专利名称：一种tdd lte系统的基站调度方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术基站调度领域，特别是涉及TDD LTE系统的基站调度方法和直ο
背景技术：
长期演进项目(LTE:Long Term Evolution)改进并增强了 3G的空中接入技术， 采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行 100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降 低系统延迟。LTE同时定义了 LTE FDD (Frequency Division Duplexing)频分双工和LTE TDD(TimeDivision Duplexing)时分双工两种方式。LTE系统的信道模型为假设t时刻下行接收信号y, =HiViS,+η,,其中yt为t时 刻接收信号，Ht为信道矩阵，乂是发送端的预编码矩阵，st是发送信号，nt为方差为N的AWGN 噪声。st的发送功率为Pt，采用的调制和编码方式为Mt。对于LTE系统，用户设备(UE)侧反馈信道预编码矩阵索引(PMI)来辅助基站端进 行预编码矩阵选择。一般一个PMI对应一个编码矩阵V,eV，其中ν是PMI码本空间。受 反馈信道容量限制，PMI个数十分有限，因此基站端根据UE反馈得到的信道信息十分有限。 此外，UE侧还要反馈信道质量信息指示(CQI)，以指示信道链路质量好坏，从而决定给UE侧 发送的调制和编码方式CQIt。一般而言，CQI和PMI是相互联系的，不同PMI对应的CQI往 往相差很大。因此，基站端如何利用有限的PMI信息来进一步提高系统性能是一个非常大 的挑战。对于TDD系统，基站侧利用信道互易性可得到部分下行信道状态信息(CSI)，假 设基站侧对下一时刻应该使用预编码矩阵义+1的估计为〒,+1。但是受很多因素影响，基站侧 获得的信道信息也不是十分准确，不能直接用〒,+1作为弋+1，还需要综合考虑PMI反馈及 CQIt+1。因此，需要一种综合考虑CQI、PMI、CSI的联合调度方法。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明的目的是提出一种TDDLTE系统的基 站调度方法和装置，能综合考虑CQI、PMI和CSI，更好地提高下行链路质量，从而提升整个 系统性能。为了达到上述目的，本发明提出了一种TDD LTE系统的基站调度方法，包括步骤1 用户设备向基站侧反馈t+Ι时刻的预编码矩阵索引、信道质量指示符，其 中，所述预编码矩阵索引对应编码矩阵，所述信道质量指示符的值对应名义传输速率，其 中，t为任意时刻；步骤2 基站侧估计t+Ι时刻的预编码矩阵，并判断t+Ι时刻估计的预编码矩阵和 t时刻估计的预编码矩阵之差的行列式值是否小于一个预定阈值并且t+Ι时刻的预编码矩4阵索引对应的编码矩阵是否等于t时刻预编码矩阵索引对应的编码矩阵，若是，执行步骤 3 ；若否，所述用户设备t+Ι时刻的名义传输速率为t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名 义传输速率；步骤3 根据所述信道质量指示符的值的变化趋势来改变所述用户设备该时刻的 名义传输速率如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，则所述用户设备t+i时 刻的名义传输速率大于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，则所述用户设备t+Ι时 刻的名义传输速率小于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率。作为上述技术方案的优选，基站侧利用信道互易性得到部分下行信道状态信息来 估计t+i时刻的预编码矩阵。作为上述技术方案的优选，所述步骤3中如果所述信道质量指示符的值随着时刻 的增加逐渐变大，所述用户设备t+Ι时刻的名义传输速率为t+l时刻信道质量指示符的值 对应的名义传输速率除以1减去所述行列式值的差；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，所述用户设备t+Ι时刻 的名义传输速率为t+l时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率除以1加上所述行 列式值的和。作为上述技术方案的优选，还包括控制基站发射功率，具体为如果所述用户设备 被调度，且t+Ι时刻的预编码矩阵和t时刻的预编码矩阵之差的行列式值小于一个预定阈 值并且t+i时刻的编码矩阵等于t时刻的编码矩阵，并且所述信道质量指示符的值随着时 刻的增加逐渐变大，则基站发送功率为基站最大发射功率除以1加上所述行列式值的和。