CN103096330B - 一种基于mu-mimo优化用户设备调度的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种基于MU-MIMO优化用户设备调度的方法和设备。其中，基站将MU-MIMO调度方式与半持续性调度方式相结合，将小区中心用户设备与所述小区内的其他小区中心用户设备进行配对，并为所述小区中心用户设备分配所述小区的全部频率资源；将小区边缘用户设备与所述小区内的其他小区边缘用户设备进行配对，并为所述小区边缘用户设备分配所述小区的特定频率资源。与现有技术相比，本发明将MU-MIMO调度模式与半持续性调度模式相结合用于VOIP调度，可以更有效地利用为VOIP用户分配的系统资源。并且，本发明对相互配对的边缘用户配对装置进行边缘区域和可使用的频率资源进行限制，降低了小区之间的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于MU-MIMO优化用户设备调度的技术。
背景技术
E-UTRAN(EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccessNetwork，演进型通用陆地无线接入网)系统的目标是高数据速率、高系统容量和大覆盖面，以提供出色的用户体验。
VOIP(Voice-over-IP，IP承载的语音)是一种广泛使用的流量类型，但是，现有的LTE系统中存在两个主要的技术问题：1)VOIP容量较低；2)当有来自其他流量的共存流量时，VOIP的性能难以接受。
现有技术中，主要通过SPS(semi-persistent-scheduling，半持续性调度)来支持VOIP流量，以使VOIP呼叫所能获得的PDCCH资源对其的影响降到最低。然后，当系统中存在大量用户时，PDCCH资源仍然是瓶颈，将会降低用户体验。因此，需要一种能够增加VOIP容量的方法，以解决该问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于MU-MIMO优化用户设备调度的方法和设备。
为了更有效地利用为VOIP用户分配的系统资源，本发明引入了Multi-userMIMO(MU-MIMO，多用户-多入多出)调度模式，通过在多个用户设备之间共享时频资源来提高空分复用增益。但是，MU-MIMO调度模式的引入将带来以下两个问题：1)在相同的时频资源中纳入更多的用户设备，将带来额外的下行链路控制信令开销，换言之，如果对用于MU-MIMO的全部下行链路控制信令开销进行限制，将降低从MU-MIMO获得的系统增益；2)在相同的带宽上允许更多的用户设备或增倍发送功率以发送数据，将增加对邻近小区，尤其是小区边缘用户的小区间干扰。
在此，为解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供一种基于MU-MIMO优化小区内VOIP用户设备调度的方法，该方法将MU-MIMO调度方式与半持续性调度方式相结合，该方法包括：
a将小区中心用户设备与所述小区内的其他小区中心用户设备进行配对，并为所述小区中心用户设备分配所述小区的全部频率资源；
b将小区边缘用户设备与所述小区内的其他小区边缘用户设备进行配对，并为所述小区边缘用户设备分配所述小区的特定频率资源。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种基于MU-MIMO优化小区内VOIP用户设备调度的基站，该基站将MU-MIMO调度方式与半持续性调度方式相结合，该基站包括：
中心用户配对装置，用于将小区中心用户设备与所述小区内的其他小区中心用户设备进行配对，并为所述小区中心用户设备分配所述小区的全部频率资源；
边缘用户配对装置，用于将小区边缘用户设备与所述小区内的其他小区边缘用户设备进行配对，并为所述小区边缘用户设备分配所述小区的特定频率资源。
