CN103517394A - 用户数据调度方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种用户数据调度方法和装置，包括：获取对用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式；获取按照所述功率限制方式进行功率限制后用户的实际调度权值；根据所述用户的实际调度权值在资源块上对用户的用户数据进行传输。该方法将不同的功率限制方式和调度准则结合起来，根据功率限制方式更新调度权值，使得调度结果更符合信道状态，提高了系统性能。

Description

用户数据调度方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种用户数据调度方法和装置。

背景技术

在现有的长期演进(Long Term Evolution,LTE)等无线通信系统中，多入多出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术被广泛地采用。在多用户MIMO系统中，多个用户的数据被作为一个整体进行预编码并发送。预编码在多用户MIMO系统中起着消除用户干扰的重要作用，常用的预编码方案有线性预编码和非线性预编码两大类。其中，对于非线性预编码，经过了预编码后的数据功率会有较大的抬升，而在通信系统中，由于受到硬件的限制，通常需要对非线性预编码后的数据进行功率限制处理，将发射功率需限制在一定的范围内，上述各种功能限制方案都会对用户数据的传输速率造成影响。

另外，在无线通信系统中，带宽是非常有限的资源，如何在资源块上进行合理的资源调度是关键问题。但发明人发现，在非线性预编码系统中，由于存在功率限制处理，改变了用户数据原来的传输速率，而现有的资源调度方案中，都是根据用户数据的原有传输速率进行，因此，难以实现对用户数据的准确调度。

发明内容

本发明实施例提供一种用户数据调度方法和装置，用于实现对用户数据的准确调度。

本发明一方面提供了一种用户数据调度方法，包括：

获取对用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式；

获取按照所述功率限制方式进行功率限制后所述用户的实际调度权值；

根据所述用户的实际调度权值在资源块对所述用户的用户数据进行传输。

本发明实施例另一方面提供一种用户数据调度装置，包括：

第一获取模块，用于获取对用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式；

第二获取模块，用于获取按照所述功率限制方式进行功率限制后所述用户的实际调度权值；

传输处理模块，用于根据所述各用户的实际调度权值在资源块对所述用户的用户数据进行传输。

上述技术方案提供的一种通信系统的调度方法，通过获取对各用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式，以及按照所述功率限制方式进行功率限制时的速率损失量，并进一步的瞬时传输速率进行修正，得到实际瞬时传输速率，根据该实际瞬时传输速率更新各用户的调度权值，并根据各用户的优先级进行用户数据的调度使得调度结果更符合信道状态，提高了系统性能。

附图说明

图1是本发明一个实施例中用户数据调度方法的流程示意图；

图2是本发明另一实施例中用户数据调度方法的流程示意图；

图3是本发明再一实施例中用户数据调度装置的示意图；

图4是本发明再一实施例中第二获取模块结构的示意图；

图5是本发明再一实施例中第二获取模块另一结构的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一个实施例中用户数据调度方法的流程示意图。如图1所示，一种用户数据调度方法，包括：

S101、获取对用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式；

具体的，本发明实施例中在对多个用户的用户数据进行调度时，本步骤中是获取对该多个用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式。

而上述获取对各用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式可以具体包括：

比较所述用户的用户数据在多种功率限制方式下的功率损失量，选择功率损失量最小的功率限制方式作为该用户的用户数据的功率限制方式，并获取相应的功率损失量。上述的功率损失量为进行功率限制带来的损失量，该功率损失量可以导致信号功率与干扰加噪声功率比值的损失，或者是发送速率的损失。

S102、获取按照所述功率限制方式进行功率限制后用户的实际调度权值，在调度多个用户的用户数据时，该步骤也是获取多个用户的实际调取权值；

在进行PF调度算法中，上述调度权值也可以用PF权值表示，定义为：

$P_i\left(t\right)=\frac{C_i\left(t\right)}{{\left[T_i\left(t\right)\right]}^{\mathrm{\α}}},i=\mathrm{1,2},...,N$

