專利名稱：：Csit收集方法、跨層調(diào)度算法及其系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及在OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiple,正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)中的CSIT(ChannelStateInformationatTransmitter,發(fā)送機(jī)信道狀態(tài)信息)收集方法、基于該CSIT收集方法的跨層調(diào)度算法及其系統(tǒng)和設(shè)備。
背景技術(shù)：
：在當(dāng)前的IEEE802.22規(guī)范草案的功能需求中規(guī)定了WRAN系統(tǒng)必須能夠通過QoS(QualityofService,服務(wù)質(zhì)量)的提供支持混合數(shù)據(jù)、語音和/或^L頻的業(yè)務(wù)?？紤]這個(gè)特性，在當(dāng)前的IEEE802.22標(biāo)準(zhǔn)草案中，存在4類業(yè)務(wù)，分別為UGS(UnsolicitedGrantService,主動(dòng)許可業(yè)務(wù))、rtPS(Real-timePollingService,實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù))、nrtPS(Non-real-timePollingService,非實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù))和BE(BestEffort,盡力而為業(yè)務(wù))。為了確保上述所有業(yè)務(wù)類型的QoS,提供一個(gè)合理的調(diào)度算法是必要的。由于UGS業(yè)務(wù)流必須在任何時(shí)間被服務(wù)，所以只有rtPS、nrtPS和BE等業(yè)務(wù)流才是可調(diào)度的。在上述三種可調(diào)度的業(yè)務(wù)流中，rtPS業(yè)務(wù)流的必選QoS參數(shù)包括最小預(yù)留業(yè)務(wù)速率、最大業(yè)務(wù)速率和業(yè)務(wù)時(shí)延；nrtPS和BE業(yè)務(wù)流的必選QoS參數(shù)包括最大業(yè)務(wù)速率；此外，上述三種可調(diào)度的業(yè)務(wù)流還包括可選的QoS參數(shù)業(yè)務(wù)抖動(dòng)性能。所以，調(diào)度算法還必須是時(shí)延敏感的，以保證rtPS的最大時(shí)延。對于WRAN系統(tǒng)，盡管正確的調(diào)度設(shè)計(jì)對于所有業(yè)務(wù)的QoS的提供非常重要，但是，目前在正￡￡802.22規(guī)范草案中還沒有前述業(yè)務(wù)的調(diào)度算法。在現(xiàn)有技術(shù)中，存在兩種利用時(shí)變信道狀態(tài)保證高效的下行傳送的跨層調(diào)度算法，分別為OS(OpportunisticScheduler,機(jī)會主義調(diào)度)算法和FA(ProportionalFairScheduler,比例公平調(diào)度)算法。在OS算法的每個(gè)調(diào)度實(shí)例中，每個(gè)子信道要選擇具有最大SNR(SignaltoNoiseRatio,信噪比)的用戶，從而保證具有最大SNR的用戶首先被傳輸。在FA算法的每個(gè)調(diào)度實(shí)例中，每個(gè)子信道選擇一個(gè)具有最大加權(quán)速率的用戶，加權(quán)系數(shù)為用盧的平均調(diào)度速率的倒數(shù)，從而以這種內(nèi)在的公平保障來確保實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)在很長時(shí)間內(nèi)不被延遲。一般地，大部分OFDM系統(tǒng)的容量增益可以通過跨層調(diào)度，例如DFS(DynamicFrequencySelection,動(dòng)態(tài)頻率選擇)、功率分配和MCS(ModulationandCodingSelective,調(diào)制編碼選擇)的自適應(yīng)等方式予以實(shí)現(xiàn)。參考圖l,該圖是現(xiàn)有技術(shù)的下行跨層調(diào)度框架的概念架構(gòu)。由如圖1所示的概念架構(gòu)可知，跨層調(diào)度的實(shí)現(xiàn)需要綜合考慮多方因素，包括CSIT和QSI(QueueStateInformation,隊(duì)列狀態(tài)信息)等。在OFDM系統(tǒng)的BS(BaseSite,基站)端運(yùn)行的跨層調(diào)度算法需要收集所有激活的CPE(CustomerPremisesEquipment,用戶終端設(shè)備)的在所有子信道上，而非僅僅在其所分配的子信道上的CSIT信息。