专利名称：同一基站控制多小区系统分配下行资源的方法
技术领域：
本发明涉及移动通信技术，特别涉及一种同一基站控制多小区系统分配下行资源的方法。
背景技术：
在下一代移动通信系统中，采用了正交频分(OFDM)作为下行多址接入技术，提高频谱利用率。在这种移动通信系统中，同一个基站可以控制多个小区的下行资源调度，该多个小区互为相邻小区。每个小区配置有多根收发天线，每个小区中的用户也配置有多根收发天线，每个小区为用户分配下行资源时，采用预编码技术。在同一基站控制多小区系统中，同一基站所控制的每个小区都分配有相同的频带，同一基站所控制的不同小区采用该频带下不同的子频带作为主子频带，采用剩余的频带作为辅子频带，进行下行资源的分配。同基站所控制的多个小区分别在进行辅子频带的下行资源调度时，会对其相邻小区所分配的主子频带或辅子频带造成干扰(两者可能为同一子频带，产生同频干扰)。如图 1所示，图1为同一基站控制多小区系统示意图图中有三个小区，每个小区中有所管辖的用户UE，用户UE会受到相邻小区干扰。具体地，如图2所示，图2为同一基站控制多小区系统时相邻小区的干扰示意图，其中分给三个小区的频带分为三个子频带，在单小区调度时， 小区0、1和2分别采用不同的子频带作为自身的主子频带，在协作小区调度时，就将未作为主子频带的子频带作为小区0、1和2的辅子频带进行调度，这会对其相邻小区产生干扰。为了解决同一基站所控制的小区间干扰，提出了协作多点(CoMP)技术。协作多点技术可以从空域上消除同一基站所控制的小区间干扰，改善同一基站所控制的小区边缘用户传输性能。具体地说，协作多点技术可以分为两类联合处理和协作调度/协作波束赋形(CS/CB)，其中，协作调度/协作波束赋形的原理是由服务小区，即当前管辖用户的小区采用所分配的下行资源为用户发送下行数据，由同一基站控制的多个小区通过共享信道传输信息，进行协作调度和预编码处理，以降低该用户位于服务小区边缘时其他相邻小区对其的干扰问题。对于同一基站所控制的每个小区，进行协作调度/协作波束赋形时，需要同时优化该小区所管辖的用户接收下行数据强度，降低对相邻小区所管辖的用户干扰。为了达到这个目的，同一基站所控制的每个小区在为所管辖的用户分配下行资源时，采用基于信漏噪比(SLNR)准则的协作预编码技术，SLNR准则为服务小区的用户接收信号强度与相邻小区对该用户造成干扰值的比值。在采用SLNR准则时，需要受到相邻小区干扰的用户上报下行信道相关矩阵，才能使得服务小区按照SLNR准则进行预编码，分配下行资源。采用上述方法为同一基站所控制的每个小区内的用户分配下行资源，存在着缺点1)该方法需要受到相邻小区干扰的用户向服务小区上报详细的下行信道检测信息，即下行信道相关矩阵，额外占用大量的上行资源；幻基于SLNR准则的协作预编码过程中，计算复杂度较高，对下行资源采用的下行信道的非理想特性较为敏感。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种同一基站控制多小区系统分配下行资源的方法，该方法在减少用户上报下行信道检测信息的数据量及在预编码过程中减少计算量的情况下，为用户分配下行资源，并消除相邻小区对用户的干扰。根据上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种同一基站控制多小区系统分配下行资源的方法，同一基站所控制的不同小区采用相同频带下不同的子频带作为主子频带，采用剩余的频带作为辅子频带，分别进行优先调度资源的分配和剩余调度资源的分配，该方法包括对于优先调度资源，每个小区根据比例公平原则依据用户上报的预编码矩阵指示符PMI和信道质量指示CQI，采用迫零波束赋形技术在优先调度资源内对要调度的用户进行预编码，得到调度用户及为调度用户分配的优先调度资源；对于剩余调度资源，每个小区根据用户上报的CQI及协作信息确定协作用户，采用迫零波束赋形技术根据比例公平原则为协作用户及要调度的用户进行预编码，分配剩余调度资源。