这里C_i（t）指第i个用户在t时刻的瞬时传输速率，本实施例中是获取按照功率限制方式进行功率限制时速率损失量ΔC，根据ΔC修正得到各用户的用户数据的瞬时传输速率，即实际瞬时传输速率；T_i（t）指该用户在以t为结尾的时间窗内的吞吐量，即当前时间窗口内的吞吐量，α表示公平指数因子（通常为1），由上述公式可以看出，各用户的调度权值为根据所述各用户的用户数据的实际瞬时传输速率与所述各用户当前时间窗口内的吞吐量获取二者的比值。当一个用户连续进行数据传输时，分子变大，使得用户优先级变小。从长时间来看，小区内用户占用相同的时长进行数据传输，是一种公平调度算法。

但本发明的技术方案不局限于PF调度准则这一种，还可以有其他调度准则，例如最大载干比调度，此时上述的步骤102包括：

获取按照所述功率限制方式进行功率限制时的信号功率与干扰加噪声功率比值；

根据上述信号功率与干扰功率比值获取用户的实际调度权值。

S103、根据所述用户的实际调度权值在资源块上对用户的用户数据进行传输。

在进行PF调度和最大载干比调度时，该步骤中根据所述用户的实际调度权值在资源块上对各用户的用户数据进行传输可以具体包括：

利用资源块传输所述调度权值高的用户的用户数据。

本发明上述实施例中，对于非线性预编码后的用户数据，根据功率限制方式的不同，通过不断修正速率损失量ΔC，使得可与线性的PF调度方法良好结合，能够提高调度性能，上述的非线性预编码可以为THP-DPC。

因对资源块分层，对各层上的用户数据进行的功率限制的功率限制方式各有不同，也需要按照不同的功率限制方式计算速率损失量ΔC。具体的，上述的S101可以具体为：

若所述用户的用户数据在之前已经确定的调度过程中确定为进行求模操作的功率限制方式，则获取按照求模操作进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量；若所述用户的用户数据确定为进行线性功率归一化的功率限制方式，则获取按照线性功率归一化进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量；否则，选择对所述用户的用户数据按照求模操作或线性功率归一化进行限制时的速率损失量较小者作为对所述用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式，并获取相应的速率损失量。

本发明上述实施例中，其中获取按照求模操作进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量具体为：

根据所述用户的信号功率与干扰加噪声功率比确定所述用户的用户数据调制方式；

根据所述用户数据的调制方式获取对所述用户的用户数据进行求模操作后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量；

根据所述求模操作后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量获取所述用户的用户数据的速率损失量；

上述速率损失量的获得，具体为根据用户的信号功率与干扰加噪声功率比确定调制方式，根据调制方式查表获得用户求模后的信号与干扰加噪声比损失量，更新用户的信号功率与干扰加噪声功率比，根据更新后的用户的信号功率与干扰加噪声功率比确定一种调制编码方式，由该调制编码方式对应算出速率损失量；

并且，上述按照线性功率归一化进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量具体为：

根据发射所述用户的用户数据的发射功率，以及用于抵消同一时间段内已调度的用户的干扰的发射功率，获取对所述用户的用户数据进行线性功率归一化后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量；

根据所述线性功率归一化后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量，获取所述用户的用户数据的速率损失量。本发明上述实施例中，还可以进一步包括如下步骤：

将对各用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式通知给数据接收端。这样使得数据接收端能够获知相应的功能限制方式，并进行解码。

图2是本发明另一实施例中用户数据调度方法的流程示意图，参考图2，包括如下的步骤：

S201、判断各用户在该资源块上的求模标志位是否确定。若确定，继续步骤S203，否则继续步骤S202；

具体来说，在进行资源块的调度时，须判断用户在该资源块上的求模标志位是否确定。若确定，根据求模标志位选择相应的功率限制方式计算速率损失量ΔC，若不确定，则需在步骤S203中进行求模判断。

