專利名稱：一種基于子載波合并的多播資源調度方法
技術領域：
本發明屬于無線通信技術領域，尤其是一種基于子載波合并的多播資源調度方法。
背景技術：
隨著無線通信的飛速發展，用戶需求不再僅僅局限于單一的語音業務；視頻點播、音樂下載和移動電視等高速數據業務需求迅猛增長。隨著用戶的增多，傳統的點對點方式已無力承載多媒體等高速業務。多媒體廣播/多播技術(MBMS Multimedia Broadcast andMulticast Service)，以它高效的點到多點的數據傳輸方式，大大提高移動網絡資源的利用率，能很好地化解目前高速多媒體業務所遇到的困境，成為無線通信系統發展的熱點技術之一。在多媒體多播系統中，為了保證所有服務用戶都能夠正常接收數據，多播業務速率取決于鏈路接收性能最差的用戶，而實際中最差用戶的鏈路接收性能往往非常差，這嚴重制約了多播業務速率的提升，也影響了多媒體多播業務的發展。

發明內容
本發明目的是提供一種基于子載波合并的多播資源調度方法，在不增加額外的系統資源開銷的情況下，通過合理調度現有資源，盡可能改善目前多播系統中業務速率相對較低的問題。為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案本發明提出一種基于子載波合并的多播資源調度方法，該方法通過在兩個的子載波上發送相同的信息，將兩個子載波當做一個子載波來使用(此稱之為“合并“)，并以估計出的接收最大比合并得到的最差用戶SNiUSignal-to-Noise Ratio，信噪比)，確定合并子載波上的發射速率；該方法利用了子載波合并后能提供分集增益這一自由度，自適應地選擇合并\非合并，并優化調度子載波配對，以及子載波間的功率分配，從而提升系統總體的多播業務速率。本發明同時提出了相應的子載波配對的簡化方法和子載波間功率分配的解華禹算法。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的本發明是一種基于載波合并的多播資源調度方法，用于一蜂窩小區，該蜂窩小區中某一多播業務有K個服務用戶，共有N個子載波可用來傳輸多播數據；其特征在于，包括以下步驟1)根據每個子載波上的最差用戶編號，將最差用戶編號相同的子載波劃歸到同一子載波子集合；子載波配對嘗試只在不同載波子集間進行，從而降低配對復雜度，且不影響系統性能；2)先假定子載波間功率均分，采用多輪貪婪算法完成子載波配對；為了控制方法的復雜度，最多允許兩個子載波在一起作合并(合并方案采用最大比合并)，同時根據子載波合并增益大小，自適應選擇合并/非合并；3)在步驟幻基礎上，以最大化多播總容量為目標，完成子載波間功率分配；根據此功率分配問題的特點，將整個過程解耦為兩個子過程子載波對內的功率分配和子載波對間的功率分配，并給出相應的求解方法。在上述技術方案中，步驟1)的具體操作如下根據每個子載波上的最差用戶，將整個子載波集合SETttrtal劃分為用戶數個子載波子集合；其中，最差用戶相同的子載波被劃歸為同一個子載波子集合中，并將此子載波子集合稱之為此最差用戶的子載波子集合(E*SETeilffl;i|^)。此時，每個用戶對應一個子載波子集合(有的用戶可能對應一個空的子載波子集合)。在上述技術方案中，由于同一用戶的子載波子集合內的子載波間合并增益為負，故子載波子集合內不再進行載波配對嘗試，從而減小配對復雜度，且不影響系統性能。在上述的技術方案中，步驟2)包括如下操作2-1)初始化集合Φ = SETt。tal，子載波配對集合編號t = 1，總的子載波對數目T=0，K個用戶對應的子載波子集合ψ, = SETua, k = {1，…，K}；初始化配對集合，從子載波集合中任取一個子載波加入配對集合，然后從剩下的子載波集合中找出，一個不與此子載波同用戶子載波子集的，且子載波合并增益最大的子載波。若所得的最大子載波合并增益大于零，則進行配對合并，并將后一子載波加入配對集合；否則，不選擇配對合并。2-2)將步驟2-1)中得到的配對集合，從總的子載波集合中去除從子載波集合Φ中任選一個子載波Sctc作為貪婪算法的初始值；設子載波Sctc上的最差用戶編號為UE ，子載波^^所在的用戶子載波子集為，初始化一個新的集合為Θιφ-Ψ^。，以及一個子載波配對集合為sett = {ScJ (其合并增益Λ=0)；在此之
