本發(fā)明涉及LTE移動(dòng)通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于用戶分組的LTE-A載波聚合資源塊分配方法。

背景技術(shù)：

LTE-A是長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)LTE的演進(jìn)版本，為了滿足LTE-A下行1Gbit/s，上行500Mbit/s的峰值速率，在3GPP R10中規(guī)定了LTE-A的一個(gè)關(guān)鍵新特性，即載波聚合技術(shù)。由于目前全球范圍內(nèi)的頻譜資源已經(jīng)沒有100M的連續(xù)頻段供LTE-A使用，所以載波聚合技術(shù)就是將多個(gè)連續(xù)或離散的載波聚合在一起，形成一個(gè)更寬的頻譜，不僅能夠滿足寬帶寬的需求，也能提高碎片頻譜的利用率，避免頻譜浪費(fèi)。

由于LTE-A中引進(jìn)了載波聚合技術(shù)，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)的不同的模塊都要做相應(yīng)的改變，其中資源調(diào)度作為通信的重要模塊也和之前有了明顯的差別?，F(xiàn)有的關(guān)于資源分配方法主要有兩種，一種是聯(lián)合資源分配JCS方案，另一種為獨(dú)立資源分配ICS方案。聯(lián)合資源分配是把聚合的成分載波CC看成一個(gè)載波，只進(jìn)行一級(jí)資源調(diào)度，而獨(dú)立資源分配是有兩級(jí)資源分配，分別為成分載波CC級(jí)資源調(diào)度和資源塊RB級(jí)資源調(diào)度，來實(shí)現(xiàn)資源分配。

資源塊RB級(jí)調(diào)度是資源調(diào)度器則按照相應(yīng)的資源調(diào)度算法向用戶提供可以使用的資源塊RB。，目前資源塊RB級(jí)資源調(diào)度算法主要考慮兩方面因素，一方面要滿足不同用戶業(yè)務(wù)的，盡量讓所有用戶得到良好的使用體驗(yàn)，另一方面，要增加系統(tǒng)的吞吐量，滿足日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)速率需求。傳統(tǒng)的算法包括輪詢算法，最大載干比算法以及比例公平算法。其中最常用的算法是比例公平算法，該算法其實(shí)是對(duì)吞吐量與用戶公平性兩者間取了折中。但是對(duì)于處于小區(qū)邊緣的用戶，由于所處的優(yōu)先級(jí)較低，所以吞吐量較小，體驗(yàn)較差，針對(duì)邊緣用戶的問題，一種基于用戶分組的LTE-A載波聚合資源塊分配方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高邊緣用戶的吞吐量、提高邊緣用戶的體驗(yàn)的LTE-A載波聚合資源塊分配方法。本發(fā)明包括以下幾個(gè)方面：

一種基于用戶分組的LTE-A載波聚合資源塊分配方法，該方法先對(duì)小區(qū)用戶進(jìn)行分組，依據(jù)參考信號(hào)接收功率RSRP將用戶分為小區(qū)邊緣用戶和小區(qū)中心用戶，之后采用下列步驟：

1)計(jì)算所有用戶的參考信號(hào)接收功率RSRP，確定用戶RSRP的范圍RSRP_max和RSRP_min；

2)找到用戶分組的劃分閾值RSRP_th，RSRP_th＝RSRP_max-l，步長(zhǎng)

3)通過當(dāng)前用戶的實(shí)際參考信號(hào)接收功率RSRP_UE和閾值RSRP_th的大小比較確定用戶所處的位置，若用戶的RSRP_UE小于劃分閾值RSRP_th，則該用戶為邊緣用戶，反之，則為中心用戶。

2)對(duì)于中心用戶，使用比例公平算法進(jìn)行資源塊的調(diào)度，使用的優(yōu)先級(jí)調(diào)度公式為：

$i^{*}=\arg \underset{i}{max}{W}_{i,n}=\arg \underset{i}{max}\frac{r_{i,j}(n,s)}{\underset{j=1}{\overset{L}{\Σ}}\stackrel{\‾}{R_{i,j}}\left(s\right)}$