這些信息必須從CPE反饋到BS。在OFDM系統(tǒng)中，收集所有的CPE的CSIT信息的開銷非常大。所以，現(xiàn)有技術(shù)中的大部分跨層調(diào)度算法不處理如何有效收集CSIT,而只是假定知道理想CSIT,并根據(jù)理想CSIT進(jìn)行調(diào)度判決?，F(xiàn)已證明，上述基于理想CSIT信息的調(diào)度算法在同時(shí)保證不同業(yè)務(wù)類型的QoS需求，尤其是在維護(hù)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延需求上是失敗的。例如，OS算法會把對時(shí)延敏感的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)延遲很長時(shí)間，由于其調(diào)度將給業(yè)務(wù)的信道帶來在很長時(shí)間上的深度衰落的可能性；FA算法保證了所有業(yè)務(wù)的公平性，但是沒有充分利用信道變化，并因此導(dǎo)致吞吐性能受限，一些對數(shù)據(jù)速率高要求的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)由于時(shí)延的約束而不能滿足其速率要求。此外，大部分現(xiàn)有專利中的目標(biāo)是為了維護(hù)最小速率約束的跨層調(diào)度算法也需要BS在調(diào)度的時(shí)候理想地知道CSIT,而過時(shí)的CSIT的存在將很容易破壞這個(gè)假定。此外，這些跨層調(diào)度算法不處理MCS的自適應(yīng)，而這一點(diǎn)對慢衰落信道的系統(tǒng)性能是比較重要的。綜上所述，跨層調(diào)度算法的性能依賴于信道狀態(tài)信息CSIT的質(zhì)量，為了在OFDM系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)時(shí)延敏感的跨層調(diào)度算法，低信令開銷的CSIT收集方法是必要的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的間題是在OFDM系統(tǒng)申提供一補(bǔ)CSIT收集古法、基于該CSIT收集方法的跨層調(diào)度算法及其系統(tǒng)和設(shè)備，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不處理如何有效地收集CSIT,以及不能在OFDM系統(tǒng)中同時(shí)保證不同業(yè)務(wù)類型的QoS需求，尤其是不能維護(hù)實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延需求的不足。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種CSIT收集方法，應(yīng)用于OFDM系統(tǒng)，包括以下步驟用戶端設(shè)備利用由基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號對所有子信道做信道估計(jì)；當(dāng)指定事件發(fā)生時(shí)，用戶端設(shè)備根據(jù)CSIT估計(jì)值向基站發(fā)送CSIT反饋消息。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種跨層調(diào)度算法，應(yīng)用于OFDM系統(tǒng)，包括步驟基站利用本發(fā)明的CSIT收集方法從用戶端設(shè)備接收發(fā)送機(jī)信道狀態(tài)信息CSIT反饋消息；把每個(gè)業(yè)務(wù)流的時(shí)延約束轉(zhuǎn)換為等效的速率約束；根據(jù)速率約束矢量的比率確定每個(gè)業(yè)務(wù)流的子載波數(shù)量；計(jì)算每個(gè)業(yè)務(wù)流在每個(gè)子載波上的等效信道增益；從具有最大速率約束的業(yè)務(wù)流到具有最小速率約束的業(yè)務(wù)流，依次為每個(gè)業(yè)務(wù)流分配所需數(shù)量的最佳子載波；為每個(gè)業(yè)務(wù)流所分配的每個(gè)子載波分配功率，并確定調(diào)制編碼選擇方案。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)，包括基站和用戶端設(shè)備，基站包括導(dǎo)頻發(fā)送模塊，用于發(fā)送用于信道估計(jì)的導(dǎo)頻信號；發(fā)送機(jī)信道狀態(tài)信息CSIT收集模塊，用于收集CSIT;跨層調(diào)度模塊，用于調(diào)度系統(tǒng)資源；用戶端設(shè)備包括CSIT估計(jì)模塊，用于利用由所述基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號對所有子信道做信道估計(jì)；CSIT反饋模塊，用于當(dāng)指定事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)CSIT估計(jì)值向所述基站發(fā)道CSIT反鐨消息。