CN101990777A - 一种多载波资源调度方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例公开了一种多载波资源调度方法和装置,涉及无线通信领域。所述方法包括:获取载波聚合影响因子,基于所述载波聚合影响因子为终端分配载波和/或子信道。本发明的实施例适用于引入载波聚合后的多载波资源调度。
Description
一种多载波资源调度方法和装置 技术领域
本发明涉及无线通信领域, 尤其涉及一种多载波资源调度方法和装置。 背景技术
目前 4G ( The 4th Generation, 第四代)通信技术的候选技术都采用了 OFDMA ( Orthogonal Frequency Division Multiple Access , 正交分频多址)技 术。 OFDMA系统把一个载波的频谱资源分成很多子载波( Sub-Carrier ), 分配 给不同的用户实现多用户复用接入。 在 OFDMA系统中, 动态资源的分配和调 度对系统性能起着关键性作用。 将合适的子载波在某一时刻分配给合适的用 户使用, 称为用户选择和子载波分配 ( User Selection and Sub-Carrier Allocation )。 同时, 需要在这些子载波上分配发射功率, 以达到最大化系统频 谱利用率的目标。
在实际通信系统中, 一般考虑系统发送功率上限是固定的, 在这种限制 下, 如何进行各个子载波上的功率分配, 使得整体的流量(数据速率)最大, 是 OFDMA要解决的问题。 在单用户 OFDMA系统中, 学术中证明采用注水 算法(Water-Filling )算法, 计算出统一的注水线, 按照该注水线, 把大的功 率分配到信道增益大的、 把小的功率分配到信道增益小的子载波上, 这样可 以达到最优化的数据速率。 但注水算法的复杂度太高, 一般会在保证性能下 降在可接受的范围内的前提下设计算法来进行简化。
在多用户 OFDMA 系统中, 4巴子载波分配、 用户选择和功率分配分为两 个步骤进行; 第一步先进行子载波分配和用户选择, 对每个子载波, 把它分 配给在该子载波上信道质量最好的用户; 第二步, 根据上述的子载波分配, 采用注水算法分配功率, 把总功率在所有子载波中进行平均分配, 其数据流 量比最优化的差距在 5%左右, 这一点目前被 4艮多实际系统采用, 包括 LTE ( Long Term Evolution, 长期演进) 系统。
LTE-A是 LTE 的演进系统, 引入了载波聚合这一重要的新技术特性。
LTE-A 在采用载波聚合的系统中, 一个小区内可以有多个上下行载波元 ( Component Carriers ) 同时为一个终端服务, 大大提高了系统性能。
现有的技术在资源调度中没有考虑到载波聚合引入的技术问题, 无法实 现载波选择的功能。
发明内容
本发明提供了一种多载波资源调度方法和装置, 能够实现在引入载波聚 合下的资源调度中的资源选择的功能。
本发明的实施例采用如下技术方案:
本发明的一实施例一种多载波资源调度方法, 包括:
获取载波聚合影响因子;
基于所述载波聚合影响因子为终端分配载波和 /或子信道。
本发明的一实施例一种多载波资源调度方法, 包括:
获取 PAPR ( Peak to Average Power Rate, 峰值平均功率比 )和 /或终端在 各载波下的耗电状况;
向网络侧发送所述/ ¾PR和 /或终端在各载波下的耗电状况。
本发明的一实施例一种 MAC ( Media Access Control, 媒体接入控制)装 置, 包括: 逻辑调度单元、 多载波资源调度单元、 复用单元和 HARQ实体单 元。
所述逻辑调度单元, 用于完成逻辑信道调度, 例如, 需要输出哪些逻辑 信道的数据, 以及输出多少数据等;
所述多载波资源调度单元, 用于获取载波聚合影响因子并基于所述载波 聚合影响因子为终端分配载波和 /或子信道。 由于为终端分配载波和 /或子信道 相当于从多个 HARQ实体中选择需要使用的 HARQ实体, 因而所述多载波资 源调度单元也可以称为 HARQ实体选择单元。
