CN102025461B

CN102025461B - 频域调度方法与装置

Info

Publication number: CN102025461B
Application number: CN201010581360.7A
Authority: CN
Inventors: 胡奕; 高卓; 李晓皎
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2010-12-06
Filing date: 2010-12-06
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2030-12-06
Also published as: CN102025461A

Abstract

本发明公开了一种频域调度方法，包括以下步骤：步骤一，从预设的优先级队列中取出位于队首的第一UE；步骤二，判断系统中是否存在未分配的PRB资源，其中，当不存在未分配的PRB资源时，将满足预定的用户配对条件的其他UE的PRB资源作为第一UE的可用资源集合，或者，当存在未分配的PRB资源时，将未分配的PRB资源作为第一UE的可用资源集合；以及步骤三，按照预定策略从可用资源集合中选取PRB资源，并将其分配给第一UE。此外，还公开了相对应的频域调度装置。

Description

频域调度方法与装置

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于MU-MIMO系统的频域调度方法与装置。

背景技术

LTE系统可支持的最大系统带宽为20MHz，为了更好地支持宽带系统，LTE系统下行采用OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交频分多址)，在频域把整个宽带频率选择性信道分成多个平坦的子信道，各子信道之间相互正交。在多用户业务共存的情况下，可以根据各种业务的不同QoS需求，以及用户的信道条件灵活地分配时频资源，进行数据传输。在LTE系统中，可分配的最小物理资源单位为PRB(PhysicalResource Block，系统资源块)，一个时隙中频域上连续的宽度为180kHz的物理资源称为一个PRB。在LTE系统中，下行调度器和上行调度器都位于基站的MAC(Medium Access Control，媒质接入控制)层。基站在完成调度后，通过PDCCH将资源分配结果指示给UE，UE按照PDCCH的指示在相应的资源上完成数据的发送和接收。

MIMO(Multi-user Multiple Input Multiple Output，多用户MIMO)技术作为LTE系统中的一项重要特性，其基本原理就是在发送端和接收端均使用多根天线进行数据的发送和接收，并且在发送端每根天线上发送不同的数据比特。这样，利用空间信道的不相关性，存在多个独立衰落的路径，产生多个并行的信道，并且每个信道上传输的数据不同，从而提高信道容量。如果将多个复用数据流用于多个终端，则称为MU-MIMO。

在MU-MIMO系统中，多个用户使用相同的时频资源发送数据被称作用户配对，配对用户会存在相互间的干扰，由于用户间信道的正交性不同，为了最小化干扰，需要采用一定的算法选择配对用户，同时在发送端或接收端对配对用户使用有效的干扰消除机制来抑制用户性能的降低。目前，在MU-MIMO系统中使用的用户配对方案主要包括基于容量最大化配对，基于信道条件相关性配对，基于角度隔离配对等几种。

对于MU-MIMO系统，需要结合用户配对设计合理的调度机制来实现共享信道资源分配。调度器执行调度通常可以分为时域调度和频域调度两大步骤：时域调度用于确定参与调度的UE优先级，时域调度主要考虑业务的QoS要求，UE的信道质量，UE时间的公平性等因素；频域调度主要是根据时域调度确定的UE优先级顺序依次为各个UE分配共享信道资源，频域调度主要考虑业务的QoS要求，UE的信道质量，所采用的资源分配类型等因素。目前针对MU-MIMO系统的调度算法在完成时域调度后，按照以下方式完成频域调度：按照时域调度优先级顺序为最高的UE分配PRB资源，如果分配成功，将该UE作为主UE，基于UE配对算法从UE优先级队列中挑选满足配对条件的UE作为该主UE的配对UE，为其分配与主UE相同的PRB资源；接下来为时域调度优先级队列中下一个没有分配共享信道资源的UE分配PRB资源，方法同上，直到遍历完时域调度的UE优先级队列。

目前针对MU-MIMO的频域调度方法是每完成对一个主UE的资源分配，就给该UE选择配对UE。由于没有严格遵循时域调度确定的UE优先级进行频域调度，可能出现优先级低的UE先于优先级高的UE分配到资源，因此这种频域调度方式不利于很好地保证一些优先级相对较高的业务的QoS。

