專利名稱：第四代蜂窩系統(tǒng)中基于小濾變換的下行鏈路資源調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明利用了小濾變換能同時(shí)獲取信號(hào)時(shí)域和頻域特性，對(duì)子信道使用離散小濾反變換進(jìn)行調(diào)制以獲得各子信道間的正交性，應(yīng)用于第四代蜂窩系統(tǒng)中下行鏈路資源的調(diào)度和分配。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的信號(hào)理論建立在傅里葉分析基礎(chǔ)上，傅里葉變換作為一種全局性的變換， 有一定的局限性。在實(shí)際應(yīng)用中，人們對(duì)傅里葉變換進(jìn)行各種改進(jìn)，小波變換由此產(chǎn)生了。 小波變換與傅里葉變換相比，是一個(gè)時(shí)域和頻域的局部變換，因而能夠有效地從信號(hào)中提取信息，通過伸縮和平移等運(yùn)算對(duì)函數(shù)或信號(hào)進(jìn)行多尺度細(xì)化分析，解決了許多傅里葉變換不能解決的問題。在諧波分析中，小濾變換是一種新興的方法，其在圖像復(fù)原、去噪、壓縮方面有很理想的效果，能夠很好的處理信號(hào)邊緣的奇點(diǎn)，更好地獲取信號(hào)的時(shí)域和頻域信肩、ο先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)使得一個(gè)衰落信道上數(shù)據(jù)的傳送被變換成較大數(shù)目的子信道數(shù)據(jù)流的并行傳送，其中每個(gè)子信道可被視為一個(gè)單位衰落信道。各個(gè)子信道之間必須相互正交，若子信道間的正交性是通過小濾變換獲得的(即分別使用離散小濾反變換和離散小濾變換替代IFFT和FFT)，則該調(diào)制稱為基于小濾的正交頻分復(fù)用(Orthogonal Ripplet Division Multiplexing, ORDM)。第四代蜂窩系統(tǒng)傳輸項(xiàng)目的核心是共享信道， 即用戶動(dòng)態(tài)地共享時(shí)域和頻域資源，換句話說，第四代蜂窩系統(tǒng)的調(diào)度不僅要考慮時(shí)域中的信道變化，還要考慮到頻域。分配給用戶的資源越多，需要越高的調(diào)制(例如16-QAM， 64-QAM)，速率越高。該理論在解決寬帶信道中由于信道傳播時(shí)延遠(yuǎn)大于單位ORDM符號(hào)傳輸時(shí)間引起的碼間干擾十分有效。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是有效實(shí)現(xiàn)第四代蜂窩系統(tǒng)中的下行鏈路資源的調(diào)度和分配，使得該多用戶系統(tǒng)在保證服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)兼顧用戶間的公平性問題。技術(shù)方案本發(fā)明是一種基于小濾變換的下行鏈路資源調(diào)度和分配方法，應(yīng)用于第四代蜂窩系統(tǒng)。它包括基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制，下行鏈路資源調(diào)度，基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)等過程?；谛V的正交頻分復(fù)用調(diào)制可得到下行信號(hào)時(shí)域和頻域信息， 根據(jù)時(shí)頻信息及信道空閑情況進(jìn)行資源調(diào)度，調(diào)度后的信號(hào)在信道中傳輸，再經(jīng)過基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)便完成了整個(gè)下行鏈路過程。其中，基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制過程由6個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)串/并變換器、信源編碼器、離散小濾反變換器件、并/串變換器、數(shù)/模變換器、上變頻設(shè)備；包括以下6個(gè)步驟11)串/并變換輸入的信號(hào)通過串/并變換器變換成為表示相同信息的一組并行信號(hào)，12)編碼映射并行信號(hào)通過信源編碼器，完成信號(hào)碼元的編碼，
13)離散小濾反變換對(duì)編碼后的信號(hào)進(jìn)行離散小濾反變換進(jìn)行基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制，該過程由相應(yīng)的離散小濾反變換器件完成，14)并/串變換離散小濾反變換后的信號(hào)通過并/串變換器將并行信號(hào)變換成為表示相同信息的一個(gè)相應(yīng)的串行信號(hào)，15)數(shù)/模變換串行信號(hào)通過數(shù)/模變換器變換成模擬信號(hào)輸出，16)上變頻模擬信號(hào)輸入變頻設(shè)備轉(zhuǎn)換成具有更高頻率的適合傳輸?shù)男盘?hào)；下行鏈路資源調(diào)度過程在包調(diào)度器中完成，此過程包括以下兩個(gè)步驟21)時(shí)域調(diào)度由時(shí)域調(diào)度器完成，該器件根據(jù)不同用戶的優(yōu)先級(jí)高低，選中Y個(gè)優(yōu)先級(jí)較高的用戶提交給頻域調(diào)度器，其中Y是時(shí)域調(diào)度器的一個(gè)參數(shù)，表示被選中的用戶數(shù)；22)頻域調(diào)度由頻域調(diào)度器完成，該器件通過實(shí)現(xiàn)頻域資源分配算法，將當(dāng)前信道中M個(gè)處于空閑狀態(tài)的物理資源塊分配給來自時(shí)域調(diào)度器γ個(gè)用戶，這里，M是頻域調(diào)度器的一個(gè)可變參數(shù)，表示當(dāng)前信道處于空閑狀態(tài)的物理資源塊數(shù)；基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)過程由7個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)下變頻設(shè)備、模/數(shù)變換器、 