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種用戶端設(shè)備，應(yīng)用于OFDM系統(tǒng)，包括信道估計(jì)模塊，用于利用由基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號對所有子信道做信道估計(jì)；發(fā)送機(jī)信道狀態(tài)信息CSIT反饋模塊，用于當(dāng)指定事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)CSIT估計(jì)值向所述基站發(fā)送CSIT反饋消息。本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種基站，應(yīng)用于OFDM系統(tǒng)，包括導(dǎo)頻發(fā)送模塊，用于發(fā)送用于信道估計(jì)的導(dǎo)頻信號；發(fā)送機(jī)信道狀態(tài)信息CSIT收集模塊，用于收集CSIT;跨層調(diào)度模塊，用于調(diào)度系統(tǒng)資源。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的CSIT收集方法是基于有限CSIT反饋的，具有低信令開銷、時(shí)效性高的優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的跨層調(diào)度算法利用本發(fā)明CSIT收集方法獲得CSIT信息，統(tǒng)籌考慮了DFS、功率分配和MCS自適應(yīng)等調(diào)度方式，可以同時(shí)保證不同業(yè)務(wù)類型的QoS需求，尤其可以同時(shí)改善不同業(yè)務(wù)類型的時(shí)延性能和時(shí)延抖動(dòng)性能，以及提高頻譜利用率；本發(fā)明的系統(tǒng)和裝置可以支持混合數(shù)據(jù)、語音和/或視頻的業(yè)務(wù)。附圍說明圖1是現(xiàn)有4支術(shù)的下行跨層調(diào)度框架的概念架構(gòu)；圖2是本發(fā)明的CSIT收集方法實(shí)施例一的流程圖；圖3是本發(fā)明的CSIT收集方法實(shí)施例二的流程圖；圖4是本發(fā)明的跨層調(diào)度算法實(shí)施例一的流程圖；圖5是本發(fā)明的OFDM系統(tǒng)實(shí)施例一的部分結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明的用戶端設(shè)備實(shí)施例一的部分結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明的用戶端設(shè)備實(shí)施例一的CSIT反饋模塊結(jié)構(gòu)圖；圖8是本發(fā)明的基站實(shí)施例一的部分結(jié)構(gòu)圖；圖9是本發(fā)明的基站實(shí)施例一的CSIT收集模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖10是本發(fā)明的基站實(shí)施例一的跨層調(diào)度模塊的結(jié)構(gòu)圖；國ll是束發(fā)明的跨屋調(diào)度算法鳥OS算法、FA箕法的補(bǔ)碰桂能比鉸困；圖12是本發(fā)明的跨層調(diào)度算法與OS算法、FA算法的抖動(dòng)性能比較圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。在WRAN系統(tǒng)中，在CPE端，2048個(gè)子載波被分為32個(gè)子信道。為了收集子信道的信道狀態(tài)信息，本發(fā)明的CSIT收集方法實(shí)施例一定義了兩種在BS和CPE之間的信道狀態(tài)信息交換消息CSIT收集配置消息CSI-REQ-CFG和CSIT反饋消息CSI-FED(CSITFeedbackMessage,CSIT反饋消息)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>參考表1和表2,表1說明了從BS發(fā)送的CSIT收集配置消息CSI-REQ-CFG的結(jié)構(gòu)，包括請求反饋的最佳子信道的數(shù)量Nc、最大CSIT估計(jì)值的絕對差的門限值Delta,最佳子信道是指在當(dāng)前時(shí)刻具有蕞大CSIT估計(jì)值的子信道，若具有最大CSIT估計(jì)值的子信道數(shù)量不足Nc,則最佳子信道還包括具有其次CSIT估計(jì)值的子信道；最大CSIT估計(jì)值的絕對差是指CPE所有子信道在當(dāng)前時(shí)刻最大CSIT估計(jì)值與在最近反饋時(shí)刻最大CSIT估計(jì)值的絕對差。