CN102892200A - 一种用于上行多用户mimo的调度方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于上行多用户MIMO的调度方法，包括，确定可进行多用户MIMO配对的待配对UE，根据配对准则获取满足配对条件的待配对UE对；获取待配对UE对中各UE配对后的调制编码格式MCS等级；根据配对后的MCS等级计算配对后可获得的吞吐量，以及获得所有配对UE对的吞吐量提升量；根据所述辅UE的CCE集合度因子、配对UE配对后的性能提升量因子以及辅UE的优先级因子对所述配对UE进行调度。本发明还提供了一种用于上行多用户MIMO的调度装置。采用本发明的技术方案，基站侧充分利用UE间配对信息，有利于对该UE进行更合适的配对和调度；让PDCCH资源得到合理利用，***吞吐量得到了保证。

Description

一种用于上行多用户MIMO的调度方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地涉及一种用于上行多用户MIMO的调度方法和装置。 

背景技术

在无线通信***中，为提高数据传输速率及***吞吐量，采用多输入多输出(MIMO，Multi-Input and Multi-Output)技术是一个有效的方案。而在实际的单用户MIMO传输中，用户端如果采用多天线进行传输，则需要用户有多个功率放大器，为了保证终端手机的轻巧，这在实际中是很难实现的。因此，为了解决这个问题，上行的MIMO并不是实际意义上的MIMO***，上行MU-MIMO(多用户MIMO)又称为虚拟MIMO，它是基站选取两个或者多个单天线用户在同样的时频资源块里传输数据。由于信号来自不同的用户，经过不同的信道，用户间互相干扰的程度不同，因此，基站端必须采取有效的调度方法使得配对用户间的干扰尽可能的小，同时由于上行调度许可PDCCH(Physical Downlink Control Channel，物理下行控制信道)CCE(Control Channel Element，控制信道单元)资源受限，因此如何采用更有效的调度方法，使得配对用户配对后能够在无线链路可靠传输，同时整个***的吞吐量能够得到最大量的提升。 

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供了一种用于上行多用户MIMO的调度方法，以保证配对后无线链路传输的可靠性和鲁棒性，同时使得***的吞吐量得到最大量的提升；本发明还提供了一种用于上行多用户MIMO的调度装置。 

为解决上述问题，本发明提供了一种用于上行多用户MIMO的调度方法，包括， 

确定可进行多用户MIMO配对的待配对UE，即主调UE和辅UE，根据配对准则获取满足配对条件的待配对UE对； 

获取待配对UE对中各UE配对后的调制编码格式MCS等级； 

根据配对后的MCS等级计算配对后可获得的吞吐量，以及获得所有配对UE对的吞吐量提升量； 

根据所述辅UE的CCE集合度因子、配对UE配对后的性能提升量因子以及辅UE的优先级因子对所述配对UE进行调度。 

进一步地，确定可进行多用户MIMO配对的待配对UE，即主调UE和辅UE，具体为， 

根据UE的优先级进行调度； 

所有已分配到资源的UE组成待配对的主调UE队列，而其他没有分配的资源的调度UE作为与各主UE待配对的辅UE队列。 

进一步地，确定可进行多用户MIMO配对的待配对UE包括主调UE和辅UE，具体为， 

选择优先级最高的UE进行资源分配，该UE确定为主调UE； 

循环其他待调度的UE，按照判断与已调度UE是否满足多用户MIMO配对准则，如果满足，则将该用户为主调UE可配对的辅UE，将该UE加入主调UE的可配对辅UE队列。 

进一步地，若存在多个用户与主调UE满足MU-MIMO配对条件，则计算满足条件的可配对用户的调度因子，选择调度因子最大的辅UE与主调UE进行配对。 

进一步地，所述获取待配对UE对中各UE配对后的调制编码格式MCS等级包括， 

根据待配对UE信道间的相关性计算待配对UE配对后的信号与干扰加噪声比SINR值，获取配对后的调制编码格式MCS等级。 

进一步地，根据配对后的MCS等级计算配对后可获得的吞吐量包括， 

根据配对后的MCS等级得到MCS索引I_MCS，然后根据I_MCS与和TBS索引 I_TBS对应表查表得到I_TBS，并根据I_TBS和UE分配的无线承载RB数确定传输块大小，以得到配对后可获得的吞吐量。 

