基于波束赋形的空分多址资源分配方法及系统技术方案

基于波束赋形的空分多址资源分配方法及系统。该方法包括：建立支持波束赋形传输的双流空间子信道；根据上下行负载指示，启用空分多址传输；根据所述双流空间子信道的信道信息，对启用空分多址传输的用户进行资源预分配；根据所述用户更新的传输状态，对所述用户进行空分多址资源或波束赋形资源重配。本发明专利技术实施例的技术方案解决空分多址或波束赋形传输状态下，如何有效地进行资源分配的技术问题，提高系统频谱利用率。

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.

【技术实现步骤摘要】
基于波束赋形的空分多址资源分配方法及系统
本专利技术涉及通信
，尤其涉及基于波束赋形的空分多址资源分配方法及系统。
技术介绍
目前市场对于带宽的需求愈来愈大，无线通信的主流方向已经逐渐从宽带向超宽带方向转变。第三代合作伙伴计划(3rdGenerationPartnershipProject，3GPP)基于多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)通信技术已经逐步从单用户MIMO(Single-UserMIMO，SU-MIMO)通信系统向多用户MIMO(Multi-UserMIMO，MU-MIMO)通信系统转变。相关技术中，5MHz系统下的多输入单输出(Multiple-InputSingle-Output，MISO)和单输入多输出(Single-InputMultiple-Output，SIMO)空口协议体系已经滞后于现有的市场需求，针对比特每秒每赫兹(bitpersecond/Hz，bps/Hz)的频谱利用率成本较高，目前市场上对于新的通信技术的演进要求已经显得极为迫切。类似于MIMO通信技术，空分多址接入(SpatialDivisionMultipleAccess，SDMA)也是一种通过扩展空域资源使多个用户共享相同的通信资源，例如共享时域、频域或码域通信资源的通信技术。其利用了当采用多天线传输时，用户的空间子信道之间的正交特性。对于SDMA传输方案，算法理论上已经实现了单导频以及双导频符号设计，但是目前系统实现时，由于单导频符号设计实现更加复杂，系统实现时困难较大，导致目前系统实施方案只实现了双导频设计。波束赋形(Beamforming，BF)是MIMO通信技术的一种传输方式，其利用了空间子信道之间的强相关特性，例如通过智能天线技术，调整基站天线阵列的天线方向图以形成具有强方向性的波束方向。BF传输方式将波束方向对准用户，可以达到提高用户接收信噪比和传输速率的技术效果。但是，通信系统的频谱资源在使用过程中，频谱利用率不高，对采用空分多址或波束赋形传输的用户如何进行资源分配，很大程度上影响到了系统频谱利用率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供基于波束赋形的空分多址资源分配方法及系统，以解决空分多址或波束赋形传输状态下，如何有效地进行资源分配的技术问题，提高系统频谱利用率。本专利技术实施例采用以下技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供一种基于波束赋形的空分多址资源分配方法，包括：建立支持波束赋形传输的双流空间子信道；根据上下行负载指示，启用空分多址传输；根据所述双流空间子信道的信道信息，对启用空分多址传输的用户进行资源预分配；根据所述用户更新的传输状态，对所述用户进行空分多址资源或波束赋形资源重配。第二方面，本专利技术实施例还对应提供一种基于波束赋形的空分多址资源分配系统，包括：双流空间子信道建立单元，设置为建立支持波束赋形传输的双流空间子信道；空分多址传输启用单元，设置为根据上下行负载指示，启用空分多址传输；资源预分配单元，设置为根据所述双流空间子信道的信道信息，对启用空分多址传输的用户进行资源预分配；资源重配单元，设置为根据所述用户更新的传输状态，对所述用户进行空分多址资源或波束赋形资源重配。综上所述，本专利技术实施例的技术方案建立支持波束赋形传输的双流空间子信道；根据上下行负载指示，启用空分多址传输；根据双流空间子信道的信道信息，对启用空分多址传输的用户进行资源预分配；根据用户更新的传输状态，对用户进行空分多址资源或波束赋形资源重配。本专利技术实施例的技术方案通过建立双流空间子信道可支持用户的空分多址或波束赋形传输；根据双流空间子信道的信道信息，确定出支持空分多址传输的用户集合，对用户集合中的用户预分配通信资源；根据用户集合中用户更新的传输状态，进行空分多址资源重配或波束赋形资源重配，实现了资源复用，有效地提高了系统频谱利用率，间接地提高了系统吞吐量。附图说明图1a是本专利技术实施例一提供的基于波束赋形的空分多址资源分配方法流程图。图1b是本专利技术实施例一提供的两个SDMA用户的空间子信道结构示意图。图2a是本专利技术实施例二提供的对用户进行资源预分配的方法流程图。图2b是本专利技术实施例二提供的对用户进行资源重配的方法流程图。图3是本专利技术实施例三提供的基于波束赋形的空分多址资源分配系统结构框图。图4a是本专利技术实施例四提供的资源预分配单元结构框图。图4b是本专利技术实施例四提供的资源重配单元结构框图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术具体实施例作详细的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。实施例一如图1a所示，其是本专利技术实施例提供的一种基于波束赋形的空分多址资源分配方法流程图，本实施例提供的技术方案可以由无线侧(如基站和/或基站控制器等)来执行。该方法可包括以下步骤：S110、建立支持波束赋形传输的双流空间子信道。S120、根据上下行负载指示，启用空分多址传输。SDMA适用于基站采用多天线，终端采用单天线或多天线时的传输情形。与传统的码分多址接入(CodeDivisionMultipleAccess，CDMA)、时分多址接入(TimeDivisionMultipleAccess，TDMA)、频分多址接入(FrequencyDivisionMultipleAccess，FDMA)或正交频分多址接入(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess，OFDMA)等传输方式相比，SDMA并不采用正交的编码、传输的时间或频率等无线资源的分离来区分用户，而是利用了当采用多天线传输时，用户空间子信道的正交特性。SDMA也可以看成是广义的MU-MIMO。对于支持SDMA的基站和/或基站控制器，在通信网络运行时，需要按统计周期更新维护上下行负载指示。当上下行负载达到通信网络需求时，例如基站覆盖的通信网络包括N个用户，N至少为2。此时基站和/或基站控制器可首先根据配置需求，针对通信网络中的N个用户建立双流空间子信道。例如，通过调整基站侧天线阵列的天线方向图，形成两个定向波束指向用户区域；两个定向波束可支持N个用户的双流波束赋形传输，也可支持N个用户的空分多址传输。基站和/或基站控制器可再根据上下行负载指示，对N个用户启用空分多址或波束赋形传输。如图1b示出的两个SDMA用户的双流空间子信道结构，两个空间子信道经历相互独立或不相关的信道衰落。对于两个空间子信道的资源分配，可将两个用户的数据和SOW信息重合，导频Pilot位置可以不同。在上下行发送或接收时，可对导频信号赋予不同的权值，从而可区分出上下行的发送或接收过程。S130、根据双流空间子信道的信道信息，对启用空分多址传输的用户进行资源预分配。用户随机接入通信网络后，基站和/或基站控制器可根据双流空间子信道的信道信息首先对用户是否支持SDMA传输进行判断，然后启动SDMA的资源分配。信道信息可包括信道矢量的互相关系数或自相关系数，其中，信道矢量的互相关系数可表示为时间上不同传输帧之间的信道互相关特性，信道矢量的自相关系数可表示为频率上不同子载波之间的信道自相关特性。在确定支持SDMA传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于波束赋形的空分多址资源分配方法，包括：建立支持波束赋形传输的双流空间子信道；根据上下行负载指示，启用空分多址传输；根据所述双流空间子信道的信道信息，对启用空分多址传输的用户进行资源预分配；根据所述用户更新的传输状态，对所述用户进行空分多址资源或波束赋形资源重配。