所述复用单元, 用于将所述逻辑调度单元调度的结果复用到所述媒体资 源调度单元分配的载波和 /或子信道上, 完成媒体接入控制协议数据单元的构 造。
HARQ ( Hybrid Auto Repeat Request, 混合自动重传请求) 实体单元, 用 于将所述复用单元构造的媒体接入控制协议数据单元发送给对应的终端。
本发明的一实施例一种终端, 包括:
获取单元, 用于获取 PAPR和 /或终端在各载波下的耗电状况;
发送单元, 用于向网络侧发送所述获取单元获取的信息。
本发明的实施例一种多载波资源调度方法和装置, 基于载波聚合影响因 子为终端分配载波和 /或子信道, 并能够完成引入载波聚合技术之后的资源调 度, 优化载波的传输效率, 提高系统的吞吐量。 本发明的实施例还可以由终 端获取 和 /或终端在各载波下的耗电状况并发送给网络侧, 从而网络侧 能够根据这些信息获取载波聚合影响因子, 从而能够对载波和 /或子信道进行 分配。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案, 下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍, 显而易见地, 下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其它的附图。
图 1为本发明的一实施例一种多载波资源调度方法的流程图;
图 2为本发明的另一实施例一种多载波资源调度方法的流程图; 图 3为本发明的实施例一的流程图;
图 4为本发明的实施例二的流程图;
图 5为本发明的实施例三的流程图;
图 6为本发明的实施例 MAC (媒体接入控制, Media Access Control )装 置的示意图;
图 7为本发明的实施例 MAC装置的另一种实现方式的示意图; 图 8为本发明的实施例终端的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例一种多载波资源调度方法和装置进行详细
描述。
应当明确, 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例, 而不是全部的 实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳 动的前提下所获得的所有其它实施例, 都属于本发明保护的范围。
如图 1所示, 本发明的一实施例一种多载波资源调度方法, 包括:
5101、 获取载波聚合影响因子;
5102、 基于所述载波聚合影响因子为终端分配载波和 /或子信道。
在上述及以下的方案中, 所述载波聚合影响因子可以根据以下任一项或 多项获取: PAPR、 终端在各载波下的耗电状况、 载波聚合引起的额外开销 ( Overhead ) 以及分配的载波个数。 如果以 M表示载波聚合影响因子, 则终 端 的载波聚合影响因子 M与上述各项的关系可以通过以下各式获得:
, = log(^ * NJ (1) Mk = a{\og{ ^ Nk) + Nk ^ γ%) (2)
M k ― { pAPR + a power + 7 overhead ) * (3) 在上述各式中, ^^为7¾7^引起的影响因子, 《p。 为终端在载波上耗 电引起的影响因子, 。ve 为额外开销引起的影响因子, ^为分配给终端 k 的载波个数。 β, 都是综合影响因子。 这些影响因子可以根据不同的终端 设置不同的值, 也可以统一设置相同的值。 这些影响因子的具体值的设置不 影响本发明的保护范围。上述的 PAPR和终端在各载波下的耗电状况可以由终 端获取再发送给网络侧, 当然也可以由网络侧自己获取。 载波聚合引起的额 外开销通常由网络侧获取。
载波聚合影响因子 Μ也可以通过其它方法获得。
在本发明中,子信道可以指子载波、 LTE系统中的 PRB( Physical Resource Block, 物理资源块)或其它资源分配单元。
