一種分布式多天線網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌調(diào)度系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的分布式多天線網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌調(diào)度系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：第一預(yù)處理單元、統(tǒng)籌調(diào)度單元、非統(tǒng)籌調(diào)度單元、統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元以及非統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元。與非統(tǒng)籌調(diào)度系統(tǒng)相比，不僅解決現(xiàn)有調(diào)度系統(tǒng)邊界小區(qū)用戶得不到良好調(diào)度，傳輸效率低的問題，還較好的兼顧了系統(tǒng)性能及復(fù)雜度，有效抑制了小區(qū)間干擾，提高了小區(qū)邊界用戶性能，可以在復(fù)雜度較低且兼顧邊界小區(qū)用戶傳輸速率的前提下獲得較高的系統(tǒng)容量。
【專利說明】一種分布式多天線網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌調(diào)度系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動通信領(lǐng)域，尤其涉及一種分布式多天線網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌調(diào)度系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動通信用戶數(shù)量的急劇增加和無線寬帶業(yè)務(wù)（如多媒體業(yè)務(wù)）的迅速興 起，人們期望移動通信系統(tǒng)能提供更高的數(shù)據(jù)傳輸率（100Mbps以上）和更高的頻譜效率 (10bps/Hz 以上）。
[0003] 多入單出系統(tǒng)是一種在發(fā)射端配置多天線，接收端配置單天線的智能天線技術(shù)， 是提高頻譜效率的一種有效手段。而在實際多入單出系統(tǒng)的應(yīng)用中，來自同小區(qū)和鄰小區(qū) 的干擾會極大地影響系統(tǒng)性能，因此需要對干擾進(jìn)行抑制，同時，由于邊界小區(qū)用戶常常得 不到調(diào)度而處于"饑餓"狀態(tài)，因此需要考慮邊界小區(qū)用戶的分布式傳輸。
[0004] 現(xiàn)有文獻(xiàn)中的無線資源管理算法主要集中在多天線環(huán)境下的蜂窩網(wǎng)絡(luò)中某個特 定的單小區(qū)傳輸子問題、單小區(qū)調(diào)度子問題、單小區(qū)功率分配子問題、多小區(qū)邊界小區(qū)用戶 容量最大化子問題等的局部優(yōu)化，然而綜合考慮多小區(qū)統(tǒng)籌調(diào)度、分布式傳輸以最大化系 統(tǒng)整體傳輸容量的算法還鮮有研究。
[0005] 每個移動終端（用戶）通過導(dǎo)頻序列對信道進(jìn)行估計，并將各自估計形成的信道 沖擊響應(yīng)向量反饋至基站，基站對信道沖擊響應(yīng)向量進(jìn)行處理后，作為調(diào)度信息，對移動終 端進(jìn)行調(diào)度和傳輸。信道沖擊響應(yīng)向量是一個一維向量，包括多個元素，其中每個元素是發(fā) 射端對應(yīng)的發(fā)射天線發(fā)送的信號通過無線傳輸信道到達(dá)接收端所歷經(jīng)的信號傳輸損耗增 益值。然而，現(xiàn)有的調(diào)度方案中，邊界小區(qū)用戶得不到良好的調(diào)度，傳輸效率低，導(dǎo)致系統(tǒng)性 能大受影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提出一種分布式多天線網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌調(diào)度系統(tǒng)，用于統(tǒng)籌調(diào) 度集合內(nèi)N個基站的分布式傳輸，N為正整數(shù)，所述系統(tǒng)包括：第一預(yù)處理單元、統(tǒng)籌調(diào)度單 元、非統(tǒng)籌調(diào)度單元、統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元以及非統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元；
[0008] 所述第一預(yù)處理單元包括調(diào)度用戶分組單元以及用戶最大值設(shè)定單元；
[0009] 所述統(tǒng)籌調(diào)度單元包括統(tǒng)籌調(diào)度用戶組預(yù)處理單元、第一調(diào)度信息計算單元、已 確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組更新單元、待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組更新單元以及已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶 組用戶個數(shù)判斷單元；
[0010] 所述非統(tǒng)籌調(diào)度單元包括基站預(yù)處理單元、基站用戶組預(yù)處理單元、第二調(diào)度信 息計算單元、已確定用戶組更新單元、待確定用戶組更新單元以及已確定非統(tǒng)籌調(diào)度用戶 組用戶個數(shù)判斷單元；