其中W_i,n為用戶i在第n個(gè)資源塊RB上的比例系數(shù)，為在s時(shí)刻之前用戶i在成員載波j上所達(dá)到的平均數(shù)據(jù)傳輸速率，r_i,j(n,s)為s時(shí)刻用戶i在第j個(gè)成員載波的第n個(gè)RB上的數(shù)據(jù)傳輸速率；的更新公式為其中T為平均時(shí)間窗口；

3)對(duì)于邊緣用戶，使用下列改進(jìn)的公式進(jìn)行優(yōu)先級(jí)的計(jì)算，式中的參數(shù)計(jì)算方法同2)：

$i^{*}=\arg \underset{i}{max}{W}_{i,n}=\arg \underset{i}{max}\frac{r_{i,j}(n,s)}{\stackrel{\‾}{R_{i,j}}\left(s\right)}.$

本發(fā)明提出了進(jìn)行用戶分組的概念，并對(duì)處于邊緣的用戶使用改進(jìn)的公式進(jìn)行資源分配的優(yōu)先級(jí)的計(jì)算。本發(fā)明可以提高邊緣用戶的吞吐量和系統(tǒng)的公平性，提升邊緣用戶的滿意度。

附圖說明

圖1.LTE-A載波聚合示意圖。

圖2.LTE-A系統(tǒng)載波聚合資源分配流程圖。

圖3.LTE-A系統(tǒng)載波聚合下用戶分組的示意圖。

圖4.本發(fā)明基于基于用戶分組的LTE-A載波聚合資源塊分配方法的總流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是一種基于用戶分組的LTE-A載波聚合資塊分配方法，主要思想是提出用戶分組，改進(jìn)邊緣用戶優(yōu)先級(jí)計(jì)算公式的方法，提高邊緣用戶的優(yōu)先級(jí)，從而提高邊緣用戶的吞吐量，提高邊緣用戶的體驗(yàn)。

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清晰易懂，下面結(jié)合附圖和具體步驟進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。

圖1是LTE-A載波聚合示意圖。其中系統(tǒng)的帶寬是由成分載波聚合而成的，其中每個(gè)成分載波和單載波相同具有對(duì)應(yīng)的子載波，成分載波可以使連續(xù)的也可以是非連續(xù)的，在本發(fā)明中使用的是連續(xù)的成分載波。

圖2是LTE-A系統(tǒng)載波聚合資源分配示意圖。資源分配可以分為以下幾個(gè)過程：資源調(diào)度器的配置、CC選擇以及各成分載波上的RB分配。具體包括以下步驟：

步驟201：由載波聚合小區(qū)實(shí)際需求確定適合該小區(qū)的成分載波；

步驟202：根據(jù)確定后的成分載波以及系統(tǒng)所使用的資源分配方法給基站配置合適的資源調(diào)度器；

步驟203：等待用戶發(fā)起接入請(qǐng)求服務(wù)消息；

步驟204：當(dāng)一個(gè)用戶發(fā)起新的接入請(qǐng)求服務(wù)時(shí)，基站決定是否接收該請(qǐng)求，即綜合考慮無線接入網(wǎng)中無線資源的使用情況，判斷允許新請(qǐng)求接入或拒絕新請(qǐng)求接入。一旦用戶的業(yè)務(wù)請(qǐng)求被允許接入，根據(jù)成分載波分配算法進(jìn)行CC選擇；