所述每个小区根据比例公平原则依据用户上报的PMI和CQI，采用迫零波束赋形技术在优先调度资源内对要调度的用户进行预编码，得到调度用户及为调度用户分配的优先调度资源的过程为每个小区根据比例公平原则调度一个用户，确定是否为待拯救用户，如果是，则根据该待拯救用户上报的PMI，在优先调度资源中查询设置的码本进行预编码，作为该待拯救用户的下行资源，所述待拯救用户为在设定的时间段内得不到小区服务的用户；否则，采用迫零波束赋形技术将优先调度资源分配给剩余用户。所述确定待拯救用户的过程为在设定的时间段内，根据用户上报的CQI中确定各个用户在下行信道内传输数据的平均吞吐量，根据各个用户在下行信道内传输数据的平均吞吐量从小到大排序，将前设定个数的用户作为待拯救用户。所述采用迫零波束赋形技术将优先调度资源分配给剩余用户的过程为每个小区调度第k+Ι个剩余用户时，k为自然数，根据对应关系，将第k+Ι个剩余用户上报的PMI及已经调度用户上报的PMI转换为对应的预编码向量矩阵后，采用迫零波束赋形原理得到每个用户的预编码向量，根据第k+Ι个剩余用户和已调度用户上报的CQI， 计算第k+Ι个剩余用户和已调度用户的总传输速率，如果任何总传输速率低于已调度用户的总传输速率，则采用本次预编码向量作为在优先调度资源中所分配的资源；否则，选择总传输速率最大的候选用户作为第k+Ι个剩余用户，确定是否为待拯救用户，如果是，则采用本次得到的对应的预编码向量作为在优先调度资源中所分配的资源；如果否，则继续调度剩余用户，直到选出总传输数据流数等于该优先调度资源可以支持的最大传输数据流，将调度该剩余用户时对应的预编码向量作为在优先调度资源中所分配的资源。所述根据用户上报的CQI及协作信息确定协作用户的过程为根据用户上报的需要协作信息确定，当用户测量服务小区和干扰小区的导频信号接收功率RSRP的差值小于预先设定的阈值时，向服务小区上报需要协作信息。
所述采用迫零波束赋形技术根据比例公平原则为协作用户及未被调度的用户进行预编码，分配剩余调度资源的过程为每个小区根据比例公平原则，采用迫零波束原理，依据协作用户发送的PMI、剩余用户发送的PMI及剩余调度资源确定所要调度的剩余用户及为所要调度的剩余用户分配剩余资源。该方法进一步包括在调度第一个剩余用户时，根据第一个剩余用户上报的PMI及协作用户上报的 PMI，得到对应的预编码向量矩阵，根据迫零波束赋形原理，求得该矩阵的伪逆后，取第一列向量，归一化得到候选预编码向量；每个小区计算剩余用户的瞬时传输速率，根据比例公平原则，选出其中一个作为第1个候选用户，如果该候选用户为待拯救用户，则结束选择，使用本次得到的候选预编码向量作为为剩余用户所分配的剩余资源；在调度第k+Ι个剩余用户时，根据第k+Ι个用户上报的PMI及已经调度用户上报的PMI转换为对应的预编码向量矩阵，根据迫零波束赋形原理，求得该矩阵的伪逆后，取第 k+Ι列向量，归一化得到候选预编码向量；每个小区根据第k+Ι个用户和已调度用户上报的CQI，计算第k+Ι个剩余用户和已调度用户的总传输速率，如果任何总传输速率都低于已调度用户的总传输速率，则采用调度第k个用户时得到的候选预编码向量作为为剩余用户所分配的剩余资源；否则，选择总传输速率最大的候选用户作为第k+Ι个剩余用户，确定是否为待拯救用户，如果是，采用本次得到的候选预编码向量作为为剩余用户所分配的剩余资源；如果否，继续调度剩余用户，直到选出总传输数据流数等于该优先调度资源刻支持的最大传输数据流数直到选出总传输数据流数等于该优先调度资源可以支持的最大传输数据流，将调度该剩余用户时对应的候选预编码向量作为所分配的资源为剩余用户所分配的剩余资源。在未确定有协作用户时，该方法还包括每个小区根据比例公平原则依据剩余用户上报的PMI和CQI，采用迫零波束赋形技术在剩余调度资源内对要调度的用户进行预编码，得到调度用户及为调度用户分配的剩余调度资源。