与现有技术相比，本发明将MU-MIMO调度模式与半持续性调度模式相结合用于VOIP调度，可以更有效地利用为VOIP用户分配的系统资源。并且，本发明将小区中心用户设备与小区中心用户设备进行配对，将小区边缘用户设备与小区边缘用户设备进行配对，并对相互配对的边缘用户配对装置进行边缘区域和可使用的频率资源进行限制，降低了小区之间的干扰。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出根据本发明一个方面的基于MU-MIMO优化小区内VOIP用户设备调度的方法流程图；
图2示出小区内用于VOIP的频率资源的分配示意图；
图3示出小区之间用于VOIP的频率资源的分配示意图；
图4示出小区内用户设备的位置估计和配对示意图；
图5示出根据本发明一个方面的基于MU-MIMO优化小区内VOIP用户设备调度的设备示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图1为根据本发明一个方面的方法流程图，示出基于MU-MIMO优化小区内VOIP用户设备调度的过程。其中，在步骤S101中，基站将小区中心用户设备与所述小区内的其他小区中心用户设备进行配对，并为所述小区中心用户设备分配所述小区的全部频率资源；在步骤S102中，基站将小区边缘用户设备与所述小区内的其他小区边缘用户设备进行配对，并为所述小区边缘用户设备分配所述小区的特定频率资源。
需要说明的是，本领域技术人员应能理解，基站在步骤S101所执行的操作和步骤S102所执行的操作之间并无顺序关系，基站在估计用户设备在小区的位置后，根据该用户设备为小区中心用户设备或者小区边缘用户设备，相应执行步骤S101或步骤S102的操作。
本发明将MU-MIMO调度模式与半持续性调度模式相结合，在半持续性调度模式中，系统的时频资源分配仅通过PDCCH进行一次指示，之后，被分配的时频资源周期性地由VOIP用户使用，不再需要PDCCH信令。将MU-MIMO调度模式与半持续性调度模式相结合用于VOIP调度，可以更有效地利用为VOIP用户分配的系统资源。
本发明中，当前小区与相邻小区使用不同的频率资源，以用于调度小区边缘的配对VOIP用户设备。
对用于MU-MIMO传输的小区边缘配对用户设备的可用频率资源进行限制。小区中心用户设备只能与该小区内的其他小区中心用户设备进行配对，并可以使用该小区用于VOIP调度的全部频率资源。小区边缘用户设备只能与该小区特定区域内的其他小区边缘用户设备进行配对，并且配对的小区边缘用户设备只能使用该小区用于VOIP调度的特定频率资源。
本发明中对以下参数进行定义：
下行链路传递损耗阈值(UL_PASSLOSS_THRESHOLD)：该阈值用于估计用户设备在小区中的位置；
当用户设备的下行链路传递损耗≤下行链路传递损耗阈值，该用户设备为小区中心用户设备；
当用户设备的下行链路传递损耗＞下行链路传递损耗阈值，该用户设备为小区边缘用户设备。
在发明的一个优选示例中，该过程还包括步骤S100，在步骤S100中，基站根据预设的下行链路传递损耗阈值来估计用户设备在该小区中的位置，以确定该用户设备为该小区的小区中心用户设备或小区边缘用户设备。
在本发明的另一优选示例中，基站根据方向夹角对小区的频率资源进行划分，并基于该小区内小区边缘用户设备所属的方向夹角区域，将划分后的部分频率资源作为特定频率资源分配给相应的小区边缘用户设备。
如图2所示，小区的频率资源根据方向夹角被平均划分为3个部分。该小区的小区中心用户设备没有频率资源使用限制，可以使用该小区的全部频率资源；但是，该小区的小区边缘用户设备只能使用该小区用于VOIP调度的特定频率资源。
如图3所示，小区边缘的特定频率资源在相互考虑邻近小区的边缘频率资源的基础上，进行交错分配。
根据下行链路传递损耗，基站估计用户设备在小区中的位置，相应于MU-MIMO调度模式，小区中心用户设备只能与该小区内的其他小区中心用户设备配对，小区边缘用户设备只能与该小区内的其他小区边缘用户设备配对。
对小区边缘用户设备在小区内的方向夹角进行评估。例如，用户1的方向夹角被评估属于0-60度的范围，用户2的方向夹角被评估属于60-120度的范围，用户3的方向夹角被评估属于120-180度的范围。同样地，用户的方向夹角也可以属于180-240度的范围、240-300度的范围，或者300-0度的范围。