本发明的实施例一种多载波资源调度方法, 基于载波聚合影响因子为终 端分配载波和 /或子信道, 能够完成引入载波聚合技术之后的资源调度, 优化 载波的传输效率, 提高系统的吞吐量。
如图 2所示, 本发明的另一实施例一种多载波资源调度方法, 包括:
S201、 获取 PAPR和 /或终端在各载波下的耗电状况;
S202、 向网络侧发送所述 PAPR和 /或终端在各载波下的耗电状况。
本实施例可以由终端获取 PAPR和 /或终端在各载波下的耗电状况并发送 给网络侧, 从而网络侧能够根据这些信息获取载波聚合影响因子, 从而能够 对载波和 /或子信道进行选择。
以下将以更为详尽的实施例对本发明的方案进行详细说明。 以下的各实 施例均为本发明的方案的一种可选方式, 以下实施例的顺序并不表示优先顺 序。
实施例一
如图 3所示, 本实施例可以包括如下步骤:
S301、 接收各终端发送的 PAPR和终端在各载波下的耗电状况。
在本实施例中, 这两个量都由终端获取并发送给网络侧。 终端可以只发 送这两个量中的一个, 另一个则由网络侧自己获取。 或者这两个量都可以由 网络侧自己获取。
S302、 获取各终端在可选载波中的某载波的某子信道上的载波聚合影响 因子以及基于载波聚合影响因子的加权传输流量。
首先获取网络系统中所有载波的所有子信道, 可以用一个数组 B来存储 这些子信道。
从数组 B挑选出其中一个子信道, 假设该子信道为 b, 且属于载波 。
殳共有 个终端, 获取 个终端的载波聚合影响因子, 这 K个终端的 载波聚合影响因子可以通过设置一个包含 个元素的数组 M来存储。 对所有 的终端 1 , 2, ... ... K, 通过上述的式(1 )、 (2 )、 ( 3 )其它方式来获取各终端 对应的载波聚合影响因子 Μ , 可以存放于 Μ中。
根据各终端在子信道 b上对应的载波聚合影响因子 ,获取每个终端在 该子信道 b上的加权传输流量。
获取加权传输流量 的方法可以参照式( 4 ):
γ = rk,m,bM
― MkTk [n] ( 4 ) , ["]表示在时刻 n, 终端 在载波 上的子信道 b上计算出来的可能 的传输能力(一般以流量来表示), τ;ι ι表示到时刻„, 终端 已经分配的传 输能力 (在这里作为公平因子), ¾^表示终端 在载波 的子信道 b上 的结合载波聚合影响因子 Μ的传输流量。
在本发明的实施例中, 也可以不基于 M获取终端在某个子信道上的传 输流量, 即上面式(4 ) 的右边可以为 也就是在获取传输流量时不
考虑公平因子, 也能够实现本发明。
5303、 选择出在所述某载波的某子信道上的所述加权传输流量最大的终 端。
获取加权传输流量最大的终端的方法参照式 ( 5 ):
, 、 ( 5 )
式( 5 )的右边,式( 4 )的含义为选择合适的 k,m,b(假设分别为 K*,m*,b* ), 使得¾ ^的值最大,这就确定在载波 的子信道 6*上传输流量最大的终 端为 , 即确定终端 , 子信道 6*和载波 的最佳组合。
5304、 将所述某载波的某子信道分配给所述加权传输流量最大的终端。 例如, 在本实施例中 没载波 1的子信道 1上终端 3的流量最大, 则为 终端 3分配载波 1以及载波 1上的子信道 1。
如果将某个子信道分配某一终端建立后, 则在数组 B中删除该子信道。 按照上述的方法, 依次将数组 B 中所有载波的所有子信道分配给各个终端, 直到数组 B为空。
从而本实施例实现了多载波的资源调度。 采用本实施例的方法, 在完成 载波调度的基础上, 能够为终端选择效率高的子信道, 从而优化传输效率, 降低终端耗电, 降低上行 PAPR。
实施例二
如图 4所示, 本实施例可以包括如下的步骤:
5401、 为终端 设置流量需求或子信道最大数目限制。
当终端上的累计加权传输流量大于为该终端设置的流量需求时, 则不需 再为该终端分配其它的子信道了。 或者, 当终端对应的子信道数目大于为终 端设置的子信道最大数目限制, 则不需再为该终端分配其它的子信道了。 因 而可以为终端 设置流量需求或子信道最大数目限制。
5402、 获取终端 在所有载波的所有子信道上的载波聚合影响因子以及 基于载波聚合影响因子的加权传输流量。
