专利名称：无线资源分配装置及方法
技术领域：
本发明涉及将多个移动站分配给多个副载波的无线资源分配装置及方 法，特别是涉及根据每个移动站中的副载波的传输特性的差异来将移动站 分配给副载波的无线资源分配装置及方法。
背景技术：
多载波方式、特别是正交频分多址方式(Orthogonal Frequency Divisio n Multiple Access ， OFDMA)的无线通信系统近年来备受关注。当在移动通信系统的下行链路中应用OFDMA时，通过为每个副载波 分配传输特性良好的移动站，可提高系统的吞吐量。图3是包括基站IO和移动站11、 12的无线通信系统的结构图。基站10根据下行链路的传输特性，以包括1个或者2个以上的副载波 的频块为单位来分配移动站。基站10为了获得下行链路中的每个副载波的传输特性的信息，例如 在下行链路中向移动站11、 12发送导频信号。移动站11、 12检测导频信 号的接收质量，并将其作为信道质量信息而在上行链路中发送给基站10。为了减少信道质量信息的发送量，通常不是以单个的副载波而是以频 块为单位来发送信道质量信号，移动站11、 12的分配也是以频块为单位 进行。图4示出了基站10的一个结构例。无线资源分配控制部23基于各个移动站11、 12的副载波单位的信道 质量信息来决定移动站11、 12的分配，并对发送部22进行指示。发送部22根据无线资源分配控制部23的指示，将各个移动站ll、 12 的下行链路数据分配给副载波，并通过发送天线进行发送。例如在電子情報通信学会技術研究報告[無線通信V7亍厶]Vol.l04、 No.440、 31 36^—- (非专利文献1)中，公开了上述的无线资源分配技术。在非专利文献1中公开了以下内容将各个频块中的接收信号功率与干扰及噪声功率之比(Signal-to-Interference plus background noise power ratio ， S脆)的瞬时值("瞬时接收SINR")、或者利用对 瞬时接收SINR取时间平均而得的平均接收SINR将瞬时接收SINR标准化 的值的任一个作为分配的评价标准，并向每个频块分配评价值最大的移动 站，由此可提高吞吐量。专利文献1:日本专利文献特开2006-094005号公报； 专利文献2:日本专利文献特开2006-191533号公报；非专利文献1:永田、他4名、「電子情報通信学会技術研究報告[無線通信V7亍厶]」、2004年、第104巻、第440号、P.31 36;非专利文献2:滕、他3名、「電子情報通信学会技術研究報告[無線通信V7亍厶]」、2003年、第102巻、第550号、P.83 88;非专利文献3:工厶 乇l/:y亍,(M.Moretti)、他1名、「7°口、> 一fV y夕、、只 才7、、 2006 7一卜U 7W一一 第63回匕、、一年-， 一 .亍夕/ 口、2— .力y7:r 1/^7 (7、、一亍j 一、>一2006 77， 乂夕、')(Proc. 2006 IEEE 63rd Vehicular Technology Conference ( VTC2006-Spring))」、2006年、第5巻、p.2109-2113;非专利文献4: 7^ 夕工一 f > (Y丄Zhang)、他1名、「了一 卜y — .卜，乂if夕、乂3 y乂 才y 7一亇l/7 〕 $ 二二，一(IEEE Trans. Wireless Communications)」，2004年、第3巻、第 5号、p.1566-1575;非专利文献5:夕、V、i; 二一 U— (W.Rhee)、他1名、「7°口 V— 于V y^、7 .才:Z 2000 卜y 7。/P^— 第51回匕、一年二，一 亍夕乂口-一 力y77^乂7 (:/^亍一一 、> —2000 7 7° U 乂夕、、)(Proc. 2000 IEEE 51st Vehicular Technology Conference ( VTC2000-Spring))」，2000年、第2巻、p.l085-1089。发明内容根据本发明给予以下分析。图5示出了各频块中的多个移动站的信道 质量信息的一例。