本发明还提出一种TDD LTE系统的基站调度装置，包括反馈模块，用于用户设备向基站侧反馈t+Ι时刻的预编码矩阵索引、信道质量指 示符，其中，所述预编码矩阵索引对应编码矩阵，所述信道质量指示符的值对应名义传输速 率，其中，t为任意时刻；估计及判断模块，用于基站侧估计t+Ι时刻的预编码矩阵，并判断t+1时刻估计的 预编码矩阵和t时刻估计的预编码矩阵之差的行列式值是否小于一个预定阈值并且t+i时 刻的预编码矩阵索引对应的编码矩阵是否等于t时刻预编码矩阵索引对应的编码矩阵；处理模块，用于当所述估计与判断模块判断的结果为否时，所述用户设备t+Ι时 刻的名义传输速率为t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率；当所述估计与判 断模块判断的结果为是时，根据所述信道质量指示符的值的变化趋势来改变所述用户设备 该时刻的名义传输速率，具体为如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，则所述用户设备t+Ι时 刻的名义传输速率大于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，则所述用户设备t+Ι时 刻的名义传输速率小于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率。作为上述技术方案的优选，所述估计与判断模块利用信道互易性得到部分下行信 道状态信息来估计t+Ι时刻的预编码矩阵。作为上述技术方案的优选，所述处理模块中如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，所述用户设备t+Ι时刻的名义传输速率为t+l时刻信道质量指示符的 值对应的名义传输速率除以1减去所述行列式值的差；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，所述用户设备t+Ι时刻 的名义传输速率为t+l时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率除以1加上所述行 列式值的和。作为上述技术方案的优选，所述处理模块还用于控制基站发射功率，具体为如果 所述用户设备被调度，且t+Ι时刻的预编码矩阵和t时刻的预编码矩阵之差的行列式值小 于一个预定阈值并且t+Ι时刻的编码矩阵等于t时刻的编码矩阵，并且所述信道质量指示 符的值随着时刻的增加逐渐变大，则基站发送功率为基站最大发射功率除以1加上所述行 列式值的和。本发明提出的上述方法和装置，使基站综合考虑UE侧反馈的信息以及通过信道 的互易性得到的部分下行信道状态信息来进行调度，并且还能进行基站侧的发送功率，从 而提高下行链路质量，使整个系统性能得到提升。下面结合附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明。对于所属技术领 域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显 而易见。
图1为本发明提出的TDD LTE系统的基站调度方法的优选实施例的示意图；图2为本发明提出的TDD LTE系统的基站调度装置的优选实施例的示意图。
具体实施例方式如图1所示，本发明一种TDD LTE系统的基站调度方法的优选实施例，包括步骤1 用户设备UE向基站侧反馈t+Ι时刻(t为任意时刻)的预编码矩阵索引 PMI、信道质量指示符CQI，一般来说，一个PMI对应一个编码矩阵，一个信道质量指示符 的值CQIt+1对应一个名义传输速率Tw ；步骤21 基站侧估计t+Ι时刻的预编码矩阵仏+ι，然后，令=是基站 侧估计的t时刻的预编码矩阵；步骤22 如果D小于一个预先设定的预定阈值Dth，并且V,+1 =V,即t+Ι时刻的预 编码矩阵索引对应的编码矩阵等于t时刻预编码矩阵索引对应的编码矩阵，根据所述信道 质量指示符的值的变化趋势来执行步骤31或步骤32 ；若有一项不满足，执行步骤4 ；步骤31 如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，即n个CQI反 馈满足CQIw-CQIt > 0，CQIt-CQIw彡0，...，CQIt_n+「CQIt_n彡0，则表示该信道的信道质 量越来越好，并且十分稳定，则在进行调度时，所述用户设备t+Ι时刻的名义传输速率就可 以大于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率Tw ；步骤32 如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，即η个CQI反 馈满足 CQIw-CQIt < 0，CQIt-CQIw 彡 0，...，CQIt_n+1CQIt_n ( 0，则在进行调度时，所述用 户设备t+Ι时刻的名义传输速率就要小于t+1时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率 Tt+1 ；
步骤4 所述用户设备t+Ι时刻的名义传输速率就为t+Ι时刻信道质量指示符的 值对应的名义传输速率；其中，基站侧利用信道互易性得到部分下行信道状态信息CSI来估计t+Ι时刻的 预编码矩阵。基站侧通过t时刻对上行导频的信道估计可得到t时刻的信道响应Ht，通 过对Ht进行SVD分解即可得到Ht = UA V，t+Ι时刻的预编码矩阵可选用V的共轭转置，即 V/+i = V'。更具体地，所述步骤3中如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变 大，所述用户设备t+Ι时刻的名义传输速率为Tt+1/(I-D)；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，所述用户设备t+Ι时刻 的名义传输速率为Tt+1/(1+D)。
