CN102098737B - 一种基于小区优先级的协作调度方法及系统 - Google Patents

一种基于小区优先级的协作调度方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于小区优先级的协作调度方法及系统，应用于使用多点协作传输技术的系统，所述方法包括：根据各协作小区的历史和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；按照优先级从高到低的顺序依次完成各协作小区的调度。发明协作调度方案充分考虑各协作小区的特性，优化整个区域的资源分配，在每个小区内调度用户时，同时兼顾比例公平原则调度用户，使网络处于一个合理的工作状态，进而可以提高整个系统的性能。

Description

一种基于小区优先级的协作调度方法及系统
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种基于小区优先级的协作调度方法及系统。
背景技术
LTE-A(Long Term Evaluation-Advanced，高级长期演进)系统中，为了提高高速数据速率业务的覆盖率，并提高小区边缘和小区平均吞吐率，引入了CoMP(Coordinated Multiple Point Transmission and Reception，多点协作传输与接收)技术。
LTE-A中的CoMP技术主要分为：1)联合传输技术，协作传输集合中各个节点都可以获得数据信息，在同一时刻PDSCH(Physical DownlinkShared Channel，物理下行共享信道)数据通过多个节点或者一个节点传输；2)协作调度，仅仅服务小区可以获得待传输的数据信息，对用户的调度和波束赋形的确认通过在协作集合协商完成。
目前，已有的协作小区的协作调度方案存在如下问题：
1，在对一个协作小区进行调度时，仅考虑本协作小区的特性，因此，可能会对协作区域内其它已完成调度的协作小区造成强干扰；
2，在对协作小区内的用户进行调度时，并未考虑公平原则，且资源利用率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种协作调度方法及系统，充分考虑各协作小区的特性，优化整个协作区域的资源分配。
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于小区优先级的协作调度方法，应用于使用多点协作传输(CoMP)技术的系统，所述方法包括：
根据各协作小区的历史和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；
按照优先级从高到低的顺序依次完成各协作小区的调度。
进一步地，在完成高优先级协作小区的调度后，根据所述高优先级协作小区的调度结果对低优先级协作小区进行调度；
所述调度结果包括：调度用户信息，以及调度用户的权值信息。
进一步地，在对某一协作小区进行调度时，根据该协作小区内各待调度用户的信道反馈信息及其已完成的数据吞吐量，优先选择已完成的数据吞吐量小且当前信道质量高的待调度用户进行调度。
进一步地，所述根据所述高优先级协作小区的调度结果对低优先级协作小区进行调度是指：
在对协作小区进行调度时，如果待调度用户对已完成调度用户的干扰超出预先设置的干扰强度门限值，则放弃调度该用户。
进一步地，所述历史信息包括但不限于以下信息中的一种或其任意组合：本协作小区的业务量、繁忙程度、所服务的业务类型；
所述当前信息包括但不限于以下信息中的一种或其任意组合：本协作小区内待调度用户的数目、当前信道状态信息、用户的数据类型。
进一步地，在对协作小区进行调度时，如果该协作小区支持多用户多输入多输出(MU-MIMO)多天线模式、且信道条件允许，对该协作小区内的多个待调度用户进行调度；如果该协作小区支持单用户多输入多输出(SU-MIMO)模式，且信道条件允许的情况下，该协作小区所调度的待调度用户使用多个流。
进一步地，当所述方法应用于集中式协作网络中时，由所述网络中的任一协作小区、或者根据各协作小区中的业务量或繁忙状态确定的一个协作小区作为中心控制小区，完成各协作小区的调度，并将调度结果分别发送给各协作小区；
