CN101552649B - 基于正交频分复用多用户多天线的资源调度方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于正交频分复用多用户多天线的资源调度方法，该方法为：确定各个天线当前可分配的资源集合，以及所述每个资源集合中各个资源单位对于调度用户的信道质量；确定所述信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为调度信道质量；确定所述各个天线具有所述调度信道质量的资源单位；选取所述具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。本发明实施例还公开了一种基站。采用本发明提供的资源调度的方法，能够使***资源得到更加合理的利用，为用户提供更好的服务。

Description

基于正交频分复用多用户多天线的资源调度方法和装置

技术领域

本发明涉及无线传输领域，尤其涉及一种基于正交频分复用多用户多天线的资源调度方法和装置。

背景技术

时分双工(TDD)模式下基于正交频分复用(OFDM)技术的多用户多天线(MIMO)资源调度的方法是，首先选择一根天线，然后选取该天线中信道质量最好的资源用于发送数据，具体实现流程如下：

步骤1：确定当前可分配的资源集合以及该资源集合中每个物理资源块(Phsical Resource Block，PRB)对应的信道质量指示(CQI)参数值；

将所述资源集合记为λ_DL-L，λ_DL-L中每个PRB对应的CQI记为： $C_{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{DL}-L}}=\{c_u^1,c_u^2\·\·\·,c_u^{q_u}\};$ 其中u∈U_DL，q_u＝N(λ_DL-L)，N表示计算集合中的元素个数；

步骤2：从确定的各个CQI中选择最大的CQI；

即计算 ${\mathrm{CQI}}_{\max }=\underset{k=\mathrm{1,2},\·\·\·,q_u}{\arg \max }\left(c_u^k\right);$

步骤3：通过查找自适应调试编码(Adaptive Modulation Coding，AMC)表，确定最大的CQI下可使用的最高阶的调制编码表(Modulation CodingScheme，MCS)参数；

将确定的最高阶的MCS参数记为：MCS_C-L；

步骤4：根据CQI统计资源集合中能够使用确定的最高阶的MCS参数的PRB集合；

将统计的PRB集合记为R_C-L；并令M_C＝N(R_C-L)；

步骤5：根据最大的CQI确定一个PRB可承载的数据量，进而根据该数据量计算本调度时隙中可以传输的最大数据量；

将确定的一个PRB可承载的数据量记为TBS^U；据此计算的本调度时隙中可以传输的最大数据量TBS^F＝δ_DL(TBS^U×M_C)，δ_DL表示取整；

步骤6：如果发送缓冲区中的数据量小于或等于本调度时隙中可以传输的最大数据量，则可分配的PRB的个数N_C确定为TBS^R/TBS^F或大于TBS^R/TBS^F的最小整数，同时可确定本次调度中能够发送的数据量A_C-L为发送缓冲区中的数据量；

如果发送缓冲区中的数据量大于本调度时隙中可以传输的最大数据量，则可分配的PRB的个数N_C确定为M_C，同时可确定本次调度中能够发送的数据量A_C-L为本调度时隙中可以传输的最大数据量；

步骤7：如果N_C＜M_C，即需要的PRB个数小于可以分配的PRB个数，则从R_C-L中选择N_C个PRB，将由选择的N_C个PRB组成的资源集合记为R_C-L。

通过执行上述流程，最终确定的用来调度的资源集合为R_C-L，本次调度能够发送的数据量为A_C-L，数据发送时采用的AMC参数为MCS_C-L。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：

目前的资源调度方法，是将一根天线上可分配的资源集合中CQI最好或较好的资源用于发送数据，而该资源对于本用户来说很可能不是CQI最理想的选择，按照现有技术进行资源调度，***资源并没有得到合理利用，灵活性较差。

