针对ofdm基站系统的下行信道按需分配方法
【专利摘要】本发明公开了一种针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，所述方法包括先验信息获得、业务控制、用户优先级排序以及信道分配策略制定。本发明方法可以使基站实现下行吞吐量逼近下行容量，既支持了更多用户的业务需求，又为多用户的不同业务提供不同的服务质量保障，一定程度上实现了无线资源的最大化利用和按需合理分配，在最大化基站下行吞吐量的同时更好的支持不同用户的不同业务的服务质量要求，在理论和实际应用中都有较高的价值。
【专利说明】针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种下行信道的分配方法，尤其一种是针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法。属于无线数字通信【技术领域】。
【背景技术】
[0002]链路自适应传输技术是根据信道变化来自适应地改变调制方式、编码率和功率分配等参数，在传输错误性能允许的情况下最高效率地利用无线链路资源。目前民用3G、4G和WIMAX基站系统都支持这项技术并为该技术制定了详细的标准。
[0003]基站可以根据所获得的用户信道状态信息，利用无线信道的时变特性，把资源分配给信道条件较好的用户，从而通过多用户分集增益来有效提高基站系统的实际吞吐量，提升基站系统的整体通信性能。OFDM技术作为4G移动宽带通信基站系统的物理层核心技术，其多载波特性给无线资源管理带来了很大的难度，但同时也带来了巨大的机遇。目前已有的一些资源动态分配算法，如各种形式的比例公平算法等，都仅仅考虑利用各个用户的当前信道状态，先验信息太少，因此无法实现资源的有序分配，性能无法达到最优，无法支持目前品种越来越多的不同业务的不要服务质量要求。
[0004]传统的一些无线资源调度算法，如各种形式的比例公平算法，以分配效率和公平性的折中为出发点，都仅能实现不同用户的速率趋同，却无法支持多用户的不同业务速率要求，即按需分配。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种可以在尽可能最大化下行吞吐量的同时，满足不同用户的不要业务速率要求的针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法。
[0006]本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到:
[0007]针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，所述方法包括以下步骤:
[0008]I)基站系统在每个时间为T的基本时频资源调度块上采用自适应调制编码技术，根据每个子信道上的信道状态信息在共享信道上应用不同的调制编码方案，并设在某一段时间内，基站需要同时支持K个均匀分布在小区内且处于静止或低速移动状态的用户的下行业务需求；
[0009]2)先验信息获得:经过事先的记录，基站在制定信道分配策略的起始点上已经获得了这K个用户在之前的M个基本传输块时间内在所有L个子信道上的信道状态统计矩阵；其中M≥1000 ；
[0010]3)根据子信道的数量、每个子信道的带宽以及信道状态达到最大值时对应调制编码方案的频率利用率，获得基站的下行信道容量，从而得到下行K个用户业务要求速率之和；
[0011]4)业务控制:如果此时下行K个用户业务要求速率之和大于信道容量理论值的0.9，根据事先规定好的业务优先级来逐步降低一些低等级业务的要求速率，甚至放弃部分业务，直到所有业务的要求速率之和降低至信道容量理论值的0.9左右；如果此时下行K个用户业务要求速率之和小于信道容量理论值的0.7，则启用业务控制措施，提高那些速率非受限业务的要求速率，直到业务要求速率之和提高至信道容量理论值的0.85左右；
[0012]5)对K个用户在子信道上的优先级进行排序，并根据K个用户在子信道上的优先级制定信道分配策略。
[0013]优选的，步骤2)所述K个用户在前M个基本传输块时间内的信道状态统计矩阵，如下式:
【权利要求】
1.针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，其特征在于所述方法包括以下步骤: .1)基站系统在每个时间为T的基本时频资源调度块上采用自适应调制编码技术，根据每个子信道上的信道状态信息在共享信道上应用不同的调制编码方案，并设在某一段时间内，基站需要同时支持K个均匀分布在小区内且处于静止或低速移动状态的用户的下行业务需求；. 2)先验信息获得:经过事先的记录，基站在制定信道分配策略的起始点上已经获得了这K个用户在之前的M个基本传输块时间内在所有L个子信道上的信道状态统计矩阵；其中M≥1000 ； . 3)根据子信道的数量、每个子信道的带宽以及信道状态达到最大值时对应调制编码方案的频率利用率，获得基站的下行信道容量，从而得到下行K个用户业务要求速率之和；. 4)业务控制:如果此时下行K个用户业务要求速率之和大于信道容量理论值的0.9，根据事先规定好的业务优先级来逐步降低一些低等级业务的要求速率，甚至放弃部分业务，直到所有业务的要求速率之和降低至信道容量理论值的0.9左右；如果此时下行K个用户业务要求速率之和小于信道容量理论值的0.7，则启用业务控制措施，提高那些速率非受限业务的要求速率，直到业务要求速率之和提高至信道容量理论值的0.85左右； . 5)对K个用户在子信道上的优先级进行排序，并根据K个用户在子信道上的优先级进行信道分配。
2.根据权利要求1所述的针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，其特征在于:步骤2)所述K个用户在前M个基本传输块时间内的信道状态统计矩阵，如下式:
3.根据权利要求2所述的针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，其特征在于:所述步骤3)所述基站的下行信道容量，如下式: C = 0.95XBXLXrN (2) 其中，B为每个子信道的带宽，k为子信道的数量，rN为信道状态达到最大值N时对应调制编码方案的频率利用率。
4.根据权利要求3所述的针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，其特征在于:所述步骤5)具体如下:. 5.1)设经过步骤4)的业务控制后，若K个用户的业务都没有被放弃，业务要求速率调整为差
5.根据权利要求4所述的针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，其特征在于:所述步骤5)的子信道分配过程中，如果某一个用户在前面所有子信道获得的调度速率理论值之和尚未超过其业务要求速率，但加入当前子信道所获得调度速率理论值就超过其业务要求速率的3%时，则设超过部分的比例为X，当该用户在当前子信道获得调度机会后， 则产生一个在区间[0，1]均匀分布的随机数ω，如果^，则该用户获得该调度块的
使用权；如果似> ；—,则调度机会由其它用户公平竞争。
6.根据权利要求1所述的针对OFDM基站系统的下行信道按需分配方法，其特征在于所述方法还包括: 如果业务中存在时延指标要求较低的实时业务，则以业务最大允许时延为周期，为每个实时业务都分配少量在时域或频域上相互错开的专用时频资源调度块；当实时业务的数据时延逼近最大时延时，则直接占用该时隙，如果不使用该时隙，则所有用户根据步骤5)进行竞争使用。
【文档编号】H04L27/26GK104023400SQ201410223320
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】谢映海, 刘勇 申请人:广州海格通信集团股份有限公司