CN104981023A - 一种电力无线通信资源调度方法 - Google Patents

Abstract

一种电力无线通信资源调度方法，包括：依据微基站和宏基站获取到的用户终端的信道质量指示符估算用户终端允许的传输速率；根据用户终端的允许的传输速率、平均速率以及引入同频干扰的微基站的上行用户终端的位置信息进行PF因子资源调度，将所述引入同频干扰的微基站的上行用户终端所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户终端的PF因子乘以α，确定优先级最高的上、下行用户终端；更新所述优先级最高的上、下行用户终端的平均速率。上述方法通过将引入同频干扰的微基站的上行用户所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户的PF因子乘以α，降低了引入同频干扰的上行用户终端的调度优先级，达到了避免同频干扰的目的。

Description

一种电力无线通信资源调度方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更具体地说，涉及一种电力无线通信资源调度方法。

背景技术

近年来，国家电网公司依托用电信息采集系统、配电监测系统、配电自动化系统以及各种生产管理系统建设，在配用电通信领域进行了大量探索和实践，尤其在第四代无线宽带通信技术的发展推动下，多家电力公司开展对LTE 230 MHz电力无线宽带通信系统研究工作。由于电力通信网络的业务特点，其安全性以及实时性的要求，仍需对LTE的相关技术进行调整与改进。

在蜂窝移动通信系统中，根据发送信号双工方式的不同，可以分为时分双工(Time Division Duplex，TDD)和频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)两种双工方式。所述TDD双工方式采用非成对频谱资源配置方式，其频谱配置灵活，利用率较高。同时，所述TDD双工方式可上以采用灵活的上/下行资源比例配置，能够更有效的支持非对称的IP分组业务。所述FDD双工方式采用成对频谱资源配置，并在上下行频带间设置保护频带，系统内的干扰较为简单，此外，所述FDD双工方式可以更好的支持移动台高速移动场景以及覆盖更广的范围。

近年来，电力通信异构网络受到了电力公司的广泛关注与研究。通过在宏基站的覆盖范围内增加一些低功率节点，例如微基站、毫微基站、家庭基站、远程射频节点(Remote Radio Head,RRH)和中继器等(一般统统称为微基站)，可以增强对热点地区的覆盖，从而有效地提高整个电力通信网络的吞吐量。

电力通信业务主要包括用电信息采集、用电设备监测和控制、电力信息发布(峰谷实时电价信息等)、用电模式和发电需求分析等。对于一些用户终端来说，其上行业务量明显高于下行业务量。因此，需要采用更加灵活的双工方式来适应这种通信需求。

无线通信具有组网灵活、施工难度小、组网成本低等优势，因而成为配用电环节重要通信方式。但是，相比于有线网络，无线网络具有可用的频率资源较少、无线传播环境恶劣的特征，因而如何将移动通信系统中有限的频谱资源进行合理分配，使用户性能和系统容量达到联合最佳状态成为无线资源调度需要解决的关键问题。传统的基本调度算法包括：轮询(RR)算法,最大载干比(max C/I)算法，正比例公平(PF)算法。其中PF算法能够在系统吞吐量和服务公平性之间取得一定的折中。此外还有一些为了满足用户QoS(Quality of Service，服务质量)需求的基于PF的改进算法，例如M-LWDF算法、-EXP算法等。

虽然采用灵活双工配置的宏基站与微基站同频组网系统满足了实际的通信需要，提升了频谱资源的利用率，但是相比于传统的宏基站与微基站同频组网系统，该系统增加了新的干扰。由TDD和FDD演进的灵活双工系统均引入了微基站上行用户终端对采用相同时隙相同频带的宏基站下行用户终端的同频干扰，如图1所示。因此，为了降低这种同频干扰对系统的影响，基站在进行资源分配时需要采取适当的策略。然而，现有的资源分配算法中，轮询算法依次将频率资源分配给用户，其它算法仅考虑基站与用户之间的信道状态信息，而没有考虑用户之间的同频干扰的影响。因此，针对采用灵活双工方式的宏基站与微基站同频组网的蜂窝系统，如何降低微基站上行用户终端对宏基站下行用户终端的同频干扰成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力无线通信资源调度方法已解决微基站上行用户终端对宏基站下行用户终端同频干扰的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种电力无线通信资源调度方法，应用于采用灵活双工配置的宏基站与微基站同频组网系统中，其特征在于，所述方法包括：