信道质量信息通常与接收错误率为一定标准以下的调制编码方式
(Modulation and Coding Scheme, MCS)相对应。图5中的信道质量信息 为MCS1 MCS6。
图6示出了各频块中的多个移动站的分配指标的 一例。
在图6所示特性的情况下，非专利文献1的方法将频块#1 #5以及
#10 #14分配给移动站1，将频块弁6 弁9分配给移动站3。
另外，对于所分配的移动站，以频块为单位应用图5所示的MCS。 在非专利文献1中，以频块为单位独立地分配移动站，并在各个频块
中，应用与所分配的移动站在该频块中的信道质量相对应的MCS (图5)。
另一方面，正在进行下述的研究当将多个频块分配给移动站时，在 次世代移动通信系统中采用使应用于每个移动站的MCS为恒定的方式。
在MCS发生变化的情况下，若要对多个频块应用固定的MCS，则为 了将接收错误率抑制在一定标准以下，不得不将传输特性最差的频块中的 MCS应用于所有的频块。因此，与以往以频块单位应用个别的MCS的情 况相比，传输速度变小。因此，当将非专利文献1中的移动站的分配方法 直接应用于次世代移动通信系统时，频率的使用效率可能会下降。
在图5的示例中，在分配给移动站1的频块中，虽然在频块#1、弁 2、 #12 #14中可以应用MCS6，但在频块#5中需要应用低两级的 MCS4。结果对于移动站1不得不使用频块#5中的MCS4。
在对多个频块应用固定的MCS的限制条件下，当边改变分配给各个 移动站的频块的组合边求出系统的吞吐量达到最大的组合时，尤其在移动 站或频块的数目很多的情况下，会需要庞大的计算量。
在图5的示例中，当将频块#5不分配给移动站1而是改为分配给移 动站2时，可对移动站1应用高一级的MCS5。另外，由于移动站2在频 块#5中的信道质量与移动站1的相同，因此通过频块#5传输的比特数与 改变分配前没有变化。因此，通过改变分配，能够增加所有移动站的总传输速度。另外，频块#3、 #4、 #10以及弁ll也一样，当将它们不分配给移动站1而是分配给移动站2或者移动站3时，也有可能增加所有移动站的总传输速度。对于每个频块，考虑移动站数目的上述的分配选项。即，在图5的示 例中，需要研究3的14次方的组合，因此为了优化系统的吞吐量，将需 要庞大的计算量。因此，本发明的目的在于，提供一种无线资源分配装置及方法，根据 所述装置及方法，当为一个或者两个以上的频块中的每个频块分配多个移 动站中的任一个时，在具有对每个移动站应用固定的MCS的限制条件的 情况下，能够以很少的计算量优化系统的吞吐量。本发明第一方面涉及的无线资源分配方法，对一个或者两个以上的频 块中的每个频块分配多个移动站中的任一个，其包括以下步骤(a)计 算分配指标，该分配指标表示在每个所述频块中的每个所述移动站的传输 质量；(b)提取对于每个所述频块而言所述分配指标最大的移动站，作 为候选移动站；(c)提取对于所有所述频块而言所述分配指标最大的移 动站，作为分配对象移动站；以及(d)在所述频块中提取所述候选移动 站与所述分配对象移动站相一致的频块，作为候选频块。另外，无线资源分配方法优选包括以下步骤(e)依照所述分配指 标的降序对所述候选频块进行排序；(f)将排序后的所述频块按顺序每次 增加一个并分配给所述分配对象移动站，同时选择可应用的调制编码方 式；(g)基于所述调制编码方式以及所分配的所述候选频块的数目，计 算将在所述分配对象移动站中实现的传输速度；以及(h)将所述传输速 度达到所述分配对象移动站所要求的传输速度或者所述传输速度到达最大 值时的所述候选频块的组分配给所述分配对象移动站。无线资源分配方法进一步优选包括以下步骤(i)去除所述分配对象 移动站以及所述候选频块中已分配给该移动站的频块，并使所述步骤 (b)至(h)重复执行，直至没有分配候选的移动站或频块。本发明第二方面涉及的无线资源分配装置，对一个或者两个以上的频块中的每个频块分配多个移动站中的任一个，其特征在于，包括分配指 标计算部，计算分配指标，该分配指标表示在每个所述频块中的每个所述 移动站的传输质量；候选移动站提取部，提取对于每个所述频块而言所述 分配指标最大的移动站，作为候选移动站；分配对象移动站提取部，提取 对于所有所述频块而言所述分配指标最大的移动站，作为分配对象移动 站；以及候选频块提取部，在所述频块中提取所述候选移动站与所述分配 对象移动站相一致的频块，作为候选频块。
