[发明专利]一种基于载波聚合的LTE-A系统多用户资源分配方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于载波聚合的LTE‑A系统多用户资源分配方法及系统，属于无线通信领域。首先在载波选择阶段确定好每个用户使用的具体载波，随后针对资源块分配制定了一个整数线性规划问题，并通过证明该整数线性规划问题的约束条件的系数矩阵为全幺模矩阵，将原始优化问题放松为可以利用现有的凸优化工具直接求解的线性规划问题。将多用户MIMO增益应用到载波聚合中，从而进一步提高了系统的吞吐量，在不同用户分布设置条件下均优于现有方法。该方法充分挖掘了多用户MIMO增益；考虑到实际通信系统每个资源块支持多用户的传输需要，避免了已有文献中每个资源块只能服务单用户的局限性。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种基于载波聚合的LTE-A系统多用户资源分配方法及系统。

背景技术

未来的通信系统对数据传输速率和服务质量提出了更高的要求，为了应对这一挑战，一方面需要采用MIMO等先进技术提升频谱效率，另一方面也需要更加合理地利用日益稀缺的无线资源。无线资源管理(RRM)旨在基于有限的频段和发射功率条件提升整个网络系统的吞吐量，或以保证服务质量及公平性为前提降低系统的带宽和功率。因此，需要根据系统中不同用户的业务特性以及QoS要求，在随机变化的信道状况下(由大尺度衰落和小尺度衰落造成)灵活地调整发射功率、用户分配、波束成形、数据传输速率、切换判别依据、调制方式、纠错编码策略等参数，从而最大限度地使无线电频谱、无线网络基础设施等资源得到更加充分的利用。

频谱聚合(或载波聚合)是3GPP在其新的LTE-Advanced标准中引入的，这是一种用于5G系统的候选无线电接口技术。自LTE-Advanced提出以来，支持载波聚合的LTE网络的无线资源管理概念得到了极大的关注。以往关于LTE-Advanced中无线资源管理的研究大多将载波选择、资源块(RB)分配和调制编码方案(MCS)分配视为完全独立的问题，导致了网络性能的下降。最近的研究(Rostami S,Arshad K,Rapajic P.Optimum radio resourcemanagement in carrier aggregation based LTE-advanced systems[J].IEEETransactions on Vehicular Technology,2017,67(1):580-589.)考虑将载波选择和资源块分配问题联合求解，构建了一个基于比例公平效用的整数线性规划问题并证明该问题可以简化为线性规划问题，从而以较低的复杂度进行最优求解。该算法在引入用户QoS约束和功耗约束后得到了进一步扩展。

值得注意的是，上述或解耦或联合的LTE-Advanced系统中的无线资源管理方案都假设每个资源块只能服务于一个用户，而在实际的通信系统中，希望每个资源块能够分配给多用户以获得多用户增益，从而进一步提升系统吞吐量。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中无线资源管理方案都假设每个资源块只能服务于一个用户，每个资源块不能分配给多用户以获得多用户增益，从而导致系统吞吐量低的问题，提供一种基于载波聚合的LTE-A系统多用户资源分配方法及系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提出的一种基于载波聚合的LTE-A系统多用户资源分配方法，包括如下步骤：

获取用户在载波上单载波能力，根据单载波能力，为用户选择单载波能力较大的载波作为使用载波；

将待调度用户进行分组，遍历其所有分组情况；根据遍历用户组及使用载波，制定资源块分配优化问题及约束条件；

获取资源块分配优化问题的解，并结合多用户MIMO增益，实现资源分配。

优选地，获取单载波能力CC_m_cap的方法如下：