除了控制向用户设备UE发送数据的传输速率外，本发明还可以包括控制基站对 于该用户设备UE的发射功率，具体为如果所述用户设备被调度，且满足D小于预定阈值且 = V,，如果满足 CQIw-CQIt > 0，CQIt-CQIw 彡 0，...，CQIt_n+「CQIt_n 彡 0，则基站发送 功率Pw = Pfflax/ (1+D)，其中Pmax基站最大发射功率。如图2所示，本发明提出的一种TDD LTE系统的基站调度装置的优选实施例，包 括反馈模块201，用于用户设备向基站侧反馈t+Ι时刻的预编码矩阵索引、信道质量 指示符，其中，所述预编码矩阵索引对应编码矩阵，所述信道质量指示符的值对应名义传输 速率，其中，t为任意时刻；估计及判断模块202，用于基站侧估计t+Ι时刻的预编码矩阵，并判断t+Ι时刻估 计的预编码矩阵和t时刻估计的预编码矩阵之差的行列式值是否小于一个预定阈值并且 t+Ι时刻的预编码矩阵索引对应的编码矩阵是否等于t时刻预编码矩阵索引对应的编码矩 阵；处理模块203，用于当所述估计与判断模块判断的结果为否时，所述用户设备t+1 时刻的名义传输速率为t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率；当所述估计与 判断模块判断的结果为是时，根据所述信道质量指示符的值的变化趋势来改变所述用户设 备该时刻的名义传输速率如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，则所述用户设备t+Ι时 刻的名义传输速率大于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，则所述用户设备t+Ι时 刻的名义传输速率小于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率。其中，所述估计与判断模块202利用信道互易性得到部分下行信道状态信息来估 计t+Ι时刻的预编码矩阵。所述处理模块203中如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，所 述用户设备t+Ι时刻的名义传输速率为t+l时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速 率除以1减去所述行列式值的差；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，所述用户设备t+Ι时刻 的名义传输速率为t+l时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率除以1加上所述行 列式值的和。
所述处理模块203还用于控制基站发射功率，具体为如果所述用户设备被调度， 且t+Ι时刻的预编码矩阵和t时刻的预编码矩阵之差的行列式值小于一个预定阈值并且 t+ι时刻的编码矩阵等于t时刻的编码矩阵，并且所述信道质量指示符的值随着时刻的增 加逐渐变大，则基站发送功率为基站最大发射功率除以1加上所述行列式值的和。通过上述优选实施例可以看出，本发明利用TDD系统的信道互易性，在进行调度 时，综合考虑了 CQI、PMI和CSI，更好地提高了对各用户设备传输速率的控制，提供了下行 链路的质量和效率，从而使整个系统性能得到提升。虽然，本发明已通过以上实施例及其附图而清楚说明，然而在不背离本发明精神 及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的变化和修 正，但这些相应的变化和修正都应属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种TDD LTE系统的基站调度方法，其特征在于，包括步骤1 用户设备向基站侧反馈t+Ι时刻的预编码矩阵索引、信道质量指示符，其中，所 述预编码矩阵索引对应编码矩阵，所述信道质量指示符的值对应名义传输速率，其中，t为 任意时刻；步骤2 基站侧估计t+Ι时刻的预编码矩阵，并判断t+Ι时刻估计的预编码矩阵和t时 刻估计的预编码矩阵之差的行列式值是否小于一个预定阈值并且t+Ι时刻的预编码矩阵 索引对应的编码矩阵是否等于t时刻预编码矩阵索引对应的编码矩阵，若是，执行步骤3 ； 若否，所述用户设备t+Ι时刻的名义传输速率为t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义 传输速率；步骤3 根据所述信道质量指示符的值的变化趋势来改变所述用户设备该时刻的名义 传输速率如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，则所述用户设备t+Ι时刻的 名义传输速率大于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，则所述用户设备t+Ι时刻的 名义传输速率小于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率。
