專利名稱：多用戶多輸入多輸出mimo通信系統(tǒng)的調(diào)度方法和基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種多用戶多輸入多輸出MIMO通信系統(tǒng)的調(diào)度方法和基站。
背景技術(shù)：
多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，簡(jiǎn)稱ΜΙΜΟ)技術(shù)是無線移動(dòng)通信領(lǐng)域中智能天線技術(shù)的重大突破。該技術(shù)能在不增加帶寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率；可以利用多徑來減輕多徑衰落；并能有效地消除共道干擾，提高信道的可靠性，降低誤碼率，是新一代移動(dòng)通信系統(tǒng)必須采用的關(guān)鍵技術(shù)。目前在已經(jīng)成熟或者接近成熟的3G/B3G無線通信系統(tǒng)中，基站側(cè)和終端側(cè)通過配置多組發(fā)射/接收天線并結(jié)合MIMO信號(hào)處理的方案被廣泛的采用。因?yàn)槠浔举|(zhì)依然是基站(Base Station，簡(jiǎn)稱為BS)與移動(dòng)設(shè)備(Mobile Station，簡(jiǎn)稱為MS)之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸數(shù)據(jù)，這種方法被稱為單用戶MIMO(SU-MIMO)。在新一代的無線通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)中(例如3GPP的LTE-A，IEEE802. 16m)，均支持多用戶MIMO (MU-MIMO)這一功能。由基站到MS的信道被稱為下行信道。與下行SU-MIMO相比較，下行MU-MIMO把一個(gè)BS與一個(gè)MS之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的信道擴(kuò)展為一個(gè)BS與多個(gè)MS之間的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的信道，通過由空間上分散的用戶引起的基站側(cè)天線陣列中空間特征的差異， 基站可以在相同的頻率信道中同時(shí)與多個(gè)用戶通信。調(diào)度問題是實(shí)現(xiàn)多用戶MIMO傳輸?shù)暮诵膯栴}之一。所謂調(diào)度，就是指把時(shí)間或頻率資源分配給用戶來傳遞信息，對(duì)于下行多用戶MIMO來說，下行調(diào)度的不同之處在于， 同一個(gè)時(shí)頻資源塊可能會(huì)被分配給一個(gè)以上的用戶共同使用，這些共同使用一個(gè)資源塊的用戶，構(gòu)成一個(gè)空分多址用戶組(Spatial Division Multiple Access Group，簡(jiǎn)稱SDMA Group)ο對(duì)于一個(gè)下行多用戶ΜΙΜΟ調(diào)度器來說，需要使用的參數(shù)很多，大體上可以歸納為用戶的信道空間特征信息、用戶的信道質(zhì)量信息、用戶調(diào)度的優(yōu)先級(jí)(與用戶的信道質(zhì)量、歷史調(diào)度情況以及業(yè)務(wù)類型都有關(guān)系)，一般來說，基站側(cè)可以通過用戶反饋或者間接測(cè)量的方法獲得上述的這些信息。上述信息的準(zhǔn)確程度，直接影響著調(diào)度的結(jié)果和性能。例如用戶的信道空間特征信息越準(zhǔn)確，才能找到相互干擾越小的用戶構(gòu)成SDMA組，而用戶的信道質(zhì)量信息和業(yè)務(wù)類型，則對(duì)于用戶的QoS (Quality of krvice，業(yè)務(wù)質(zhì)量等級(jí))保證十分有用。影響用戶反饋信息準(zhǔn)確程度的因素也有很多，一般來說有測(cè)量誤差、建模與量化誤差、反饋誤差以及反饋與處理時(shí)延等。其中測(cè)量誤差、量化誤差和反饋誤差可以通過一定的技術(shù)手段來彌補(bǔ)，例如更加優(yōu)秀的導(dǎo)頻設(shè)計(jì)、更加準(zhǔn)確的信道估計(jì)算法，更好的碼本設(shè)計(jì)或者其他先進(jìn)的反饋方法，以及高質(zhì)量的上行反饋信道設(shè)計(jì)，這些技術(shù)可能在未來很好的解決前面三個(gè)問題，但反饋和處理時(shí)延則由于系統(tǒng)上行資源及處理能力的限制，隨著小區(qū)服務(wù)用戶數(shù)的增加，難以獲得很大的改善，同時(shí)若采用增加反饋信息的手段來改進(jìn)量化誤差在客觀上可能會(huì)增加反饋時(shí)延。因而在設(shè)計(jì)調(diào)度算法時(shí)，把反饋和處理時(shí)延作為影響反饋精度的一個(gè)主要因素是一個(gè)合理的選擇。對(duì)于一個(gè)終端來說，在同等的反饋時(shí)延下其移動(dòng)速度越快，其反饋的信道信息越不準(zhǔn)確?，F(xiàn)有的多用戶MIMO的調(diào)度算法，依據(jù)利用的用戶反饋信息和參數(shù)的不同，其復(fù)雜程度有很大差別。調(diào)度器在調(diào)度時(shí)假定用戶的反饋信息是準(zhǔn)確的，并以此為依據(jù)根據(jù)某種確定的算法做出決策。對(duì)于一種利用很多反饋信息的復(fù)雜調(diào)度算法來說，其對(duì)反饋精度也更加敏感，即較小的信道信息誤差可能導(dǎo)致較大的性能下降，而對(duì)于一個(gè)利用較少反饋信息的簡(jiǎn)單調(diào)度算法而言，由于其依據(jù)的信息較少，對(duì)其誤差的敏感程度也較低，算法就較為魯棒(robustness)，但其性能往往較差。