CN102256366A

CN102256366A - 载波聚合场景下多用户mimo资源调度方法

Info

Publication number: CN102256366A
Application number: CN2011101757373A
Authority: CN
Inventors: 郭彩丽; 雷娜; 魏冬; 冯春燕; 曾志民
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2031-06-27
Also published as: CN102256366B

Abstract

本发明给出了一种载波聚合场景下多用户MIMO资源调度方法，适用于使用载波聚合的通信系统。所述方法包括：根据载波聚合场景下用户载波聚合能力和载波分类的要求，在保证用户能够有效传输数据的前提下选择调度用户和分组用户进行多用户MIMO，利用频谱异质性使得不同载波上分组用户不同，满足用户通信需求，提高系统吞吐量。

Description

载波聚合场景下多用户MIMO资源调度方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，给出了一种用于载波聚合场景下的多用户MIMO资源调度的方法，该方法基于载波聚合场景，属于无线资源管理，可以满足用户聚合载波要求。该方法适用于使用载波聚合的蜂窝移动通信系统。

背景技术

为了满足IMT-Advanced的带宽需求并后向兼容LTE，LTE-A系统引入了载波聚合(CarrierAggregation，CA)技术，通过聚合方式将多个在频域上连续或不连续的LTE载波扩展成LTE-A系统的传输载波，从而可将系统的最大传输带宽扩展到100MHz。频谱聚合的优势主要体现为如下两点：首先，它可以将分散的、信道容量难以支撑高带宽需求业务的频谱段(spectrumfragment)聚合为完整的、信道容量较大的频谱，从而支持更高的系统带宽，提高频谱效率；其次，对频率相距较远的频谱段的聚合能够实现系统层面的频率选择性分集(frequencyselective diversity)，即充分利用不同频谱的路径损耗和衰落的异质性(spectrumheterogeneity)，实现资源分配利利用的最优化。

3GPP关于载波聚合的标准中对用户聚合载波有分类要求，即用户聚合载波分为主成员载波和辅成员载波，并将传输过程中使用的载波称为激活成员载波，没有使用的载波称为去激活成员载波，规定用户的主成员载波不可以在一次RRC(radio resource control)中被去激活。根据这个规定，如果用户没有在其主成员载波上被分配到资源，用户将不能被传输，对于多用户MIMO传输，按照现有资源调度方法，不能传输的用户可能会在其他聚合载波上进行用户分组，导致这个用户分组无效，所以现有多用户MIMO资源调度方法不适用于载波聚合场景。

引入载波聚合之后，小区资源调度系统聚合了位于多个频段上的载波之后，频谱环境更为复杂，不同频段上的载波具有频谱异质性。载波聚合场景下每个用户端可以同时工作在多段载波上，由此带来对物理传输技术的影响，现有对多用户MIMO只是针对相同时频资源被多个用户共用，即在同一频段上进行用户分组。而在载波聚合场景下，由于用户可以聚合多个组成载波同时进行数据传输，所以可以考虑在不同频段上进行多用户MIMO，即用户可以在不同频段上与不同用户分组。这样不仅能利用多用户分集、空间分集，也能利用频率分集，提高频谱利用率和传输速率。

发明内容

为了满足用户聚合载波要求，本发明给出一种用于载波聚合场景下的多用户MIMO资源调度方法，应用于系统下行链路资源调度，所述技术方案如下：

小区资源调度系统轮循所有时频资源进行资源调度；

按照用户聚合载波能力和传输需求，选择性计算用户优先级并选择优先级最大用户为调度用户；

根据用户资源使用情况，为调度用户选择能够进行传输的有效分组用户；

选取能够优化小区系统性能的传输方式。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：

本发明给出的多用户MIMO资源调度方法考虑到用户必须在其主成员载波上分配资源才可以进行传输，使得进行分组的用户在其主成员载波上优先被分配资源，解决了传统算法不适用于载波聚合场景下的问题。并利用频谱异质性让用户在不同的载波上分组方式不同，提高系统吞吐量。

附图说明

图1：本发明实施的载波聚合场景下蜂窝网络拓扑结构；

图2：本发明实施的载波聚合场景下多用户MIMO资源调度方法流程图；

图3：本发明实施的载波聚合场景下调度用户获取流程图；

图4：本发明实施的载波聚合场景下分组用户获取流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作一步地详细描述。

