專(zhuān)利名稱(chēng)：用于多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的調(diào)度設(shè)備和調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多基站多用戶(hù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)，具體說(shuō)來(lái)，涉及一種用于在多基站多用戶(hù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中為多個(gè)基站選擇用戶(hù)終端的調(diào)度設(shè)備及其方法。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展， 人們希望能夠在未來(lái)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中提高小區(qū)平均增益和小區(qū)邊界增益，而多基站協(xié)作技術(shù)作為有助于實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的重要技術(shù)受到了移動(dòng)通信技術(shù)理論界和相關(guān)通信標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)(例如，3GPPLTE-Advanced機(jī)構(gòu))的重視。在多基站多用戶(hù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，多個(gè)基站均安裝有共同協(xié)作的多個(gè)天線(xiàn)，因此，來(lái)自鄰近小區(qū)的同信道干擾將明顯降低。眾所周知，在單基站多用戶(hù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，良好的用戶(hù)終端選擇方案可有助于實(shí)現(xiàn)多用戶(hù)分級(jí)。最直接的方式是以窮盡方式來(lái)搜索每個(gè)可行的用戶(hù)終端組合，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)終端的選擇，但是很明顯這種方式需要大量的運(yùn)算量。因此，針對(duì)單基站多用戶(hù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)，已經(jīng)提出了很多致力于降低用戶(hù)終端選擇復(fù)雜度的方案。然而，在多基站多用戶(hù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)的情況下，需要面對(duì)更為復(fù)雜的用戶(hù)終端選擇問(wèn)題，這是因?yàn)橛脩?hù)終端候選集包含更多的用戶(hù)終端，而同時(shí)發(fā)送信號(hào)的用戶(hù)終端數(shù)量也將增加。目前主要有兩種調(diào)度方案用于在多基站多用戶(hù)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中進(jìn)行用戶(hù)終端選擇，一種是中央式調(diào)度方案，在該中央式調(diào)度方案中，中央調(diào)度設(shè)備負(fù)責(zé)收集所有用戶(hù)終端的相關(guān)信息并做出全部調(diào)度決定；一種是分布式調(diào)度方案，在該分布式調(diào)度方案中，分布式調(diào)度設(shè)備需針對(duì)各個(gè)小區(qū)來(lái)逐個(gè)確定小區(qū)用戶(hù)終端的調(diào)度情況，其中，當(dāng)確定某個(gè)小區(qū)用戶(hù)終端的調(diào)度情況時(shí)，需依據(jù)其它小區(qū)的調(diào)度情況。然而，在現(xiàn)有技術(shù)的調(diào)度方案中，難以找到能夠考慮每個(gè)基站的實(shí)際情況，并能夠降低用戶(hù)終端選擇的復(fù)雜度的技術(shù)方案。因此，需要一種針對(duì)目前的多基站多用戶(hù)移動(dòng)通信系統(tǒng)來(lái)更為有效地選擇用戶(hù)終端的調(diào)度設(shè)備和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種能夠兼顧每個(gè)基站實(shí)際的發(fā)送能力在多基站多用戶(hù)的移動(dòng)系統(tǒng)中進(jìn)行用戶(hù)終端選擇的調(diào)度方案，從而能夠增強(qiáng)多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中用戶(hù)終端選擇的有效性。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的調(diào)度設(shè)備，所述調(diào)度設(shè)備包括信息接收單元，用于從所述多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的多個(gè)用戶(hù)終端接收關(guān)于所述多個(gè)用戶(hù)終端的信息；以及用戶(hù)終端選擇單元，用于根據(jù)由信息接收單元接收的所述信息，基于預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則來(lái)選擇用于多個(gè)基站的用戶(hù)終端集合，其中，針對(duì)所選擇的用戶(hù)終端集合，所述多個(gè)基站中的每一個(gè)基站的實(shí)際功率均滿(mǎn)足相應(yīng)的功率約束條件。所述信息涉及信道容量、服務(wù)質(zhì)量或業(yè)務(wù)模式。所述信息是反映所述多個(gè)基站到各個(gè)用戶(hù)終端的信道矩陣的信道信息。
