專利名稱：異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合發(fā)送調(diào)度方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及通用移動通信系統(tǒng)(UMTS)長期演進(jìn) (LTE-A)中下行CoMP聯(lián)合發(fā)送方案下基于用戶公平性以及小區(qū)預(yù)估吞吐量的資源調(diào)度方式。
背景技術(shù)：
協(xié)作多點(diǎn)(Coordinatedmultiple point transmission, CoMP)技術(shù)是第 3 代合作伙伴計劃(3rd Generation Partnership Project, 3GPP)的長期演進(jìn)(Long Term Evolution-Advanced, LTE-A)項(xiàng)目中的一項(xiàng)重要技術(shù)。CoMP技術(shù)能夠有效解決小區(qū)間的干擾，從而顯著改善小區(qū)平均吞吐量以及小區(qū)邊緣用戶速率，提高系統(tǒng)的性能。CoMP主要分為兩類，包括協(xié)作調(diào)度和聯(lián)合處理，其中在聯(lián)合處理(joint process, JP)發(fā)送方案中，由于多個小區(qū)的時頻資源可以同時傳輸給一個用戶，邊緣用戶速率會有更大的提升。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，宏小區(qū)和RRH(Remote Radio Head)之間存在著十分嚴(yán)重的干擾， 但大部分干擾來自于幾個特定的小區(qū)，比如在相同宏基站覆蓋下的小區(qū)。為降低小區(qū)間干擾，提高系統(tǒng)性能，CoMP技術(shù)被引入到異構(gòu)網(wǎng)中，目前，異構(gòu)網(wǎng)下的CoMP傳輸作為一種新的協(xié)作場景正在被3GPP廣泛討論。但由于在異構(gòu)網(wǎng)中，協(xié)作區(qū)域的小區(qū)數(shù)量會有一定增加， 而且協(xié)作用戶享受了多倍的時頻資源，非協(xié)作用戶可占有的時頻資源相應(yīng)減少，導(dǎo)致資源分配的復(fù)雜度增加，因此一種合理的資源調(diào)度方式是十分必要的。在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合發(fā)送系統(tǒng)中，不同的協(xié)作小區(qū)調(diào)度的用戶可以分為兩類， 一是普通用戶(UE)，即只有一個小區(qū)給該用戶發(fā)送信號；二是聯(lián)合發(fā)送用戶(Joint transmission user equipment, JT-UE),即有兩個或以上的小區(qū)給該用戶發(fā)送信號，并且相同協(xié)作小區(qū)集內(nèi)的用戶調(diào)度是有一定相關(guān)性的。圖I顯示的是單用戶聯(lián)合發(fā)送系統(tǒng)的用戶調(diào)度相關(guān)性問題，若小區(qū)RRHl中的JT-UE優(yōu)先被調(diào)度，其協(xié)作小區(qū)是宏小區(qū)，則宏小區(qū)相應(yīng)的時頻資源被占用，宏小區(qū)中的用戶UE就無法被調(diào)度。因此，傳統(tǒng)的調(diào)度算法，比如比例公平(proportional fairness, PF)調(diào)度算法,在這樣的情況下不能完全適用。此時,不同的小區(qū)調(diào)度順序決定了不同的資源分配情況，對小區(qū)平均吞吐量和小區(qū)邊緣用戶速率都有較大影響。在現(xiàn)有技術(shù)中還沒有一種能夠有效地解決協(xié)作小區(qū)集內(nèi)用戶調(diào)度相關(guān)性的問題的調(diào)度方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之一是提供一種適用于異構(gòu)網(wǎng)中聯(lián)合發(fā)送系統(tǒng)的調(diào)度方案。該方案基于PF調(diào)度算法，綜合考慮用戶調(diào)度公平性以及協(xié)作小區(qū)集的預(yù)估吞吐量兩大因素，能夠有效的解決協(xié)作小區(qū)集內(nèi)用戶調(diào)度的相關(guān)性問題，顯著提高系統(tǒng)性能。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合發(fā)送調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟在協(xié)作小區(qū)集中基于比例公平系數(shù)調(diào)度算法在全部待調(diào)度用戶中選取第一用戶集合；在所述第一用戶集合之外選擇與所述第一用戶集合中的聯(lián)合發(fā)送用戶數(shù)量相等的待調(diào)度用戶，作為第二用戶集合；確定要對所述第一用戶集合和第二用戶集合中的用戶進(jìn)行調(diào)度時存在的全部調(diào)度情形；針對各所述調(diào)度情形，計算其用戶公平性指數(shù)和協(xié)作小區(qū)集預(yù)估吞吐量；基于各所述調(diào)度情形的用戶公平性指數(shù)和所述預(yù)估吞吐量，將所述全部調(diào)度情形之一確定為目標(biāo)調(diào)度方案。