CN103974434B - 一种用户调度方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用户调度方法，包括：将待调度用户划分为两类，其中，基站到所述第一类用户的信道质量高于到所述第二类用户的信道质量，确定调度周期内各个子帧的调度类型，对于用于上行传输的子帧，从上行用户中调度用户进行上行传输；对于用于下行传输的子帧，从下行用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进于上行传输。本发明还相应地公开了一种用户调度系统。本发明通过改进现有用户调度机制，在TDD系统中实现同频全双工传输，从而能够提高TDD系统的通信效率，并且，本发明对基站干扰消除能力的要求较低。

Description

一种用户调度方法及系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种用户调度方法及系统。

背景技术

时分同步码分多址（Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess，TD-SCDMA）通信系统和分时长期演进（Time Division Long Term Evolution，TD-LTE）通信系统采用了时分双工（Time Division Duplexing，TDD）方式，并将一个无线帧划分为10个子帧，用作下行子帧或上行子帧，通过配置不同的下行子帧数与上行子帧数来匹配不对称的上下行业务。

随着移动互联网业务量飞速增长，TDD系统的容量和覆盖问题（尤其是热点和室内）日益突出，不但需要设计更灵活的上下行子帧配置机制以匹配业务上下行动态特性，而且需要进一步提高TDD系统的频谱效率以增强网络容量。基于上述需求，在新一代通信系统设计中引入了低功率的高密度小区（如大量的微微基站）来提升频率复用率，而基于低功率基站的同频全双工传输技术则得到越来越深度的关注。

所谓同频全双工，主要思路是基站在相同频段和子帧中同时发送下行数据和接收上行数据，从而理论上可以成倍提升频谱效率。同频全双工需要在基站端分别配置接收天线和发射天线，基站在接收上行信号时需要对发送信号造成的干扰进行消除。目前已实现了73dB的干扰消除，若采用方向性天线，甚至可以消除113dB干扰，从而，已具备在低功率基站应用场景中实现同频全双工传输的条件。

由于干扰消除对硬件要求较高，因此同频全双工传输一般不在用户端操作，而是采用图1所示的方案实现，图1中，基站同时收发两个不同用户端的数据，以提高整个系统的传输效率，具体的，基站在同一个子帧中发送数据给UE1，在同样的子帧中接收UE2发送的数据。

但是，将图1所示的同频全双工传输方案应用到现有系统中会面临如下问题：

1、与基站同频全双工传输的两个用户，一个发送上行信号，另一个接收下行信号，这样上行信号会对另一个用户接收的下行信号造成干扰，而现有的多用户调度机制无法估计两个用户之间的干扰情况，导致该干扰不能避免或消除，从而会造成另一个用户接收下行数据失败，无法实现同频全双工传输，影响TDD系统的通信效率；

2、在同频全双工系统中，基站在接收上行用户的同时，向下行用户发送数据，这样下行发送信号会对上行接收信号造成干扰，从而提高对基站干扰消除能力的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用户调度方法及系统，能够提高TDD系统的通信效率，且对基站干扰消除能力的要求较低。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用户调度方法，将待调度用户划分为两类：第一类用户和第二类用户，其中，基站到所述第一类用户的信道质量高于到所述第二类用户的信道质量，该方法包括：

确定调度周期内各个子帧的调度类型，对于用于上行传输的子帧，从上行用户中调度用户进行上行传输；对于用于下行传输的子帧，从下行用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进于上行传输。

所述将待调度用户划分为两类包括：

如果待调度用户的参考信号接收质量RSRQ大于预设阈值，则将所述待调度用户划分为第一类用户；如果待调度用户的RSRQ不大于预设阈值，则将所述待调度用户划分为第二类用户。

所述确定调度周期内各个子帧的调度类型为：

如果下行子帧当前调度的下行用户为第一类用户，或者，上行子帧当前调度的上行用户为第二类用户，则确定所述子帧可用于全双工传输；

根据业务量需求，从所述可用于全双工传输的子帧中选择部分或全部子帧用于全双工传输，确定调度周期内除用于全双工传输的子帧之外的下行子帧用于下行传输，上行子帧用于上行传输。