2.根据权利要求1所述的基站调度方法，其特征在于，基站侧利用信道互易性得到部 分下行信道状态信息来估计t+Ι时刻的预编码矩阵。
3.根据权利要求1所述的基站调度方法，其特征在于，所述步骤3中如果所述信道质量 指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，所述用户设备t+Ι时刻的名义传输速率为t+l时刻 信道质量指示符的值对应的名义传输速率除以1减去所述行列式值的差；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，所述用户设备t+Ι时刻的名 义传输速率为t+l时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率除以1加上所述行列式 值的和。
4.根据权利要求1所述的基站调度方法，其特征在于，还包括控制基站发射功率，具体 为如果所述用户设备被调度，且t+Ι时刻的预编码矩阵和t时刻的预编码矩阵之差的行列 式值小于一个预定阈值并且t+Ι时刻的编码矩阵等于t时刻的编码矩阵，并且所述信道质 量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，则基站发送功率为基站最大发射功率除以1加上 所述行列式值的和。
5.一种TDD LTE系统的基站调度装置，其特征在于，包括反馈模块，用于用户设备向基站侧反馈t+Ι时刻的预编码矩阵索引、信道质量指示符， 其中，所述预编码矩阵索引对应编码矩阵，所述信道质量指示符的值对应名义传输速率，其 中，t为任意时刻；估计及判断模块，用于基站侧估计t+Ι时刻的预编码矩阵，并判断t+1时刻估计的预编 码矩阵和t时刻估计的预编码矩阵之差的行列式值是否小于一个预定阈值并且t+i时刻的 预编码矩阵索引对应的编码矩阵是否等于t时刻预编码矩阵索引对应的编码矩阵；处理模块，用于当所述估计与判断模块判断的结果为否时，所述用户设备t+Ι时刻的 名义传输速率为t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率；当所述估计与判断模 块判断的结果为是时，根据所述信道质量指示符的值的变化趋势来改变所述用户设备该时 刻的名义传输速率，具体为如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，则所述用户设备t+Ι时刻的 名义传输速率大于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，则所述用户设备t+Ι时刻的 名义传输速率小于t+Ι时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率。
6.根据权利要求5所述的基站调度装置，其特征在于，所述估计与判断模块利用信道 互易性得到部分下行信道状态信息来估计t+Ι时刻的预编码矩阵。
7.根据权利要求5所述的基站调度装置，其特征在于，所述处理模块中如果所述信道 质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，所述用户设备t+Ι时刻的名义传输速率为t+l 时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率除以1减去所述行列式值的差；如果所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变小，所述用户设备t+Ι时刻的名 义传输速率为t+l时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率除以1加上所述行列式 值的和。
8.根据权利要求5所述的基站调度装置，其特征在于，所述处理模块还用于控制基站 发射功率，具体为如果所述用户设备被调度，且t+Ι时刻的预编码矩阵和t时刻的预编码 矩阵之差的行列式值小于一个预定阈值并且t+Ι时刻的编码矩阵等于t时刻的编码矩阵， 并且所述信道质量指示符的值随着时刻的增加逐渐变大，则基站发送功率为基站最大发射 功率除以1加上所述行列式值的和。
全文摘要
本发明涉及一种TDD LTE系统的基站调度方法和装置，方法包括步骤1向基站侧反馈t+1时刻的预编码矩阵索引、信道质量指示符；步骤2基站侧估计t+1时刻的预编码矩阵，并判断t+1时刻和t时刻估计的预编码矩阵之差的行列式值是否小于一个预定阈值并且t+1时刻的编码矩阵是否等于t时刻的编码矩阵，若是，执行步骤3；若否，所述用户设备t+1时刻的名义传输速率为t+1时刻信道质量指示符的值对应的名义传输速率；步骤3根据所述信道质量指示符的值的变化趋势来改变所述用户设备该时刻的名义传输速率；装置包括反馈模块、估计及判断模块、处理模块。本发明在调度时综合考虑CQI、PMI和CSI，更好地提高下行链路质量。
文档编号H04L1/06GK102056280SQ20091023596
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者万屹, 刘晓峰, 徐菲, 沈嘉, 魏贵明 申请人:工业和信息化部电信传输研究所