一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法。
【背景技术】
[0002] LTE-Advanced系统是由第三代合作伙伴计划（Third Generation Partnership Project,3GPP)提出的，作为长期演进(Long Term Evolution,LTE)系统的技术升级，旨在 获得更高的频谱效率和系统吞吐量。协作多点传输(Coordinated Multi-Point，C〇MP)技术 作为LTE-Advanced系统的关键技术之一，因能有效地解决小区间干扰和边缘用户频谱效率 低等问题而得到广泛的研究。用户通信数量的不断增加使基站难以在同一时刻满足所有用 户的通信需求，因此设计合理的用户调度算法对满足用户的期望和用户服务质量的要求至 关重要。
[0003] 现有的CoMP下行用户调度方法主要有容量最大化调度，轮询调度和比例公平调 度。容量最大化调度没有考虑用户间的公平性，导致长期经历较差信道条件的用户得不到 服务。轮询调度按某种确定的顺序等时间循环占用无线资源，但导致系统的吞吐量极低。上 述所述吞吐量定义为单位时间内传送数据比特数。比例公平调度作为容量最大化调度和轮 询调度的折衷算法，是目前使用较为广泛的调度算法，但该算法是一种记忆性算法，即调度 之前需要基站对用户调度的历史情况，增加了基站存储负担。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明的发明目的在于提供一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法，采用无记 忆方法，有效降低调度方法复杂度，减轻了基站数据存储负担。
[0006] 实现本发明目的的技术方案：
[0007] -种公平度可调的CoMP下行用户调度方法，其特征在于：
[0008] 步骤1:对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行初始化;设置比例系数μ，μ 等于容量最大化调度用户数N与系统可调度总用户数M之比；对所有待分配用户进行分组， 每组用户数为系统可调度总用户数Μ，组内前N个元素由容量最大化调度准则决定，后M-N个 元素由分组决定，将所有可能出现的分组情况列出；
[0009] 步骤2:计算位于协作小区簇中所有待调度用户的信干噪比，选出信道容量匕最大 的用户作为主用户，更新待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U;
[0010] 步骤3:按照容量最大化调度准则寻找主用户的配对用户；
[0011] 步骤4:对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行更新；
[0012] 步骤5:判断配对用户数是否达到最大值，即已被调度用户数达到Ν，如是，进入步 骤6,否则返回步骤3;
[0013] 步骤6:对剩余资源块按照所在分组进行调度，得到用户调度集。
[0014] 步骤1中，由μ计算容量最大化调度用户数Ν=[Μ/?」,其中[*」表示向下取整，指不 大于符号内数字的最大整数。
[0015] 步骤1中，对所有待分配用户进行分组需满足的条件为，
[0016] 每组每个用户只能出现一次;每组元素有先后之分;将所有可能出现分组情况列 出；前N个元素相同的小组只能出现一次；用户在所有小组出现的次数和相等。
[0017] 步骤2中，主用户山需要满足条件：
[0019] 其中MgmfC)表示Ci为最大时对应的1值，Ci表示信道容量， SINRi表示用户信干 噪比。
[0020] 步骤3中，首先将待调度用户集合Ω中的用户分别与已调度用户集合U中的用户进 行块对角化预编码，由
分别得到用户i和用户 j的预编码矩阵1和^，其中svd( ·)表示矩阵的奇异值分解，豆7和:§7分别表示已调度用 户集合U中的用户对待调度用户i和j的干扰信道矩阵，S1, DdPShDj分别表示奇异值分解所 得矩阵；
[0021] 然后计算位于协作小区簇中所有待调度用户的SINR，由香农公式C = B log2(l + SINR)计算信道容量C1，如果待配对用户能够满足和容量最大的条件，就将该用户标记为已 配对用户，所述C为信道容量，B为带宽，SINR为用户信干噪比，表示为