步驟205：當(dāng)用戶業(yè)務(wù)被分配到特定成分載波之后，基站對(duì)位于該成分載波上的RB進(jìn)行調(diào)度。

步驟206：基站把來自不同成分載波上的數(shù)據(jù)單元在其MAC層進(jìn)行聚合，進(jìn)行HARQ檢測(cè)；

步驟207：在物理層上配置各自的傳輸功率、調(diào)制編碼方案等傳輸參數(shù)；

步驟208：最后在不同成分載波CC上進(jìn)行獨(dú)立的數(shù)據(jù)傳輸。

圖3是LTE-A系統(tǒng)載波聚合下用戶分組的示意圖，在進(jìn)行RB分配之前，由于要提高邊緣用戶的吞吐量，首先就要依據(jù)一定的原則進(jìn)行用戶分組，在本發(fā)明中使用RSRP作為分組的依據(jù)。具體的分組方法包括以下步驟：

步驟301：小區(qū)信息初始化；

步驟302：根據(jù)小區(qū)公共參考信號(hào)的載波功率和相關(guān)耦合損耗確定小區(qū)用戶的RSRP，并確定其范圍；

步驟303：確定進(jìn)行用戶分組的門限值RSRP_th，RSRP_th＝RSRP_max-l，步長(zhǎng)

步驟304：確定當(dāng)前用戶的RSRP值，RERP_UE。

步驟305：比較RSRP_th和RERP_UE，若RERP_UE>RSRP_th,則當(dāng)前用戶為中心用戶。

步驟304：若RERP_UE<RSRP_th,則當(dāng)前用戶為邊緣用戶。

圖4是本發(fā)明基于LTE-A載波聚合的比例公平調(diào)度算法的改進(jìn)方法的總流程圖，所述方法包括以下步驟：

步驟401：配置系統(tǒng)的參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)的信息進(jìn)行初始化；

步驟402：通過實(shí)施例二進(jìn)行用戶分組；

步驟403：用戶提出數(shù)據(jù)接入的請(qǐng)求；

步驟404：根據(jù)成分載波分配算法進(jìn)行成分載波CC選擇；

步驟405：判斷當(dāng)前用戶在小區(qū)所處的區(qū)域；

步驟406：當(dāng)前用戶為小區(qū)的中心用戶，則依據(jù)傳統(tǒng)的PF算法計(jì)算用戶的優(yōu)先級(jí)，為用戶分配RB資源，具體的計(jì)算公式如下，用戶的優(yōu)先級(jí)計(jì)算公式如下：

其中為在s時(shí)刻之前用戶i在成員載波j上所達(dá)到的平均數(shù)據(jù)傳輸速率。

的更新公式如下：

$\stackrel{\&OverBar;}{R_{i,j}}\left(s\right)=(1-\frac{1}{T})\stackrel{\&OverBar;}{R_{i,j}}(s-1)+\frac{1}{T}{r}_{i,j}(n,s);$

步驟407：當(dāng)前用戶為小區(qū)邊緣用戶，則用改進(jìn)的公式進(jìn)行用戶優(yōu)先級(jí)的計(jì)算，進(jìn)行RB的分配，具體的改進(jìn)方法是在計(jì)算用戶的優(yōu)先級(jí)時(shí)，為了提高邊緣用戶的優(yōu)先級(jí)，在分母計(jì)算平均速率之和時(shí)只計(jì)算在該用戶選擇的成分載波CC上的平均速率之和，具體的公式如下：

$i^{*}=\arg \underset{i}{max}{W}_{i,n}=\arg \underset{i}{max}\frac{r_{i,j}(n,s)}{\stackrel{\&OverBar;}{R_{i,j}}\left(s\right)}$

而平均速率的計(jì)算公式不變；

步驟408：該用戶的RB分配完之后，調(diào)用下一個(gè)用戶；

步驟409：判斷當(dāng)前用戶是否為最后一個(gè)要分分配數(shù)據(jù)資源的用戶；

步驟410：如果不是，則繼續(xù)重復(fù)步驟403；

步驟411：如果是最后一個(gè)用戶，則結(jié)束整個(gè)資源調(diào)度過程。