[0011] 所述統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元包括第一多天線傳輸向量設(shè)定單元和第一功率分配參數(shù) 設(shè)定單元；
[0012] 所述非統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元包括第二多天線傳輸向量設(shè)定單元和第二功率分配參 數(shù)設(shè)定單元。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，所述第一預(yù)處理單元的調(diào)度用戶分組單元統(tǒng)籌調(diào)度 集合內(nèi)的各基站確定有接入需求的用戶，根據(jù)該用戶在統(tǒng)籌調(diào)度集合的定位分布，將其分 入統(tǒng)籌調(diào)度用戶組或非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組；所述用戶最大值設(shè)定單元分別設(shè)定統(tǒng)籌調(diào)度用戶 組用戶最大值和非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶最大值；
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，所述統(tǒng)籌調(diào)度單元的統(tǒng)籌調(diào)度用戶組預(yù)處理單元對 統(tǒng)籌調(diào)度用戶組進(jìn)行預(yù)處理：將N個基站的統(tǒng)籌調(diào)度用戶組分為已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組和 待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組，令已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組初始值為空：
[0015] 所述第一調(diào)度信息計算單元計算調(diào)度信息：判斷已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組是否為 空，是則根據(jù)待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中的各用戶的信道沖擊響應(yīng)向量h k計算| |hk| |，并將 |hk| |作為I |gk| |，并將I |gk| |作為調(diào)度信息；否則計算待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中各待確 定用戶的信道沖擊響應(yīng)向量在已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中所有已確定用戶信道沖擊響應(yīng)向 量所構(gòu)成子空間的正交空間上的映射gk，并將I |gkl I作為調(diào)度信息，k為正整數(shù)，是待確定 統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中用戶的識別號；
[0016] 所述已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組更新單元更新已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組：基站從待確定 統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中，選擇對應(yīng)I |gk| I最大的用戶i，將用戶i加入已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組；
[0017] 所述待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組更新單元更新待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組：基站對待確定 統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中各待確定用戶k，計算其信道沖擊響應(yīng)向量h k和gi形成的夾角的cos值 sk，判斷是否δ,> α，是則刪除對應(yīng)用戶k，否則保留對應(yīng)用戶k;所述α為消除閾值，滿 足0 < α < 1 ;
[0018] 所述已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶個數(shù)判斷單元判斷已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中用 戶的個數(shù)是否達(dá)到統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶最大值或者待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組是否為空；是則 獲得最終統(tǒng)籌調(diào)度用戶已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組，否則繼續(xù)計算調(diào)度信息；
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，所述非統(tǒng)籌調(diào)度單元的基站預(yù)處理單元將基站識別 號b預(yù)置為1 ;
[0020] 所述基站用戶組預(yù)處理單元執(zhí)行基站用戶組預(yù)處理：將識別號為b的基站所屬非 統(tǒng)籌調(diào)度用戶組分為已確定用戶組和待確定用戶組，令已確定用戶組初始值為空；