小区中心用户设备在任何一个方向夹角上都只能与该小区内的其他小区中心用户设备进行配对，小区边缘用户设备只能在特定方向夹角与该小区内的其他小区边缘用户设备配对。
例如，参照图4，
1)用户设备0和用户设备1都位于小区中心，因此用户设备0只能与用户设备1配对，并且，这两个用户设备都可以在该小区的全部频率资源上被调度。
2)用户设备2、用户设备3和用户设备5都位于小区边缘，用户设备2和用户设备3的方向夹角被评估属于0-60度的范围，用户设备5的方向夹角被评估属于180-240度的范围，因此用户设备2可以与用户设备3或用户设备5配对，这3个小区边缘用户设备只能在频率资源3上被调度。
3)用户设备4和用户设备6位于小区边缘，用户设备4的方向夹角被评估属于60-120度的范围，用户设备5的方向夹角被评估属于240-300度的范围，因此用户设备4只能与用户设备6配对，这两个用户设备只能在频率资源2上被调度。
图5为根据本发明另一个方面的设备示意图，示出基于MU-MIMO优化小区内VOIP用户设备调度的基站。其中，该基站包括中心用户配对装置21和边缘用户配对装置22。具体地，中心用户配对装置21将小区中心用户设备与所述小区内的其他小区中心用户设备进行配对，并为所述小区中心用户设备分配所述小区的全部频率资源；边缘用户配对装置22将小区边缘用户设备与所述小区内的其他小区边缘用户设备进行配对，并为所述小区边缘用户设备分配所述小区的特定频率资源。
需要说明的是，本领域技术人员应能理解，中心用户配对装置21所执行的操作和边缘用户配对装置22所执行的操作之间并无顺序关系，在估计用户设备在小区的位置后，根据该用户设备为小区中心用户设备或者小区边缘用户设备，相应启动中心用户配对装置21或边缘用户配对装置22执行对应操作。
本发明将MU-MIMO调度模式与半持续性调度模式相结合，在半持续性调度模式中，系统的时频资源分配仅通过PDCCH进行一次指示，之后，被分配的时频资源周期性地由VOIP用户使用，不再需要PDCCH信令。将MU-MIMO调度模式与半持续性调度模式相结合用于VOIP调度，可以更有效地利用为VOIP用户分配的系统资源。
本发明中，相邻小区使用不同的频率资源，以用于调度小区边缘的配对VOIP用户设备。
对用于MU-MIMO传输的小区边缘配对用户设备的可用频率资源进行限制。小区中心用户设备只能与该小区内的其他小区中心用户设备进行配对，并可以使用该小区用于VOIP调度的全部频率资源。小区边缘用户设备只能与该小区特定区域内的其他小区边缘用户设备进行配对，并且配对的小区边缘用户设备只能使用该小区用于VOIP调度的特定频率资源。
本发明中对以下参数进行定义：
下行链路传递损耗阈值(UL_PASSLOSS_THRESHOLD)：该阈值用于估计用户设备在小区中的位置；
当用户设备的下行链路传递损耗≦下行链路传递损耗阈值，该用户设备为小区中心用户设备；
当用户设备的下行链路传递损耗＞下行链路传递损耗阈值，该用户设备为小区边缘用户设备。
在本发明的一个优选示例中，基站还包括设备位置确定装置20，设备位置确定装置20根据预设的下行链路传递损耗阈值来估计用户设备在该小区中的位置，以确定该用户设备为该小区的小区中心用户设备或小区边缘用户设备。
在本发明的另一个优选示例中，边缘用户配对装置22根据方向夹角对小区的频率资源进行划分，并基于该小区内小区边缘用户设备所属的方向夹角区域，将划分后的部分频率资源作为特定频率资源分配给相应的小区边缘用户设备。
如图2所示，小区的频率资源根据方向夹角被平均划分为3个部分。该小区的小区中心用户设备没有进行频率资源使用限制，可以使用该小区的全部频率资源；但是，该小区的小区边缘用户设备只能使用用于VOIP调度的特定频率资源。
如图3所示，小区边缘的特定频率资源在相互考虑邻近小区的边缘频率资源的基础上，进行交错分配。
根据下行链路传递损耗，基站估计用户设备在小区中的位置，相应于MU-MIMO调度模式，小区中心用户设备只能与该小区内的其他小区中心用户设备配对，小区边缘用户设备只能与该小区内的其他小区边缘用户设备配对。
