执行步骤S1308时，这意味着处理设备已经评估了从图13的算法之前进行立 即产生的、已经分配的时间和频率资源的品质因数。在这种情况下，不能改变这些时 间和频率资源，并且处理设备考虑在步骤S1308中，已经检查过所考虑的时隙CTS 的最后频率，然后执行步骤S1311。

在步骤S1309中，处理设备移动到所考虑的时隙CTS中的下个频率，即，处理 设备决定试验针对时隙CTS的可以在传输方案中分配的另一频率。例如，参照图11， 如果处理设备正在考虑行1101和列1114的相交处的时间和频率资源，则处理设备移 动到列1114中的另一时间和频率资源，诸如例如行1102和列1104的相交处的时间 和频率资源。换句话说，处理设备即将考虑由列1114表示的所考虑的时隙CTS中的 另一频率。然后，在步骤S1310中，处理设备相应地更新序列R_tmp。根据上述示例， 处理设备在序列R_tmp中由行1102和列1114的相交处的时间和频率资源替换行1101 和列1114的相交处的时间和频率资源。然后，重复步骤S1302。

在步骤S1311中，处理设备移动到下个时隙，并相应地更新参数CTS。例如，参 照图11，如果处理设备正在考虑列1114中的时间和频率资源，则处理设备即将考虑 列1115中的时间和频率资源。处理设备选择可以在传输方案中分配的频率当中的一 个频率。然后，在步骤S1313中，处理设备通过复制序列R_tmp中的序列R_sel并通过在 新的时隙CTS中添加时间和频率资源，来相应地更新序列R_tmp。例如，处理设备将 行1101和列1115的相交处的时间和频率资源增加到序列R_tmp。然后，重复步骤S1302。

因此，通过执行图13的算法。处理设备初始化具有一组时间和频率资源的、所 述时间和频率资源的序列，所述一组时间和频率资源由图13的算法的先前执行产生。 然后，处理设备逐个地考虑后面的时隙，并确定所考虑的时隙CTS中哪个附加的时 间和频率资源将提供最佳的传输条件，并且因此，直到达到目标QoS。

根据可应用于上文所述的第一、第二和第三实施方式当中的任一项的特定实施方 式，处理设备确保在预定时间段T期间，频率不被使用超过时间的百分比P。然后在 时间和频率资源的每次分配之后，由处理设备保持频率的有效使用的历史。一旦达到 给定频率的百分比P，则相应的时间和频率不再被视为可由处理设备分配，直到所述 给定频率的使用的有效百分比低于百分比P。

根据可应用于上文所述的第一、第二和第三实施方式当中的任一项的特定实施方 式，在计算NxN瞬时SINR协方差矩阵之前，处理设备将加权函数应用于与每个频 率相关联的每个长期SINR值。可以允许在传输方案中分配的频率当中更均匀地使用。 例如，加权函数w定义如下，并满足w(0)＝1和w(1)＝0：

$w\left(x\right)=\frac{\left(\exp \right(1-x)-1)}{\left(\exp \right(1)-1)}$

在变型中，加权函数w定义如下：

w(x)＝1-x

其中，x表示在预定时间段T期间有效使用所考虑的频率的百分比。