专利名称：一种载波聚合系统中的联合调度的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统，具体涉及载波聚合系统中联合调度的方法及其装置。
背景技术：
第三代合作伙伴项目(3rdGeneration Partnership Pro ject，3GPP)作为移动通信领域的重要组织，极大地推动了第三代移动通信技术(The ThirdGeneration, 3G)的标准化进展，制定了一系列包括宽带码分多址接入(WideCode Division Multiple Access, WCDMA)、高速下行分组接入(High SpeedDownlink Packet Access，HSDPA)、高速上行分组接入(High Speed UplinkPacket Access, HSUPA)等在内的通信系统规范。为了应对宽带接入技术的挑战，并满足日益增长的新型业务的需求，3GPP在2004年底启动了 3G长期演进 (Long Term Evolution, LTE)技术的标准化工作，希望进一步提高频谱效率，改善小区边缘用户的性能，降低系统延迟，为高速移动用户提供更高速率的接入服务等。在2008年6月， 3GPP完成了 LTE-A的技术需求报告，提出了 LTE-A的最小需求下行峰值速率Kibps，上行峰值速率500Mbps，上下行峰值频谱利用率分别达到15Mbps/Hz和30Mbps/Hz。这些参数已经远高于ITU的最小技术需求指标，具有明显的优势。LTE-A支持连续载波聚合以及频带内和频带间的非连续载波聚合，最大能聚合带宽可达100MHz。为了在LTE-A商用初期能有效利用载波，即保证LTE终端能够接入LTE-A 系统，每个载波应能够配置成与LTE后向兼容的载波，然而也不排除设计仅被LTE-A系统使用的载波。目前3GPP根据运营商的需求识别出了 12种载波聚合的应用场景，其中4种作为近期重点分别涉及到FDD和TDD的连续和非连续载波聚合场景。在LTE-A的研究阶段， 载波聚合的相关研究重点包括连续载波聚合的频谱利用率提升，上下行非对称的载波聚合场景的控制信道的设计等。考虑到LTE-A对新频谱的要求，运营商在考虑后向兼容性的同时，必然也会考虑引入新的频段和射频链路。而由于这些新的射频链路和已有的射频链路之间是相互独立的，所以运营商在进行布网的时候会有更大的灵活性。如
图1所示，图1中白色椭圆形表示已有的扇区，假设其频段Fl = 2GHz，填充有斜线的椭圆形表示新引入的扇区，假设其频段 F2 = 3. 5GHz。当引入新的F2 = 3. 5GHz的频率时，运营商可以根据环境需要将其对应的天线进行旋转，用于对原有的2GHz网络的扇区边境进行补偿，通过基站在多个成分载波上进行联合调度，从而获得更好的吞吐量和网络覆盖。另一种典型的应用场景是在异构网络环境下，新铺设的小覆盖的基站，例如微小区(Picocell)和无线接入点(RRH)等，如图2和图3所示，会使用和传统的宏基站不同的频率或者频段(如图2、3中的填充有斜线的椭圆形所示)，通过和宏基站之间的连接和信息交互，同样可以实现载波聚合，提高系统容量。以微小区为例，它们使用新引入的频率或者频段，在它们可以覆盖到的范围之内用户可以同时使用Fl和F2两个频率传输数据。上述几种应用场景都有如下几个特点由于存在频率大小差别，聚合的几个频率或频段的路径衰落差异大，信息传输时延不同，每个载频上的射频链路相对独立。基于这些特点，为了实现简单，在调度时，比较直接的做法是在各个载波上分别使用独立的调度器进行调度。然而，除了以上的特点，这几种应用场景下，每个载频上的用户集合不同，每个用户在不同载频上的性能差异比较大，如果只是使用独立的调度器，则会由于没有考虑到用户在其他载频上的性能而使得调度的结果没有充分挖掘系统容量和公平性。考虑到系统容量和公平性，现有的多载波系统中常使用比例公平(PF， Proportional Fairness, PF)调度算法进行调度。PF调度算法的一种形式如以下的公式 (1)、(2)所示
权利要求
1.一种联合调度的方法，应用于对载波聚合系统中基站的调度器的独立调度进行改进，所述基站包括至少两个调度器，所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；其特征在于，所述方法包括在一个调度时刻内，所有调度器按照预定的历史调度信息的传递顺序逐个进行用户调度，直到所有调度器都调度完成；所述传递顺序为第1个调度器一第2个调度器一第3个调度器一...一第L个调度器一第1个调度器，其中L为所述基站包括的调度器的总数；其中，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；其中，每个调度器在其频带/频率上调度完成后，利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到历史调度信息，并将更新得到的历史调度信息传递给所述传递顺序中的下一个调度器。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基站包括两个调度器，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；在每个调度时刻到来时首先，由第一调度器根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第一频带/频率上的历史调度信息传递给第二调度器；然后，由第二调度器根据PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子， 确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；并在第二调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第一频带/ 频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第二频带/频率上的历史调度信息传递给第一调度器。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息是1(R(t,\)/T n = j根据7> (U) = (l-^)7>;(i-l，2)+.