在进行剩余调度资源之前，该方法还包括基站判断是否所控制的每个小区的优先调度资源都被分配给调度用户，如果是， 则执行剩余调度资源的分配，否则，返回执行优先调度资源的分配步骤。从上述方案可以看出，本发明将服务小区的下行资源分为优先调度资源和剩余调度资源为服务小区中的用户分配对于优先调度资源，即服务小区的主子频带，采用迫零波束赋形技术，根据比例公平原则依据用户上报的预编码矩阵指示符(PMI)和信道质量指示 (CQI)，在优先调度资源内对要调度的用户进行预编码，得到调度用户及为调度用户分配的优先调度资源；对于剩余调度资源，即服务小区的辅子频带，会受到相邻小区的干扰，根据用户上报的CQI及协作信息确定协作用户，采用迫零波束赋形技术，根据比例公平原则为协作用户及未被调度的用户进行预编码，分配剩余调度资源，防止受到相邻小区的干扰。在该方案中，服务小区的用户只上报PMI及CQI等下行信道信息，受到相邻小区干扰的用户无需向服务小区上报下行信道相关矩阵，所以减少了用户上报下行信道检测信息的数据量；服务小区在为用户分配优先调度资源及剩余调度资源时，根据码本得到对应的预编码向量矩阵计算，计算量比较少。
图1为同一基站控制多小区系统示意图；图2为同一基站控制多小区系统时相邻小区的干扰示意图；图3为本发明提供的同一基站控制多小区系统分配下行资源的方法流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。从现有技术可以看出，为了同一基站控制的各个小区进行下行资源分配时，实现协作多点，所以该各个小区采用了 SLNR准则的协作预编码技术，而采用这种技术需要受到相邻小区干扰的用户上报下行信道相关矩阵，并且预编码过程的计算量较大。为了克服上述问题，本发明采用了将服务小区的下行资源分为优先调度资源和剩余调度资源为服务小区中的用户分配对于优先调度资源，即服务小区的主子频带，根据比例公平原则依据用户上报的PMI和CQI，在优先调度资源内进行预编码，得到调度用户及为调度用户分配的优先调度资源；对于剩余调度资源，即服务小区的辅子频带，会受到相邻小区的干扰，则根据用户上报的CQI及协作信息确定协作用户，采用迫零波束赋形技术，根据比例公平原则为协作用户及未被调度的用户进行预编码，分配剩余调度资源，防止受到相邻小区的干扰。在本发明中，同一基站所控制的每个小区都分配有相同的频带，同一基站所控制的不同小区采用该频带下不同的子频带作为主子频带，采用剩余的频带作为辅子频带，进行下行资源的调度。因此，对于每个小区，都分为两个过程进行下行资源的分配，一个为主子频带的下行资源分配，称为优先调度资源的分配，另一个是辅子频带下行资源的分配，称为剩余资源的分配。在本发明中，涉及了多个技术名称，为了更好的理解，首先对这些技术名称进行解释说明。服务小区，即用户当前所在的小区；相邻小区，即与服务小区相邻的小区；已调度用户，即已经分配完下行资源的用户；候选用户，即正在分配下行资源的用户；剩余用户，即还未分配下行资源的用户；待拯救用户，即小区中在设定时间段内信道质量较差的用户；协作用户，即受到相邻小区干扰且为待拯救用户的用户。图3为本发明提供的同一基站控制多小区系统分配下行资源的方法流程图，以其中的一个服务小区分配下行资源为例进行详细说明，分为服务小区中的优先资源分配过程和服务小区的剩余资源分配过程，其具体步骤为服务小区的优先资源分配过程步骤301、小区接收所管辖用户发送的CQI及PMI ；
