CN101743773B - 移动用户资源分配方法及使用该策略的资源分配调度器 - Google Patents

移动用户资源分配方法及使用该策略的资源分配调度器 Download PDF

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Abstract

一种移动用户资源分配方法，包括步骤：基站随机产生基于跳频方案的资源分配映射序列；基站根据所产生资源分配映射序列，为其小区内的每一个用户设备分配通信资源，其中，所述跳频方案中的跳频距离是可变的。由于跳频方案为通过随机方式产生，因此本发明的资源分配方案可随机化不同小区间的资源分配的过程，从而随机化小区间的干扰，并降低由于用户移动引起的干扰剧烈变化。

Description

移动用户资源分配方法及使用该策略的资源分配调度器
技术领域
本发明涉及移动通信领域，更具体地，涉及一种移动用户资源分配方法以及一种资源分配调度器。
背景技术
在E-UTRAN系统中，基于信道条件的频率选择性(FS)调度是分布式动态无线资源管理中的主要技术之一。然而，在不能得知瞬时小区间干扰的情况下，导致无线信道SIR(Signal Interference Ratio)在较大的范围内产生波动，从而损害无线链路适配技术的实现。
此外，为了实现合理的小区边缘性能和保障小区内用户之间较好的公平性，在小区间存在严重干扰的情况下，FS调度还必须将更多带宽分配给小区边缘的用户。这导致频谱效率降低，由此导致整个小区性能的下降。
在将FS调度应用于E-UTRAN上行链路时，利用具有合理复杂度的技术方案来处理小区间干扰也是非常重要的。由于信道估计精确度的限制以及某些情况(例如当用户处于高速移动和/或当传输实时业务，例如VoIP(Voice over InternetProtocol)时，FS调度应用于E-UTRAN变得不现实。
因此，在FS调度不能用于上述情况时，FH(Frequency Hopping)方案是一种备选方案。FH技术可在具有频率选择性特性的信道中获得频率分集增益。
在FH方案中，根据预先设定的模式为UE(User Equipment)分配不连续的频率资源。通过利用FH，能够减小无线通信中的多路径干扰并避免深度衰落。因此，能够在链路层实现频率分集增益。
图1(a)示出了对于三个用户UE A、UE B和UE C在不使用跳频情况下的正常RU(Resource Unit)分配。如图所示，每一个UE在每一TTI被分配有具有12个子载波的一个RU，每一个TTI包含两个子帧，分别将其称作第一子帧和第二子帧。在没有跳频的情况下，第一子帧和第二子帧使用相同的频带。其中‘第一重传’是指ARQ混合自动请求重发(Hybrid ARQ)的重传，由于在目前无线标准化组织3GPP建议使用固定非自适应的重传模式，因此，其重传的资源位置(时间和频率)是固定的，如图1中所示。
图1(b)示出了具有TTI内跳频的情况。这里，将相同TTI中第一子帧和第二子帧之间RU编号之间的距离定义为跳频距离Dth。跳频模式是影响干扰性能的决定性因素。
目前，FH模式的设计方案通常没有考虑到系统层性能，现有技术使用了恒定跳频距离。下面将参考图2来描述现有技术的跳频方案。
如图2所示，将第一子帧的索引集合定义为S1st＝{firstIdx|1，2，3，4，....}，集合的单元为子帧索引。第二子帧的索引集合定义为S2nd＝{SecondIdx|1，2，3，4，....}。当应用跳频方案时，向每一个UE分配资源指示符，作为一对第一子帧索引和第二子帧索引，{firstIdx，SecondIdx}。根据FH模式，可以利用以下公式来计算SecondIdx：
SecondIdx＝mod(firstIdx+Dfh，total_RU_number)    (1)
利用恒定跳频距离模式，当UE处于相同扇区时，具有相同的跳频距离，则可以利用以下公式来计算跳频距离Dfh：
Dfh＝STEP*(cell_idx+1)                   (2)
其中，公式(2)中的参数STEP是基本跳频距离，对于整个系统使用一个值。cell_idx是扇区的索引号。图2演示了利用相同距离的跳频模式。因此，UE被分配的资源对为{1，3}、{2，4}、{3，5}......，这里Dfh是2。
恒定跳频距离导致处于相同小区的每一个UE使用相同的跳频距离，由此不能将小区间的干扰随机化。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种随机跳频模式，其中在相同小区的UE之间提供可变跳频长度。因此，能够将小区间的干扰随机化，从而保持干扰的平稳性。
根据本发明的一方面，提出了一种移动用户资源分配方法，包括步骤：基站随机产生基于跳频方案的资源分配映射序列；
基站根据所产生资源分配映射序列，向其小区内的每一个用户设备分配通信资源，其中，所述跳频方案中的跳频距离是可变的。
根据本发明的另一方面，提出了一种移动通信资源分配调度器，包括：资源分配映射序列产生器，用于基于跳频方案随机产生资源分配映射序列；资源分配器，用于根据由资源分配映射序列产生器产生的分配映射序列，向小区内的每一个用户设备分配通信资源，其中，所述资源分配映射序列产生器包括跳频距离产生模块，用于产生可变的跳频距离。
由于跳频方案为通过随机方式产生，因此本发明的资源分配方案可随机化不同小区间的资源分配的过程，从而随机化小区间的干扰。降低由于用户移动引起的干扰剧烈变化。
附图说明
图1(a)示出了现有技术未使用跳频方案来进行资源分配的示意图；
图1(b)示出了现有技术使用恒定跳频距离的跳频方案来进行资源分配的示意图；
图2示出了使用恒定跳频距离向UE分配资源的跳频方案的示意图；
图3示出了根据本发明利用可变跳频距离向UE分配资源的示意图；
图4示出了根据本发明的资源分配方法的流程图；
图5示出了根据本发明的资源分配调度器的方框图；
图6示出了根据本发明产生的具有可变跳频距离的跳频映射关系的示意图。
具体实施方式
为了实现跳频的随机化，本发明提出了一种移动用户资源分配方案，其中处于相同小区中的UE使用不同的跳频距离。下面将参考图3到5来描述根据本发明优选实施例的资源分配方法。
首先，如图4所示，在信道信息未知的情况下，首先，Node B根据本发明提出的映射关系序列产生方法来产生映射关系序列。然后，根据所产生的映射关系序列来向其小区内的各个UE分配资源单元。
如图5所示，根据本发明的资源分配调度器10包括映射序列产生器11和资源分配器12。其中映射序列产生器11使用了根据本发明的映射关系序列产生方法。映射序列产生器11包括跳频距离产生模块11A，用于随机地产生变化的跳频距离；以及映射序列产生模块11B，用于利用所产生的跳频距离来生成映射序列，同时去除不符合特定条件的映射。下面将对该过程进行详细描述。
与现有技术相似，第一子帧的索引集合定义为S1st＝{firstIdx|1，2，3，4，....}，集合的单元为子帧索引。第二子帧的索引集合定义为S2nd＝{SecondIdx|1，2，3，4，....}。当应用跳频方案时，向每一个UE分配资源指示符，作为一对第一子帧索引和第二子帧索引，{firstIdx，SecondIdx}。根据FH模式，可以利用以下公式来计算SecondIdx：
SecondIdx＝mod(firstIdx+Dfh，total_RU_number)    (1)
根据本发明，上述公式(1)中的跳频距离Dfh变为：
Dfh＝RandomVal.
这里，RandomVal由映射模式决定，由于映射模式通过随机序列的方式产生，因此第一子帧和第二子帧构成的资源对的差值是一个随机变量。
图3所示是利用本发明的方法，通过随机序列的方式产生的映射模式。其构成的资源对为{1，3}、{2，12}、{3，1}、{5，10}......。这些资源对由调度算法分配给小区中的UE，各个资源对的跳频距离分别为，2、10、-2、5......。因此该跳频距离Dfh的值是一个随机变量。
为了产生随机化FH，需要满足下面的准则：
1)S1st中的子帧或子帧组有且仅有S2nd中的一个子帧或子帧组。即，S1st中的子帧或子帧组与S2nd中的子帧或子帧组一一对应。
2)在相邻小区之间避免RU重叠。即，在相邻小区中，将相同的firstIdx映射到不同的SecondIdx。
根据上述准则来产生映射关系。在图6中，作为示例示出了可用的映射关系随机序列，其中去除了不符合上述准则的映射序列。
这里，假设在整个带宽中具有10个RU。根据映射关系准则，可以产生10对映射关系序列，每一个小区分配一对映射关系序列，并且不相邻的小区可以复用相同的映射关系。每个基站根据本小区的映射关系序列，为本基站控制的小区内的每个用户分配RU资源。即为每个用户随机分配一个资源对，假设该小区分配的映射关系如图3所示，那么本小区内的各个用户分配的资源分别为，{1，3}、{2，12}、{3，1}、{5，10}......。
利用本发明的映射方法，能够减小区间干扰的方差。下文将给出IoT(Interference over thermal)的数值仿真结果。
表1中给出了TU(typical urban典型城市信道模型)30公里/小时情况下干扰的方差和均值。从表中可以看出，随机化映射模式提供了较好的方差性能。因此，与不使用跳频的方法相比较，随机化的跳频模式能够减小干扰的方差，获得50％的增益。同时，与使用恒定距离跳频的方案相比较，也能够得到39％的增益。
表1 TU(typical urban典型城市信道模型)30公里/小时情况下干扰的方差和均值