表2說明了從CPE發(fā)送的CSIT反饋消息CSI-FED的結(jié)構(gòu)，包括子信道的子信道號和CSIT估計(jì)值，在WRAN系統(tǒng)中，子信道的CSIT估計(jì)值是指平均SINR。參考圖2，該圖是本發(fā)明的CSIT收集方法實(shí)施例一的流程圖，包括以下步驟步驟slOl，利用導(dǎo)頻信號對CPE的所有下行子信道做信道估計(jì)；步驟s102，判斷CPE的最佳子信道以及承載業(yè)務(wù)的子信道是否發(fā)生變化，若為是，則執(zhí)行步驟sl04，若為否，則執(zhí)行步驟sl03;步驟s103，判斷CPE的子信道在當(dāng)前時(shí)刻的最大SINR與在最近反饋時(shí)刻的最大SINR的絕對差是否大于Delta,若為是，則執(zhí)行步驟s104,若為否，則執(zhí)行步驟slOl;步驟sl04,選擇Nc個(gè)最佳子信道；步驟sl05,利用CSIT反饋消息把Nc個(gè)最佳子信道以及承載業(yè)務(wù)的子信道的CSIT發(fā)送給BS,并執(zhí)行步驟slOl進(jìn)行循環(huán)處理。參考表3,本發(fā)明的CSIT收集方法實(shí)施例二在CSIT收集配置消息CSI-REQ-CFG中還定義了反饋周期T，用于調(diào)整CPE向BS發(fā)送CSIT反饋消息的頻度，以適應(yīng)各種無線傳播環(huán)境。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>參考圖3，該圖本發(fā)明的CSIT收集方法實(shí)施例二的流程圖，包括以下步驟步驟s201，基站向用戶端設(shè)備l、用戶端設(shè)備2發(fā)送CSIT收集配置消息CSI-REQ-CFG，設(shè)置Nc-l，Delta=ldB,T=60s;步驟s202，基站向用戶端設(shè)備1、用戶端設(shè)備2發(fā)送用于信道估計(jì)的下行鏈路導(dǎo)頻；步驟s203,在時(shí)刻to,用戶端設(shè)備1和用戶端設(shè)備2利用下行鏈路導(dǎo)頻信號做信道估計(jì)，并分別使用CSIT反饋消息CSI-FED把最佳子信道的平均信納比SINR:15dB和17dB以及子信道號3和5給基站；步驟s204,BS根據(jù)最近從用戶端設(shè)備1和用戶端設(shè)備2接收的CSIT反饋消息CSI-FED進(jìn)行首輪跨層調(diào)度，并繼續(xù)向用戶端設(shè)備1、用戶端設(shè)備2發(fā)送用于信道估計(jì)的下行鏈路導(dǎo)頻；步驟s205，在時(shí)刻t，,+T,用戶端設(shè)備1和用戶端設(shè)備2利用下行鏈路導(dǎo)頻信號做信道估計(jì)，用戶端設(shè)備l發(fā)現(xiàn)最佳的子信道號仍為3,子信道3的平均SINR=20dB;因此，這將觸發(fā)用戶端設(shè)備1發(fā)送新的CSIT反饋消息CSI-FED;步驟s206，BS根據(jù)最近從用戶端設(shè)備1接收的CSIT反饋消息CSI-FED進(jìn)行新一輪跨層調(diào)度，并繼續(xù)向用戶端設(shè)備1、用戶端設(shè)備2發(fā)送用于信道估計(jì)的下行鏈路導(dǎo)頻；步驟s207,在時(shí)刻t2=t,+T,用戶端設(shè)備1和用戶端設(shè)備2利用下行鏈路導(dǎo)頻信號做信道估計(jì)，用戶端設(shè)備2發(fā)現(xiàn)最佳的子信道號由5變?yōu)?,子信道2的平均SINR-17dB;因此，這將觸發(fā)用盧端設(shè)備2發(fā)送新的CSIT反饋消息CSI-FED;后續(xù)步驟依此類推，不一一列舉。以上實(shí)施例應(yīng)用于WRAN系統(tǒng)，但應(yīng)該明白，本發(fā)明的CSIT收集方法并不限于WRAN系統(tǒng)，而是可應(yīng)用于所有OFDM系統(tǒng)。參考圖4，該圖是本發(fā)明的跨層調(diào)度算法實(shí)施例一的流程圖，包括以下步驟步驟s301,基站利用本發(fā)明的CSIT收集方法從用戶端設(shè)備接收CSIT反饋消息；步驟s302，為了提供時(shí)延約束保護(hù)，把每個(gè)業(yè)務(wù)的時(shí)延約束轉(zhuǎn)換為等效的速率約束，如下所示'一巧這里可為等效的速率約束。公式中，乇為業(yè)務(wù)流j的業(yè)務(wù)到達(dá)速率，7)為業(yè)務(wù)流j的時(shí)延要求，F(xiàn)是每個(gè)包的大小；步驟s303,根據(jù)速率約束矢量的比率決定每個(gè)業(yè)務(wù)流j的子載波數(shù)量，即滿足—可該矢量第j個(gè)元素為fN是系統(tǒng)總的子載波數(shù)量;步驟s304，計(jì)算業(yè)務(wù)流j在子載波i上的等效信道增益，表示為^其中IA,f是通過本發(fā)明的CSIT收集方法獲得的，比例因子^用于調(diào)節(jié)中斷率(outageprobability)4吏之不大于目標(biāo)袒克率e;步驟s305,從具有最大速率約束的業(yè)務(wù)流到具