專利名稱：載波聚合場(chǎng)景下多用戶mimo資源調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線通信領(lǐng)域，給出了一種用于載波聚合場(chǎng)景下的多用戶MIMO資源調(diào)度的方法，該方法基于載波聚合場(chǎng)景，屬于無(wú)線資源管理，可以滿足用戶聚合載波要求。 該方法適用于使用載波聚合的蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了滿足IMT-Advanced的帶寬需求并后向兼容LTE，LTE-A系統(tǒng)引入了載波聚合 (Carrier Aggregation, CA)技術(shù)，通過(guò)聚合方式將多個(gè)在頻域上連續(xù)或不連續(xù)的LTE載波擴(kuò)展成LTE-A系統(tǒng)的傳輸載波，從而可將系統(tǒng)的最大傳輸帶寬擴(kuò)展到100MHz。頻譜聚合的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)為如下兩點(diǎn)首先，它可以將分散的、信道容量難以支撐高帶寬需求業(yè)務(wù)的頻譜段(spectrum fragment)聚合為完整的、信道容量較大的頻譜，從而支持更高的系統(tǒng)帶寬，提高頻譜效率；其次，對(duì)頻率相距較遠(yuǎn)的頻譜段的聚合能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)層面的頻率選擇性分集(frequency selective diversity)，即充分利用不同頻譜的路徑損耗和衰落的異質(zhì)性(spectrum heterogeneity)，實(shí)現(xiàn)資源分配利利用的最優(yōu)化。3GPP關(guān)于載波聚合的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)用戶聚合載波有分類要求，即用戶聚合載波分為主成員載波和輔成員載波，并將傳輸過(guò)程中使用的載波稱為激活成員載波，沒(méi)有使用的載波稱為去激活成員載波，規(guī)定用戶的主成員載波不可以在一次RRC(radi0 resource control)中被去激活。根據(jù)這個(gè)規(guī)定，如果用戶沒(méi)有在其主成員載波上被分配到資源，用戶將不能被傳輸，對(duì)于多用戶MIMO傳輸，按照現(xiàn)有資源調(diào)度方法，不能傳輸?shù)挠脩艨赡軙?huì)在其他聚合載波上進(jìn)行用戶分組，導(dǎo)致這個(gè)用戶分組無(wú)效，所以現(xiàn)有多用戶MIMO資源調(diào)度方法不適用于載波聚合場(chǎng)景。引入載波聚合之后，小區(qū)資源調(diào)度系統(tǒng)聚合了位于多個(gè)頻段上的載波之后，頻譜環(huán)境更為復(fù)雜，不同頻段上的載波具有頻譜異質(zhì)性。載波聚合場(chǎng)景下每個(gè)用戶端可以同時(shí)工作在多段載波上，由此帶來(lái)對(duì)物理傳輸技術(shù)的影響，現(xiàn)有對(duì)多用戶MIMO只是針對(duì)相同時(shí)頻資源被多個(gè)用戶共用，即在同一頻段上進(jìn)行用戶分組。而在載波聚合場(chǎng)景下，由于用戶可以聚合多個(gè)組成載波同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所以可以考慮在不同頻段上進(jìn)行多用戶MIMOdP 用戶可以在不同頻段上與不同用戶分組。這樣不僅能利用多用戶分集、空間分集，也能利用頻率分集，提高頻譜利用率和傳輸速率。

發(fā)明內(nèi)容
為了滿足用戶聚合載波要求，本發(fā)明給出一種用于載波聚合場(chǎng)景下的多用戶MIMO 資源調(diào)度方法，應(yīng)用于系統(tǒng)下行鏈路資源調(diào)度，所述技術(shù)方案如下小區(qū)資源調(diào)度系統(tǒng)輪循所有時(shí)頻資源進(jìn)行資源調(diào)度；按照用戶聚合載波能力和傳輸需求，選擇性計(jì)算用戶優(yōu)先級(jí)并選擇優(yōu)先級(jí)最大用戶為調(diào)度用戶；根據(jù)用戶資源使用情況，為調(diào)度用戶選擇能夠進(jìn)行傳輸?shù)挠行Х纸M用戶；
選取能夠優(yōu)化小區(qū)系統(tǒng)性能的傳輸方式。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明給出的多用戶MIMO資源調(diào)度方法考慮到用戶必須在其主成員載波上分配資源才可以進(jìn)行傳輸，使得進(jìn)行分組的用戶在其主成員載波上優(yōu)先被分配資源，解決了傳統(tǒng)算法不適用于載波聚合場(chǎng)景下的問(wèn)題。并利用頻譜異質(zhì)性讓用戶在不同的載波上分組方式不同，提高系統(tǒng)吞吐量。


