專利名稱：LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及無線資源的分配，可用于先進(jìn)的長(zhǎng)期演進(jìn) (Long Term Evolution-Advanced 簡(jiǎn)稱 LTE-A)系統(tǒng)中在協(xié)作多點(diǎn)傳輸(Coordinated Multi Point transmission/reception簡(jiǎn)稱CoMP)技術(shù)下無線資源的分配。
背景技術(shù)：
隨著通信業(yè)務(wù)的發(fā)展以及人們需求的增長(zhǎng)，未來的無線通信系統(tǒng)需要支持高速 率和大容量，而現(xiàn)有的通信系統(tǒng)存在著若干的問題使高速率和大容量的性能目標(biāo)難以實(shí) 現(xiàn)，其中小區(qū)間的干擾是較為嚴(yán)重的一個(gè)問題，由于位于小區(qū)邊緣的用戶容易受到相鄰 小區(qū)的干擾，導(dǎo)致小區(qū)邊緣用戶的吞吐量低于小區(qū)中心用戶的吞吐量，這個(gè)問題已成為 制約系統(tǒng)整體性能的瓶頸。針對(duì)這一問題，近幾年來出現(xiàn)了協(xié)作多點(diǎn)傳輸CoMP技術(shù)，其基本思想是讓不 同小區(qū)的基站下行協(xié)作傳輸數(shù)據(jù)。CoMP技術(shù)能夠通過在多個(gè)小區(qū)間共享信道和數(shù)據(jù)信 息有效抑制小區(qū)間干擾，提高邊緣頻譜效率和系統(tǒng)吞吐量。無線資源分配是CoMP技術(shù) 的關(guān)鍵問題之一，小區(qū)與相鄰小區(qū)合理的資源管理協(xié)作流程將有效的提高邊緣用戶的性 能。但是在CoMP系統(tǒng)中，由于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化和小區(qū)之間的相互協(xié)作關(guān)系，原來LTE 系統(tǒng)中僅依靠本小區(qū)基站的資源調(diào)度器來進(jìn)行該小區(qū)的資源分配已經(jīng)不再適用。需要對(duì) 現(xiàn)有資源分配和管理算法等進(jìn)行改進(jìn)或重新考慮。目前，CoMP中較為常用的資源分配算法是靈活的頻率分配方案(Flexible FrequencyAllocation Plan 簡(jiǎn)稱 FFAP)和聯(lián)合比例公平調(diào)度方案(JointProportional Fairness Scheduling 簡(jiǎn)稱 JPF)。在靈活的頻率分配方案中，系統(tǒng)的整個(gè)頻帶被分為兩個(gè)部分-CoMP頻區(qū)和非 CoMP頻區(qū)。CoMP頻區(qū)用于小區(qū)邊緣用戶協(xié)作地進(jìn)行CoMP傳輸；非CoMP頻區(qū)用于 小區(qū)中心用戶進(jìn)行單小區(qū)非協(xié)作式傳輸。CoMP頻區(qū)占整個(gè)系統(tǒng)頻帶的比例正比于每個(gè) 小區(qū)中小區(qū)邊緣用戶在所有用戶中的比例。FFAP頻率分配方案雖然可以滿足CoMP傳輸 的需求，但是它使用固定的頻段進(jìn)行CoMP傳輸或單小區(qū)傳輸，因此會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)性能的 損失。在聯(lián)合比例公平調(diào)度方案中，不再進(jìn)行頻段的劃分，而是衡量每個(gè)資源塊 (Resource Block簡(jiǎn)稱RB)在CoMP傳輸模式下和單小區(qū)傳輸模式下的優(yōu)劣，然后選擇該 RB的傳輸模式。JPF頻率分配方案使小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶有平等的機(jī)會(huì)去使用 無線資源，克服了 FFAP方案的缺點(diǎn)，但是該方法僅適用于協(xié)作集不重疊的小區(qū)協(xié)作集選 擇方法，因而所得到的吞吐量增益有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種CoMP下的無線資源分配方 法，使其能夠根據(jù)每個(gè)RB在CoMP傳輸模式下和單小區(qū)傳輸模式下性能，自適應(yīng)地選擇該RB的傳輸模式；同時(shí)可以適用于協(xié)作集重疊的小區(qū)協(xié)作集選擇方法，提高了系統(tǒng)的吞吐量。