专利名称：一种空分调度的方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及一种空分调度的方法。
背景技术：
目前的TD-SCDMA系统中，将有物理分隔的空间区域配置为不同的逻辑小区，小区 内部还可以进一步分成若干个子空间区域，每个子空间区域分别部署独立的天线端口进行 子空间区域内的无线覆盖，不同的子空间区域可以共享相同的物理资源，称为空间区域复 用，简称空分复用。图1为现有技术中空分复用的示意图，将一座大楼配置为一个逻辑小区，将该大 楼的每一楼层作为一个子空间区域，每个子空间区域部署一个天线端口，即对应一个天线 通道。图1所示的大楼共用相同的基带处理器资源池，对于处在不同楼层的用户，可以共享 相同的物理资源，包括频率、时隙和码道资源，提高了频率利用率和小区吞吐量。为了使一个逻辑小区不同子空间区域中的用户共享相同的物理资源，基站需要对 不占用相同天线通道的用户进行空分调度，确定用户是否占用相同的天线通道，需要通过 确定用户在各个天线通道上的信号能量来实现，当用户在某天线通道上的信号能量大于预 设门限值时，就可以判定用户占用该天线通道。用户的隔离度正是反映用户信号能量的参 量。目前存在多种计算隔离度的方法，例如根据干扰抑制能力计算隔离度、根据用户 空间功率谱计算隔离度和根据用户来波方向计算隔离度等，以上的后两种计算方法主要应 用于室外，对于室内需要根据以上的第一种方法来计算，对该方法的原理简述如下。假设当前需要针对逻辑小区内的P个用户，计算每四个用户之间的隔离度。计算 隔离度的方法包括如下步骤步骤1 对用户k赋形时考虑对用户l、m和n的干扰信号进行抑制，将用户k的赋 形系数确定为
( whr{ic)W ^w^^argmax，i = k，1，m，n ；其中表示使括号内表
w Vw yKxx + Kxx + Kxx J
达式的值取最大值的W就是用户k抑制用户1、m和n的赋形系数，当i取值不同时，i ；^分 别代表用户k、l、m和n在上行信道的空间自相关矩阵；在其他的应用场景下，如果只考虑期望用户k、不考虑对其他用户干扰信号的抑 制，用户k的赋形系数可以确定为w(^m'")=argmax(w//^)w)；类似的，用户[！！！和！！的赋形系数^1’15’"1’11)、,’1’15’11)*,’1’"1’15)同样可以通过本步 骤中的方法确定出来。步骤2 计算用户k的信号与用户l、m和n的信号功率比值，作为用户k和用户1、 m和n的隔离度，计算公式如下
，其中Pu表示基站接收用户k的信号时所接收
到的用户1的信号功率，pk,k表示基站接收用户k的信号功率；按照 同样的 计算方
V(1) v(l) V(1) v(l) vO) v(l) vO) vO V(1) v0)jnv(l). Yk,m、 Yk,n、 7l,k、 /l,m、 7l,n、 Ym,k、 7m,l、 7m,n、 7n,k Vn,l^/n,m ,本步骤中得到的隔离度实际上是功率比，可以转换成(^值。通过上述计算出的隔离度，计算用户组集合如下
得 法
其中
V
表示所有满足条件的元素，r(1)为预先确定出的隔离度门限值，&表示并运算，满足该用户组 集合中所有条件的4个用户，没有共同占用任何一个天线通道，因此可以对这4个用户进行 空分调度。 可以看出，现有技术中为了实现空分调度，需要先计算出小区内用户的隔离度、并 进行用户配对，其中隔离度计算方法非常繁琐。
发明内容
本发明提供一种空分调度方法，使用该方法可以基于简便确定出的小区中用户的 隔离度进行空分调度。本发明的技术方案是这样实现的一种空分调度的方法，关键在于，该方法包括针对每个用户，分解该用户的空间自相关矩阵、得到特征向量，所述特征向量中包 括与每个天线通道一一对应的元素；针对每个用户，利用其特征向量中各个元素的模值及预设隔离度门限的取值，确 定该用户的隔离度；根据各个用户的隔离度，对没有占用相同天线通道的用户进行空分调度。可见，本发明空分调度的方法中，利用特征向量中的元素模值反映用户在对应天 线通道的信号能量这一特性，直接利用特征向量中的元素的模值与预设隔离度门限的取值 确定用户的隔离度，相比于现有技术中通过赋形系数和空间自相关矩阵直接计算隔离度来 说，大大降低了计算的复杂程度。
