CN102612093A - 一种基于载波聚合的LTE-Advanced 系统中的上行跨层资源调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，在不带来额外信令开销和不增加系统复杂性的情况下通过量化QoS上报的方法来让上行调度器获知用户的QoS信息。同时在eNB的RRC层采用兼顾效率和公平性的类比例公平的方法进行成员载波CC的选择，然后在MAC层将调度分为时域调度和频域调度，其中时域调度中基于感知QoS和队列状态信息计算待调度用户的优先级，在频域调度中基于感知信道信息进行无线资源的分配，最终实现无线资源分配的优化。在提高系统性能的同时，不仅保证资源分配的公平性，而且使用户的最小QoS要求得到保证。

Description

一种基于载波聚合的LTE-Advanced 系统中的上行跨层资源调度方法

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及LTE-Advanced系统的无线资源管理中的上行跨层资源调度机制，特别涉及一种基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法。 

背景技术

在无线通信系统中，频谱资源紧缺一直是影响系统性能提升的瓶颈问题。一直以来，对于此问题的解决主要有两个方面：一方面是尽可能的增大系统的带宽来满足多媒体等这些高带宽业务的需求；另一方面是不断优化系统的无线资源调度机制，以合理的方式在保证业务QoS(Quality of Service)要求的基础上分配资源，最大化系统性能。 

LTE-Advanced(Long Term Evolution-Advanced)是3GPP(the 3^rd Generation Partnership Project)标准化组织为了满足ITU-R(International Telecommunication Union-Radio)提出的IMT-Advanced的要求而提出的4G(the 4^th Generation)标准，它在保证与LTE系统后向兼容的基础上对系统的性能进行进一步提升，最终达到甚至超过IMT-Advanced的要求。 

针对能提供多种业务的要求，LTE-Advanced系统不断的进行资源分配方案的优化；针对在有限频谱资源的情况下提供高带宽需求，LTE-Advanced系统提出了载波聚合技术，将两个或者多个属于同一频带或者不同频带的小带宽的载波聚合起来。 

为了能够更灵活高效的进行无线资源的分配，LTE及LTE-Advanced在下行链路上采用了OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)，上行链路采用了SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)的多址接入方式，其中SC-FDMA除了具有同OFDMA相似的性能外，还具有较低的峰均比(PAPR)，可以节省终端的电池电量，非常适合上行链路。 

目前对于无线资源分配方案优化的研究比较成熟，其中跨层是最常用也是以后研究必不可少方法。总的来说对于基于跨层的优化方案，主要从以下几个方面考虑： 

1)基于物理层信道质量信息的跨层调度方法，也就是在进行无线资源的分配时，要根据实时变化的物理信道条件来自适应地调节调度策略。 

2)基于MAC(Media Access Control)层的缓冲器状态信息的跨层调度策略，调度器在进行调度时会考虑各个缓冲器的队列状态信息来合理地分配资源，避免浪费和过多的数据包丢失。 

3)基于应用层的QoS参数信息的跨层调度方法，这种方法主要是将上层不同用户的不同业务的QoS要求直接考虑到MAC层的调度中，在最大化系统吞吐量的同时，保证各个用户的QoS要求。通常会采用业务区分(Service-differentiation)即基于不同的业务对不同参数的敏感度不同，在MAC层可以将业务进行分类以方便调度策略的执行。 

现有的研究方案都是采用上述的一种或者几种方法的结合来实现跨层资源分配，但是在LTE-Advanced系统的跨层资源调度中还存在以下问题： 

a、已有的研究都是针对下行链路的研究，如果直接引用到上行链路并不完全可行。在上行链路中待传输的业务数据位于UE(User Equipment)侧，而上行调度器位于eNB(eNode B)侧，调度器不容易感知到诸如下行调度时的跨层信息。如果不合理的进行跨层信息的收集会带来额外的上行信令开销。 

b、为了兼顾效率和调度复杂度，一般会将调度器分成时域调度和频域调度两步，时域调度进行待调度用户的优先级排列，频域调度进行资源分配。但是为了提升系统性能又不增加计算复杂度，需要研究这两步之间基于跨层信息的相互协作。 

