CN101583194A - 基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法及其系统，应用于频率复用系数为1、移动台配置单天线的无线通信场景，该方法包括步骤：根据各基站的地理位置确定协作基站集，称各协作基站集为虚拟小区；分别确定各移动台的服务基站，并将移动台分组为协作移动台以及传统移动台；确定资源分配比例；根据资源分配比例，优先调度协作移动台并为其分配资源；其次，调度传统移动台并为其分配资源。本发明的方法及其系统在全频带考虑系统的资源分配，复杂度低，资源的利用效率高，同时很好的保证了各用户的QoS需求。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术中的资源分配，特别涉及一种基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法及其系统。
背景技术
多用户多天线系统的传输技术的研究是当前极为重要和活跃的研究领域。在传统蜂窝系统中引入多天线可在很大程度上提高系统的整体性能，特别是小区中心的用户性能；然而小区边缘用户的性能无法获得较大的提升。其原因在于小区间干扰的存在，使得小区边缘为干扰受限区域。
为改善小区边缘用户的性能，基站协作技术成为了当前研究的热点。在LTE+的标准化工作中，基站协作系统被称之为“CoMP”技术，在基站协作系统中，通过基站间的联合发送、联合传输或联合用户调度等方法，使得小区边缘用户有效地消除或抑制了小区间干扰，随之性能得以大幅提高。
在基站协作系统中，由于某小区边缘移动台需要被多个基站共同服务，这就要求这些基站工作在相同的时频资源块上。因此需要研究基于基站协作的时频资源分配算法。从性能最优角度考虑，完全动态的频率规划和资源分配方案是最优的，既可以保证参与基站协作用户的服务质量，又可以保证所有时频资源的高效利用，然而该方法复杂度过高，不适用于实际系统，在韩国三星公司的LTE+标准化提案“R1-090613：Discussion of CoMP SU-MIMO”中提出了固定频率规划的方案，即对采用CoMP的多个小区划分出相同大小并且对应位置相同的频带，该方法尽管复杂度低，但是缺乏灵活性。
发明内容
本发明的目的是提供一种复杂度低，资源效率利用率高，适用于实际系统的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法及其系统，以克服现有技术存在的不足。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，应用于频率复用系数为1、移动台配置单天线的无线通信场景，该方法包括步骤：
S1.设定协作基站集包含的基站的数目，并根据各基站的地理位置确定协作基站集，所述协作基站集称为虚拟小区；
S2.将与各移动台之间的信道强度最大的各基站分别确定为对应移动台的服务基站，并根据各移动台与其服务基站间的信道强度将移动台分为协作移动台以及传统移动台；
S3.确定协作移动台与传统移动台之间的资源分配比例；
S4.根据所述资源分配比例，调度协作移动台并为其分配资源；
S5.根据所述资源分配比例，调度传统移动台并为其分配资源。
其中，步骤S2中，将与其服务基站的信道强度大于给定门限的移动台划分为传统移动台，将与其服务基站的信道强度小于给定门限的移动台划分为协作移动台。
其中，根据用户的QoS需求设定所述给定门限。
其中，步骤S1中，按所设定的数目选定地理位置相邻的基站构成所述协作基站集。
其中，所述协作基站集所包含的基站是3GPP LTE的NodeB。
其中，所述协作基站集所包含的基站是分布式基站中的远端射频单元。
其中，所述协作基站集所包含的基站是蜂窝系统的扇区。
其中，所述移动台是蜂窝系统的终端设备。
其中，所述移动台是WCDMA系统及其演进系统的用户设备。
其中，所述协作基站集所包含的基站与所述移动台的服务关系以子帧为单位动态更新。
其中，所述资源分配比例以帧为单位动态更新。
本发明还提供一种基于虚拟小区的基站间协作的资源分配系统，其应用于频率复用系数为1、移动台配置单天线的无线通信场景，该系统包括：虚拟小区构建单元，用于设定协作基站集包含的基站的数目，并根据各基站的地理位置确定协作基站集，所述协作基站集称为虚拟小区；移动台分组单元，用于将与各移动台之间信道强度最大的各基站分别确定为对应移动台的服务基站，并根据各移动台与其服务基站间的信道强度将移动台分组为协作移动台以及传统移动台；资源分配比例确定单元，用于确定协作移动台与传统移动台之间的资源分配比例；协作移动台调度单元，用于根据所述资源分配比例，调度协作移动台并为其分配资源；传统移动台调度单元，用于根据所述资源分配比例，调度传统移动台并为其分配资源。
本发明的方法及其系统在全频带考虑系统的资源分配，复杂度低，资源的利用效率高，同时很好的保证了各用户的QoS需求。