串/并變換器、離散小濾變換器件、均衡器、譯碼判決器、并/串變換器；包括以下7個(gè)步驟1)下變頻上變頻后的傳輸信號(hào)輸入變頻設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合處理的低頻信號(hào)，2)模/數(shù)變換低頻模擬信號(hào)通過模/數(shù)變換器變換成數(shù)字信號(hào)輸出，3)串/并變換數(shù)字信號(hào)通過串/并變換器變換成為表示相同信息的一組并行信號(hào)，4)離散小濾變換與離散小濾反變換互為逆過程，將基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制過程中通過小濾反變換得到的信號(hào)進(jìn)行小濾變換，實(shí)現(xiàn)基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)， 該過程由離散小濾變換器件完成，5)均衡均衡器根據(jù)信道特性產(chǎn)生與信道相反的特性，用來抵消信道的時(shí)變多徑傳播特性引起的碼間干擾，即消除信道的頻率和時(shí)間的選擇性，6)譯碼判決對(duì)均衡后的碼字進(jìn)行判決，去除擾碼，在譯碼判決器中完成，7)并/串變換譯碼判決后的信號(hào)通過并/串變換器將并行信號(hào)變換成為表示相同信息的一個(gè)相應(yīng)的串行信號(hào)。有益效果本發(fā)明提出了第四代蜂窩系統(tǒng)中基于小濾變換的下行鏈路資源調(diào)度和分配，在時(shí)域根據(jù)用戶優(yōu)先級(jí)高低分配，在頻域引入了比例公平效用函數(shù)，使得系統(tǒng)中時(shí)域和頻域資源能夠在用戶之間動(dòng)態(tài)地共享，保證了一定的服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)而又不失公平性， 從而達(dá)到一種動(dòng)態(tài)的優(yōu)化均衡。


圖1是基于小濾變換的下行鏈路資源調(diào)度和分配方法原理框圖。圖2是基于ORDM的第四代蜂窩系統(tǒng)下行物理資源塊。圖3是分配資源塊給首次傳輸和重傳用戶時(shí)，頻域調(diào)度器使用的調(diào)度機(jī)制。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種基于小濾變換的下行鏈路資源調(diào)度和分配方法，應(yīng)用于第四代蜂窩系統(tǒng)。它包括基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制，下行鏈路資源調(diào)度，基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)等過程?；谛V的正交頻分復(fù)用調(diào)制可得到下行信號(hào)時(shí)域和頻域信息，根據(jù)時(shí)頻信息及信道空閑情況進(jìn)行資源調(diào)度，調(diào)度后的信號(hào)在信道中傳輸，再經(jīng)過基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)便完成了整個(gè)下行鏈路過程。其中，基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制過程由6個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)串/并變換器、信源編碼器、離散小濾反變換器件、并/串變換器、數(shù)/模變換器、上變頻設(shè)備；包括以下6個(gè)步驟11)串/并變換輸入的信號(hào)通過串/并變換器變換成為表示相同信息的一組并行信號(hào)，12)編碼映射并行信號(hào)通過信源編碼器，完成信號(hào)碼元的編碼，13)離散小濾反變換對(duì)編碼后的信號(hào)進(jìn)行離散小濾反變換進(jìn)行基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制，該過程由相應(yīng)的離散小濾反變換器件完成，14)并/串變換離散小濾反變換后的信號(hào)通過并/串變換器將并行信號(hào)變換成為表示相同信息的一個(gè)相應(yīng)的串行信號(hào)，15)數(shù)/模變換串行信號(hào)通過數(shù)/模變換器變換成模擬信號(hào)輸出，16)上變頻模擬信號(hào)輸入變頻設(shè)備轉(zhuǎn)換成具有更高頻率的適合傳輸?shù)男盘?hào)；下行鏈路資源調(diào)度過程在包調(diào)度器中完成，此過程包括以下兩個(gè)步驟21)時(shí)域調(diào)度由時(shí)域調(diào)度器完成，該器件根據(jù)不同用戶的優(yōu)先級(jí)高低，選中Y個(gè)優(yōu)先級(jí)較高的用戶提交給頻域調(diào)度器，其中Y是時(shí)域調(diào)度器的一個(gè)參數(shù)，表示被選中的用戶數(shù)；22)頻域調(diào)度由頻域調(diào)度器完成，該器件通過實(shí)現(xiàn)頻域資源分配算法，將當(dāng)前信道中M個(gè)處于空閑狀態(tài)的物理資源塊分配給來自時(shí)域調(diào)度器γ個(gè)用戶，這里，M是頻域調(diào)度器的一個(gè)可變參數(shù)，表示當(dāng)前信道處于空閑狀態(tài)的物理資源塊數(shù)；基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)過程由7個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)下變頻設(shè)備、模/數(shù)變換器、 串/并變換器、離散小濾變換器件、均衡器、譯碼判決器、并/串變換器；包括以下7個(gè)步驟1)下變頻上變頻后的傳輸信號(hào)輸入變頻設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合處理的低頻信號(hào)，2)模/數(shù)變換低頻模擬信號(hào)通過模/數(shù)變換器變換成數(shù)字信號(hào)輸出，3)串/并變換數(shù)字信號(hào)通過串/并變換器變換成為表示相同信息的一組并行信號(hào)，4)離散小濾變換與離散小濾反變換互為逆過程，將基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制過程中通過小濾反變換得到的信號(hào)進(jìn)行小濾變換，實(shí)現(xiàn)基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)， 該過程由離散小濾變換器件完成，5)均衡均衡器根據(jù)信道特性產(chǎn)生與信道相反的特性，用來抵消信道的時(shí)變多徑傳播特性引起的碼間干擾，即消除信道的頻率和時(shí)間的選擇性，6)譯碼判決對(duì)均衡后的碼字進(jìn)行判決，去除擾碼，在譯碼判決器中完成，7)并/串變換譯碼判決后的信號(hào)通過并/串變換器將并行信號(hào)變換成為表示相同信息的一個(gè)相應(yīng)的串行信號(hào)。離散小濾變換(DISCRETE RIPPLET TRANSFORM, DRT)與小波變換的定義類似，小濾變換的構(gòu)造基于小濾函數(shù)項(xiàng)。小濾函數(shù)定義為
權(quán)利要求
1.一種第四代蜂窩系統(tǒng)中基于小濾變換的下行鏈路資源調(diào)度方法，其特征在于該方法包括基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制，下行鏈路資源調(diào)度，基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)；基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)可獲得下行信號(hào)時(shí)域和頻域信息，根據(jù)時(shí)頻信息及信道空閑情況進(jìn)行資源調(diào)度，調(diào)度后的信號(hào)在信道中傳輸，再經(jīng)過基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)便完成整個(gè)下行鏈路過程；其中，基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制過程由6個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)串/并變換器、信源編碼器、 離散小濾反變換器件、并/串變換器、數(shù)/模變換器、上變頻設(shè)備，包括以下6個(gè)步驟11)串/并變換輸入的信號(hào)通過串/并變換器變換成為表示相同信息的一組并行信號(hào)，12)編碼映射并行信號(hào)通過信源編碼器，完成信號(hào)碼元的編碼，13)離散小濾反變換對(duì)編碼后的信號(hào)進(jìn)行離散小濾反變換進(jìn)行基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制，該過程由相應(yīng)的離散小濾反變換器件完成，14)并/串變換離散小濾反變換后的信號(hào)通過并/串變換器將并行信號(hào)變換成為表示相同信息的一個(gè)相應(yīng)的串行信號(hào)，15)數(shù)/模變換串行信號(hào)通過數(shù)/模變換器變換成模擬信號(hào)輸出，16)上變頻模擬信號(hào)輸入變頻設(shè)備轉(zhuǎn)換成具有更高頻率的適合傳輸?shù)男盘?hào)；下行鏈路資源調(diào)度過程在包調(diào)度器中完成，此過程包括以下兩個(gè)步驟21)時(shí)域調(diào)度由時(shí)域調(diào)度器完成，該器件根據(jù)不同用戶的優(yōu)先級(jí)高低，從當(dāng)前小區(qū)用戶中選則Y個(gè)優(yōu)先級(jí)較高的用戶提交給頻域調(diào)度器，其中Y是時(shí)域調(diào)度器的一個(gè)參數(shù)，表示被選中的用戶數(shù)；22)頻域調(diào)度由頻域調(diào)度器完成，該器件通過實(shí)現(xiàn)頻域資源分配算法，將當(dāng)前信道中 