本发明实施例的载波聚合场景下蜂窝网络拓扑结构如图1所示，以3GPP LTE-A定义的网络架构为例，每个小区有一个基站(eNB)，每个小区内的用户终端(UE)接入到控制本小区的基站(eNB)。每个小区系统内可以使用的成员载波数目大于1个，UE可以在满足自己载波聚合能力的前提下使用多于一个成员载波进行数据传输。对于多用户MIMO传输，可以在一个资源调度单位，即时频资源块(RB)上同时传输多个用户，这多个用户构成一个用户分组，在本实施例中，每个用户分组最多包含两个用户，实际应用中可以多于两个用户。如图1所示，UE1和UE2组成用户分组A，UE3和UE4组成用户分组B；用户分组中，首先被选择出来占用调度RB的用户为调度用户，即图中UE1和UE3，和调度用户组成用户分组的用户为分组用户，即图中UE2和UE4。

实施例

参见图2，本发明实施例提供了一种载波聚合场景下多用户MIMO资源调度方法，包括：

轮循系统RB100：eNB将所有可用RR进行顺序轮循。

获取调度用户200：为每个RB寻找适合在其上传输的用户。

获取分组用户300：为调度用户选取合适的分组用户进行多用户MIMO传输。

决定传输方式400：计算两种MIMO方式下的总发送包长：调度用户独占当前RB，调度用户和分组用户一起占用当前RB。选择使得总发送包长最大的MIMO方式。

更新优先级500：在完成当前RB调度后，更新UE的优先级，进行下一个RB的调度。

在本发明的实施例中，如图3，获取调度用户200包括：

判断是否有标记用户201：标记用户可能在上一个RB的调度过程中产生。

对标记用户的处理202：如果有标记用户，在标记用户的主成员载波上分配一个RB给标记用户。

将标记用户作为调度用户203：将标记用户作为调度用户完成调度用户获取。

选择性计算优先级204：如果没有标记用户，使用比例公平算法计算UE的优先级，考虑到UE传输时必须要占用其主成员载波上的资源，需要保证UE在其主成员载波上优先分配资源，对UE的优先级进行选择性计算，包括：

a)如果UE在其主成员载波上还没有被分配资源，且当前调度RB属于其主成员载波，则计算其优先级；

b)如果UE在其主成员载波上没有被分配资源，但是当前调度RB不属于其主成员载波，则不计算其优先级；

c)如果UE在其主成员载波上已经被分配资源且当前调度RB属于UE配置成员载波，则计算其优先级。

调度用户选择205：选出优先级最大的UE为调度用户，完成调度用户获取。

在本发明的实施例中，如图4，获取分组用户300包括：

判断调度用户是否需要进行分组301：为了利用频谱异质性，UE在不同的载波上采取不同的分组方式，当轮循到新的成员载波进行资源调度时，需要重新分组；或者，UE在当前载波上还没有进行分组，也需要对UE进行分组。

沿用之前的分组方式302：如果正在分配的RB不是属于新的成员载波且UE已经被分过组，则按照之前的分组方式进行数据传输。

寻找分组用户303：从能使用当前调度RB的UE中选择与调度用户一起占用该RB时获得最大发送包长的UE作为分组用户。

判断分组用户是否找到304：如果所有能够使用当前调度RB的UE都已经分过组或待选分组用户数为零，则调度用户找不到分组用户，反之，能找到分组用户。

找不到分组用户305：调度用户独占此RB，在这个RB上不进行多用户MIMO传输。

分组用户处理306：要使得分组成立，必须使分成一组的两个UE都能够进行数据发送，即UE在其主成员载波上分配了资源。前面已经保证调度用户在其主成员载波上分配了资源，所以需要根据分组用户的资源使用情况来判断分组用户是否有效，包括：

a)如果当前载波是分组用户的主成员载波或者分组用户已经在其主成员载波上被分配了资源，则分组用户有效；

b)如果分组用户在其主成员载波上还没有被分配资源且分组用户的主成员载波上有空闲资源，可以分配给分组用户，分组用户有效，并且标记该分组用户使其成为标记用户，目的是为了在下一个资源调度轮循开始时优先给该分组用户分配其主成员载波上的资源。