进一步地，所述获得所有配对UE对的吞吐量提升量具体为， 

UE吞吐量提升量为配对UE配对后传输块大小的总和与主调UE、辅UE配对前传输块的较大者的差值。 

进一步地，所述根据所述辅UE的CCE集合度、配对UE配对后的性能提升量以及辅UE的优先级因子对所述配对UE进行调度具体为， 

计算调度因子，然后按照调度因子的大小顺序调度MU-MIMO配对UE对； 

所述调度因子为 

W＝W₁*UePriority+W₂*UeAggregationLevel+W₃*UeDeltaThroughput； 

其中W₁、W₂、W₂分别为UE优先级加权因子、UE CCE集合度的加权因子和配对UE性能提升量的加权因子，UePriority、UeAggregationLevel、UeDeltaThroughput分别为用户的优先级因子，UE上行调度授权控制信道的CCE集合度因子，及用户配对后的吞吐量提升量因子。 

本发明还提供了一种用于上行多用户MIMO的调度装置，其特征在于，包括， 

UE确定单元，确定可进行多用户MIMO配对的待配对UE，即主调UE和辅UE， 

UE配对单元，根据配对准则获取满足配对条件的待配对UE对； 

吞吐提升量计算单元，获取待配对UE对中各UE配对后的调制编码格式MCS等级；根据配对后的MCS等级计算配对后可获得的吞吐量，以及获得所有配对UE对的吞吐量提升量； 

配对UE调度单元，根据所述辅UE的CCE集合度因子、配对UE配对后的性能提升量因子以及辅UE的优先级因子对所述配对UE进行调度。 

进一步地，所述配对UE调度单元具体用于， 

计算调度因子，然后按照调度因子的大小顺序调度MU-MIMO配对UE对； 

所述调度因子为 

W＝W₁*UePriority+W₂*UeAggregationLevel+W₃*UeDeltaThroughput 

其中W₁、W₂、W₃分别为UE优先级加权因子、UE CCE集合度的加权因子和配对UE性能提升量的加权因子，UePriority、UeAggregationLevel、UeDeltaThroughput分别为用户的优先级因子，UE上行调度授权控制信道的CCE集合度因子，及用户配对后的吞吐量提升量因子。 

采用本发明的技术方案，一方面，让基站侧充分利用UE间配对信息，有利于对该UE进行更合适的配对和调度；另一方面，让PDCCH资源得到更合理的利用，***吞吐量能够得到保证。 

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中： 

图1是本发明多用户MIMO的调度方法流程图； 

图2是以SU-SIMO为主进行多用户MIMO配对流程图； 

图3是以多用户MIMO为主体进行配对与资源分配流程图； 

图4是一种用于上行多用户MIMO的调度装置结构图。 

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

图1为本发明多用户MIMO的调度方法流程图，如图1所示，本发明方法主要包括以下步骤： 

步骤S101，基站端确定预进行MU-MIMO配对的用户设备UE，包含主调 UE和辅UE； 

步骤S102，根据多用户MIMO的配对准则，计算满足配对条件的待配对UE对信道的相关性，越不相关配对后的性能会更好； 

在两发两收***中，待配对UE对的信道矩阵分配为[h₁₁，h₂₁]和[h₁₂，h₂₂]，如果两UE的信道完全正交，即 $\left[\begin{array}{cc}{h}_{11}& h_{21}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{h}_{12}^{*}\\ h_{22}^{*}\end{array}\right]=0,$ 则配对UE在相同的时频资源上传输两数据流间不会存在流间干扰；可见配对UE对信道间正交性越好，配对后性能将会越好。 