有最小速率約束的業(yè)務(wù)流，依次分配個(gè)最佳子載波給業(yè)務(wù)流j;最佳子載波是指具有最大等效信道增益的子栽波，若具有最大等效信道增益子栽波數(shù)量不足，則最佳子栽波還包括具有其次等效信道增益的子栽波；步驟S306，為每個(gè)業(yè)務(wù)流所分配子栽波分配功率，并確定調(diào)制編碼選擇方案；該步驟包含一個(gè)迭代的算法，具體如下所示a分配給每個(gè)子載波和每個(gè)業(yè)務(wù)流的初始功率a(可)，方括號中的0代表的是初始化步驟；在下文中，方括號中的n代表第n次迭代，圓括號中的可表示功率分配與速率約束有關(guān)；a,(可)由如下公式得出/廣—其中，^是如下方程的解:》％1+扁在以上方程中，^是噪聲功率，^是分配給業(yè)務(wù)流j的子載波集合；為了確定初始化的速率C],搜索系統(tǒng)所規(guī)定的所有調(diào)制和編碼模式，尋找合適的模式，使得^=2^最接近可；根據(jù)i,[O]和公式②，tft斤計(jì)算每個(gè)子栽波所需要的功率；b系統(tǒng)總的可用功率為/>7,，才艮據(jù)第11步的所分配的總功率|;^>,/["]，分如下情況討i侖《(1)按照如下公式選擇具有最大等效信道增益的子載波/=1ie爿,'力o其中a是前述當(dāng)子載波i分配給^時(shí)的等效信道增益；如果有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的子載波具有最大等效信道增益，即^、wc包含兩個(gè)或者兩個(gè)以上的子載波，按照如下公式在u6,_,所表示的子載波集合中選擇一個(gè)子載波證-argminp(,["]如果Lp,r還包含兩個(gè)或者兩個(gè)以上的子栽波，則在其中任選一個(gè);(2)將r(,["]所示的調(diào)制編碼模式提升一級，得到~["+1]，其中k/m(3)由如下公式計(jì)算新的功率分配<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>(1)按紐如下公式選擇具有最小速率約束的業(yè)務(wù)流j:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中B是有功率分配的用戶集合，即￡={./|3/"&["]>()};然后依次按照如下公式選擇子載波<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>如果z,—,，包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的子載波，則在其中任選一個(gè)；(2)將[n]所示的調(diào)制編碼模式降低一級，得到^[n+l],其中!e^(3)由如下公式計(jì)算新的功率分配<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>c重復(fù)步驟b,直至如下公式滿足:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>參數(shù)~,由基站決定。如果要確保滿足不同業(yè)務(wù)流的比特誤碼率(BER),也可以將等效信道增益乘上另一個(gè)比例因子刁。由以上算法描述可知，在本發(fā)明提出的跨層調(diào)度算法中，功率分配、調(diào)制和編碼模式的選擇、子載波分配與時(shí)延約束或者速率約束可是相互關(guān)聯(lián)、統(tǒng)籌考慮的。在現(xiàn)有技術(shù)所提到的調(diào)度算法中，調(diào)度的各個(gè)方面，例如功率分配、調(diào)制和編碼模式的選擇、子栽波分配等是分別獨(dú)立考慮的。在時(shí)變的信道環(huán)境下，這樣的調(diào)度算法是無法在實(shí)際系統(tǒng)中，例如WRAN系統(tǒng)，用有限的調(diào)制和編碼模式來滿足各種不同的時(shí)延約束的。與獨(dú)立考慮功率分配、調(diào)制和編碼模式的選擇、子載波分配的算法相比，本發(fā)明算法可以提供更高的頻譜利用率?；赪RAN標(biāo)準(zhǔn)所提供的調(diào)制和編碼模式，本發(fā)明的算法也可以滿足所有用戶的時(shí)延約束。參考圖5,該圖是本發(fā)明的正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)實(shí)施例一的部分結(jié)構(gòu)圖。如圖5所示，該系統(tǒng)包括基站BS和用戶端設(shè)備CPE,其中，在BS端包括導(dǎo)頻發(fā)送模塊ll,用于發(fā)送用于信道估計(jì)的導(dǎo)頻信號；CSIT收集模塊12,用于收集CSIT;跨層調(diào)度模塊13,用于調(diào)度系統(tǒng)資源；在CPE端包括CSIT估計(jì)模塊14,用于利用由所述基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號對所有子信道做信道估計(jì)；CSIT反饋模塊15，用于當(dāng)指定事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)CSIT估計(jì)值向所述基站發(fā)送CSIT反饋消息。