，更新各个用户在第一频带Tc[0n^ j/频率上的历史调度信息，其中，Trn(t，1)是第η个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Trn(t-1，2)是第η个用户在第二频带/频率上截止到第t_l个调度时刻的历史调度信息，(t，1)是当前调度时刻t上第η个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；Τ。表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是在当前调度时刻在第一频带/频率上被调度的用户，1彡η彡N，其中N表示总的用户数；所述更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息是1{RJj,!)/Tr n = m根据7)^,2) = (1-7)7)^,1)+/,更新各个用户在第二频Tc[0ηΦπι带/频率上的历史调度信息，其中，Trn(t, 2)是第η个用户在第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Trn(t，1)是第η个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息，I n(t，2)是当前调度时刻t上第η个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；m是在当前调度时刻在第二频带/频率上被调度的用户，1 ^n^ N，其中N表示总的用户数。
5.一种联合调度的装置，应用于对载波聚合系统中基站的调度器的独立调度进行改进，其特征在于，所述装置包括至少两个调度器，其中所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；调度控制单元，用于在一个调度时刻内，控制所有调度器按照预定的历史调度信息的传递顺序逐个进行用户调度，直到所有调度器都调度完成；所述传递顺序为第1个调度器 —第2个调度器一第3个调度器一...一第L个调度器一第1个调度器，其中L为所述基站包括的调度器的总数；其中，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；其中，每个调度器在其频带/频率上调度完成后，利用最近一次接收到的所述传递顺序中的上一个调度器传递的历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到历史调度信息，并将更新得到的历史调度信息传递给所述传递顺序中的下一个调度器。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述至少两个调度器为两个，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；所述调度控制单元，进一步用于在每个调度时刻到来时，首先控制第一调度器进行用户调度，在第一调度器调度完成后，再控制第二调度器进行用户调度；所述第一调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中， 在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第二频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第一频带/ 频率上的历史调度信息传递给第二调度器；所述第二调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF 调度因子函数计算PF调度因子时，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第二频带/频率上的历史调度信息，并在更新计算中，利用用户在第一频带/频率上的历史调度信息，替换该用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算，然后将更新后的用户在第二频带/频率上的历史调度信息传递给第一调度器。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于， 所述第一调度器，进一步用于根据公式1{R(t,\)ITr Yi = iTrn{t,\) = {\---)Trn{t -\,2) +{“，更新各个用户在第一频带/频Tc[0n^j率上的历史调度信息，其中，Trn(t，l)是第η个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Trn(t-1，2)是第η个用户在第二频带/频率上截止到第t_l个调度时刻的历史调度信息，(t，1)是当前调度时刻t上第η个用户在第一频带/频率上的瞬时速率；Τ。表示统计平均速率的滑动窗的大小，j是在当前调度时刻在第一频带/频率上被调度的用户，1彡η彡N，其中N表示总的用户数； 所述第二调度器，进一步用于根据公式1\RXt,2) I Tr n = mTrn{t,2) = {\-—)Trn{t,\) + \"y,更新各个用户在第二频带/频Ic[UηΦη 率上的历史调度信息，其中，Trn(td)是第η个用户在第二频带/频率上截止到当前调度时刻t的历史调度信息；Trn(t，1)是第η个用户在第一频带/频率上截止到当前调度时刻 t的历史调度信息，(t，2)是当前调度时刻t上第η个用户在第二频带/频率上的瞬时速率；m是在当前调度时刻在第二频带/频率上被调度的用户，1 ^n^ N，其中N表示总的用户数。
