[发明专利]使用波束成形的无线通信系统中的资源调度

说明书

技术领域

本发明总体上涉及无线或蜂窝式通信，尤其涉及先进的资源调度。

背景技术

自适应或智能天线的使用被认为是用于增加无线或蜂窝式系统的 覆盖范围(coverage)和容量的关键特征之一。当在基站中应用波束成 形时，可以产生若干窄波束，与扇区(sector)/小区波束相比较，它可 以被创建以保持小区中的覆盖范围。图1A图示了扇区小区天线波束。 虽然扇区天线对于向该扇区小区中的所有移动体(mobile)传送广播和/ 或控制信息是有用的，但是可以使用自适应天线在仅仅覆盖该扇区小区 的一部分的窄波束内进行发射和接收。图1B显示了窄天线波束的示例。 图2图示了蜂窝式网络的示例，该蜂窝式网络具有发射扇区波束的基站、 发射多波束系统中可能波束中的一个波束的基站、和发射可操控波束的 基站。图3显示了自适应天线的一些好处，其中自适应天线的窄波束可 以针对预期的移动体，因此在下传(download)方向上散布较小的干扰。 该窄波束还在上行链路方向上抑制来自相邻小区干扰者的空间干扰。这 两个因素都增加了信号干扰增益，并因此增加了总体系统性能。

HSDPA(高速数据分组接入)是另一重要特征，该特征通过在许多用 户之中高效地共享小区中的公共资源、传输参数对瞬时无线电信道条件 的快速自适应、增加的峰值比特速率和减小的延迟来使得在容量和端用 户感知方面的改进得以实现。

快速调度是在给定的传输时间间隔(transmission time interval，TTI) 内选择要发送到哪些用户的机制。该调度器是HSDPA系统设计中的关 键单元，原因在于它控制共享资源在用户之间的分配，以及在很大的程 度上，确定系统的总体行为。实际上，该调度器决定服务于哪些用户， 以及与链路自适应机制紧密合作，对于每个用户应当使用哪种调制、功 率和多少码(code)。这产生了实际的端用户比特速率和系统容量。

为了改进在总的小区吞吐量方面的系统容量，该调度算法通常主要 根据用户设备(UE)所经受的信道状况做出它的决定；然而，它能够以灵 活的方式予以设计，以便考虑其它方面，诸如从时间资源看来的公平性 或平均比特速率。

在WCDMA HSDPA系统中，信道质量指示(channel quality indication，CQI)由UE来报告，并且被用于调度和链路自适应。由于CQI 严格地与公共导频信号的质量相连，所以它严重地受到干扰水平 (interference level)的影响。

快速调度器，通常位于无线电基站(radio base station，RBS)内，目标 是在每个TTI内服务于哪些用户，并且在所选择的用户之中分配可用的 信道化码(channelization code)和功率资源。在应用码复用的情形下， 通过使用被分配用于HSDPA相关信道的信道化码集的不同的部分，在 相同TTI内能够服务一个以上的用户。在文献中有若干用于实行在系统 容量与用户公平性之间的折衷方面的具体策略的若干调度算法。下面描 述最普通的算法。

轮询(round robin，RR)算法按顺序分配无线电资源给用户，它不是根 据该连接所经受的瞬时无线电信道状况做出它的决定。即使在访问无线 电资源方面达到了一定的程度的公平性，但系统性能并没有被最大化。

比例公平性(proportional fairness，PF)调度器更好地利用信道状况， 并确保所有的用户接收受保证的最小吞吐量，从而在用户之中提供了公 平性，以及系统性能改进。该调度器根据CQI信息、延迟和其它测量值 发送信息到某些用户。

最大C/I算法仅仅根据由UE报告的CQI信息做出用户选择。

在WCDMA多波束天线系统中的CQI报告是以辅助公共导频信道 (Secondary Common Pilot Channel，S-CPICH)的质量为基础的。

然而，现有的解决方案不能够使系统从通过窄波束/自适应天线技术 所承诺的容量/覆盖范围增益中获益。

发明内容

本发明的总体目标是改进用于使用多波束天线系统的蜂窝通信的 调度。

目标是改进保证和达到由窄波束/自适应天线技术所承诺的系统容 量/覆盖范围增益的可能性，并且高效地探测可用的无线电资源。