发明内容

考虑到上述问题而做出本发明。

根据本发明的一个方面，提供了一种频域调度方法，包括以下步骤：步骤一，从预设的优先级队列中取出位于队首的第一UE；步骤二，判断系统中是否存在未分配的PRB资源，其中，当不存在未分配的PRB资源时，将满足预定的用户配对条件的其他UE的PRB资源作为第一UE的可用资源集合，或者，当存在未分配的PRB资源时，将未分配的PRB资源作为第一UE的可用资源集合；以及步骤三，按照预定策略从可用资源集合中选取PRB资源，并将其分配给第一UE。

根据本发明的另一方面，提供了一种频域调度装置，包括：高优先级选择模块，用于从预设的优先级队列中取出位于队首的第一UE；判断与集合模块，用于判断系统中是否存在未分配的PRB资源，其中，当不存在未分配的PRB资源时，将满足预定的用户配对条件的其他UE的PRB资源作为第一UE的可用资源集合，或者，当存在未分配的PRB资源时，将未分配的PRB资源作为第一UE的可用资源集合；以及资源分配模块，用于按照预定策略从可用资源集合中选取PRB资源，并将其分配给第一UE。

通过上述两个方案，即可实现对MU-MIMO技术的选择使用，从而尽可能少地进行频域调用以及复用，提升资源分配速度和信号质量。更重要的，使用上述两个方案能够确保优先级高的用户能够享用到更为优质而稳定的资源分配策略。

根据本发明的一个方面，提供了一种频域调度方法，包括以下步骤：步骤一，从预设的优先级队列中取出位于队首的第一UE；步骤二，将满足预定的用户配对条件的其他UE的PRB资源和未分配的PRB资源作为第一UE的可用资源集合；以及步骤三，按照预定策略从可用资源集合中选取PRB资源，并将其分配给第一UE。

根据本发明的另一方面，提供了一种频域调度装置，包括：高优先级选择模块，用于从预设的优先级队列中取出位于队首的第一UE；集合模块，用于将满足预定的用户配对条件的其他UE的PRB资源和未分配的PRB资源作为第一UE的可用资源集合；以及资源分配模块，用于按照预定策略从可用资源集合中选取PRB资源，并将其分配给第一UE。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的一个示例性实施例的频域调度方法的流程图；

图2是根据本发明的一个示例性实施例的频域调度装置的框图；

图3是根据本发明的另一示例性实施例的频域调度方法的流程图；

图4是根据本发明的另一示例性实施例的频域调度装置的框图；以及

图5是根据本发明的MU-MIMO传输支持的几种实现形式的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图来详细说明本发明的实施例。

为了充分利用空间资源，提高系统容量，LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中引入了MU-MIMO技术。对于下行，基站使用相同的时频资源同时对多个UE(User Equipment，终端)发送数据；对于上行，不同UE占用相同的时频资源同时进行数据发送，从基站来看，就如同是接收自同一个“虚拟终端”的多个数据流一样，从而构成了一个虚拟的MU-MIMO系统。在MU-MIMO系统中，需要考虑用户配对准则，同时需要设计合理的时域调度和频域调度机制来实现共享信道资源在多个UE之间的分配。本发明提出一种已知用户配对准则和时域调度用户优先级，为MU-MIMO系统用户进行频域调度资源分配的方法。该方法严格遵循时域调度用户优先级实现频域调度，能够有效地保证用户地QoS要求，该方法适用于共享信道。

本发明提出一种已知用户配对准则和时域调度用户优先级，为MU-MIMO系统用户进行频域调度资源分配的方法。该方法的基本思路是按照时域调度用户优先级实现频域调度，即不论是分配第1层资源还是分配第n(n≤N，其中N为系统共享信道资源可以支持的最大复用层数)层资源，都是优先为优先级高的UE分配PRB资源。按照以上频域调度的思路，频域调度的实现方式可以分为以下两种：

频域调度方法1：根据系统实际负荷水平来决策是否启用MU-MIMO，当调度用户对PRB资源需求较少时，则不开启MU-MIMO；当调度用户对PRB资源数目较多时，再使用MU-MIMO。

频域调度方法2：考虑到LTE系统中下行MU-MIMO必须采用资源分配类型type2，即为用户分配连续的PRB资源，上行资源分配也要求为用户分配的PRB资源保持连续，由于在进行资源分配时存在资源连续性的限制，因此在为每个UE进行资源分配时，可以采用多层资源一起分配的方式。

