专利名称：多输入多输出波束赋形系统的下行资源调度方法及发送端的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种多输入多输出波束赋形(Multiple Input Multiple Output Beam forming，简称为MIMO+BF)系统的下行资源调度方法及发送端。
背景技术：
波束赋形基于自适应天线原理，利用天线阵列通过先进的信号处理算法分别对各天线单元加权处理，使天线阵列实时对准有用信号方向，而在干扰方向形成零点以抑制干扰信号。从而提高信噪比，提升系统性能，增加系统的覆盖范围。图1是根据相关技术的基于线性天线阵列的波束赋形系统示意图。多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，简称为ΜΙΜΟ)是在发送端和接收端分别安置多根天线的通信系统，它能提高链路的稳定性或者在不增加带宽资源的情况下增加系统的吞吐量。MIMO和波束赋形相结合，形成一种同时具有两种技术的优点的新技术，即，MIMO波束赋形，简称MIM0+BF。它既具有波束赋形的抑制干扰信号的优点，又具有 MIMO的提高链路可靠性或传输速率的优点。MIMO波束赋形一般有两种实现方案。图加是根据相关技术的MIMO波束赋形的实现方法的示意图一，整个天线阵列有M根天线，将这M个天线分成N个子阵列，每个子阵列形成一个波束，共N个波束，这N个波束形成了 MIMO系统，其权值是一个MXN维的矩阵，其中，第i列元素为第i个子阵列的权值，矩阵中的元素除第i个阵列对应的天线有非0值外，
其它的值为0，比如，将4根天线均分为两组，其权值为Pf ^1；；1^…^ ,也可以将权值表
、0,0，w13,w14j
示成W= (wn，W12，W13，《14)工向量形式，这两者是等价的。图沘是根据相关技术的MIMO波束赋形的实现方法的示意图二，整个天线阵列有M根天线，这M个天线形成N个波束，每个波束间构成MIMO系统，其权值是一个MXN维的矩阵。在本申请中，将MIMO波束赋形的权值统一表示成MXN的矩阵，记做W。本申请所称的发送端为用来发送数据或者信息的设备， 例如，宏基站、微基站等，本申请所称的用户为用来接收数据或者信息的各类终端，例如，移动台、手持设备、数据卡等。在MIMO波束赋形的相关技术中，有些因素会限制系统充分利用时频资源，降低了系统的吞吐量。例如，微波接入全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access，简称为Wimax)16e协议的部分使用子信道(Partially Used Sub-Channel，简称为 PUSC)帧结构中，10兆带宽的下行子信道被分成6组(Group)，图8是根据相关技术的组资源的示意图，其中，奇数组包括6个子信道，偶数组包括4个子信道。由于资源采用分布式的映射，且使用专用导频，每个组资源只能使用一个波束赋形权值对数据进行波束赋形，而不同用户的波束赋形权值是不同的，因此，每个用户至少需要分配一个组(Group)的子信道， 而10兆带宽的下行子信道被分成6组，所以在同一个时刻最多6个用户有调度机会，从而限制了用户的接入个数。另外，如果有的用户只需要少量子信道资源(例如，一个子信道资源)，在奇数组或者偶数组剩下的资源就浪费了。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多输入多输出波束赋形系统的下行资源调度方案，以至少解决上述问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种多输入多输出波束赋形系统的下行资源调度方法。根据本发明的多输入多输出波束赋形系统的下行资源调度方法包括发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组；根据用户组中的用户的调度优先级系数生成用户组的调度优先级系数；根据用户组的调度优先级系数为用户组分配组资源；以及根据用户组中的用户的调度优先级系数为用户组中的每个用户分配组资源中的子信道资源。进一步地，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组包括在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；在未分组用户中选取所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和基准用户组成一个用户组；将一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；重复执行上述步骤，直到未分组用户的个数为0。进一步地，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组包括在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；在未分组用户中选择所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，与基准用户组成一个用户组；将一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；重复执行上述步骤，直到未分组用户的个数小于2。进一步地，上述方法还包括根据用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成用户组的波束赋形权值；以及使用用户组的波束赋形权值对用户组内所有被调度用户的数据进行波束赋形。为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种发送端。根据本发明的发送端包括分组模块，用于根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值的距离将用户分成用户组；第一生成模块，用于根据用户组中的用户的调度优先级系数生成用户组的调度优先级系数；第一分配模块，用于根据用户组的调度优先级系数为用户组分配资源；以及第二分配模块，用于根据用户组中的用户的调度优先级系数为用户组中的每个用户分配资源。