S202、对各用户进行求模判断；

具体的，对每个未确定求模标志位的用户，分别按求模标志位为1（求模操作）和求模标志位为0（线性功率归一化）计算速率损失量A和λ，比较A和λ的大小。如果A≥λ，则确定不对该用户数据进行求模操作，而是进行线性功率归一化操作；如果A<λ，则确定对该用户数据进行求模操作。同时根据求模判断的结果设置该用户的求模标志位，以使得数据接收端获知该用户数据的功率限制方式。

S203、计算速率损失量ΔC。

举例具体来说，对于一个用户在第一层资源块的调度，因为没有同一时频资源块内之前层的用户干扰，按照线性功率归一化的方式计算得λ=0，所以资源块第一层的用户选择线性功率归一化的功率限制方式，且求模标志位置为0；

该用户在第二层以及之后各层资源块上调度，若其求模标志位为1，可通过事先的计算、仿真或测量等方法，预先确定在不同信道状态、不同调制方式下的速率损失量，并预先存储在发射机内。发射机根据用户此时的信道状态、调制方式查表确定求模操作时的速率损失量ΔC＝A，其中信道状态可由信号与干扰和噪声比（Signal to Interference plus Noise Ratio，SINR）表示。比如可以采用如下查表方式：

如果用户的求模标志位为1，则根据用户的SINR查表得到其对应的调制方式，根据调制方式查表获得用户求模后的信号与干扰加噪声比损失量，更新用户的信号功率与干扰加噪声功率比，根据用户更新后的信号功率与干扰加噪声功率比对应一种调制编码方式，由该调制编码方式对应算出速率损失量。

若用户求模标志位为0，计算线性功率归一化带来的速率损失量λ，ΔC=λ。其中，λ的算法如下：

${\mathrm{\&lambda;}}_i={10\log }_{10}(1-\frac{1}{p_i}\underset{j<i}{\mathrm{\&Sigma;}}{p^i}_j)$

其中，p_i为用户i的发射功率，为用户j对用户i产生的干扰功率。在THP-DPC的编码方式下，只有在用户i之前调度的用户才会对用户i产生干扰。

S204、根据ΔC计算PF权值；

具体的计算方法如下：由已得出的速率损失量ΔC，发射端更新用户的瞬时速率C'(t)＝C(t)-ΔC，按图1所示实施例给出的计算公式计算用户在该资源块上的PF权值。

S205、选择PF权值最大的用户；

S206、利用资源块传输PF权值高的用户的用户数据。数据接收端也可以根据求模标志位获知用户数据的功率限制方式。

本发明上述实施例中，在对不同层上的资源块调度过程中，为不同用户选择不同的功率限制方式，并计算相应的速率损失量ΔC，使得最终得到的PF权值更为准确。

图3是本发明再一实施例中用户数据调度装置的示意图，图4是本发明再一实施例中第一获取模块结构的示意图。

参考图3，本发明再一实施例提供了一种用户数据调度装置300，该装置可以是LTE的基站,或者LTE的基站来实现上述的数据调度,包括：

第一获取模块10，用于获取对用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式，

第二获取模块20，用于获取按照所述功率限制方式进行功率限制后用户的实际调度权值；

传输处理模块30，用于根据所述各用户的实际调度权值在资源块对用户的用户数据进行传输。具体用于利用资源块传输所述调度权值高的用户的用户数据。

上述的第一获取模块10与第二获取模块20可以是基站的处理器或者处理单元中的逻辑单元,传输处理模块30是基站的发射电路耦合的天线.

其中，所述第一获取模块10具体用于比较所述用户的用户数据在多种功率限制方式下的功率损失量，选择功率损失量最小的功率限制方式作为所述用户的用户数据的功率限制方式。而在按照PF调度准则计算各用户的实际调度权值时，上述第二获取模块20，按照功率限制方式获取速率损失量（A或λ），给ΔC赋值，更新用户的实际传输速率C_i（t），并进一步获取实际调度权值。参考图4，该第二获取模块包括：

