專利名稱：用于空分多址系統(tǒng)的調度方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其涉及SDMA(空分多址)系統(tǒng)中的多用戶調度技術領域。

背景技術：
多用戶調度是進行資源分配的有效方式，采用合理的調度方案可以充分的利用系統(tǒng)的多用戶分集，有效地提高系統(tǒng)吞吐量。在SDMA系統(tǒng)中，包含著兩種用戶的調度用戶的配對調度和多用戶的資源調度。對于用戶的配對調度，考慮用戶信道之間的相關特性，按照一定的用戶配對方法(如隨機配對RPS、正交配對OPS、行列式配對DPS和基于后處理SINR配對SINR-PS等)；對于多用戶的資源調度，利用一定的調度算法將資源分配給最優(yōu)的用戶對。
目前，在SDMA系統(tǒng)中，對于多用戶的資源調度，用的比較多的是RR(輪循)算法，RR算法的基本思想是保證小區(qū)內的用戶按照某種確定的順序循環(huán)占用等時間的無線資源來進行通信。每個用戶對應一個隊列以存放待傳數(shù)據(jù)，在調度時非空的隊列以輪循的方式接受服務以傳送數(shù)據(jù)。
RR算法在一定程度上可以保證用戶間的公平性，但是RR算法由于沒有考慮到不同用戶無線信道的具體情況，因此造成SDMA系統(tǒng)的吞吐量比較低。


發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種用于空分多址系統(tǒng)的調度方法及系統(tǒng)，達到提高SDMA系統(tǒng)吞吐量的目的。
本發(fā)明提供了一種用于空分多址系統(tǒng)的調度方法，所述方法包括 分別根據(jù)多個用戶的有效后處理信噪比和信道增益矩陣，獲得多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)； 根據(jù)多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，確定待傳輸用戶； 對所述待傳輸用戶進行用戶配對，得到傳輸用戶對，所述輸出用戶對同時傳送數(shù)據(jù)； 確定并更新多個所述用戶的平均傳輸速率。
所述分別根據(jù)多個用戶的有效后處理信噪比和信道增益矩陣，獲得多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)的步驟具體包括 利用公式SINRi，k＝||Hi，k||2·SNRi分別計算每個所述用戶的多個后處理信噪比，；其中，SINRi，k為后處理信噪比，Hi，k為所述用戶的信道增益矩陣，SNRi為接收信噪比，i＝1，2，3...，N，k＝1，2，3...，N； 對每個所述用戶的多個后處理信噪比進行有效合并，得到有效后處理信噪比ESINR； 根據(jù)所述ESINR，利用公式rik＝log2(1+βESINRi，k)計算多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)；其中，ri，k為所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，BER為誤比特率。
所述根據(jù)多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，確定待傳輸用戶的步驟具體包括 利用公式計算多個所述用戶的比例公平調度PF因子，其中，pi為所述比例公平調度PF因子，Ri為所述用戶的平均傳送速率。
選擇比例公平調度PF因子最大的用戶作為待傳輸用戶。
所述確定多個所述用戶的平均傳輸速率的步驟具體包括 利用公式確定并更新多個所述用戶在當前時刻的平均傳輸速率，其中，Ri′為所述用戶以前的平均傳輸速率，T為平均窗口的大小。
本發(fā)明實施例還提供了一種用于空分多址的調度系統(tǒng)，包括 最大傳輸比特確定單元，用于分別根據(jù)多個用戶的有效后處理信噪比和信道增益矩陣，獲得多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)； 待傳輸用戶確定單元，用于根據(jù)多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，確定待傳輸用戶； 用戶配對單元，用于對所述待傳輸用戶進行用戶配對，得到傳輸用戶對，所述輸出用戶對同時傳送數(shù)據(jù)； 平均速率更新單元，用于確定并更新多個所述用戶的平均傳輸速率。