获取用户终端的平均速率和信道质量指示符信息，所述用户终端包括上行用户终端和下行用户终端；

采用自适应编码技术依据所述信道质量指示符信息估算与其相匹配的所述用户终端当前时刻允许的传输速率；

根据用户终端的当前允许的传输速率、平均速率以及引入同频干扰的微基站的上行用户终端的位置信息进行基于空间隔离干扰避免的PF因子资源调度，将所述引入同频干扰的微基站的上行用户终端所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户终端的PF因子乘以α，所述α大于0且小于1，并确定优先级最高的上行用户终端和下行用户终端；

更新所述优先级最高的用户终端以及未被调度的用户终端的平均速率。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，所述获取用户终端的平均速率和信道质量指示符信息，包括：

宏基站和微基站分别获取与其相匹配的上行用户终端和下行用户终端的信道质量指示符信息和平均速率。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，所述采用自适应编码技术依据所述信道质量指示符信息估算所述用户终端当前时刻允许的传输速率，包括：

利用自适应编码技术依据各个所述用户终端的信道质量指示符信息确定各个用户终端的MCS方式，进而通过查找TBS映射表确定各个用户终端在当前时刻允许的传输速率。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，根据用户终端的当前允许的传输速率、平均速率以及引入同频干扰的微基站的上行用户终端的位置信息进行基于空间隔离干扰避免的PF因子资源调度，将所述引入同频干扰的微基站的上行用户终端所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户终端的PF因子乘以α，所述α大于0且小于1，并确定优先级最高的上行用户终端和下行用户终端，包括：

宏基站和微基站依据获得的用户信终端的当前时刻允许的传输速率以及平均速率计算得到用户终端的正比例公平因子；

依据所述正比例公平因子确定与所述微基站相匹配的优先级最高的用户终端；

宏基站通过所述微基站获取所述优先级最高的上行用户终端标识信息；

所述宏基站计算得到所述标识信息所在的位置信息所对应的、以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端；

所述宏基站依据所述正比例公平因子、所述位置信息以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端进行资源调度，得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的用户终端。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，所述宏基站和微基站依据获得的用户信终端的当前时刻允许的传输速率以及平均速率计算得到用户终端的正比例公平因子，包括：

所述宏基站依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的下行用户终端的正比例公平因子

所述微基站依据公式计算得到与所述微基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子依据公式计算得到与所述微基站相匹配的下行用户终端的正比例公平因子

其中，所述u_Mac,U表示与所述宏基站相匹配的上行用户终端，u_Mac,D表示与所述宏基站相匹配的下行用户终端，所述u_Mic,U表示与所述微基站相匹配的上行用户终端，u_Mic,D表示与所述微基站相匹配的下行用户终端，所述DRC为用户终端当前时刻允许的传输速率，所述R为用户终端的平均速率。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，所述依据所述正比例公平因子确定与所述微基站相匹配的优先级最高的用户终端，包括：

所述微基站依据计算得到的与所述微基站相匹配的用户终端的正比例公平因子和公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户终端、依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的下行用户终端，所述x1为与所述微基站相匹配的上行用户终端的数量，所述y1为与所述微基站相匹配的下行用户终端的数量。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，所述宏基站依据所述正比例公平因子、所述位置信息以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端进行资源调度，得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的用户终端，包括：

所述宏基站依据所述与所述宏基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子以及公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的上行用户终端；

将所述位置信息以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端的例公平因子乘以α，所述α大于0且小于1；

依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户终端，所述为将所述优先级最高的上行用户终端以及所述宏基站依据所述上行用户终端的位置信息确定的下行用户终端的例公平因子乘以α后得到的正比例公平因子；

所述x2为与所述宏基站相匹配的上行用户终端的数量，所述y2为与所述宏基站相匹配的下行用户终端的数量。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，所述更新所述优先级最高的用户终端以及未被调度的用户终端的平均速率，包括：

依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户的平均速率、依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的下行用户的平均速率、依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的上行用户的平均速率、依据公式与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户的平均速率，将所述未被调度的用户终端的用户终端当前时刻允许的传输速率设置为0。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，所述宏基站和微基站依据获得的用户信终端的当前时刻允许的传输速率以及平均速率计算得到用户终端的正比例公平因子，包括：

所述宏基站依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的下行用户终端的正比例公平因子所述微基站依据公式计算得到与所述微基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子

u_Mac,D表示与所述宏基站相匹配的下行用户终端，所述u_Mic,U表示与所述微基站相匹配的上行用户终端，所述DRC为用户终端当前时刻允许的传输速率，所述R为用户终端的平均速率。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，所述依据所述正比例公平因子确定优先级最高的上下行用户终端，包括：

所述微基站依据计算得到的与所述微基站相匹配的用户终端的正比例公平因子和公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户终端；