进一步地，分组模块包括第一选取模块，用于在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；第二选取模块，用于在未分组用户中选取所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和基准用户组成一个用户组；第一转移模块，用于将一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；第一调用模块，用于在未分组用户的个数不为0的情况下，调用第一选取模块。进一步地，分组模块包括第三选取模块，用于在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；第四选取模块，用于在未分组用户中选择所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，与基准用户组成一个用户组；第二转移模块，用于将一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；第二调用模块，用于在未分组用户的个数大于或等于2的情况下，调用第三选取单元。进一步地，上述发送端还包括第二生成模块，用于根据用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成用户组的波束赋形权值；以及波束赋形模块，用于使用用户组的波束赋形权值对用户组内所有被调度用户的数据进行波束赋形。通过本发明，采用将用户根据MIM0+BF权值分成用户组，为用户组分配组资源，然后为组中的用户分配子信道资源的方式，解决了相关技术中一个用户至少要分配一个组的资源的问题，进而达到了提高可接入的用户数和节约下行资源的效果。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是根据相关技术的基于线性天线阵列的波束赋形系统示意图；图2是根据相关技术的MIM0+BF的实现方法的示意图；图3是根据本发明实施例的多输入多输出波束赋形系统的下行资源调度方法的流程图；图4是根据本发明实施例的用户分组的示意图一；图5是根据本发明实施例的用户分组的示意图二 ；图6是根据本发明实施例的用户分组的示意图三；图7是根据本发明实施例的用户分组的示意图四；图8是根据相关技术的组资源的示意图；图9是根据本发明实施例的发送端的结构框图；图10是根据本发明实施例的发送端的具体的结构框图一；图11是根据本发明实施例的发送端的具体的结构框图二 ；图12是根据本发明实施例的发送端的具体的结构框图三；以及图13是根据本发明实施例的发送端的另一种结构框图。
具体实施例方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。多输入多输出波束赋形系统可以采用图2所示的波束赋形系统，该系统包括发送端及其下属用户。图3是根据本发明实施例的多输入多输出波束赋形系统的下行资源调度方法的流程图，该方法包括以下步骤步骤S302，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组；步骤S304，根据该用户组中的用户的调度优先级系数生成该用户组的调度优先级系数；
步骤S306，根据该用户组的调度优先级系数为该用户组分配组资源；以及步骤S308，根据该用户组中的用户的调度优先级系数为该用户组中的每个用户分配组资源中的子信道资源。由于相关技术中资源采用分布式的映射，且使用专用导频，每个组资源只能使用一个波束赋形权值对数据进行波束赋形，而不同用户的波束赋形权值是不同的，因此，每个用户至少需要分配一个组(Group)的子信道。该实施例将用户根据MIM0+BF权值分成用户组，为用户组分配组资源，然后为组中的用户分配子信道资源，解决了相关技术中一个用户至少要分配一个组的资源的问题，从而提高了可接入的用户数，同时，节约了下行资源。优选地，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组包括在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；在未分组用户中选取所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和基准用户组成一个用户组；将上面组成的一个用户组中的用户从未分组用户中移到已分组用户中；重复执行上述步骤，直到未分组用户的个数为0。该实施例通过选取所有与基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和基准用户组成一个用户组，使得一个用户组中的用户的输入多输出波束赋形权值是相近的，从而同一用户组中的用户能够使用共同的权值进行波束赋形。图4是根据本发明上述优选实例的根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分组的示意图，该方法包括步骤S401，发送端将当前搜索集合Ω。初始化为发送端服务的所有用户集合Ω， 即Ω。= Ω ；已分组用户集合为Ω/=0,设已分组的个数q= 1。步骤S402，发送端按一定的搜索原则在当前搜索集合Ω。中选取一个索引为Iti的用户作为第一个用户组的基准用户。其中，选择的基准用户可以是排序在第一位的用户、随机选择的用户、信噪比最高的用户、调度优先级最高的用户或者及时性最高的用户。步骤S403，对Ω。中的用户进行循环，选取其中的每一个用户。步骤S404，计算Ω。中其他所有用户j(j = 1，…| Ω。|，j乒I，)与用户w/,的 MIM0+BF权值的距离C^i = d(ffj, W1)。其中，Cli,」=(Kffi, Wj)包括以下之一
权利要求