圖1 本發(fā)明實(shí)施的載波聚合場(chǎng)景下蜂窩網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；圖2 本發(fā)明實(shí)施的載波聚合場(chǎng)景下多用戶MIMO資源調(diào)度方法流程圖；圖3 本發(fā)明實(shí)施的載波聚合場(chǎng)景下調(diào)度用戶獲取流程圖；圖4 本發(fā)明實(shí)施的載波聚合場(chǎng)景下分組用戶獲取流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例的載波聚合場(chǎng)景下蜂窩網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示，以3GPP LTE-A定義的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為例，每個(gè)小區(qū)有一個(gè)基站(eNB)，每個(gè)小區(qū)內(nèi)的用戶終端(UE)接入到控制本小區(qū)的基站(eNB)。每個(gè)小區(qū)系統(tǒng)內(nèi)可以使用的成員載波數(shù)目大于1個(gè)，UE可以在滿足自己載波聚合能力的前提下使用多于一個(gè)成員載波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。對(duì)于多用戶MIMO傳輸，可以在一個(gè)資源調(diào)度單位，即時(shí)頻資源塊(RB)上同時(shí)傳輸多個(gè)用戶，這多個(gè)用戶構(gòu)成一個(gè)用戶分組，在本實(shí)施例中，每個(gè)用戶分組最多包含兩個(gè)用戶，實(shí)際應(yīng)用中可以多于兩個(gè)用戶。 如圖1所示，UEl和UE2組成用戶分組A，UE3和UE4組成用戶分組B ；用戶分組中，首先被選擇出來(lái)占用調(diào)度RB的用戶為調(diào)度用戶，即圖中UEl和UE3，和調(diào)度用戶組成用戶分組的用戶為分組用戶，即圖中UE2和UE4。實(shí)施例參見(jiàn)圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種載波聚合場(chǎng)景下多用戶MIMO資源調(diào)度方法， 包括輪循系統(tǒng)RB100 :eNB將所有可用RR進(jìn)行順序輪循。獲取調(diào)度用戶200 為每個(gè)RB尋找適合在其上傳輸?shù)挠脩簟＋@取分組用戶300 為調(diào)度用戶選取合適的分組用戶進(jìn)行多用戶MIMO傳輸。決定傳輸方式400 計(jì)算兩種MIMO方式下的總發(fā)送包長(zhǎng)調(diào)度用戶獨(dú)占當(dāng)前RB， 調(diào)度用戶和分組用戶一起占用當(dāng)前RB。選擇使得總發(fā)送包長(zhǎng)最大的MIMO方式。更新優(yōu)先級(jí)500 在完成當(dāng)前RB調(diào)度后，更新UE的優(yōu)先級(jí)，進(jìn)行下一個(gè)RB的調(diào)度。在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖3，獲取調(diào)度用戶200包括判斷是否有標(biāo)記用戶201 標(biāo)記用戶可能在上一個(gè)RB的調(diào)度過(guò)程中產(chǎn)生。對(duì)標(biāo)記用戶的處理202:如果有標(biāo)記用戶，在標(biāo)記用戶的主成員載波上分配一個(gè) RB給標(biāo)記用戶。將標(biāo)記用戶作為調(diào)度用戶203 將標(biāo)記用戶作為調(diào)度用戶完成調(diào)度用戶獲取。
選擇性計(jì)算優(yōu)先級(jí)204 如果沒(méi)有標(biāo)記用戶，使用比例公平算法計(jì)算UE的優(yōu)先級(jí)， 考慮到UE傳輸時(shí)必須要占用其主成員載波上的資源，需要保證UE在其主成員載波上優(yōu)先分配資源，對(duì)UE的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行選擇性計(jì)算，包括a)如果UE在其主成員載波上還沒(méi)有被分配資源，且當(dāng)前調(diào)度RB屬于其主成員載波，則計(jì)算其優(yōu)先級(jí)；b)如果UE在其主成員載波上沒(méi)有被分配資源，但是當(dāng)前調(diào)度RB不屬于其主成員載波，則不計(jì)算其優(yōu)先級(jí)；c)如果UE在其主成員載波上已經(jīng)被分配資源且當(dāng)前調(diào)度RB屬于UE配置成員載波，則計(jì)算其優(yōu)先級(jí)。調(diào)度用戶選擇205 選出優(yōu)先級(jí)最大的UE為調(diào)度用戶，完成調(diào)度用戶獲取。