[0021] 所述第二調(diào)度信息計算單元計算調(diào)度信息：判斷已確定用戶組是否為空，是則根 據(jù)待確定用戶組中的各用戶的信道沖擊響應(yīng)向量h b,k計算| |hb,k| |，并將所述| |hb,k| |作為 k,kl I，并將I k,kl I作為調(diào)度信息；否則計算待確定用戶組中各待確定用戶的信道沖擊 響應(yīng)向量在已確定用戶組中所有已確定用戶信道沖擊響應(yīng)向量所構(gòu)成子空間的正交空間 上的映射gb,k，并將I |gb,kl I作為調(diào)度信息，k為正整數(shù)，是待確定用戶組中用戶的識別號；
[0022] 所述已確定用戶組更新單元更新已確定用戶組：基站從待確定用戶組中，選擇對 應(yīng)I |gb,kl I最大的用戶j，將用戶j加入已確定用戶組；
[0023] 所述待確定用戶組更新單元更新待確定用戶組：基站對待確定用戶組中各待確定 用戶k，計算其信道沖擊響應(yīng)向量h b,k和gbu形成的夾角的cos值sb,k，判斷是否s b,k> α，是則刪除對應(yīng)用戶k，否則保留對應(yīng)用戶k ;0 < a < 1 ;
[0024] 所述已確定非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶個數(shù)判斷單元判斷已確定用戶組中用戶的個 數(shù)是否達(dá)到非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶最大值或者待確定用戶組是否為空；是則獲得基站b的 自身非統(tǒng)籌調(diào)度用戶最終已確定用戶組，b = b+Ι，直到得到基站1?N的最終非統(tǒng)籌調(diào)度 用戶已確定用戶組；
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，所述統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元和非統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元分別 對最終非統(tǒng)籌調(diào)度用戶已確定用戶組和最終統(tǒng)籌調(diào)度用戶已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中的用 戶，設(shè)定多天線傳輸向量和功率分配參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的【具體實施方式】，所述用戶最大值設(shè)定單元設(shè)定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶 最大值和非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶最大值具體包括：
[0027] S1-1、計算調(diào)度的總用戶數(shù)KliD1 :
[0028]

【權(quán)利要求】
1. 一種分布式多天線網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)籌調(diào)度系統(tǒng)，用于統(tǒng)籌調(diào)度集合內(nèi)N個基站的分布式傳 輸，N為正整數(shù)，所述系統(tǒng)包括：第一預(yù)處理單元、統(tǒng)籌調(diào)度單元、非統(tǒng)籌調(diào)度單元、統(tǒng)籌調(diào) 度傳輸單元以及非統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元； 所述第一預(yù)處理單元包括調(diào)度用戶分組單元以及用戶最大值設(shè)定單元； 所述統(tǒng)籌調(diào)度單元包括統(tǒng)籌調(diào)度用戶組預(yù)處理單元、第一調(diào)度信息計算單元、已確定 統(tǒng)籌調(diào)度用戶組更新單元、待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組更新單元以及已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用 戶個數(shù)判斷單元； 所述非統(tǒng)籌調(diào)度單元包括基站預(yù)處理單元、基站用戶組預(yù)處理單元、第二調(diào)度信息計 算單元、已確定用戶組更新單元、待確定用戶組更新單元以及已確定非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用 戶個數(shù)判斷單元； 所述統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元包括第一多天線傳輸向量設(shè)定單元和第一功率分配參數(shù)設(shè)定 單元； 所述非統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元包括第二多天線傳輸向量設(shè)定單元和第二功率分配參數(shù)設(shè) 定單元。
2. -種如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述第一預(yù)處理單元的調(diào)度用戶分組單元統(tǒng)籌調(diào)度 集合內(nèi)的各基站確定有接入需求的用戶，根據(jù)該用戶在統(tǒng)籌調(diào)度集合的定位分布，將其分 入統(tǒng)籌調(diào)度用戶組或非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組；所述用戶最大值設(shè)定單元分別設(shè)定統(tǒng)籌調(diào)度用戶 組用戶最大值和非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶最大值。