对于载波聚合技术的研究还处在初级阶段，目前对载波聚合的研究主要在聚合方式和实现方案上。在聚合方式中有：同一频带内的连续载波聚合、 同一频带内的非连续载波聚合和不同频带内的非连续载波聚合。根据目前的频谱使用情况来看，应该重点研究非连续的载波聚合方式。在实现方案上有：数据流在MAC层聚合和数据流在物理层聚合。考虑到系统的后向兼容性，已经基本确定数据流在MAC层聚合的方案。 

而在LTE-Advanced系统中引入载波聚合技术也带来一些新的挑战，其中一个重要的问题是要解决跨成员载波(CC：Component Carrier)调度问题，需要跨越多个成员载波为用户分配资源。在分配RB(Resource Block)之前，先为用户选择可以调度的CC。目前的CC的选择方法主要有两种：(1)将所有可用的成员载波分配给每一个用户，即跨载波联合调度(JS：Joint Scheduling)；(2)每次只选择一个CC给一个用户，即跨载波独立调度(SS：Separate Scheduling)，每次CC的选择可以采用轮询(RR)的方式。 

上述两种方式存在以下不足：a.第一种方法频谱效率最高，但是随着CC数的增加，调度复杂性会变得很高；b.第二种方法中调度简单，但是频谱效率并不高；c.这两种方法都是基于连续载波聚合方式进行的，可是为了保证小区覆盖和良好的系统性能，需要聚合位于不同频段的成员载波。如果聚合高频载波和低频载波，LTE-Advanced系统需要考虑到不同频段的无线电波的传播特性。 

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，在LTE-Advanced系统引入载波聚合后，提供新的上行跨层资源调度方法，以优化上行无线资源的分配，兼顾效率和公平性，同时保证用户的QoS要求。 

本发明是通过以下技术方案来实现： 

一种基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，包括以下步骤： 

1)UE进行上行数据传输时，通过物理上行控制信道或者物理随机接入信道向eNB发送上行调度请求信令； 

UE将上行业务映射成无线承载，并将具有相似QoS要求的无线承载合起来组成一个无线承载组，所映射的无线承载经过RLC层和PDCP层的封装后到达MAC层，继续被封装成MAC协议数据单元，成为UE缓冲区中待发送的分组数据； 

2)eNB根据UE的注册情况和当前小区的可用资源，对UE的调度请求做出反馈，反馈信令在物理下行控制信道上进行传输； 

3)UE以无线承载组为单位上报缓冲区中待发送的数据量信息，在上行链路上同时进行UE的业务QoS信息上报；同时，eNB测量上行信道质量； 

4)eNB在RRC层进行成员载波CC的选择，并反馈给MAC层；eNB的上行调度器对用户进行时域调度和频域调度，其中时域调度进行请求调度UE的优先级排列，然后频域调度为请求用户分配可用于上行数据传输的无线资源； 

5)eNB将资源分配结果通过调度赋予信令发送给请求资源分配的UE； 

6)UE获得上行资源之后，MAC层根据RRC层配置的逻辑信道参数进行内部优先级处理，决定各个无线承载业务数据传输的先后顺序； 

7)UE将待传输的上行数据业务按照优先级顺序在可用资源上进行传输。 

eNB在RRC层进行成员载波CC选择时，采用类比例公平的成员载波选择算法： 

在进行CC的选择时考虑不同频段CC的无线电波的传播特性和UE所处的位置特性，根据用户的路径损耗与门限路径损耗的比较来为用户选择成员载波，同时考虑各个成员载波上的负载平衡和用户选择的公平性。 

UE对QoS信息的上报为：采用量化编码的方法将用户的各个无线承载的QoS参数信息转换成“0/1”比特序列，形成量化QoS标识，并将其嵌入 到MAC PDU子头部的“R”比特中；eNB为请求用户分配无线资源时要符合用户的QoS要求。 

所述的eNB中的上行调度器对用户进行时域调度为： 

上行调度器根据基于UE的QoS信息和队列状态信息计算待调度用户的优先级，并根据以下因素其进行以下优先级的排列：让QoS紧急程度高的用户优先级不断升高、让发送队列中缓存数据较多的用户的优先级升高、让长期获得吞吐量低于系统平均吞吐量的用户的优先级提高。 