所述x1为与所述微基站相匹配的上行用户终端的数量。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，根据用户终端的当前允许的传输速率、平均速率以及引入同频干扰的微基站的上行用户终端的位置信息进行基于空间隔离干扰避免的PF因子资源调度，将所述引入同频干扰的微基站的上行用户终端所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户终端的PF因子乘以α，所述α大于0且小于1，并确定优先级最高的上行用户终端和下行用户终端，包括：

将所述优先级最高的上行用户终端以及所述宏基站依据所述上行用户终端的位置信息确定的下行用户终端的例公平因子乘以α，所述α大于0且小于1；

依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户终端，所述为将所述优先级最高的上行用户终端以及所述宏基站依据所述上行用户终端的位置信息确定的下行用户终端的例公平因子乘以α后得到的正比例公平因子；

所述y2为与所述微基站相匹配的下行用户终端的数量。

优选的，上述电力无线通信资源调度方法中，所述更新所述优先级最高的上行用户终端和下行用户终端以及未被调度的用户终端的平均速率，包括：

依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户的平均速率、依据公式与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户的平均速率。

通过以上方案可知，采用本申请上述实施例公开的方法进行资源分配时，为了减小微基站上行用户和宏基站下行用户之间的同频干扰，采用基于空间隔离干扰避免的PF因子资源调度对上行用户终端和下行用户终端进行资源调度，将引入同频干扰的微基站的上行用户所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户的PF因子乘以α(0<α<1)，降低该引入同频干扰的上行用户的调度优先级，进而起到空间隔离避免同频干扰的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为用户终端、宏基站、微基站之间的通讯示意图；

图2为本申请实施例公开的一种电力无线通信资源调度方法的流程图；

图3为本申请另一实施例公开的一种电力无线通信资源调度方法的流程图；

图4为本申请一实施例公开的微基站和宏基站的子帧结构示意图；

图5为本申请一具体实施例公开的电力无线通信资源调度方法的流程图；

图6为本申请另一实施例公开的微基站和宏基站的子帧结构示意图；

图7为本申请另一具体实施例公开的电力无线通信资源调度方法的流程图。

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作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2为本申请实施例公开的一种电力无线通信资源调度方法的流程图。

在采用本申请公开的电力无线通信资源调度方法进行控制之前，可为了方便计算，可预先根据与小区中心宏基站的距离以及宏基站的扇区划分，对蜂窝小区进行区域划分。即：设定蜂窝小区的半径为R，将R进行k等分，令R₁＝R/k，R₂＝2R/k,...R_k＝R,以R_i(i＝1,2,...k)为半径分别做圆，将小区划分为k个区域；设置宏基站有l个扇区，与R_i的划分结合将小区划分为kl个区域。

参见图2，该方法包括：

步骤S201：获取用户终端的平均速率和信道质量指示符信息(CQI)，所述用户终端包括上行用户终端和下行用户终端；

该步骤具体包括为：宏基站和微基站分别获取与其相匹配的上行用户终端和下行用户终端的信道质量指示符信息和平均速率。

步骤S202：采用自适应编码技术依据所述信道质量指示符信息估算与其相匹配的所述用户终端当前时刻允许的传输速率；

该步骤具体可以包括：利用自适应编码技术依据各个所述用户终端的信道质量指示符信息确定各个用户终端的编码调制方案(MCS)，进而通过查找传输块大小(TBS)映射表确定当前时刻允许基站对各个用户终端的传输速率。

步骤S203：根据用户终端的当前允许的传输速率、历史平均传输速率以及所述上行用户终端的位置信息进行基于空间隔离干扰避免的PF因子资源调度，将引入同频干扰的微基站的上行用户终端所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户终端的PF因子乘以α，所述α大于0且小于1，并确定优先级最高的上行用户终端和下行用户终端；

步骤S204：依据所述PF因子资源调度的调度结果更新所述优先级最高的上行用户终端和下行用户终端以及未被调度的用户终端的平均速率。

在采用本申请上述实施例公开的方法进行资源分配时，为了减小微基站上行用户和宏基站下行用户之间的同频干扰，采用基于空间隔离干扰避免的PF因子资源调度对上行用户终端和下行用户终端进行资源调度，将引入同频干扰的微基站的上行用户所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户的PF因子乘以α(0<α<1)，降低该引入同频干扰的上行用户的调度优先级，进而起到空间隔离避免同频干扰的目的。