当所述方法应用于分布式协作网络中时，各协作小区将本小区的历史和当前信息发送给其他所有协作小区，同时各协作小区也接收其它协作小区发送的小区历史和当前信息；各协作小区根据所有协作小区的历史、和/或相关信息进行优先级排序；且高优先级协作小区调度完成后将调度结果通知所有低优先级协作小区；低优先级小区接收高优先级小区发送的调度结果。
进一步地，在每个协作时刻、或者按照预先设定的周期对各协作小区重新进行所述优先级的排序。
本发明还提供了一种基于小区优先级的协作调度系统，包括信息收发模块、优先级排序模块和小区调度模块，其中：
所述信息收发模块，用于发送或接收协作小区的历史和当前信息；
所述优先级排序模块，用于根据各协作小区的历史和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；
所述小区调度模块，用于按照优先级从高到低的顺序依次完成各协作小区的调度。
进一步地，所述系统应用于集中式协作网络，所述网络中包括中心控制小区和其他协作小区，其中
所述其他协作小区内的基站包括：
信息收发模块，用于将本协作小区的历史和当前信息、和本协作小区内待调度用户的相关信息发送给所述中心控制小区；以及，接收中心控制基站发送的调度结果；
所述中心控制小区内的基站包括：
信息收发模块，用于接收各协作小区的历史和当前信息、和各协作小区内待调度用户的相关信息；以及，将调度结果分别发送给各协作小区；
优先级排序模块，用于根据各协作小区的历史和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；
小区调度模块，用于根据各协作小区内待调度用户的相关信息对相应的协作小区进行调度。
进一步地，所述中心控制小区为所述网络中的任一协作小区，或者根据所述网路中各协作小区中的业务量或繁忙状态确定的一个协作小区。
进一步地，所述系统应用于分布式协作网络，所述网络中的各协作小区内的基站包括：
所述信息收发模块，用于将本协作小区的历史和当前信息发送给其他所有协作小区；接收其它协作小区发送的小区历史信息和当前信息、及高优先级协作小区的调度结果；以及，将本协作小区的调度结果通知给所有低优先级协作小区；
所述优先级排序模块，用于根据各协作小区的历史、和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；
所述小区调度模块，用于根据高优先级小区的调度结果、以及本协作小区内待调度用户的相关信息完成本协作小区的调度。
采用发明中的协作调度方案，可以充分考虑各协作小区的特性，优化整个区域的资源分配，在每个小区内调度用户时，同时兼顾比例公平原则调度用户，使网络处于一个合理的工作状态，进而可以提高整个系统的性能。
附图说明
图1为本发明实施例的集中式协作网络中的协作调度方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的应用于集中式协作网络的协作调度系统的示意框图；
图3为本发明实施例的应用于分布式协作网络的协作调度系统的示意框图。
具体实施方式
LTE-A的CoMP技术中，一个协作区域内有若干协作小区，每个协作小区都可以支持MU-MIMO(Multi-User Multiple Input Multiple Output，多用户多输入多输出)和SU-MIMO(Single-User Multiple Input Multiple Output，单用户多输入多输出)多天线模式，每个协作小区内的用户独立测量本身到所在服务小区的信道质量，并将测量信息反馈给所在服务小区。
本发明的核心思想是：按照各协作小区的历史和当前相关信息确定各协作小区的优先级，按照优先级从高到低的顺序依次完成调度；且在进行低优先级小区的调度时，要考虑高优先级小区的调度结果。
基于上述思想，本发明提供的协作调度方法包括以下内容：
A，小区优先级的排序
可根据各协作小区的历史、和/或当前信息对各协作小区进行优先级的排序。视具体应用场景的不同，所述历史信息包括但不限于以下信息中的一种或其任意组合：在此时刻之前统计的本小区的业务量、繁忙程度、所服务的业务类型等信息；所述当前信息包括但不限于以下信息中的一种或其任意组合：本小区即将要服务的用户(即需要传输数据的用户，以下称为待调度用户)的数目、当前信道状态信息、用户的数据类型等信息。从统计的历史信息看，如果小区的业务量通常较大，即此小区属于一个业务比较繁忙的小区，同时，如果当前要服务的用户数量多，用户数据的实时性要求高，用户的信道条件好，那么本小区的优先级就会高。