对于这影响优先级排列的三个因素还通过设置影响因子来调节其影响的比重。 

所述的eNB中的上行调度器对用户进行频域调度为： 

在时域调度根据优先级选择出用户后，考察其信道质量信息，计算在该信道条件下用户在各个CC的RB上能获得的瞬时速率，并且结合用户对该CC的选择权重计算用户对各个RB的调度权重；然后根据待调度用户的功率来计算用户可以获得的最多RB数目，在不超过功率限制的条件下将调度权重大的RB分配给用户。 

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果： 

本发明公开的基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，是一种尤其适用于LTE-Advanced系统上行链路的基于载波聚合的跨层调度方案，以优化上行无线资源的分配，在提高系统性能的同时，不仅保证资源分配的公平性，而且使用户的最小QoS要求得到保证。 

本发明公开的基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，为了合理的选择成员载波，在RRC层采用类比例公平(SPF)的方法进行成员载波CC的选择，根据路径损耗选择不同频段的成员载波，同时保证各个成员载波上的负载均衡和用户选择的公平性。 

本发明公开的基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调 度方法，对于LTE-Advanced系统中上行调度器位于eNB，业务数据位于UE侧的情况，为了让eNB的上行调度器能够获知用户侧的业务QoS要求，同时又不带来额外的信令开销，进行量化QoS上报：将用户无线承载的QoS信息进行量化编码，嵌入到MAC PDU的子头部的预留比特“R”中进行上报，在不带来额外信令开销的情况下，使得调度结果尽量保证用户的最小QoS要求。 

本发明公开的基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，为了降低调度过程的复杂性，将调度过程分为时域调度和频域调度。其中时域调度根据跨层得到的QI和QSI，来计算请求调度的用户的优先级次序，在进行优先级排列时为了避免QoS要求低的用户长期得不到服务，处于“饿死”的状态，还考虑了用户获得的吞吐量与系统平均吞吐量的比值关系，更好的保证公平性。 

本发明公开的基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，根据RRC进行用户对成员载波的选择权重和用户在各个成员载波的各个资源块(RB：Resource Block)能获得瞬时速率来计算用户对各个RB的调度权重，针对每个用户选择性能最好的RB，即调度权重最大的RB，进行分配。 

附图说明

图1为本发明的上行调度的示意图； 

图2为LTE-Advanced系统基于载波聚合的主要调度功能实现图； 

图3为用户量化QoS上报的MAC PDU的内部结构图； 

图4为上行时域调度和频域调度的原理图； 

图5为小区内用户和成员载波的分布情况； 

图6为各个UE队列中待发送的数据量； 

图7为各个UE在RB上所能获得的瞬时数据速率信息。 

具体实施方式

本发明提供的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，是在LTE-Advanced系统的无线接入网E-UTRAN(Evolution-Universal Terrestrial Radio Access Network)中，在不带来额外信令开销和不增加系统复杂性的情况下通过量化QoS上报的方法来让上行调度器获知用户的QoS信息。同时在eNB的RRC(Radio Resource Control)层采用兼顾效率和公平性的类比例公平(SPF：Similar Proportional Fairness)的方法进行成员载波CC的选择，然后在MAC层将调度分为时域调度和频域调度，其中时域调度中基于感知QoS和队列状态信息计算待调度用户的优先级，在频域调度中基于感知信道信息进行无线资源的分配，最终实现无线资源分配的优化。下面结合具体的实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。 

参见图1，LTE-Advanced系统基于载波聚合的上行调度流程如下： 

RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)，是LTE-Advanced系统中的控制平面所特有的层3协议，主要负责PHY层、MAC层和PDCP层的过程控制和相关的参数配置。 

【301】UE有上行数据需要传输时，首先会向eNB发送调度请求信令； 

用户设备(UE：User Equipment)通过物理上行控制信道(PUCCH：Physical Uplink Control Channel)或者物理随机接入信道(PRACH：Physical Random Access Channel)向eNB发送上行调度请求信令；该信令属于与数据不直接相关的信令(Non-data-associated控制信令)。 