預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則為使得選擇的用戶(hù)終端集合能夠?qū)崿F(xiàn)最大化的信息傳輸率之和。

所述信息傳輸率之和是指所述信息傳輸率的加權(quán)和，加權(quán)系數(shù)為具有相應(yīng)信息傳輸率的用戶(hù)終端在之前的總數(shù)據(jù)率的倒數(shù)。用戶(hù)終端選擇單元采用迭代的方式來(lái)逐步確定所要選擇的用戶(hù)終端集合中的各個(gè)用戶(hù)終端。功率約束條件是指每一個(gè)基站的功率小于預(yù)定功率閾值。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的調(diào)度方法，所述調(diào)度方法包括從所述多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的多個(gè)用戶(hù)終端接收關(guān)于所述多個(gè)用戶(hù)終端的信息；以及根據(jù)接收的所述信息，基于預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則來(lái)選擇用于多個(gè)基站的用戶(hù)終端集合，其中，針對(duì)所選擇的用戶(hù)終端集合，所述多個(gè)基站中的每一個(gè)基站的實(shí)際功率均滿(mǎn)足相應(yīng)的功率約束條件。所述預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則涉及信道容量、服務(wù)質(zhì)量或業(yè)務(wù)模式。在選擇用戶(hù)終端集合時(shí)，首先將具有最大接收信噪比的用戶(hù)終端選入用戶(hù)終端集合，然后，采用迭代的方式來(lái)逐步確定所要選擇的用戶(hù)終端集合中的各個(gè)用戶(hù)終端。


通過(guò)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述和/或其它目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更加清楚，其中圖I是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度設(shè)備的框圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度方法的流程圖；以及圖3示出采用根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度方案的多基站多用戶(hù)系統(tǒng)相對(duì)于單基站多用戶(hù)系統(tǒng)的性能改進(jìn)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)將詳細(xì)參照本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終指的是相同的部件。以下將通過(guò)參照附圖來(lái)說(shuō)明所述實(shí)施例，以便解釋本發(fā)明。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度設(shè)備的框圖。如圖I所示，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度設(shè)備包括信息接收單元100，用于從所述多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的多個(gè)用戶(hù)終端接收關(guān)于所述多個(gè)用戶(hù)終端的信息；以及用戶(hù)終端選擇單元200，用于根據(jù)由信息接收單元100接收的所述信息，基于預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則來(lái)選擇用于多個(gè)基站的用戶(hù)終端集合，其中，針對(duì)所選擇的用戶(hù)終端集合，所述多個(gè)基站中的每一個(gè)基站的實(shí)際功率均滿(mǎn)足相應(yīng)的功率約束條件。在圖I所示的根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度設(shè)備中，由于用戶(hù)終端選擇單元200在選擇用戶(hù)終端集合時(shí)，考慮到每個(gè)基站的實(shí)際功率，即，對(duì)于所選擇的用戶(hù)終端集合，每個(gè)基站的實(shí)際功率均需要滿(mǎn)足相應(yīng)的功率約束條件，因此，可避免現(xiàn)有技術(shù)中所選擇的用戶(hù)終端集合超出基站的發(fā)送能力而無(wú)法實(shí)現(xiàn)傳輸?shù)娜毕?，進(jìn)一步提高了用戶(hù)終端調(diào)度的有效性。在上述示例性實(shí)施例中，信息接收單元100從多個(gè)用戶(hù)終端接收的信息被用戶(hù)終端選擇單元200用于從多個(gè)用戶(hù)終端中選擇用于多個(gè)基站的用戶(hù)終端集合，這里，所述信息可以是反映基站到用戶(hù)終端的信道矩陣的信道信息，此時(shí)，用于選擇用戶(hù)終端集合的規(guī)則涉及信道容量，例如，可將用戶(hù)終端集合中各個(gè)用戶(hù)終端的信息傳輸率之和作為用于選擇用戶(hù)終端集合的指標(biāo)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解用于選擇用戶(hù)終端集合的預(yù)定規(guī)則并非受限于信道容量，根據(jù)不同的應(yīng)用需求，所述預(yù)定規(guī)則還可以是基于其它通信性能(例如，服務(wù)質(zhì)量QoS)或業(yè)務(wù)模式的其它規(guī)則，此時(shí)，從多個(gè)用戶(hù)終端接收的信息則是可應(yīng)用于所述其它規(guī)則的相應(yīng)用戶(hù)終端信息。
