一种分布式多天线网络统筹调度系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供的分布式多天线网络统筹调度系统，所述系统包括：第一预处理单元、统筹调度单元、非统筹调度单元、统筹调度传输单元以及非统筹调度传输单元。与非统筹调度系统相比，不仅解决现有调度系统边界小区用户得不到良好调度，传输效率低的问题，还较好的兼顾了系统性能及复杂度，有效抑制了小区间干扰，提高了小区边界用户性能，可以在复杂度较低且兼顾边界小区用户传输速率的前提下获得较高的系统容量。
【专利说明】一种分布式多天线网络统筹调度系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种分布式多天线网络统筹调度系统。
【背景技术】
[0002] 随着移动通信用户数量的急剧增加和无线宽带业务（如多媒体业务）的迅速兴 起，人们期望移动通信系统能提供更高的数据传输率（100Mbps以上）和更高的频谱效率 (10bps/Hz 以上）。
[0003] 多入单出系统是一种在发射端配置多天线，接收端配置单天线的智能天线技术， 是提高频谱效率的一种有效手段。而在实际多入单出系统的应用中，来自同小区和邻小区 的干扰会极大地影响系统性能，因此需要对干扰进行抑制，同时，由于边界小区用户常常得 不到调度而处于"饥饿"状态，因此需要考虑边界小区用户的分布式传输。
[0004] 现有文献中的无线资源管理算法主要集中在多天线环境下的蜂窝网络中某个特 定的单小区传输子问题、单小区调度子问题、单小区功率分配子问题、多小区边界小区用户 容量最大化子问题等的局部优化，然而综合考虑多小区统筹调度、分布式传输以最大化系 统整体传输容量的算法还鲜有研究。
[0005] 每个移动终端（用户）通过导频序列对信道进行估计，并将各自估计形成的信道 冲击响应向量反馈至基站，基站对信道冲击响应向量进行处理后，作为调度信息，对移动终 端进行调度和传输。信道冲击响应向量是一个一维向量，包括多个元素，其中每个元素是发 射端对应的发射天线发送的信号通过无线传输信道到达接收端所历经的信号传输损耗增 益值。然而，现有的调度方案中，边界小区用户得不到良好的调度，传输效率低，导致系统性 能大受影响。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007] 根据本发明的实施方式，提出一种分布式多天线网络统筹调度系统，用于统筹调 度集合内N个基站的分布式传输，N为正整数，所述系统包括：第一预处理单元、统筹调度单 元、非统筹调度单元、统筹调度传输单元以及非统筹调度传输单元；
[0008] 所述第一预处理单元包括调度用户分组单元以及用户最大值设定单元；
[0009] 所述统筹调度单元包括统筹调度用户组预处理单元、第一调度信息计算单元、已 确定统筹调度用户组更新单元、待确定统筹调度用户组更新单元以及已确定统筹调度用户 组用户个数判断单元；
[0010] 所述非统筹调度单元包括基站预处理单元、基站用户组预处理单元、第二调度信 息计算单元、已确定用户组更新单元、待确定用户组更新单元以及已确定非统筹调度用户 组用户个数判断单元；
[0011] 所述统筹调度传输单元包括第一多天线传输向量设定单元和第一功率分配参数 设定单元；
[0012] 所述非统筹调度传输单元包括第二多天线传输向量设定单元和第二功率分配参 数设定单元。
[0013] 根据本发明的【具体实施方式】，所述第一预处理单元的调度用户分组单元统筹调度 集合内的各基站确定有接入需求的用户，根据该用户在统筹调度集合的定位分布，将其分 入统筹调度用户组或非统筹调度用户组；所述用户最大值设定单元分别设定统筹调度用户 组用户最大值和非统筹调度用户组用户最大值；
[0014] 根据本发明的【具体实施方式】，所述统筹调度单元的统筹调度用户组预处理单元对 统筹调度用户组进行预处理：将N个基站的统筹调度用户组分为已确定统筹调度用户组和 待确定统筹调度用户组，令已确定统筹调度用户组初始值为空：
[0015] 所述第一调度信息计算单元计算调度信息：判断已确定统筹调度用户组是否为 空，是则根据待确定统筹调度用户组中的各用户的信道冲击响应向量h k计算| |hk| |，并将 |hk| |作为I |gk| |，并将I |gk| |作为调度信息；否则计算待确定统筹调度用户组中各待确 定用户的信道冲击响应向量在已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向 量所构成子空间的正交空间上的映射gk，并将I |gkl I作为调度信息，k为正整数，是待确定 统筹调度用户组中用户的识别号；
[0016] 所述已确定统筹调度用户组更新单元更新已确定统筹调度用户组：基站从待确定 统筹调度用户组中，选择对应I |gk| I最大的用户i，将用户i加入已确定统筹调度用户组；
[0017] 所述待确定统筹调度用户组更新单元更新待确定统筹调度用户组：基站对待确定 统筹调度用户组中各待确定用户k，计算其信道冲击响应向量h k和gi形成的夹角的cos值 sk，判断是否δ,> α，是则删除对应用户k，否则保留对应用户k;所述α为消除阈值，满 足0 < α < 1 ;
[0018] 所述已确定统筹调度用户组用户个数判断单元判断已确定统筹调度用户组中用 户的个数是否达到统筹调度用户组用户最大值或者待确定统筹调度用户组是否为空；是则 获得最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组，否则继续计算调度信息；