3. -種如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述統(tǒng)籌調(diào)度單元的統(tǒng)籌調(diào)度用戶組預(yù)處理單元對 統(tǒng)籌調(diào)度用戶組進(jìn)行預(yù)處理：將N個基站的統(tǒng)籌調(diào)度用戶組分為已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組和 待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組，令已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組初始值為空； 所述第一調(diào)度信息計算單元計算調(diào)度信息：判斷已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組是否為空，是 則根據(jù)待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中的各用戶的信道沖擊響應(yīng)向量hk計算| |hk| |，并將| |hk| 作為I |gk| I，并將I |gk| I作為調(diào)度信息；否則計算待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中各待確定用戶 的信道沖擊響應(yīng)向量在已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中所有已確定用戶信道沖擊響應(yīng)向量所構(gòu) 成子空間的正交空間上的映射g k，并將I |gk| I作為調(diào)度信息，k為正整數(shù)，是待確定統(tǒng)籌調(diào) 度用戶組中用戶的識別號； 所述已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組更新單元更新已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組：基站從待確定統(tǒng)籌 調(diào)度用戶組中，選擇對應(yīng)I |gk| I最大的用戶i，將用戶i加入已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組； 所述待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組更新單元更新待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組：基站對待確定統(tǒng)籌 調(diào)度用戶組中各待確定用戶k，計算其信道沖擊響應(yīng)向量匕和gi形成的夾角的cos值δ k， 判斷是否sk> α，是則刪除對應(yīng)用戶k，否則保留對應(yīng)用戶k;所述α為消除閾值，滿足0 < α < 1 ； 所述已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶個數(shù)判斷單元判斷已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中用戶的 個數(shù)是否達(dá)到統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶最大值或者待確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組是否為空；是則獲得 最終統(tǒng)籌調(diào)度用戶已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組，否則繼續(xù)計算調(diào)度信息。
4. 一種如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述非統(tǒng)籌調(diào)度單元的基站預(yù)處理單元將基站識別 號b預(yù)置為1 ; 所述基站用戶組預(yù)處理單元執(zhí)行基站用戶組預(yù)處理：將識別號為b的基站所屬非統(tǒng)籌 調(diào)度用戶組分為已確定用戶組和待確定用戶組，令已確定用戶組初始值為空； 所述第二調(diào)度信息計算單元計算調(diào)度信息：判斷已確定用戶組是否為空，是則根據(jù)待 確定用戶組中的各用戶的信道沖擊響應(yīng)向量hb,k計算| |hb,k| |，并將所述| |hb,k| |作為| |gb, kl I，并將I |gb,kl I作為調(diào)度信息；否則計算待確定用戶組中各待確定用戶的信道沖擊響應(yīng) 向量在已確定用戶組中所有已確定用戶信道沖擊響應(yīng)向量所構(gòu)成子空間的正交空間上的 映射g b,k，并將I |gb,kl I作為調(diào)度信息，k為正整數(shù)，是待確定用戶組中用戶的識別號； 所述已確定用戶組更新單元更新已確定用戶組：基站從待確定用戶組中，選擇對應(yīng) |gb,k| I最大的用戶j，將用戶j加入已確定用戶組； 所述待確定用戶組更新單元更新待確定用戶組：基站對待確定用戶組中各待確定用戶 k，計算其信道沖擊響應(yīng)向量hb,k和gb,i形成的夾角的cos值s b,k，判斷是否sb,k> α，是 則刪除對應(yīng)用戶k，否則保留對應(yīng)用戶k ;0 < α < 1 ; 所述已確定非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶個數(shù)判斷單元判斷已確定用戶組中用戶的個數(shù)是 否達(dá)到非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶最大值或者待確定用戶組是否為空；是則獲得基站b的自 身非統(tǒng)籌調(diào)度用戶最終已確定用戶組，b = b+Ι，直到得到基站1?N的最終非統(tǒng)籌調(diào)度用 戶已確定用戶組。