另外，无线资源分配装置优选包括频块排序部，依照所述分配指标 的降序对所述候选频块进行排序；调制编码方式选择部，将排序后的所述 频块按顺序每次增加一个并分配给所述分配对象移动站，同时选择可应用 的调制编码方式；传输速度计算部，基于所述调制编码方式以及所分配的 所述候选频块的数目，计算将在所述分配对象移动站中实现的传输速度； 以及频块分配部，将所述传输速度达到所述分配对象移动站所要求的传输 速度或者所述传输速度到达最大值时的所述候选频块的组分配给所述分配 对象移动站。
无线资源分配装置进一步优选包括控制回路，去除所述分配对象移 动站以及所述候选频块中已分配给该移动站的频块，并使所述候选移动站 提取部、所述候选频块提取部、所述频块排序部、所述调制编码方式选择 部、所述传输速度计算部、以及所述频块分配部重复工作，直到没有分配 候选的移动站或频块。
第一展开方式的无线资源分配方法的特征在于在所述排序步骤 (e)中，当在所述候选频块中含有所述分配指标的大小相等的频块时， 将在各个频块中第二个大小的分配指标更小的频块排在前面。
第二展开方式的无线资源分配装置的特征在于所述频块排序部在所 述候选频块中含有所述分配指标的大小相等的频块时，将在各个频块中第 二个大小的分配指标更小的频块排在前面。
图1是本发明实施方式涉及的无线资源分配装置的结构图；图2是用于说明本发明实施方式涉及的无线资源分配方法的流程图； 图3是无线通信系统的结构图；图4是以往的无线通信系统中的基站的结构图；图5是示出每个频块中的多个移动站的信道质量信息的一例的图； 图6是示出每个频块中的多个移动站的分配指标的一例的图。
具体实施方式
本发明涉及的无线资源分配装置是一种将多个频块(指包括一个或者 两个以上的副载波的频块)分配给多个移动站的无线资源分配装置，其中 包括分配指标计算部31，其基于表示每个移动站在每个频块中的传输特 性的指标，计算将该频块分配给移动站时的评价尺度，作为分配指标；候选移动站提取部32，其针对每个频块，提取分配指标最大的移动站；分配 对象移动站提取部33，其提取在所有的频块中分配指标最大的移动站，作 为分配对象移动站；以及候选频块提取部34，其提取分配对象移动站取最 大的分配指标的频块，作为分配候选。另外，无线资源分配装置优选包 括频块排序部35，其将作为分配候选而选择的频块依分配指标大小的顺 序排序；MCS选择部36，其在以排序后的顺序将频块依次分配给分配对 象移动站时，判定应当应用的调制编码方式；传输速度计算部37，其根据 调制编码方式和频块的数目来计算传输速度；以及频块分配部38，其将传 输速度达到对分配对象站要求的比特数或者传输速度达到最大的频块的分 配作为对于该移动站的频块的分配。此外，无线资源分配装置还优选包括 控制回路39，其存储分配处理过程中的移动站和频块的分配状况，并进行 控制，以使上述分配处理重复进行，直至没有分配候选的移动站、或者频 块全部分配完。下面，参考附图详细说明本发明的实施方式。 图1是本发明实施方式涉及的无线资源分配装置的结构图。 分配指标计算部31针对每个移动站，根据信道质量信息来计算各个 频块的分配指标。计算时，也可以根据需要参考历来的无线资源的分配结 果。控制回路39记录移动站以及频块的分配状况。
候选移动站提取部32参考控制回路39中记录的移动站以及频块的分 配状况，根据分配指标计算部31所计算的分配指标，针对未分配的频 块，提取在未分配的移动站中分配指标最大的移动站。
分配对象移动站提取部33在由候选移动站提取部32提取的每个频块 的分配指标最大的移动站中检测分配指标最大的移动站。该移动站在以后 的处理中成为分配对象。