以下將參照?qǐng)D2來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度方法。在圖2所示的根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度方法中，在步驟S100，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度設(shè)備(例如，通過(guò)該調(diào)度設(shè)備的信息接收單元100)從所述多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的多個(gè)用戶(hù)終端接收關(guān)于所述多個(gè)用戶(hù)終端的信息。作為示例，這里的關(guān)于多個(gè)用戶(hù)終端的信息可以是反映基站到用戶(hù)終端的信道矩陣的信道信息，也可以是能夠反映用戶(hù)終端的服務(wù)質(zhì)量QoS或業(yè)務(wù)類(lèi)型的其它信息等。然后，在步驟S200，根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度設(shè)備(例如，通過(guò)該調(diào)度設(shè)備的用戶(hù)終端選擇單元200)根據(jù)接收的關(guān)于所述多個(gè)用戶(hù)終端的信息，基于預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則來(lái)選擇用于多個(gè)基站的用戶(hù)終端集合，其中，針對(duì)所選擇的用戶(hù)終端集合，所述多個(gè)基站中的每一個(gè)基站的實(shí)際功率均滿(mǎn)足相應(yīng)的功率約束條件。這里，相應(yīng)于從多個(gè)用戶(hù)終端接收的信息，可采用各種用于選擇用戶(hù)終端集合的規(guī)則。例如，在關(guān)于用戶(hù)終端的信息是反映基站到用戶(hù)終端的信道矩陣的信道信息的情況下，用于選擇用戶(hù)終端集合的規(guī)則可涉及信道容量，即，用戶(hù)終端集合中各個(gè)用戶(hù)終端的信息傳輸率之和。在關(guān)于用戶(hù)終端的信息是能夠反映用戶(hù)終端的服務(wù)質(zhì)量QoS或業(yè)務(wù)類(lèi)型的其它信息等的情況下，用于選擇用戶(hù)終端集合的預(yù)定規(guī)則可以是基于服務(wù)質(zhì)量QoS或業(yè)務(wù)模式的其它公平性準(zhǔn)則等。以下，將針對(duì)信道容量作為選擇規(guī)則的情況來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的調(diào)度方案。在該示例性實(shí)施例中，多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的多個(gè)基站處于不同的小區(qū)而彼此協(xié)作，由此相當(dāng)于構(gòu)成了一個(gè)“超級(jí)基站”，其能夠?qū)⒏蓴_信道轉(zhuǎn)換為多入多出的廣播信道。具體說(shuō)來(lái)，在多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中，共有B (B為大于I的自然數(shù))個(gè)基站(這B個(gè)
基站的編號(hào)依次為1、2.....B)和N(N為大于I的自然數(shù))個(gè)候選用戶(hù)終端(這N個(gè)用戶(hù)
終端的編號(hào)依次為1、2.....N)，其中，每個(gè)基站b(b = 1,2,... ,B)均設(shè)置有Mt (Μτ為自然
數(shù))個(gè)發(fā)送天線(xiàn)，而每個(gè)用戶(hù)終端n(n = 1，2，...，N)設(shè)置有一個(gè)接收天線(xiàn)。根據(jù)該示例性實(shí)施例，所述B個(gè)基站互相協(xié)作以同時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到從所述N個(gè)候選用戶(hù)終端中選擇的K個(gè)用戶(hù)終端組成的用戶(hù)終端集合{Uk}c: {1，2，...,AT}，其中，用戶(hù)終端
集合IU1J中的用戶(hù)終端依次具有編號(hào)k= 1、2.....K。在上述情況下，基站b與用戶(hù)終端
Uk之間的基帶信道矩陣表示為Ht(IxM7 )，而用戶(hù)終端Uk的發(fā)送功率比例因子表示為Pk。假設(shè)來(lái)自基站的信號(hào)和干擾部分同時(shí)到達(dá)每個(gè)用戶(hù)終端Uko此外，將用戶(hù)終端Uk的預(yù)期數(shù)據(jù)流表示為sk，而將基站b用于在用戶(hù)終端Uk的方向進(jìn)行多流波束成形的線(xiàn)性預(yù)編碼矩陣表示為 Tkw(MTxl)。此時(shí)，接收的關(guān)于用戶(hù)終端Uk的信息可以是B個(gè)基站與用戶(hù)終端Uk之間的信道矩陣Hk = [Hll\H{k2),...,H(kB)]，相應(yīng)地，可以確定所述B個(gè)基站針對(duì)用戶(hù)終端Uk的預(yù)編碼矩陣為及=[7；(1)7'，7；(2)7’,...,7^)'/丫。具體說(shuō)來(lái)，當(dāng)預(yù)編碼器采用的是迫零算法時(shí)，選擇的波束成形矢量滿(mǎn)足零干擾條件，即，對(duì)于不同的第i用戶(hù)終端和第j用戶(hù)終端而言，HiTj = O。在這種情況下，假設(shè) S= {Uk}，則 H⑶ ···//]7'，T (S) = [!^.Tk],其中，T(S) =H(S) += !KS)h(H(S)H⑶1V1,相應(yīng)地，可確定所述B個(gè)基站針對(duì)用戶(hù)終端Uk的預(yù)編碼矩陣為
