专利名称：多小区系统基于部分信道信息的机会调度方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及多小区下行多用户系统技术领域，尤其涉及多小区系统基于部分信道信息的机会调度方法及系统。
背景技术：
4G无线通信系统将提供更高的数据速率和频谱利用率，然而在传统的MIMO蜂窝网络中，信号处理过程是基于单个小区完成的，系统的性能受其他小区的干扰，尤其是小区边缘用户的频谱效率很低。近年来的研究表明，多基站协作能够增加系统的频谱效率，减少小区间的干扰。在多用户环境下，利用多用户分集技术可以进一步提高系统频谱利用率。多用户分集技术是指，在信道衰落相互独立的多用户系统中，通过调度信道性能最优的用户以达到提高系统性能的目的。为了获得多用户分集，针对单基站MIMO系统近年来的文献提出了多种调度算法。然而这些方法都是针对单基站系统的，未涉及多基站协作。现有针对多小区调度算法主要集中于对于相对简单假设情况下。如一些文献提出了一种容量最大化的多小区调度算法，但是文献的结果只局限于小区间受大尺度衰落干扰，而在多用户系统中小尺度衰落对系统的影响并不能忽略。还有文献针对小尺度衰落多小区协作的干扰，基于干扰受限两小区模型提出了多个基站协作机会调度算法。算法中A 小区仍采用非协作调度方法，B小区中选择信干比最大的用户。显然该方法缺乏调度的公平性，且文中假设每个资源块上只有一个用户，无法获得多用户空分复用增益。同时现有文献中都假设基站能够获得理想的信道信息。基于部分信道信息多小区调度的困难主要集中于如何获取小区间干扰信息。如果在发送端选择用户，则需要在发送端获得每个用户的信道信息和其所受的小区间干扰信道信息，这极大地增加了系统的反馈量。如果在接收端选择用户，则每个用户需要获得本小区用户和其它小区用户的波束向量信息，这需要基站通过训练序列通知接收端，在待调度用户数和协作基站数较多的情况下，占用了太大的下行信道，影响系统的下行吞吐量。同时， 无论在发送端还是接收端调度，都需要考虑干扰小区的调度结果。这极大地增加了系统调度的复杂性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多小区系统基于部分信道信息的机会调度方法及系统。基于本发明，一方面每个用户只需要反馈少量信息，极大地降低了反馈量；另一方面，在期望小区采用该方法进行用户选择时，不需要考虑干扰小区的用户选择结果，解决了多基站系统的联合调度问题。本发明采取了如下技术方案一种多小区系统基于部分信道信息的机会调度方法，包括如下步骤波束信息共享步骤，各小区的基站产生随机正交波束，小区间通过有线链路共享波束信息；对于各个小区内的用户都能够获得所有基站的波束信息，这一过程在实际系统中通过发送导频符号实现；波束选择步骤，用户选择使信干噪比值最大的向量作为自己的波束向量，并反馈这个最大的信干噪比值和相应的波束向量的标号给发送端；用户选择步骤，发送端基于用户的反馈信息，在所有选择相同向量为波束向量的用户中，选择信干噪比最大的用户作为被调度用户。一种多小区系统基于部分信道信息的机会调度系统，包括波束信息共享模块，用于各小区的基站产生随机正交波束，小区间通过有线链路共享波束信息；对于各个小区内的用户都能够获得所有基站的波束信息，这一过程在实际系统中通过发送导频符号实现; 波束选择模块，用于用户选择使信干噪比值最大的向量作为自己的波束向量，并反馈这个最大的信干噪比值和相应的波束向量的标号给发送端；用户选择模块，用于发送端基于用户的反馈信息，在所有选择相同向量为波束向量的用户中，选择信干噪比最大的用户作为被调度用户。相对于现有技术而言，本发明具有如下有益效果1)该调度方法在期望小区进行用户选择时，不需要考虑干扰小区的用户选择结果，因为干扰小区用户的波束向量期望小区的用户已经在波束共享过程中提前获得。该调度算法很好的解决了多基站调度的困难，减小了系统计算的复杂度。2)在本发明方法中，用户只需要对基站反馈信干噪比值和波束标号，相对于信道状态信息的反馈，该算法所需的反馈量很小。3)本发明方法通过用户调度获得多用户分集增益，可以获得系统的吞吐量增益。