示用户i和用户j的信道矩阵。[0022] 本发明具有的有益效果： .，其中No表不噪声功率，norm( ·)表不矩阵范数，Hi和Hj分别表
[0023] 本发明基于系统的需要调整系统吞吐量和用户公平性两个参数，在兼顾用户间公 平性的条件下提出了一种系统吞吐量较比例公平方法更高的用户调度方法，所用调度算法 是一种无记忆算法，在任意时隙对用户的调度只需考虑本时隙情况，与基站对用户调度的 历史情况无关，算法复杂程度低，能够有效减羟基站存储负担。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明的方法流程图；
[0025] 图2是本发明在K = 10, M = 2时的用户分布模型图；
[0026] 图3是本发明在Κ = 10, Μ = 2，μ = 1/2时三种算法系统吞吐量比较曲线图；
[0027]图4是本发明在K = 10，M = 2，μ = 1 /2时三种算法的用户间公平性比较曲线图；
[0028] 图5是本发明在Κ = 6，Μ = 3时的用户分布模型图；
[0029] 图6是本发明在Κ = 6，Μ = 3时4 = 1/3和4 = 2/3系统吞吐量比较曲线图；
[0030] 图7是本发明在Κ = 6，Μ = 3时以=1/3和以=2/3的用户间公平性比较曲线图。
【具体实施方式】
[0031] 如图1所示，本发明公平度可调的CoMP下行用户调度方法包括以下步骤：
[0032] 步骤1:首先对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行初始化，即U= Φ，Ω ={1，2，…，Κ}，其中Φ表示空集，K表示所有待调度用户数，Ω表示所有等待调度用户的集 合，U表示所有已被调度用户的集合，M表示系统可调度总用户数。
[0033] 然后设置比例系数μ等于容量最大化调度所占资源块数与系统可调度总资源块数 之比，即等于容量最大化调度用户数与系统可调度总用户数之比，对系统可调度总资源进 行分块，一部分资源块用于容量最大化调度，另一部分资源块根据所在分组进行调度。由μ 计算容量最大化调度用户数其中|_·」表示向下取整，指不大于符号内数字的最大 整数。
[0034] 最后对所有待分配用户进行分组，每组用户数为系统可调度总用户数，组内前N个 元素由容量最大化调度准则决定，后M-N个元素由分组决定，分组应满足条件：（1)每组每个 用户只能出现一次；（2)每组元素有先后之分；（3)将所有可能出现分组情况列出；（4)前N个 元素相同的小组只能出现一次；（5)为保证公平性，用户在所有小组出现的次数和相等。
[0035] 步骤2:计算位于协作小区簇中所有待调度用户的信干噪比，由信道容量是信干噪 比的对数函数计算信道容量C1，然后选出信道容量匕最大的用户作为主用户，主用户山需要 满足条件：
[0037] 其中表示Ci为最大时对应的i值。
[0038] 对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行更新。即需要满足条件：Ω = Ω-IU1KU=IHlU1K
[0039] 步骤3:按照容量最大化调度准则寻找主用户的配对用户。
[0040] 首先将待调度用户集合Ω中的用户分别与已调度用户集合U中的用户进行块对角 化（Block Diagonalization，BD)预编码，由
分别得到用户i和用户j的预编码矩阵WdPWp其中svd( ·)表示矩阵的奇异值分解，歹;和 瓦]分别表示已调度用户集合U中的用户对待调度用户i和j的干扰信道矩阵，S1, DjPShDj 分别表示奇异值分解所得矩阵。然后计算位于协作小区簇中所有待调度用户的SINR，由香 农公式C = B log2(l+SINR)计算信道容量Ci,如果待配对用户能够满足和容量最大的条件， 就将该用户标记为已配对用户。所述C为信道容量，B为带宽，SINR为用户信干噪比，表示为
，其中No表不噪声功率，norm( ·)表不矩阵范数，Hi和Hj分别表 示用户i和用户j的信道矩阵。
[0041]步骤4:对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行更新，更新满足的表达式 为 Ω = Ω -{Ui}，U=U+{Ui} 〇
[0042]步骤5:判断配对用户数是否达到最大值，即已被调度用户数达到N值。如是，进入 步骤6，否则返回步骤3，继续对待调度用户集合Ω中的其余用户进行配对。
[0043] 步骤6:对剩余资源块按照所在分组进行调度，得到用户调度集