所述最大傳輸比特計算單元具體包括 后處理信噪比計算模塊，用于利用公式SINRi，k＝||Hi，k||2·SNRi分別計算多個所述用戶的后處理信噪比；其中，SINRi，k為后處理信噪比，Hi，k為所述用戶的信道增益矩陣，SNRi為接收信噪比，i＝1，2，3..，N，k＝1，2，3...，N； 有效合并模塊，用于對每個所述用戶的多個后處理信噪比進行有效合并，得到每個所述用戶的有效后處理信噪比ESINR； 最大傳輸比特計算模塊，用于利用公式rik＝log2(1+βESINRi，k)計算多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)；其中，ri，k為所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，BER為誤比特率。
所述待傳輸用戶確定單元具體包括 比例公平調度PF因子計算模塊，用于利用公式計算多個所述用戶的比例公平調度PF因子，其中，pi為所述比例公平調度PF因子，Ri為所述用戶的平均傳送速率； 選擇單元，用于根據(jù)比例公平調度PF因子計算模塊的計算結果，選擇比例公平調度PF因子最大的用戶作為待傳輸用戶。
綜上所述，本發(fā)明提供了一種用于空分多址系統(tǒng)的調度方法及系統(tǒng)，通過本發(fā)明所述的調度方法及系統(tǒng)，達到在不影響用戶的公平性基礎上，提高SDMA系統(tǒng)吞吐量的目的。



圖1為本發(fā)明實施例所述方法的流程示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例所述系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施例方式 下面對本發(fā)明實施例所述方法及系統(tǒng)進行詳細說明。
首先對本發(fā)明所述方法進行詳細闡述。
本發(fā)明所述方法主要包括分別根據(jù)多個用戶的有效后處理信噪比和信道增益矩陣，獲得多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)； 根據(jù)多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，確定待傳輸用戶； 對所述待傳輸用戶進行用戶配對，得到傳輸用戶對，所述輸出用戶對同時傳送數(shù)據(jù)； 更新多個所述用戶的平均傳輸速率。
具體如圖1所示，設定資源塊集合為U，對于所有資源塊，按照下面的步驟進行資源分配，所述步驟包括 步驟11、對于N個用戶，分別根據(jù)接收信噪比SNRi(i＝1，2，3，...，N)和信道增益矩陣Hi，k(i＝1，2，3，...，N，k＝1，2，3，...，N)，計算每個用戶在資源塊k上的SINR(后處理信噪比)， SINRi，k＝||Hi，k||2·SNRi(1)； 步驟12、對每個用戶的所有SINR進行有效合并，得到ESINR(有效后處理信噪比)； 步驟13、根據(jù)步驟12中得到的每個用戶的ESINRESINRi，k(i＝1，2，3，...，N)計算每個用戶在資源塊k上的最大傳送比特數(shù) rik＝log2(1+βESINRi，k)(2) 其中， 步驟14、根據(jù)步驟13中得到的各個用戶的最大傳輸比特數(shù)ri(i＝1，2，3，...，N)計算每個用戶在資源塊k上的PF因子 其中，Ri為用戶i的平均傳送速率； 步驟15、選擇PF因子最大的用戶j(j＝arg maxi pi)在資源塊k上傳送數(shù)據(jù)； 步驟16、利用一定的用戶配對方法選擇與用戶j配對的用戶組同時在資源塊k上傳送數(shù)據(jù)，所述用戶配對方法可以為隨機配對RPS、正交配對OPS、行列式配對DPS和基于后處理SINR配對SINR-PS等，所述用戶配對方法已有詳細解決方案，此處不再贅述； 步驟17、確定各個用戶當前時刻在所有的資源塊集上的傳送比特數(shù)，更新所有用戶的平均傳送速率 其中，T為平均窗口的大小。
得到了多個所述的平均傳輸速率后，如果將多個所述用戶的平均傳輸速率進行相加，就可以確定空分多址系統(tǒng)的系統(tǒng)吞吐量。
下面舉例對本發(fā)明所述方法做進一步闡述，設定一個單小區(qū)的系統(tǒng)，用戶一根發(fā)送天線，基站兩根接收天線，設定小區(qū)中包含60個用戶，用戶在小區(qū)中均勻分布。系統(tǒng)采用DFT-SOFDMA(離散傅立葉變換擴頻正交頻分多址)方式，將600個有用子載波分為8個相互正交的資源塊，每個資源塊連續(xù)的占用75個子載波，每個資源塊上選擇兩個用戶配對傳輸。