图1为现有技术中空分复用的示意图；图2为本发明空分调度的方法流程图。
具体实施例方式为使本发明的目的和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的 详细说明。在详细介绍本发明方法之前，先简要介绍该方法中要用到的两个参量。
①空间自相关矩阵。将各个天线通道的信道估计写成信道矩阵如下H =[hf，h”..h:/ eCK。xL。用户的空间自相关矩阵定义如下R^ = H H “ e CK'xK"。上述两个公式中，Ka为小区内的天线通道个数，L为信道估计窗长，[ ]T表示转 置，[ ^表示共轭转置，表示KaXL的矩阵，表示KaXKa的矩阵。空间自相关矩阵Rxx为一轭米特矩阵，通过对Rxx进行特征值分解，可以确定最大特 征值a _及其对应的特征向量EBB_V，由Rxx的特征分解理论可知，分解过程可以将接收到 的信号分解为有用信号空间和噪声空间，其中EBB_V为该用户的信号空间，EBB_V中包括和
天线通道一一对应的元素{Vl,k，v2,k......Vi,k，i G [1，KJ}。中各个元素的模值大
小反映了该用户在该元素对应的天线通道上的信号能量大小。例如，假设用户k接入到天 线通道1，k,k|要大于中其他元素的模值。至于如何对Rxx进行分解得到特征值向量，属于本领域的公知常识，这里不再赘 述。②隔离度门限。本发明中的隔离度门限值按照如下公式计算ISOThreshold = 201og‘，其中 Max|mB_V| 为所有用户的特征向
量的模值中的最大值，SecondMax EBB_V为所有用户的特征向量的模值中的次最大值， EBB_V为归一化的特征向量、并根据仿真结果先验得到。隔离度门限的单位为dB。图2为本发明空分调度的方法流程图，该流程包括步骤201 针对每个用户，分解该用户的空间自相关矩阵、得到特征向量，所述特 征向量中包括与每个天线通道一一对应的元素。步骤202 针对每个用户，利用其特征向量中各个元素的模值与预设隔离度门限 的取值，确定该用户的隔离度。步骤203 根据各个用户的隔离度，对没有占用相同天线通道的用户进行空分调度。可见，本发明空分调度的方法中，利用特征向量中的元素模值反映用户在对应天 线通道的信号能量这一特性，直接利用特征向量中的元素的模值与预设隔离度门限的取值 确定用户的隔离度，相比于现有技术中通过赋形系数和空间自相关矩阵直接计算隔离度来 说，大大降低了计算的复杂程度。下面给出本发明方法的实施例。本实施例中，小区内共有Ka个天线通道、P个用户，空分倍数为2。步骤1 对用户的空间自相关矩阵进行特征值分解，得到特征向量EBB_V。本步骤中，由用户k的空间自相关矩阵得到的特征向量{Vl,k，v2,k,..., Vi’k，i G [1，KJ}。步骤2 将用户k的特征向量中各个元素的模值除以特征向量中元素的最大模值。步骤3 将步骤2得到的各个相除结果分别与隔离度门限的取值比较，如果比较结果是大于，将当前元素对应天线通道的赋形系数置为1，否则将当前元素对应天线通道的赋 形系数置为0。本步骤中，如果|Vi,k|/maX|Vi,k| > IS0Thresh。ld，其中max | Vi,k |表示特征向量中的元 素的最大模值，则将当前元素对应天线通道的赋形系数置为1，否则将当前元素对应天线通 道的赋形系数置为0。这里的当前元素，指的是当前与隔离度门限的取值作比较的相除结果 中，位于分子位置的元素。比较完毕后，用户k的隔离度结果表示为Ka比特的如下形式VSC^^/wn.n v' u e 0或1，k e [1，p]。这是一个级联表示的2进制数。步骤4 根据空分倍数和小区内用户的隔离度结果，确定用户组集合。本步骤中，由于本实施例的空分倍数为2，所以用户组集合根据如下公式得到= {V(A:,/)|(V I ISOk &ISO, = 0) , k,l e [1,尸]},其中 ISOk&ISO! = 0 表示用户 k和用
