專利名稱：一種無(wú)線通信系統(tǒng)中上行sdma無(wú)線資源管理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)線通信系統(tǒng)中上行SDMA無(wú)線資源管理的方法。
背景技術(shù)：
空分多址接入(SpatialDivision Multiple Access,簡(jiǎn)稱 SDMA)是一種通過(guò)利用空間維度來(lái)使多個(gè)用戶共享通信資源(例如，頻率、信道等)的技術(shù)。因?yàn)镾DMA技術(shù)要利用用戶的空間特性，所以采用SDMA技術(shù)的系統(tǒng)一般都為多天線系統(tǒng)，即通過(guò)多個(gè)天線來(lái)獲得更加豐富的空間信息。SDMA的維度決定了資源復(fù)用次數(shù)，即η維SDMA中小區(qū)內(nèi)資源可以復(fù)用η次，可以想象此時(shí)系統(tǒng)容量就增加η倍。因此通常認(rèn)為采用SDMA技術(shù)是提升系統(tǒng)容量的一個(gè)有效手段。
但上面描述的只是一個(gè)理想的情況，實(shí)際中，由于小區(qū)內(nèi)用戶在空間上不可能做到完全隔離或者由于多天線分辨率等限制，隨著SDMA維度的增加，系統(tǒng)內(nèi)用戶間的干擾也增加，所以，此時(shí)系統(tǒng)容量并不是隨著維度的增加而成比例的增加，而且可以預(yù)見(jiàn)由于采用SDMA技術(shù)，小區(qū)內(nèi)用戶的增加，一定會(huì)增加小區(qū)內(nèi)資源管理的復(fù)雜度。目前比較通用的SDMA資源管理方法為，對(duì)小區(qū)內(nèi)所有用戶相互之間的空間特性按照一定準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算，然后進(jìn)行資源分配，這種遍歷的方法雖然理論上可行，但實(shí)現(xiàn)中計(jì)算量卻不可接受。而且實(shí)際中很可能某些子信道本身性能已經(jīng)不好或者剛剛滿足Qos (服務(wù)質(zhì)量)要求，這種子信道并不適合再采用SDMA技術(shù)來(lái)分配給其他用戶，所以占用這些子信道的用戶參加上述的遍歷過(guò)程，只能增加基站的計(jì)算量，并不能帶來(lái)小區(qū)容量的提升。此夕卜，目前的SDMA無(wú)線資源管理方法的目標(biāo)都是使小區(qū)容量最大化，然而在實(shí)際組網(wǎng)中，在使用SDMA最大化本小區(qū)容量時(shí)，特別是對(duì)小區(qū)邊緣用戶的子信道了采用SDMA時(shí)，很可能也增大了對(duì)其他小區(qū)的干擾，此時(shí)從系統(tǒng)的角度看，并不是容量最大化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種無(wú)線通信系統(tǒng)中上行SDMA無(wú)線資源管理的方法，基站根據(jù)解調(diào)得到的小區(qū)內(nèi)用戶上報(bào)的到基站的距離信息、計(jì)算得到的用戶波束賦形或干擾抵消后的信號(hào)噪聲比(SNR)，判斷是否對(duì)用戶已占用的信道資源進(jìn)行SDMA維數(shù)限制，對(duì)已經(jīng)占用和可用的無(wú)線資源進(jìn)行有效管理，并在此基礎(chǔ)上對(duì)用戶新的資源請(qǐng)求進(jìn)行合理的資源分配，以保證用戶服務(wù)質(zhì)量和系統(tǒng)容量。本發(fā)明提出了一種無(wú)線通信系統(tǒng)中上行SDMA無(wú)線資源管理的方法，包含以下步驟a.基站周期性更新小區(qū)內(nèi)的用戶信息，所述用戶信息包括用戶到基站距離以及用戶解調(diào)SNR ；b.基站根據(jù)所述用戶信息判斷對(duì)用戶占用的信道資源是否進(jìn)行SDMA維數(shù)限制，并更新可用信道資源列表；
c.基站根據(jù)用戶請(qǐng)求以及可用信道資源為用戶分配信道。優(yōu)選的步驟a中，所述的用戶到基站的距離可以通過(guò)終端計(jì)算得出，利用上行信令信道上報(bào)給基站；所述的用戶解調(diào)SNR信息，可以通過(guò)最大比合并波束賦形算法和MVDR干擾抵消算法得出。優(yōu)選的,所述SDMA是二維的,所述步驟b具體包括bl.如果用戶到基站距離大于預(yù)定距離門限，則此用戶所占信道資源不能進(jìn)行SDMA共享，否則進(jìn)入步驟b2 ；b2.如果用戶解調(diào)SNR小于預(yù)定SNR門限，則此用戶所占信道資源不能進(jìn)行SDMA共享，否則進(jìn)入步驟b3 ；b3.如果該用戶所占信道資源已經(jīng)與其它用戶進(jìn)行SDMA共享，則此用戶所占信道 資源不能再進(jìn)行SDMA共享，否則把該用戶所占信道資源加入可用信道資源列表。優(yōu)選的步驟c中，優(yōu)先選擇請(qǐng)求資源分配的用戶與可用信道資源所屬的用戶之間的空間相關(guān)性最小的可用信道資源進(jìn)行分配。