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方法包括如下步驟(1)根據(jù)用戶接收到的信號(hào)，計(jì)算出小區(qū)內(nèi)所有用戶的信干噪比，根據(jù)信干噪比 門限將小區(qū)內(nèi)所有用戶劃分為小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶；(2)根據(jù)用戶指定方法確定每個(gè)小區(qū)邊緣用戶的小區(qū)協(xié)作集合；(3)根據(jù)比例公平算法計(jì)算每個(gè)RB上所有小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶分別在 單小區(qū)傳輸模式下和CoMP傳輸模式下的優(yōu)先權(quán)值；(4)根據(jù)小區(qū)中心用戶的優(yōu)先權(quán)值，構(gòu)造小區(qū)中心用戶的最高優(yōu)先權(quán)值表，該表 中的第i行第j列元素為小區(qū)j中RBi所對(duì)應(yīng)的具有最高權(quán)值的小區(qū)中心用戶；(5)對(duì)系統(tǒng)中所有RB進(jìn)行資源分配(5a)初始化i = 1，其中，i為RB計(jì)數(shù)標(biāo)識(shí)；(5b)初始化集合Ω，Ω為整個(gè)系統(tǒng)中所有小區(qū)的集合；(5C)令用戶集合t/ = [UEk I CCSUEk c a,UEk e Fcqmp },其中為用戶UEk的小區(qū)協(xié)作集合，Ygjmp為整個(gè)系統(tǒng)中所有小區(qū)邊緣用 戶的集合；(5d)根據(jù)小區(qū)邊緣用戶的優(yōu)先權(quán)值，挑選出具有最高優(yōu)先權(quán)值的小區(qū)邊緣用戶 UEm* UEn, =argmax(p4;)
UEk eU其中Pk,,為用戶UEk在RB1上的優(yōu)先權(quán)值，arg max表示尋找具有最大評(píng)分的
參數(shù)；(5e)根據(jù)(2)確定用戶UEm的小區(qū)協(xié)作集合并記為丨Cella，Cellb, Cellc}；(5f)在(4)中所得到的最高優(yōu)先權(quán)值表中分別找出RBjP Cella，Cellb, Cellc相 對(duì)應(yīng)的元素，分別記為UEa，UEb和UE。；(5g)根據(jù)以下關(guān)系確定RB1的傳輸模式當(dāng)3XPm, ^Pa, ,+Pb, ,+Pc,,時(shí)，用戶 UEm 使用資源 RB1 進(jìn)行 CoMP 傳輸；當(dāng)3XPm, , < Pa, ,+Pb, ,+Pe,,時(shí)，用戶 UEa，UEb 和 UEe 使用資源 RB1 進(jìn)行單小 區(qū)傳輸；其中Pm, ,, Pa, ,, Pb,工和己工分別為用戶UEm，UEa, UEb和UEe在RB1上的 優(yōu)先權(quán)值；(5h)更新集合Ω，Ω = Ω-丨Cella，Cellb, CellJ,其中，=表示將右邊的集合
賦給左邊的集合；(5i)如果Ω乒Φ，返回徹)；否則執(zhí)行步驟問)；(5j)如果i = Nrb，其中Nrb為RB總數(shù)，算法結(jié)束，資源分配完成；否則更新i，i = i+1，轉(zhuǎn)向步驟(5b)。所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其中步驟(1)所述的計(jì)算 出小區(qū)內(nèi)所有用戶的信干噪比，是通過信干噪比SINR1的算法計(jì)算，即利用如下公式計(jì) 算
權(quán)利要求
1.一種LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于，包括如下步驟(1)根據(jù)用戶接收到的信號(hào)，計(jì)算出小區(qū)內(nèi)所有用戶的信干噪比，根據(jù)信干噪比門限 將小區(qū)內(nèi)所有用戶劃分為小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶；(2)根據(jù)用戶指定方法確定每個(gè)小區(qū)邊緣用戶的小區(qū)協(xié)作集合；(3)根據(jù)比例公平算法計(jì)算每個(gè)RB上所有小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶分別在單小 區(qū)傳輸模式下和CoMP傳輸模式下的優(yōu)先權(quán)值；(4)根據(jù)小區(qū)中心用戶的優(yōu)先權(quán)值，構(gòu)造小區(qū)中心用戶的最高優(yōu)先權(quán)值表，該表中的 第i行第j列元素為小區(qū)j中RB1所對(duì)應(yīng)的具有最高權(quán)值的小區(qū)中心用戶；(5)對(duì)系統(tǒng)中所有RB進(jìn)行資源分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于， 所述步驟(5)具體執(zhí)行以下操作(5a)初始化i=l，其中，i為RB計(jì)數(shù)標(biāo)識(shí)；(5b)初始化集合Ω，Ω為整個(gè)系統(tǒng)中所有小區(qū)的集合；(5c)令用戶集合"=[UEk ICCSUEt C a,UEk 6 rCoMP},其中C1CStyfit為用戶UEk的小區(qū)協(xié)作集合，Ye。MP為整個(gè)系統(tǒng)中所有小區(qū)邊緣用戶的集合；(5d)根據(jù)小區(qū)邊緣用戶的優(yōu)先權(quán)值，挑選出具有最高優(yōu)先權(quán)值的小區(qū)邊緣用戶UEm為=argmax(P々,)UEk € 其中Pk,,為用戶UEk在RB1I的優(yōu)先權(quán)值，arg max表示尋找具有最大評(píng)分的參數(shù)；(5e)根據(jù)(2)確定用戶UEm的小區(qū)協(xié)作集合并記為丨Cella，Cellb, Cellc}； (5f)在(4)中所得到的最高優(yōu)先權(quán)值表中分別找出RBjP Cella，Cellb, Cellc相對(duì)應(yīng) 的元素，分別記為UEa，UEb和UE。