可见上述方法在采用灵活双工方式的宏基站与微基站同频组网系统中提出了的基于空间隔离终端间干扰避免的资源调度方法，满足了电力通信系统上行业务量远大于下行业务量的通信需求，提升了频谱资源的利用率，同时通过空间隔离的方式减小了微基站上行用户终端对宏基站下行用户终端的同频干扰，减小了系统容量的损失。

为了方便理解，本申请还对上述方法中步骤S203的具体过程进行了详细解释，参见图3，所述步骤S203具体可以包括：

步骤S2031：宏基站和微基站依据获得的用户信终端的当前时刻允许的传输速率以及平均速率计算得到用户终端的正比例公平因子；

步骤S2032：依据所述正比例公平因子确定与所述微基站相匹配的优先级最高的用户终端；

步骤S2033：宏基站通过所述微基站获取所述优先级最高的上行用户终端标识信息；

若系统中存在同频干扰，则微基站中此所述优先级最高的上行用户终端机为产生同频干扰的上行用户终端。因此所述微基站将表示该上行用户终端的表示信息汇报给宏基站，宏基站即可依据所述标识信息确定该上行用户终端所在区域P_i,j，其中i＝1,2，...k，用于代表其到宏基站的距离，j＝0,1,...l(l≥3)用于代表其所在的扇区。

步骤S2034：所述宏基站计算得到所述标识信息所在的位置信息所对应的、以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端；

所述宏基站在进行下行资源分配时候，需要降低与其下行用户终端产生同频干扰的微基站的上行用户终端所在区域P_i,j及其附近区域内的宏基站的下行用户的调度优先级；

若i＝1，则其周围区域 $P_{around}^1=\{P_{1,\mathrm{mod}(j-1,l)},P_{1,\mathrm{mod}(j+1,l)},P_{2,j}\},$

若i＝k，则其周围区域 $P_{around}^k=\{P_{k-1,j},P_{k,\mathrm{mod}(j-1,l)},P_{k,\mathrm{mod}(j+1,l)}\};$

若i∈{1,2...k}且i≠1,k，则其周围区域

其中mod(·)代表取模运算。

步骤S2035：所述宏基站依据所述正比例公平因子、所述位置信息以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端进行资源调度，得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的用户终端；

在此步骤中，所述宏基站根据下行用户端当前时刻的允许速率DRC(t)以及平均速率R(t)计算得到该下行用户终端的PF因子，由于需要降低P_i,j及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户终端的调度优先级，因此在这些区域内用户的PF因子上乘以一个系数α(0<α<1)，然后在进行PF因子调度。

其中，所述步骤S2031的具体过程可为：

A1：所述宏基站依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的下行用户终端的正比例公平因子

所述微基站依据公式计算得到与所述微基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子依据公式计算得到与所述微基站相匹配的下行用户终端的正比例公平因子

其中，所述u_Mac,U表示与所述宏基站相匹配的上行用户终端，u_Mac,D表示与所述宏基站相匹配的下行用户终端，所述u_Mic,U表示与所述微基站相匹配的上行用户终端，u_Mic,D表示与所述微基站相匹配的下行用户终端，所述DRC为用户终端当前时刻允许的传输速率，所述R为用户终端的平均速率。

或者，所述步骤S2031的具体过程可为：

A2：所述宏基站依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的下行用户终端的正比例公平因子所述微基站依据公式计算得到与所述微基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子

u_Mac,D表示与所述宏基站相匹配的下行用户终端，所述u_Mic,U表示与所述微基站相匹配的上行用户终端，所述DRC为用户终端当前时刻允许的传输速率，所述R为用户终端的平均速率。

与所述A1相对应，所述步骤S3032的具体过程可为：

B1：所述微基站依据计算得到的与所述微基站相匹配的用户终端的正比例公平因子和公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户终端、依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的下行用户终端。

与所述A2相对应，所述步骤S2032的具体过程可为：

B2：所述微基站依据计算得到的与所述微基站相匹配的用户终端的正比例公平因子和公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户终端。

与所述A1相对应，所述步骤S2033的具体过程可为：

C1：所述宏基站依据所述与所述宏基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子以及公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的上行用户终端；

将所述位置信息以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端的例公平因子乘以α，所述α大于0且小于1；

依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户终端，所述为将所述优先级最高的上行用户终端以及所述宏基站依据所述上行用户终端的位置信息确定的下行用户终端的例公平因子乘以α后得到的正比例公平因子。

与所述A2相对应，所述步骤S2033的具体过程可为：

C2：将所述优先级最高的上行用户终端以及所述宏基站依据所述上行用户终端的位置信息确定的下行用户终端的例公平因子乘以α，所述α大于0且小于1；

依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户终端，所述为将所述优先级最高的上行用户终端以及所述宏基站依据所述上行用户终端的位置信息确定的下行用户终端的例公平因子乘以α后得到的正比例公平因子。