发明内容

本发明实施例提供一种基于正交频分复用多用户多天线的资源调度方法和装置，用以解决现有技术中资源调度过程中***资源未得到合理利用、灵活性较差的问题。

本发明实施例提供一种基于正交频分复用多用户多天线的资源调度方法，该方法包括：

确定各个天线当前可分配的资源集合，以及所述每个资源集合中各个资源单位对于调度用户的信道质量；

确定所述信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为调度信道质量；

确定所述各个天线具有所述调度信道质量的资源单位；

选取所述具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。

本发明实施例提供一种基站，该基站包括：

第一确定单元，用于确定各个天线当前可分配的资源集合，以及所述每个资源集合中各个资源单位对于调度用户的信道质量；

第二确定单元，用于确定所述信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为调度信道质量；

第三确定单元，用于确定所述各个天线具有所述调度信道质量的资源单位；

资源调度单元，用于选取所述具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。

本发明中，在进行资源调度时，首先确定各个天线当前可分配的资源集合，以及所述每个资源集合中各个资源单位对于调度用户的信道质量，以及所述信道质量中最好的信道质量，然后将该信道质量作为调度信道质量，并确定所述各个天线具有所述调度信道质量的资源单位，选取所述具有所述调度信道质量的资源单位进行调度，可见通过选取所有天线中当前信道质量最好的资源单位进行调度，可以为用户提供更好的服务，***资源得到了合理的利用。

附图说明

图1为本发明实施例所提供方法的流程示意图；

图2为本发明实施例所提供方法的实例流程示意图；

图3为本发明实施例所提供基站的结构示意图。

具体实施方式

为了提高资源调度的优化性和灵活性，使得***资源得到更加合理的利用，本发明实施例提供一种基于正交频分复用多用户多天线的资源调度方法，本方法中，选取所有天线中当前信道质量最好的资源单位进行调度，从而为用户提供更好的服务，***资源得到了合理的利用。

参见图1，本发明实施例提供的基于正交频分复用多用户多天线的资源调度方法，具体实现流程如下：

步骤10：确定各个天线当前可分配的资源集合，以及所述每个资源集合中各个资源单位对于调度用户的信道质量；

步骤11：确定所述信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为调度信道质量；

信道质量具体可以用信道质量指示(CQI)参数来表示，通常是以较大的CQI参数值表示较好的信道质量，因此确定最好的信道质量的方法是将CQI参数值最大的信道质量作为最好的信道质量。当然，也可以以较小的CQI参数值表示较差的信道质量，因此确定最好的信道质量的方法是将CQI参数值最小的信道质量作为最好的信道质量。

本步骤的具体实现方法可以是：

首先，对于所述各个天线，将该天线可分配的资源集合中各个资源单位所对应的信道质量进行排序；

然后，选取每个排序结果中最好的信道质量；

最后，获取所述选取的各个信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为所述调度信道质量。

步骤12：确定所述各个天线具有所述调度信道质量的资源单位；

步骤13：选取所述具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。

本步骤的具体实现方法可以是：

首先，对于所述各个天线，确定该天线具有所述调度信道质量的资源单位的数量；

然后，选择所述数量最大的天线，从该天线中选取具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。

本步骤的具体实现方法还可以是，随机或按一定顺序选取一根或多根具有所述调度信道质量的天线，然后从所述天线中选取具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。

在选取资源单位时，可以选取一个具有所述调度信道质量的资源单位进行调度，也可以选取多个具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。在选取多个资源单位进行调度时，可以根据配置信息或需要发送的数据量来决定具体选取几个资源单位进行调度。

