多載波系統中基於載波權重的資源調度方法

2023-04-22 20:38:11

專利名稱：多載波系統中基於載波權重的資源調度方法
技術領域：
本發明屬於無線通信領域，涉及資源調度技術，特別涉及一種多載波系統中基於載波權重的資源調度方法，可用於LTE-Advanced載波聚合系統中的資源調度。
背景技術：
隨著移動通信技術的發展，第三代移動通信系統已很難完全滿足用戶的需求，為了滿足IMT-Advanced在頻點、帶寬、峰值速率及兼容性等方面的新需求，3GPP在長期演進LTE的基礎上進一步演進，提出了演進的LTE版本LTE-Advanced。LTE-Advanced系統的需求分析中指出，為了達到lGb/s的峰值速率，要求使用最大IOOMHz的帶寬，在現有的頻譜資源表上已經很難找到這麼寬的帶寬，特別是對於頻分復用FDD系統，還需要為其找到對稱的上下行各·IOOMHz的頻段，這點更加困難。應對頻譜資源緊張的問題，一條思路就是將多個非連續的頻譜聚合為一條寬帶頻譜，基於此，LTE-Advanced系統引入了載波聚合的概念。載波聚合技術的引入使得LTE-Advanced系統與LTE系統在無線資源管理方面有了很大的區別，尤其在無線資源調度方面，需要重新設計資源調度算法。LTE系統使用一條連續頻譜，資源調度在一條載波上進行，只需要維持一個調度器即可；LTE-AdvanCed系統將多個非連續頻譜聚合為一條寬帶頻譜，對於如何合理的分配多條載波的資源，現存方案主要有兩種一是獨立載波調度IS，二是聯合載波調度JS。IS方案的特點是每個載波上有一個調度器，在每個載波上獨立的進行資源調度，其優點是系統的複雜度會相對較低，其缺點是無法充分利用無線資源，系統吞吐量較低。JS方案的特點是只有一個調度器，所有載波單元由一個共享的資源調度器分配資源，多個載波之間共享用戶的信息，其優點是可以帶來多用戶分集增益和載波間的頻率選擇性增益，系統的吞吐量能達到最大值，其缺點是載波數目多時系統的複雜度會很高。因此，如何合理設計資源調度算法，使得系統能夠兼顧複雜度與吞吐量，是一個極為迫切的問題。在進行資源調度時，如何保證小區邊緣用戶的吞吐量是一個非常關鍵的問題，尤其是在引入載波聚合技術之後。由於各個載波所處的頻段不同，因此每個載波的覆蓋範圍也不同，如何為用戶設計合適的載波權重因子，使得小區邊緣用戶能夠優先使用載波覆蓋範圍廣的載波從而保證其吞吐量，也是一個值得關注的問題。在LTE-Advanced系統中有一個十分重要的特點就是後向兼容性，該系統中可以同時存在兩種用戶符合LTE-Advanced系統要求的LTE-A用戶，以及符合LTE系統要求的LTE用戶。其中，LTE-A用戶終端能力較強，可以接入到所有載波，而LTE用戶受限於其終端能力只能接入到一條特定載波，即LTE載波。在這種情況下，如何保證LTE用戶的服務質量也是一個非常重要的問題，這就需要合理的設計用戶在載波上的權重
發明內容
本發明的目的在於提供一種多載波系統中基於載波權重的資源調度方法，以解決上述LTE-Advanced系統中系統性能與複雜度難以兼顧的問題，以及LTE用戶與小區邊緣用戶性能受限的問題。實現本發明目的技術思路是利用基站端為用戶維護合理的載波權重因子，在調度過程中通過限定用戶接入特定的一個或多個載波，在保證吞吐量的前提下降低系統的複雜度；通過提高邊緣用戶在載波上的權重，改善小區邊緣用戶的性能；通過降低LTE-A用戶在LTE載波上的權重，改善系統中LTE用戶的性能。其具體實現步驟如下(I)基站端獲取用戶與基站之間的距離d、載波數目n、LTE用戶佔所有用戶的比例a、LTE載波佔所有載波的比例β、每個載波的頻率f以及載波的覆蓋半徑R，並設定每個用戶最多能接入的載波數目m, I彡m彡η ;(2)根據步驟⑴中得到的用戶與載波信息，計算用戶在不同載波上的載波權重因子(2.1)設用戶i處於第k_l個載波的覆蓋範圍與第k個載波的覆蓋範圍之間，計算用戶i在不同載波上的載波覆蓋範圍權重因子若k=l,則
