专利名称：多天线系统中用户选择与分组方法和通信设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种多天线系统中用户选择与分组方法和通信设备。
背景技术：
未来无线移动通信系统需要支持更高的业务速率，并提供更广的网络覆盖。多入多出(Multiple-Input and Multiple-Output, ΜΙΜΟ)系统能够克服无线通信中的衰落，为系统提供更好的空间分集，获得更高的系统容量。在MIMO系统中，可以将满足条件的多个用户进行分组，通过复用资源可以提高资源利用率和系统容量。在现有技术中，可以根据用户的正交性进行用户选择与分组。首先在每个子载波上为每个用户计算信道传输函数，然后为每个用户对计算正交性，根据轮叫调度方式 (ROUND-ROBIN)算法选择第一个用户，然后选择与第一个用户具有最大正交性的用户进行配对分组。然而，根据用户正交性进行用户选择与分组的方法仅考虑了用户的空间特性，系统的性能较低。
发明内容
本发明实施例提供了一种多天线系统中用户选择与分组方法和通信设备，提高多天线系统的系统性能。本发明一方面提供了一种多天线系统中用户选择与分组方法，包括控制节点接收至少两个用户发送的信道状态信息(Channel Statueslnformation, CSI)；控制节点根据所述接入链路信道状态信息确定所述至少两个用户的调度优先级，选择调度优先级最高的用户作为用户分组中的基准用户；控制节点确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户与所述基准用户之间的空间特性值；控制节点根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的调度优先级和空间特性值，确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值；控制节点根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值，确定所述用户分组。本发明另一方面提供了一种通信设备，包括接收单元，用于接收至少两个用户发送的接入链路信道状态信息；选择单元，用于根据所述接入链路信道状态信息确定所述至少两个的调度优先级，选择调度优先级最高的用户作为用户分组中的基准用户；第一确定单元，用于确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户与所述基准用户之间的空间特性值；第二确定单元，用于根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的调度优先级和空间特性值，确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值；第三确定单元，用于根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值，确定所述用户分组。根据本发明实施例提供的方案，充分考虑到用户间的信道正交性和吞吐量，提高了用户的传输机会，显著提升了 系统吞吐量和频谱效率。
图1所示为本发明实施例提供的一种多天线系统中用户选择与分组方法的流程示意图；图2所示为本发明实施例提供的另一种多天线系统中用户选择与分组方法的流程示意图；图3所示为本发明实施例提供的又一种多天线系统中用户选择与分组方法的流程示意图；图4所示为本发明实施例提供的一种通信设备结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的具体技术方案、发明目的更加清楚，下面结合具体的实施方式和附图作进一步说明。如图1所示，本发明实施例提供了一种多天线系统中用户选择与分组方法，包括步骤101 控制节点接收至少两个用户发送的接入链路CSI。步骤102 控制节点根据所述接入链路CSI确定所述至少两个用户的调度优先级， 选择调度优先级最高的用户作为用户分组中的基准用户。步骤103 控制节点确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户与所述基准用户之间的空间特性值。步骤104 控制节点根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的调度优先级和空间特性值，确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值。步骤105 控制节点根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值，确定所述用户分组。在本实施例中，充分考虑到用户间的信道正交性和吞吐量，提高了用户的传输机会，显著提升了系统吞吐量和频谱效率。本发明实施例提供的方法既可以适用于多天线非中继系统，也可以适用于多天线中继系统。在多天线非中继系统中，控制节点可以为基站(Base Stati0n，BS)，系统中的多个用户直接通过BS接入网络，接入链路为系统中多个用户与BS之间的接入链路。在多天线中继系统中，包括集中式控制的中继系统和分布式控制的中继系统。