權(quán)利要求
1.一種用于多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的調(diào)度設(shè)備，所述調(diào)度設(shè)備包括 信息接收單元，用于從所述多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的多個(gè)用戶(hù)終端接收關(guān)于所述多個(gè)用戶(hù)終端的信息；以及 用戶(hù)終端選擇單元，用于根據(jù)由信息接收單元接收的所述信息，基于預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則來(lái)選擇用于多個(gè)基站的用戶(hù)終端集合， 其中，針對(duì)所選擇的用戶(hù)終端集合，所述多個(gè)基站中的每一個(gè)基站的實(shí)際功率均滿(mǎn)足相應(yīng)的功率約束條件。
2.如權(quán)利要求I所述的調(diào)度設(shè)備，其中，所述信息涉及信道容量、服務(wù)質(zhì)量或業(yè)務(wù)模式。
3.如權(quán)利要求I所述的調(diào)度設(shè)備，其中，所述信息是反映所述多個(gè)基站到各個(gè)用戶(hù)終端的信道矩陣的信道信息。
4.如權(quán)利要求3所述的調(diào)度設(shè)備，其中，預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則為使得選擇的用戶(hù)終端集合能夠?qū)崿F(xiàn)最大化的信息傳輸率之和。
5.如權(quán)利要求4所述的調(diào)度設(shè)備，其中，所述信息傳輸率之和是指所述信息傳輸率的加權(quán)和，加權(quán)系數(shù)為具有相應(yīng)信息傳輸率的用戶(hù)終端在之前的總數(shù)據(jù)率的倒數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的調(diào)度設(shè)備，其中，用戶(hù)終端選擇單元采用迭代的方式來(lái)逐步確定所要選擇的用戶(hù)終端集合中的各個(gè)用戶(hù)終端。
7.如權(quán)利要求I所述的調(diào)度設(shè)備，其中，功率約束條件是指每一個(gè)基站的功率小于預(yù)定功率閾值。
8.一種用于多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的調(diào)度方法，所述調(diào)度方法包括 從所述多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的多個(gè)用戶(hù)終端接收關(guān)于所述多個(gè)用戶(hù)終端的信息；以及 根據(jù)接收的所述信息，基于預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則來(lái)選擇用于多個(gè)基站的用戶(hù)終端集合，其中，針對(duì)所選擇的用戶(hù)終端集合，所述多個(gè)基站中的每一個(gè)基站的實(shí)際功率均滿(mǎn)足相應(yīng)的功率約束條件。
9.如權(quán)利要求8所述的調(diào)度方法，其中，所述預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則涉及信道容量、服務(wù)質(zhì)量或業(yè)務(wù)模式。
10.如權(quán)利要求8所述的調(diào)度方法，其中，在選擇用戶(hù)終端集合時(shí)，首先將具有最大接收信噪比的用戶(hù)終端選入用戶(hù)終端集合，然后，采用迭代的方式來(lái)逐步確定所要選擇的用戶(hù)終端集合中的各個(gè)用戶(hù)終端。
全文摘要
提供一種用于多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的調(diào)度設(shè)備和調(diào)度方法，所述調(diào)度設(shè)備包括信息接收單元，用于從所述多基站多用戶(hù)系統(tǒng)中的多個(gè)用戶(hù)終端接收關(guān)于所述多個(gè)用戶(hù)終端的信息；以及用戶(hù)終端選擇單元，用于根據(jù)由信息接收單元接收的所述信息，基于預(yù)定的用戶(hù)終端選擇規(guī)則來(lái)選擇用于多個(gè)基站的用戶(hù)終端集合，其中，針對(duì)所選擇的用戶(hù)終端集合，所述多個(gè)基站中的每一個(gè)基站的實(shí)際功率均滿(mǎn)足相應(yīng)的功率約束條件。根據(jù)本發(fā)明的調(diào)度設(shè)備和調(diào)度方法適用于在多基站多用戶(hù)的通信系統(tǒng)中選擇用戶(hù)終端，并由于考慮到每個(gè)基站的功率限制而提高了用戶(hù)終端選擇的有效性。
文檔編號(hào)H04W72/12GK102625458SQ20111003597
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者克勒克斯·布拉諾, 崔埈逸, 李華 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社, 北京三星通信技術(shù)研究有限公司