專利名稱：LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及無線資源的分配，可用于先進的長期演進 (Long Term Evolution-Advanced 簡稱 LTE-A)系統(tǒng)中在協(xié)作多點傳輸(Coordinated Multi Point transmission/reception簡稱CoMP)技術(shù)下無線資源的分配。
背景技術(shù)：
隨著通信業(yè)務(wù)的發(fā)展以及人們需求的增長，未來的無線通信系統(tǒng)需要支持高速 率和大容量，而現(xiàn)有的通信系統(tǒng)存在著若干的問題使高速率和大容量的性能目標難以實 現(xiàn)，其中小區(qū)間的干擾是較為嚴重的一個問題，由于位于小區(qū)邊緣的用戶容易受到相鄰 小區(qū)的干擾，導(dǎo)致小區(qū)邊緣用戶的吞吐量低于小區(qū)中心用戶的吞吐量，這個問題已成為 制約系統(tǒng)整體性能的瓶頸。針對這一問題，近幾年來出現(xiàn)了協(xié)作多點傳輸CoMP技術(shù)，其基本思想是讓不 同小區(qū)的基站下行協(xié)作傳輸數(shù)據(jù)。CoMP技術(shù)能夠通過在多個小區(qū)間共享信道和數(shù)據(jù)信 息有效抑制小區(qū)間干擾，提高邊緣頻譜效率和系統(tǒng)吞吐量。無線資源分配是CoMP技術(shù) 的關(guān)鍵問題之一，小區(qū)與相鄰小區(qū)合理的資源管理協(xié)作流程將有效的提高邊緣用戶的性 能。但是在CoMP系統(tǒng)中，由于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化和小區(qū)之間的相互協(xié)作關(guān)系，原來LTE 系統(tǒng)中僅依靠本小區(qū)基站的資源調(diào)度器來進行該小區(qū)的資源分配已經(jīng)不再適用。需要對 現(xiàn)有資源分配和管理算法等進行改進或重新考慮。目前，CoMP中較為常用的資源分配算法是靈活的頻率分配方案(Flexible FrequencyAllocation Plan 簡稱 FFAP)和聯(lián)合比例公平調(diào)度方案(JointProportional Fairness Scheduling 簡稱 JPF)。在靈活的頻率分配方案中，系統(tǒng)的整個頻帶被分為兩個部分-CoMP頻區(qū)和非 CoMP頻區(qū)。CoMP頻區(qū)用于小區(qū)邊緣用戶協(xié)作地進行CoMP傳輸；非CoMP頻區(qū)用于 小區(qū)中心用戶進行單小區(qū)非協(xié)作式傳輸。CoMP頻區(qū)占整個系統(tǒng)頻帶的比例正比于每個 小區(qū)中小區(qū)邊緣用戶在所有用戶中的比例。FFAP頻率分配方案雖然可以滿足CoMP傳輸 的需求，但是它使用固定的頻段進行CoMP傳輸或單小區(qū)傳輸，因此會導(dǎo)致系統(tǒng)性能的 損失。在聯(lián)合比例公平調(diào)度方案中，不再進行頻段的劃分，而是衡量每個資源塊 (Resource Block簡稱RB)在CoMP傳輸模式下和單小區(qū)傳輸模式下的優(yōu)劣，然后選擇該 RB的傳輸模式。JPF頻率分配方案使小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶有平等的機會去使用 無線資源，克服了 FFAP方案的缺點，但是該方法僅適用于協(xié)作集不重疊的小區(qū)協(xié)作集選 擇方法，因而所得到的吞吐量增益有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種CoMP下的無線資源分配方 法，使其能夠根據(jù)每個RB在CoMP傳輸模式下和單小區(qū)傳輸模式下性能，自適應(yīng)地選擇該RB的傳輸模式；同時可以適用于協(xié)作集重疊的小區(qū)協(xié)作集選擇方法，提高了系統(tǒng)的吞吐量。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方法包括如下步驟(1)根據(jù)用戶接收到的信號，計算出小區(qū)內(nèi)所有用戶的信干噪比，根據(jù)信干噪比 門限將小區(qū)內(nèi)所有用戶劃分為小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶；(2)根據(jù)用戶指定方法確定每個小區(qū)邊緣用戶的小區(qū)協(xié)作集合；(3)根據(jù)比例公平算法計算每個RB上所有小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶分別在 單小區(qū)傳輸模式下和CoMP傳輸模式下的優(yōu)先權(quán)值；(4)根據(jù)小區(qū)中心用戶的優(yōu)先權(quán)值，構(gòu)造小區(qū)中心用戶的最高優(yōu)先權(quán)值表，該表 