在集中式控制的多天线中继系统中，控制节点可以为BS，系统中的多个用户包括直传用户和中继用户，直传用户是直接通过BS接入网络的用户，中继用户是直接通过中继站(Relay Station, RS)接入网络的用户。在集中式控制的多天线中继系统中，多个用户的接入链路CSI包括直传用户发送的直传用户与BS之间的接入链路，也即直达链路的CSI以及中继用户发送的中继用户与RS之间的接入链路，也即中继接入链路的CSI。在分布式控制的多天线中继系统中，控制节点可以为BS和RS，系统中的多个用户包括直传用户和中继用户，多个用户的接入链路 CSI包括直传用户与BS之间的接入链路CSI以及中继用户与RS之间的接入链路CSI。在MIMO系统中，引入RS的协作传输和资源优化分配能获得空间分集增益，扩大网络覆盖，增强系统性能。在本发明实施例中，在MIMO中继系统中，BS位于小区中央，在系统中有NKfRS，RS采用时分双工(Time DivisionDuplex, TDD)方式和解码转发 (Decode-and-Forward,DF)模式收发数据，系统带宽为Ω t。tal，分为N个正交的子信道，即物理层采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)技术。系统中分布K个用户，其中有Kd个直传用户，Kr个中继用户，基站的下行最大发射功率为PmaxBS， 中继站的下行最大发射功率为PmaxKS。此外，在本发明实施例中涉及到的相关参数定义为η表示用户分组索引，i为第η个用户分组选择用户的循环次数，Ck表示第k个用户的容量，Cn表示第η个用户分组的总容量，Sn表示第η个用户分组中的用户集合，k*表示当前被选择加入第η个用户分组的新用户，Γ表示所有未分组的用户，Tn,Γ表示第η个用户分组第i次循环后的候选用户集合，f!表示调度优先级函数，f2表示用户选择函数，f3表示用户分组函数。如图2所示，本发明实施例提供了一种多天线系统中用户选择与分组方法，在本实施例中MIMO中继系统采用集中式的用户选择与分组方法，即整个系统都是由BS集中控制的，用户的选择与分组均在BS端进行，RS不参与判断与决策的过程。该方法包括步骤201 直传用户将直传用户与BS之间的接入链路的CSI反馈至BS，中继用户将中继用户与中继站之间的中继接入链路的CSI反馈至RS，再由RS将中继接入链路的 CSI、RS与BS之间的中继链路的CSI反馈至BS。BS 完成如下初始化η = 1，i = 1，Γ = {1,2,…，K}，= ，& = , Cn = O。 步骤202 =BS为第η个用户分组选择基准用户。首先，BS可以根据调度优先级函数计算当前所有用户的调度优先级，包括中继用户的调度优先级和直传用户的调度优先级。调度优先级函数由两个部分组成，在本发明实施例中，例如可以基于比例公平算法(ProportionalFairness，PF)算法，并通过修正
因子修正中继用户的调度优先级。的形式为八=μΚ—β明。其中，R。UMtj、瓦⑴分别表示用户j在t时刻的瞬时传输速度和平均传输速度。修正因子μ可以提高边缘用户的优先级，修正因子μ计算方法为
=I ι 直传用户 μ=\ρ11ρ'中继用户其中ΡΛΡ/分别为中继用户在中继链路和中继接入链路上的接收功率。然后，BS 可以选择当前用户中调度优先级函数最大的用户k*为第η个用户分组中的用户集合的
基准用户，则可得到暂时的分组情况为Sn= {k*}，并计算此时的系统容量为Ck'。为Cn赋值，即可得到= Ck'。步骤203 =BS根据用户选择函数f2，计算当前所有用户中除基准用户的用户同基准用户之间的空间特性值。在本实施例中，用户选择函数f2主要考虑了两种准则正交投影匹配调度(Orthogonal Projection Pairing Scheduling, 0DPS)准则和容量匹配调度 (Capacity Pairing Scheduling, CPS)准则，ODPS 准则 δ = arSJ^/(孖丄其中，
权利要求
1.天线系统中用户选择与分组方法，其特征在于，包括控制节点接收至少两个用户发送的接入链路信道状态信息；控制节点根据所述接入链路信道状态信息确定所述至少两个用户的调度优先级，选择调度优先级最高的用户作为用户分组中的基准用户；控制节点确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户与所述基准用户之间的空间特性值；控制节点根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的调度优先级和空间特性值，确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值；控制节点根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值，确定所述用户分组。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述接入链路信道状态信息确定所述至少两个用户的调度优先级包括根据调度优先级函数和所述接入链路信道状态信息确定所述至少两个用户的调度优先级；所述调度优先级函数为比例公平算法优先级函数和修正因子的乘积。