優(yōu)選的，上述所述信道資源可以是頻率資源或時(shí)頻塊資源或碼道資源。本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果在于1，對(duì)小區(qū)內(nèi)采用SDMA技術(shù)的子信道進(jìn)行維數(shù)限制，從而在保證用戶Qos的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了 SDMA無(wú)線資源管理。2，對(duì)小區(qū)內(nèi)無(wú)線資源管理時(shí)，考慮了對(duì)其他小區(qū)的影響，以保證整個(gè)系統(tǒng)容量最大。


圖I是本發(fā)明的基站進(jìn)行SDMA無(wú)線資源管理的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的Iv二基站網(wǎng)絡(luò)不意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的BSl得到的用戶上報(bào)距離和SNR的列表圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的基站維護(hù)可用信道資源列表的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明的SDMA無(wú)線資源管理的基本思想如圖I所示，包括以下步驟101基站周期性更新用戶到基站距離以及用戶解調(diào)SNR ;102基站根據(jù)所述用戶信息判斷對(duì)用戶占用的信道資源是否進(jìn)行SDMA維數(shù)限制，并更新可用信道資源列表；103基站根據(jù)用戶請(qǐng)求以及可用信道資源為用戶分配信道。本發(fā)明具體實(shí)施例給出一個(gè)三基站無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示，該網(wǎng)絡(luò)中有3個(gè)基站，分別為BS1、BS2和BS3。以BSl的無(wú)線資源管理為例進(jìn)行說(shuō)明，BS2和BS3為BSl的相鄰基站。BSl —共有四個(gè)子信道SCH1、SCH2、SCH3、SCH4，且采用二維SDMA，則BSl實(shí)際可使用的子信道資源列表為{SCH1_1、SCH1_2、SCH2_1、SCH2_2、SCH3_1、SCH3_2、SCH4_1、SCH4_2}，其中下劃線后面的數(shù)字表示子信道的空間維度。當(dāng)前BSl下有三個(gè)工作用戶，UE1、UE2、UE3，所占子信道資源分別為SCH1_1、SCH2_1、SCH3_1，還有一個(gè)新接入用戶UE4，等待BSl分配信道資源。BSl解調(diào)終端上報(bào)的與本基站的距離，該信息由終端根據(jù)接收信號(hào)與發(fā)射信號(hào)之間的保護(hù)時(shí)隙長(zhǎng)度計(jì)算并通過(guò)上行信令信道發(fā)送給基站；以及，BSl計(jì)算用戶解調(diào)SNR。基站可以根據(jù)接收信號(hào)質(zhì)量選擇采用波束賦形或是干擾抵消進(jìn)行多天線合并來(lái)得到SNR。本實(shí)施例中BSl采用一種最大比合并(MRC)的波束賦形方法，即把接收信號(hào)方向矢量直接作為多天線權(quán)重進(jìn)行合并。除此之外，BSl還可以采用最小方差無(wú)畸變響應(yīng)(MVDR)的干擾抵消算法進(jìn)行合并，即權(quán)重為W = 1^>進(jìn)行多天線合并，其中RmS干擾的自相關(guān)矩陣，a為接收信號(hào)方向矢量。BSl解調(diào)得到的用戶上報(bào)距離和解調(diào)后的SNR如圖3所示。由于UEl用戶處在小區(qū)邊緣(如圖2所示)，如果此時(shí)UEl用戶采用SDMA技術(shù)，且仍保持目前的工作SNR，則很有可能需要增加功率，此時(shí)就會(huì)對(duì)相鄰基站BS2和BS3的用戶產(chǎn)生干擾，從而使系統(tǒng)的總體性能下降。UE2用戶雖然距離基站比較近，但是可能因?yàn)楦蓴_、衰落等影響解調(diào)SNR已經(jīng)很低，不足以再承受額外的干擾，所以UE2用戶也不適合采用SDMA技術(shù)。 因此BSl解調(diào)得到用戶的距離和解調(diào)后SNR的信息之后，需要對(duì)可用資源列表進(jìn)行更新，其流程如圖4所示。具體步驟如下a.如果用戶到基站距離大于門限l(1500m)，則此用戶不允許進(jìn)行SDMA，否則進(jìn)入步驟b ；b.如果用戶解調(diào)SNR小于門限2 (15dB)，則此用戶不允許進(jìn)行SDMA，否則進(jìn)入步驟c ；c.如果該用戶已經(jīng)采用SDMA技術(shù)，即該用戶所占信道已經(jīng)與另一用戶共享，則此用戶不允許再進(jìn)行SDMA，否則把該用戶所占子信道加入可用資源列表。