所述对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进于上行传输为：

对于用于全双工传输的上行子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的下行子帧，从第二类用户中调度用户进于上行传输。

该方法还包括：对于被调度的用户，根据业务服务质量QoS参数，确定最小发送功率。

所述调度用户进行上行传输或下行传输为：

根据比例公平准则、最大吞吐量准则或信道质量指示CQI索引最大准则进行调度。

一种用户调度系统，包括：分类模块、调度类型确定模块和调度模块；其中，

所述分类模块，用于将待调度用户划分为两类：第一类用户和第二类用户，其中，基站到所述第一类用户的信道质量高于到所述第二类用户的信道质量；

所述调度类型确定模块，用于确定调度周期内各个子帧的调度类型；

所述调度模块，用于根据调度类型确定模块确定的结果，对于用于上行传输的子帧，从上行用户中调度用户进行上行传输；对于用于下行传输的子帧，从下行用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进于上行传输。

所述分类模块，具体用于在待调度用户的RSRQ大于预设阈值时，将所述待调度用户划分为第一类用户；在待调度用户的RSRQ不大于预设阈值时，将所述待调度用户划分为第二类用户。

所述调度类型确定模块，具体用于在下行子帧当前调度的下行用户为第一类用户，或者，上行子帧当前调度的上行用户为第二类用户时，确定所述子帧可用于全双工传输；之后，根据业务量需求，从所述可用于全双工传输的子帧中选择部分或全部子帧用于全双工传输，确定调度周期内除用于全双工传输的子帧之外的下行子帧用于下行传输，上行子帧用于上行传输。

所述调度模块，具体用于对用于全双工传输的上行子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输；对用于全双工传输的下行子帧，从第二类用户中调度用户进于上行传输。

所述调度模块，还用于根据业务服务质量QoS参数，确定对被调度用户的最小发送功率。

所述调度模块，具体用于根据比例公平准则、最大吞吐量准则或信道质量指示CQI索引最大准则进行调度。

本发明所述的用户调度方法及系统，将待调度用户划分为两类：第一类用户和第二类用户，其中，基站到所述第一类用户的信道质量高于到所述第二类用户的信道质量，确定调度周期内各个子帧的调度类型，对于用于上行传输的子帧，从上行用户中调度用户进行上行传输；对于用于下行传输的子帧，从下行用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进于上行传输。本发明通过改进现有用户调度机制，能够在TDD系统中实现同频全双工传输，从而能够提高TDD系统的通信效率，并且，本发明降低了被调度用户之间的干扰，从而降低了对基站干扰消除能力的要求。

附图说明

图1为一同频全双工传输示意图；

图2为本发明实施例一种用户调度方法流程示意图；

图3为本发明实施例采用LTE子帧配置1的帧结构示意图；

图4为本发明实施例一种用户调度系统结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：将待调度用户划分为两类：第一类用户和第二类用户，其中，基站到所述第一类用户的信道质量高于到所述第二类用户的信道质量，确定调度周期内各个子帧的调度类型，对于用于上行传输的子帧，从上行用户中调度用户进行上行传输；对于用于下行传输的子帧，从下行用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进于上行传输。

本发明实施例提出了一种用户调度方法，如图2所示，该方法包括：

步骤201：将待调度用户划分为两类：第一类用户和第二类用户，其中，基站到所述第一类用户的信道质量高于到所述第二类用户的信道质量。

这里，系统一般默认设置同频全双工传输周期，该调度周期包含N个子帧，N=1、2、3、……。在调度周期内，将用户分为两类：第一类用户和第二类用户。其中，基站到第一类用户的信道质量较好，基站到第二类用户的信道质量较差。

可选的，如果待调度用户的参考信号接收质量（Reference Signal ReceivedQuality，RSRQ）大于预设阈值，则将所述待调度用户划分为第一类用户；如果待调度用户的RSRQ不大于预设阈值，则将所述待调度用户划分为第二类用户。在现有应用中，所有待调度的用户会向基站发送SRS信号，基站根据接收到的SRS信号，便可进行RSRQ测量。

步骤202：确定调度周期内各个子帧的调度类型，对于用于上行传输的子帧，从上行用户中调度用户进行上行传输；对于用于下行传输的子帧，从下行用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进于上行传输。

