[發明專利]用于多用戶MIMO系統的基于QoS的調度方法

有效

• 申請號: 201010248906.7
• 申請日: 2010-08-06
• 公開（公告）號: CN101895478A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 王峰;張宏綱;趙志峰
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04L1/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

技術領域

本發明涉及多用戶MIMO(Multiple?Input?Multiple?Output，多輸入多輸出)系統調度，基于用戶QoS(Quality?of?Service，服務質量)需求進行調度，屬于無線通信技術領域。

背景技術

近年來，MIMO系統引起了學術界的廣泛關注，它通過在發送端和接收端配置多根天線可以極大地提高數據傳輸的可靠性或者速率。當采用空間分集方式時，數據流經復制后從各天線發送，不同天線發送的數據流經過相互獨立的空間信道傳輸，接收端收到發送端原始數據的多個獨立副本，通過分集檢測算法可以有效地提高數據可靠性，此時傳輸速率與單輸入/單輸出系統的傳輸速率相同；當采用空間復用方式時，數據流經串并變換后從各天線發送，可以有效地提高數據傳輸速率，而此時可靠性較單輸入/單輸出系統并無改善。Alamouti和Tarokh等人提出的空時分組編碼(Space-Time?Block?Codes)可以獲得最佳空間分集增益，而貝爾實驗室的Foschini等人提出的空時分層編碼(BLAST)可以獲得最佳空間復用增益。

在多用戶MIMO系統中，基站以及用戶都配置多根天線，基站的每根天線都構成一個獨立的空間信道，對于每一個信道，各個用戶所感知到的信道狀態都有所不同。基站的調度方法決定每一時隙為哪些用戶提供服務以及以何種策略來提供服務，因此如何設計良好的調度方法顯得至關重要。

目前，比較直觀而且簡單的調度方法是基于用戶公平性而設計的輪詢調度(RRS：Round?Robin?Scheme)，它可以保證用戶公平地占有信道資源，但是沒有考慮到不同用戶與基站間信道的差異，因此未能充分利用多用戶MIMO系統帶來的容量增益，此外也沒有考慮不同用戶的QoS需求。

另一種調度方法則是結合公平性和信道狀態而設計，稱為AA-RRS(Antenna?Assisted?Round?Robin?Scheme)調度方法，基站在每一時隙內選擇N_t(N_t為基站的天線數目)個用戶，根據該組用戶反饋的信道信息選擇一種天線到用戶的最佳映射，下一時隙以輪詢的方式選擇另一組用戶。這種方法在保證用戶公平性的同時提高了系統容量，但是沒有考慮不同用戶的QoS需求。

好的調度方法應該能夠滿足不同用戶的QoS需求，在各種QoS需求中則以可靠性和實時性顯得尤為重要，例如高清視頻直播需要很低的誤碼率，即高的可靠性，同時也要求低的延時，即實時性要求也較高。而非高清視頻下載業務既不需要高的可靠性，也不需要低的延時。當考慮到不同類型用戶的QoS需求時，傳統的多用戶MIMO調度方法顯得無能為力，因此如何保證不同類型用戶的QoS需求，同時又能保證同類QoS需求用戶的公平性而又充分地提高系統容量是調度方法必須解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于多用戶MIMO系統基于QoS的調度方法，以滿足不同用戶的QoS需求。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是：本發明用于多用戶MIMO系統的基于QoS的調度方法包括以下步驟：

步驟一：根據不同用戶對QoS的不同需求，對應地將各用戶的數據歸入到實時可靠隊列、實時非可靠隊列、非實時可靠隊列或非實時非可靠隊列中；對所述實時可靠隊列和非實時可靠隊列中的每一用戶的原始數據進行系統噴泉碼編碼，得到原始數據和冗余編碼數據；

步驟二：在奇數時隙內，以輪詢的方式選擇實時可靠隊列中的用戶，以分集的方式調度所選擇的用戶的原始數據；

在偶數時隙內，以輪詢的方式選擇實時非可靠隊列中的用戶，以復用的方式調度所選擇的用戶的數據；

實時可靠隊列中的每個用戶在收到全部原始數據后進行解碼；如果對全部原始數據解碼正確，則該用戶向基站反饋確認消息，以使基站不向該用戶發送冗余編碼數據，否則執行步驟三；如果實時可靠隊列中的全部用戶的全部原始數據均解碼正確，則執行步驟四；

步驟三：以輪詢的方式選擇實時可靠隊列中未能全部正確解碼的用戶，以復用的方式調度所選擇的用戶的冗余編碼數據；實時可靠隊列中的用戶對收到的冗余編碼數據進行系統噴泉碼解碼，若系統噴泉碼解碼正確，則該用戶向基站反饋確認消息，基站停止為該用戶發送冗余編碼數據；當基站收到實時可靠隊列中的所有用戶的確認消息后，執行步驟四；

步驟四：在奇數時隙內，以輪詢的方式選擇非實時可靠隊列中的用戶，以分集的方式調度所選擇的用戶的原始編碼數據；

在偶數時隙內，以輪詢的方式選擇非實時非可靠隊列中的用戶，以復用的方式調度所選擇的用戶的數據；