本次选取一定数量的资源单位进行调度后，需要判断需要发送的数据量是否还存在剩余，若有，则继续进行资源调度，否则，调度完成，具体如下：

根据本次调度可以发送的数据量和需要发送的数据量，计算剩余的需要发送的数据量，即：剩余的需要发送的数据量＝需要发送的数据量-本次调度可以发送的数据量；

若剩余的需要发送的数据量不为空，则从各个天线当前可分配的资源集合中查找信道质量为所述调度信道质量的资源单位，若查找到，则选取所述查找到的资源单位进行调度，具体选取方法同步骤13；否则，考虑降低CQI来保证QoS，从各个天线当前可分配的资源集合中查找信道质量低于所述调度信道质量的资源单位，若查找到，则选取所述查找到的资源单位进行调度，否则，不满足调度条件，调度失败。在存在多个小于所述调度信道质量的信道质量时，可以选择最接近所述调度信道质量的信道质量。这里，在未查找到信道质量为所述调度信道质量的资源单位时，还可以采取结束调度流程退出调度的方式，即本次调度不考虑降低CQI。

若剩余的需要发送的数据量为空，则调度完成。

较佳的，为了限制本业务和用户的数据流量，给更多的业务和用户提供服务，在本次选取一定数量的资源单位进行调度后，可以判断本次调度可以发送的数据量是否大于或等于设置的调度门限值，若是，则调度结束，利用调度结果中的资源单位进行数据发送；若不是，则计算剩余的需要发送的数据量，进而决定是否继续进行资源调度。

如图2所示，为资源调度过程的完整实例，具体包括如下步骤：

步骤20：确定各个天线当前可分配的资源集合；

步骤21：判断资源集合中的资源单位是否为空，若是，则到步骤22；否则，到步骤23；

步骤22：不满足调度条件，退出调度器；

步骤23：确定各个资源集合中每个资源单位对于调度用户的信道质量，并通过排序选取所有信道质量中最好的信道质量作为调度信道质量；

步骤24：查找所有天线中具有当前调度信道质量的资源单位的位置和对应天线的位置；

步骤25：将查找到的资源单位的位置、对应天线的位置，以及当前需要调度的数据缓冲区的大小(表明当前需要发送的数据量)，作为调度准备条件输入调度器；

步骤26：调度器调度分配资源，具体的，首先确定调度准备条件中具有所述调度信道质量的资源单位最多的天线，然后从该天线中选取具有所述调度信道质量的一个资源单位进行调度，并将选取的资源单位记录到预占用资源集合中；

步骤27：计算调度后剩余的需要发送的数据量，并据此更新需要调度的数据缓冲区的大小；

步骤28：判断需要调度的缓冲区大小是否为0，若是，则到步骤34；否则，到步骤29；

步骤29：判断步骤26中调度的资源可以发送的数据量是否大于或等于调度门限，若是，则到步骤34，否则，到步骤30；

步骤30：判断是否有剩余资源可用来调度，即判断是否所有资源集合为空，若是，则到步骤31；否则，到步骤34；

步骤31：根据当前各个资源集合查找所有天线中具有所述调度信道质量的处于空闲状态(即未被占用并且未被记录到预占用资源集合中)的资源单位的位置和对应天线的位置；

步骤32：判断是否查找到具有所述调度信道质量的资源单位，若是，则到步骤25；否则，到步骤33；

步骤33：根据排序确定次低于(即低于并且最接近)所述调度信道质量的信道质量，将确定的信道质量作为调度信道质量，并根据当前各个资源集合查找所有天线中具有当前调度信道质量的资源单位的位置和对应天线的位置，到步骤25；

步骤34：占用预占用资源集合中的所有资源单位进行数据发送，调度完成。

下面采用算法说明的方式对本发明实施例提供的方法进行更清楚的说明：

算法输入：

天线的数目：A_n；

一根天线的可用资源集合：λ_DL ^An；

需要调度的数据缓冲区的大小：BO_Ri ^u，u∈U_DL，U_DL为所有用户的集合；

所有天线的可用资源集合 $P_a^w=\{{\mathrm{\λ}}_1,{\mathrm{\λ}}_2\·\·\·,{\mathrm{\λ}}_h\},$ h∈k，k＝N(λ_DL ^w)，w＝{1，2…，A_n}；