1.一种多输入多输出波束赋形系统的下行资源调度方法，其特征在于，包括以下步骤发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将所述用户分成用户组； 根据所述用户组中的用户的调度优先级系数生成所述用户组的调度优先级系数； 根据所述用户组的调度优先级系数为所述用户组分配组资源；以及根据所述用户组中的用户的调度优先级系数为所述用户组中的每个用户分配所述组资源中的子信道资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将所述用户分成用户组包括在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；在所述未分组用户中选取所有与所述基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和所述基准用户组成一个用户组；将所述一个用户组中的用户从所述未分组用户中移到已分组用户中； 重复执行上述步骤，直到所述未分组用户的个数为0。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将所述用户分成用户组包括在所述未分组用户中选取一个用户作为基准用户；在所述未分组用户中选择所有与所述基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于所述预定值的用户，与所述基准用户组成一个用户组；将所述一个用户组中的用户从所述未分组用户中移到已分组用户中； 重复执行上述步骤，直到所述未分组用户的个数小于2。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，两个用户的多输入多输出波束赋形权值的距离Cli,」=(Kffi, Wj)包括以下之一 其中，λ ^x(WiWiH-WjWjH)表示矩阵WiWiH-WjW/的最大特征值，％ = ·: '·.为所述两个用户中的用户i的多输入多输出波束赋形权值，WmYi)为所述用户i对应的第m根发 送天线到第1个波束的多输入多输出波束赋形权值系数，巧=丨’ ·.丨为所述两,K…A个用户中的用户j的多输入多输出波束赋形权值，广)为所述用户j对应的第m根发送天线到第1个波束的多输入多输出波束赋形权值系数，m= 1，2，…，M，1 = 1，2，…，N，M为所述发送端的所有天线的个数，N为所述发送端的所有天线发送的所有波束的个数，ρ > 0 为设置的常数。
5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，两个用户的多输入多输出波束赋形权值的距离=4巧，巧)包括以下之一
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括根据所述用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成所述用户组的波束赋形权值；以及使用所述用户组的波束赋形权值对所述用户组内所有被调度用户的数据进行波束赋形。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成所述用户组的波束赋形权值包括生成所述用户组的多输入多输出波束赋形权值
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，= ‘或者α i = Pi/P，其中，Pi是所述用户组中被调度的第i个用户所分配的子信道资源的大小，P是所述用户组中所有被调度的用户所分配的子信道资源的总和。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述用户组中的用户的调度优先级系数生成所述用户组的调度优先级系数包括计算所述用户组中的每个用户的调度优先级系数Ci,其中，i = 1,2,… ， 为所述用户组中所有用户的个数；以及生成所述用户组的调度优先级系数ρ = ￡^c,,其中，是所述用户组中的第i个用户 的加权系数。
10.一种用于多输入多输出波束赋形系统的发送端，其特征在于，包括分组模块，用于根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值的距离将所述用户分成用户组；第一生成模块，用于根据所述用户组中的用户的调度优先级系数生成所述用户组的调度优先级系数；第一分配模块，用于根据所述用户组的调度优先级系数为所述用户组分配资源；以及第二分配模块，用于根据所述用户组中的用户的调度优先级系数为所述用户组中的每个用户分配资源。
11.根据权利要求10所述的发送端，其特征在于，所述分组模块包括 第一选取模块，用于在未分组用户中选取一个用户作为基准用户；第二选取模块，用于在所述未分组用户中选取所有与所述基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值的用户，和所述基准用户组成一个用户组；第一转移模块，用于将所述一个用户组中的用户从所述未分组用户中移到已分组用户中；第一调用模块，用于在所述未分组用户的个数不为0的情况下，调用所述第一选取模块。
12.根据权利要求10所述的发送端，其特征在于，所述分组模块包括 第三选取模块，用于在所述未分组用户中选取一个用户作为基准用户；第四选取模块，用于在所述未分组用户中选择所有与所述基准用户的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于预定值且两两之间的多输入多输出波束赋形权值的距离小于或等于所述预定值的用户，与所述基准用户组成一个用户组；第二转移模块，用于将所述一个用户组中的用户从所述未分组用户中移到已分组用户中；第二调用模块，用于在所述未分组用户的个数大于或等于2的情况下，调用所述第三选取单元。
13.根据权利要求10所述的发送端，其特征在于，还包括第二生成模块，用于根据所述用户组中的每个用户的多输入多输出波束赋形权值生成所述用户组的波束赋形权值；以及波束赋形模块，用于使用所述用户组的波束赋形权值对所述用户组内所有被调度用户的数据进行波束赋形。
全文摘要
本发明公开了一种多输入多输出波束赋形系统的下行资源调度方法及发送端，该方法包括发送端根据下属用户的多输入多输出波束赋形权值将用户分成用户组；根据用户组中的用户的调度优先级系数生成用户组的调度优先级系数；根据用户组的调度优先级系数为用户组分配组资源；以及根据用户组中的用户的调度优先级系数为用户组中的每个用户分配组资源中的子信道资源。采用本发明，提高了可接入的用户数，节约了下行资源。
文档编号H04W72/12GK102196582SQ20101013932
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月17日 优先权日2010年3月17日
发明者张万帅, 肖华华, 鲁照华 申请人:中兴通讯股份有限公司