一种分布式多天线网络统筹调度方法
【专利摘要】本发明提供分布式多天线网络统筹调度方法，所述方法包括：S1、对统筹调度集合内的各基站确定有接入需求的用户进行预处理；S2、对统筹调度用户进行调度；S3、对非统筹调度用户进行调度；S4、分别对统筹调度用户和非统筹调度用户进行数据传输；与非统筹调度条件下的算法相比，不仅解决现有调度方法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方法
【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方法。
【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方法，用于统筹调 度集合内N个基站的分布式传输，N为正整数，所述方法包括：
[0008] S1、对统筹调度集合内的各基站确定有接入需求的用户进行预处理；
[0009] S2、对统筹调度用户进行调度；
[0010] S3、对非统筹调度用户进行调度；
[0011] S4、分别对统筹调度用户和非统筹调度用户进行数据传输。
[0012] 根据本发明的【具体实施方式】，所述步骤S1的对统筹调度集合内的各基站确定有 接入需求的用户进行预处理包括：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；同时 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；
[0013] 根据本发明的【具体实施方式】，所述步骤S2的对统筹调度用户进行调度具体包括：
[0014] S2-1、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] S2-2、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| |gk| |，并将 |gkl 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gk，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；
[0016] S2-3、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 |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] S2-4、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&形成的夹角的cos值s k，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] S2-5、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，否则转子步骤S2-2;
[0019] 根据本发明的【具体实施方式】，所述步骤S3的对非统筹调度用户进行调度具体包 括：
[0020] S3-1、基站预处理：将基站识别号b预置为1 ;
[0021] S3-2、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；
[0022] S3-3、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,k| |，并将| |gb,kl 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；
[0023] S3-4、更新已确定用户组：基站从待确定用户组中，选择对应I I gb, k| I最大的用户 j，将用户j加入已确定用户组；
[0024] S3-5、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gy形成的夹角的cos值sb,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 ;
[0025] S3-6、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+1，转子步骤S3-7 ;否则转子步骤S3-3 ;
[0026] S3-7、判断是否b < N，是则转子步骤S3-2 ;否则得到基站1?N的最终非统筹调 度用户已确定用户组；
[0027] 根据本发明的【具体实施方式】，所述步骤S4的分别对统筹调度用户和非统筹调度 用户进行数据传输包括：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。
[0028] 根据本发明的【具体实施方式】，所述步骤S1的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：
[0029] S1-1、计算调度的总用户数Klim :
[0030]
【权利要求】
1. 一种分布式多天线网络统筹调度方法，用于统筹调度集合内N个基站的分布式传 输，N为正整数，所述方法包括： 51、 对统筹调度集合内的各基站确定有接入需求的用户进行预处理； 52、 对统筹调度用户进行调度； 53、 对非统筹调度用户进行调度； 54、 分别对统筹调度用户和非统筹调度用户进行数据传输。
2. -种如权利要求1所述的方法，所述步骤S1的对统筹调度集合内的各基站确定有接 入需求的用户进行预处理包括：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；同时分 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所述的方法，所述步骤S2的对统筹调度用户进行调度具体包括： S2-1、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； S2-2、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| |gk| |，并将 |gkl 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； S2-3、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| 最大的用户i，将用户i加入已确定统筹调度用户组； S2-4、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&形成的夹角的cos值δ,，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; 52- 5、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，否则转子步骤S2-2。
4. 一种如权利要求1所述的方法，所述步骤S3的对非统筹调度用户进行调度具体包 括： 53- 1、基站预处理：将基站识别号b预置为1 ; S3-2、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； S3-3、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||h b,k||作为||gb,kN，并将||gb, kN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,k| 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； S3-4、更新已确定用户组：基站从待确定用户组中，选择对应I |gb,k| I最大的用户j，将 用户j加入已确定用户组； S3-5、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gy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 ; S3-6、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+l， 转子步骤S3-7 ;否则转子步骤S3-3 ; S3-7、判断是否b < N，是则转子步骤S3-2 ;否则得到基站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所述的方法，所述步骤S4的分别对统筹调度用户和非统筹调度用 户进行数据传输包括：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所述的方法，所述步骤S1的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
非分布式传输概率
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所述的方法，所述步骤S2-2的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，表示为为已确定统筹调度用户组中用户的识别号，h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所述的方法，所述步骤S3-3的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{^,私，2,...,幻^，13为基站识别号，」2为已确定用户组中用户的识别号，；[2为已 确定用户组中用户总数。
9. 一种如权利要求5所述的方法，所述步骤S4中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： S4-1、对最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用户，所述 多天线传输向i
功率分配参数
所述Ttc;([(b-l)Nt+l :bNt]，ji)表示为Tt。矩阵的（b-l)Nt+l?bN t行，第1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，乂表示对信道冲击响应向量hk进行共轭转置； S4-2、对最终非统筹调度用户已确定用户组的用户，所述 多天线传输向量、.2=7^-":人），T__te( :，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，表示对信道冲击响应向量hb,k的共轭转置； 所述功率分配参数仏72 =〇匕2 _心2)+ -七2}， μ满万
j戈表其它基站对正在获得服务的本 小区用户的干扰功率。
【文档编号】H04W72/12GK104302009SQ201410442781
【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