附图说明
图1为依照本发明实施方式的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法流程图；
图2为依照本发明实施方式的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配系统构成图；
图3为实施例的基站协作无线通信场景构成示意图；
图4为实施例的虚拟小区构建示意图；
图5为实施例的移动台对应服务基站的示意图。
具体实施方式
对本发明提出的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法及资源分配系统，结合附图和实施例说明如下。
如图1所示，本发明的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，该方法应用于频率复用系数为1，移动台配置单天线的基站协作无线通信场景，包括步骤：
S1.对于每一个数据传输子帧，根据用户QoS需求以及网络容量支持，设定协作基站集(为基站的集合)包含的基站的数目，并根据各基站的地理位置，选定地理位置相邻的设定数目个基站构成协作基站集，协作基站集称为虚拟小区；
S2.按照信道强度确定服务基站，具体来说，对于每个移动台，将与其之间的信道强度最大的那个基站确定为该移动台的服务基站，并根据各移动台与其服务基站间的信道强度将移动台分组：与其服务基站间的信道强度大于给定门限的移动台，被划分为传统移动台，与其服务基站间的信道强度小于给定门限的移动台，被划分为协作移动台，协作移动台需要虚拟小区内基站联合服务才能满足其QoS需求，其中，给定门限根据用户的QoS需求灵活设定；
S3.对于每一个数据传输帧，根据虚拟小区的大小，移动台的分组，以及用户的QoS需求，确定协作移动台和传统移动台间的资源分配比例，该比例以帧为单位可自适应调整；
S4.根据时频资源分配比例，调度协作移动台并为其分配资源；
S5.根据时频资源分配比例，调度传统移动台并为其分配资源。
其中，协作基站集所包含的基站是可以是3GPP LTE的NodeB、分布式基站中的远端射频单元、或蜂窝系统的扇区。移动台可以是蜂窝系统的终端设备或WCDMA系统及其演进系统的用户设备。
协作基站集所包含的基站与移动台的服务关系以子帧为单位动态更新。
资源分配比例以帧为单位动态更新。
如图2所示，本发明还提供一种基于虚拟小区的基站间协作的资源分配系统，该系统应用于频率复用系数为1、移动台配置单天线的无线通信场景，包括：虚拟小区构建单元，用于根据用户需求以及网络容量支持，设定协作基站集包含的基站的数目，并根据各基站的地理位置确定协作基站集，协作基站集称为虚拟小区；移动台分组单元，用于分别确定与各移动台信道强度最大的基站作为该移动台的服务基站，并根据各移动台与其服务基站间的信道强度将移动台分组为协作移动台以及传统移动台；资源分配比例确定单元，用于根据虚拟小区的大小，移动台的分组情况，以及用户服务需求，确定资源分配比例；协作移动台调度单元，用于根据资源分配比例，调度协作移动台并为其分配资源；传统移动台调度单元，用于根据资源分配比例，调度传统移动台并为其分配资源。
实施例
如图3所示，本实施例提供了一个频率复用系数为1，4个基站，8个移动台(即用户设备)的基站协作无线通信场景，本实施例的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法具体实施如下。
对于每一个数据传输子帧，根据用户需求以及网络容量支持，设定协作基站集包含的基站的数目为2，并根据各基站的地理位置，选定地理位置相邻的2个基站构成协作基站集，构建虚拟小区，如图4所示，两个圆框分别代表两个虚拟小区，每个虚拟小区内有两个基站；
对于每一个移动台，分别确定与各移动台信道强度最大的基站作为该移动台的服务基站，如图5所示，移动台1、2的服务基站为基站1，移动台4、6的服务基站为基站3，移动台3、5的服务基站为基站2，移动台7、8的服务基站为基站4，根据各移动台与其服务基站间的信道强度将移动台分组：移动台1、2、3、6、7、8处于小区中心区域，与其服务基站间的信道强度大于给定门限，分为传统移动台，移动台4、5与其服务基站间的信道强度小于给定门限，分为协作移动台，协作移动台需要虚拟小区内基站联合服务才能满足其QoS需求；
其中，给定门限根据用户的QoS需求灵活设定。
对于每一个数据传输帧，根据虚拟小区的大小，移动台的分组，以及用户服务需求，确定协作移动台以及传统移动台间的时频资源分配比例，若系统时频资源块总数为3，标记资源块为*1、*2、*3，可设定协作移动台以及传统移动台间的时频资源分配比例为1∶2；
对于每一个数据传输子帧，根据时频资源分配比例，对于图5左边的虚拟小区和协作移动台4，调度移动台4并为其分配时频资源块*1，对于图5右边的虚拟小区和协作移动台5，调度移动台5并为其分配时频资源块*1；