M個(gè)處于空閑狀態(tài)的物理資源塊分配給被時(shí)域調(diào)度器選中的γ個(gè)優(yōu)先級(jí)較高的用戶，這里，M是頻域調(diào)度器的一個(gè)可變參數(shù)，表示當(dāng)前信道處于空閑狀態(tài)的物理資源塊數(shù)；基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)過程由7個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)下變頻設(shè)備、模/數(shù)變換器、串/ 并變換器、離散小濾變換器件、均衡器、譯碼判決器、并/串變換器；包括以下7個(gè)步驟1)下變頻上變頻后的傳輸信號(hào)輸入變頻設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合處理的低頻信號(hào)，2)模/數(shù)變換低頻模擬信號(hào)通過模/數(shù)變換器變換成數(shù)字信號(hào)輸出，3)串/并變換數(shù)字信號(hào)通過串/并變換器變換成為表示相同信息的一組并行信號(hào)，4)離散小濾變換與離散小濾反變換互為逆過程，將基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制過程中通過小濾反變換得到的信號(hào)進(jìn)行小濾變換，實(shí)現(xiàn)基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)，該過程由離散小濾變換器件完成，5)均衡均衡器根據(jù)信道特性產(chǎn)生與信道相反的特性，用來抵消信道的時(shí)變多徑傳播特性引起的碼間干擾，即消除信道的頻率和時(shí)間的選擇性，6)譯碼判決對(duì)均衡后的碼字進(jìn)行判決，去除擾碼，在譯碼判決器中完成，7)并/串變換譯碼判決后的信號(hào)通過并/串變換器將并行信號(hào)變換成為表示相同信息的一個(gè)相應(yīng)的串行信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的第四代蜂窩系統(tǒng)中基于小濾變換的下行鏈路資源調(diào)度方法，其特征在于所述的離散小濾變換、離散小濾反變換，小濾變換能夠很好的處理信號(hào)邊緣的奇點(diǎn)，從而更好地獲取信號(hào)的時(shí)域和頻域信息，通過離散小濾反變換獲得適合信道傳輸?shù)幕谛V的正交頻分復(fù)用信號(hào)，在接收端通過離散小濾變換得到基站發(fā)出的信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的第四代蜂窩系統(tǒng)中基于小濾變換的下行鏈路資源調(diào)度方法，其特征在于時(shí)域調(diào)度器根據(jù)用戶優(yōu)先級(jí)高低進(jìn)行分配，當(dāng)小區(qū)中的用戶數(shù)D大于γ，時(shí)域調(diào)度器提供主調(diào)度機(jī)制，去控制用戶的服務(wù)質(zhì)量，就用戶υ，定義優(yōu)先級(jí)Pu，時(shí)域調(diào)度器選中優(yōu)先級(jí)最高的Y個(gè)用戶，提交給頻域調(diào)度器，不同用戶具有不同的優(yōu)先級(jí)，時(shí)域調(diào)度器挑選具有最高優(yōu)先級(jí)的Y個(gè)用戶提交給頻域調(diào)度器；當(dāng)小區(qū)中的用戶數(shù)D不大于Y，則全部用戶可占用信道。
4.如權(quán)利要求1所述的第四代蜂窩系統(tǒng)中基于小濾變換的下行鏈路資源調(diào)度方法，其特征在于頻域調(diào)度器主要是優(yōu)化被時(shí)域調(diào)度器選中的Y個(gè)較高優(yōu)先級(jí)用戶的頻譜效率， 頻域調(diào)度器將M個(gè)可用的資源塊分配給γ個(gè)來自時(shí)域調(diào)度器的用戶；Y個(gè)用戶中的Q個(gè)用戶需要重傳，并需要K個(gè)資源塊；那么，剩余的Y = M-K個(gè)資源塊要分配給L=Y-Q個(gè)傳輸新數(shù)據(jù)的用戶，引入比例公平效用函數(shù)
全文摘要
第四代蜂窩系統(tǒng)中基于小濾變換的下行鏈路資源調(diào)度方法包括基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制，下行鏈路資源調(diào)度和分配，基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)等過程。信號(hào)經(jīng)過串/并變換器、信源編碼器、離散小濾反變換器件、并/串變換器、數(shù)/模變換器、上變頻設(shè)備后完成基于小濾的正交頻分復(fù)用調(diào)制；調(diào)制后可獲得下行信號(hào)時(shí)域和頻域信息，根據(jù)時(shí)域、頻域信息及信道空閑情況進(jìn)行時(shí)域和頻域資源的調(diào)度和分配，此過程在包調(diào)度器中完成；調(diào)度后的信號(hào)在信道中傳輸，分別通過下變頻設(shè)備、模/數(shù)變換器、串/并變換器、離散小濾變換器件、均衡器、譯碼判決器、并/串變換器完成基于小濾的正交頻分復(fù)用解調(diào)過程，一個(gè)完整的下行鏈路過程便完成了。
文檔編號(hào)H04W72/12GK102244634SQ201110170668
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者嚴(yán)偉, 朱曉榮, 朱洪波, 邵世祥 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)