候选频块提取部34选择由候选移动站提取部32提取的每个频块的分 配指标最大的移动站与由分配对象移动站提取部33提取的移动站相一致 的频块。所选择的频块成为分配对象的频块。
频块排序部35按照分配指标的大小顺序(降序)来排列在候选频块 提取部34中选择的频块。
MCS选择部36在对分配对象移动站提取部33所提取的移动站依照由 频块排序部35排序的顺序分配频块时，基于信道质量信息来判定应当应 用的MCS。
传输速度计算部37根据由MCS选择部36判定的MCS以及此时的频 块的数目来计算传输速度。
频块分配部38参考分配对象的移动站所要求的比特数，将传输速度 计算部37所计算的传输速度达到要求比特数或者传输速度为最大的频块 的分配判定为对于该移动站的分配，并将其与此时的MCS信息一起作为 分配结果来输出。
控制回路39根据频块分配部38的结果，更新内部存储的移动站以及 频块的分配信息。
并且，在存在未分配的频块以及移动站的期间进行控制，以使候选移 动站提取部32以至频块分配部38重复进行上述的处理。
以上，详细说明了实施例的构成，由于分配指标计算部31中的分配 指标的计算以及MCS选择部36中的MCS的判定对于本领域技术人员而 言是熟知的，因而省略对其详细构成的说明。
下面，参考图2的流程图，对本发明实施方式涉及的无线资源分配装置的操作进行说明。
分配指标计算部31计算表示每个频块中的每个移动站的信道质量信 息的分配指标(步骤S21)。
控制回路39判定是否存在未分配的频块以及作为分配候选而剩余的 移动站，当存在时进入步骤S23 (步骤S22)。当不存在时结束分配处 理。
候选移动站提取站32在未分配的每个频块中，提取分配指标最大的 移动站，作为候选移动站(步骤S23)。
分配对象移动站提取部33在通过步骤S23检测出的移动站中提取分 配指标最大的移动站，作为分配对象移动站(步骤S24)。
候选频块提取部34提取在步骤S23中提取的候选移动站与在步骤S24 中提取的分配对象移动站相一致的频块，作为候选频块(步骤S25)。
频块排序部35按照分配指标的降序对在步骤S25中提取的候选频块 进行排序(步骤S26)。
MCS选择部36在将排序后的候选频块每次递增一个并分配给对象移 动站时，选择能够应用的MCS (步骤S27)。
为了将接收错误率抑制在一定标准以下，优选对全部的频块应用传输 特性最差的候选频块中的MCS、即最低MCS。当然也可以应用除此以外
的方法，并不影响本发明的效果。
传输速度计算部37基于已分配的候选频块的数目以及在步骤S27中 选择的MCS，计算传输速度(步骤S28)。
频块分配部38将在步骤S28中计算的传输速度为最大或者达到分配 对象的移动站所要求的比特数时的候选频块的组，作为对于该移动站的分 配频块(步骤S29)。
控制回路39从分配候选中去除分配对象的移动站以及在步骤S29中 分配的频块，返回步骤S22 (步骤S30)。
以图5的信道质量信息和图6的分配指标的特性为例，具体说明上述 内容。
当首次执行分配处理时，在步骤S22中所有的移动站和频块都被作为分配候选，然后进入步骤S23。
在步骤S23中，在频块#1 弁5和弁10 #14中选择移动站1，在频 块弁6 弁9中选择移动站3。 在步骤S24中选择移动站1。 在步骤S25中选择频块#1 弁5和#10 #14。
在步骤S26中对上述频块进行排序。由于频块#1、 #2、 #12 #14 的分配指标相同，因此例如以编号从小到大的顺序进行排序。
频块#3、 #4、 #10、 #11的分配指标也相同，因此进行相同的处理。
频块#5的分配指标最低，因此通过排序所分配的顺序在最后。
在步骤S27中，假设将在步骤S26中排序的频块从分配指标大的开始 依次分配给移动站1，并且对于每种情况，参考图5的信道质量信息，判 定使接收错误率在既定的标准值以下的MCS。
