[发明专利]一种利用跨层反馈信息的OFDMA资源调度方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体为一种利用高层反馈信息来进行跨层的OFDMA资源调度方法。 

背景技术

多入多出-正交频分复用(MIMO-OFDM)是一种新的高速数据传输技术。MIMO技术通过采用多个发射天线和接收天线可以显著提高无线通信系统的信道容量，增强数据传输的可靠性。OFDM 技术可以把频率选择性衰落的信道转化成一组正交的平坦衰落的信道，因此可将OFDM 技术应用在MIMO 系统中来克服多径衰落的影响。MIMO-OFDM 技术被业界认为是第四代移动通信系统的主要物理层技术。 

正交频分多址接入（OFDMA （Orthogonal Frequency Division Multiple Access)）已经被很多新的无线通信系统所采用。OFDMA是OFDM数字调制方案的多用户版本。多址是通过将不同的子载波分配给不同的用户而实现的。同时，由于不同的用户在相同的子载波上具有不同的信噪比（Signal to Noise Ratio ：SNR），所以利用自适应的资源和功率分配可以得到很高的多用户增益。 

现在，许多类似于自适应多用户资源分配、自适应预编码等技术用到OFDMA系统，可以提高系统性能。但是对这些技术来说要获得比较好的性能，关键问题是基站获得比较准确的信道状态信息（Channel State Information：CSI）。在无线通信系统中要获得比较准确的信道状态信息是比较具有挑战性的。无线信道存在着衰变特性，信道不仅在频域是选择性衰落，在时域也呈现快速衰落的特性。由于电波传播的主要方式是空间波、折射波、散射波以及它们的合成波，再加上移动台本身的运动，使得移动台与基站间的无线信道多变且难以控制。无线系统的时变性，使得在实际通信传输系统中，得到的CSI不及时。在频分复用（FDD）中，只能在接收端估计出CSI，然后反馈给发射端。所以，处理延时，反馈延时，系统开销，系统参数切换速率等等都是实际中要考虑的问题。由于反馈开销很大，因此跨层的资源调度就显的尤为重要。 

对于资源调度的算法已经研究的很深入，大多数算法可以分为二类： 

（1）已知准确的CSI，该类算法假设基站（Base Station：BS）端已知准确的信道信息。在这类算法中最大化系统容量可以通过将每一个子载波分配给具有最优信道的用户。但是在实际系统中，得到准确的CSI是不可实现的。因为，实际的系统中，无论是TDD，还是FDD，都无法避免的存在信道估计和预测的误差。

（2）已知部分CSI信息，为了得到部分的CSI信息，很多实际的无线通信系统都采用了有限反馈的方式，例如，在LTE系统中的量化反馈。为了降低系统的反馈开销，很多文献提出了自己的方案。但是，系统的性能很依赖于反馈的准确性，所以反馈开销和系统性能的折中尤其重要。同时，很多文献也在研究跨层的资源调度方案。如利用高层的反馈信息ACK/NAK（ACK：确认字符，NAK：否认字符，(Acknowledgement/Negative Acknowledge)）。ACK/NAK虽然不能提供信道状态的直接信息，但是可以提供间接但是很有用的信息。当NAK反馈给BS时，这意味着调度者对信道的估计过于乐观，因此此时需要调度者改变调度的策略。在文献[1]中作者假设信道模型是离散的，利用反馈回来的ACK/NAK信息和不完全准确的信道增益信息，作者提出了一种用户/速率调度和功率分配的近似调度算法。但是，该算法仅仅在信道模型是离散的时候才是有效的。但是，文献[1]中的不完全准确的信道增益信息是在TDD模式下，假设信道互异性的情况下，通过对上行链路的估计得到的，因此文献[1]的方法无法直接推广至FDD。同时，文献[2]为了完全的避免任何的系统反馈开销，作者仅仅利用ACK/NAK信息去做资源调度。但是，随着用户数的增加，系统的多用户增益将非常不明显。 

从上面的分析可以看出，系统反馈开销和系统性能的折中是很关键的。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种新的联合考虑ACK/NAK和用户反馈SNR的跨层资源调度方法。