第一获取单元101，用于获按照所述功率限制方式进行功率限制时的速率损失量ΔC；

第二获取单元102，用于根据所述速率损失量获取用户的用户数据的实际瞬时传输速率C’(t)；

第三获取单元103，用于根据所述用户的用户数据的实际瞬时传输速率C’(t)与所述用户当前时间窗口内的吞吐量T_i（t）获取二者的比值作为所述各用户的调度权值（即PF权值）

上述传输处理模块具体用于利用资源块传输所述调度权值高的用户的用户数据。

图5是本发明再一实施例中第二获取模块另一结构的示意图。图4所示的第二获取模块20的装置结构是以PF调度准则为例，但本发明的技术方案不局限于这一种调度准则，例如在最大载干比调度准则下，第二获取模块20装置结构可如图5所示，该第二获取模块20包括：

第四获取单元104，用于获取按照所述功率限制方式进行功率限制时的信号功率与干扰加噪声功率比值；

第五获取单元105，用于根据所述信号功率与干扰加噪声功率比值获取各用户的实际调度权值。

下面继续以PF调度准则为例作出说明。

上述第一获取单元101，具体用于若所述用户的用户数据确定为进行求模操作（求模标志位为1）的功率限制方式，则获取按照求模操作进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量A；若所述用户的用户数据确定为进行线性功率归一化的功率限制方式（求模标志位为0），则获取按照线性功率归一化进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量λ；否则，选择对所述用户的用户数据按照求模操作或线性功率归一化进行限制时速率损失量较小者作为对所述用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式，并获取相应的速率损失量ΔC；

另外，第一获取单元101获取按照求模操作进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量具体为：根据所述用户的信号功率与干扰加噪声功率比确定所述用户的用户数据调制方式；根据所述用户数据的调制方式获取对所述用户的用户数据进行求模操作后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量；根据所述求模操作后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量获取所述用户的用户数据的速率损失量ΔC；

第一获取单元101按照线性功率归一化进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量具体为：根据发射所述用户的用户数据的发射功率，以及用于抵消已调度的用户的干扰的发射功率，获取对所述用户的用户数据进行线性功率归一化后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量；根据所述线性功率归一化后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量，获取所述用户的用户数据的速率损失量ΔC。

本发明的实施例提供了一种用户数据的调度方法和装置，将求模自适应和调度准则结合起来，根据求模判断更新调度权值，并通过求模标志位指示给数据接收端，使得调度结果更符合信道状态，提高了系统性能。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种用户数据调度方法，其特征在于，包括：

获取对用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式；

获取按照所述功率限制方式进行功率限制后所述用户的实际调度权值；

根据所述用户的实际调度权值在资源块上对所述用户的用户数据进行传输。

2.根据权利要求1所述的用户数据调度方法，其特征在于，所述获取对所述用户的所述用户数据进行功率限制的功率调制方式包括：

比较所述用户的用户数据在多种功率限制方式下的功率损失量，选择功率损失量最小的功率限制方式作为所述用户的用户数据的功率限制方式。

3.根据权利要求1所述的用户数据调度方法，其特征在于，所述获取按照所述功率限制方式进行功率限制后所述用户的实际调度权值包括：

获取按照所述功率限制方式进行功率限制时的信号功率与干扰加噪声功率比值；

根据所述信号功率与干扰加噪声功率比值获取所述用户的实际调度权值；

所述根据所述用户的所述实际调度权值在资源块上对所述用户的用户数据进行传输包括：

利用资源块传输所述调度权值高的所述用户的用户数据。

4.根据权利要求1所述的用户数据调度方法，其特征在于，所述获取按照所述功率限制方式进行功率限制后所述用户的实际调度权值包括：

获取按照所述功率限制方式进行功率限制时的速率损失量；

根据所述速率损失量获取所述用户的用户数据的实际瞬时传输速率；

根据所述所述用户的用户数据的实际瞬时传输速率与所述所述用户当前时间窗口内的吞吐量获取二者的比值作为所述各用户的调度权值；

所述根据所述用户的实际调度权值在资源块上对所述用户的用户数据进行传输包括：

利用资源块传输所述调度权值高的所述用户的用户数据。

5.根据权利要求4所述的用户数据调度方法，其特征在于，所述获取按照所述功率限制方式进行功率限制时的速率损失量包括：

若所述用户的用户数据在已经确定的调度过程中确定为进行求模操作的功率限制方式，则获取按照求模操作进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量；若所述用户的用户数据确定为进行线性功率归一化的功率限制方式，则获取按照线性功率归一化进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量；否则，选择对所述用户的用户数据按照求模操作或线性功率归一化进行限制时速率损失量较小者作为对所述用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式，并获取相应的速率损失量。