B，排序模式
优先级的排序可以采用动态模式也可以采用半静态模式。所述动态模式是指每个协作时刻重新进行优先级排序；所述半静态模式指周期地进行优先级的排序，即在一定的协作时间间隔内不更新优先级顺序，超过此间隔则按照历史信息和当前信息重新更新各协作小区的优先级。
C，在对某一个协作小区进行调度时，需考虑以下信息：更高优先级小区的调度信息、待调度用户的相关信息。
其中，考虑更高优先级小区调度信息为了减少对他们的干扰，例如，如果发现调度本协作小区内的任何用户都会对已完成调度的协作小区形成强干扰，强干扰的判定可以通过设置干扰强度门限来实现，那么本协作小区在此协作时频资源上将不调度本协作小区的用户。
考虑待调度用户的相关信息则是为了兼顾公平性原则、提高资源利用率。
D，优选地，如果某个协作小区支持MU-MIMO多天线模式，并且在信道条件允许的情况下，此协作小区可以调度本协作小区内的多个用户。同样，如果协作小区支持SU-MIMO模式，并且在信道条件允许的情况下，此协作小区可以调度的用户可以使用多个流。
而如果协作小区不支持MU-MIMO多天线模式，或者信道条件不允许调度多用户或者多流，则还是可以调度单个用户的。
本发明可以应用在集中式协作网络或分布式协作网络中。所述的集中式协作网络是指在协作区域内有一个中心控制点(小区)，整个调度过程完全由此中心控制点完成；所述的分布式协作网络是指在协作区域内，各协作小区分别根据各协作小区的历史和当前的相关信息独自完成小区优先级排序(由于各协作小区获得的信息是完全一样的，所有各小区获得的排序结果也是一致的)，其中，各协作小区之间可以通过协作小区间两两进行交互的方式获取其他协作小区的信息；也可以是，各协作小区将本小区的历史和当前信息发送给其他所有协作小区，同时也接收其它协作小区发送的小区历史和当前信息。高优先级小区调度完成后将调度结果，包括调度用户信息(即对哪些用户进行了调度)，以及进行调度的各用户(以下称为已确定调度)使用的权值信息等通知所有低优先级小区，低优先级小区接收高优先级小区发送的调度结果，并根据高优先级小区的调度结果进行本小区的调度。
下面以集中式协作网络为例对本发明技术方案的实施作进一步详细介绍。
假定区域内有3个协作小区，称之为协作小区A、协作小区B和协作小区C。每个协作小区都支持MU-MIMO和SU-MIMO模式，每个协作小区的协作资源内有3个待调度用户。协作小区A的待调度用户分别为：用户a1、用户a2和用户a3；协作小区B的待调度用户分别为：用户b1、用户b2和用户b3；协作小区C的待调度用户分别为：用户c1、用户c2和用户c3。
设定一个干扰强度门限(该干扰强度门限可以是各协作小区统一设定，也可以分别设定；在对待调度用户进行调度时，如果该待调度用户对已确定调度的用户的干扰大于此门限，则放弃调度此用户。具体地，待调度用户对已确定调度用户的干扰可根据泄漏的能量来确定。
协作小区A中的3个待调度用户：用户a1、用户a2和用户a3独立测量本身到协作小区A基站的信道质量，并将测量信息反馈给协作小区A；协作小区B中的3个待调度用户：用户b1、用户b2和用户b3独立测量本身到协作小区B基站的信道质量，并将测量信息反馈给协作小区B；协作小区C中的3个待调度用户：用户c1、用户c2和用户c3独立测量本身到协作小区C基站的信道质量，并将测量信息反馈给协作小区C。
假定，从统计结果看，协作小区C的业务量最小，或者当前繁忙状态最低，那么将选择协作小区C作为中心控制小区；
协作小区A将本小区内3个待调度用户的相关信息和本小区的相关信息发送给中心控制小区。待调度用户相关信息包括待调度用户的信道反馈信息以及在一定时间段内待调度用户已经完成的数据吞吐量等信息；协作小区A的小区相关信息，本实施例中，小区相关信息主要包括当前小区繁忙程度、即将服务的业务类型等信息。
同样，协作小区B将本小区内3个待调度用户的相关信息和本小区的相关信息发送给中心控制小区。待调度用户相关信息包括待调度用户的信道反馈信息以及在一定时长内(可根据实际需要设置并调整该时长)待调度用户已经完成的数据吞吐量等信息；协作小区B的小区相关信息包括当前小区繁忙程度、即将服务的业务类型等信息。
如图1所示，该协作调度方法主要包括以下步骤：
