[发明专利]一种用于TD-HSUPA室内多用户系统的用户调度及其配对方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于TD-HSUPA室内多用户系统的用户调度及其配对方法，属于无线MIMO系统移动通信的技术领域。

背景技术

TD-HSUPA(时分双工-高速上行分组接入)是TD-SCDMA(时分双工-同步码分复用接入)系统的演进版本，其目标是通过提高小区的吞吐量和高速率数据的覆盖来提高上行链路空中接口容量和终端用户的体验，其关键技术包括基站的快速调度、自适应调制编码方式的选择、上行快速混合自动重传和上行功率控制。相关技术标准已经在3GPP组织版本7的协议中体现。

MIMO(多输入多输出)技术通过在发射端和接收端配置多根天线，抑制信号的多径衰落和实现独立信号的并行传输，在不增加带宽的情况下，就能够提升传输正确率和系统频谱利用率，从而解决了未来移动通信系统大容量高速率传输和日趋紧张的频谱资源之间的矛盾，成为TD-SCDMA技术未来演进方向中必不可少的组成部分。3GPP已经在RAN#18次会议将其引入到TDD(时分双工)系统中。在系统引入MIMO技术后，假设发射端和接收端分别设有发射天线N_T根和接收天线N_R根，则理论上至少会有min(N_T，N_R)倍的系统吞吐量增益。

虽然MIMO技术前景广阔，但是，由于体积和成本的限制，用户终端很难配置多根天线。所以3GPP又提出将多个独立的用户终端进行配对而形成虚拟的上行多用户MIMO系统，从而进一步提升系统性能。与传统的单用户MIMO系统相比较，多用户MIMO系统能够获得多用户分集增益，提高传输正确率。

现有的多用户MIMO用户调度及其配对方法大多是针对LTE(长期演进)系统提出的，没有考虑TD-HSUPA的系统特征和关键技术；并且，现有方法多适用于室外场景。但是，市场调查表明，70％以上的高速无线传输发生在室内。然而，由于墙体的穿透损耗，室内场景的无线传播环境与室外场景的差异巨大。室内的TD-HSUPA场景通常为办公楼，每层楼面部署1～2个基站，每个基站设置8根分布式天线(参见图2所示)，且这些天线分布于不同的房间，分别为所在区域内的用户终端提供服务。因为墙体对信号的剧烈衰减，同一用户终端的上行信号在基站的8根天线上的接收功率会有巨大差异，所以设置在室内环境的基站都不进行天线间联合检测，通常是只检测1根天线所获取的用户终端所发送的数据。

综上所述，为了解决现有技术存在的各种缺陷，提升基站平均吞吐量和用户的公平性，并保持对现有协议的兼容，就必须提出一种新的适用于TD-HSUPA室内多用户MIMO系统的用户调度及其配对的方法。这个课题也就自然成为许多业内科技人员关注的焦点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于TD-HSUPA室内多用户系统的用户调度及其配对方法，本发明方法不需修改现有的通信协议，也不需要增加信令开销，而且计算复杂度低；只需在基站调度时，考虑其服务天线自身内的码间干扰和各个天线间的多用户干扰(在室内多天线传播环境中，上行多用户间干扰比较严重)，从而提升系统吞吐量和传输可靠性，明显提高系统增益。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于TD-HSUPA室内多用户系统的用户调度及其配对方法，其特征在于：根据增强上行物理信道E-PUCH的加权接收功率，基站将当前服务的各个用户终端分别接入到该基站的不同的分布式天线，根据系统预先优化设定的系统参数：该基站每个天线的接收功率门限最大值P_MAX和各个天线间的干扰门限最大值I_MAX，动态调度其分布式天线及每个天线内的用户终端，以实现码分复用和空间复用传输，从而提升用户终端的传输正确率和基站平均吞吐量。

本发明方法的创新特点和有益效果是：

在室内多用户场景下，本发明既考虑了用户公平性，又明显提升了基站平均吞吐量。在调度用户终端时，本发明既考虑了同一天线的最大功率门限，又兼顾了对已调度用户终端的干扰门限，所以能够很好地抑制码道间干扰和多天线干扰。

基站在调度用户终端时，先通过PF算法选定一个优先级最高的用户终端及为其服务的天线，然后对该服务天线所有码道资源进行分配；接着选定剩余的未被调度的用户终端中优先级最高的用户终端重复执行上述操作，直到为用户终端提供服务的天线数等于系统预设的最大复用天线数。因此，该方法进行调度的计算复杂度低，且计算工作量只与最大复用天线数成线性关系。