[发明专利]降低系统上行传输时延的三维资源动态分配方法和装置

说明书

技术领域

本发明是一种降低TD-LTE/TD-LTE-A系统上行传输时延的三维资源动态分配方法和装置，属于移动通信系统中无线资源管理研究领域。

背景技术

目前LTE已经能够提供高达100Mbps的下行速率，随着大规模MIMO和超高频传输技术的发展，1Gbps的实验局已经成功搭建，理论速率更是高达10Gbps。另一方面，随着手机硬件性能的大幅提升和应用程序爆发式的增长，用户需求从单一的语音业务发展为语音，流媒体，网页浏览，在线游戏等一系列业务相融合。业务也表现出种类多，时延要求高，速率变化范围大，突发性强的特点，因此需要更加高效灵活的资源管理方法。

传统的资源管理主要通过准入控制、功率控制、切换控制、无线资源调度和分配等方法来联合实现。其中，无线资源调度和分配算法主要有按序调度和分配的方法，考虑信道质量、传输数据包大小、HoL等待时间、用户公平性等独立因素的资源调度和分配算法。这些算法针对移动通信系统有限的无线资源的使用进行了优化设计，在一定程度上提高了系统的性能。未来移动通信系统将会提供更多的业务，无线资源也将呈现时域、频域、码域、空域的多维特性。因此，无线资源分配时采用较为单一的考虑标的已经不能满足需求，加之仅仅考虑某方面的性能往往会引起其他性能的恶化。所以，应该考虑在承载多业务条件下，从多维的角度来设计无线资源的分配算法，以最大限度的合理、充分利用无线资源，在不增加额外投入的情况下提高系统的性能。

发明内容

发明目的:本发明针对降低TD-LTE/TD-LTE-A系统上行传输时延的三维资源动态分配方法进行研究，面向实际工程应用，将上行时域，频域和空域三维资源相结合，提出了一种能够降低移动通信系统传输时延及资源块分配复杂度的方法和装置，能够简单快速地实现多用户多业务场景下的上行三维资源分配。

技术方案:为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种降低TD-LTE/TD-LTE-A系统上行传输时延的三维资源动态分配方法，其特征在于，在每次运行周期中重复以下几个步骤：

第一步：将用户集Ω_UE＝{UE₁,UE₂,…,UE_i,…,UE_N},i＝1,…,N所包含的业务根据不同性能要求进行分组，建立业务分组表；

第二步：根据用户i属于业务分组j的业务的长期时延和长期速率，以及业务分组j的时延门限和业务分组j的速率要求值，计算出用户i属于业务分组j的业务的资源占用优先权参数PRI_i,j(t)；

第三步：根据用户i在t时刻的最大速率、长期速率、待发送数据量的缓存大小和优先权参数计算出时域的调度优先级T_i(t)，并据此对用户进行时域调度(TDPS)，按照T_i(t)递减的顺序依次对用户进行调度，直至系统无资源可分配时停止调度。

第四步：根据用户i在资源块m上所能达到的最大速率、长期速率和T_i(t)计算出频域的调度优先级F_i,m，并据此对TDPS中确定的待调度用户进行资源块(RB)的分配，在未分配的RB集和未分配的用户集中选择F_i,m最大的RB-UE对{RB_x,UE_y}，将RB_x分配给UE_y并以RB_x为中心向两边扩展，将相邻的未被分配的RB分配给UE_y直到左右两边的资源块都不可扩展或者分配的RB个数已经大于等于用户需要的RB个数；

第五步：根据信道质量选择空域资源的传输方式，当信噪比SINR＞SINR₀时，选择使用空间复用传输数据，反之，则选择使用空间分集传输数据，其中，SINR₀为选择传输方式的门限值；

第六步：时域、频域和空域三维资源分配的相关计算结束后，生成三维资源映射表，表中包含获得调度资格的用户清单、用户和资源块的对应关系清单和MIMO的发送形式；系统对映射表进行查表操作，根据表中数据进行快速的资源分配；

每次调度和RB分配的过程是在传输时间间隔的倍数重复以上第一步到第六步。

所述第一步中根据