針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法，所述方法包括先驗(yàn)信息獲得、業(yè)務(wù)控制、用戶優(yōu)先級排序以及信道分配策略制定。本發(fā)明方法可以使基站實(shí)現(xiàn)下行吞吐量逼近下行容量，既支持了更多用戶的業(yè)務(wù)需求，又為多用戶的不同業(yè)務(wù)提供不同的服務(wù)質(zhì)量保障，一定程度上實(shí)現(xiàn)了可量化的按需分配，在最大化基站下行吞吐量的同時更好的支持不同用戶的不同業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求，在理論和實(shí)際應(yīng)用中都有較高的價值。
【專利說明】針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種下行信道的分配方法，尤其一種是針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法。屬于無線數(shù)字通信【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鏈路自適應(yīng)傳輸技術(shù)是根據(jù)信道變化來自適應(yīng)地改變調(diào)制方式、編碼率和功率分配等參數(shù)，在傳輸錯誤性能允許的情況下最大限度地利用無線鏈路資源。目前民用的3G、4G和WIMAX基站系統(tǒng)都為該技術(shù)制定了詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)，在此情況下與之配套的無線資源管理技術(shù)對提高基站系統(tǒng)的資源利用率，滿足多種業(yè)務(wù)不同的服務(wù)質(zhì)量要求至關(guān)重要。基站可以根據(jù)獲得的用戶信道狀態(tài)信息，利用無線信道的隨機(jī)時變特性，把資源分配給信道條件較好的用戶，從而通過多用戶分集增益來最大限度提高基站系統(tǒng)的實(shí)際吞吐量，提升基站系統(tǒng)的整體通信性能。
[0003]傳統(tǒng)的一些無線資源調(diào)度算法，如各種形式的比例公平算法，以分配效率和公平性的折中為出發(fā)點(diǎn)，都僅能實(shí)現(xiàn)不同用戶速率的趨同性，卻無法高效支持多用戶的不同業(yè)務(wù)速率要求,即按需分配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種可以在盡可能最大化下行吞吐量的同時，滿足不同用戶的不要業(yè)務(wù)速率要求的針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到:
[0006]針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法，所述方法包括以下步驟:
[0007]I)基站系統(tǒng)在每個時間為T的基本調(diào)度塊上采用自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)，根據(jù)用戶的信道狀態(tài)信息應(yīng)用不同的調(diào)制編碼方案，并設(shè)在某一段時間內(nèi)，基站需要支持K個均勻分布在小區(qū)內(nèi)且處于靜止或低速移動狀態(tài)的用戶的下行業(yè)務(wù)需求；
[0008]2)先驗(yàn)信息獲得:信道分配策略的制定以M個調(diào)度塊為基本單位，經(jīng)過事先的記錄，基站在制定信道分配策略的起始點(diǎn)上獲得了 K個用戶在前M個基本傳輸塊時間內(nèi)的信道狀態(tài)統(tǒng)計矩陣；其中M≥1000 ;
[0009]3)基于上述先驗(yàn)信息計算K個用戶的平均符號速率，對向量中K個元素大小從大
到小進(jìn)行排序，取后面f =個用戶的數(shù)據(jù)，獲得犮個用戶的信道狀態(tài)統(tǒng)計矩陣，根據(jù)
f個用戶的信道狀態(tài)統(tǒng)計矩陣中的數(shù)據(jù)，獲得Jl個用戶的信道狀態(tài)最大值為η的概率，從而得到基站的信道容量理論值；其中η > I ;
[0010] 4)業(yè)務(wù)控制:如果此時下行K個用戶業(yè)務(wù)要求速率之和大于信道容量理論值的0.85，則啟用業(yè)務(wù)控制措施，根據(jù)事先規(guī)定好的業(yè)務(wù)優(yōu)先級來逐步降低一些低等級業(yè)務(wù)的要求速率，甚至放棄部分業(yè)務(wù)，直到所有業(yè)務(wù)的要求速率之和降低至信道容量理論值的0.85 ;如果此時下行K個用戶業(yè)務(wù)要求速率之和小于信道容量理論值的0.7，則啟用業(yè)務(wù)控制措施，提高那些速率非受限業(yè)務(wù)的要求速率，直到業(yè)務(wù)要求速率之和提高至信道容量理論值的0.8左右；
[0011]5)對K個用戶的優(yōu)先級進(jìn)行排序，并根據(jù)K個用戶的優(yōu)先級制定信道分配策略。
[0012]優(yōu)選的，步驟2)所述K個用戶在前M個基本傳輸塊時間內(nèi)的信道狀態(tài)統(tǒng)計矩陣，如下式:
【權(quán)利要求】