本發(fā)明還提供一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合發(fā)送調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括以下單元用戶選取單元，用于在協(xié)作小區(qū)集中基于比例公平系數(shù)調(diào)度算法在全部待調(diào)度用戶中選取第一用戶集合，以及在所述第一用戶集合之外選擇與所述第一用戶集合中的聯(lián)合發(fā)送用戶數(shù)量相等的待調(diào)度用戶，作為第二用戶集合；調(diào)度情形確定單元，用于確定要對所述第一用戶集合和第二用戶集合中的用戶進(jìn)行調(diào)度時存在的全部調(diào)度情形；計算單元，用于針對各所述調(diào)度情形，計算其用戶公平性指數(shù)和協(xié)作小區(qū)集預(yù)估吞吐量；最優(yōu)調(diào)度選擇單元，用于基于各所述調(diào)度情形的用戶公平性指數(shù)和所述預(yù)估吞吐量，將所述全部調(diào)度情形之一確定為目標(biāo)調(diào)度方案。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明中的調(diào)度方案，充分考慮了各個待調(diào)度用戶的信息，從用戶調(diào)度公平性和小區(qū)預(yù)估吞吐量兩個方面優(yōu)化了整個協(xié)作區(qū)域的資源分配，從而提高了系統(tǒng)性能。本發(fā)明是針對異構(gòu)網(wǎng)中的聯(lián)合發(fā)送系統(tǒng)提出的，但并不局限于這一種場景，只要系統(tǒng)中存在調(diào)度用戶之間具有相關(guān)性這一問題，本發(fā)明的調(diào)度方案均可適用。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在說明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。


附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中
示意示意圖I是單用戶聯(lián)合發(fā)送系統(tǒng)的用戶調(diào)度的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合發(fā)送調(diào)度方法的流程圖3是本發(fā)明實(shí)例一中的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的單用戶聯(lián)合發(fā)送系統(tǒng)中的小區(qū)架構(gòu)示意
圖4是本發(fā)明實(shí)例一中的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的單用戶聯(lián)合發(fā)送系統(tǒng)中的最優(yōu)調(diào)度情形
圖5是本發(fā)明實(shí)例二中的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的多用戶聯(lián)合發(fā)送系統(tǒng)中的小區(qū)架構(gòu)示意
圖6是本發(fā)明實(shí)例二中的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的多用戶聯(lián)合發(fā)送系統(tǒng)中的最優(yōu)調(diào)度情形
圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合發(fā)送調(diào)度系統(tǒng)的功能框圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖及實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實(shí)現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實(shí)施。需要說明的是，只要不構(gòu)成沖突，本發(fā)明中的各個實(shí)施例以及各實(shí)施例中的各個特征可以相互結(jié)合， 所形成的技術(shù)方案均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。另外，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機(jī)可執(zhí)行指令的計算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。實(shí)施例一圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合發(fā)送調(diào)度方法的流程圖，下面參照圖 2詳細(xì)說明該方法的各步驟步驟S110，在協(xié)作小區(qū)集中基于比例公平系數(shù)調(diào)度算法在全部待調(diào)度用戶中選取第一用戶集合。首先，選擇一個協(xié)作小區(qū)集C = {1,2,3,......，N}，假設(shè)該集合中包含N個小區(qū)，