在實(shí)際系統(tǒng)中，用戶反饋的信道信息往往具有較大的差異性，在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人意識(shí)到現(xiàn)有技術(shù)存在如下缺陷基站只能以單一確定的調(diào)度方法進(jìn)行調(diào)度，從而不能在復(fù)雜度和調(diào)度性能之間找到平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種多用戶MIMO通信系統(tǒng)的調(diào)度方法和基站，以解決基站只能以單一確定的調(diào)度方法進(jìn)行調(diào)度，從而不能在復(fù)雜度和調(diào)度性能之間找到平衡問題。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種多用戶MIMO通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，包括依據(jù)調(diào)度策略參數(shù)，將用戶歸入對(duì)應(yīng)不同預(yù)設(shè)調(diào)度策略的調(diào)度組，調(diào)度策略參數(shù)為用戶反饋信息和/或用戶調(diào)度信息的函數(shù)；確定待調(diào)度的資源塊；確定待調(diào)度的資源塊的主用戶；選擇主用戶所屬的調(diào)度組中，在資源塊有反饋信息的用戶構(gòu)成備選用戶集；根據(jù)主用戶所屬的調(diào)度組對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)調(diào)度策略，從備選用戶集中選擇待調(diào)度用戶，待調(diào)度用戶共同使用資源塊。本技術(shù)方案中，用戶反饋信息包括用戶移動(dòng)速度和/或用戶反饋信息精確度，用戶調(diào)度信息包括用戶業(yè)務(wù)類型優(yōu)先級(jí)。優(yōu)選地，本技術(shù)方案中，調(diào)度策略參數(shù)是
權(quán)利要求
1.一種多用戶多輸入多輸出MIMO通信系統(tǒng)的調(diào)度方法，其特征在于，包括依據(jù)調(diào)度策略參數(shù)，將用戶歸入對(duì)應(yīng)不同預(yù)設(shè)調(diào)度策略的調(diào)度組，所述調(diào)度策略參數(shù)為用戶反饋信息和/或用戶調(diào)度信息的函數(shù)； 確定待調(diào)度的資源塊； 確定所述待調(diào)度的資源塊的主用戶；選擇所述主用戶所屬的調(diào)度組中，在所述資源塊有反饋信息的用戶構(gòu)成備選用戶集； 根據(jù)所述主用戶所屬的調(diào)度組對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)調(diào)度策略，從所述備選用戶集中選擇待調(diào)度用戶，所述待調(diào)度用戶共同使用所述資源塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述用戶反饋信息包括用戶移動(dòng)速度和/或用戶反饋信息精確度，所述用戶調(diào)度信息包括用戶業(yè)務(wù)類型優(yōu)先級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述調(diào)度策略參數(shù)是 TJi = g{v)[af,{CSIT) + Pf1(Rf)],其中，g(u)表示用戶移動(dòng)速度對(duì)所述調(diào)度策略參數(shù)的影響，所述ν表示用戶移動(dòng)速度；f\ (CSIT)表示用戶反饋信息精確度對(duì)所述調(diào)度策略參數(shù)的影響，所述CSIT為用戶反饋 fn息；/20 卩)表示用戶業(yè)務(wù)類型優(yōu)先級(jí)對(duì)所述調(diào)度策略參數(shù)的影響，所述卩表示本用戶的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)；α和β為權(quán)重控制因子，取值范圍是W，l]。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述g(的=-；所述/,((x/ 二 ，1表示反饋時(shí)延，ρ表示處理時(shí)延，1+p表示了從 ν1 + P信道測(cè)量開始直到測(cè)量的結(jié)果被使用之間總的時(shí)延；Z2Uf) = ^1，其中，所述(、表示最 DP八max八max高的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)；β =1_α。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述依據(jù)調(diào)度策略參數(shù)，將用戶歸入對(duì)應(yīng)不同調(diào)度策略的調(diào)度組具體包括根據(jù)所述調(diào)度策略參數(shù)和預(yù)設(shè)的調(diào)度策略參數(shù)門限值，將用戶歸入對(duì)應(yīng)第一調(diào)度策略的第一調(diào)度組或?qū)?yīng)第二調(diào)度策略的第二調(diào)度組。