步骤S103，根据待配对UEs信道间的相关性计算待配对UE配对后的SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio，信号与干扰加噪声比)值，从而获取新的MCS(Modulation and Coding Scheme，调制编码集)等级； 

由于待配对UE将在相同的时频资源上传输数据，两UE的数据流必然将产生相互间干扰。 

步骤S104，根据配对后的MCS等级得到I_MCS，I_MCS＝MCS，然后根据I_MCS与和I_TBS对应表查表得到I_TBS，最后根据I_TBS和UE分配的RB(无线承载)数通过查Transport block表确定传输块大小，得到配对后可获得的吞吐量； 

I_MCS与和I_TBS对应表为协议3GPP TS36.213中表格8.6.1-1；TbSize表为协议3GPP TS36.213中表7.1.7.2.1。 

步骤S105，计算所有待配对UE对的吞吐量提升量； 

UE吞吐量提升量为配对UE配对后传输块大小的总和与主调UE、辅UE配对前传输块的较大者的差值，即DeltaTb＝TbSize1’+TbSize2’-max(TbSize1，TbSize2)，其中TbSize1和TbSize2分别为主调UE和辅UE配对前传输的传输块大小； 

步骤S106，根据辅UE的CCE集合度、配对UE配对后的性能提升量以及辅UE的优先级因子对配对UE进行调度。 

具体的MU-MIMO配对的调度方法就是按照下面的公式计算调度因子，然后按照调度因子的大小顺序调度MU-MIMO配对用户对。 

定义调度因子： 

W＝W₁*UePriority+W₂*UeAggregationLevel+W₃*UeDeltaThroughput 

其中W₁、W₂、W₃分别为UE优先级、UE CCE集合度的加权因子和配对 UE性能提升量的加权因子，其中可根据实际情况调整加权比重因子。下面给出UePriority、UeAggregationLevel、UeDeltaThroughput分别为用户的优先级因子，UE上行调度授权控制信道的CCE集合度因子，及用户配对后的吞吐量提升量因子，在可进行MU-MIMO配对的用户中综合考虑这些用户的优先级、所需的控制信道资源还有对***容量的提升等因素。在实际中，可以根据***的实际情况来选择各权重因子，例如当***当前CCE不受限时，可将CCE集合度的权重因子W₂设为0，仅考虑配对UE的优先级和吞吐量提升量；当希望***的吞吐量最大化时，而不完全不考虑用户的优先级时，可以将优先级的加权因子W₁设定为0。 

实施例一 

假设此时***希望根据优先级队列调度优先高的UE，即以单用户为主，然后在以SU-SIMO(单用户单输入多输出)为主的条件下，如果若可进行多用户MIMO则进行配对，采取该调度方法可以保障优先级较高用户的性能，同时保障了***的性能。 

如图2所示，是以SU-SIMO为主进行多用户MIMO配对流程图，基站端确定预进行MU-MIMO配对的UE，包含主调UE和辅UE具体为， 

S201，根据UE的优先级进行调度，即分配资源，并确定RB数量、RB位置和MCS等级； 

S202，所有已分配到资源的UE组成待配对的主UE队列，而其他没有分配的资源的调度UE作为与各主UE待配对的辅UE队列。 

遍历待配对的主UE队列和辅UE队列，计算已分配资源UEs和待调度UEs之间信道的相关性，判断UEs之间是否满足配对条件，若满足，生成各已分配资源UEs的待配对UE队列； 

确定满足MU-MIMO配对的用户对后，进行上述步骤S103至S105，然后根据用户的优先级因子，用户上行调度授权控制信道的CCE集合度因子，及用户配对后的吞吐量提升量因子的优先级因子计算MU-MIMO用户对的调度因子。下面给出一种这三个因子的计算方法，但不具体局限于此种方法。 