具体地, 该步骤可以通过如下方式实现: 获取网络系统中所有载波的所 有子信道, 可以用数组 B表示。
同实施例一类似,假设共有 个终端。从各终端中选择终端 k,利用式(4 ) 获取所有载波的所有子信道(数组 B中的所有子信道)上该终端 k的加权传 输流量。
具体地, 首先获取终端 在所有载波的所有子信道上的载波聚合影响因 子。 获取载波聚合影响因子的方法可以参照式(1 )、 (2 )或(3 )中任一种或 其它方法。 并且本实施例中 和终端在各载波下的耗电状况由网络侧来 获取, 并由此计算载波聚合影响因子^。 再将终端 在所有载波的所有子信 道上的载波聚合影响因子代入式(4 )中, 从而得到终端 在所有载波的所有 子信道上的基于载波聚合影响因子的加权传输流量。
5403、 获取终端 对应的加权传输流量最大的某载波的某子信道。
根据式(5 )取出其中对应终端 k加权传输流量最大的子信道。 例如, 流 量最大的子信道为 2, 属于载波 3。
5404、 为终端 k分配所述加权传输流量最大的某载波的某子信道, 并将 所述最大的加权传输流量累加到终端 k的累计流量中流量需求或获取终端 k 分配的子信道数目。
将载波 3的子信道 2分配给终端 k,并把子信道 2的加权传输流量累加到 终端 的累计流量中。 同时从 B中删除载波 3的子信道 2。
5405、 判断终端 k 的累计加权传输流量或分配的子信道数目是否大于 S401 中设置的流量需求或子信道最大数目限制, 如果是则完成终端 的子信 道分配, 如果否则继续步骤 S406。
5406、 在未分配的子信道中按上述步骤为终端 分配子信道。
如果终端 的累计流量小于 S401中设置的流量需求, 则继续为终端 分 配子信道, 例如将上述流量仅次于子信道 2的子信道, 即载波 5的子信道 3 分配终端 k, 并且将子信道 3的传输流量也累加到所述终端 上的累计流量, 直到该累计流量大于等于 S401中设置的流量需求。 或者如果终端 累计对应 的子信道数目达到 S401中设置的子信道最大数目限制时, 则不再为终端 分 配其它的子信道了。 然后为下一个终端分配对应的子信道和载波, 分配的方 法同上, 直到所有的子信道都分配给终端。
从而本实施例完成了多载波的资源调度, 并且能够为终端选择效率高的 子信道, 从而优化传输效率, 降低终端耗电, 降低上行/ ¾PR。 此外, 本实施 例由网络侧来获取/ ¾PR和 /或终端在各载波下的耗电状况, 能够节省终端传 输信息的资源损耗。
实施例三
如图 5所示, 本实施例可以包括如下的步骤:
5501、 为终端 选择可选的载波。
具体地, 可以通过多载波聚合影响因子从所有载波中为各终端选择可选 的载波。 例如可根据式(1 )、 ( 2 )或(3 )选择多载波聚合影响因子较小的载 波作为各终端可选的载波。 PAPR 和终端在各载波下的耗电状况由网络侧获 取。 本发明并不局限于此, 也可以由终端将/ ¾PR和 /或终端在各载波下的耗 电状况发送给网络侧。 网络侧还可以获取载波聚合引起的额外开销。
例如, 可以给终端 选出载波 1、 载波 2和载波 3作为可选载波。
5502、 为终端 设置流量需求或子信道最大数目限制。
5503、获取 S501中选出的载波中的所有子信道上终端 k的加权传输流量。 该步骤可以参考上面的实施例一、 实施例二。
S504、 获取终端 k的对应的加权传输流量最大的子信道。
利用式( 5 )获取所选择的可选载波中 , 终端 在各子信道上的传输流量。 k*,m*,b* = argmax M ( 5 )
k,m,b Tk n
S505、 将所述加权传输流量最大的子信道分配给终端 k, 并且将该最大 的加权传输流量累加到终端 的累计加权传输流量上或获取终端 分配的子信 道数目。 根据式(5)的结果, 将 ["] 值最大的载波 1的子信道 5分配给终端/ L
5506 , 判断终端 k 的累计加权传输流量或分配的子信道数目是否大于 S502中设置的流量需求或子信道最大数目限制, 如果是则完成终端 k的子信 道分配, 如果否则继续步骤 S507。