在本步骤中，CQI是小区所管辖用户在测量下行信号后得到的并发送给小区的；在本步骤中，PMI为本小区到用户的下行信道相关矩阵的右奇异伪逆向量对应的指示符，该对应关系是根据预先设定的码本得到的，该码本在用户和小区都设置，PMI是用户通过测量小区的下行信道状态信息导频(CSI-RS)获得，PMI的得到及计算都为现有技术，这里不再赘述；步骤302、服务小区根据比例公平原则调度一个用户，确定该用户是否为待拯救用户，如果是，执行步骤303 ；否则，执行步骤304 ；在本步骤中，待拯救用户就是在一段时间内，因为下行信道质量较差而得不到服务小区服务的用户，服务小区确定待拯救用户的方法为在设定的时间段内，根据用户上报的CQI中确定各个用户在下行信道内传输数据的平均吞吐量，根据服务小区所管辖用户在下行信道内传输数据的平均吞吐量从小到大排序，将前设定个数的用户作为待拯救用户；在本步骤中，待拯救用户主要为服务小区边缘用户或服务小区中心但受到强阴影衰落影响的用户，这些用户本身的下行信道质量较差，如果与服务小区所管辖的其他用户同时在下行信道上进行数据传输，则将进一步恶化性能；步骤303、服务小区根据该待拯救用户上报的PMI，在优先调度资源中查询设置的码本进行预编码，作为该待拯救用户的下行资源；步骤304、服务小区调度剩余用户，将优先调度资源分配给剩余用户；在本步骤中，具体的分配方法为小区调度第k+Ι个剩余用户时，根据对应关系， 将第k+Ι个剩余用户上报的PMI及已经调度用户上报的PMI转换为对应的预编码向量矩阵后，采用迫零波束赋形原理得到每个用户的预编码向量，根据第k+Ι个剩余用户和已调度用户上报的CQI，计算第k+Ι个剩余用户和已调度用户的总传输速率，如果任何总传输速率低于已调度用户的总传输速率，则采用本次预编码向量作为在优先调度资源中所分配的资源；否则，选择总传输速率最大的候选用户作为第k+Ι个剩余用户，确定是否为待拯救用户，如果是，则采用本次得到的对应的预编码向量作为在优先调度资源中所分配的资源；如果否，则继续调度剩余用户，直到选出总传输数据流数等于该优先调度资源可以支持的最大传输数据流，将调度该剩余用户时对应的预编码向量作为在优先调度资源中所分配的资源；步骤305、服务小区确定优先调度资源是否都被分配完，如果是，则执行步骤306 ； 否则，返回步骤302执行；步骤306、服务小区确定优先调度资源是否分配给了小区的协作用户，如果是，则执行步骤307 ；如果否，则执行步骤308 ；在本步骤中，确定服务小区的协作用户过程为根据用户上报的需要协作信息确定，当用户测量服务小区和干扰小区的导频信号接收功率(RSRP)的差值小于预先设定的阈值时，就会向服务小区上报需要协作信息；步骤307、服务小区根据比例公平原则，采用迫零波束原理，依据协作用户发送的 PMI、剩余用户发送的PMI及剩余资源确定所要调度的剩余用户及为所要调度的剩余用户分配剩余资源；该步骤的具体过程为在调度第一个剩余用户时，根据第一个剩余用户上报的PMI及协作用户上报的PMI，得到对应的预编码向量矩阵，根据迫零波束赋形原理，求得该矩阵的伪逆后，取第一列向量，归一化得到候选预编码向量。服务小区计算剩余用户的瞬时传输速率，根据比例公平原则，选出其中一个作为第1个候选用户，如果该候选用户为待拯救用户，则结束选择，使用本次得到的候选预编码向量作为为剩余用户所分配的剩余资源；在调度第k+Ι个剩余用户时，根据第k+Ι个用户上报的PMI及已经调度用户上报的PMI转换为对应的预编码向量矩阵，根据迫零波束赋形原理，求得该矩阵的伪逆后，取第 k+Ι列向量，归一化得到候选预编码向量。服务小区根据第k+Ι个用户和已调度用户上报的 CQI，计算第k+Ι个剩余用户和已调度用户的总传输速率，如果任何总传输速率都低于已调度用户的总传输速率，则采用调度第k个用户时得到的候选预编码向量作为为剩余用户所分配的剩余资源；否则，选择总传输速率最大的候选用户作为第k+Ι个剩余用户，确定是否为待拯救用户，如果是，采用本次得到的候选预编码向量作为为剩余用户所分配的剩余资源；如果否，继续调度剩余用户，直到选出总传输数据流数等于该优先调度资源刻支持的最大传输数据流数直到选出总传输数据流数等于该优先调度资源可以支持的最大传输数据流，将调度该剩余用户时对应的候选预编码向量作为所分配的资源为剩余用户所分配的剩余资源；步骤308、服务小区根据所管辖剩余用户的比例公平原则及剩余资源信息，确定要调度的剩余用户及给该要调度的用户分配的剩余资源；在本步骤中，具体过程与进行优先调度资源的分配过程相同，只不过是在剩余资源中分配，这里不再赘述；步骤309、小区确定是否所有的资源都被分配完，如果是，则结束本流程，否则，返回步骤306继续执行。