与所述A1相对应，所述步骤S2034的具体过程可为：

D1：依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户的平均速率、依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的下行用户的平均速率、依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的上行用户的平均速率、依据公式与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户的平均速率，将所述未被调度的用户终端的用户终端当前时刻允许的传输速率设置为0。

与所述A2相对应，所述步骤S2034的具体过程可为：

D2：依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户的平均速率、依据公式与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户的平均速率。

为了更加清楚的对本申请实施例公开的A1对应的上述方法进行介绍，申请还采用了一具体实施例对该方法进行展开说明：

在本实施例中，将宏基站小区的半径设定为R＝1km，将小区半径三等分，以R₁＝1000/3m，R₂＝2000/3m，R₃＝1000m分别为半径画圆，将小区分为三个部分。假定宏基站有4个扇区，则根据每个扇区的覆盖范围将小区划分为4个区域，结合R₁，R₂和R₃的划分，将宏基站小区划分为12个区域P_i,j(i＝1,2,3,j＝0,1,2,3)，其中所述i和j分别代表该区间距离中心基站的距离以及扇区位置。

将系统的40个子带分为对称的两个频带即：223.025～228.325MHz和228.400～235.000MHz，可分别称为频带1和频带2，宏基站在频带1和阐述上行信号，在频带2上传输下行信号，微基站在频带1上传输上行信号，在频带2上交替传输上行和下行信号，其配置方式如图4所示。

假定蜂窝小区内宏基站的上行用户终端u_Mac,U∈{1,2,...30},下行用户终端u_Mac,D∈{1,2,...30}，微基站的上行用户终端u_Mic,U∈{1,2,...15}，下行用户终端u_Mic,D∈{1,2,...5}。宏基站频带1上的资源块记为频带2上资源块记为微基站频带1上的资源块记为频带2上资源块记为针对该场景，针对图4中的3、4和7、8子帧，以一个无线帧的长度为例介绍本发明提出的基于空间隔离终端干扰避免资源调度算法的具体流程(其流程图如图5所示)：

S501：宏基站和微基站分别获取与其相匹配的用户终端的CQI和平均速率信息；

即，在本实施例中，宏基站收集其30个上行用户终端以及30个下行用户终端的CQI以及平均速率信息，微基站收集其15个上行用户终端以及5个下行用户终端的CQI以及平均速率信息；

S502：宏基站和微基站分别利用AMC技术，依据所获取的各个用户终端的CQI信息，确定各用户终端的MCS方式，并通过查找TBS映射表确定各终端在当前时刻当前RB的允许传输速率DRC(t)；

S503：宏基站和微基站根据获到得的与其相匹配的上、下行用户终端的当前时刻允许传输速率以及平均速率采用下述公式计算各个用户终端的正比例公平因子：

$\begin{array}{c}{\mathrm{PF}}_{u_{Mac,U}}^{Mac,U}(n,t)=\frac{{\mathrm{DRC}}_{u_{Mac,U}}(n,t)}{R_{u_{Mac,U}}(n,t)},{\mathrm{PF}}_{u_{Mac,D}}^{Mac,D}(n,t)=\frac{{\mathrm{DRC}}_{u_{Mac,D}}(n,t)}{R_{u_{Mac,D}}(n,t)}\\ {\mathrm{PF}}_{u_{Mic,U}}^{Mic,U}(n,t)=\frac{{\mathrm{DRC}}_{u_{Mic,U}}(n,t)}{R_{u_{Mic,U}}(n,t)},{\mathrm{PF}}_{u_{Mic,D}}^{Mic,D}(n,t)=\frac{{\mathrm{DRC}}_{u_{Mic,D}}(n,t)}{R_{u_{Mic,D}}(n,t)}\end{array};$

S504：微基站根据计算的正比例公平因子，选择优先级最高的上、下行用户终端：

$\begin{array}{c}{u}_{Mic,U}^{*}(n,t)=\arg \underset{u_{Mic,U}\&Element;\{1,2,\mathrm{...},15\}}{\max }{\mathrm{PF}}_{u_{Mic,U}}^{Mic,U}(n,t)\\ u_{Mic,D}^{*}(n,t)=\arg \underset{u_{Mic,D}\&Element;\{1,2,\mathrm{...},5\}}{\max }{\mathrm{PF}}_{u_{Mic,D}}^{Mic,D}(n,t)\end{array};$