在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖4，獲取分組用戶300包括判斷調(diào)度用戶是否需要進(jìn)行分組301 為了利用頻譜異質(zhì)性，UE在不同的載波上采取不同的分組方式，當(dāng)輪循到新的成員載波進(jìn)行資源調(diào)度時(shí)，需要重新分組；或者，UE在當(dāng)前載波上還沒(méi)有進(jìn)行分組，也需要對(duì)UE進(jìn)行分組。沿用之前的分組方式302 如果正在分配的RB不是屬于新的成員載波且UE已經(jīng)被分過(guò)組，則按照之前的分組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。尋找分組用戶303 從能使用當(dāng)前調(diào)度RB的UE中選擇與調(diào)度用戶一起占用該RB 時(shí)獲得最大發(fā)送包長(zhǎng)的UE作為分組用戶。判斷分組用戶是否找到304 如果所有能夠使用當(dāng)前調(diào)度RB的UE都已經(jīng)分過(guò)組或待選分組用戶數(shù)為零，則調(diào)度用戶找不到分組用戶，反之，能找到分組用戶。找不到分組用戶305 調(diào)度用戶獨(dú)占此RB，在這個(gè)RB上不進(jìn)行多用戶MIMO傳輸。分組用戶處理306 要使得分組成立，必須使分成一組的兩個(gè)UE都能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，即UE在其主成員載波上分配了資源。前面已經(jīng)保證調(diào)度用戶在其主成員載波上分配了資源，所以需要根據(jù)分組用戶的資源使用情況來(lái)判斷分組用戶是否有效，包括a)如果當(dāng)前載波是分組用戶的主成員載波或者分組用戶已經(jīng)在其主成員載波上被分配了資源，則分組用戶有效；b)如果分組用戶在其主成員載波上還沒(méi)有被分配資源且分組用戶的主成員載波上有空閑資源，可以分配給分組用戶，分組用戶有效，并且標(biāo)記該分組用戶使其成為標(biāo)記用戶，目的是為了在下一個(gè)資源調(diào)度輪循開(kāi)始時(shí)優(yōu)先給該分組用戶分配其主成員載波上的資源。c)如果分組用戶在其主成員載波上還沒(méi)有被分配資源且分組用戶的主成員載波上沒(méi)有空閑資源，此時(shí)分組用戶將不能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，分組用戶無(wú)效。判斷分組是否成立307 若分組用戶有效，則分組成立；若分組用戶無(wú)效，分組不成立。分組不成立308 從所有UE中去除使得分組不成立的分組用戶，重新為調(diào)度用戶尋找分組用戶。分組成立309 完成分組。
權(quán)利要求
1.一種載波聚合場(chǎng)景下多用戶MIMO資源調(diào)度方法，其特征在于，包括 輪循系統(tǒng)RB進(jìn)行資源分配。為每個(gè)RB尋找適合在其上傳輸?shù)挠脩糇鳛檎{(diào)度用戶。 為調(diào)度用戶選取合適的分組用戶進(jìn)行多用戶MIMO傳輸。計(jì)算兩種MIMO方式下的總發(fā)送包長(zhǎng)調(diào)度用戶獨(dú)占當(dāng)前RB，調(diào)度用戶和分組用戶一起占用當(dāng)前RB。選擇使得總發(fā)送包長(zhǎng)最大的MIMO方式。在完成當(dāng)前RB調(diào)度后，更新UE的優(yōu)先級(jí)，進(jìn)行下一個(gè)RB的調(diào)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述為每個(gè)RB尋找適合在其上傳輸?shù)挠脩糇鳛檎{(diào)度用戶，包括判斷是否有標(biāo)記用戶。如果有標(biāo)記用戶，在標(biāo)記用戶的主成員載波上分配一個(gè)RB給標(biāo)記用戶。 將標(biāo)記用戶作為調(diào)度用戶完成調(diào)度用戶獲取。如果沒(méi)有標(biāo)記用戶，使用比例公平算法計(jì)算UE的優(yōu)先級(jí)，考慮到UE傳輸時(shí)必須要占用其主成員載波上的資源，需要保證UE在其主成員載波上優(yōu)先分配資源，對(duì)UE的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行選擇性計(jì)算。選出優(yōu)先級(jí)最大的UE為調(diào)度用戶，完成調(diào)度用戶獲取。