专利名称：长时演进系统中一种动态的资源块分配方法
技术领域：
本发明是一种用于下一代移动通信系统中物理层资源块分配的调度方案，属于移动通信技术领域。
背景技术：
为了应对人们对移动通信系统的高速率和大容量的要求，下一代移动通信系统选择正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)作为其关键技术之一，该技术把一段频带分成若干个相互正交的小频带，并独立调制，使得频谱效率大幅提高；此外该技术还有很强的抗多径和抗码间干扰的能力。然而，由于划分子带后子载波的数量急剧增长，这使得算法的复杂度和处理时延大幅增加，甚至不可接受。为此，LTE-A (Long Term Evolution Advanced)标准把资源分配的粒度由子载波改为了资源块(Resource Block, RB)，一个资源块包括频域上连续若干个子载波和时域连续若干个符号，每个资源块由某一个用户独占，有效的降低了资源分配
的工作量。当然，颗粒度的增加会牺牲系统的部分性能，因为信道的分集特性不能充分利用， 考虑到无线信道的多样性，这种单一固定的资源块分配方案并不能很好地适应各种环境。 主要表现为一方面，在较为恶劣的环境下系统的性能损失过多，以当前开通的高铁350公里的速度为例，若选择2GHz载频，则计算出的最大多普勒频移高达648Hz ！在如此高的多普勒频移下，资源块引起的性能损失或许让人们无法接受；另一方面，在室内等环境下，多普勒频移和多径时延都较小，资源块则还有进一步放大的余地。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种动态的资源块分配方案，它根据无线信道的质量，选择大小合适的资源块，以提高系统的容量或降低比特差错概率。技术方案本发明中设定了三种尺寸的资源块，系统通过良好的信道估计监视当前信道的质量，并据此选择一种模式工作，在各模式间设置切换的触发阈值，达到阈值即执行切换；系统以总功率最小为优化目标建立非线性数学模型，应用贪婪算法和注水法为各用户分配载波和功率，并通过建立用户优先权消解各用户间的冲突，使得系统总的发射功率最小，又兼顾了各用户之间的公平性。该方法包括
a.当信道多径时延扩展1小
于37纳秒时，资源块频域取J^f为24个子载波，当CJj介于37纳秒到370纳秒时，资源块频域取12个子载波，当&大于等于370纳秒时，频域取6个子载波；当多普勒频移//」、于70 赫兹时，资源块时域取为14个符号，当J;介于70赫兹到150赫兹时，时域取7个符号，当厶大于150赫兹时，时域取4个符号；
b.将资源块作为资源分配的最小单位，资源块的增益为其内部所有符号内的载波的平均值，一个资源块内的所有载波等同处理，分配的比特和功率都是一样的；
c.根据每个用户的数据速率要求和每个资源块上允许加载的最大比特数为
每个用户分配最少的资源块数目
权利要求
1. 一种长时演进系统中基于资源块的动态资源分配方法，其特征在于该方法包括a.当信道多径时延扩展小于37纳秒时，资源块频域取Mir为24个子载波，当Oj介于37纳秒到370纳秒时，资源块频域取12个子载波，当&大于等于370纳秒时，频域取6个子载波；当多普勒频移//」、于70 赫兹时，资源块II、丨域取‘6为14个符号，当/ 介于70赫兹到150赫兹时，时域取7个符号，当Λ大于150赫兹时，时域取4个符号b.将资源块作为资源分配的最小单位，资源块的增益为其内部所有符号内的载波的平均值，一个资源块内的所有载波等同处理，分配的比特和功率都是一样的；c.根据每个用户的数据速率要求JL和每个资源块上允许加载的最大比特数11 为每个用户分配最少的资源块数目，然后将剩余的资源块分给每个用户，对于任意用户■，随着获得的资源块增多，该用户所需的功率是下降的，下降的功率用代价函数Apjm表示，选取功率下降最多的用户，即代价函数最小的用户，将他的资源块数增加1，直到分配完所有的资源块；d.确定了所有用户应分配的资源块的数目后，先忽略彼此之间可能的冲突，用贪心法为每个用户分配其最好的资源块dl). m=l ；d2).判断用户顯已得的资源块数是否达到所确定的资源块数目，若达到，则该用户所需的子载波已分配完毕，转d4)，否则，转d3)；d3) ·查找用户顯的所有资源块中平均信道增益最大的一个，将该资源块分配给用户顯，转d2);d4) ·用户顯已经分配完毕，判断W + 是否成立，若成立，则进行下一个用户的分配，層= + 1，转d2)；否则，说明所有用户已分配完毕，结束循环；e.前面的分配可能会发生一个资源块被分配给多个用户的情况，这是不允许的，称这种情况为冲突，对所有的块进行遍历，针对有冲突的块Jr,首先为在其上冲突的用户建立优先权，它定义为该用户的平均信道增益的比值与该用户已分得的资源块的信道平均增益， 把冲突块I’分配给优先权最大的用户，消除其他冲突用户在资源块f上的分配；完成一次遍历后，因为后面的调节可能造成前面的资源块再次冲突，所以需要重复遍历，直到所有的快上都不存在冲突；f.在所有用户的所有资源块都分配好以后，根据信道状况为每个用户分配比特，在一个资源块内所有的子载波平均分配功率和比特。
全文摘要
本发明提供了一种用于LTE-A系统中基于资源块的动态资源分配方法，它根据信道的多普勒频移和多径时延扩展两个参数实时的调整资源块的时域和频域的尺寸；在处理资源块时，将每个资源块抽象为一个点，在其内部平等的对待所有的子载波，平均分配功率和比特，并用所有载波的增益的平均值表征该块的增益；在分配资源块时，先用贪心法为所有的用户分配其最好的块，然后针对那些被多个用户共用的块，为各个用户建立优先权，并据此调解各用户，既降低了复杂性又保证了各用户的公平性。
文档编号H04W16/10GK102448068SQ20111038077
公开日2012年5月9日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者吕林输, 朱洪波, 朱琦, 杨龙祥 申请人:南京邮电大学