利用PF調(diào)度算法分別在N個小區(qū)中選擇比例公平系數(shù)最高的N個用戶作為第一部分待調(diào)度用戶作為第一用戶集合，其中，選取N個用戶是以每個小區(qū)均為單用戶方式為前提的，若為多用戶方式，則選擇的第一部分用戶數(shù)量為N個小區(qū)所支持的多用戶數(shù)量之和。步驟S120，在第一用戶集合之外選擇與第一用戶集合中的聯(lián)合發(fā)送用戶數(shù)量相等的待調(diào)度用戶，作為第二用戶集合。然后判斷選出的N個用戶是普通用戶還是聯(lián)合發(fā)送用戶，若存在聯(lián)合發(fā)送用戶， 則在該用戶所在的小區(qū)中再選出一個比例公平系數(shù)最高的普通用戶(若已被第一部分所選取則順次選取次高用戶)，作為第二部分待調(diào)度用戶以構(gòu)成第二用戶集合，即，若選取的 N個用戶中的聯(lián)合發(fā)送用戶為η個，則在這些聯(lián)合發(fā)送用戶所在的小區(qū)中選擇η個比例公平系數(shù)最高的普通用戶(除第一部分用戶之外的)，當(dāng)一個小區(qū)中有兩個聯(lián)合發(fā)送用戶時，則實(shí)際上在這個小區(qū)共選擇了兩個比例公平系統(tǒng)最高的普通用戶。步驟S130，確定要對所述第一用戶集合和第二用戶集合中的用戶進(jìn)行調(diào)度時存在的全部調(diào)度情形。假設(shè)最終選取的待調(diào)度用戶總數(shù)為Υ(Υ = Ν+η)，由此組成一個待調(diào)度用戶集
合U = IUE1, UE2，UE3,......UEY}, Y個待調(diào)度用戶的比例公平系數(shù)分別表示為{Pl，P2,
Ρ3 ...... Ργ}。在選取的用戶中，由于第一用戶集合的N個待調(diào)度用戶包括普通用戶和聯(lián)合發(fā)送用戶兩類，而聯(lián)合發(fā)送用戶要占用多倍的系統(tǒng)資源，因此這N個待調(diào)度用戶之間存在相關(guān)性，不可能同時在當(dāng)前資源塊上被調(diào)度。實(shí)際上被調(diào)度的用戶存在兩種情況一是第一用戶集合中用戶的子集；二是兩部分待調(diào)度用戶的組合。由此可以列出M種調(diào)度情形，分別記為
IS1, S2,......，SM}，不同的調(diào)度情形下被調(diào)度的用戶不同。本實(shí)施例的目的就是將這M種
調(diào)度情形分別考慮，量化每種調(diào)度情形下的用戶調(diào)度公平程度以及協(xié)作小區(qū)集的預(yù)估吞吐量，以確保用戶公平性為首要因素，兼顧小區(qū)預(yù)估吞吐量的原則，從M種調(diào)度情形中選出一種最合適的調(diào)度方案。根據(jù)第一用戶集合中聯(lián)合發(fā)送用戶的數(shù)量X和每個小區(qū)能夠調(diào)度的用戶數(shù)量，來確定M種調(diào)度情形。假設(shè)V表示每個小區(qū)在一個TTI內(nèi)每個資源塊上最多調(diào)度的用戶數(shù)， 且第一部分用戶的調(diào)度優(yōu)先級高于第二部分用戶。若X個聯(lián)合發(fā)送用戶同時被調(diào)度，則其主小區(qū)和協(xié)作小區(qū)中相應(yīng)的資源塊被占用；此時判斷所有小區(qū)占用當(dāng)前資源塊的用戶數(shù)量是否小于V，滿足條件的小區(qū)調(diào)度其第一部分或第二部分用戶中的普通用戶，使得占用當(dāng)前資源塊的用戶數(shù)量等于V。此時得出C= 種調(diào)度情況。若X個聯(lián)合發(fā)送用戶中有X-I個用戶同時被調(diào)度，則調(diào)度用戶的主小區(qū)和協(xié)作小區(qū)中相應(yīng)的資源塊被占用；此時判斷所有小區(qū)占用當(dāng)前資源塊的用戶數(shù)量是否小于V，滿足條件的小區(qū)調(diào)度其第一部分或第二部分用戶中的普通用戶，使得占用當(dāng)前資源塊的用戶數(shù)量等于V。此時得出Cf1種調(diào)度情況。以此類推。若X個聯(lián)合發(fā)送用戶都不被調(diào)度，則所有小區(qū)調(diào)度其第一部分或第二部分用戶中的普通用戶，使得占用當(dāng)前資源塊的用戶數(shù)量等于V。此時得出C〗種調(diào)度情況。對于以上得到的所有調(diào)度情況，判斷每種調(diào)度情況下各個小區(qū)占用當(dāng)前資源塊的用戶數(shù)量是否大于V，只要有一個小區(qū)不滿足條件，則該調(diào)度情況不符合要求。假設(shè)不符合要求的調(diào)度情況有b個，則最終得出M = Ci + Cf +Cf +···+κ 調(diào)度情況。步驟S140，針對各調(diào)度情形，計算其用戶公平性指數(shù)和協(xié)作小區(qū)集預(yù)估吞吐量。在本步驟中，需要對各調(diào)度情形的用戶公平性指數(shù)以及各調(diào)度情形下的協(xié)作小區(qū)集的預(yù)估吞吐量進(jìn)行計算。具體的，對于調(diào)度情BS1，調(diào)度的用戶集為E1，假設(shè)E1中有η個用戶，根據(jù)各用戶的比例公平系數(shù)P」(j = I，2. . . η)，計算出E1中η個用戶比例公平系數(shù)的平均值，作為調(diào)度情形S1的用戶公平性指數(shù)，記為P”同時，根據(jù)各用戶的信道反饋信息Ημ，利用香農(nóng)容量公式計算出S1調(diào)度情形下協(xié)作小區(qū)集的預(yù)估吞吐量R1，計算公式如下
權(quán)利要求