UE在进行上行时，先将上行业务映射成无线承载RB(Radio Bear)，并将具有相似QoS要求的无线承载合起来组成一个无线承载组(RBG：Radio Bear Group)，每一个RBG由RBG ID标识；比如，UE针对不同的业务要进行上行传输的情况，将上行实时业务映射成无线承载RB1，将上行非实时业 务映射成无线承载RB2等。LTE-Advanced系统中将业务映射成无线承载之后，会对不同的无线承载定义相应的QoS参数，包括QoS等级标识(QCI：QoS Class Identification)、保证比特速率(GBR：Guarantee Bit Rate)等，其中不同的QCI还会有不同的数据包时延和数据包丢失率等这些QoS要求。 

所映射的无线承载经过PDCP和RLC(Radio Link Control)层的封装，到达MAC层，继续被封装成一个个MAC协议数据单元(MAC PDU)，成为UE缓冲区中待发送的分组数据，存储在UE的缓冲区中。其中RLC层通过逻辑信道与MAC层连接，MAC层通过其来实现对RLC子层和RRC层的数据传输服务，而PHY层通过传输信道为MAC子层提供数据传输服务。每个逻辑信道根据传输信息的类型来定义，主要有控制信道和业务信道。每个无线承载会对应一个逻辑信道，将对应着具有相似QoS要求的无线承载的多个逻辑信道定义为一个逻辑信道组，以便于MAC层各个功能的实现。 

【302】eNB根据可用资源的使用情况，判断上述UE是否有权被调度，并会向上述UE发送请求授予的信令； 

演进的基站节点(eNB：evolved Node Base station)会对UE进行鉴权，根据UE的注册情况和该eNB控制的小区的可用资源，对【301】中的调度请求做出ACK/NACK的反馈，该下行信令在物理下行控制信道(PDCCH：Physical Downlink Control CHannel)上进行传输。 

【303】请求调度的用户进行BSR，PHR和CQI上报； 

为了分配合适的上行资源，UE会以无线承载组RBG为单位上报UE缓冲区中的数据量，称为缓冲状态报告(BSR：Buffer Satus Report)； 

UE在上行链路上会进行功率余量上报(PHR：Power Headrom Report)来向eNB报告剩余的功率； 

上行信道CQI(Channel Quality Identity)用来反馈进行调度时的信道条件，CQI的测量由eNB直接获取并使用，不需要标准化。 

【304】eNB中的上行调度器为请求用户分配可用于上行数据传输的无线资源； 

在LTE-Advanced系统中的无线资源是以资源块(RB：Resource Block)为单位进行分配的，每个RB在时域上包含7个SC-FDMA符号，共0.5ms，在频域上包含12个子载波，每个子载波所占带宽为180kHz。 

将上行调度器进行功能划分，分为时域调度和频域调度两部分，其中时域调度器根据QoS信息和队列状态信息对待调度用户进行优先级排序； 

频域调度器根据无线信道信息和RRC选择的成员载波信息为优先级高的用户分配资源。 

【305】eNB将资源分配结果通过调度赋予(Scheduling Grant)信令发送给请求资源的UE； 

上行调度赋予用于给UE的上行数据传输分配资源，该信令在PDCCH上进行传输，指示将要被赋予资源的UE或UE组，指出赋予该UE的是哪些资源，以及分配信息的有效期。 

【306】UE获得上行资源之后，内部进行优先级处理，决定各个业务发送的优先级次序； 

eNB是基于UE进行资源授予的，UE中的各个无线承载也会存在发送优先级的问题，为了合理的发送数据，在UE的上层中每个无线承载(RB)对应一个逻辑信道(LC：Logic Channel)，控制平面的RRC层会根据情况配置逻辑信道的相关参数，包括优先级和优先比特速率(PBR：Priority Bit Rate)，MAC层根据该参数进行内部优先级处理，确定各个无线承载RB的业务数据传输的先后顺序。 