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述確定待調(diào)度的資源塊具體包括隨機(jī)或按編號(hào)順序從尚未被調(diào)度的資源塊選擇待調(diào)度資源塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述確定所述資源塊的主用戶具體包括按優(yōu)先級(jí)順序從調(diào)度所述資源塊的用戶中確定所述資源塊的主用戶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)度方法，其特征在于，當(dāng)按優(yōu)先級(jí)順序從調(diào)度所述資源塊的用戶中確定資源塊的主用戶時(shí)所述優(yōu)先級(jí)W,,*=^"兄，其中，，、表示用戶的業(yè)務(wù)類型優(yōu)先級(jí)，表示用戶的歷史調(diào)度容量，I,b表示用戶當(dāng)前信道質(zhì)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的調(diào)度方法，其特征在于所述預(yù)設(shè)調(diào)度策略為Best-Fit算法；所述Best-Fit算法對(duì)應(yīng)第一調(diào)度組；或所述預(yù)設(shè)調(diào)度策略為簡(jiǎn)單調(diào)度策略確定分組包含的最大用戶數(shù)M ；根據(jù)用戶優(yōu)先級(jí)， 選擇優(yōu)先級(jí)高的M-I個(gè)用戶與主用戶構(gòu)成空分多址用戶組；上述預(yù)設(shè)調(diào)度策略對(duì)應(yīng)第二調(diào)度組。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述Best-Fit算法調(diào)度具體包括構(gòu)造包括所述主用戶的當(dāng)前集合；根據(jù)所述用戶反饋信息，從所述備選用戶集合中挑選出最適合添加入所述當(dāng)前集合的用戶，逐個(gè)添加所述用戶到當(dāng)前集合，其中，所述“適合”由度量函數(shù)計(jì)算獲得；直至當(dāng)前集合大小滿足預(yù)設(shè)值或者在所述備選用戶集中再也無法找到用戶適合添加入當(dāng)前集合，所述當(dāng)前集合構(gòu)成空分多址復(fù)用組。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述度量函數(shù)為使用連續(xù)零空間注入算法計(jì)算所述Best-Fit算法中的組測(cè)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的調(diào)度方法，其特征在于，所述選擇優(yōu)先級(jí)高的M-I個(gè)用戶與主用戶構(gòu)成空分多址用戶組之后還包括從所述空分多址用戶組中剔除出對(duì)組總體容量有害的用戶。
13.一種基站，其特征在于，采用MIMO技術(shù)，包括調(diào)度組模塊，用于依據(jù)調(diào)度策略參數(shù)，將用戶歸入對(duì)應(yīng)不同預(yù)設(shè)調(diào)度策略的調(diào)度組，所述調(diào)度策略參數(shù)為用戶反饋信息和/或用戶調(diào)度信息的函數(shù)；資源塊模塊，用于確定待調(diào)度的資源塊；主用戶模塊，用于確定所述待調(diào)度的資源塊的主用戶；用戶集模塊，用于選擇所述主用戶所屬的調(diào)度組中，與所述資源塊有反饋信息的用戶構(gòu)成備選用戶集；調(diào)度模塊，用于根據(jù)所述主用戶所屬的調(diào)度組對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)調(diào)度策略，從所述備選用戶集中選擇待調(diào)度用戶，所述待調(diào)度用戶共同使用所述資源塊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的基站，其特征在于，所述用戶反饋信息包括用戶移動(dòng)速度和/或用戶反饋信息精確度，所述用戶調(diào)度信息包括用戶業(yè)務(wù)類型優(yōu)先級(jí)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的基站，其特征在于，所述調(diào)度組模塊中，所述調(diào)度策略參數(shù)是
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的基站，其特征在于，所述
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多用戶多輸入多輸出MIMO通信系統(tǒng)的調(diào)度方法和基站。本發(fā)明引進(jìn)反映用戶反饋信息或用戶調(diào)度信息的調(diào)度策略參數(shù)，根據(jù)調(diào)度策略參數(shù)選擇合適的調(diào)度策略從所有用戶中選擇待調(diào)度用戶，從而完成調(diào)度。本發(fā)明解決了基站只能以單一確定的調(diào)度方法進(jìn)行調(diào)度，不能在復(fù)雜度和調(diào)度性能之間找到平衡的問題，進(jìn)而達(dá)到了基站調(diào)度性能和復(fù)雜度的最優(yōu)折中效果。
文檔編號(hào)H04W72/12GK102300326SQ201010220448
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者寧迪浩, 朱登魁, 李子榮 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司