1.針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法，其特征在于所述方法包括以下步驟: 1)基站系統(tǒng)在每個時間為T的基本調(diào)度塊上采用自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)，根據(jù)用戶的信道狀態(tài)信息應(yīng)用不同的調(diào)制編碼方案，并設(shè)在某一段時間內(nèi)，基站需要支持K個均勻分布在小區(qū)內(nèi)且處于靜止或低速移動狀態(tài)的用戶的下行業(yè)務(wù)需求； 2)先驗(yàn)信息獲得:信道分配策略的制定以M個調(diào)度塊為基本單位，經(jīng)過事先的記錄，基站在制定信道分配策略的起始點(diǎn)上獲得了K個用戶在前M個基本傳輸塊時間內(nèi)的信道狀態(tài)統(tǒng)計矩陣；其中M≥1000 ； 3)基于上述先驗(yàn)信息計算K個用戶的平均符號速率，對向量中K個元素大小從大到小進(jìn)行排序，取后面f = 個用戶的數(shù)據(jù)，獲得f個用戶的信道狀態(tài)統(tǒng)計矩陣，根據(jù)i個用戶的信道狀態(tài)統(tǒng)計矩陣中的數(shù)據(jù)，獲得個用戶的信道狀態(tài)最大值為η的概率，從而得到基站的信道容量理論值；其中η ≥ 1 ; 4)業(yè)務(wù)控制:如果此時下行K個用戶業(yè)務(wù)要求速率之和大于信道容量理論值的0.85，則啟用業(yè)務(wù)控制措施，根據(jù)事先規(guī)定好的業(yè)務(wù)優(yōu)先級來逐步降低一些低等級業(yè)務(wù)的要求速率，甚至放棄部分業(yè)務(wù)，直到所有業(yè)務(wù)的要求速率之和降低至信道容量理論值的0.85 ;如果此時下行K個用戶業(yè)務(wù)要求速率之和小于信道容量理論值的0.7，則啟用業(yè)務(wù)控制措施，提高那些速率非受限業(yè)務(wù)的要求速率，直到業(yè)務(wù)要求速率之和提高至信道容量理論值的0.8左右； 5)對K個用戶的優(yōu)先級進(jìn)行排序，并根據(jù)K個用戶的優(yōu)先級制定信道分配策略。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法，其特征在于:步驟2)所述K個用戶在前M個基本傳輸塊時間內(nèi)的信道狀態(tài)統(tǒng)計矩陣，如下式:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法，其特征在于:所述步驟3)具體如下: 3.1)計算K個用戶的平均符號速率，如下式:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法，其特征在于:所述步驟5)具體如下: .5.1)設(shè)經(jīng)過步驟4)的業(yè)務(wù)控制后，若K個用戶的業(yè)務(wù)都沒有被放棄，業(yè)務(wù)要求速率調(diào)整為彥―refiieM =[爲(wèi),先基于式⑴的矩陣計算:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法，其特征在于:步驟5.2)所述的制定信道分配策略如下: a、如果向量δ= [ δ j, δ 2,..., δ κ]中的所有元素都大于等于I,則信道狀態(tài)為Smax且優(yōu)先級最高的用戶獲得該調(diào)度塊的使用權(quán)； b、如果向量δ= [ δ j, δ 2,..., δ κ]中的有L個元素小于I,按優(yōu)先級從高到低搜索第一個信道狀態(tài)為Smax的用戶，如果該用戶在向量中對應(yīng)元素值S k不大于1，則獲得該調(diào)度塊的使用權(quán)；如果該用戶在向量中對應(yīng)元素值Sk大于1，則產(chǎn)生一個在區(qū)間[O，


II]均勻分布的隨機(jī)數(shù)ω，如果.?則該用戶獲得該調(diào)度塊的使用權(quán)；如果 I I+(UK，則調(diào)度機(jī)會由L個元素小于?的用戶競爭使用，競爭策略如下:1
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對單載波基站系統(tǒng)的下行信道按需分配方法，其特征在于所述方法還包括: 如果業(yè)務(wù)中 存在時延指標(biāo)要求較低的實(shí)時業(yè)務(wù)，則以業(yè)務(wù)最大允許時延為周期，為每個實(shí)時業(yè)務(wù)都分配少量相互錯開的專用時隙；當(dāng)實(shí)時業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)時延逼近最大時延時，則在其專用時隙上直接占用該時隙，如果不使用該時隙，則所有用戶根據(jù)步驟5)進(jìn)行競爭使用。
【文檔編號】H04W72/04GK104023399SQ201410222180
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】謝映海, 劉勇 申請人:廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司