CN108668322A - 半静态调度的空分多址通信系统的资源分配方法 - Google Patents

半静态调度的空分多址通信系统的资源分配方法 Download PDF

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CN108668322A CN201710191083.0A CN201710191083A CN108668322A CN 108668322 A CN108668322 A CN 108668322A CN 201710191083 A CN201710191083 A CN 201710191083A CN 108668322 A CN108668322 A CN 108668322A
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黄其华
曹伟义
马骏
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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Abstract

本发明提出一种半静态调度的空分多址通信系统的资源分配方法，该方法包括：为用户优先分配其空分多址配对用户已占用的资源；用户请求带宽重配时，如果存在系统带宽缺口，则根据系统带宽缺口对请求带宽进行压缩，压缩后的请求带宽至少为该用户和其空分多址配对用户的各自业务最小带宽的最大值；用户进行带宽重配并且出让空分复用资源后，强制触发其空分多址配对用户也进行带宽重配并出让相同的空分复用资源。本发明能够最大限度的实现空分复用资源，提升系统总体吞吐率。

Description

半静态调度的空分多址通信系统的资源分配方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种半静态调度的空分多址通信系统的资源分配方法。
背景技术
空分多址(SDMA，Spatial Division Multiple Access)是当前无线通信系统为了增加系统频谱效率而采用的技术，通过将相同的时频域资源同时分配给两个或多个相互正交的不同用户，增加系统的总带宽容量，能够分配相同的时频资源的用户互相称为配对用户。在LTE系统中，该技术称为MU-MIMO(Multi-user Multi Input Multi Output，多用户多入多出)通信，系统每子帧进行调度计算，通过采用比例公平等调度算法以及用户对的CQI重算等技术，确定各个用户对在当前子帧内能够传输的调制编码方式(MCS，Modulationand Coding Scheme)及传输块的大小(TBS，Transport Block Size)，来控制系统内不同用户的业务速率，最终保障不同用户业务的服务质量(QoS，Quality of Service)。在McWiLL系统中，同样实现了空分多址技术，能够将同一块时频域资源同时分配给两个不同用户，提升了McWiLL系统频谱效率。
然而，McWiLL系统是一种半静态调度的无线通信系统，无法像LTE系统实时根据业务速率对用户进行资源变更。虽然能够进行空分多址的资源分配，但是却无法进行空分多址资源的调度，当用户分配了空分多址的资源后，不会根据系统的饱和状态去改变自身占用资源，导致其他用户只能分配极少的无线资源。无法保障系统内所有用户在空分多址状态下业务的QoS。
发明内容
为了使得半静态调度系统能够对空分多址的资源进行调度，本发明提出一种静态调度的空分多址通信系统的资源分配方法，该方法包括：
为用户优先分配其空分多址配对用户已占用的资源；用户请求带宽重配时，如果存在系统带宽缺口，则根据系统带宽缺口对请求带宽进行压缩，压缩后的请求带宽至少为该用户和其空分多址配对用户的各自业务最小带宽的最大值；用户进行带宽重配并且出让空分复用资源后，强制触发其空分多址配对用户也进行带宽重配并出让相同的空分复用资源。
优选的，如果用户分配带宽不能满足自身业务最小带宽，则会在资源分配后将自身业务最小带宽与已分配资源的差值作为自身带宽缺口，并将自身带宽缺口累加入系统带宽缺口中。
优选的，所述根据系统带宽缺口对请求带宽进行压缩具体为：将用户的空分多址配对用户占用的资源和系统未被占用的资源的总和作为该用户的实际可用资源，将所述实际可用资源减去系统带宽缺口的结果与该用户的请求带宽比较后取较小值，再将所述较小值与该用户和其空分多址配对用户的各自业务最小带宽的最大值比较后取较大值，最后将该用户的请求带宽修改为所述较大值。
优选的，上述半静态调度的空分多址通信系统为McWiLL系统。
本发明的优点在于：1，优先分配匹配用户已占用的资源，能够最大限度的实现空分复用资源，提升系统总体吞吐率；2，带宽压缩最多压缩至匹配用户的各自业务最小带宽的最大值，能够使所有用户分配到自身业务的最小带宽，确保业务质量；3，用户空分复用的资源出让后，强制触发与其匹配的其他用户重配，能够保障系统迅速的出让空闲资源供其他用户使用。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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。
在半静态调度系统中，如果用户分配带宽不能满足自身业务最小带宽，则会在资源分配后将自身业务最小带宽与已分配资源的差值作为自身带宽缺口，并将自身带宽缺口累加入系统带宽缺口中。当用户检测到系统带宽缺口不为零时，会在资源重配时压缩自身的请求带宽，重配后占用的系统无线资源相应减小，从而出让无线资源供系统内其他用户使用。
本发明的通信系统是采用空分多址(SDMA)的半静态调度系统，资源分配基于如下思想：一，用户在进行SDMA资源分配时，会优先分配与自己配对的用户所占用的资源，最大化的使用匹配关系带来的系统频谱效率增益。二，在用户请求带宽重配时，如果存在系统带宽缺口，则根据系统带宽缺口对请求带宽进行压缩，压缩后的请求带宽至少为该用户和其空分多址配对用户的各自业务最小带宽的最大值，这样可以保证各用户的QoS质量。三，带宽重配后出让了资源的用户会触发与其配对进行SDMA资源空分复用的用户进行资源的重配，当所有配对用户都进行完资源的重配后，用户出让的带宽就会成为无占用的系统空闲资源，通过这种分配方式，能够尽可能快速和大量的出让已占用的无线资源。
下面以一个McWiLL系统的SDMA资源的调度流程为例来说明本发明。假设McWiLL无线通信系统基站的系统带宽为1Mbps，有用户A、B、C，其中用户A与用户B信道满足空分复用条件(即互为配对用户)，用户C与用户A、B均不满足空分复用条件。后续按时间顺序的流程步骤如下：
(1)用户A接入系统，最小业务带宽为500Kbps，业务请求带宽为800Kbps；由于系统空闲，A接入后能够获取到800Kbps的空口资源。系统缺口此时为0。
(2)用户B接入系统，最小业务带宽为400Kbps，业务请求带宽为1Mbps；由于B可以与A进行空分复用，所以B分配资源优先分配A已经占用的800Kbps空口资源，其次系统仍然有空闲资源，再分200Kbps的空口资源给B。B也满足了其带宽请求。系统缺口此时仍为0。
(3)用户C接入系统，最小业务带宽为500Kbps，业务请求带宽600Kbps；由于系统中已无空闲空口资源，且C没有可以空分复用的资源，所以C接入后无法获取空口带宽，自身带宽缺口记为500Kbps。同时，更新系统带宽缺口为500Kbps。
(4)用户B进行资源重配，业务最小带宽不变，业务请求带宽依然是1Mbps；由于系统中存在500Kbps系统缺口，用户实际可用资源扣去系统缺口后剩余500Kbps，与原请求带宽比较后取两者中的较小值，再与用户B和A的业务最小带宽的最大值500Kbps比较，取两者中的较大值，故请求带宽压缩为：
max(min(请求带宽，实际可用资源-系统缺口)，自身及配对用户最小带宽的最大值)＝500Kbps。
由于可以与A空分复用，所以，B分得与A复用的资源500Kbps。此时，系统中A占用800Kbps资源，B与A复用资源，C占用资源为0，系统空闲资源为200Kbps。由于用户C未重配，系统缺口仍然为500Kbps。用户B重配完成后，触发用户A强制重配。
(5)用户A进行资源重配，业务最小带宽不变，请求带宽也未发生改变；由于系统存在带宽缺口，同步骤(4)中计算，用户A压缩完请求带宽后以500Kbps的速率进行资源分配，由于可以与B空分复用，因此分配B已占用的500Kbps空口资源。此时，A与B同样复用500Kbps的资源，系统空闲资源为500Kbps，C占用资源仍为0，系统缺口仍为500Kbps。
(6)用户C进行资源重配，业务最小带宽不变，请求带宽依然为600Kbps；由于自身带宽缺口不为0，自身业务请求带宽直接压缩至业务最小带宽500Kbps，此时，系统中有500Kbps的空闲资源，于是C可以分配到500Kbps的空口资源。满足自身业务最小带宽需求，自身缺口被清0，同时更新系统缺口为0。
通过以上步骤可以看到，本实施例中，用户C接入后出现了系统缺口，通过合理的资源调度算法，在用户C再次重配前，系统为用户C调度出了足够的空闲资源。本实施例在保障公平性的同时，最大限度的利用了A与B可以空分复用的条件来提升系统总体吞吐率。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述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精神和范围。