S505：微基站将频带2上调度的优先级最高的上行用户终端(其中n∈RB^Mic,U)汇报给宏基站，宏基站确定所述优先级最高的上行用户终端的所在区域P_i,j(i∈{1,2,3},j∈{0,1,2,3})以及其周围预设区域范围

若i＝1，则其周围区域 $P_{around}^1=\{P_{1,\mathrm{mod}(j-1,l)},P_{1,\mathrm{mod}(j+1,l)},P_{2,j}\};$

若i＝2，则其周围区域 $P_{around}^2=\{P_{i-1,l},P_{i+1,l},P_{i,\mathrm{mod}(j-1,l)},P_{i,\mathrm{mod}(j+1,l)}\};$

若i＝3，则其周围区域例如，当在P_2,2内，其周围区域为 $P_{around}^2=\{P_{1,2},P_{3,2},P_{2,1},P_{2,3}\};$

S506：宏基站根据计算得到的正比例公平因子以及微基站上报的优先级最高的上行用户终端所在的区域及其周围预设区域范围进行资源调度，获取所述宏基站的优先级最高的上行用户终端和下行用户终端，所述宏基站的最优的上行用户终端可依据所述宏基站上行用户终端的DRC(t)平均速率和公式 $u_{Mac,U}^{*}(n,t)=\arg \underset{u_{Mac,U}\&Element;\{1,2,\mathrm{...},30\}}{\max }{\mathrm{PF}}_{u_{Mac,U}}^{Mac,U}(n,t)$ 计算得到：

在获取所述宏基站的优先级最高的下行用户终端时，通过先依据公式 $\begin{array}{cc}{\widetilde{PF}}_{u_{Mac,D}}^{Mac,D}(n,t)={\mathrm{PF}}_{u_{Mac,D}}^{Mac,D}(n,t)\&times;\mathrm{\&alpha;}& u_{Mac,D}\&Element;P_{i,j}\&cup;P_{around}^i\end{array}$ 将区域内的宏基站的下行用户终端的正比例公平因子上乘以一个常数α(0<α<1)，然后采用调整后的正比例公平因子采用公式筛选得到所述宏基站的优先级最高的下行用户终端

S507：宏基站和微基站根据调度的用户终端(宏基站和微基站优先级最高的上、下行用户终端)和依据下述公式更新用户的平均速率：

$\begin{array}{c}{R}_{u_{Mic,U}^{*}}(t+1)=(1-\frac{1}{T_c})R_{u_{Mic,U}^{*}}\left(t\right)+\frac{1}{T_c}\&CenterDot;{\mathrm{DRC}}_{u_{Mic,U}^{*}}(n,t),R_{u_{Mic,D}^{*}}(t+1)=(1-\frac{1}{T_c})R_{u_{Mic,D}^{*}}\left(t\right)+\frac{1}{T_c}\&CenterDot;{\mathrm{DRC}}_{u_{Mic,D}^{*}}(n,t),\\ R_{u_{Mic,D}^{*}}(t+1)=(1-\frac{1}{T_c})R_{u_{Mic,D}^{*}}\left(t\right)+\frac{1}{T_c}\&CenterDot;{\mathrm{DRC}}_{u_{Mic,D}^{*}}(n,t),R_{u_{Mic,D}^{*}}(t+1)=(1-\frac{1}{T_c})R_{u_{Mic,D}^{*}}\left(t\right)+\frac{1}{T_c}\&CenterDot;{\mathrm{DRC}}_{u_{Mic,D}^{*}}(n,t)\end{array};$

对于本次没有调度的用户终端，则令DRC(n,t)＝0。

为了更加清楚的对本申请实施例公开的A2对应的上述方法进行介绍，本申请还采用了另一具体实施例对该方法进行展开说明：

在本实施例中，小区划分的方式与上一实施例相同，将系统的40个离散的子带通过载波聚合的方式进行整合，然后宏基站和微基站在这个整合的频带上进行TDD方式的数据传输。宏基站和微基站的帧格式配置方式如图6所示，其中子帧1为特殊时隙用来发送上下行导频信号以及保护时间(GP)，宏基站的帧配置格式中上、下行子帧的比例为5:4，微基站帧配置格式中上、下行子帧的比例为7:2。

宏基站与微基站上下行用户数目与上一实施例一致，宏基站和微基站在上行时隙和下行时隙可用的RB数均为40个。当处于宏基站和微基站相同配置的时隙时，宏基站独立的进行上行或下行资源的调度；当处于宏基站和微基站不同配置的时隙时，便采用基于空间隔离终端间干扰避免的资源调度方法。下面以子帧5为例，介绍本发明提出的资源调度算法。在子帧5中宏基站处于下行时隙而微基站处于上行时隙，宏基站可用时频资源微基站可用的其具体步骤如下(其流程图如图6所示)：