如果终端 k的累计加权传输流量大于等于终端 k的流量需求, 则不再为 终端 分配其它子信道。或者如果终端 分配的子信道数据大于终端 k的子信 道最大限制数目, 则不再为终端 分配其它子信道。
5507、 在未分配的子信道中按上述步骤为终端 分配子信道。
如果该累计加权传输流量小于终端 k的流量需求, 则为终端 k分配与式 ( 5 )确定的流量仅次于该最大流量的载波 2的子信道 3 , 并且将载波 2的子 信道 3的传输流量累加到该终端的累计流量上, 直到终端 上的累计加权传 输流量大于等于终端 的流量需求。或者在终端 的累计子信道数目达到子信 道最大数目限制时, 不再为终端 选择其它的子信道了。 对其它的终端来说, 采用与上述同样的方法完成各终端对应的子信道的 分配。
从而本实施例完成了多载波的资源调度, 并且能够为终端选择效率高的 子信道, 从而优化传输效率, 降低终端耗电, 降低上行/ ¾PR。 此外, 本实施 例由网络侧来获取 PAPR和终端在各载波下的耗电状况,能够节省终端传输信 息的资源损耗。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流 程, 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成, 所述的程序可存储于 一计算机可读取存储介质中, 该程序在执行时, 可包括如上述各方法的实施 例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体( Read-Only Memory, ROM )或随机存^ ^己忆体 ( Random Access Memory, RAM )等。 如图 6所示, 本发明的实施例还提供了一种 MAC装置, 包括: 逻辑调度 单元 601、多载波资源调度单元( HARQ实体选择单元)602、复用( Multiplexing ) 单元 603和 HARQ实体单元 604。
所述逻辑调度单元 601 , 用于完成逻辑信道调度, 例如, 需要输出哪些个 逻辑信道的数据, 以及输出多少数据等。
所述多载波资源调度单元(HARQ实体选择单元) 602, 用于获取载波聚 合影响因子并基于所述载波聚合影响因子为终端分配载波和 /或子信道, 或者 也可以说是从多个 HARQ实体中选择需要使用的 HARQ实体。
具体调度的方法, 可以参考以上的多载波资源调度方法中的各个实施例, 实现多载波资源调度单元 602的功能。
所述复用单元 603 ,用于将所述逻辑调度单元 601调度的结果复用到所述 媒体资源调度单元 602分配的载波和 /或子信道上, 完成 MAC PDU的构造。
HARQ实体单元 604,用于将所述复用单元 603构造的 MAC PDU发送给 对应的终端。
图 6所示为所述多载波资源调度单元(HARQ实体选择单元)在现有协 议中的 MAC层中的一种应用方式。或者该多载波资源调度单元(HARQ实体 选择单元)也可以以图 Ί所示的方式与有协议中的 MAC层中的复用单元结合。
其中, 所述载波聚合影响因子为根据以下任一项或多项获取: PAPR, 终 端在各载波下的耗电状况、 载波聚合引起的额外开销。
在上述方案的基础上, 所述多载波资源调度单元还可以用于接收终端发 送的 PAPR和 /或终端在各载波下的耗电状况, 并根据接收的信息获取载波聚
合影响因子。
如图 8所示, 本发明的实施例还提供了一种终端, 包括:
获取单元 801 , 用于获取 PAPR和 /或终端在各载波下的耗电状况; 发送单元 802, 用于向网络侧发送所述获取单元 801获取的信息。
本发明的实施例多载波资源调度装置以及终端, 可以结合上述多载波资 源调度方法中的各实施例, 实现多载波的资源调度。
本发明的实施例一种多载波资源调度装置以及终端, 基于载波聚合影响 因子为终端与载波和 /或子信道之间建立对应关系, 并且将各载波和 /或子信道 分配给对应的终端, 能够完成引入载波聚合技术之后的资源调度, 优化载波 的传输效率, 提高系统的吞吐量。