[0019] 根据本发明的【具体实施方式】，所述非统筹调度单元的基站预处理单元将基站识别 号b预置为1 ;
[0020] 所述基站用户组预处理单元执行基站用户组预处理：将识别号为b的基站所属非 统筹调度用户组分为已确定用户组和待确定用户组，令已确定用户组初始值为空；
[0021] 所述第二调度信息计算单元计算调度信息：判断已确定用户组是否为空，是则根 据待确定用户组中的各用户的信道冲击响应向量h b,k计算| |hb,k| |，并将所述| |hb,k| |作为 k,kl I，并将I k,kl I作为调度信息；否则计算待确定用户组中各待确定用户的信道冲击 响应向量在已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间 上的映射gb,k，并将I |gb,kl I作为调度信息，k为正整数，是待确定用户组中用户的识别号；
[0022] 所述已确定用户组更新单元更新已确定用户组：基站从待确定用户组中，选择对 应I |gb,kl I最大的用户j，将用户j加入已确定用户组；
[0023] 所述待确定用户组更新单元更新待确定用户组：基站对待确定用户组中各待确定 用户k，计算其信道冲击响应向量h b,k和gbu形成的夹角的cos值sb,k，判断是否s b,k> α，是则删除对应用户k，否则保留对应用户k ;0 < a < 1 ;
[0024] 所述已确定非统筹调度用户组用户个数判断单元判断已确定用户组中用户的个 数是否达到非统筹调度用户组用户最大值或者待确定用户组是否为空；是则获得基站b的 自身非统筹调度用户最终已确定用户组，b = b+Ι，直到得到基站1?N的最终非统筹调度 用户已确定用户组；
[0025] 根据本发明的【具体实施方式】，所述统筹调度传输单元和非统筹调度传输单元分别 对最终非统筹调度用户已确定用户组和最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用 户，设定多天线传输向量和功率分配参数，进行数据传输。
[0026] 根据本发明的【具体实施方式】，所述用户最大值设定单元设定统筹调度用户组用户 最大值和非统筹调度用户组用户最大值具体包括：
[0027] S1-1、计算调度的总用户数KliD1 :
[0028]
【权利要求】
1. 一种分布式多天线网络统筹调度系统，用于统筹调度集合内N个基站的分布式传 输，N为正整数，所述系统包括：第一预处理单元、统筹调度单元、非统筹调度单元、统筹调 度传输单元以及非统筹调度传输单元； 所述第一预处理单元包括调度用户分组单元以及用户最大值设定单元； 所述统筹调度单元包括统筹调度用户组预处理单元、第一调度信息计算单元、已确定 统筹调度用户组更新单元、待确定统筹调度用户组更新单元以及已确定统筹调度用户组用 户个数判断单元； 所述非统筹调度单元包括基站预处理单元、基站用户组预处理单元、第二调度信息计 算单元、已确定用户组更新单元、待确定用户组更新单元以及已确定非统筹调度用户组用 户个数判断单元； 所述统筹调度传输单元包括第一多天线传输向量设定单元和第一功率分配参数设定 单元； 所述非统筹调度传输单元包括第二多天线传输向量设定单元和第二功率分配参数设 定单元。
2. -种如权利要求1所述的系统，所述第一预处理单元的调度用户分组单元统筹调度 集合内的各基站确定有接入需求的用户，根据该用户在统筹调度集合的定位分布，将其分 入统筹调度用户组或非统筹调度用户组；所述用户最大值设定单元分别设定统筹调度用户 组用户最大值和非统筹调度用户组用户最大值。
3. -种如权利要求1所述的系统，所述统筹调度单元的统筹调度用户组预处理单元对 统筹调度用户组进行预处理：将N个基站的统筹调度用户组分为已确定统筹调度用户组和 待确定统筹调度用户组，令已确定统筹调度用户组初始值为空； 所述第一调度信息计算单元计算调度信息：判断已确定统筹调度用户组是否为空，是 则根据待确定统筹调度用户组中的各用户的信道冲击响应向量hk计算| |hk| |，并将| |hk| 作为I |gk| I，并将I |gk| I作为调度信息；否则计算待确定统筹调度用户组中各待确定用户 的信道冲击响应向量在已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构 成子空间的正交空间上的映射g k，并将I |gk| I作为调度信息，k为正整数，是待确定统筹调 度用户组中用户的识别号； 所述已确定统筹调度用户组更新单元更新已确定统筹调度用户组：基站从待确定统筹 调度用户组中，选择对应I |gk| I最大的用户i，将用户i加入已确定统筹调度用户组； 所述待确定统筹调度用户组更新单元更新待确定统筹调度用户组：基站对待确定统筹 调度用户组中各待确定用户k，计算其信道冲击响应向量匕和gi形成的夹角的cos值δ k， 判断是否sk> α，是则删除对应用户k，否则保留对应用户k;所述α为消除阈值，满足0 < α < 1 ； 所述已确定统筹调度用户组用户个数判断单元判断已确定统筹调度用户组中用户的 个数是否达到统筹调度用户组用户最大值或者待确定统筹调度用户组是否为空；是则获得 最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组，否则继续计算调度信息。
