基于波束賦形的空分多址資源分配方法及系統技術方案

基于波束賦形的空分多址資源分配方法及系統。該方法包括：建立支持波束賦形傳輸的雙流空間子信道；根據上下行負載指示，啟用空分多址傳輸；根據所述雙流空間子信道的信道信息，對啟用空分多址傳輸的用戶進行資源預分配；根據所述用戶更新的傳輸狀態，對所述用戶進行空分多址資源或波束賦形資源重配。本發明專利技術實施例的技術方案解決空分多址或波束賦形傳輸狀態下，如何有效地進行資源分配的技術問題，提高系統頻譜利用率。

Method and system for allocating air division multiple access resources based on beamforming

Method and system for allocating air division multiple access resources based on beamforming. The method includes establishing a double space sub channel beamforming transmission; according to the downlink load instructions enable SDMA transmission; according to the channel information of the double space sub channel, for pre allocation of resources to enable the SDMA transmission users; according to the transmission state of the user to update. The user is heavy with SDMA resources or beamforming resources. The technical proposal of the embodiment of the invention solves the technical problem of how to effectively allocate the resources in the air division multiple access or beam shaped transmission state, and improves the utilization ratio of the system spectrum.

【技術實現步驟摘要】
基于波束賦形的空分多址資源分配方法及系統
本專利技術涉及通信
，尤其涉及基于波束賦形的空分多址資源分配方法及系統。
技術介紹
目前市場對于帶寬的需求愈來愈大，無線通信的主流方向已經逐漸從寬帶向超寬帶方向轉變。第三代合作伙伴計劃(3rdGenerationPartnershipProject，3GPP)基于多輸入多輸出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)通信技術已經逐步從單用戶MIMO(Single-UserMIMO，SU-MIMO)通信系統向多用戶MIMO(Multi-UserMIMO，MU-MIMO)通信系統轉變。相關技術中，5MHz系統下的多輸入單輸出(Multiple-InputSingle-Output，MISO)和單輸入多輸出(Single-InputMultiple-Output，SIMO)空口協議體系已經滯后于現有的市場需求，針對比特每秒每赫茲(bitpersecond/Hz，bps/Hz)的頻譜利用率成本較高，目前市場上對于新的通信技術的演進要求已經顯得極為迫切。類似于MIMO通信技術，空分多址接入(SpatialDivisionMultipleAccess，SDMA)也是一種通過擴展空域資源使多個用戶共享相同的通信資源，例如共享時域、頻域或碼域通信資源的通信技術。其利用了當采用多天線傳輸時，用戶的空間子信道之間的正交特性。對于SDMA傳輸方案，算法理論上已經實現了單導頻以及雙導頻符號設計，但是目前系統實現時，由于單導頻符號設計實現更加復雜，系統實現時困難較大，導致目前系統實施方案只實現了雙導頻設計。波束賦形(Beamforming，BF)是MIMO通信技術的一種傳輸方式，其利用了空間子信道之間的強相關特性，例如通過智能天線技術，調整基站天線陣列的天線方向圖以形成具有強方向性的波束方向。BF傳輸方式將波束方向對準用戶，可以達到提高用戶接收信噪比和傳輸速率的技術效果。但是，通信系統的頻譜資源在使用過程中，頻譜利用率不高，對采用空分多址或波束賦形傳輸的用戶如何進行資源分配，很大程度上影響到了系統頻譜利用率。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術實施例提供基于波束賦形的空分多址資源分配方法及系統，以解決空分多址或波束賦形傳輸狀態下，如何有效地進行資源分配的技術問題，提高系統頻譜利用率。本專利技術實施例采用以下技術方案：第一方面，本專利技術實施例提供一種基于波束賦形的空分多址資源分配方法，包括：建立支持波束賦形傳輸的雙流空間子信道；根據上下行負載指示，啟用空分多址傳輸；根據所述雙流空間子信道的信道信息，對啟用空分多址傳輸的用戶進行資源預分配；根據所述用戶更新的傳輸狀態，對所述用戶進行空分多址資源或波束賦形資源重配。第二方面，本專利技術實施例還對應提供一種基于波束賦形的空分多址資源分配系統，包括：雙流空間子信道建立單元，設置為建立支持波束賦形傳輸的雙流空間子信道；空分多址傳輸啟用單元，設置為根據上下行負載指示，啟用空分多址傳輸；資源預分配單元，設置為根據所述雙流空間子信道的信道信息，對啟用空分多址傳輸的用戶進行資源預分配；資源重配單元，設置為根據所述用戶更新的傳輸狀態，對所述用戶進行空分多址資源或波束賦形資源重配。綜上所述，本專利技術實施例的技術方案建立支持波束賦形傳輸的雙流空間子信道；根據上下行負載指示，啟用空分多址傳輸；根據雙流空間子信道的信道信息，對啟用空分多址傳輸的用戶進行資源預分配；根據用戶更新的傳輸狀態，對用戶進行空分多址資源或波束賦形資源重配。本專利技術實施例的技術方案通過建立雙流空間子信道可支持用戶的空分多址或波束賦形傳輸；根據雙流空間子信道的信道信息，確定出支持空分多址傳輸的用戶集合，對用戶集合中的用戶預分配通信資源；根據用戶集合中用戶更新的傳輸狀態，進行空分多址資源重配或波束賦形資源重配，實現了資源復用，有效地提高了系統頻譜利用率，間接地提高了系統吞吐量。附圖說明圖1a是本專利技術實施例一提供的基于波束賦形的空分多址資源分配方法流程圖。圖1b是本專利技術實施例一提供的兩個SDMA用戶的空間子信道結構示意圖。圖2a是本專利技術實施例二提供的對用戶進行資源預分配的方法流程圖。圖2b是本專利技術實施例二提供的對用戶進行資源重配的方法流程圖。圖3是本專利技術實施例三提供的基于波束賦形的空分多址資源分配系統結構框圖。圖4a是本專利技術實施例四提供的資源預分配單元結構框圖。圖4b是本專利技術實施例四提供的資源重配單元結構框圖。具體實施方式下面結合附圖，對本專利技術具體實施例作詳細的描述。可以理解的是，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本專利技術，而非對本專利技術的限定。另外，為了便于描述，附圖中僅示出了與本專利技術相關的部分而非全部內容。實施例一如圖1a所示，其是本專利技術實施例提供的一種基于波束賦形的空分多址資源分配方法流程圖，本實施例提供的技術方案可以由無線側(如基站和/或基站控制器等)來執行。該方法可包括以下步驟：S110、建立支持波束賦形傳輸的雙流空間子信道。S120、根據上下行負載指示，啟用空分多址傳輸。SDMA適用于基站采用多天線，終端采用單天線或多天線時的傳輸情形。與傳統的碼分多址接入(CodeDivisionMultipleAccess，CDMA)、時分多址接入(TimeDivisionMultipleAccess，TDMA)、頻分多址接入(FrequencyDivisionMultipleAccess，FDMA)或正交頻分多址接入(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess，OFDMA)等傳輸方式相比，SDMA并不采用正交的編碼、傳輸的時間或頻率等無線資源的分離來區分用戶，而是利用了當采用多天線傳輸時，用戶空間子信道的正交特性。SDMA也可以看成是廣義的MU-MIMO。對于支持SDMA的基站和/或基站控制器，在通信網絡運行時，需要按統計周期更新維護上下行負載指示。當上下行負載達到通信網絡需求時，例如基站覆蓋的通信網絡包括N個用戶，N至少為2。此時基站和/或基站控制器可首先根據配置需求，針對通信網絡中的N個用戶建立雙流空間子信道。例如，通過調整基站側天線陣列的天線方向圖，形成兩個定向波束指向用戶區域；兩個定向波束可支持N個用戶的雙流波束賦形傳輸，也可支持N個用戶的空分多址傳輸。基站和/或基站控制器可再根據上下行負載指示，對N個用戶啟用空分多址或波束賦形傳輸。如圖1b示出的兩個SDMA用戶的雙流空間子信道結構，兩個空間子信道經歷相互獨立或不相關的信道衰落。對于兩個空間子信道的資源分配，可將兩個用戶的數據和SOW信息重合，導頻Pilot位置可以不同。在上下行發送或接收時，可對導頻信號賦予不同的權值，從而可區分出上下行的發送或接收過程。S130、根據雙流空間子信道的信道信息，對啟用空分多址傳輸的用戶進行資源預分配。用戶隨機接入通信網絡后，基站和/或基站控制器可根據雙流空間子信道的信道信息首先對用戶是否支持SDMA傳輸進行判斷，然后啟動SDMA的資源分配。信道信息可包括信道矢量的互相關系數或自相關系數，其中，信道矢量的互相關系數可表示為時間上不同傳輸幀之間的信道互相關特性，信道矢量的自相關系數可表示為頻率上不同子載波之間的信道自相關特性。在確定支持SDMA傳輸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于波束賦形的空分多址資源分配方法，包括：建立支持波束賦形傳輸的雙流空間子信道；根據上下行負載指示，啟用空分多址傳輸；根據所述雙流空間子信道的信道信息，對啟用空分多址傳輸的用戶進行資源預分配；根據所述用戶更新的傳輸狀態，對所述用戶進行空分多址資源或波束賦形資源重配。