下面通过2个实施例，分别描述以上两种方式下共享信道频域调度的具体流程。

实施例1

图1是根据本发明的一个示例性实施例的频域调度方法的流程图。

对于MU-MIMO系统，假设共享信道资源最多可以复用2层，采用频域调度方法1，对应的实现流程如下：

1)从时域调度UE优先级队列中取出队首的UE，判断当前系统是否存在没有分配的PRB资源：

a)如果当前系统所有PRB资源都已经被占用，则启动MU-MIMO，执行步骤2)；

b)否则，不启动MU-MIMO，执行步骤3)；

2)根据已知的用户配对准则，从当前已经分配资源但还没有其他UE与之配对的UE中找出可以与当前UE进行配对的UE，分配给这些满足用户配对条件的UE的PRB资源构成当前UE的可用资源集合；

3)找出当前系统所有还没有分配出去的PRB资源，作为当前调度UE的可用资源集合；

4)从步骤2)或步骤3)确定的当前UE可用资源集合中，挑选满足当前UE的数据传输需求且相对信道条件较好的PRB资源，分配给当前UE，并根据资源分配结果更新系统资源的占用情况；

5)从时域调度UE优先级队列中删除当前UE，判断时域调度UE优先级队列是否为空：

a)如果时域调度UE优先级队列是否为空，则本次频域调度结束，退出流程；

b)否则，继续执行步骤1)。

此外，如图2所示，本实施例的方法对应一种频域调度装置200，包括：高优先级选择模块202，用于从预设的优先级队列中取出位于队首的第一UE；判断与集合模块204，用于判断系统中是否存在未分配的PRB资源，其中，当不存在未分配的PRB资源时，将满足预定的用户配对条件的其他UE的PRB资源作为第一UE的可用资源集合，或者，当存在未分配的PRB资源时，将未分配的PRB资源作为第一UE的可用资源集合；以及资源分配模块206，用于按照预定策略从可用资源集合中选取PRB资源，并将其分配给第一UE。

优选地，频域调度装置200还包括：删除模块，用于从优先级队列中删除第一UE，并判断经删除的优先级队列是否为空，其中，当经删除的优先级队列不为空时，重新由高优先级选择模块取出位于队首的UE。

优选地，在判断与集合模块204中，当不存在未分配的PRB资源时，从已分配PRB资源但还没有与其他UE进行用户配对的UE中找出能够与第一UE进行用户配对的一个或多个UE，并将分配给一个或多个UE的PRB资源作为第一UE的可用资源集合。

实施例2

图3是根据本发明的另一示例性实施例的频域调度方法的流程图。

对于MU-MIMO系统，假设共享信道资源最多可以复用2层，采用频域调度方法2，对应的实现流程如下：

1)从时域调度UE优先级队列中取出队首的UE；

2)找出当前调度UE的所有可用PRB资源，其可用的PRB资源包括当前没有分配的PRB资源和已经分配给其他UE并且该UE与当前UE在这些资源上满足配对要求的PRB资源两部分；

3)从步骤2)确定的当前UE可用资源集合中挑选满足当前UE的数据传输需求且相对信道条件较好的PRB资源，分配给当前调度UE，并根据资源分配结果更新系统资源的占用情况；

4)从时域调度UE优先级队列中删除当前UE，判断时域调度UE优先级队列是否为空：

a)如果时域调度UE优先级队列为空，则本次频域调度结束，退出流程；

b)否则，继续执行步骤1)。

此外，如图4所示，本实施例的方法对应一种频域调度装置400，包括：高优先级选择模块402，用于从预设的优先级队列中取出位于队首的第一UE；集合模块404，用于将满足预定的用户配对条件的其他UE的PRB资源和未分配的PRB资源作为第一UE的可用资源集合；以及资源分配模块406，用于按照预定策略从可用资源集合中选取PRB资源，并将其分配给第一UE。

优选地，在集合模块404中，满足预定的用户配对条件的其他UE的PRB资源是，从已分配PRB资源但还没有与其他UE进行用户配对的UE中找出的能够与第一UE进行用户配对的一个或多个UE的PRB资源。