图1为调度方法框图；图2为本发明中的多小区系统基于部分信道信息的机会调度方法的步骤流程图；图3为本发明中的多小区系统基于部分信道信息的机会调度系统结构示意图；图4为系统吞吐量随SNR变化曲线；图5为不同干扰功率系数下系统吞吐量随SNR变化曲线；图6为系统吞吐量随着U变化曲线；图7为系统吞吐量随着基站发送天线数M变化的曲线；图8为系统吞吐量随着协作基站数N变化的曲线。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。本发明方法首先进行波束信息共享，然后进行波束选择和用户选择。该方法中每个基站采用正交随机向量作为波束成型向量，参与协作的各基站间通过高速链路共享波束成型信息。在接收端计算每个用户的SINR(信干燥比)，发送端选择SINR最大的用户作为调度用户。基于本发明，一方面每个用户只需要反馈少量信息，极大地降低了反馈量；另一方面，在期望小区采用该方法进行用户选择时，不需要考虑干扰小区的用户选择结果，解决了多基站系统的联合调度问题。本发明包括如下步骤首先，小区间通过高速链路共享波束信息，通过发送导频符号实现小区内所有用户获得所有小区的波束信息；然后在接收端计算每个用户的SINR，干扰包括小区内的干扰和小区间的干扰；最后发送端选择SINR最大的用户作为调度用户。针对多基站的MIMO下行多用户系统有N个小区参与协作，每个小区内有U个待调度用户，每个用户配置单个接收天线，基站配置M个发送天线，其中U > M。每个基站经过波束成形后发送信号，则位于第i个小区的用户Uy的接收信号可表示为
权利要求
1.一种多小区系统基于部分信道信息的机会调度方法，其特征在于，包括如下步骤 波束信息共享步骤，各小区的基站产生随机正交波束，小区间通过有线链路共享波束信息；对于各个小区内的用户都能够获得所有基站的波束信息，这一过程在实际系统中通过发送导频符号实现；波束选择步骤，用户选择使信干噪比值最大的向量作为自己的波束向量，并反馈这个最大的信干噪比值和相应的波束向量的标号给发送端；用户选择步骤，发送端基于用户的反馈信息，在所有选择相同向量为波束向量的用户中，选择信干噪比最大的用户作为被调度用户。
2.一种多小区系统基于部分信道信息的机会调度系统，其特征在于，包括波束信息共享模块，用于各小区的基站产生随机正交波束，小区间通过有线链路共享波束信息；对于各个小区内的用户都能够获得所有基站的波束信息，这一过程在实际系统中通过发送导频符号实现；波束选择模块，用于用户选择使信干噪比值最大的向量作为自己的波束向量，并反馈这个最大的信干噪比值和相应的波束向量的标号给发送端；用户选择模块，用于发送端基于用户的反馈信息，在所有选择相同向量为波束向量的用户中，选择信干噪比最大的用户作为被调度用户。
全文摘要
本发明公开了一种多小区系统基于部分信道信息的机会调度方法及系统，属于多小区下行多用户系统技术领域。该方法包括波束信息共享，波束选择和用户选择三个步骤。该方法中每个基站采用正交随机向量作为波束成型向量，参与协作的各基站间通过高速链路共享波束成型信息。在接收端计算每个用户的SINR，发送端选择SINR最大的用户作为调度用户。本发明使每个用户只需要反馈少量信息，极大地降低了反馈量；另外在期望小区采用该方法进行用户选择时，不需要考虑干扰小区的用户选择结果，解决了多基站系统的联合调度问题。
文档编号H04W72/12GK102300332SQ20111026687
公开日2011年12月28日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者张玉, 杨维, 韩东升 申请人:北京交通大学