[發明專利]一種基于多頻帶的頻譜資源分配方法、裝置及系統

有效

• 申請號: 200910076079.5
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN101772172A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 雷蕾;王軍
• 申請（專利權）人: 中國移動通信集團公司
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/12
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 魏杉

技術領域

本發明涉及通信領域，特別涉及一種基于多頻帶的頻譜資源分配方法、裝 置及系統。

背景技術

隨著通信技術的發展，面向國際移動通信-高級(International?Mobile Telecommunications-Advanced，IMT-advanced)的新一代移動通信系統需要 更大的帶寬，以支持高速率的無線數據傳輸。針對這一需求，目前提出了以下 解決方案：使新一代移動通信系統工作在多個頻帶，并對多個頻帶的頻譜資源 進行聯合的管理、分配和優化；即新一代移動通信系統可以從頻譜資源較為豐 富的高頻帶中，選擇新的頻譜資源分配給用戶，也可以從已分給第二代和第三 代移動通信系統的頻譜資源中，選擇可重新利用的頻譜資源分配給用戶，從而 有效地提高了移動通信業務的服務質量，提升了用戶滿意度。

無線通信的基本特征之一是無線衰落信道的質量隨時間發生隨機變化。目 前，單頻帶正交頻分復用(Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing，OFDM) 系統利用這一特征，使衰落信道的容量得到大幅度的提高，其具體做法如下：

假設在一個基站的覆蓋小區內，存在N個需要該基站提供服務的用戶，以 及存在K個子信道，每個子信道包含一個或多個連續的子載波，是系統在頻域 上的最小調度單元；將時間以時隙為單位進行劃分，在每個時隙內，基站按照 頻率從低到高的順序依次為每個子信道選擇服務對象，即將每個子信道按照頻 率從低到高的順序依次分配給對應的用戶，其具體作法如下：

基站針對每一個用戶的下行數據維護一個單獨的隊列，分別稱為 q₁(t)、q₂(t)......q_N(t)，在每個時隙內，基站在每個子信道上只能為一 個用戶傳送下行數據，因此，為了確定某一時隙內某一子信道上的被 服務用戶，基站在每個時隙t內均維護一個向量 {(r₁¹(t)，...，₁^K(t))、......、(r_i¹(t)，...，_i^K(t))、......、(r_N¹(t)，...，r_N^K(t))}，其中r_i^k(t)表示 基站在時隙t內通過子信道k能夠為用戶i傳送的數據量，k∈[1，K]，那么，在 每個時隙t內，基站為每個子信道k選擇q_i(t)r_i^k(t)值最大的用戶i作為服務對 象；其中，用戶i在每個時隙測量由子信道k發送的導頻信號強度，并根據信 號的強度計算子信道k的質量并確定子信道k為實現低誤碼率而應采用的傳輸 速率的大小，接著，用戶i通過一個控制消息將此傳輸速率值告知基站，從而 使基站獲得的r_i^k(t)的值。

上述方法稱為單頻帶最大權重調度算法，單頻帶最大權重調度算法在決策 時不但考慮了信道質量，還同時考慮了下行數據隊列長度，使具有較大瞬時信 道速率和下行數據隊列長度的用戶具有較高的資源分配優先級，從而在一定程 度上保證了資源分配的有效性、公平性和穩定性。

目前，在多頻帶系統中，也借鑒了單頻帶最大權重調度算法來分配頻譜資 源，但是，實際應用過程中卻發現存在以下缺陷：

在多頻帶系統中，基站可以在同一時隙內通過不同頻帶向多個用戶同時發 送下行數據，從而使系統的總帶寬得到提高。然而，不同頻帶的信號具有不同 的無線傳播特性，一般來說，無線信號的傳播損耗與傳輸頻率的平方成正比， 因此，參閱圖1所示，就信號覆蓋范圍而言，低頻帶信號大于高頻帶信號，顯 然，距離基站較遠的小區邊緣用戶無法使用高頻帶的頻譜資源，那么，在多頻 帶系統中使用單頻帶最大權重調度算法來分配頻譜資源，將使小區邊緣用戶無 法有效的獲得多頻帶系統帶來的帶寬增益。

下面以兩用戶兩頻帶為例，來說明單頻帶最大權重調度算法在多頻帶系統 中使用的局限性。