正交频分复用系统下行资源分配的方法 【技术领域】
本发明技术领域涉及正交频分复用(orthogonal frequency divisionmultiplexing，简称OFDM)系统的下行资源的分配方法，特别涉及长期演进(Long Term Evolution，简称LTE)系统中的下行资源分配的方法。
背景技术
OFDM作为一种多载波技术，将高速的串行数据流映射到多个子载波上并行传输，各个子载波频谱正交，从而提高频谱利用效率。LTE是新一代无线移动通信系统，采用OFDM等关键技术实现无线高速数据的传输，采用OFDM技术，对资源的分配主要是频域子载波的分配，加上时间资源的分配，从而形成OFDM系统基本的两维无线资源，即时域和频域的资源分配。
在LTE系统中，上下行的资源都采用基站集中控制的策略，在每个子帧(1ms)周期，基站对上下行的终端请求按照某种策略进行优先级排序并分配资源，并通过下行的控制信道将分配的结果通知相关的终端，下行的控制信道也占用下行的频域和时域资源，下行控制信道和下行数据信道是时分复用的。在一个子帧周期，如果调度的用户数越多，需要的额外的控制信息就越多，下行控制信道分配的时间就越多，对应的就是控制信道占用的符号数越多，这种情况下数据信道占用的资源就相应的减少。相反，在基站总体用户数不多的时候，或者要满足某些高速率用户的需求时，在一个子帧调度的用户数就比较少，尤其是带宽比较宽的情况下，此时需要的控制符号数目就比较少。当系统所需要的控制信道资源比较少时，就可以重新分配给数据信道多一些资源，这样就可以传输更多的下行数据。反之当系统所需要的控制信道资源比较多时，需要多分配给控制信道，以保证公平性、业务质量等调度目标的实现。
目前已有的调度算法专利，主要是针对如何分配时间比例确定下的数据信道资源，例如按照某种策略如何选择不同的终端，给每个调度的终端分配的频域资源多少等，其要解决的问题是终端的优先级选择算法以及频域资源的分配算法，对于数据信道和控制信道的时间比例关系动态调节算法，目前专利和相关文献暂未涉及。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题在于提供一种正交频分复用系统下行资源分配的方法，通过预测控制信道和数据信道的时间比例关系，带来比较高的下行资源利用率和提高下行速率。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种正交频分复用系统下行资源分配的方法，该方法包括如下步骤：
1)初始值的设定：
设定预测所需要的两个门限值：一个是减少控制信道符号数的向下调整门限，一个是增加控制信道符号数的向上调整门限；两个门限值之间的区间就是系统资源合理分配的区间，这个区间内的波动不触发控制信道资源占用参数的修改；
设定定时器时间长度，在这个时间周期内统计控制信道占用信息，以便和门限值比较做出预测；
设定初始控制信道资源占用符号数；
2)统计控制信道资源占用信息：
在系统运行期间，在定时器时间长度内，统计控制信道资源占用信息，占用信息主要包括实际需要的资源分配和控制信道资源占用符号数的比较；
3)调整控制信道占用符号数：
根据步骤2)统计的数值和两个门限比较后调整下一个定时器周期内的控制信道资源占用符号数，执行步骤2)。
所述步骤1)中，还包括设定控制信道占用的最少符号数和最大符号数。
所述步骤2)包括如下步骤：
在每个子帧周期：
i.将定时器计数器地值加1；
ii.调度终端，按照所述步骤1)所设定的初始控制信道资源占用符号数映射数据信道和控制信道；
iii.如果实际使用的控制信道符号数小于初始控制信道资源占用符号数，则将控制信道资源占用计数器的值减1，如果发生因为控制信道资源不够而放弃终端调度的情况，则将控制信道资源占用计数器的值加1，其他情况下保持控制信道资源占用计数器的值不变；
iv.判断定时器计数器的值是否大于等于定时器时间长度，如果是则执行所述步骤3)，否则继续执行所述步骤2)。
所述步骤3)中所述控制信道占用符号数的比较和调整包括如下步骤：
i.如果控制信道资源占用计数器的值大于控制信道符号数的向上调整门限，并且控制信道占用的符号数小于所设定的控制信道占用的最大符号数，则将控制信道占用的符号数加1；
