专利名称：多载波系统中基于载波权重的资源调度方法
技术领域：
本发明属于无线通信领域，涉及资源调度技术，特别涉及一种多载波系统中基于载波权重的资源调度方法，可用于LTE-Advanced载波聚合系统中的资源调度。
背景技术：
随着移动通信技术的发展，第三代移动通信系统已很难完全满足用户的需求，为了满足IMT-Advanced在频点、带宽、峰值速率及兼容性等方面的新需求，3GPP在长期演进LTE的基础上进一步演进，提出了演进的LTE版本LTE-Advanced。LTE-Advanced系统的需求分析中指出，为了达到lGb/s的峰值速率，要求使用最大IOOMHz的带宽，在现有的频谱资源表上已经很难找到这么宽的带宽，特别是对于频分复用FDD系统，还需要为其找到对称的上下行各·IOOMHz的频段，这点更加困难。应对频谱资源紧张的问题，一条思路就是将多个非连续的频谱聚合为一条宽带频谱，基于此，LTE-Advanced系统引入了载波聚合的概念。载波聚合技术的引入使得LTE-Advanced系统与LTE系统在无线资源管理方面有了很大的区别，尤其在无线资源调度方面，需要重新设计资源调度算法。LTE系统使用一条连续频谱，资源调度在一条载波上进行，只需要维持一个调度器即可；LTE-AdvanCed系统将多个非连续频谱聚合为一条宽带频谱，对于如何合理的分配多条载波的资源，现存方案主要有两种一是独立载波调度IS，二是联合载波调度JS。IS方案的特点是每个载波上有一个调度器，在每个载波上独立的进行资源调度，其优点是系统的复杂度会相对较低，其缺点是无法充分利用无线资源，系统吞吐量较低。JS方案的特点是只有一个调度器，所有载波单元由一个共享的资源调度器分配资源，多个载波之间共享用户的信息，其优点是可以带来多用户分集增益和载波间的频率选择性增益，系统的吞吐量能达到最大值，其缺点是载波数目多时系统的复杂度会很高。因此，如何合理设计资源调度算法，使得系统能够兼顾复杂度与吞吐量，是一个极为迫切的问题。在进行资源调度时，如何保证小区边缘用户的吞吐量是一个非常关键的问题，尤其是在引入载波聚合技术之后。由于各个载波所处的频段不同，因此每个载波的覆盖范围也不同，如何为用户设计合适的载波权重因子，使得小区边缘用户能够优先使用载波覆盖范围广的载波从而保证其吞吐量，也是一个值得关注的问题。在LTE-Advanced系统中有一个十分重要的特点就是后向兼容性，该系统中可以同时存在两种用户符合LTE-Advanced系统要求的LTE-A用户，以及符合LTE系统要求的LTE用户。其中，LTE-A用户终端能力较强，可以接入到所有载波，而LTE用户受限于其终端能力只能接入到一条特定载波，即LTE载波。在这种情况下，如何保证LTE用户的服务质量也是一个非常重要的问题，这就需要合理的设计用户在载波上的权重
发明内容
本发明的目的在于提供一种多载波系统中基于载波权重的资源调度方法，以解决上述LTE-Advanced系统中系统性能与复杂度难以兼顾的问题，以及LTE用户与小区边缘用户性能受限的问题。实现本发明目的技术思路是利用基站端为用户维护合理的载波权重因子，在调度过程中通过限定用户接入特定的一个或多个载波，在保证吞吐量的前提下降低系统的复杂度；通过提高边缘用户在载波上的权重，改善小区边缘用户的性能；通过降低LTE-A用户在LTE载波上的权重，改善系统中LTE用户的性能。其具体实现步骤如下(I)基站端获取用户与基站之间的距离d、载波数目n、LTE用户占所有用户的比例a、LTE载波占所有载波的比例β、每个载波的频率f以及载波的覆盖半径R，并设定每个用户最多能接入的载波数目m, I彡m彡η ;(2)根据步骤⑴中得到的用户与载波信息，计算用户在不同载波上的载波权重因子(2.1)设用户i处于第k_l个载波的覆盖范围与第k个载波的覆盖范围之间，计算用户i在不同载波上的载波覆盖范围权重因子若k=l,则
权利要求
1.一种多载波系统中基于载波权重的资源调度方法，其特征在于，包括如下步骤 -1)基站端获取用户与基站之间的距离d、载波数目n、LTE用户占所有用户的比例α、LTE载波占所有载波的比例β、每个载波的频率f以及载波的覆盖半径R，并设定每个用户最多能接入的载波数目m, I彡m彡η ; -2)根据步骤I)中得到的用户与载波信息，计算用户在不同载波上的载波权重因子 -2.1)设用户i处于第k-Ι个载波的覆盖范围与第k个载波的覆盖范围之间，计算用户i在不同载波上的载波覆盖范围权重因子 若k=l，则
2.根据权利要求1所述的方法，所述步骤I)中用户的比例α和载波的比例β，分别表示为二系统中Z 用户数 &—系统中总的用户数 系统中ZTE载波数Π P~系统中总的载波数。
3.根据权利要求1所述的方法，所述步骤I)中载波的覆盖半径R，按如下公式计算58. 83+37. 61og (IOR1) +211og (IOf1) =Lth 其中，R1为载波I的覆盖半径，fx为载波I的频率，Lth为载波的路径损失门限值，具体数值由基站端给出，并有4片2>··· >fn，R1U2〈…<Rn，f\、f2、…、fn为每个载波的频率，R1^R2>…、Rn为每个载波的覆盖半径。
4.根据权利要求1所述的方法，所述步骤2.3)中用户在不同载波上的载波权重因子，Wu与Uu相乘的结果分为以下四种情况 LTE用户i在LTE载波I上的载波权重因子=Piil=Wiil ； LTE用户i在LTE-A载波I上的载波权重因子=PiJ=O ； LTE-A用户i在LTE-A载波I上的载波权重因子=Piil=Wiil ； LTE-A用户i在LTE载波I上的载波权重因子=Piil=Wia · max {0，( β - α )}。
5.根据权利要求1所述的方法，所述步骤4)中按照用户优先级顺序为用户分配载波的无线资源，是在每个调度时刻，在每条载波上，根据步骤3)得到的用户优先级，由调度器按优先级由高到低的顺序为用户分配无线资源，分配结束之后，用户利用分配到的资源传输数据，完成资源调度过程。
全文摘要
本发明公开了一种多载波系统中基于载波权重的资源调度方法，主要解决现有技术的系统性能与复杂度难以兼顾的问题，以及LTE用户与小区边缘用户性能受限的问题。其实现步骤是基站端获取用户信息及载波信息，并设定每个用户最多能接入的载波数目；根据用户与载波信息计算载波覆盖范围权重因子与用户类型权重因子，得到用户的载波权重因子；根据用户的载波权重因子进行用户优先级计算，并将载波权重因子作为优先级计算公式中的一个因子；按照用户优先级顺序为用户分配资源，完成资源调度。本发明在保证吞吐量的前提下降低了系统的复杂度，改善系统中小区边缘用户与LTE用户的性能，可用于LTE-Advanced载波聚合系统中的资源调度。
文档编号H04W72/12GK103037528SQ201310017660
公开日2013年4月10日 申请日期2013年1月17日 优先权日2013年1月17日
发明者付卫红, 孔庆亮, 田维新, 王成, 黑永强, 刘乃安, 李晓辉, 韦娟 申请人:西安电子科技大学