參考圖6,該圖是本發(fā)明的用戶端設(shè)備實(shí)施例一的部分結(jié)構(gòu)圖。如圖6所示，該用戶端設(shè)備包括信道估計(jì)模塊21，用于利用由基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號對所有子信道做信道估計(jì)；CSIT反饋;溪塊22,用于當(dāng)指定事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)CSIT估計(jì)值向所述基站發(fā)送CSIT反饋消息。參考圖7,該圖是本發(fā)明的用戶端設(shè)備實(shí)施例一的CSIT反饋模塊結(jié)構(gòu)圖。如圖7所示，該CSIT反饋模塊包括事件監(jiān)測子模塊31,用于監(jiān)測指定的事件；CSIT反饋消息發(fā)送子模塊32,用于響應(yīng)指定的事件，向所述基站發(fā)送CSIT反饋消息。參考圖8，該圖是本發(fā)明的基站實(shí)施例一的部分結(jié)構(gòu)圖。如圖8所示，該基站包括導(dǎo)頻發(fā)送才莫塊41,用于發(fā)送用于信道估計(jì)的導(dǎo)頻信號；CSIT收集模塊42，用于收集CSIT;跨層調(diào)度模塊43，用子調(diào)度系統(tǒng)資源。參考圖9，該圖是本發(fā)明的基站實(shí)施例一的CSIT收集模塊的結(jié)構(gòu)圖。如圖9所示，該CSIT收集模塊包括CSIT收集配置子模塊51，用于向用戶端設(shè)備發(fā)送CSIT收集配置消息；CSIT反饋消息接收子模塊52，用于從所述用戶端設(shè)備接收CSIT反饋消自,&，參考圖10,該圖是本發(fā)明的基站實(shí)施例一的跨層調(diào)度模塊的結(jié)構(gòu)圖。如圖10所示，該跨層調(diào)度模塊包括業(yè)務(wù)參數(shù)轉(zhuǎn)換子模塊61,用于把每個(gè)業(yè)務(wù)流的時(shí)延約束轉(zhuǎn)換為等效的速率約束；動(dòng)態(tài)頻率選擇子才莫塊62，用于為所述用戶端設(shè)備的業(yè)務(wù)流動(dòng)態(tài)分配子載波；功率分配和調(diào)制編碼選擇自適應(yīng)子模塊63,用于為所述用戶端設(shè)備的業(yè)務(wù)流所分配的每個(gè)子載波分配功率，并確定調(diào)制編碼選擇方案。參考圖11、圖12,圖ll是本發(fā)明的跨層調(diào)度算法與OS算法、FA算法的時(shí)延性能比較圖，圖12是本發(fā)明的跨層調(diào)度算法與OS算法、FA算法的抖動(dòng)性能比較圖。TV信道的帶寬為6MHz,有2048個(gè)子載波。信道模型采用WRAN信道類A。為方便起見，假定每個(gè)CPE有一個(gè)業(yè)務(wù)流。關(guān)于CSIT收集方法，使用3比特進(jìn)行CSIT反饋，這里在-20dB到5dB統(tǒng)一量化。假定CSIT反饋有1幀的延遲。最小接收功率假定為4dB。這里考慮3類業(yè)務(wù)流代表rtPS業(yè)務(wù)流的視頻流、代表nrtPS業(yè)務(wù)流的FTP流和代表BE業(yè)務(wù)流的任意數(shù)據(jù)流。為方便計(jì)，視頻流假定源速率為300kbps,FTP流的源速率為200kbps，以及任意數(shù)據(jù)流源速率為200kbps。使用IEEE802.22規(guī)范草案中規(guī)定的9個(gè)可行的調(diào)制和編碼模式。如圖11、圖12所示，x軸表示BE用戶數(shù)。在圖11中，y軸是平均時(shí)延，定義為每個(gè)業(yè)務(wù)流的每個(gè)包從輸入i某體訪問控制層到輸出^C體訪問控制層的總的系統(tǒng)時(shí)間。在圖12中，y軸是平均的抖動(dòng)，定義每個(gè)業(yè)務(wù)包時(shí)延的方差。從圖11、圖12上，可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的跨層調(diào)度算法具有更好的平均時(shí)延和抖動(dòng)性能。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種發(fā)送機(jī)信道狀態(tài)信息CSIT收集方法，應(yīng)用于正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟用戶端設(shè)備利用由基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號對所有子信道做信道估計(jì)；當(dāng)指定事件發(fā)生時(shí)，所述用戶端設(shè)備根據(jù)CSIT估計(jì)值向所述基站發(fā)送CSIT反饋消息。