[发明专利]一种基于载波聚合的LTE-Advanced 系统中的上行跨层资源调度方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及LTE-Advanced系统的无线资源管理中的上行跨层资源调度机制，特别涉及一种基于载波聚合的LTE-Advanced系统中的上行跨层资源调度方法。 

背景技术

在无线通信系统中，频谱资源紧缺一直是影响系统性能提升的瓶颈问题。一直以来，对于此问题的解决主要有两个方面：一方面是尽可能的增大系统的带宽来满足多媒体等这些高带宽业务的需求；另一方面是不断优化系统的无线资源调度机制，以合理的方式在保证业务QoS(Quality of Service)要求的基础上分配资源，最大化系统性能。 

LTE-Advanced(Long Term Evolution-Advanced)是3GPP(the 3^rd Generation Partnership Project)标准化组织为了满足ITU-R(International Telecommunication Union-Radio)提出的IMT-Advanced的要求而提出的4G(the 4^th Generation)标准，它在保证与LTE系统后向兼容的基础上对系统的性能进行进一步提升，最终达到甚至超过IMT-Advanced的要求。 

针对能提供多种业务的要求，LTE-Advanced系统不断的进行资源分配方案的优化；针对在有限频谱资源的情况下提供高带宽需求，LTE-Advanced系统提出了载波聚合技术，将两个或者多个属于同一频带或者不同频带的小带宽的载波聚合起来。 

为了能够更灵活高效的进行无线资源的分配，LTE及LTE-Advanced在下行链路上采用了OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)，上行链路采用了SC-FDMA(Single Carrier-Frequency Division Multiple Access)的多址接入方式，其中SC-FDMA除了具有同OFDMA相似的性能外，还具有较低的峰均比(PAPR)，可以节省终端的电池电量，非常适合上行链路。 

目前对于无线资源分配方案优化的研究比较成熟，其中跨层是最常用也是以后研究必不可少方法。总的来说对于基于跨层的优化方案，主要从以下几个方面考虑： 

1)基于物理层信道质量信息的跨层调度方法，也就是在进行无线资源的分配时，要根据实时变化的物理信道条件来自适应地调节调度策略。 

2)基于MAC(Media Access Control)层的缓冲器状态信息的跨层调度策略，调度器在进行调度时会考虑各个缓冲器的队列状态信息来合理地分配资源，避免浪费和过多的数据包丢失。 

3)基于应用层的QoS参数信息的跨层调度方法，这种方法主要是将上层不同用户的不同业务的QoS要求直接考虑到MAC层的调度中，在最大化系统吞吐量的同时，保证各个用户的QoS要求。通常会采用业务区分(Service-differentiation)即基于不同的业务对不同参数的敏感度不同，在MAC层可以将业务进行分类以方便调度策略的执行。 

现有的研究方案都是采用上述的一种或者几种方法的结合来实现跨层资源分配，但是在LTE-Advanced系统的跨层资源调度中还存在以下问题： 

a、已有的研究都是针对下行链路的研究，如果直接引用到上行链路并不完全可行。在上行链路中待传输的业务数据位于UE(User Equipment)侧，而上行调度器位于eNB(eNode B)侧，调度器不容易感知到诸如下行调度时的跨层信息。如果不合理的进行跨层信息的收集会带来额外的上行信令开销。 

b、为了兼顾效率和调度复杂度，一般会将调度器分成时域调度和频域调度两步，时域调度进行待调度用户的优先级排列，频域调度进行资源分配。但是为了提升系统性能又不增加计算复杂度，需要研究这两步之间基于跨层信息的相互协作。 

对于载波聚合技术的研究还处在初级阶段，目前对载波聚合的研究主要在聚合方式和实现方案上。在聚合方式中有：同一频带内的连续载波聚合、 同一频带内的非连续载波聚合和不同频带内的非连续载波聚合。根据目前的频谱使用情况来看，应该重点研究非连续的载波聚合方式。在实现方案上有：数据流在MAC层聚合和数据流在物理层聚合。考虑到系统的后向兼容性，已经基本确定数据流在MAC层聚合的方案。