S601：宏基站获取与其相匹配的30个下行用户终端的CQI以及平均速率信息，微基站获取与其相匹配的15个上行用户终端的CQI以及平均速率信息。

S602：宏基站和微基站利用AMC技术，根据获取的各个用户终端的CQI信息，确定各用户终端MCS方式，进而通过查找TBS映射表确定各用户终端在当前时刻、当前RB的允许传输速率DRC(t)。

S603：宏基站根据获得的下行用户终端的当前时刻允许传输速率以及平均速率依据公式计算所述下行用户终端的正比例公平因子；所述微基站依据获得的上行用户终端的当前时刻允许传输速率以及平均速率依据公式计算所述下行用户终端的正比例公平因子；

S604：所述微基站根据计算得到的正比例公平因子，依据公式 $u_{Mic,U}^{*}(n,t)=\arg \underset{u_{Mic,U}\&Element;\{1,2,\mathrm{...},15\}}{\max }{\mathrm{PF}}_{u_{Mic,U}}^{Mic,U}(n,t)$ 选择最优上行用户终端；

S605：所述微基站将所述最优上行用户终端(其中n∈RB^Mic)汇报给宏基站，所述宏基站确定所述最优上行用户终端所在区域P_i,j(i∈{1,2,3},j∈{0,1,2,3})以及其周围预设区域范围

S606：宏基站将区域内的与所述宏基站相匹配的下行用户终端的正比例公平因子依据公式 $\begin{array}{cc}{\widetilde{PF}}_{u_{Mac,D}}^{Mac,D}(n,t)={\mathrm{PF}}_{u_{Mac,D}}^{Mac,D}(n,t)\&times;\mathrm{\&alpha;}& u_{Mac,D}\&Element;P_{i,j}\&cup;P_{around}^i,\end{array}$ 乘以一个常数α(0<α<1)；

然后依据公式选择与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户终端；

S607：根据调度的结果采用公式更新的平均速率采用 $R_{u_{Mac,D}^{*}}(t+1)=(1-\frac{1}{T_c})R_{u_{Mac,D}^{*}}\left(t\right)+\frac{1}{T_c}\&CenterDot;{\mathrm{DRC}}_{u_{Mac,D}^{*}}(n,t)$ 更新的平均速率将所述未被调度的用户终端的用户终端当前时刻允许的传输速率设置为0。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (12)

1.一种电力无线通信资源调度方法，应用于采用灵活双工配置的宏基站与微基站同频组网系统中，其特征在于，所述方法包括：

获取用户终端的平均速率和信道质量指示符信息，所述用户终端包括上行用户终端和下行用户终端；

采用自适应编码技术依据所述信道质量指示符信息估算与所述信道质量指示符信息相匹配的所述用户终端当前时刻允许的传输速率；

根据用户终端的当前允许的传输速率、平均速率以及引入同频干扰的微基站的上行用户终端的位置信息进行基于空间隔离干扰避免的PF因子资源调度，将所述引入同频干扰的微基站的上行用户终端所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户终端的PF因子乘以α，所述α大于0且小于1，并确定优先级最高的上行用户终端和下行用户终端；

更新所述优先级最高的用户终端以及未被调度的用户终端的平均速率。

2.根据权利要求1所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，所述获取用户终端的平均速率和信道质量指示符信息，包括：

宏基站和微基站分别获取与其相匹配的上行用户终端和下行用户终端的信道质量指示符信息和平均速率。

3.根据权利要求1所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，所述采用自适应编码技术依据所述信道质量指示符信息估算所述用户终端当前时刻允许的传输速率，包括：

利用自适应编码技术依据各个所述用户终端的信道质量指示符信息确定各个用户终端的MCS方式，进而通过查找TBS映射表确定各个用户终端在当前时刻允许的传输速率。

4.根据权利要求1所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，根据用户终端的当前允许的传输速率、平均速率以及引入同频干扰的微基站的上行用户终端的位置信息进行基于空间隔离干扰避免的PF因子资源调度，将所述引入同频干扰的微基站的上行用户终端所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户终端的PF因子乘以α，所述α大于0且小于1，并确定优先级最高的上行用户终端和下行用户终端，包括：

宏基站和微基站依据获得的用户信终端的当前时刻允许的传输速率以及平均速率计算得到用户终端的正比例公平因子；

依据所述正比例公平因子确定与所述微基站相匹配的优先级最高的用户终端；

宏基站通过所述微基站获取所述优先级最高的上行用户终端标识信息；

所述宏基站计算得到所述标识信息所在的位置信息所对应的、以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端；