以上所述, 仅为本发明的具体实施方式, 但本发明的保护范围并不局限 于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内, 可轻易 想到的变化或替换, 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此, 本发明的保 护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (1)
- 权利 要求 书1、 一种多载波资源调度方法, 其特征在于, 包括:获取载波聚合影响因子;基于所述载波聚合影响因子为终端分配载波和 /或子信道。2、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述载波聚合影响因子为根 据以下任一项或多项获取: 峰值平均功率比、 终端在各载波下的耗电状况、 载 波聚合引起的额外开销以及分配的载波个数。3、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述基于载波聚合影响因子 为终端分配载波和 /或子信道, 包括:获取各终端在可选载波中的某载波的某子信道上的基于载波聚合影响因子 的加权传输流量;选择出在所述某载波的某子信道上的所述加权传输流量最大的终端; 将所述某载波的某子信道分配给所述加权传输流量最大的终端。4、 根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述基于载波聚合影响因子 为终端分配载波和 /或子信道, 包括:为终端获取在可选载波的可选子信道上的基于载波聚合影响因子的加权传 输流量;选择出所述终端对应加权传输流量最大的某载波的某子信道;为所述终端分配所述加权传输流量最大的某载波的某子信道。5、 根据权利要求 4所述的方法, 其特征在于, 所述方法进一步包括: 判断所述终端的预设流量需求是否大于累计加权传输流量, 如果是, 则继 续在未分配的可选载波的可选子信道中为所述终端分配子信道; 或判断所述终端的子信道最大限制数目是否大于所述终端已分配的子信道数 目, 如果是, 则继续在未分配的可选载波的可选子信道中为所述终端分配子信 道。6、 根据权利要求 4或 5所述的方法, 其特征在于, 所述为终端获取在可选 载波的可选子信道上的基于载波聚合影响因子的加权传输流量之前, 所述方法 进一步包括:接收终端上报的各载波的耗电状况以及峰值平均功率比;根据所述接收的信息, 为终端选择至少一个可选载波。7、 根据权利要求 2所述的方法, 其特征在于, 所述方法进一步包括: 获取峰值平均功率比和 /或终端在各载波下的耗电状况。8、 根据权利要求 1至 5中任一项或 Ί所述的方法, 其特征在于, 所述子信 道为子载波或长期演进系统中的物理资源块。9、 一种多载波资源调度方法, 其特征在于, 包括:获取峰值平均功率比和 /或终端在各载波下的耗电状况;向网络侧发送所述峰值平均功率比和 /或终端在各载波下的耗电状况。10、 一种媒体接入控制装置, 其特征在于, 包括: 逻辑调度单元、 多载波 资源调度单元、 复用单元和 HARQ实体单元;所述逻辑调度单元, 用于完成逻辑信道调度;所述多载波资源调度单元, 用于获取载波聚合影响因子并基于所述载波聚 合影响因子为终端分配载波和 /或子信道;所述复用单元, 用于将所述逻辑调度单元调度的结果复用到所述多载波资 源调度单元分配的载波和 /或子信道上,完成媒体接入控制协议数据单元的构造;HARQ 实体单元, 用于将所述复用单元构造的媒体接入控制协议数据单元 发送给对应的终端。11、 根据权利要求 10所述的装置, 其特征在于, 所述多载波资源调度单元 还用于接收终端发送的峰值平均功率比和 /或终端在各载波下的耗电状况, 并根 据接收的信息获取载波聚合影响因子。12、 一种终端, 其特征在于, 包括:获取单元, 用于获取峰值平均功率比和 /或终端在各载波下的耗电状况; 发送单元, 用于向网络侧发送所述获取单元获取的信息。
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