4. 一种如权利要求1所述的系统，所述非统筹调度单元的基站预处理单元将基站识别 号b预置为1 ; 所述基站用户组预处理单元执行基站用户组预处理：将识别号为b的基站所属非统筹 调度用户组分为已确定用户组和待确定用户组，令已确定用户组初始值为空； 所述第二调度信息计算单元计算调度信息：判断已确定用户组是否为空，是则根据待 确定用户组中的各用户的信道冲击响应向量hb,k计算| |hb,k| |，并将所述| |hb,k| |作为| |gb, kl I，并将I |gb,kl I作为调度信息；否则计算待确定用户组中各待确定用户的信道冲击响应 向量在已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的 映射g b,k，并将I |gb,kl I作为调度信息，k为正整数，是待确定用户组中用户的识别号； 所述已确定用户组更新单元更新已确定用户组：基站从待确定用户组中，选择对应 |gb,k| I最大的用户j，将用户j加入已确定用户组； 所述待确定用户组更新单元更新待确定用户组：基站对待确定用户组中各待确定用户 k，计算其信道冲击响应向量hb,k和gb,i形成的夹角的cos值s b,k，判断是否sb,k> α，是 则删除对应用户k，否则保留对应用户k ;0 < α < 1 ; 所述已确定非统筹调度用户组用户个数判断单元判断已确定用户组中用户的个数是 否达到非统筹调度用户组用户最大值或者待确定用户组是否为空；是则获得基站b的自 身非统筹调度用户最终已确定用户组，b = b+Ι，直到得到基站1?N的最终非统筹调度用 户已确定用户组。
5. -种如权利要求1所述的系统，所述统筹调度传输单元和非统筹调度传输单元分别 对最终非统筹调度用户已确定用户组和最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用 户，设定多天线传输向量和功率分配参数，进行数据传输。
6. -种如权利要求2所述的系统，所述用户最大值设定单元设定统筹调度用户组用户 最大值和非统筹调度用户组用户最大值具体包括： S1-1、计算调度的总用户数Klim:
式中，统筹调度集合内基站个数N，各基站发射天线数Nt， 分布式传输概率
非分布式传输概_
其中SgMup为统筹调度集合面积，为分布式传输区面积，S_tCT为非分布式传输区面 积； S1-2、计算用户最大值： 统筹调度用户组用户最大值Kt。= KlimXpt。， 非统筹调度用户组用户最大值K__t。= KlimXP__t。。
7. -种如权利要求3所述的系统，所述第一调度信息计算单元计算待确定统筹调度用 户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信 道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g k，具体包括：
已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量构成子空间，该子空间存 在正交空间，表示为1?1,1?2,...,尽,.|}，」 1为已确定统筹调度用户组中用户的识别号，11为已确 定统筹调度用户组中用户总数；I为单位矩阵。
8. -种如权利要求4所述的系统，所述第二调度信息计算单元计算待确定用户组中各 待确定用户的信道冲击响应向量在已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所 构成子空间的正交空间上的映射g b,k，具体包括：
已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量构成子空间，该子空间存在正交空 间，表示为b为基站识别号，j2为已确定用户组中用户的识别号，i2为已确 定用户组中用户总数。
9. 一种如权利要求5所述的系统，所述统筹调度传输单元和非统筹调度传输单元对最 终非统筹调度用户已确定用户组和最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用户，设 定多天线传输向量和功率分配参数具体包括： 对最终统筹调度用户已确定用户组的用户，所述第一多天线传输向量设定单元设定多 天线传输向量
所述第一功率分配参数设定单元设定功率分配参数
所述Ttc;([(b-l)Nt+l :bNt]，表示为Tt。矩阵的（b-l)Nt+l?bNt行，第么列的所有元 素组成的子向量； Tt。矩阵为统筹调度信道冲击响应向量的逆矩阵：
为所有统筹调度用户的信道冲击响应向量组成的统筹调度信道冲 击响应向量，<表示对信道冲击响应向量hk进行共轭转置； 对最终非统筹调度用户已确定用户组的用户，所述第二多天线传输向量设定单元设定 多天线传输向量，T__tc;( :，j2)表示为T__t。矩阵的所有行第j2列元素组 成的子向量； Tnmrt。矩阵为非统筹调度信道冲击响应向量的逆矩阵：
为所有非统筹调度用户的信道冲击响应向量组成的非统筹 调度信道冲击响应向量表不对信道冲击响应向量hb,k的共轭转置； 所述第二功率分配参数设定单元设定所述功率分配参数：
小区用户的干扰功率。
【文档编号】H04W72/08GK104302006SQ201410442782
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】饶品魁 申请人:饶品魁