辅UE优先级因子：按照优先级对辅UE进行排序得到各辅UE的UeSortedIndex，统计可进行配对的辅UE数目TotalUeNum，优先级最高UE的 UePriority＝(TotalUeNum+1-UeSortedIndex)/TotalUeNum。假设TotalNum为5，则按照优先级各UE的Priority分别为5/5、4/5、3/5、2/5、1/5； 

CCE集合度因子：根据TS36.213协议上行授权的控制信道CCE集合度存在1、2、4、8四种值，因此相应的CCE集合度因子UeAggregationLevel分别为1、1/2、1/4、1/8；因此可以根据辅UE上行授权需要的CCE数目得到CCE集合度因子UeAggregationLevel。 

吞吐量提升量因子：吞吐量提升量为DeltaTb＝TbSize1’+TbSize2’-max(TbSize1，TbSize2)；首先求取所有待配对UE对中吞吐量提升量的最大值MaxDeltaTbs，然后将计算各待配对UE对的UeDeltaThroughput＝实际的吞吐量提升量/MaxDeltaTbs。 

实施例二： 

这种方法是以多用户MIMO为主体，属于一边进行配对一边进行资源分配。具体的操作如下： 

如图3所示，是以多用户MIMO为主体进行配对与资源分配流程图，基站端确定预进行MU-MIMO配对的用户，包含主调UE和辅UE具体为， 

S301，选择优先级最高的用户i进行资源分配，该用户确定为主调UE； 

S302，循环其他待调度的用户，按照判断与已调度用户i是否满足MU-MIMO配对条件，如果满足，则将该用户为主调UEi可配对的辅UE，将该用户加入主调UEi的可配对辅UE队列； 

如果主调UE没有找到可以与其配对的用户，则该主调UE单独进行资源分配，不进行MU-MIMO配对； 

如果只存在单个用户与主调UE满足MU-MIMO配对条件，则这两个用户进行MU-MIMO配对。 

如果存在多个用户与主调UE满足MU-MIMO配对条件，则计算满足条件的可配对用户的调度因子，选择调度因子最大的用户与主调UE进行配对。 

进一步地，确定满足MU-MIMO配对的用户对后，进行上述步骤S103至S105，根据辅UE的CCE集合度、配对UE配对后的性能提升量以及辅UE的优先级因子计算调度因子，选择调度因子最大的用户与主调UE进行配对后对 配对UE进行调度。 

上述方法实施时，直到没有可调度的用户或者没有可分配的资源位置。 

如图4所示，是一种用于上行多用户MIMO的调度装置结构图，提供了一种用于上行多用户MIMO的调度装置，包括， 

UE确定单元，确定可进行多用户MIMO配对的待配对UE，即主调UE和辅UE， 

UE配对单元，根据配对准则获取满足配对条件的待配对UE对； 

吞吐提升量计算单元，获取待配对UE对中各UE配对后的调制编码格式MCS等级；根据配对后的MCS等级计算配对后可获得的吞吐量，以及获得所有配对UE对的吞吐量提升量； 

配对UE调度单元，根据所述辅UE的CCE集合度因子、配对UE配对后的性能提升量因子以及辅UE的优先级因子对所述配对UE进行调度。 

上述装置中，所述配对UE调度单元具体用于， 

计算调度因子，然后按照调度因子的大小顺序调度MU-MIMO配对UE对； 

所述调度因子为 

W＝W₁*UePriority+W₂*UeAggregationLevel+W₃*UeDeltaThroughput 

其中W₁、W₂、W₃分别为UE优先级加权因子、UE CCE集合度的加权因子和配对UE性能提升量的加权因子，UePriority、UeAggregationLevel、UeDeltaThroughput分别为用户的优先级因子，UE上行调度授权控制信道的CCE集合度因子，及用户配对后的吞吐量提升量因子。 

上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。 

Claims (10)