1.一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合發(fā)送調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟在協(xié)作小區(qū)集中基于比例公平系數(shù)調(diào)度算法在全部待調(diào)度用戶中選取第一用戶集在所述第一用戶集合之外選擇與所述第一用戶集合中的聯(lián)合發(fā)送用戶數(shù)量相等的待調(diào)度用戶，作為第二用戶集合；確定要對所述第一用戶集合和第二用戶集合中的用戶進(jìn)行調(diào)度時存在的全部調(diào)度情形；針對各所述調(diào)度情形，計算其用戶公平性指數(shù)和協(xié)作小區(qū)集預(yù)估吞吐量；基于各所述調(diào)度情形的用戶公平性指數(shù)和所述預(yù)估吞吐量，將所述全部調(diào)度情形之一確定為目標(biāo)調(diào)度方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一用戶集合中用戶的數(shù)量等于所述協(xié)作小區(qū)集支持的用戶總數(shù)量；通過如下步驟確定第二用戶集合針對所述第一用戶集合中的各個聯(lián)合發(fā)送用戶，在所述第一用戶集合之外分別選取其所在小區(qū)中的比例公平系數(shù)最高的一非聯(lián)合發(fā)送用戶，由所選擇的非聯(lián)合發(fā)送用戶構(gòu)成第二用戶集合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，基于所述聯(lián)合發(fā)送用戶數(shù)量和每個小區(qū)能夠調(diào)度的用戶數(shù)量來得出所述全部調(diào)度情形。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述用戶公平性指數(shù)為各調(diào)度情形中所包含的用戶的比例公平系數(shù)的平均值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述協(xié)作小區(qū)集預(yù)估吞吐量的計算公式為
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，將各調(diào)度情形的所述用戶公平性指數(shù)和預(yù)估吞吐量由小到大排序，將排序序號作為各調(diào)度情形的公平性優(yōu)先級和小區(qū)性能優(yōu)先級，基于所述公平性優(yōu)先級和小區(qū)性能優(yōu)先級來確定目標(biāo)調(diào)度方案。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，選取所述公平性優(yōu)先級和小區(qū)性能優(yōu)先級之和最大的調(diào)度情形作為所述目標(biāo)調(diào)度方案。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，將滿足如下條件的調(diào)試情形中，所述公平性優(yōu)先級和小區(qū)性能優(yōu)先級之和最大調(diào)度情形作為所述目標(biāo)調(diào)度方案
9.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，若所述目標(biāo)調(diào)度方案不唯一，則選擇各所述目標(biāo)調(diào)度方案中用戶公平性指數(shù)最大的調(diào)度方案為最終要采用的調(diào)度方案。
10.一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合發(fā)送調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括以下單元用戶選取單元，用于在協(xié)作小區(qū)集中基于比例公平系數(shù)調(diào)度算法在全部待調(diào)度用戶中選取第一用戶集合，以及在所述第一用戶集合之外選擇與所述第一用戶集合中的聯(lián)合發(fā)送用戶數(shù)量相等的待調(diào)度用戶，作為第二用戶集合；調(diào)度情形確定單元，用于確定要對所述第一用戶集合和第二用戶集合中的用戶進(jìn)行調(diào)度時存在的全部調(diào)度情形；計算單元，用于針對各所述調(diào)度情形，計算其用戶公平性指數(shù)和協(xié)作小區(qū)集預(yù)估吞吐最優(yōu)調(diào)度選擇單元，用于基于各所述調(diào)度情形的用戶公平性指數(shù)和所述預(yù)估吞吐量， 將所述全部調(diào)度情形之一確定為目標(biāo)調(diào)度方案。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合發(fā)送調(diào)度方法和系統(tǒng)，所述方法包括以下步驟在協(xié)作小區(qū)集中基于比例公平系數(shù)調(diào)度算法在全部待調(diào)度用戶中選取第一用戶集合；在所述第一用戶集合之外選擇與所述第一用戶集合中的聯(lián)合發(fā)送用戶數(shù)量相等的待調(diào)度用戶，作為第二用戶集合；確定要對所述第一用戶集合和第二用戶集合中的用戶進(jìn)行調(diào)度時存在的全部調(diào)度情形；針對各所述調(diào)度情形，計算其用戶公平性指數(shù)和協(xié)作小區(qū)集預(yù)估吞吐量；基于各所述調(diào)度情形的用戶公平性指數(shù)和所述預(yù)估吞吐量，將所述全部調(diào)度情形之一確定為目標(biāo)調(diào)度方案。本發(fā)明從用戶調(diào)度公平性和小區(qū)預(yù)估吞吐量兩個方面優(yōu)化了整個協(xié)作區(qū)域的資源分配，從而提高了系統(tǒng)性能。
文檔編號H04W72/12GK102612155SQ201110436040
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者崔琪楣, 張平, 李曉娜, 陶小峰 申請人:北京郵電大學(xué)