6.根据权利要求5所述的用户数据调度方法，其特征在于，所述获取按照求模操作进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量包括：

根据所述用户的信号功率与干扰加噪声功率比确定所述用户的用户数据调制方式；

根据所述用户数据的调制方式获取对所述用户的用户数据进行求模操作后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量；

根据所述求模操作后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量，获取所述用户的用户数据的速率损失量；

以及，所述获取按照线性功率归一化进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量具体为：

根据发射所述用户的用户数据的发射功率，以及用于抵消同一时频资源块内已调度的用户的干扰的发射功率，获取对所述用户的用户数据进行线性功率归一化后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量；

根据所述线性功率归一化后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量，获取所述用户的用户数据的速率损失量。

7.根据权利要求5所述的用户数据调度方法，其特征在于，还包括：将对所述用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式通知给数据接收端。

8.一种用户数据调度装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取对用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式；

第二获取模块，用于获取按照所述功率限制方式进行功率限制后所述用户的实际调度权值；

传输处理模块，用于根据所述各用户的实际调度权值在资源块对所述用户的用户数据进行传输。

9.根据权利要求8所述的用户数据调度装置，其特征在于，所述第一获取模块具体用于比较所述用户的用户数据在多种功率限制方式下的功率损失量，选择功率损失量最小的功率限制方式作为所述用户的用户数据的功率限制方式。

10.根据权利要求8所述的用户数据调度装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：

第一获取单元，用于按照所述功率限制方式进行功率限制时的速率损失量；

第二获取单元，用于根据所述速率损失量获取所述用户的用户数据的实际瞬时传输速率；

第三获取单元，用于根据所述用户的用户数据的实际瞬时传输速率与所述用户当前时间窗口内的吞吐量获取二者的比值作为所述各用户的调度权值；

所述传输处理模块具体用于利用资源块传输所述调度权值高的所述用户的用户数据。

11.根据权利要求8所述的用户数据调度装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：

第四获取单元，用于获取按照所述功率限制方式进行功率限制时的信号功率与干扰加噪声功率比值；

第五获取单元，用于根据所述信号功率与干扰加噪声功率比值获取所述用户的实际调度权值。

12.根据权利要求10所述的用户数据调度装置，其特征在于，所述第一获取单元具体用于若所述用户的用户数据确定为进行求模操作的功率限制方式，则获取按照求模操作进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量；若所述用户的用户数据确定为进行线性功率归一化的功率限制方式，则获取按照线性功率归一化进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量；否则，选择对所述用户的用户数据按照求模操作或线性功率归一化进行限制时速率损失量较小者作为对所述用户的用户数据进行功率限制的功率限制方式，并获取相应的速率损失量。

13.根据权利要求11所述的用户数据调度装置，其特征在于，所述第一获取单元获取按照求模操作进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量包括：根据所述用户的信号功率与干扰加噪声功率比确定所述用户的用户数据调制方式；根据所述用户数据的调制方式获取对所述用户的用户数据进行求模操作后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量；根据所述求模操作后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量获取所述用户的用户数据的速率损失量；

所述第一获取单元按照线性功率归一化进行功率限制时所述用户的用户数据的速率损失量具体为：根据发射所述用户的用户数据的发射功率，以及用于抵消已调度的用户的干扰的发射功率，获取对所述用户的用户数据进行线性功率归一化后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量；根据所述线性功率归一化后的信号功率与干扰加噪声功率比损失量，获取所述用户的用户数据的速率损失量。

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