[发明专利]一种实现多用户调度的通信方法及无线通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信及网络技术领域，具体地说，涉及一种实现多用户调度的通信方法及无线通信系统。

背景技术

目前，用于中短距离通信的主流技术是基于IEEE 802.11系列标准定义的无线局域网(WLAN)。在现有的无线局域网WLAN系统中，随着用户数的增加，由于介质访问控制(MAC，Media Access Control)接入机制的局限性，导致多用户场景下的服务质量(QoS，Quality of Service)无法得到保证。如果在单用户的带宽得到保证下，能提高同时服务的用户数，则对改善用户的QoS质量有很大的帮助，用于中短距离通信的新一代超高速无线通信系统中将考虑联合使用多用户-多入多出(MU-MIMO，Multi-User-Multiple-Input andMultiple-Output)与正交频分多址(OFDMA，Orthogonal Frequency DivisionMultiple Access)技术来提高系统的性能。

现有的WLAN系统主要基于IEEE 802.11系列标准定义，尽管物理层PHY层采用了正交频分复用及多入多出(OFDM+MIMO)技术，物理层PHY速率大幅提高，但是由于MAC层的协议还是基于载波侦听多点接入/冲突检测(CSMA/CA，Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的DCF和基于轮询的PCF机制，WLAN系统的吞吐量很难大幅提高。IEEE 802.11e和IEEE802.11n标准中，提出的改进的MAC协议，包括EDCA和HCCA，虽然一定程度上改善了由于竞争和轮询引入的开销，但是传统的WLAN仍然基于单向通信，单用户的系统，很难满足未来日益增多的多媒体业务的用户接入。

现有的WLAN系统中，不允许多用户同时接入系统，只能以时分的方式各用户轮流占用信道进行数据传输，进行半双工单向通信，这样必然导致接入时延长和系统吞吐率较低，难以满足更多的多媒体业务接入。

发明内容

本发明提供一种在无线通信系统中实现多用户调度的通信方法及无线局域网系统，允许多个用户同时接入系统，并综合考虑上下行业务，在无线局域网中实现双向通信，可明显降低接入时延和提高系统吞吐。

本发明提供的一种在无线通信系统中实现多用户调度的通信方法，将无线通信系统的物理信道划分为至少两个子信道，基于这些子信道进行用户业务调度，供多个用户并行接入；该方法包括：下行数据传输阶段和上行数据传输阶段，下行数据传输基于正交频分复用多址和多用户多入多出机制(OFDMA+MU-MIMO)机制，上行数据传输基于正交频分复用多址OFDMA或者结合时分的正交频分复用多址(OFDMA+TDMA)；

其中下行传输阶段分为下行多用户信道探测和信道反馈阶段、下行数据传输和确认阶段；

上行传输阶段包括上行资源分配、上行数据传输和确认阶段；

在上行传输阶段，接入点AP设备发送多用户轮询帧，该多用户轮询帧携带上行传输资源指示信息给用户站点，用于同时被调度的多个用户站点发送信息或数据的上行传输资源分配指示，该上行资源指示信息包括站点标识信息ID、持续时长、子信道映射信息、时间偏移和调制编码方式；

用户站点根据收到的上行传输资源指示，以OFDMA或结合时分的正交频分复用多址(OFDMA+TDMA)形式进行上行数据传输；

在下行多用户信道探测和信道反馈阶段，AP发送具有信道探测指示的帧，该帧携带上行控制信息给用户站点，所述上行控制信息包括用于同时被调度的多个用户站点发送信息或数据的上行资源分配指示，该上行传输资源指示信息包括站点ID、持续时长、子信道映射信息和调制编码方式。

接入点AP设备根据接收到的用户站点反馈的各用户站点的信道状态信息，选定下行数据传输的MU-MIMO用户组，并向所选定的用户组中的用户发送数据。

本发明还提供一种可实现多用户调度的无线通信系统，无线通信系统的物理信至少包括两个子信道，供多个用户并行接入；该系统包括接入点AP设备和至少两个用户站点；

其中所述下行传输阶段分为下行多用户信道探测和信道反馈阶段、下行数据传输和确认阶段；所述上行数据传输阶段包括上行资源分配阶段、上行数据传输和确认阶段；

接入点设备AP，在上行数据传输阶段发送多用户轮询帧，该多用户轮询帧携带上行传输资源指示信息给用户站点，用于同时被调度的多个用户站点发送信息或数据的上行传输资源分配指示，该上行资源指示信息包括站点标识信息ID、持续时长、子信道映射信息和调制编码方式；