第一步，中心控制小区C首先按照各协作小区的小区相关信息，确定各协作小区的优先级，确定原则是协作小区越繁忙，其等级越高，即将服务的业务的实时性越高数据量越大等级越高。按照此原则假定最终小区优先级从高到低依次是：协作小区B、协作小区A和协作小区C；等级确定后，下面按照等级次序依次确定各协作小区的调度。
第二步，进行最高优先级小区即协作小区B调度。中心控制小区C根据协作小区B传输来的小区内的3个待调度用户信息，考虑比例公平原则和当前信道质量两方面的因素，完成本小区调度；待调度用户已完成的吞吐量越小且当前信道质量越高，此用户会被优先调度。假定最终确定的调度用户是b1和b2两个用户，每个用户只发射一个流即每个用户只有一个最佳权值；
第三步，进行次最高优先级小区即协作小区A调度。中心控制小区C根据协作小区A传输来的小区内的3个待调度用户信息以及更高优先级小区的调度判决结果，除考虑比例公平原则和当前待调度用户信道质量两方面的因素外，采用最大信漏比准则，进行本小区调度。例如，发射信号能量s，泄漏到其他用户能量为L，该最大信漏比准则就是将希望s/L的比值最大。此过程中发现如果调度3个用户a1、a2和a3中的任何一个时，其对已确定调度用户的干扰都超过了规定的干扰强度门限，因此最终的调度结果是，协作小区A在协作资源内不调度用户；
第四步，进行最低优先级小区即中心控制小区C调度。中心控制小区C根据本小区内的3个待调度用户信息以及更高优先级小区的调度判决结果即小区B和小区A的调度结果，除考虑比例公平原则和当前待调度用户信道质量两方面的因素外，采用最大信漏比准则，进行本小区调度；假定由于本小区信道条件所致，信道条件不支持两个用户同时存在，本小区同时只能调度一个用户，最终确定调度用户c2。
至此3个小区的调度完成，中心控制小区将调度结果分别发送给相应的协作小区。
此外，如图2所示，本发明实施例中提供了一种基于小区优先级的协作调度系统，应用于集中式协作网络中，该网络中包括控制中心小区和其他协作小区，其中
其他协作小区内的基站包括：
信息收发模块，用于将本协作小区的历史和当前信息、和本协作小区内待调度用户的相关信息发送给所述中心控制小区；以及，接收中心控制基站发送的调度结果；
中心控制小区内的基站包括：
信息收发模块，用于接收各协作小区的历史和当前信息、和各协作小区内待调度用户的相关信息；以及，将调度结果分别发送给各协作小区；
优先级排序模块，用于根据各协作小区的历史和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；
小区调度模块，用于根据各协作小区内待调度用户的相关信息按照优先级从高到低的顺序依次完成各协作小区的调度。
其中，所述的中心控制小区为该网络中的任一协作小区，或者根据网路中各协作小区中的业务量或繁忙状态确定的一个协作小区。
如图3所示，本发明还提供了另一种基于小区优先级的协作调度系统，应用于分布式协作网络中，网络中的各协作小区进一步包括信息收发模块，优先级排序模块和小区调度模块，其中：
信息收发模块，用于将本协作小区的历史和当前信息发送给其他所有协作小区；接收其它协作小区发送的小区历史信息和当前信息、及高优先级协作小区的调度结果；以及，将本协作小区的调度结果通知给所有低优先级协作小区；
优先级排序模块，用于根据各协作小区的历史和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；
小区调度模块，用于根据高优先级小区的调度结果、以及本协作小区内待调度用户的相关信息完成本协作小区的调度。
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 (10)

1.一种基于小区优先级的协作调度方法，其特征在于，应用于使用多点协作传输（CoMP）技术的系统，所述方法包括：
根据各协作小区的历史和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；
按照优先级从高到低的顺序依次完成各协作小区的调度；其中：
当所述方法应用于集中式协作网络中时，由所述网络中的任一协作小区、或者根据各协作小区中的业务量或繁忙状态确定的一个协作小区作为中心控制小区，完成各协作小区的调度，并将调度结果分别发送给各协作小区；