ii.如果控制信道资源占用计数器的值小于控制信道符号数的向下调整门限，并且控制信道占用的符号数大于所设定的控制信道占用的最小符号数，则将控制信道占用的符号数减1；
iii.重新启动定时器计数器；
iv.重新设置控制信道资源占用计数器。
本发明正交频分复用系统下行资源分配的方法基于历史信息的预测方法，通过设定调整控制信道符号数的不同门限值和时间周期，使得调整方差较小，有效平滑系统运行期间的随机性，同时可以在不影响终端解调性能的条件下，通过合理分配控制信道的时间长度，从而提高了下行资源的使用效率，进而提高小区总的下行吞吐率，且算法简单，容易实现。
【附图说明】
图1是下行时频资源示意图；
图2是本发明实施例的总体流程图；
图3是本发明中统计控制信道资源占用信息的流程图；
图4是本发明中调整控制信道占用符号数的流程图。
【具体实施方式】
本发明的正交频分复用系统下行资源分配的方法的核心是通过预测下行控制信道所占用的时间资源，合理分配下行控制信道和下行数据信道的时间比例，从而提高LTE系统中下行资源分配的效率。预测方法是基于下行控制信道的历史使用情况，当小区终端数减少或者需要调度的终端需要大流量下行速率时，都会出现控制信道资源占用减少的情况；而当终端数较多，为了保证调度的公平性以及业务质量，需要一个子帧周期调度更多的终端，从而需要更多的控制信道资源。图1是LTE下行时频资源的示意图，可以看出控制信道和数据信道在时间上的比例关系。
本发明采用基于历史信息的预测方法，对下一个时间周期内的控制信道资源设置进行调整。在本周期内，当实际使用的控制信道资源小于设置值的比例达到向下调整门限时，说明实际需要的控制信道资源较少，可以减少控制资源的比例，以便给数据信道提供更多的资源。在本周期内，当控制信道所需要的资源多于配置数目的比例达到向上调整门限时，说明实际需要的控制信道资源较多，需要增加控制资源的比例，以便保证调度算法的目标实现。而向下调整门限和向上调整门限之间的区域，不调整控制信道资源。
以下结合附图对本发明的实施例作进一步的说明。
如图2所示，本发明的正交频分复用系统下行资源分配的方法包括如下步骤：
1)设置初始值(见图2)：
设置控制信道占用的符号数为NUM_SYMBOL_PDCCH；
设定定时器时间长度为TIMER_NUM_1MS；
设定控制信道符号数向下调整门限为Threshold_Down；
设定控制信道符号数向上调整门限为Threshold_Up；
启动定时器计数器T_timer，设T_timer等于0；
设置控制信道资源占用计数器Counter为0；
设定控制信道占用的最少符号数为MINNUM_SYMBOL_PDCCH；
设定控制信道占用的最大符号数为MAXNUM_SYMBOL_PDCCH。
2)运行期间，统计控制信道资源占用信息(见图3所示)：
在每个子帧(1ms)周期
i.T_timer＝T_timer+l；
ii.调度终端，按照步骤1)所设定的NUM_SYMBOL_PDCCH参数映射数据信道和控制信道；
iii.如果实际使用的控制信道符号数小于NUM_SYMBOL_PDCCH，则Counter＝Counter-1，如果发生因为控制信道资源不够而放弃终端调度的情况，则Counter＝Counter+1，其他情况下Counter不变；
iv.判断T_timer是否大于等于TIMER_NUM_1MS，如果是则执行步骤3)，否则继续执行步骤2)。
3)调整控制信道占用的符号数(见图4)：
根据历史信息预测下一个周期控制信道占用的符号数，将Counter与两个门限值比较：
i.如果Counter大于Threshold_Up，并且NUM_SYMBOL_PDCCH＜MAXNUM_SYMBOL_PDCCH，则NUM_SYMBOL_PDCCH＝NUM_SYMBOL_PDCCH+1；
ii.如果Counter小于Threshold_Down，并且NUM_SYMBOL_PDCCH＞MINNUM_SYMBOL_PDCCH，则NUM_SYMBOL_PDCCH＝NUM_SYMBOL_PDCCH-1；
iii.重新启动定时器计数器T_timer，设T_timer等于0；
iv.重新设置控制信道资源占用计数器Counter为0；
v.执行步骤2)。