λ_DL ^An中资源单位对于此调度用户u∈U_DL对应的CQI集合，记为 $C_u^{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{DL}}^w}=\{C_u^1,C_u^2\·\·\·,C_u^k\},$ u∈U_DL，k＝N(λ_DL ^w)，w＝{1，2…，A_n}。

算法输出：

每根天线的资源调度的结果：R_λAn。

具体算法：

以下是为一个用户进行资源调度的过程，多用户时只需多次执行下面的调度过程：

步骤S01：根据 $C_u^{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{DL}}^w}=\{C_u^1,C_u^2\·\·\·,C_u^k\},$ 将λ_DL ^An中的资源单位按照CQI从大到小的顺序排序，统计到P_DL ^w的集合中 $P_{\mathrm{DL}}^w=\{{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{MCS}}_j}^t,{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{MCS}}_j}^t\·\·\·,{\mathrm{\λ}}_{{\mathrm{MCS}}_j}^t\},$ t∈k，k＝N(λ_DL ^w)，w＝{1，2…，A_n}；

步骤S02：从 $C_u^{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{DL}}^w}=\{C_u^1,C_u^2\·\·\·,C_u^k\},$ u∈U_DL，k＝N(λ_DL ^w)，w＝{1，2…，A_n}中获取到每根天线上最大的CQI即 ${\mathrm{CQI}}_{\max }^w=\underset{l=\mathrm{1,2}\·\·\·k}{\arg \max }\left(C^l\right);$

步骤S03：从CQI_max ^w中获取所有天线中最大的CQI： ${\mathrm{CQI}}_{\max }=\underset{l=\mathrm{1,2}\·\·\·,A_n}{\arg \max }\left({\mathrm{CQI}}_{\max }^s\right);$

步骤S04：确认使用的调度CQI： ${\mathrm{CQI}}_{\mathrm{sche}}={\mathrm{CQI}}_{\max }^w;$

步骤S05： $R_p^w=N\left(P_{\mathrm{DL}}^w\right),$ w＝{1，2…，A_n}中确定每根天线CQI为CQI_sche的资源单位的个数 $S_{\max }^x=\arg \max \left(R_p^w\right),$ w＝{1，2…，A_n}，x∈{A_n}；

步骤S06：根据 $S_{\max }^x=\arg \max \left(R_p^w\right),$ w＝{1，2…，A_n}，x∈{A_n}，确定CQI为CQI_sche的资源单位的个数最多的天线，选取该天线中的一个资源单位RU_g ^w，g∈k，w＝{1，2…，An}进行资源分配，并记录到预占用资源集合R′_λAn中；

步骤S07：计算本次调度可以发送的数据量BO_Si，以及剩余的需要发送的数据量 ${\mathrm{BO}}_{L_i}={\mathrm{BO}}_{R_i}-{\mathrm{BO}}_{S_i},$ 如果BO_Li＝＝0，则调度完成，否则执行步骤S08；

步骤S08：如果BO_Ri大于或等于调度门限Q_limit，则满足调度要求，调度成功，到步骤S13；否则，统计***是否还存在剩余资源，即计算 $R_{L_{A_n}}=P_a^w-{R^{\′}}_{{\mathrm{\λ}}_{A_n}};$

步骤S09：如果 $R_{L_{A_n}}==\mathrm{\φ},$ 则已经不满足调度条件调度失败；否则，执行步骤S10；

步骤S10：从 $C_{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{DL}}^w}=\{C^1,C^2\·\·\·{,C}^k\}$ 集合中找C^r＝＝CQI_sche，r∈k的资源，如果没找到执行步骤S11，否则执行步骤S12；

步骤S11：从 $C_{{\mathrm{\λ}}_{\mathrm{DL}}^w}=\{C^1,C^2\·\·\·,C^k\}$ 集合中找次小CQI_temp，如果找到，则使得CQI_sche＝CQI_temp，到步骤S12；否则，不满足调度条件，调度失败；