對(duì)于UE1，不滿足條件a，所以該用戶不能采用SDMA，即其所占子信道(SCHl)不能被復(fù)用。對(duì)于UE2，滿足條件a，但不滿足條件b，所以它所占的子信道(SCH2)也不可再用。對(duì)于UE3，同時(shí)滿足條件a、b，且該用戶還未用SDMA，所以UE3所占子信道(SCH3)可以加入可用資源列表。通過(guò)上述步驟，BSl更新了可用資源管理列表，此時(shí)基站可用資源列表為{SCH3_2、SCH4_1、SCH4_2}。該處理結(jié)束后，BSl需要開(kāi)始對(duì)新用戶進(jìn)行資源分配。本發(fā)明實(shí)施例所采用的資源分配方法為優(yōu)先選擇新用戶與可用子信道所屬的另一用戶間空間相關(guān)性較小的資源進(jìn)行分配。該空間相關(guān)性可由兩用戶的接收信號(hào)方向矢量計(jì)算，O為完全正交，I為空間完全相似，且如果可用子信道未被其他用戶占用則認(rèn)為相關(guān)性為O。本實(shí)施例中UE4與SCH3所屬的另一用戶UE3空間相關(guān)性為O. 1，與SCH4所屬用戶空間相關(guān)性為0，則根據(jù)上述方法，用戶UE4被分配使用資源SCH4_1。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線通信系統(tǒng)中上行SDMA無(wú)線資源管理的方法，其特征在于，包含以下步驟 a.基站周期性更新小區(qū)內(nèi)的用戶信息，所述用戶信息包括用戶到基站距離以及用戶解調(diào) SNR ； b.基站根據(jù)所述用戶信息判斷對(duì)用戶占用的信道資源是否進(jìn)行SDMA維數(shù)限制，并更新可用信道資源列表； c.基站根據(jù)用戶請(qǐng)求以及可用信道資源為用戶分配信道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述的用戶到基站的距離是通過(guò)終端計(jì)算的，利用上行信令信道上報(bào)給基站。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述的用戶解調(diào)SNR，是通過(guò)最大比合并波束賦形算法得出的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述的用戶解調(diào)SNR，是通過(guò)MVDR干擾抵消算法得出的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述SDMA是二維的，所述步驟b具體包括 bl.如果用戶到基站距離大于預(yù)定距離門限，則此用戶所占信道資源不能進(jìn)行SDMA共享，否則進(jìn)入步驟b2 ； b2.如果用戶解調(diào)SNR小于預(yù)定SNR門限，則此用戶所占信道資源不能進(jìn)行SDMA共享，否則進(jìn)入步驟b3 ； b3.如果該用戶所占信道資源已經(jīng)與其它用戶進(jìn)行SDMA共享，則此用戶所占信道資源不能再進(jìn)行SDMA共享，否則把該用戶所占信道資源加入可用信道資源列表。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟C，優(yōu)先選擇請(qǐng)求資源分配的用戶與可用信道資源所屬的用戶之間的空間相關(guān)性最小的可用信道資源進(jìn)行分配。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述信道資源是頻率資源或時(shí)頻塊資源或碼道資源。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種無(wú)線通信系統(tǒng)中上行SDMA無(wú)線資源管理的方法，包含以下步驟a.基站周期性更新小區(qū)內(nèi)的用戶信息；b.基站根據(jù)所述用戶信息判斷對(duì)用戶占用的信道資源是否進(jìn)行SDMA維數(shù)限制，并更新可用信道資源列表；c.基站根據(jù)用戶請(qǐng)求以及可用信道資源為用戶分配信道。本發(fā)明對(duì)小區(qū)內(nèi)采用SDMA技術(shù)的子信道進(jìn)行維數(shù)限制，從而在保證用戶Qos的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了SDMA無(wú)線資源管理。同時(shí)考慮了對(duì)其他小區(qū)的影響，以保證整個(gè)系統(tǒng)容量最大。
文檔編號(hào)H04W72/08GK102905377SQ20111021291
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者祝立娟, 黃其華, 溫斌 申請(qǐng)人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司