具体地说，频块#1、 #2、 #12 #14的信道质量信息为MCS6，频 块#3、弁4、 #10、弁ll为MCS5，频块弁5为MCS4，因此，当分配频 块#1、 #2、 #12 #14时，将应用的MCS设定为MCS6，当除上述频 块以外还分配频块#3，弁4、 #10、 #11时，将应用的MCS设定为 MCS5，当还分配频块井5时，将应用的MCS设定为MCS4。
在步骤S28中，根据在步骤S27中判定的MCS和频块的数目，计算 传输速度。
在步骤S29中，将在步骤S28中计算的传输速度达到移动站1所要求 的比特数或者传输速度为最大的分配，判定为对于移动站1的分配。
当应用在步骤S27中说明的MCS时，比较以MCS6分配五个频块的 情况、以MCS5分配九个频块的情况、以及以MCS4分配十个频块的情 况，并选择传输速度最大的分配。
如果在分配了除频块#5以外的九个频块时传输速度最大，则频块#5 不分配给移动站1。如果在中途达到了移动站1所要求的比特数，就在该 时刻停止分配。
下面，假定除频块弁5以外的所有频块都分配给了移动站1。在步骤S30中，从候选中去除移动站1以及频块#1 #4、 #10 # 14，然后返回步骤S22。
在第二次的步骤S22中，由于剩有未分配的移动站2和移动站3、以 及频块#5 #9，因而进入步骤S23。
在第二次的步骤S23中，频块#5选择移动站2，频块#6 #9选择 移动站3。
在第二次的步骤S24中选择移动站3。
在第二次的步骤S25中拣选频块#6 #9。
在第二次的步骤S26中，由于频块#6 #9分配指标相同，因此与移 动站1的时候一样地以编号从小到大的顺序进行排序。
在第二次的步骤S27中，由于频块弁6 #9的信道质量都为MCS4， 因此对于频块的任意组合都可应用MCS4。
在第二次的步骤S28中，也根据在步骤S27中判定的MCS以及频块 的数目来计算传输速度。
在第二次的步骤S29中，将在步骤S28中计算的传输速度达到移动站 3所要求的比特数或者传输速度为最大的分配，判定为对于移动站3的分 配。
由于频块#6 #9的信道质量都同为MCS4，因此如果移动站3所要 求的比特数多于四个MCS4的量，则分配全部的四个频块。
在第二次的步骤S30中，从分配候选中去除移动站3以及频块弁6 #9，然后返回步骤S22。
在第三次的步骤S22中，由于剩有未分配的移动站3 (移动站2)以 及频块(#5)，因而进入步骤S23。
在第三次的步骤S23中，频块#5成为移动站2的分配候选。
在第三次的步骤S24中选择移动站2。
在第三次的步骤S25中拣选频块#5。
在第三次的步骤S26中，由于频块为一个，不需要进行排序。 在第三次的步骤S27中，由于频块弁5为MCS4，因此选择MCS4。 在第三次的步骤S28中，也根据在步骤S27中判定的MCS以及频块的数目来计算传输速度。
在第三次的步骤S29中，由于频块为一个，因此只要移动站所要求的
比特数不为0，就将频块#5分配给移动站2。
在第三次的步骤S30中，从分配候选中去除移动站2以及频块#5， 然后返回步骤S22。
在第四次的步骤S22中，由于没有剩余的未分配的移动站以及频块， 因而结束分配处理。
如上所述，在上述实施例中，由于从分配指标最大的移动站开始依次 分配在应用的MCS相同的限制条件下与移动站所要求的比特数对应的频 块的组合或者到达最大传输速度的频块的组合，因而能够高效地分配频块 而不造成浪费。
在步骤S26中，当分配指标相同时，也可以比较在每个频块中分配指 标为第二的移动站的分配指标，并优先第二个分配指标较低的频块。由 此，在该频块没有被分配给分配候选的移动站的情况下，其他移动站的分 配指标较高的频块也会剩下，从而可有效地利用该频块。
当第二个分配指标也相同时，可以进一步比较下一级的分配指标。
当移动站的数据有多个传输优先级时，可从优先级高的开始适用本发 明的顺序，并对下一个优先级进行剩余频块的分配。
作为传输优先级，例如有是否为重新传送的数据、是否为要求实时性 的数据等。
权利要求