【307】UE将待传输的上行数据业务按照优先级顺序在可用资源上进行传输。 

进一步，针对上述【303】和【304】的上行资源调度过程展开，参见图 2，主要有以下4个方面的操作： 

1、在采用载波聚合技术之后，eNB进行资源分配时，在RRC层采用类比例公平的方法进行成员载波CC的选择； 

2、为了让eNB的上行调度器能够获知用户侧的业务QoS要求，同时又不带来额外的信令开销，进行量化QoS上报； 

3、eNB中的上行时域调度器根据QoS信息和队列状态信息合理的计算各个用户的调度优先级； 

4、eNB中的上行频域调度器根据信道质量信息进行信道相关性资源分配。 

下面对上述4个方面的操作结合实施例进行详细的说明： 

1)对于基于类比例公平(SPF)的成员载波选择： 

当位于不同频带范围的CC进行聚合时，同一小区内的可用CC资源会因为其不同的无线电波传播特性而引起覆盖范围的不同，处于较高频带范围的CC因为易衰减而只能覆盖距离eNB较近的地理位置，而处于较低频带范围的CC却能供距离eNB较远或者小区边缘地区的UE使用，这样处于不同地理位置的UE会有不同的CC选择权。为了能充分合理的使用这些CC，使得小区内的所有UE都能公平合理的获得资源，在进行CC的选择时需要考虑到不同频段CC的无线电波的传播特性和UE所处的地理位置。 

SPF方法在进行成员载波选择时，具体的实施方法为： 

既不认为所有CC都可以分配给所有用户，又不是只为用户选择一个CC，而是根据各个CC的频带特性和各个UE的位置特性，并且尽量使各个CC上的负载保持均衡，用路径损耗来计算UE对各个CC的选择权重，以此来影响UE对该CC上的无线资源RB的分配。这样一方面可以提高CC的利用率，另一方面又可以保证用户在选择CC时的公平性。 

如图5给出了一个小区内的用户分布和可以聚合的成员载波的资源情 况，采用SPF方法选择成员载波时，根据各个UE所处的地理位置和可以进行聚合的成员载波的频带特性可知，CC1处于较低的频带，具有较广的覆盖范围，因此其上的资源RB可以供所有的UE使用，CC2处于较高的频带，仅能覆盖距离eNB较近的范围，这样其上的资源仅可供UE1、UE2、UE4使用。 

SPF方法认为在绝对公平的情况下，每个成员载波CC可以服务2个用户，通过比较CC可以服务的UE数目的统计值和绝对公平时应该服务UE数目的平均值，eNB的RRC层在进行成员载波选择时，会根据UE的地理位置，将UE3对CC2的选择权重置为0，对CC1的选择权重置为最大值；而将UE1和UE2对CC2的选择权重置为较大值，对CC1的选择权重较小，为了各个CC的负载平衡，将UE4对CC2的选择权重设置为小于对CC1的选择权重。这样RRC层的CC选择使得CC1主要为UE3和UE4服务，而CC2主要为UE1和UE2服务，从而实现公平合理的成员载波选择。 

2)量化QoS上报 

为了能够让eNB中MAC层的上行调度器获得位于UE侧业务的QoS信息，使得分配的资源能够保证用户的QoS要求，必须进行QoS相关信息的上报，但是为了不使额外信令开销而影响系统优化的性能，因此不采用专门的信令信息进行上报，而是使用MAC子头部中的预留比特——“R”来传递相关的QoS参数，如图3。 

具体的量化QoS上报的方法如下： 

如果要将QoS信息嵌入到MAC子头部的“R”比特中，就必须是二进制的“0/1”比特序列，为了将用户的QoS信息，即用户的各个无线承载(RB)的比较详细抽象的数据信息，如时延、速率等，转换成“0/1”比特序列，采用量化编码的方法将用户的QoS紧急程度与一定的“0/1”比特串相对应，形成量化QoS标识(QQI：Quantization QoS Identification)，然后将它嵌入 到MAC PDU子头部的预留比特中，不会带来额外的信令开销。 

将上层无线承载RB的QoS参数信息，通过量化编码的方式化为两位的“0/1”字符串，利用UE的MAC层子头部的预留比特来携带。而对于所示的实施例来说，图6中给出了4个UE的待发送业务类型，其中UE1和UE2都为实时业务类型，将量化信息的第一位置为“1”，UE3和UE4都为非实时业务类型，将其量化信息的第一位置为“0”；如果UE1的QoS紧急程度稍低于UE2的紧急程度，将UE1的量化信息第二位置为“0”，UE2的置为“1”，反之亦然。这样UE1的QoS量化信息转化成QQI为“10”，UE2的为“11”。如果UE3的QoS要求如最小速率高于UE4的，则将UE3的量化信息第二位置为“1”，UE4的置为“0”，反之亦然。这样UE3的QQI为“01”，UE4的QQI为“00”。从而通过QQI来反映了各个UE的QoS等级程度，并且不会带来额外的信令开销。 