【技術特征摘要】
1.一種基于波束賦形的空分多址資源分配方法，包括：建立支持波束賦形傳輸的雙流空間子信道；根據上下行負載指示，啟用空分多址傳輸；根據所述雙流空間子信道的信道信息，對啟用空分多址傳輸的用戶進行資源預分配；根據所述用戶更新的傳輸狀態，對所述用戶進行空分多址資源或波束賦形資源重配。2.如權利要求1所述的空分多址資源分配方法，其中，所述根據所述雙流空間子信道的信道信息，對啟用空分多址傳輸的用戶進行資源預分配，包括：根據所述雙流空間子信道的信道矢量信息，獲取支持空分多址傳輸的上下行用戶；根據所述雙流空間子信道的信道相關性，獲取與所述上下行用戶對應的匹配用戶；對所述上下行用戶和所述匹配用戶進行資源預分配。3.如權利要求1所述的空分多址資源分配方法，其中，所述根據所述用戶更新的傳輸狀態，對所述用戶進行空分多址資源或波束賦形資源重配，包括：確定所述用戶接入的子載波組上下行負載大于等于預設門限值時，對所述用戶進行空分多址資源重配；確定所述用戶接入的子載波組上下行負載小于所述預設門限值時，將所述用戶的傳輸狀態切換為波束賦形傳輸，對所述用戶進行波束賦形資源重配。4.如權利要求2所述的空分多址資源分配方法，其中，所述匹配用戶占用的帶寬資源小于等于帶寬比例因子。5.一種基于波束賦形的空分多址資源分配系統，包括：雙流...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃其華，李棟，曹偉義，馬駿，
申請(專利權)人：北京信威通信技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11