c)如果分组用户在其主成员载波上还没有被分配资源且分组用户的主成员载波上没有空闲资源，此时分组用户将不能进行数据传送，分组用户无效。

判断分组是否成立307：若分组用户有效，则分组成立；若分组用户无效，分组不成立。

分组不成立308：从所有UE中去除使得分组不成立的分组用户，重新为调度用户寻找分组用户。

分组成立309：完成分组。

Claims

1.一种载波聚合场景下多用户MIMO资源调度方法，其特征在于，包括：

轮循系统RB进行资源分配。

为每个RB寻找适合在其上传输的用户作为调度用户。

为调度用户选取合适的分组用户进行多用户MIMO传输。

计算两种MIMO方式下的总发送包长：调度用户独占当前RB，调度用户和分组用户一起占用当前RB。选择使得总发送包长最大的MIMO方式。

在完成当前RB调度后，更新UE的优先级，进行下一个RB的调度。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述为每个RB寻找适合在其上传输的用户作为调度用户，包括：

判断是否有标记用户。

如果有标记用户，在标记用户的主成员载波上分配一个RB给标记用户。

将标记用户作为调度用户完成调度用户获取。

如果没有标记用户，使用比例公平算法计算UE的优先级，考虑到UE传输时必须要占用其主成员载波上的资源，需要保证UE在其主成员载波上优先分配资源，对UE的优先级进行选择性计算。

选出优先级最大的UE为调度用户，完成调度用户获取。

3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述如果没有标记用户，使用比例公平算法计算UE的优先级，考虑到UE传输时必须要占用其主成员载波上的资源，需要保证UE在其主成员载波上优先分配资源，对UE的优先级进行选择性计算，包括：

如果UE在其主成员载波上还没有被分配资源，且当前调度RB属于其主成员载波，则计算其优先级；

如果UE在其主成员载波上没有被分配资源，但是当前调度RB不属于其主成员载波，则不计算其优先级；

如果UE在其主成员载波上已经被分配资源且当前调度RB属于UE配置成员载波，则计算其优先级。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述为调度用户先取合适的分组用户进行多用户MIMO传输，包括：

判断调度用户是否需要进行分组。

如果调度用户不需要进行分组，按照之前的分组方式进行数据传输。

对于需要进行分组的用户，从能使用当前调度RB的UE中选择与调度用户一起占用该RB时获得最大发送包长的UE作为分组用户。

判断分组用户是否找到。

如果找不到分组用户，调度用户独占此RB，在这个RB上不进行多用户MIMO传输。

如果找到分组用户，对分组用户进行处理。

判断分组是否成立。

如果分组不成立，从所有UE中去除使得分组不成立的分组用户，重新为调度用户寻找分组用户。

如果分组成立，完成分组。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述判断调度用户是否需要进行分组，包括：

为了利用频谱异质性，UE在不同的载波上采取不同的分组方式，当轮循到新的成员载波进行资源调度时，需要重新分组；或者，UE在当前载波上还没有进行分组，也需要对UE进行分组。

6.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述判断分组用户是否找到，包括：

如果所有能够使用当前调度RB的UE都已经分过组或待选分组用户数为零，则调度用户找不到分组用户，反之，能找到分组用户。

7.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述如果找到分组用户，对分组用户进行处理，包括：

要使得分组成立，必须使分成一组的两个UE都能够进行数据发送，即UE在其主成员载波上分配了资源。由于已经保证调度用户在其主成员载波上分配了资源，所以需要根据分组用户的资源使用情况来判断分组用户是否有效。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述根据分组用户的资源使用情况来判断分组用户是否有效，包括：

如果当前载波是分组用户的主成员载波或者分组用户已经在其主成员载波上被分配了资源，则分组用户有效；

如果分组用户在其主成员载波上还没有被分配资源且分组用户的主成员载波上有空闲资源，可以分配给分组用户，分组用户有效，并且标记该分组用户使其成为标记用户，目的是为了在下一个资源调度轮循开始时优先给该分组用户分配其主成员载波上的资源。

如果分组用户在其主成员载波上还没有被分配资源且分组用户的主成员载波上没有空闲资源，此时分组用户将不能进行数据传送，分组用户无效。

9.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述判断分组是否成立，包括：

若分组用户有效，则分组成立；若分组用户无效，分组不成立。