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户与所述基准用户之间的空间特性值包括根据用户选择函数确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户与所述基准用户的空间特性值；所述用户选择函数由用户正交性准则和用户分组容量准则进行线性加权或非线性加权处理得到。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的调度优先级和空间特性值，确定所述至少两个用户分组函数值包括根据用户分组函数和所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的调度优先级和空间特性值确定所述至少两个用户分组函数值；所述用户分组函数由调度优先级函数和用户选择函数构成，所述调度优先级函数为比例公平算法优先级函数和修正因子的乘积，所述用户选择函数由用户正交性准则和用户分组容量准则线性加权或非线性加权处理得到。
5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述控制节点包括基站，所述至少两个用户包括中继用户和直传用户；所述控制节点接收至少两个用户发送的接入链路信道状态信息包括基站接收直传用户发送的直传用户与基站之间的接入链路信道状态信息，以及接收中继站转发自中继用户发送的中继用户与中继站之间的接入链路信道状态信息。
6.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述控制节点包括基站；所述控制节点接收至少两个用户发送的接入链路信道状态信息包括基站接收所述至少两个用户发送的用户与基站之间的接入链路信道状态信息。
7.根据权利要求1-4所述的方法，其特征在于，所述控制节点包括基站和中继站，所述至少两个用户包括中继用户和直传用户；所述控制节点接收至少两个用户发送的接入链路信道状态信息包括基站接收直传用户发送的直传用户与基站之间的接入链路信道状态信息，中继站接收中继用户发送的中继用户与中继站之间的接入链路信道状态信息；所述方法还包括基站接收中继站发送的中继用户分组信息；基站根据所述中继用户分组信息确定直传用户分组与所述中继用户分组是否复用资源。
8.一种通信设备，其特征在于，包括接收单元，用于接收至少两个用户发送的接入链路信道状态信息；选择单元，用于根据所述接入链路信道状态信息确定所述至少两个用户的调度优先级，选择调度优先级最高的用户作为用户分组中的基准用户；第一确定单元，用于确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户与所述基准用户之间的空间特性值；第二确定单元，用于根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的调度优先级和空间特性值，确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值；第三确定单元，用于根据所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值， 确定所述用户分组。
9.根据权利要求8所述的通信设备，其特征在于，所述选择单元进一步用于根据调度优先级函数和所述接入链路信道状态信息确定所述至少两个用户的调度优先级；所述调度优先级函数为比例公平算法优先级函数和修正因子的乘积。
10.根据权利要求8所述的通信设备，其特征在于，所述第一确定单元进一步用于根据用户选择函数确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户与所述基准用户之间的空间特性值；所述用户选择函数由用户正交性准则和用户分组容量准则线性加权或非线性加权处理得到。
11.根据权利要求8所述的通信设备，其特征在于，所述第二确定单元进一步用于根据用户分组函数和所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的调度优先级和空间特性值确定所述至少两个用户中除所述基准用户的用户的分组函数值；所述用户分组函数由调度优先级函数和用户选择函数构成，所述调度优先级函数为比例公平算法优先级函数和修正因子的乘积，所述用户选择函数由用户正交性准则和用户分组容量准则线性加权或非线性加权处理得到。
全文摘要
本发明涉及通信技术领域，提供一种多天线系统中用户选择与分组方法，包括控制节点接收至少两个用户发送的接入链路信道状态信息；根据接入链路信道状态信息确定至少两个用户的调度优先级，选择调度优先级最高的用户作为用户分组中的基准用户；确定至少两个用户中除基准用户的用户与所述基准用户之间的空间特性值；根据至少两个用户中除基准用户的用户的调度优先级和空间特性值，确定至少两个用户中除基准用户的用户的分组函数值；根据至少两个用户中除基准用户的用户的分组函数值，确定所述用户分组。根据本发明实施例提供的方案，充分考虑到用户间的信道正交性和吞吐量，提高了用户的传输机会，显著提升了系统吞吐量和频谱效率。
文档编号H04W4/08GK102196369SQ20101012825
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者吴彤, 张平, 李 根, 王莹, 裴郁杉 申请人:北京邮电大学, 华为技术有限公司