【技术特征摘要】
1.一种基于波束赋形的空分多址资源分配方法，包括：建立支持波束赋形传输的双流空间子信道；根据上下行负载指示，启用空分多址传输；根据所述双流空间子信道的信道信息，对启用空分多址传输的用户进行资源预分配；根据所述用户更新的传输状态，对所述用户进行空分多址资源或波束赋形资源重配。2.如权利要求1所述的空分多址资源分配方法，其中，所述根据所述双流空间子信道的信道信息，对启用空分多址传输的用户进行资源预分配，包括：根据所述双流空间子信道的信道矢量信息，获取支持空分多址传输的上下行用户；根据所述双流空间子信道的信道相关性，获取与所述上下行用户对应的匹配用户；对所述上下行用户和所述匹配用户进行资源预分配。3.如权利要求1所述的空分多址资源分配方法，其中，所述根据所述用户更新的传输状态，对所述用户进行空分多址资源或波束赋形资源重配，包括：确定所述用户接入的子载波组上下行负载大于等于预设门限值时，对所述用户进行空分多址资源重配；确定所述用户接入的子载波组上下行负载小于所述预设门限值时，将所述用户的传输状态切换为波束赋形传输，对所述用户进行波束赋形资源重配。4.如权利要求2所述的空分多址资源分配方法，其中，所述匹配用户占用的带宽资源小于等于带宽比例因子。5.一种基于波束赋形的空分多址资源分配系统，包括：双流...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄其华，李栋，曹伟义，马骏，
申请(专利权)人：北京信威通信技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11