当所述方法应用于分布式协作网络中时，各协作小区将本小区的历史和当前信息发送给其他所有协作小区，同时各协作小区也接收其它协作小区发送的小区历史和当前信息；各协作小区根据所有协作小区的历史、和/或相关信息进行优先级排序；且高优先级协作小区调度完成后将调度结果通知所有低优先级协作小区；低优先级小区接收高优先级小区发送的调度结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
在完成高优先级协作小区的调度后，根据所述高优先级协作小区的调度结果对低优先级协作小区进行调度；
所述调度结果包括：调度用户信息，以及调度用户的权值信息。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
在对某一协作小区进行调度时，根据该协作小区内各待调度用户的信道反馈信息及其已完成的数据吞吐量，优先选择已完成的数据吞吐量小且当前信道质量高的待调度用户进行调度。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述根据所述高优先级协作小区的调度结果对低优先级协作小区进行调度是指：
在对协作小区进行调度时，如果待调度用户对已完成调度用户的干扰超出预先设置的干扰强度门限值，则放弃调度该用户。
5.如权利要求1至4之任一项所述的方法，其特征在于，
所述历史信息包括但不限于以下信息中的一种或其任意组合：本协作小区的业务量、繁忙程度、所服务的业务类型；
所述当前信息包括但不限于以下信息中的一种或其任意组合：本协作小区内待调度用户的数目、当前信道状态信息、用户的数据类型。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
在对协作小区进行调度时，如果该协作小区支持多用户多输入多输出（MU-MIMO）多天线模式、且信道条件允许，对该协作小区内的多个待调度用户进行调度；如果该协作小区支持单用户多输入多输出（SU-MIMO）模式，且信道条件允许的情况下，该协作小区所调度的待调度用户使用多个流。
7.如权利要求1至4之任一项所述的方法，其特征在于，
在每个协作时刻、或者按照预先设定的周期对各协作小区重新进行所述优先级的排序。
8.一种基于小区优先级的协作调度系统，其特征在于，包括信息收发模块、优先级排序模块和小区调度模块，其中：
所述信息收发模块，用于发送或接收协作小区的历史和当前信息；
所述优先级排序模块，用于根据各协作小区的历史和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；
所述小区调度模块，用于按照优先级从高到低的顺序依次完成各协作小区的调度；其中：
应用于分布式协作网络，所述网络中的各协作小区内的基站包括：
所述信息收发模块，用于将本协作小区的历史和当前信息发送给其他所有协作小区；接收其它协作小区发送的小区历史信息和当前信息、及高优先级协作小区的调度结果；以及，将本协作小区的调度结果通知给所有低优先级协作小区；
所述优先级排序模块，用于根据各协作小区的历史、和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；
所述小区调度模块，用于根据高优先级小区的调度结果、以及本协作小区内待调度用户的相关信息完成本协作小区的调度。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统应用于集中式协作网络，所述网络中包括中心控制小区和其他协作小区，其中
所述其他协作小区内的基站包括：
信息收发模块，用于将本协作小区的历史和当前信息、和本协作小区内待调度用户的相关信息发送给所述中心控制小区；以及，接收中心控制基站发送的调度结果；
所述中心控制小区内的基站包括：
信息收发模块，用于接收各协作小区的历史和当前信息、和各协作小区内待调度用户的相关信息；以及，将调度结果分别发送给各协作小区；
优先级排序模块，用于根据各协作小区的历史和/或当前信息对各协作小区进行优先级排序；
小区调度模块，用于根据各协作小区内待调度用户的相关信息对相应的协作小区进行调度。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，
所述中心控制小区为所述网络中的任一协作小区，或者根据所述网路中各协作小区中的业务量或繁忙状态确定的一个协作小区。
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