步骤S12：按照步骤5到步骤11的流程重新分配资源；

步骤S13：当调度成功后，确认占用的资源 $R_{{\mathrm{\λ}}_{A_n}}={R^{\′}}_{{\mathrm{\λ}}_{A_n}},$ 调度器完成调度。

参见图3，本发明实施例还提供一种基站，该基站包括：

第一确定单元301，用于确定各个天线当前可分配的资源集合，以及所述每个资源集合中各个资源单位对于调度用户的信道质量；

第二确定单元302，用于确定所述信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为调度信道质量；

第三确定单元303，用于确定所述各个天线具有所述调度信道质量的资源单位；

资源调度单元304，用于选取所述具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。

所述第二确定单元302包括：

排序单元，用于对于所述各个天线，将该天线可分配的资源集合中各个资源单位所对应的信道质量进行排序；

选择单元，用于对于所述各个排序结果，选取该排序结果中最好的信道质量；

获取单元，用于获取所述选取的各个信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为所述调度信道质量。

所述选择单元包括：

数量单元，用于对于所述各个天线，确定该天线具有所述调度信道质量的资源单位的数量；

筛选单元，用于选择所述数量最大的天线，从该天线中选取具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。

所述资源调度单元304包括：

资源单元，用于选取一个天线中具有所述调度信道质量的一个资源单位；

调度单元，用于利用所述选取的一个资源单位进行调度。

该基站进一步包括：

计算单元305，用于根据本次调度可以发送的数据量和需要发送的数据量，计算剩余的需要发送的数据量；

查找单元306，用于在所述剩余的需要发送的数据量不为空时，从所述各个天线当前可分配的资源集合中查找信道质量为所述调度信道质量的资源单位；

第一通知单元307，用于在所述查找单元查找到满足条件的资源单位时，通知所述资源调度单元选取所述查找到的资源单位进行调度。

该基站进一步包括：

信道更新单元308，用于在所述查找单元未查找到满足条件的资源单位时，从所述各个资源集合中查找信道质量低于所述调度信道质量的资源单位；

第二通知单元309，用于通知所述资源调度单元选取所述查找到的资源单位进行调度。

该基站进一步包括：

判断单元310，用于判断本次调度可以发送的数据量是否大于或等于设置的调度门限值，若不是，则通知所述计算单元计算剩余的需要发送的数据量。

该基站进一步包括：

结束单元311，用于在所述判断单元判断本次调度可以发送的数据量大于或等于设置的调度门限值时，资源调度结束，利用调度结果中的资源单位进行数据发送。

总上，本发明的有益效果在于：

本发明实施例提供的方案中，通过选取所有天线中当前信道质量最好的资源单位进行调度，从而为用户提供了更好的服务，***资源得到了合理的利用。

进一步的，在一次调度后，通过判断本次调度可以发送的数据量是否满足设置的调度门限值，在本次调度可以发送的数据量小于调度门限值时，才继续进行资源调度，以调度门限作为调度完成的条件，能够有效的避免一些用户占用较多的资源，而其他一些用户的不到服务的情况，使***更好的为更多的用户提供服务。

更进一步的，在还剩余需要发送的数据量，而对应信道质量为调度信道质量的资源单位不存在的情况下，通过降低CQI，选取信道质量低于当前调度信道质量的资源单位进行调度，资源调度更加灵活，并很好的保证了业务服务质量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (16)

1.一种基于正交频分复用多用户多天线的资源调度方法，其特征在于，该方法包括： 

确定各个天线当前可分配的资源集合，以及所述每个资源集合中各个资源单位对于调度用户的信道质量； 

确定所述信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为调度信道质量，并确定所述各个天线具有所述调度信道质量的资源单位； 