在本发明中，同一基站所管辖的每个小区都采用图3的过程进行下行资源的分配，在对每个小区进行下行剩余调度资源的分配之前，基站会判断是否所有小区的下行优先调度资源都已经分配完，并指示给了各个小区中的用户，如果是，则再执行所管辖的每个小区的下行剩余资源的分配。具一个具体例子对本发明进行说明。首先，假设一个基站同时控制多个小区，则将该基站能够分配的下行资源分为N 组，每组资源中具有优先调度资源组，不同资源组具有不同的优先调度资源组。同理，不同小区也对应于不同的优先调度资源组。在同一基站控制的多个小区对下行资源进行协调调度时，每个小区首先确定优先调度资源组的分配信息及传输格式，然后再基于该优先调度资源组的资源分配情况，进行剩余下行资源的分配。小区i，(i = 0，1，. . N-1)，对应的优先调度组表示为
权利要求
1.一种同一基站控制多小区系统分配下行资源的方法，其特征在于，同一基站所控制的不同小区采用相同频带下不同的子频带作为主子频带，采用剩余的频带作为辅子频带， 分别进行优先调度资源的分配和剩余调度资源的分配，该方法包括对于优先调度资源，每个小区根据比例公平原则依据用户上报的预编码矩阵指示符 PMI和信道质量指示CQI，采用迫零波束赋形技术在优先调度资源内对要调度的用户进行预编码，得到调度用户及为调度用户分配的优先调度资源；对于剩余调度资源，每个小区根据用户上报的CQI及协作信息确定协作用户，采用迫零波束赋形技术根据比例公平原则为协作用户及要调度的用户进行预编码，分配剩余调度资源。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每个小区根据比例公平原则依据用户上报的PMI和CQI，采用迫零波束赋形技术在优先调度资源内对要调度的用户进行预编码， 得到调度用户及为调度用户分配的优先调度资源的过程为每个小区根据比例公平原则调度一个用户，确定是否为待拯救用户，如果是，则根据该待拯救用户上报的PMI，在优先调度资源中查询设置的码本进行预编码，作为该待拯救用户的下行资源，所述待拯救用户为在设定的时间段内得不到小区服务的用户；否则，采用迫零波束赋形技术将优先调度资源分配给剩余用户。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定待拯救用户的过程为在设定的时间段内，根据用户上报的CQI中确定各个用户在下行信道内传输数据的平均吞吐量，根据各个用户在下行信道内传输数据的平均吞吐量从小到大排序，将前设定个数的用户作为待拯救用户。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用迫零波束赋形技术将优先调度资源分配给剩余用户的过程为每个小区调度第k+Ι个剩余用户时，k为自然数，根据对应关系，将第k+Ι个剩余用户上报的PMI及已经调度用户上报的PMI转换为对应的预编码向量矩阵后，采用迫零波束赋形原理得到每个用户的预编码向量，根据第k+Ι个剩余用户和已调度用户上报的CQI，计算第k+Ι个剩余用户和已调度用户的总传输速率，如果任何总传输速率低于已调度用户的总传输速率，则采用本次预编码向量作为在优先调度资源中所分配的资源；否则，选择总传输速率最大的候选用户作为第k+Ι个剩余用户，确定是否为待拯救用户，如果是，则采用本次得到的对应的预编码向量作为在优先调度资源中所分配的资源；如果否，则继续调度剩余用户，直到选出总传输数据流数等于该优先调度资源可以支持的最大传输数据流，将调度该剩余用户时对应的预编码向量作为在优先调度资源中所分配的资源。