户1的赋形系数进行相与运算后结果为0，代表用户k和用户1没有占用相同的天线通道， 基站在空分调度时，可以对满足该公式的所有用户进行空分调度。在其他应用场景下，如果空分倍数为4，用户组集合根据如下公式得到 本步骤中确定用户组集合的方式，比现有技术中的方式简单，且易于产品实现。步骤4 基站对用户组集合中的用户进行空分调度。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
一种空分调度的方法，其特征在于，该方法包括针对每个用户，分解该用户的空间自相关矩阵、得到特征向量，所述特征向量中包括与每个天线通道一一对应的元素；针对每个用户，利用其特征向量中各个元素的模值及预设隔离度门限的取值，确定该用户的隔离度；根据各个用户的隔离度，对没有占用相同天线通道的用户进行空分调度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设隔离度门限包括先验得到小区内各个用户的归一化特征向量、并分别计算各个特征向量的模值； 根据计算结果，选择出最大模值和次最大模值；Second Max \EBB V\计算隔离度门限为-JSOT一 = 20logMax、“B厂「；其中Max | EBB_V |为所述最大模值，SecondMax|EBB_V为所述次最大模值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，设分解用户的空间自相关矩阵、得到的特征 向量{Vl,kV2,k，...，Vi,k}，其中i代表第i个天线通道、k代表第k个用户；所述针对每个用户，利用其特征向量中的元素的模值与所述隔离度门限的取值，确定 该用户的隔离度包括将特征向量中的各个元素的模值除以该特征向量中的元素的最大模值； 将各个相除结果分别与所述隔离度门限的取值比较，如果比较结果是大于，则将当前 元素对应天线通道的赋形系数置为1，否则将当前元素对应天线通道的赋形系数置为0 ；组合赋形系数，得到隔离度为历^ G 0或l，k G [1沖]，其中卩为 用户的总数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当前空分倍数为2；所述根据各个用户的隔离度，对没有占用相同天线通道的用户进行空分调度包括 确定用户组集合为= {V(A:, /)|(V | ISOk & = 0) A:, / e [1，P]}，其中P为用户的总数，k和1分别代表用户k和用户1 ；对所述用户组集合中的用户进行空分调度。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当前空分倍数为4；所述根据各个用户的隔离度，对没有占用相同天线通道的用户进行空分调度包括 确定用户组集合为 户的总数，k、1、m和n分别代表用户k、用户1、用户m和用户n ；对所述用户组集合中的用户进行空分调度。|其中P为用
全文摘要
本发明公开了一种空分调度的方法，利用特征向量中的元素模值反映用户在对应天线通道的信号能量这一特性，直接利用特征向量中的模值与预设隔离度门限的取值确定用户的隔离度，相比于现有技术中通过赋形系数和空间自相关矩阵直接计算隔离度来说，大大降低了计算的复杂程度。
文档编号H04L25/02GK101902262SQ20101025128
公开日2010年12月1日 申请日期2010年8月10日 优先权日2010年8月10日
发明者李军, 李奎元, 李晓瑜, 李静, 杨薇 申请人:新邮通信设备有限公司