上述两种频域调度的实现方式适用于上行MU-MIMO的共享信道资源分配和下行MU-MIMO的共享信道资源分配。以共享信道资源最多复用2层为例，MU-MIMO传输可以支持多种实现形式，如图5所示。(a)中进行MU-MIMO的两个用户UE1和UE2占用的PRB资源全相同；(b)中进行MU-MIMO的2个用户UE1和UE2占用的PRB资源有部分交叠；(c)中UE3同时与UE1和UE2两个用户进行MU-MIMO传输，UE3占用的PRB资源为UE1和UE2占用的PRB资源的总和；(d)为进行MU-MIMO的用户占用的资源部分交叠的另一个图示，图中UE1同时与UE3和UE4进行MU-MIMO，同时UE2与UE3进行MU-MIMO传输。

综上，本发明提出一种已知用户配对准则和时域调度用户优先级，为MU-MIMO系统用户进行频域调度资源分配的方法。该方法严格遵循时域调度用户优先级实现频域调度，能够有效地保证用户地QoS要求，该方法适用于共享信道。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种频域调度方法，其特征在于，所述频域调度方法基于MU-MIMO系统，并且，所述频域调度方法包括以下步骤：

步骤一，从预设的优先级队列中取出位于队首的第一UE；

步骤二，判断系统中是否存在未分配的PRB资源，其中，当不存在未分配的PRB资源时，将满足预定的用户配对条件的其他UE的PRB资源作为所述第一UE的可用资源集合，或者，当存在未分配的PRB资源时，将未分配的PRB资源作为所述第一UE的可用资源集合；

步骤三，按照预定策略从所述可用资源集合中选取PRB资源，并将其分配给所述第一UE；

其中，所述MU-MIMO系统支持的频域调度的实现形式包括以下至少之一：

对于MU-MIMO系统的2个用户UE1和UE2，UE1和UE2占用的PRB资源有部分交叠；

对于MU-MIMO系统的3个用户UE1、UE2以及UE3，UE3同时与UE1和UE2两个用户进行MU-MIMO系统的频域调度，并且UE3占用的PRB资源为UE1和UE2占用的PRB资源的总和；

对于MU-MIMO系统的4个用户UE1、UE2、UE3以及UE4，UE1同时与UE3和UE4进行MU-MIMO系统的频域调度，并且UE2与UE3进行MU-MIMO系统的频域调度，并且，UE1占用的PRB资源与UE3和UE4占用的PRB资源均有部分交叠，UE2占用的PRB资源与UE3占用的PRB资源有部分交叠。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤三之后，所述方法还包括以下步骤：

从所述优先级队列中删除所述第一UE；以及

判断经删除的优先级队列是否为空，其中，当经删除的优先级队列不为空时，返回执行所述步骤一。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述MU-MIMO系统中，共享信道资源的最大复用层数为2层。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤二中，当不存在未分配的PRB资源时，从已分配PRB资源但还没有与其他UE进行用户配对的UE中找出能够与所述第一UE进行用户配对的一个或多个UE，并将分配给所述一个或多个UE的PRB资源作为所述第一UE的可用资源集合。

5.一种频域调度装置，其特征在于，所述频域调度方法基于MU-MIMO系统，并且，所述频域调度装置包括：

高优先级选择模块，用于从预设的优先级队列中取出位于队首的第一UE；

判断与集合模块，用于判断系统中是否存在未分配的PRB资源，其中，当不存在未分配的PRB资源时，将满足预定的用户配对条件的其他UE的PRB资源作为所述第一UE的可用资源集合，或者，当存在未分配的PRB资源时，将未分配的PRB资源作为所述第一UE的可用资源集合；以及

资源分配模块，用于按照预定策略从所述可用资源集合中选取PRB资源，并将其分配给所述第一UE；

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

删除模块，用于从所述优先级队列中删除所述第一UE，并判断经删除的优先级队列是否为空，

其中，当经删除的优先级队列不为空时，重新由所述高优先级选择模块取出位于队首的UE。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述MU-MIMO系统中，共享信道资源的最大复用层数为2层。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，在所述判断与集合模块中，当不存在未分配的PRB资源时，从已分配PRB资源但还没有与其他UE进行用户配对的UE中找出能够与所述第一UE进行用户配对的一个或多个UE，并将分配给所述一个或多个UE的PRB资源作为所述第一UE的可用资源集合。