9.一种联合调度的方法，应用于对载波聚合系统中基站的调度器的独立调度进行改进，所述基站包括至少两个调度器，所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；其特征在于，所述方法包括在一个调度时刻内，每个调度器在进行用户调度时，是利用最近一次接收到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；其中，在所有调度器调度完成后，利用最近一次更新得到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数、以及利用所有调度器的调度结果替换所述第二参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到用户的总历史调度信息，并将更新得到的用户的总历史调度信息传递给每个调度器。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述基站包括两个调度器，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；在每个调度时刻到来时第一、第二调度器分别根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率、第二频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率、第二频带/频率上将被调度的用户，其中，在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，第一、第二调度器均利用用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在各自频带/频率上的平均速率进行计算；并在第一、第二调度器调度完成后，通过历史信息更新函数更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，其中在更新计算中，利用更新前的用户在第一、 第二频带/频率上的总历史调度信息，替换历史信息更新函数中该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率、以及利用第一调度器和第二调度器的调度结果，替换历史信息更新函数中的所述第二参数后，再通过所述历史信息更新函数更新得到用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，然后将更新得到的总历史调度信息传递给各个调度器。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息是
13.一种联合调度的装置，应用于对载波聚合系统中基站的调度器的独立调度进行改进，其特征在于，所述装置包括至少两个调度器，其中所述调度器在独立调度时，根据包括有第一参数的调度因子函数计算得到的调度因子进行用户调度，且在调度完成后，根据包括有第二参数和更新前的所述第一参数的历史信息更新函数对所述第一参数进行更新，其中，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的历史调度信息，所述第二参数是所述调度器的调度结果；其中，每个调度器在一个调度时刻内进行用户调度时，是利用最近一次接收到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数后，通过所述调度因子函数计算得到的调度因子进行的；参数更新单元，用于在一个调度时刻内，在所有调度器调度完成后，利用最近一次更新得到的用户的总历史调度信息替换所述第一参数、以及利用所有调度器的调度结果替换所述第二参数后，通过所述历史信息更新函数更新得到用户的总历史调度信息，并将更新得到的用户的总历史调度信息传递给每个调度器。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述调度因子函数是比例公平PF算法的PF调度因子函数，所述第一参数是用户在所述调度器对应的频带/频率上的平均速率。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述至少两个调度器为两个，其中第一调度器在第一频带/频率上进行用户调度，第二调度器在第二频带/频率上进行用户调度；所述装置还包括调度控制单元，用于在在每个调度时刻到来时，控制第一、第二调度器在各自频带/频率上进行用户调度；所述第一调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第一频带/频率上的PF调度因子，确定第一频带/频率上将被调度的用户，其中， 在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，使用用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率进行计算；所述第二调度器，用于按照所述调度控制单元的控制，根据比例公平PF算法，计算各个用户在第二频带/频率上的PF调度因子，确定第二频带/频率上将被调度的用户，其中， 在通过PF调度因子函数计算PF调度因子时，使用用户在第一、第二频带/频率上的历史调度信息，替换用户截止到上一调度时刻在第二频带/频率上的平均速率进行计算；所述参数更新单元，还用于在所述第一、第二调度器在当前调度时刻的调度都完成后， 通过历史信息更新函数更新用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，其中在更新计算中，利用更新前的用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，替换历史信息更新函数中该用户截止到上一调度时刻在第一频带/频率上的平均速率、以及利用第一调度器和第二调度器的调度结果，替换历史信息更新函数中的所述第二参数后，再通过所述历史信息更新函数更新得到用户在第一、第二频带/频率上的总历史调度信息，然后将更新得到的总历史调度信息传递给各个调度器。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于， 所述参数更新单元，进一步用于根据
全文摘要
本发明提供了一种载波聚合系统中的联合调度的方法及其装置。本发明提供的载波聚合系统中的联合调度的方法及其装置，通过在调度器之间传递调度结果，使得一个调度器进行调度时，综合考虑其它调度器的调度结果，进而使得用户更为可能地在该用户更为适合的频带/频带上被调度到，以充分利用用户在各个频带/频率上的不同性能，能够获得更高的系统吞吐量。
文档编号H04W72/12GK102238748SQ201010174060
公开日2011年11月9日 申请日期2010年5月4日 优先权日2010年5月4日
发明者佘小明, 刘柳, 周珏嘉, 朱剑驰, 陈岚 申请人:株式会社Ntt都科摩