例如，从N个子帧中选择K个子帧用于全双工传输，其余N-K个子帧中，T个子帧仅用于上行传输，L个子帧仅用于下行传输，即满足T+L=N-K。

需要说明的是，在全双工子帧中，下行仅调度第一类用户，上行仅调度第二类用户。

基于现有的TD-LTE帧结构，根据业务量及是否满足全双工传输条件，决定此子帧是否用于全双工传输。可选的，所述确定调度周期内各个子帧的调度类型为：

如果下行子帧当前调度的下行用户为第一类用户，或者，上行子帧当前调度的上行用户为第二类用户，则确定所述子帧可用于全双工传输；

根据业务量需求，从所述可用于全双工传输的子帧中选择部分或全部子帧用于全双工传输，确定调度周期内除用于全双工传输的子帧之外的下行子帧用于下行传输，上行子帧用于上行传输。

图3所示为采用LTE子帧配置1的帧结构示意图，如图3所示，子帧0、子帧5为下行子帧，子帧2、子帧2、子帧4、子帧7、子帧8、子帧9为上行子帧，那么，如果子帧0调度的下行用户为第二类用户，则子帧0不用于全双工传输；如果子帧5调度的下行用户为第一类用户，则子帧5可用于全双工传输；如果子帧2调度的上行用户为第一类用户，则子帧2不用于全双工传输；如果子帧3调度的上行用户为第二类用户，则子帧3可用于全双工传输。

可选的，所述对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进于上行传输为：

对于用于全双工传输的上行子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的下行子帧，从第二类用户中调度用户进于上行传输。

可选的，该方法还包括：对于被调度的用户，根据业务服务质量（Quality ofService，QoS）参数，确定最小发送功率。具体的，定义QoS阙值，若被调度的用户，其QoS大于阙值，则可适当降低发送功率，仅需满足QoS需求即可。

可选的，所述调度用户进行上行传输或下行传输为：

根据比例公平准则、最大吞吐量准则或信道质量指示（Channel QualityIndicator，CQI）索引最大准则进行调度。比如根据CQI索引最大准则，即为UE通过测量，将计算的信干噪比按照与CQI的对应关系，获得CQI的索引值。CQI索引值越大，说明其信号质量越好。

具体的：

若子帧用于上行传输，则基站根据比例公平法则或者最大吞吐量或者CQI索引最大的准则，调度一个上行用户；

若子帧用于下行传输，则基站根据比例公平法则或者最大吞吐量或者CQI索引最大的准则，调度一个下行用户；

若子帧用于全双工传输，则基站根据比例公平法则或者最大吞吐量或者CQI索引最大的准则，调度配对的上行用户及下行用户。

本发明实施例还相应地提出了一种用户调度系统，如图4所示，该系统包括：分类模块41、调度类型确定模块42和调度模块43；其中，

分类模块41，用于将待调度用户划分为两类：第一类用户和第二类用户，其中，基站到所述第一类用户的信道质量高于到所述第二类用户的信道质量；

调度类型确定模块42，用于确定调度周期内各个子帧的调度类型；

调度模块43，用于根据调度类型确定模块42确定的结果，对于用于上行传输的子帧，从上行用户中调度用户进行上行传输；对于用于下行传输的子帧，从下行用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进于上行传输。

可选的，分类模块41，具体用于在待调度用户的RSRQ大于预设阈值时，将所述待调度用户划分为第一类用户；在待调度用户的RSRQ不大于预设阈值时，将所述待调度用户划分为第二类用户。

可选的，调度类型确定模块42，具体用于在下行子帧当前调度的下行用户为第一类用户，或者，上行子帧当前调度的上行用户为第二类用户时，确定所述子帧可用于全双工传输；之后，根据业务量需求，从所述可用于全双工传输的子帧中选择部分或全部子帧用于全双工传输，确定调度周期内除用于全双工传输的子帧之外的下行子帧用于下行传输，上行子帧用于上行传输。

可选的，调度模块43，具体用于对用于全双工传输的上行子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输；对用于全双工传输的下行子帧，从第二类用户中调度用户进于上行传输。