權利要求
1.一種多載波系統中基於載波權重的資源調度方法，其特徵在於，包括如下步驟 -1)基站端獲取用戶與基站之間的距離d、載波數目n、LTE用戶佔所有用戶的比例α、LTE載波佔所有載波的比例β、每個載波的頻率f以及載波的覆蓋半徑R，並設定每個用戶最多能接入的載波數目m, I彡m彡η ; -2)根據步驟I)中得到的用戶與載波信息，計算用戶在不同載波上的載波權重因子 -2.1)設用戶i處於第k-Ι個載波的覆蓋範圍與第k個載波的覆蓋範圍之間，計算用戶i在不同載波上的載波覆蓋範圍權重因子 若k=l，則
2.根據權利要求1所述的方法，所述步驟I)中用戶的比例α和載波的比例β，分別表示為二系統中Z 用戶數 &—系統中總的用戶數 系統中ZTE載波數Π P~系統中總的載波數。
3.根據權利要求1所述的方法，所述步驟I)中載波的覆蓋半徑R，按如下公式計算58. 83+37. 61og (IOR1) +211og (IOf1) =Lth 其中，R1為載波I的覆蓋半徑，fx為載波I的頻率，Lth為載波的路徑損失門限值，具體數值由基站端給出，並有4片2>··· >fn，R1U2〈……、Rn為每個載波的覆蓋半徑。
4.根據權利要求1所述的方法，所述步驟2.3)中用戶在不同載波上的載波權重因子，Wu與Uu相乘的結果分為以下四種情況 LTE用戶i在LTE載波I上的載波權重因子=Piil=Wiil ； LTE用戶i在LTE-A載波I上的載波權重因子=PiJ=O ； LTE-A用戶i在LTE-A載波I上的載波權重因子=Piil=Wiil ； LTE-A用戶i在LTE載波I上的載波權重因子=Piil=Wia · max {0，( β - α )}。
5.根據權利要求1所述的方法，所述步驟4)中按照用戶優先級順序為用戶分配載波的無線資源，是在每個調度時刻，在每條載波上，根據步驟3)得到的用戶優先級，由調度器按優先級由高到低的順序為用戶分配無線資源，分配結束之後，用戶利用分配到的資源傳輸數據，完成資源調度過程。
全文摘要
本發明公開了一種多載波系統中基於載波權重的資源調度方法，主要解決現有技術的系統性能與複雜度難以兼顧的問題，以及LTE用戶與小區邊緣用戶性能受限的問題。其實現步驟是基站端獲取用戶信息及載波信息，並設定每個用戶最多能接入的載波數目；根據用戶與載波信息計算載波覆蓋範圍權重因子與用戶類型權重因子，得到用戶的載波權重因子；根據用戶的載波權重因子進行用戶優先級計算，並將載波權重因子作為優先級計算公式中的一個因子；按照用戶優先級順序為用戶分配資源，完成資源調度。本發明在保證吞吐量的前提下降低了系統的複雜度，改善系統中小區邊緣用戶與LTE用戶的性能，可用於LTE-Advanced載波聚合系統中的資源調度。
文檔編號H04W72/12GK103037528SQ201310017660
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月17日 優先權日2013年1月17日
發明者付衛紅, 孔慶亮, 田維新, 王成, 黑永強, 劉乃安, 李曉輝, 韋娟 申請人:西安電子科技大學