5. -種如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，所述統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元和非統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元分別 對最終非統(tǒng)籌調(diào)度用戶已確定用戶組和最終統(tǒng)籌調(diào)度用戶已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中的用 戶，設(shè)定多天線傳輸向量和功率分配參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
6. -種如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，所述用戶最大值設(shè)定單元設(shè)定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶 最大值和非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶最大值具體包括： S1-1、計算調(diào)度的總用戶數(shù)Klim:
式中，統(tǒng)籌調(diào)度集合內(nèi)基站個數(shù)N，各基站發(fā)射天線數(shù)Nt， 分布式傳輸概率
非分布式傳輸概_
其中SgMup為統(tǒng)籌調(diào)度集合面積，為分布式傳輸區(qū)面積，S_tCT為非分布式傳輸區(qū)面 積； S1-2、計算用戶最大值： 統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶最大值Kt。= KlimXpt。， 非統(tǒng)籌調(diào)度用戶組用戶最大值K__t。= KlimXP__t。。
7. -種如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，所述第一調(diào)度信息計算單元計算待確定統(tǒng)籌調(diào)度用 戶組中各待確定用戶的信道沖擊響應(yīng)向量在已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中所有已確定用戶信 道沖擊響應(yīng)向量所構(gòu)成子空間的正交空間上的映射g k，具體包括：
已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中所有已確定用戶信道沖擊響應(yīng)向量構(gòu)成子空間，該子空間存 在正交空間，表示為1?1,1?2,...,盡,.|}，」 1為已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中用戶的識別號，11為已確 定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中用戶總數(shù)；I為單位矩陣。
8. -種如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，所述第二調(diào)度信息計算單元計算待確定用戶組中各 待確定用戶的信道沖擊響應(yīng)向量在已確定用戶組中所有已確定用戶信道沖擊響應(yīng)向量所 構(gòu)成子空間的正交空間上的映射g b,k，具體包括：
已確定用戶組中所有已確定用戶信道沖擊響應(yīng)向量構(gòu)成子空間，該子空間存在正交空 間，表示為b為基站識別號，j2為已確定用戶組中用戶的識別號，i2為已確 定用戶組中用戶總數(shù)。
9. 一種如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，所述統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元和非統(tǒng)籌調(diào)度傳輸單元對最 終非統(tǒng)籌調(diào)度用戶已確定用戶組和最終統(tǒng)籌調(diào)度用戶已確定統(tǒng)籌調(diào)度用戶組中的用戶，設(shè) 定多天線傳輸向量和功率分配參數(shù)具體包括： 對最終統(tǒng)籌調(diào)度用戶已確定用戶組的用戶，所述第一多天線傳輸向量設(shè)定單元設(shè)定多 天線傳輸向量
所述第一功率分配參數(shù)設(shè)定單元設(shè)定功率分配參數(shù)
所述Ttc;([(b-l)Nt+l :bNt]，表示為Tt。矩陣的（b-l)Nt+l?bNt行，第么列的所有元 素組成的子向量； Tt。矩陣為統(tǒng)籌調(diào)度信道沖擊響應(yīng)向量的逆矩陣：

為所有統(tǒng)籌調(diào)度用戶的信道沖擊響應(yīng)向量組成的統(tǒng)籌調(diào)度信道沖 擊響應(yīng)向量，<表示對信道沖擊響應(yīng)向量hk進(jìn)行共軛轉(zhuǎn)置； 對最終非統(tǒng)籌調(diào)度用戶已確定用戶組的用戶，所述第二多天線傳輸向量設(shè)定單元設(shè)定 多天線傳輸向量，T__tc;( :，j2)表示為T__t。矩陣的所有行第j2列元素組 成的子向量； Tnmrt。矩陣為非統(tǒng)籌調(diào)度信道沖擊響應(yīng)向量的逆矩陣：

為所有非統(tǒng)籌調(diào)度用戶的信道沖擊響應(yīng)向量組成的非統(tǒng)籌 調(diào)度信道沖擊響應(yīng)向量表不對信道沖擊響應(yīng)向量hb,k的共軛轉(zhuǎn)置； 所述第二功率分配參數(shù)設(shè)定單元設(shè)定所述功率分配參數(shù)：
小區(qū)用戶的干擾功率。
【文檔編號】H04W72/08GK104302006SQ201410442782
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】饒品魁 申請人:饒品魁