1.一种无线资源分配方法，对一个或者两个以上的频块中的每个频块分配多个移动站中的任一个，其特征在于，包括以下步骤(a)计算分配指标，该分配指标表示在每个所述频块中的每个所述移动站的传输质量；(b)提取对于每个所述频块而言所述分配指标最大的移动站，作为候选移动站；(c)提取对于所有所述频块而言所述分配指标最大的移动站，作为分配对象移动站；以及(d)在所述频块中提取所述候选移动站与所述分配对象移动站相一致的频块，作为候选频块。
2. 根据权利要求1所述的无线资源分配方法，其特征在于，包括以下 步骤(e) 依照所述分配指标的降序对所述候选频块进行排序；(f) 将排序后的所述频块按顺序每次增加一个并分配给所述分配对象 移动站，同时选择可应用的调制编码方式；(g) 基于所述调制编码方式以及所分配的所述候选频块的数目，计 算将在所述分配对象移动站中实现的传输速度；以及(h) 将所述传输速度达到所述分配对象移动站所要求的传输速度或 者所述传输速度到达最大值时的所述候选频块的组分配给所述分配对象移 动站。
3. 根据权利要求2所述的无线资源分配方法，其特征在于，包括以下 步骤(i)去除所述分配对象移动站以及所述候选频块中已分配给该移动 站的频块，并使所述步骤(b)至(h)重复执行，直至没有分配候选的移 动站或频块。
4. 根据权利要求2所述的无线资源分配方法，其特征在于，在所述排 序步骤(e)中，当在所述候选频块中含有所述分配指标的大小相等的频 块时，将在各个频块中第二个大小的分配指标更小的频块排在前面。
5. —种无线资源分配装置，对一个或者两个以上的频块中的每个频块 分配多个移动站中的任一个，其特征在于，包括分配指标计算部，计算分配指标，该分配指标表示在每个所述频块中 的每个所述移动站的传输质量；候选移动站提取部，提取对于每个所述频块而言所述分配指标最大的 移动站，作为候选移动站；分配对象移动站提取部，提取对于所有所述频块而言所述分配指标最 大的移动站，作为分配对象移动站；以及候选频块提取部，在所述频块中提取所述候选移动站与所述分配对象 移动站相一致的频块，作为候选频块。
6. 根据权利要求5所述的无线资源分配装置，其特征在于，包括 频块排序部，依照所述分配指标的降序对所述候选频块进行排序； 调制编码方式选择部，将排序后的所述频块按顺序每次增加一个并分配给所述分配对象移动站，同时选择可应用的调制编码方式；传输速度计算部，基于所述调制编码方式以及所分配的所述候选频块的数目，计算将在所述分配对象移动站中实现的传输速度；以及频块分配部，将所述传输速度达到所述分配对象移动站所要求的传输速度或者所述传输速度到达最大值时的所述候选频块的组分配给所述分配对象移动站。
7. 根据权利要求6所述的无线资源分配装置，其特征在于，包括控制回路，去除所述分配对象移动站以及所述候选频块中已分配给该 移动站的频块，并使所述候选移动站提取部、所述候选频块提取部、所述 频块排序部、所述调制编码方式选择部、所述传输速度计算部、以及所述 频块分配部重复工作，直到没有分配候选的移动站或频块。
8. 根据权利要求6所述的无线资源分配装置，其特征在于，所述频块 排序部在所述候选频块中含有所述分配指标的大小相等的频块时，将在各 个频块中第二个大小的分配指标更小的频块排在前面。
全文摘要
当在对每个移动站应用固定的调制编码方式(MCS)的限制条件下将多个频块分配给多个移动站时，以少的计算量实现系统吞吐量较佳的分配。针对每个频块提取分配指标最大的移动站，作为候选移动站(S23)，提取在所有的频块中分配指标最大的移动站，作为分配对象移动站(S24)，提取分配对象移动站取最大的分配指标的频块(S25)，按照分配指标从大到小的顺序来分配频块(S26、S27)，将达到该移动站所要求的比特数或者传输速度为最大的分配作为对于分配对象移动站的分配(S28、S29)，去除该移动站和分配给该移动站的频块(S30)，重复进行分配处理，直至频块全部分配完或者没有分配候选的移动站(S22)。
文档编号H04B1/707GK101296476SQ20081009503
公开日2008年10月29日 申请日期2008年4月23日 优先权日2007年4月23日
发明者望月孝志 申请人:日本电气株式会社