对小区边缘用户设备在小区内的方向夹角进行评估。例如，用户1的方向夹角被评估属于0-60度的范围，用户2的方向夹角被评估属于60-120度的范围，用户3的方向夹角被评估属于120-180度的范围。同样地，用户的方向夹角也可以属于180-240度的范围、240-300度的范围，或者300-0度的范围。
小区中心用户设备在任何一个方向夹角上都只能与该小区内的其他小区中心用户设备进行配对，小区边缘用户设备只能在特定方向夹角与该小区内的其他小区边缘用户设备配对。
例如，参照图4，
1)用户设备0和用户设备1都位于小区中心，因此用户设备0只能与用户设备1配对，并且，这两个用户设备都可以在该小区的全部频率资源上被调度。
2)用户设备2、用户设备3和用户设备5都位于小区边缘，用户设备2和用户设备3的方向夹角被评估属于0-60度的范围，用户设备5的方向夹角被评估属于180-240度的范围，因此用户设备2可以与用户设备3或用户设备5配对，这3个小区边缘用户设备只能在频率资源3上被调度。
3)用户设备4和用户设备6位于小区边缘，用户设备4的方向夹角被评估属于60-120度的范围，用户设备5的方向夹角被评估属于240-300度的范围，因此用户设备4只能与用户设备6配对，这两个用户设备只能在频率资源2上被调度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
Claims (10)
1.一种基于MU-MIMO优化小区内VOIP用户设备调度的方法,该方法将MU-MIMO调度方式与半持续性调度方式相结合，该方法包括：
a将小区中心用户设备与所述小区内的其他小区中心用户设备进行配对，并为所述小区中心用户设备分配所述小区的全部频率资源；
b将小区边缘用户设备与所述小区内的其他小区边缘用户设备进行配对，并为所述小区边缘用户设备分配所述小区的特定频率资源。
2.根据权利要求1所述的方法,其中，所述步骤b进一步包括：
-将所述小区边缘用户设备与所述小区内特定区域的其他小区边缘用户设备进行配对。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中，所述步骤b中所述为所述小区边缘用户设备分配所述特定频率资源的操作包括：
-根据方向夹角对小区的频率资源进行划分；
-基于所述小区边缘用户设备所属的方向夹角区域，将划分后的部分频率资源作为所述特定频率资源分配给相应的小区边缘用户设备。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：
-根据预设的下行链路传递损耗阈值来估计用户设备在小区中的位置，以确定所述用户设备为小区中心用户设备或小区边缘用户设备。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述小区与相邻小区采用不同的频率资源。
6.一种基于MU-MIMO优化小区内VOIP用户设备调度的基站,该基站将MU-MIMO调度方式与半持续性调度方式相结合，该基站包括：
中心用户配对装置，用于将小区中心用户设备与所述小区内的其他小区中心用户设备进行配对，并为所述小区中心用户设备分配所述小区的全部频率资源；
边缘用户配对装置，用于将小区边缘用户设备与所述小区内的其他小区边缘用户设备进行配对，并为所述小区边缘用户设备分配所述小区的特定频率资源。
7.根据权利要求6所述的基站,其中，所述边缘用户配对装置进一步用于：
-将所述小区边缘用户设备与所述小区内特定区域的其他小区边缘用户设备进行配对。
8.根据权利要求6或7所述的基站其中，所述边缘用户配对装置所执行的所述为所述小区边缘用户设备分配所述特定频率资源的操作包括：
-根据方向夹角对小区的频率资源进行划分；
-基于所述小区边缘用户设备所属的方向夹角区域，将划分后的部分频率资源作为所述特定频率资源分配给相应的小区边缘用户设备。
9.根据权利要求6所述的基站，其中，该基站还包括：
设备位置确定装置，用于根据预设的下行链路传递损耗阈值来估计用户设备在小区中的位置，以确定所述用户设备为小区中心用户设备或小区边缘用户设备。
10.根据权利要求6所述的基站，其中，所述小区与相邻小区采用不同的频率资源。
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