可选的，调度模块43，还用于根据业务服务质量QoS参数，确定对被调度用户的最小发送功率。

可选的，调度模块43，具体用于根据比例公平准则、最大吞吐量准则或信道质量指示CQI索引最大准则进行调度。

本发明通过在全双工子帧下行仅调度第一类用户以及上行仅调度第二类用户，能够降低上行用户的信号对下行用户接收信号的干扰强度，保证全双工传输的正常运行；并且，通过在全双工子帧下行仅调度第一类用户，能够降低基站端发送信号对接收信号的干扰强度，从而降低了对基站干扰消除能力的要求，扩大了基站端干扰消除能力有限的系统的应用范围。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种用户调度方法，其特征在于，将待调度用户划分为两类：第一类用户和第二类用户，其中，基站到所述第一类用户的信道质量高于到所述第二类用户的信道质量，该方法包括：

确定调度周期内各个子帧的调度类型，对于用于上行传输的子帧，从上行用户中调度用户进行上行传输；对于用于下行传输的子帧，从下行用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进行上行传输；其中，所述全双工传输为同频全双工传输，所述同频全双工为基站在相同频段和子帧中同时发送下行数据和接收上行数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待调度用户划分为两类包括：

如果待调度用户的参考信号接收质量RSRQ大于预设阈值，则将所述待调度用户划分为第一类用户；如果待调度用户的RSRQ不大于预设阈值，则将所述待调度用户划分为第二类用户。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定调度周期内各个子帧的调度类型为：

如果下行子帧当前调度的下行用户为第一类用户，或者，上行子帧当前调度的上行用户为第二类用户，则确定所述子帧可用于全双工传输；

根据业务量需求，从所述可用于全双工传输的子帧中选择部分或全部子帧用于全双工传输，确定调度周期内除用于全双工传输的子帧之外的下行子帧用于下行传输，上行子帧用于上行传输。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进行上行传输为：

对于用于全双工传输的上行子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输； 对于用于全双工传输的下行子帧，从第二类用户中调度用户进行上行传输。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：对于被调度的用户，根据业务服务质量QoS参数，确定最小发送功率。

6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述调度用户进行上行传输或下行传输为：

根据比例公平准则、最大吞吐量准则或信道质量指示CQI索引最大准则进行调度。

7.一种用户调度系统，其特征在于，该系统包括：分类模块、调度类型确定模块和调度模块；其中，

所述分类模块，用于将待调度用户划分为两类：第一类用户和第二类用户，其中，基站到所述第一类用户的信道质量高于到所述第二类用户的信道质量；

所述调度类型确定模块，用于确定调度周期内各个子帧的调度类型；

所述调度模块，用于根据调度类型确定模块确定的结果，对于用于上行传输的子帧，从上行用户中调度用户进行上行传输；对于用于下行传输的子帧，从下行用户中调度用户进行下行传输；对于用于全双工传输的子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输，或者，从第二类用户中调度用户进行上行传输；其中，所述全双工传输为同频全双工传输，所述同频全双工为基站在相同频段和子帧中同时发送下行数据和接收上行数据。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述分类模块，具体用于在待调度用户的RSRQ大于预设阈值时，将所述待调度用户划分为第一类用户；在待调度用户的RSRQ不大于预设阈值时，将所述待调度用户划分为第二类用户。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，

所述调度类型确定模块，具体用于在下行子帧当前调度的下行用户为第一类用户，或者，上行子帧当前调度的上行用户为第二类用户时，确定所述子帧可用于全双工传输；之后，根据业务量需求，从所述可用于全双工传输的子帧中选择部分或全部子帧用于全双工传输，确定调度周期内除用于全双工传输的 子帧之外的下行子帧用于下行传输，上行子帧用于上行传输。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述调度模块，具体用于对用于全双工传输的上行子帧，从第一类用户中调度用户进行下行传输；对用于全双工传输的下行子帧，从第二类用户中调度用户进行上行传输。

11.根据权利要求7至10任一项所述的系统，其特征在于，

所述调度模块，还用于根据业务服务质量QoS参数，确定对被调度用户的最小发送功率。

12.根据权利要求7至10任一项所述的系统，其特征在于，

所述调度模块，具体用于根据比例公平准则、最大吞吐量准则或信道质量指示CQI索引最大准则进行调度。