所述宏基站依据所述正比例公平因子、所述位置信息以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端进行资源调度，得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的用户终端。

5.根据权利要求4所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，所述宏基站和微基站依据获得的用户信终端的当前时刻允许的传输速率以及平均速率计算得到用户终端的正比例公平因子，包括：

所述宏基站依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的下行用户终端的正比例公平因子

所述微基站依据公式计算得到与所述微基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子依据公式计算得到与所述微基站相匹配的下行用户终端的正比例公平因子

其中，所述u_Mac,U表示与所述宏基站相匹配的上行用户终端，u_Mac,D表示与所述宏基站相匹配的下行用户终端，所述u_Mic,U表示与所述微基站相匹配的上行用户终端，u_Mic,D表示与所述微基站相匹配的下行用户终端，所述DRC为用户终端当前时刻允许的传输速率，所述R为用户终端的平均速率。

6.根据权利要求5所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，所述依据所述正比例公平因子确定与所述微基站相匹配的优先级最高的用户终端，包括：

所述微基站依据计算得到的与所述微基站相匹配的用户终端的正比例公平因子和公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户终端、依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的下行用户终端，所述x1为与所述微基站相匹配的上行用户终端的数量，所述y1为与所述微基站相匹配的下行用户终端的数量。

7.根据权利要求6所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，所述宏基站依据所述正比例公平因子、所述位置信息以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端进行资源调度，得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的用户终端，包括：

所述宏基站依据所述与所述宏基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子以及公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的上行用户终端；

将所述位置信息以及与所述位置信息的距离在预设范围内的、与所述宏基站相匹配的下行用户终端的例公平因子乘以α，所述α大于0且小于1；

依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户终端，所述为将所述优先级最高的上行用户终端以及所述宏基站依据所述上行用户终端的位置信息确定的下行用户终端的例公平因子乘以α后得到的正比例公平因子；

所述x2为与所述宏基站相匹配的上行用户终端的数量，所述y2为与所述宏基站相匹配的下行用户终端的数量。

8.根据权利要求7所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，所述更新所述优先级最高的用户终端以及未被调度的用户终端的平均速率，包括：

依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户的平均速率、依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的下行用户的平均速率、依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的上行用户的平均速率、依据公式与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户的平均速率，将所述未被调度的用户终端的用户终端当前时刻允许的传输速率设置为0。

9.根据权利要求4所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，所述宏基站和微基站依据获得的用户信终端的当前时刻允许的传输速率以及平均速率计算得到用户终端的正比例公平因子，包括：

所述宏基站依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的下行用户终端的正比例公平因子所述微基站依据公式计算得到与所述微基站相匹配的上行用户终端的正比例公平因子

u_Mac,D表示与所述宏基站相匹配的下行用户终端，所述u_Mic,U表示与所述微基站相匹配的上行用户终端，所述DRC为用户终端当前时刻允许的传输速率，所述R为用户终端的平均速率。

10.根据权利要求9所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，所述依据所述正比例公平因子确定优先级最高的上下行用户终端，包括：

所述微基站依据计算得到的与所述微基站相匹配的用户终端的正比例公平因子和公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户终端；

所述x1为与所述微基站相匹配的上行用户终端的数量。

11.根据权利要求10所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，根据用户终端的当前允许的传输速率、平均速率以及引入同频干扰的微基站的上行用户终端的位置信息进行基于空间隔离干扰避免的PF因子资源调度，将所述引入同频干扰的微基站的上行用户终端所在区域及其周围预设区域范围内宏基站的下行用户终端的PF因子乘以α，所述α大于0且小于1，并确定优先级最高的上行用户终端和下行用户终端，包括：

将所述优先级最高的上行用户终端以及所述宏基站依据所述上行用户终端的位置信息确定的下行用户终端的例公平因子乘以α，所述α大于0且小于1；

依据公式计算得到与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户终端，所述为将所述优先级最高的上行用户终端以及所述宏基站依据所述上行用户终端的位置信息确定的下行用户终端的例公平因子乘以α后得到的正比例公平因子；

所述y2为与所述微基站相匹配的下行用户终端的数量。

12.根据权利要求11所述的电力无线通信资源调度方法，其特征在于，所述更新所述优先级最高的上行用户终端和下行用户终端以及未被调度的用户终端的平均速率，包括：

依据公式计算得到与所述微基站相匹配的优先级最高的上行用户的平均速率、依据公式与所述宏基站相匹配的优先级最高的下行用户的平均速率。