Claims (6)

1.一种移动通信中基站为移动用户分配资源的方法，包括如下的步骤：
基站配置通过随机策略产生的基于跳频方案的资源分配映射序列；
基站基于所产生配置的资源分配映射序列，为其小区内的每一个用户设备分配通信资源，
其中，所述跳频方案中的跳频距离是可变的。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述资源分配映射序列包括第一子帧索引和第二子帧索引，并且通过第一子帧索引和所述跳频距离来得到第二子帧索引。
3.根据权利要求2所述的方法，其中随机产生所述跳频距离，以便以下：
1)所产生的第一子帧序列与第二子帧序列一一对应；以及
2)对于相邻小区的映射序列，相同的第一子帧索引被映射到不同的第二子帧索引。
4.一种移动通信资源分配调度器，包括：
资源分配映射序列产生器，用于基于跳频方案随机产生资源分配映射序列；
资源分配器，用于根据由资源分配映射序列产生器产生的资源分配映射序列，为小区内的每一个用户设备分配通信资源，
其中，所述资源分配映射序列产生器包括跳频距离产生模块，用于产生可变的跳频距离。
5.根据权利要求4所述的调度器，其中所述资源分配映射序列产生器被配置成产生包括第一子帧索引和第二子帧索引的资源分配映射序列，并且通过第一子帧索引和所述跳频距离来得到第二子帧索引。
6.根据权利要求5所述的调度器，其中所述跳频距离产生模块被配置成随机产生所述跳频距离，以便：
所产生的第一子帧索引与第二子帧索引一一对应；以及
对于分配给相邻小区的映射序列，相同的第一子帧索引被映射到不同到第二子帧索引。
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