3)基于QoS信息和队列状态信息的时域调度 

时域调度主要是进行请求调度UE的优先级排列，为后面的资源分配服务，以此来简化调度过程中的计算复杂度。在排列优先级时，采用基于UE的QoS信息和队列状态信息计算待调度用户的优先级，如图4中的3.2.3所示。 

其中高层的QoS信息(QI：QoS Information)通过上述量化QoS上报的方法获得，MAC层的队列状态信息(QSI：Queue State Information)通过UE向eNB发送的缓存状态报告(BSR：Buffer State Report)获得。 

根据上述所获得的实时的跨层信息，时域优先级排列的的具体实施方法为： 

让QoS紧急程度高的用户优先级不断升高，如实时用户的优先级高于非实时用户的，以此保证用户的QoS要求； 

让发送队列中缓存数据较多的用户的优先级升高，以此避免过多的分组 数据丢失； 

让长期获得吞吐量低于系统平均吞吐量的用户的优先级适当提高，以此来避免“饿死”现象，保证用户调度的公平性。 

对于这三个影响优先级排列的因素可以通过设置影响因子来调节其影响的比重。 

对于所述实施例来说，将UE1、UE2、UE3、UE4设置为请求调度的用户集，根据上述量化QoS上报方法得到的QI(QoS)，和BSR上报获得的队列状态信息，计算用户的优先级，QoS紧急程度越高、队列中缓存信息越多、长期不能获得服务的用户的优先级越高。 

图6为4个待调度UE的业务缓冲器状态，指明了各个UE的业务量信息和相应的QoS信息。其中的QoS信息：实时业务和非实时业务，是通过上述量化QoS上报获得的各个UE的QQI获知的，UE1和UE2具有较高的QoS紧急程度，故将UE1和UE2的优先级设置为高于UE3和UE4，对于UE1和UE2虽然都为实时业务，但是UE1中的数据量少于UE2的，所以UE2的优先级高于UE1，对于UE3和UE4来说，如果得到的服务是一样的，则随机排列UE3和UE4的优先级，如果UE3长期得不到服务则UE3的优先级高于UE4，同理UE4高于UE3。这样4个UE的优先级排列顺序为：UE2、UE1、UE3、UE4。保证了各个UE的QoS要求，降低了时延和分组丢失率，同时又能很好的保持公平性。 

4)基于信道状态信息的频域调度 

频域调度为时域调度选择出来优先级最高的用户分配可用资源，根据用户的信道质量信息进行合理的分配，可以获得频率选择性增益，如图4的3.2.4部分所示。信道质量信息(CQI：Channel Quality Information)是eNB通过测量SRS(Sounding Reference Signal)信号直接获取并使用，不需要UE反馈。 

在采用SC-FDMA的上行链路中，可以分配的最小单位是资源块(RB：Resource Block)，在采用载波聚合之后每个CC上包含多个RB，为用户分配的资源是某些CC上的某些RB。为了指明对用户的资源分配情况，需要依据各个用户的信道条件考察其在各个CC的各个RB上所能获得的瞬时速率，依次将能获得瞬时速率较高的CC上的RB分配给用户，直到满足该用户的最小QoS需求。又因为上行链路中UE的发射功率是有限的，所以在分配资源时并不是越多越好，而必须考虑发射功率的限制。 

CC1和CC2上的资源块RB设置为待分配的资源集，根据信道质量条件，可以获知各个UE在各个RB上所能获得的瞬时速率，则先为优先级高的用户选择能获得较高瞬时速率的RB，此时要考虑到UE的发射功率的限制。 