对于每一个数据传输子帧，根据时频资源分配比例，调度传统移动台并为其分配时频资源，移动台1在时频资源块*2或*3上被服务，移动台2在时频资源块*3或*2上被服务，移动台3在时频资源块*2或*3上被服务，移动台6在时频资源块*2或*3上被服务，移动台7在时频资源块*2或3*上被服务，移动台8在时频资源块*3或*2上被服务。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (12)
1、一种基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，应用于频率复用系数为1、移动台配置单天线的无线通信场景，该方法包括步骤：
S1.设定协作基站集包含的基站的数目，并根据各基站的地理位置确定协作基站集，所述协作基站集称为虚拟小区；
S2.将与各移动台之间信道强度最大的各基站分别确定为对应移动台的服务基站，并根据各移动台与其服务基站间的信道强度将移动台分为协作移动台以及传统移动台；
S3.确定协作移动台与传统移动台之间的资源分配比例；
S4.根据所述资源分配比例，调度协作移动台并为其分配资源；
S5.根据所述资源分配比例，调度传统移动台并为其分配资源。
2、如权利要求1所述的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，其特征在于，步骤S3中，将与其服务基站的信道强度大于给定门限的移动台划分为传统移动台，将与其服务基站的信道强度小于给定门限的移动台划分为协作移动台。
3、如权利要求2所述的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，其特征在于，根据用户的QoS需求设定所述给定门限。
4、如权利要求1所述的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，其特征在于，步骤S1中，按所设定的数目选定地理位置相邻的基站构成所述协作基站集。
5、如权利要求1-4中任一项所述的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，其特征在于，所述协作基站集所包含的基站是3GPPLTE的NodeB。
6、如权利要求1-4中任一项所述的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，其特征在于，所述协作基站集所包含的基站是分布式基站中的远端射频单元。
7、如权利要求1-4中任一项所述的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，其特征在于，所述协作基站集所包含的基站是蜂窝系统的扇区。
8、如权利要求1-4中任一项所述的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，其特征在于，所述移动台是蜂窝系统的终端设备。
9、如权利要求1-4中任一项所述的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，其特征在于，所述移动台是WCDMA系统及其演进系统的用户设备。
10、如权利要求1所述的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，其特征在于，所述协作基站集所包含的基站与所述移动台的服务关系以子帧为单位动态更新。
11、如权利要求1所述的基于虚拟小区的基站间协作的资源分配方法，其特征在于，所述资源分配比例以帧为单位动态更新。
12、一种基于虚拟小区的基站间协作的资源分配系统，应用于频率复用系数为1、移动台配置单天线的无线通信场景，该系统包括：
虚拟小区构建单元，用于设定协作基站集包含的基站的数目，并根据各基站的地理位置确定协作基站集，所述协作基站集称为虚拟小区；
移动台分组单元，用于将与各移动台之间信道强度最大的各基站分别确定为对应移动台的服务基站，并根据各移动台与其服务基站间的信道强度将移动台分组为协作移动台以及传统移动台；
资源分配比例确定单元，用于确定协作移动台与传统移动台之间的资源分配比例；
协作移动台调度单元，用于根据所述资源分配比例，调度协作移动台并为其分配资源；
传统移动台调度单元，用于根据所述资源分配比例，调度传统移动台并为其分配资源。
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Granted publication date: 20110511 Termination date: 20180618 |
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