1.一种用于上行多用户MIMO的调度方法，其特征在于，包括，

确定可进行多用户MIMO配对的待配对UE，即主调UE和辅UE，根据配对准则获取满足配对条件的待配对UE对；

获取待配对UE对中各UE配对后的调制编码格式MCS等级；

根据配对后的MCS等级计算配对后可获得的吞吐量，以及获得所有配对UE对的吞吐量提升量；

根据所述辅UE的CCE集合度因子、配对UE配对后的性能提升量因子以及辅UE的优先级因子对所述配对UE进行调度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定可进行多用户MIMO配对的待配对UE，即主调UE和辅UE，具体为，

根据UE的优先级进行调度；

所有已分配到资源的UE组成待配对的主调UE队列，而其他没有分配的资源的调度UE作为与各主UE待配对的辅UE队列。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定可进行多用户MIMO配对的待配对UE包括主调UE和辅UE，具体为，

选择优先级最高的UE进行资源分配，该UE确定为主调UE；

循环其他待调度的UE，按照判断与已调度UE是否满足多用户MIMO配对准则，如果满足，则将该用户为主调UE可配对的辅UE，将该UE加入主调UE的可配对辅UE队列。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若存在多个用户与主调UE满足MU-MIMO配对条件，则计算满足条件的可配对用户的调度因子，选择调度因子最大的辅UE与主调UE进行配对。

5.根据权利要求1至4任一所述的方法，其特征在于，所述获取待配对UE对中各UE配对后的调制编码格式MCS等级包括，

根据待配对UE信道间的相关性计算待配对UE配对后的信号与干扰加噪声比SINR值，获取配对后的调制编码格式MCS等级。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据配对后的MCS等级计算配对后可获得的吞吐量包括，

根据配对后的MCS等级得到MCS索引I_MCS，然后根据I_MCS与和TBS索引I_TBS对应表查表得到I_TBS，并根据I_TBS和UE分配的无线承载RB数确定传输块大小，以得到配对后可获得的吞吐量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获得所有配对UE对的吞吐量提升量具体为，

UE吞吐量提升量为配对UE配对后传输块大小的总和与主调UE、辅UE配对前传输块的较大者的差值。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述根据所述辅UE的CCE集合度、配对UE配对后的性能提升量以及辅UE的优先级因子对所述配对UE进行调度具体为，

计算调度因子，然后按照调度因子的大小顺序调度MU-MIMO配对UE对；

所述调度因子为

W＝W₁*UePriority+W₂*UeAggregationLevel+W₃*UeDeltaThroughput；

其中W₁、W₂、W₃分别为UE优先级加权因子、UE CCE集合度的加权因子和配对UE性能提升量的加权因子，UePriority、UeAggregationLevel、UeDeltaThroughput分别为用户的优先级因子，UE上行调度授权控制信道的CCE集合度因子，及用户配对后的吞吐量提升量因子。

9.一种用于上行多用户MIMO的调度装置，其特征在于，包括，

UE确定单元，确定可进行多用户MIMO配对的待配对UE，即主调UE和辅UE，

UE配对单元，根据配对准则获取满足配对条件的待配对UE对；

吞吐提升量计算单元，获取待配对UE对中各UE配对后的调制编码格式MCS等级；根据配对后的MCS等级计算配对后可获得的吞吐量，以及获得所有配对UE对的吞吐量提升量；

配对UE调度单元，根据所述辅UE的CCE集合度因子、配对UE配对后的性能提升量因子以及辅UE的优先级因子对所述配对UE进行调度。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述配对UE调度单元具体用于，

计算调度因子，然后按照调度因子的大小顺序调度MU-MIMO配对UE对；

所述调度因子为

W＝W₁*UePriority+W₂*UeAggregationLevel+W₃*UeDeltaThroughput

其中W₁、W₂、W₃分别为UE优先级加权因子、UE CCE集合度的加权因子和配对UE性能提升量的加权因子，UePriority、UeAggregationLevel、UeDeltaThroughput分别为用户的优先级因子，UE上行调度授权控制信道的CCE集合度因子，及用户配对后的吞吐量提升量因子。

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