2、如權(quán)利要求1所述CSIT收集方法，其特征在于所述指定事件是指所述用戶端設(shè)備接收到由所述基站發(fā)送的CSIT收集配置消息。3、如權(quán)利要求2所述CSIT收集方法，其特征在于所述CSIT收集配置消息用于配置反饋參數(shù)，所述反饋參數(shù)包括請求反饋的最佳子信道數(shù)量、最大CSIT估計(jì)值絕對差的門限值和/或反饋周期。4、如權(quán)利要求1所述CSIT收集方法，其特征在于所述指定事件是指所述用戶端設(shè)備在當(dāng)前時(shí)刻的最佳子信道不同于在最近反饋時(shí)刻的最佳子信道。5、如權(quán)利要求1所述CSIT收集方法，其特征在于如果在所迷用戶端設(shè)備上存在激活的業(yè)務(wù)，所述指定事件是指所述用戶端設(shè)備在當(dāng)前時(shí)刻承載所述業(yè)務(wù)的子信道不同于在最近反饋時(shí)刻承栽所述業(yè)務(wù)的子信道。6、如權(quán)利要求1所述CSIT收集方法，其特征在于所述指定事件是指所述用戶端設(shè)備的子信道在當(dāng)前時(shí)刻的最大CSIT估計(jì)值與在最近反饋時(shí)刻的最大CSIT估計(jì)值的絕對差大于門限值。7、如權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)所述CSIT收集方法，其特征在于，所述CSIT反饋消息包括所述用戶端i殳備的至少一個(gè)子信道的所述CSIT估計(jì)值和信道標(biāo)識符。8、如權(quán)利要求7所述CSIT收集方法，其特征在于，所述至少一個(gè)子信道包括所述用戶端設(shè)備在當(dāng)前時(shí)刻的最佳子信道。9、如權(quán)利要求7所述CSIT收集方法，其特征在于，如果在所述用戶端設(shè)備上存在激活的業(yè)務(wù)，所述至少一個(gè)子信道包括承載所述業(yè)務(wù)的子信道。10、如權(quán)利要求7所述CSIT收集方法，其特征在于，所述CSIT估計(jì)值是指所述至少一個(gè)子信道的信納比。11、一種跨層調(diào)度算法，應(yīng)用于正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)，其特征在于，包括步驟基站利用如權(quán)利要求1所述發(fā)送機(jī)信道狀態(tài)信息CSIT收集方法從用戶端設(shè)備接收CSIT反饋消息；把每個(gè)業(yè)務(wù)流的時(shí)延約束轉(zhuǎn)換為等效的速率約束；根據(jù)速率約束矢量的比率確定每個(gè)業(yè)務(wù)流的子載波數(shù)量；計(jì)算每個(gè)業(yè)務(wù)流在每個(gè)子栽波上的等效信道增益；從具有最大速率約束的業(yè)務(wù)流到具有最小速率約束的業(yè)務(wù)流，依次為每個(gè)業(yè)務(wù)流分配所述數(shù)量的最佳子載波；為每個(gè)業(yè)務(wù)流所分配的每個(gè)子載波分配功率，并確定調(diào)制編碼選擇方案。12、如權(quán)利要求11所述跨層調(diào)度算法，其特征在于，所述為每個(gè)業(yè)務(wù)流所分配的子載波分配功率，并確定調(diào)制編碼選擇方案的步驟包括迭代的步驟初始化根據(jù)香農(nóng)信道容量公式和所述速率約束，為每個(gè)業(yè)務(wù)流所分配的每個(gè)子載波分配初始功率；搜索OFDM系統(tǒng)規(guī)定的所有調(diào)制和編碼模式，尋找合適的模式，為每個(gè)業(yè)務(wù)流所分配的每個(gè)子載波確定初始速率，使得每個(gè)業(yè)務(wù)流的初始速率最接近所述速率約束；根據(jù)香農(nóng)信道容量公式和所述子載波的初始速率，重新計(jì)算每個(gè)子栽波所需要的功率；迭代運(yùn)算計(jì)算OFDM系統(tǒng)所分配的總功率，并分別^L如下處理若OFDM系統(tǒng)總的可用功率大于所分配的總功率，則選擇具有最大等效信道增益的子載波，若所述具有最大等效信道增益的子載波不只一個(gè)，則從中選擇具有命支少功率的子載波，若所述具有較少功率的子載波包含不只一個(gè)，則從所中任選一個(gè)，然后將所述具有較少功率的子載波的調(diào)制編碼階數(shù)提升一級，并為所述具有較少功率的子載波重新計(jì)算所需要的功率；若OFDM系統(tǒng)總的可用功率小于所分配的總功率，則選擇具有最小速率約束的業(yè)務(wù)流，然后從所述具有最小速率約束的業(yè)務(wù)流所分配的子載波中選擇具有最小等效信道增益的子栽波，若所速真有蕞小箏放信道螬益的手栽凌不只一個(gè)，則從中選擇具有較多功率的子載波，若所述具有較多功率的子載波包含不只一個(gè)，則從中任選一個(gè)，然后將所述具有較多功率的子載波的調(diào)制編碼階數(shù)降低一級，并為所述具有較多功率的子載波重新計(jì)算所需要的功率；重復(fù)迭代運(yùn)算，直至OFDM系統(tǒng)總的可用功率與所分配的總功率的絕對差小于門限值。