中的第i行第j列元素為小區(qū)j中RBi所對應(yīng)的具有最高權(quán)值的小區(qū)中心用戶；(5)對系統(tǒng)中所有RB進行資源分配(5a)初始化i = 1，其中，i為RB計數(shù)標識；(5b)初始化集合Ω，Ω為整個系統(tǒng)中所有小區(qū)的集合；(5C)令用戶集合t/ = [UEk I CCSUEk c a,UEk e Fcqmp },其中為用戶UEk的小區(qū)協(xié)作集合，Ygjmp為整個系統(tǒng)中所有小區(qū)邊緣用 戶的集合；(5d)根據(jù)小區(qū)邊緣用戶的優(yōu)先權(quán)值，挑選出具有最高優(yōu)先權(quán)值的小區(qū)邊緣用戶 UEm* UEn, =argmax(p4;)
UEk eU其中Pk,,為用戶UEk在RB1上的優(yōu)先權(quán)值，arg max表示尋找具有最大評分的
參數(shù)；(5e)根據(jù)(2)確定用戶UEm的小區(qū)協(xié)作集合并記為丨Cella，Cellb, Cellc}；(5f)在(4)中所得到的最高優(yōu)先權(quán)值表中分別找出RBjP Cella，Cellb, Cellc相 對應(yīng)的元素，分別記為UEa，UEb和UE。；(5g)根據(jù)以下關(guān)系確定RB1的傳輸模式當3XPm, ^Pa, ,+Pb, ,+Pc,,時，用戶 UEm 使用資源 RB1 進行 CoMP 傳輸；當3XPm, , < Pa, ,+Pb, ,+Pe,,時，用戶 UEa，UEb 和 UEe 使用資源 RB1 進行單小 區(qū)傳輸；其中Pm, ,, Pa, ,, Pb,工和己工分別為用戶UEm，UEa, UEb和UEe在RB1上的 優(yōu)先權(quán)值；(5h)更新集合Ω，Ω = Ω-丨Cella，Cellb, CellJ,其中，=表示將右邊的集合
賦給左邊的集合；(5i)如果Ω乒Φ，返回徹)；否則執(zhí)行步驟問)；(5j)如果i = Nrb，其中Nrb為RB總數(shù)，算法結(jié)束，資源分配完成；否則更新i，i = i+1，轉(zhuǎn)向步驟(5b)。所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其中步驟(1)所述的計算 出小區(qū)內(nèi)所有用戶的信干噪比，是通過信干噪比SINR1的算法計算，即利用如下公式計 算
權(quán)利要求
1.一種LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于，包括如下步驟(1)根據(jù)用戶接收到的信號，計算出小區(qū)內(nèi)所有用戶的信干噪比，根據(jù)信干噪比門限 將小區(qū)內(nèi)所有用戶劃分為小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶；(2)根據(jù)用戶指定方法確定每個小區(qū)邊緣用戶的小區(qū)協(xié)作集合；(3)根據(jù)比例公平算法計算每個RB上所有小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶分別在單小 區(qū)傳輸模式下和CoMP傳輸模式下的優(yōu)先權(quán)值；(4)根據(jù)小區(qū)中心用戶的優(yōu)先權(quán)值，構(gòu)造小區(qū)中心用戶的最高優(yōu)先權(quán)值表，該表中的 第i行第j列元素為小區(qū)j中RB1所對應(yīng)的具有最高權(quán)值的小區(qū)中心用戶；(5)對系統(tǒng)中所有RB進行資源分配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于， 所述步驟(5)具體執(zhí)行以下操作(5a)初始化i=l，其中，i為RB計數(shù)標識；(5b)初始化集合Ω，Ω為整個系統(tǒng)中所有小區(qū)的集合；(5c)令用戶集合"=[UEk ICCSUEt C a,UEk 6 rCoMP},其中C1CStyfit為用戶UEk的小區(qū)協(xié)作集合，Ye。MP為整個系統(tǒng)中所有小區(qū)邊緣用戶的集合；(5d)根據(jù)小區(qū)邊緣用戶的優(yōu)先權(quán)值，挑選出具有最高優(yōu)先權(quán)值的小區(qū)邊緣用戶UEm為=argmax(P々,)UEk € 其中Pk,,為用戶UEk在RB1I的優(yōu)先權(quán)值，arg max表示尋找具有最大評分的參數(shù)；(5e)根據(jù)(2)確定用戶UEm的小區(qū)協(xié)作集合并記為丨Cella，Cellb, Cellc}； (5f)在(4)中所得到的最高優(yōu)先權(quán)值表中分別找出RBjP Cella，Cellb, Cellc相對應(yīng) 的元素，分別記為UEa，UEb和UE。