选取所述具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。 

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为调度信道质量包括： 

对于所述各个天线，将该天线可分配的资源集合中各个资源单位所对应的信道质量进行排序； 

对于所述各个排序结果，选取该排序结果中最好的信道质量； 

获取所述选取的各个信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为所述调度信道质量。 

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选取所述具有所述调度信道质量的资源单位进行调度包括： 

对于所述各个天线，确定该天线具有所述调度信道质量的资源单位的数量； 

选择所述数量最大的天线，从该天线中选取具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。 

4.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，选取所述具有所述调度信道质量的一个资源单位进行调度。 

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括： 

根据本次调度可以发送的数据量和需要发送的数据量，计算剩余的需要发送的数据量，若剩余的需要发送的数据量不为空，则从各个天线当前可分配的资源集合中查找信道质量为所述调度信道质量的资源单位，若查找到，则选取所述查找到的资源单位进行调度。 

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在未查找到信道质量为所述调度信道质量的资源单位时，该方法进一步包括：

从所述各个资源集合中查找信道质量低于、且最接近于所述调度信道质量的资源单位，选取所述查找到的资源单位进行调度。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在计算剩余的需要发送的数据量之前，该方法进一步包括：

判断本次调度可以发送的数据量是否大于或等于设置的调度门限值，若不是，则计算剩余的需要发送的数据量。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在判断本次调度可以发送的数据量大于或等于设置的调度门限值时，该方法进一步包括：

资源调度结束，利用调度结果中的资源单位进行数据发送。

9.一种基站，其特征在于，该基站包括：

第一确定单元，用于确定各个天线当前可分配的资源集合，以及所述每个资源集合中各个资源单位对于调度用户的信道质量；

第二确定单元，用于确定所述信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为调度信道质量；

第三确定单元，用于确定所述各个天线具有所述调度信道质量的资源单位；

资源调度单元，用于选取所述具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。

10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，所述第二确定单元包括：

排序单元，用于对于所述各个天线，将该天线可分配的资源集合中各个资源单位所对应的信道质量进行排序；

选择单元，用于对于所述各个排序结果，选取该排序结果中最好的信道质 量；

获取单元，用于获取所述选取的各个信道质量中最好的信道质量，将该信道质量作为所述调度信道质量。

11.如权利要求9所述的基站，其特征在于，所述选择单元包括：

数量单元，用于对于所述各个天线，确定该天线具有所述调度信道质量的资源单位的数量；

筛选单元，用于选择所述数量最大的天线，从该天线中选取具有所述调度信道质量的资源单位进行调度。

12.如权利要求9或11所述的基站，其特征在于，所述资源调度单元包括：

资源单元，用于选取一个天线中具有所述调度信道质量的一个资源单位；

调度单元，用于利用所述选取的一个资源单位进行调度。

13.如权利要求9所述的基站，其特征在于，该基站进一步包括：

计算单元，用于根据本次调度可以发送的数据量和需要发送的数据量，计算剩余的需要发送的数据量；

查找单元，用于在所述剩余的需要发送的数据量不为空时，从所述各个天线当前可分配的资源集合中查找信道质量为所述调度信道质量的资源单位；

第一通知单元，用于在所述查找单元查找到满足条件的资源单位时，通知所述资源调度单元选取所述查找到的资源单位进行调度。

14.如权利要求13所述的基站，其特征在于，该基站进一步包括：

信道更新单元，用于在所述查找单元未查找到满足条件的资源单位时，从所述各个资源集合中查找信道质量低于、且最接近于所述调度信道质量的资源单位；

第二通知单元，用于通知所述资源调度单元选取所述查找到的资源单位进行调度。

15.如权利要求13所述的基站，其特征在于，该基站进一步包括：

判断单元，用于判断本次调度可以发送的数据量是否大于或等于设置的调度门限值，若不是，则通知所述计算单元计算剩余的需要发送的数据量。 

16.如权利要求15所述的基站，其特征在于，该基站进一步包括： 

结束单元，用于在所述判断单元判断本次调度可以发送的数据量大于或等于设置的调度门限值时，资源调度结束，利用调度结果中的资源单位进行数据发送。 

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