；(5g)根據(jù)以下關(guān)系確定RB1的傳輸模式當(dāng)3XPm, ^Pa, ,+Pb, ,+Pc,工時(shí)，用戶UEm使用資源RB1進(jìn)行CoMP傳輸； 當(dāng)3XPm, , < Pa, ,+Pb, ,+Pc,,時(shí)，用戶UEa，UEb和UE。使用資源RB1進(jìn)行單小區(qū)傳輸；其中Pm, ,，Pa, Pb,,和己，分別為用戶UEm，UEa, UEb和UE。在RB1上的優(yōu)先 權(quán)值；(5h)更新集合Ω，Ω = Ω-丨Cella，Cellb, CellJ,其中，=表示將右邊的集合賦給 左邊的集合；(5i)如果Ω興Φ，返回(站；否則執(zhí)行步驟問)；(5j)如果i = Nrb,其中Nrb為RB總數(shù)，算法結(jié)束，資源分配完成；否則更新i，i = i+1，轉(zhuǎn)向步驟(5b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于， 其中步驟(1)所述的計(jì)算出小區(qū)內(nèi)所有用戶的信干噪比，是通過信干噪比SINR1W算法計(jì) 算，即利用如下公式計(jì)算
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于， 其中步驟⑴所述的根據(jù)信干噪比門限將小區(qū)內(nèi)所有用戶劃分為小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊 緣用戶，是通過信干噪比門限算法劃分用戶類別，即當(dāng)SINR1≥SINRtHreslrold時(shí)，用戶1為小區(qū)中心用戶；當(dāng)SINR1 < SINRthreshold時(shí)，用戶1為小區(qū)邊緣用戶，其中SINRthreshdd為劃分小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶的信干噪比門限，其值由系統(tǒng) 設(shè)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于， 其中步驟(2)所述的根據(jù)用戶指定方法確定每個(gè)小區(qū)邊緣用戶的小區(qū)協(xié)作集合，包括如 下步驟(2a)測(cè)量系統(tǒng)中所有小區(qū)的基站在小區(qū)邊緣用戶處的參考信號(hào)接收功率；(2b)將所測(cè)得所有RSRP值按照從大到小的順序進(jìn)行排序；(2c)最大的3個(gè)RSRP值對(duì)應(yīng)的小區(qū)所組成的集合構(gòu)成小區(qū)邊緣用戶的小區(qū)協(xié)作集合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于， 其中步驟(3)所述的根據(jù)比例公平算法計(jì)算每個(gè)RB上所有小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶 分別在單小區(qū)傳輸模式下和CoMP傳輸模式下的優(yōu)先權(quán)值，是利用如下公式計(jì)算
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，主要解決小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶的公平性問題以及小區(qū)協(xié)作集重疊情況下的資源分配問題。其實(shí)現(xiàn)步驟是(1)計(jì)算小區(qū)內(nèi)所有用戶的信干噪比，根據(jù)信干噪比門限劃分為小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶；(2)根據(jù)用戶指定方法確定每個(gè)小區(qū)邊緣用戶的小區(qū)協(xié)作集合；(3)根據(jù)比例公平算法計(jì)算每個(gè)RB上所有小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶分別在單小區(qū)傳輸模式下和CoMP傳輸模式下的優(yōu)先權(quán)值；(4)根據(jù)小區(qū)中心用戶的優(yōu)先權(quán)值，構(gòu)造小區(qū)中心用戶的最高優(yōu)先權(quán)值表；(5)對(duì)系統(tǒng)中所有資源塊進(jìn)行分配。本發(fā)明能夠改善系統(tǒng)中小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶的公平性；同時(shí)可以適用于小區(qū)協(xié)作集重疊的情況，提高了系統(tǒng)的吞吐量。
文檔編號(hào)H04W72/08GK102026388SQ201110002349
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者劉明騫, 同釗, 李兵兵 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)