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述如果沒(méi)有標(biāo)記用戶，使用比例公平算法計(jì)算UE的優(yōu)先級(jí)，考慮到UE傳輸時(shí)必須要占用其主成員載波上的資源，需要保證UE在其主成員載波上優(yōu)先分配資源，對(duì)UE的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行選擇性計(jì)算，包括如果UE在其主成員載波上還沒(méi)有被分配資源，且當(dāng)前調(diào)度RB屬于其主成員載波，則計(jì)算其優(yōu)先級(jí)；如果UE在其主成員載波上沒(méi)有被分配資源，但是當(dāng)前調(diào)度RB不屬于其主成員載波，則不計(jì)算其優(yōu)先級(jí)；如果UE在其主成員載波上已經(jīng)被分配資源且當(dāng)前調(diào)度RB屬于UE配置成員載波，則計(jì)算其優(yōu)先級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述為調(diào)度用戶先取合適的分組用戶進(jìn)行多用戶MIMO傳輸，包括判斷調(diào)度用戶是否需要進(jìn)行分組。如果調(diào)度用戶不需要進(jìn)行分組，按照之前的分組方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 對(duì)于需要進(jìn)行分組的用戶，從能使用當(dāng)前調(diào)度RB的UE中選擇與調(diào)度用戶一起占用該 RB時(shí)獲得最大發(fā)送包長(zhǎng)的UE作為分組用戶。 判斷分組用戶是否找到。如果找不到分組用戶，調(diào)度用戶獨(dú)占此RB，在這個(gè)RB上不進(jìn)行多用戶MIMO傳輸。 如果找到分組用戶，對(duì)分組用戶進(jìn)行處理。 判斷分組是否成立。如果分組不成立，從所有UE中去除使得分組不成立的分組用戶，重新為調(diào)度用戶尋找分組用戶。如果分組成立，完成分組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述判斷調(diào)度用戶是否需要進(jìn)行分組，包括為了利用頻譜異質(zhì)性，UE在不同的載波上采取不同的分組方式，當(dāng)輪循到新的成員載波進(jìn)行資源調(diào)度時(shí)，需要重新分組；或者，UE在當(dāng)前載波上還沒(méi)有進(jìn)行分組，也需要對(duì)UE進(jìn)行分組。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述判斷分組用戶是否找到，包括 如果所有能夠使用當(dāng)前調(diào)度RB的UE都已經(jīng)分過(guò)組或待選分組用戶數(shù)為零，則調(diào)度用戶找不到分組用戶，反之，能找到分組用戶。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述如果找到分組用戶，對(duì)分組用戶進(jìn)行處理，包括要使得分組成立，必須使分成一組的兩個(gè)UE都能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送，即UE在其主成員載波上分配了資源。由于已經(jīng)保證調(diào)度用戶在其主成員載波上分配了資源，所以需要根據(jù)分組用戶的資源使用情況來(lái)判斷分組用戶是否有效。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述方法，其特征在于，所述根據(jù)分組用戶的資源使用情況來(lái)判斷分組用戶是否有效，包括如果當(dāng)前載波是分組用戶的主成員載波或者分組用戶已經(jīng)在其主成員載波上被分配了資源，則分組用戶有效；如果分組用戶在其主成員載波上還沒(méi)有被分配資源且分組用戶的主成員載波上有空閑資源，可以分配給分組用戶，分組用戶有效，并且標(biāo)記該分組用戶使其成為標(biāo)記用戶，目的是為了在下一個(gè)資源調(diào)度輪循開(kāi)始時(shí)優(yōu)先給該分組用戶分配其主成員載波上的資源。如果分組用戶在其主成員載波上還沒(méi)有被分配資源且分組用戶的主成員載波上沒(méi)有空閑資源，此時(shí)分組用戶將不能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，分組用戶無(wú)效。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述判斷分組是否成立，包括 若分組用戶有效，則分組成立；若分組用戶無(wú)效，分組不成立。
全文摘要
本發(fā)明給出了一種載波聚合場(chǎng)景下多用戶MIMO資源調(diào)度方法，適用于使用載波聚合的通信系統(tǒng)。所述方法包括根據(jù)載波聚合場(chǎng)景下用戶載波聚合能力和載波分類的要求，在保證用戶能夠有效傳輸數(shù)據(jù)的前提下選擇調(diào)度用戶和分組用戶進(jìn)行多用戶MIMO，利用頻譜異質(zhì)性使得不同載波上分組用戶不同，滿足用戶通信需求，提高系統(tǒng)吞吐量。
文檔編號(hào)H04W72/10GK102256366SQ20111017573
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者馮春燕, 曾志民, 郭彩麗, 雷娜, 魏冬 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)