[發明專利]一種用于TD-HSUPA室內多用戶系統的用戶調度及其配對方法

無效

• 申請號: 201010548298.1
• 申請日: 2010-11-17
• 公開（公告）號: CN101986760A
• 公開（公告）日: 2011-03-16
• 發明（設計）人: 彭木根;張翔;陳明佳;李勇;王文博
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W72/08
• 分類號: H04W72/08;H04W72/12
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 夏憲富

技術領域

本發明涉及一種用于TD-HSUPA室內多用戶系統的用戶調度及其配對方法，屬于無線MIMO系統移動通信的技術領域。

背景技術

TD-HSUPA(時分雙工-高速上行分組接入)是TD-SCDMA(時分雙工-同步碼分復用接入)系統的演進版本，其目標是通過提高小區的吞吐量和高速率數據的覆蓋來提高上行鏈路空中接口容量和終端用戶的體驗，其關鍵技術包括基站的快速調度、自適應調制編碼方式的選擇、上行快速混合自動重傳和上行功率控制。相關技術標準已經在3GPP組織版本7的協議中體現。

MIMO(多輸入多輸出)技術通過在發射端和接收端配置多根天線，抑制信號的多徑衰落和實現獨立信號的并行傳輸，在不增加帶寬的情況下，就能夠提升傳輸正確率和系統頻譜利用率，從而解決了未來移動通信系統大容量高速率傳輸和日趨緊張的頻譜資源之間的矛盾，成為TD-SCDMA技術未來演進方向中必不可少的組成部分。3GPP已經在RAN#18次會議將其引入到TDD(時分雙工)系統中。在系統引入MIMO技術后，假設發射端和接收端分別設有發射天線N_T根和接收天線N_R根，則理論上至少會有min(N_T，N_R)倍的系統吞吐量增益。

雖然MIMO技術前景廣闊，但是，由于體積和成本的限制，用戶終端很難配置多根天線。所以3GPP又提出將多個獨立的用戶終端進行配對而形成虛擬的上行多用戶MIMO系統，從而進一步提升系統性能。與傳統的單用戶MIMO系統相比較，多用戶MIMO系統能夠獲得多用戶分集增益，提高傳輸正確率。

現有的多用戶MIMO用戶調度及其配對方法大多是針對LTE(長期演進)系統提出的，沒有考慮TD-HSUPA的系統特征和關鍵技術；并且，現有方法多適用于室外場景。但是，市場調查表明，70％以上的高速無線傳輸發生在室內。然而，由于墻體的穿透損耗，室內場景的無線傳播環境與室外場景的差異巨大。室內的TD-HSUPA場景通常為辦公樓，每層樓面部署1～2個基站，每個基站設置8根分布式天線(參見圖2所示)，且這些天線分布于不同的房間，分別為所在區域內的用戶終端提供服務。因為墻體對信號的劇烈衰減，同一用戶終端的上行信號在基站的8根天線上的接收功率會有巨大差異，所以設置在室內環境的基站都不進行天線間聯合檢測，通常是只檢測1根天線所獲取的用戶終端所發送的數據。

綜上所述，為了解決現有技術存在的各種缺陷，提升基站平均吞吐量和用戶的公平性，并保持對現有協議的兼容，就必須提出一種新的適用于TD-HSUPA室內多用戶MIMO系統的用戶調度及其配對的方法。這個課題也就自然成為許多業內科技人員關注的焦點。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種用于TD-HSUPA室內多用戶系統的用戶調度及其配對方法，本發明方法不需修改現有的通信協議，也不需要增加信令開銷，而且計算復雜度低；只需在基站調度時，考慮其服務天線自身內的碼間干擾和各個天線間的多用戶干擾(在室內多天線傳播環境中，上行多用戶間干擾比較嚴重)，從而提升系統吞吐量和傳輸可靠性，明顯提高系統增益。

為了達到上述目的，本發明提供了一種用于TD-HSUPA室內多用戶系統的用戶調度及其配對方法，其特征在于：根據增強上行物理信道E-PUCH的加權接收功率，基站將當前服務的各個用戶終端分別接入到該基站的不同的分布式天線，根據系統預先優化設定的系統參數：該基站每個天線的接收功率門限最大值P_MAX和各個天線間的干擾門限最大值I_MAX，動態調度其分布式天線及每個天線內的用戶終端，以實現碼分復用和空間復用傳輸，從而提升用戶終端的傳輸正確率和基站平均吞吐量。

本發明方法的創新特點和有益效果是：

在室內多用戶場景下，本發明既考慮了用戶公平性，又明顯提升了基站平均吞吐量。在調度用戶終端時，本發明既考慮了同一天線的最大功率門限，又兼顧了對已調度用戶終端的干擾門限，所以能夠很好地抑制碼道間干擾和多天線干擾。

基站在調度用戶終端時，先通過PF算法選定一個優先級最高的用戶終端及為其服務的天線，然后對該服務天線所有碼道資源進行分配；接著選定剩余的未被調度的用戶終端中優先級最高的用戶終端重復執行上述操作，直到為用戶終端提供服務的天線數等于系統預設的最大復用天線數。因此，該方法進行調度的計算復雜度低，且計算工作量只與最大復用天線數成線性關系。