根据上述的信道条件和限制因素，频域调度分配资源的具体实施步骤为： 

对于时域调度选择出来的用户，考察其信道条件(信道质量信息)，计算在该信道条件下用户在各个CC的RB上能获得的瞬时速率，并且结合用户对该CC的选择权重计算用户对各个RB的调度权重。然后根据待调度用户的功率来计算用户可以获得的最多RB数目，然后在不超过功率限制的条件下将调度权重大的RB分配给用户。这样根据多用户的信道条件分配资源可以获得频率选择增益，选择调度权重大的资源进行分配，可以使得系统的吞吐量大大提高。 

图7为4个UE在RB上能获得的瞬时速率，高度越高的RB上获得的瞬时速率越高。上述过程计算出来UE2的优先级最高，先为UE2选择RB，将CC2的RB1、RB4、RB5分配给UE2；再为UE1分配资源，将CC2的RB2、RB3分配给UE1；同理将CC1的RB2、RB3分配给UE3，将CC1的RB1、RB4、RB5分配给UE4。这样将所有资源合理的分配给了各个请求调度的UE。eNB会将此分配结果，通过PDCCH信道发送调度赋予信令，指示各个UE所能获得的资源状况，UE接收到该信令后内部进行优先级处理，然后依次 在授予的无线资源上发送上行数据。 

Claims (6)

1.一种基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)UE进行上行数据传输时，UE通过物理上行控制信道或者物理随机接入信道向eNB发送上行调度请求信令；

UE将上行业务映射成无线承载，并将具有相似QoS要求的无线承载合起来组成一个无线承载组，所映射的无线承载经过RLC层和PDCP层的封装后到达MAC层，继续被封装成MAC协议数据单元，成为UE缓冲区中待发送的分组数据；

2)eNB根据UE的注册情况和当前小区的可用资源，对UE的调度请求做出反馈，反馈信令在物理下行控制信道上进行传输；

3)UE以无线承载组为单位上报缓冲区中待发送的数据量信息，在上行链路上同时进行UE的业务QoS信息上报；同时，eNB测量上行信道质量；

4)eNB在RRC层进行成员载波CC的选择，并反馈给MAC层；eNB的上行调度器对UE进行时域调度和频域调度，其中时域调度进行请求调度UE的优先级排列，然后频域调度为请求用户分配可用于上行数据传输的无线资源；

5)eNB将资源分配结果通过调度赋予信令发送给请求资源分配的UE；

6)UE获得上行资源之后，MAC层根据RRC层配置的逻辑信道参数进行内部优先级处理，决定各个无线承载业务数据传输的先后顺序；

7)UE将待传输的上行数据业务按照优先级顺序在可用资源上进行传输。

2.如权利要求1所述的基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，其特征在于，eNB在RRC层进行成员载波CC选择时，采用类比例公平的成员载波选择算法：

在进行CC的选择时考虑不同频段CC的无线电波的传播特性和UE所处的位置特性，根据用户的路径损耗与门限路径损耗的比较来为用户选择成员载波，同时考虑各个成员载波上的负载平衡和用户选择的公平性。

3.如权利要求1所述的基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，其特征在于，UE对QoS信息的上报为：采用量化编码的方法将用户的各个无线承载的QoS参数信息转换成“0/1”比特序列，形成量化QoS标识，并将其嵌入到MAC PDU子头部的“R”比特中；eNB为请求用户分配无线资源时要符合用户的QoS要求。

4.如权利要求1所述的基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，其特征在于，所述的eNB中的上行调度器对用户进行时域调度为：

上行调度器根据基于UE的QoS信息和队列状态信息计算待调度用户的优先级，并根据以下因素其进行以下优先级的排列：让QoS紧急程度高的用户优先级不断升高、让发送队列中缓存数据较多的用户的优先级升高、让长期获得吞吐量低于系统平均吞吐量的用户的优先级提高。

5.如权利要求4所述的基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，其特征在于，对于影响优先级排列的三个因素还通过设置影响因子来调节其影响的比重。

6.如权利要求1所述的基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法，其特征在于，所述的eNB中的上行调度器对用户进行频域调度为：

在时域调度根据优先级选择出用户后，考察其信道质量信息，计算在该信道条件下用户在各个CC的RB上能获得的瞬时速率，并且结合用户对该CC的选择权重计算用户对各个RB的调度权重；然后根据待调度用户的功率来计算用户可以获得的最多RB数目，在不超过功率限制的条件下将调度权重大的RB分配给用户。

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