后，將子載波從所在的用戶子載波子集去除，即= ^UEst0 "^φ ；2-3)重復步驟2-1)和2- ，直至子載波集合為空從θ中任取一個子載波，并將其從 去除；此時θ = Θ-Sc0 ；2-4)所有上述步驟中得到的配對集合，即子載波配對的結果令子載波配對嘗試集合setbuffCT = ISctc, Sc6J，算出其載波合并增益為Δ—+ ；如果Δ"-' >Δ，則sett = setbuffer,A = A^'；其中，子載波合并增益計算方法如下2-4-1)計算子載波合并前，各個用戶在子載波Sci^nSc0上的接收SNR，并找出兩
個子載波上相應的最差用戶i和j ；子載波合并前各個用戶接收SNR的計算公式如下
權利要求
1.一種基于子載波合并的多播資源調度方法，用于一蜂窩小區，該蜂窩小區中某一多播業務有K個服務用戶，共有N個子載波可用來傳輸多播數據；其特征在于，包括以下步驟1)根據每個子載波上的最差用戶編號，將最差用戶編號相同的子載波劃歸同一子載波子集合；子載波配對嘗試只在不同子載波子集間進行；2)先假定子載波間功率均分，采用多輪貪婪算法完成子載波配對；最多允許兩個子載波在一起作合并，合并方案采用最大比合并，同時根據子載波合并增益大小，自適應選擇合并或者非合并；3)在步驟2)基礎上，以最大化多播總容量為目標，完成子載波間功率分配；整個子載波間功率分配過程，被解耦為兩個獨立的子過程子載波對內的功率分配和子載波對間的功率分配。
2.根據權利要求1所述的基于子載波合并的多播資源調度方法，其特征在于，步驟1)的具體方法如下根據每個子載波上的最差用戶，將整個子載波集合SETttrtal劃分為用戶數個子載波子集合；其中，最差用戶相同的子載波被劃歸為同一個子載波子集合中，并將此子載波子集合稱之為此最差用戶的子載波子集合，記為SETeafflPl^ ；此時，每個用戶對應一個子載波子集I=I O
3.根據權利要求1所述的基于子載波合并的多播資源調度方法，所述步驟幻的具體步驟如下2-1)初始化集合Φ = SETtotal，子載波配對集合編號t = 1，總的子載波對數目T = 0，K個用戶對應的子載波子集合Wk = SETua, k = {1，-,K}；2-2)從子載波集合Φ中任選一個子載波作為貪婪算法的初始值；設子載波Sctc上的最差用戶編號為UE ，子載波S 所在的用戶子載波子集為，初始化一個新的集合為Θ=φ_ψυ^，以及一個子載波配對集合為sett = {ScJ，其合并增益Δ = 0 ；在此之后，將子載波Sctc從所在的用戶子載波子集+1^。中去除，即= ^UE5fce ；2-3)從θ中任取一個子載波，并將其從θ去除；此時θ = Θ-Sc0 ；2-4)令子載波配對嘗試集合setbuffCT = ISctc, Sc6J，算出其載波合并增益為Δ"-'；如果>Δ，則sett = setbuffer, Δ = ；其中，子載波合并增益計算方法如下2-4-1)計算子載波合并前，各個用戶在子載波Sctc和Sc0上的接收SNR，并找出兩個子載波上相應的最差用戶i和j ；子載波合并前各個用戶接收SNR的計算公式如下
4.根據權利要求3所述的基于載波合并的多播資源調度方法，所述步驟；3)的具體步驟如下3-1)在步驟幻子載波配對結果的基礎上，將整個子載波間的功率分配解耦為兩個過程子載波對內的功率分配和子載波對間的功率分配；3-2)針對由兩個子載波構成的子載波對，作子載波對內的功率分配；對于由兩個子載波構成的子載波對中的任意一個子載波對In，m}，對內功率分配的優化模型建立如下maxmm{^{ m}}
全文摘要
本發明提供一種基于子載波合并的多播資源調度方法，通過在兩個子載波上發送相同的信息，將兩個子載波當做一個子載波來使用(此稱之為“合并”)，并以估計出的將兩個子載波上接收信號作最大比合并后的最差用戶的接收SNR，來確定合并子載波上的發送速率；該方法利用了子載波合并后能提供分集增益這一自由度，自適應地選擇合并\非合并，并優化調度子載波配對，以及子載波間的功率分配，從而提升系統總體的多播業務速率。本發明方法在不增加額外的系統資源開銷的情況下，通過合理調度現有資源，盡可能改善目前多播系統中業務速率相對較低的問題；本發明同時提出了相應的子載波配對的簡化方法和子載波間功率分配的解耦方法。
文檔編號H04L5/00GK102571312SQ201210006098
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者任品毅, 常培梁, 朱世華, 王凡森, 陳志剛, 陳睿 申請人:西安交通大學