13、如權(quán)利要求11或12所述跨層調(diào)度算法，其特征在于，所述等效信道增益具有第一比例因子，用以保證中斷率不大于目標(biāo)概率。14、如權(quán)利要求11或12所述跨層調(diào)度算法，其特征在于，所述等效信道增益具有第二比例因子，用以保證不同業(yè)務(wù)流的比特誤碼率。15、一種正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)，包括基站和用戶端設(shè)備，其特征在于，所述基站包括導(dǎo)頻發(fā)送;f莫塊，用于發(fā)送用于信道估計(jì)的導(dǎo)頻信號；發(fā)送機(jī)信道狀態(tài)信息CSIT收集模塊，用于收集CSIT;跨層調(diào)度模塊，用于調(diào)度系統(tǒng)資源；所述用戶端設(shè)備包括CSIT估計(jì)模塊，用于利用由所述基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號對所有子信道做信道估計(jì)；CSIT反饋模塊，用于當(dāng)指定事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)CSIT估計(jì)值向所述基站發(fā)送CSIT反饋消息。16、一種用戶端設(shè)備，應(yīng)用于正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)，其特征在于，包括信道估計(jì)模塊，用于利用由基站發(fā)送的導(dǎo)頻信號對所有子信道做信道估計(jì)；發(fā)送機(jī)信道狀態(tài)信息CSIT反饋模塊，用于當(dāng)指定事件發(fā)生時(shí)，根據(jù)CSIT估計(jì)值向所述基站發(fā)送CSIT反饋消息。17、如權(quán)利要求16所述用戶端設(shè)備，其特征在于，所述CSIT反饋模塊包括事件監(jiān)測子模塊，用于監(jiān)測指定的事件；CSIT反饋消息發(fā)送子模塊，用于響應(yīng)指定的事件，向所述基站發(fā)送CSIT反饋消息。18、一種基站，應(yīng)用于正交頻分復(fù)用OFDM系統(tǒng)，其特征在于，包括導(dǎo)頻發(fā)送模塊，用于發(fā)送用于信道估計(jì)的導(dǎo)頻信號；發(fā)送機(jī)信道狀態(tài)信息CSIT收集模塊，用于收集CSIT;跨層調(diào)度模塊，用于調(diào)度系統(tǒng)資源。19、如權(quán)利要求18所述基站，其特征在于，所述CSIT收集模塊包括CSIT收集配置子模塊，用于向用戶端設(shè)備發(fā)送CSIT收集配置消息；CSIT反饋消息接收子模塊，用于從所述用戶端設(shè)備接收CSIT反饋消息。20、如權(quán)利要求18所述基站，其特征在于，所述跨層調(diào)度模塊包括業(yè)務(wù)參數(shù)轉(zhuǎn)換子模塊，用于把每個(gè)業(yè)務(wù)流的時(shí)延約束轉(zhuǎn)換為等效的速率約束；動(dòng)態(tài)頻率選擇子模塊，用于為所述用戶端設(shè)備的業(yè)務(wù)流動(dòng)態(tài)分配子載波；功率分配和調(diào)制編碼選捧自適應(yīng)子模塊，用于為所述用戶端設(shè)備的業(yè)務(wù)流所分配的每個(gè)子載波分配功率，并確定調(diào)制編碼選擇方案。全文摘要本發(fā)明公開了一種CSIT收集方法、跨層調(diào)度算法及其系統(tǒng)和設(shè)備。本發(fā)明的CSIT收集方法包括CPE利用由BS發(fā)送的導(dǎo)頻信號對所有子信道做信道估計(jì)；當(dāng)指定事件發(fā)生時(shí)，CPE根據(jù)CSIT估計(jì)值向BS發(fā)送CSIT反饋消息。本發(fā)明的CSIT收集方法具有低信令開銷、時(shí)效性高的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的跨層調(diào)度算法利用本發(fā)明的CSIT收集方法獲得CSIT信息，統(tǒng)籌考慮了DFS、功率分配和MCS的自適應(yīng)等調(diào)度方式，可以同時(shí)保證不同業(yè)務(wù)類型的QoS需求，尤其能夠同時(shí)改善不同業(yè)務(wù)類型的時(shí)延性能和時(shí)延抖動(dòng)性能，以及提高頻譜利用率；本發(fā)明的系統(tǒng)和裝置可以支持混合數(shù)據(jù)、語音和/或視頻的業(yè)務(wù)。文檔編號H04Q7/34GK101222730SQ20071000785公開日2008年7月16日申請日期2007年1月12日優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日發(fā)明者劉堅(jiān)能,呂林軍,銳王,許樹榮申請人:華為技術(shù)有限公司