；(5g)根據(jù)以下關(guān)系確定RB1的傳輸模式當3XPm, ^Pa, ,+Pb, ,+Pc,工時，用戶UEm使用資源RB1進行CoMP傳輸； 當3XPm, , < Pa, ,+Pb, ,+Pc,,時，用戶UEa，UEb和UE。使用資源RB1進行單小區(qū)傳輸；其中Pm, ,，Pa, Pb,,和己，分別為用戶UEm，UEa, UEb和UE。在RB1上的優(yōu)先 權(quán)值；(5h)更新集合Ω，Ω = Ω-丨Cella，Cellb, CellJ,其中，=表示將右邊的集合賦給 左邊的集合；(5i)如果Ω興Φ，返回(站；否則執(zhí)行步驟問)；(5j)如果i = Nrb,其中Nrb為RB總數(shù)，算法結(jié)束，資源分配完成；否則更新i，i = i+1，轉(zhuǎn)向步驟(5b)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于， 其中步驟(1)所述的計算出小區(qū)內(nèi)所有用戶的信干噪比，是通過信干噪比SINR1W算法計 算，即利用如下公式計算
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于， 其中步驟⑴所述的根據(jù)信干噪比門限將小區(qū)內(nèi)所有用戶劃分為小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊 緣用戶，是通過信干噪比門限算法劃分用戶類別，即當SINR1≥SINRtHreslrold時，用戶1為小區(qū)中心用戶；當SINR1 < SINRthreshold時，用戶1為小區(qū)邊緣用戶，其中SINRthreshdd為劃分小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶的信干噪比門限，其值由系統(tǒng) 設(shè)定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于， 其中步驟(2)所述的根據(jù)用戶指定方法確定每個小區(qū)邊緣用戶的小區(qū)協(xié)作集合，包括如 下步驟(2a)測量系統(tǒng)中所有小區(qū)的基站在小區(qū)邊緣用戶處的參考信號接收功率；(2b)將所測得所有RSRP值按照從大到小的順序進行排序；(2c)最大的3個RSRP值對應(yīng)的小區(qū)所組成的集合構(gòu)成小區(qū)邊緣用戶的小區(qū)協(xié)作集合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，其特征在于， 其中步驟(3)所述的根據(jù)比例公平算法計算每個RB上所有小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶 分別在單小區(qū)傳輸模式下和CoMP傳輸模式下的優(yōu)先權(quán)值，是利用如下公式計算
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LTE-A系統(tǒng)中CoMP下的無線資源分配方法，主要解決小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶的公平性問題以及小區(qū)協(xié)作集重疊情況下的資源分配問題。其實現(xiàn)步驟是(1)計算小區(qū)內(nèi)所有用戶的信干噪比，根據(jù)信干噪比門限劃分為小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶；(2)根據(jù)用戶指定方法確定每個小區(qū)邊緣用戶的小區(qū)協(xié)作集合；(3)根據(jù)比例公平算法計算每個RB上所有小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶分別在單小區(qū)傳輸模式下和CoMP傳輸模式下的優(yōu)先權(quán)值；(4)根據(jù)小區(qū)中心用戶的優(yōu)先權(quán)值，構(gòu)造小區(qū)中心用戶的最高優(yōu)先權(quán)值表；(5)對系統(tǒng)中所有資源塊進行分配。本發(fā)明能夠改善系統(tǒng)中小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶的公平性；同時可以適用于小區(qū)協(xié)作集重疊的情況，提高了系統(tǒng)的吞吐量。
文檔編號H04W72/08GK102026388SQ201110002349
公開日2011年4月20日 申請日期2011年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月7日
發(fā)明者劉明騫, 同釗, 李兵兵 申請人:西安電子科技大學(xué)