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据用户上报的CQI及协作信息确定协作用户的过程为根据用户上报的需要协作信息确定，当用户测量服务小区和干扰小区的导频信号接收功率RSRP的差值小于预先设定的阈值时，向服务小区上报需要协作信息。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述采用迫零波束赋形技术根据比例公平原则为协作用户及未被调度的用户进行预编码，分配剩余调度资源的过程为每个小区根据比例公平原则，采用迫零波束原理，依据协作用户发送的PMI、剩余用户发送的PMI及剩余调度资源确定所要调度的剩余用户及为所要调度的剩余用户分配剩余资源。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括在调度第一个剩余用户时，根据第一个剩余用户上报的PMI及协作用户上报的PMI，得到对应的预编码向量矩阵，根据迫零波束赋形原理，求得该矩阵的伪逆后，取第一列向量， 归一化得到候选预编码向量；每个小区计算剩余用户的瞬时传输速率，根据比例公平原则，选出其中一个作为第1 个候选用户，如果该候选用户为待拯救用户，则结束选择，使用本次得到的候选预编码向量作为为剩余用户所分配的剩余资源；在调度第k+Ι个剩余用户时，根据第k+Ι个用户上报的PMI及已经调度用户上报的PMI 转换为对应的预编码向量矩阵，根据迫零波束赋形原理，求得该矩阵的伪逆后，取第k+Ι列向量，归一化得到候选预编码向量；每个小区根据第k+Ι个用户和已调度用户上报的CQI，计算第k+Ι个剩余用户和已调度用户的总传输速率，如果任何总传输速率都低于已调度用户的总传输速率，则采用调度第k 个用户时得到的候选预编码向量作为为剩余用户所分配的剩余资源；否则，选择总传输速率最大的候选用户作为第k+Ι个剩余用户，确定是否为待拯救用户，如果是，采用本次得到的候选预编码向量作为为剩余用户所分配的剩余资源；如果否，继续调度剩余用户，直到选出总传输数据流数等于该优先调度资源刻支持的最大传输数据流数直到选出总传输数据流数等于该优先调度资源可以支持的最大传输数据流，将调度该剩余用户时对应的候选预编码向量作为所分配的资源为剩余用户所分配的剩余资源。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在未确定有协作用户时，该方法还包括 每个小区根据比例公平原则依据剩余用户上报的PMI和CQI，采用迫零波束赋形技术在剩余调度资源内对要调度的用户进行预编码，得到调度用户及为调度用户分配的剩余调度资源。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行剩余调度资源之前，该方法还包括 基站判断是否所控制的每个小区的优先调度资源都被分配给调度用户，如果是，则执行剩余调度资源的分配，否则，返回执行优先调度资源的分配步骤。
全文摘要
本发明提供了一种同一基站控制多小区系统分配下行资源的方法，将服务小区的下行资源分为优先调度资源和剩余调度资源为服务小区中的用户分配对于优先调度资源，采用迫零波束赋形技术，根据比例公平原则依据用户上报的PMI和CQI，在优先调度资源内对要调度的用户进行预编码，得到调度用户及为调度用户分配的优先调度资源；对于剩余调度资源，根据用户上报的CQI及协作信息确定协作用户，采用迫零波束赋形技术，根据比例公平原则为协作用户及未被调度的用户进行预编码，分配剩余调度资源，防止受到相邻小区的干扰。本发明减少了用户上报下行信道检测信息的数据量及计算量比较少。
文档编号H04W72/08GK102281643SQ201010206428
公开日2011年12月14日 申请日期2010年6月12日 优先权日2010年6月12日
发明者周通, 彭木根, 杨常青, 潘瑜, 赵振山, 黄宇 申请人:普天信息技术研究院有限公司