Claims (4)

1.半静态调度的空分多址通信系统的资源分配方法，其特征在于，所述方法包括：
为用户优先分配其空分多址配对用户已占用的资源；
用户请求带宽重配时，如果存在系统带宽缺口，则根据系统带宽缺口对请求带宽进行压缩，压缩后的请求带宽至少为该用户和其空分多址配对用户的各自业务最小带宽的最大值；
用户进行带宽重配并且出让空分复用资源后，强制触发其空分多址配对用户也进行带宽重配并出让相同的空分复用资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
如果用户分配带宽不能满足自身业务最小带宽，则会在资源分配后将自身业务最小带宽与已分配资源的差值作为自身带宽缺口，并将自身带宽缺口累加入系统带宽缺口中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据系统带宽缺口对请求带宽进行压缩具体为：
将用户的空分多址配对用户占用的资源和系统未被占用的资源的总和作为该用户的实际可用资源，将所述实际可用资源减去系统带宽缺口的结果与该用户的请求带宽比较后取较小值，再将所述较小值与该用户和其空分多址配对用户的各自业务最小带宽的最大值比较后取较大值，最后将该用户的请求带宽修改为所述较大值。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的方法，其特征在于：所述半静态调度的空分多址通信系统为McWiLL系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020134145A1 (zh) * 2018-12-26 2020-07-02 中兴通讯股份有限公司 时频空资源分配方法、计算机装置及计算机可读存储介质

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