在每一調度時刻，基站端已知各個用戶的接收信噪比SNRi(i＝1，2，3，...，60)和用戶在各個載波上的信道增益矩陣Hi，k(i＝1，2，3，...，60；k＝1，2，3，...，600)； 對于60個用戶分別利用公式(1)計算其在所有子載波上的SINRSINRi，k(i＝1，2，...，60；k＝1，2，...，600)；這樣每個用戶在所有載波上為75個SINR； 對于8個資源塊，每個用戶都對其得到的所有SINR進行有效SNR合并，得到所有用戶分別在8個資源塊上的ESINRESINRi，k(i＝1，2，...，60；k＝1，2，...，8)；所述有效SNR合并的具體處理過程，由于現(xiàn)有技術中已有成功解決方案，此處就不再贅述； 對于所有的8個資源塊按照下面的方式進行分配用戶 按照公式(2)計算所有用戶在資源塊k上的最大傳送比特數(shù)ri，k(i＝1，2，...，60)； 根據(jù)得到的各個用戶在資源塊k上的最大傳送比特數(shù)ri，k，用公式(3)計算各個用戶在資源塊k上的PF因子pi(i＝1，2，...，60)； 選取PF因子最大的用戶j(j＝arg maxipi)為資源塊k上的待傳輸用戶； 利用SINR-PS/DPS用戶配對算法從剩下的用戶集合L(L＝1，2，...，60；L≠j)中選取一個用戶和用戶j配對傳送數(shù)據(jù)； 利用公式(4)更新所有用戶的平均傳輸速率Ri(i＝1，2，3，...，60)。
為了說明本發(fā)明的有效性，下面給出了對于此具體實施例得到的仿真結果，仿真參數(shù)假設在附表中給出。
表1 DPS用戶配對方式下本發(fā)明和RR算法比較 表2 SINR-PS用戶配對方式下本發(fā)明和RR算法比較 從表1和表2中可以看到利用本發(fā)明實施例所述的SDMA系統(tǒng)中的調度方法，系統(tǒng)吞吐量性能有較大的提升。其中，對于DPS用戶配對算法，系統(tǒng)的有效吞吐量上升39.1％；對于SINR-PS用戶配對算法，系統(tǒng)的有效吞吐量上升27.6％。
下面結合附圖2對本發(fā)明實施例所述系統(tǒng)進行詳細說明。
如圖2所示，本發(fā)明實施例所述系統(tǒng)具體包括最大傳輸比特確定單元、待傳輸用戶確定單元、用戶配對單元和平均速率更新單元，下面對各個單元進行詳細說明。
最大傳輸比特確定單元，用于分別根據(jù)多個用戶的有效后處理信噪比和信道增益矩陣，獲得多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)；具體的說就是，所述最大傳輸比特確定單元包括 后處理信噪比計算模塊，用于根據(jù)公式SINRi，k＝||Hi，k||2·SNRi分別計算多個所述用戶的后處理信噪比；其中，SINRi，k為后處理信噪比，Hi，k為所述用戶的信道增益矩陣，SNRi為接收信噪比，i＝1，2，3...，N，k＝1，2，3...，N； 有效合并模塊，根據(jù)從所述后處理信噪比計算模塊得到的每個用戶的多個后處理信噪比，將每個所述用戶的多個后處理信噪比進行有效合并，得到每個所述用戶的有效后處理信噪比ESINR；所述有效合并的具體處理過程，在現(xiàn)有技術中已有成功解決方案，此處不再贅述； 最大傳輸比特計算模塊，根據(jù)所述有效后處理信噪比，利用公式rik＝log2(1+βESINRi，k)計算多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)；其中，ri，k為所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，BER為誤比特率。
待傳輸用戶確定單元，用于根據(jù)多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，確定待傳輸用戶；具體的說就是，所述傳輸用戶確定單元具體包括 比例公平調度PF因子計算模塊，用于根據(jù)公式計算多個所述用戶在資源塊上的比例公平調度PF因子，其中，pi為所述比例公平調度PF因子，Ri為所述用戶的平均傳送速率； 選擇單元，用于根據(jù)比例公平調度PF因子計算模塊的計算結果，選擇比例公平調度PF因子最大的用戶作為待傳輸用戶。
用戶配對單元，用于對所述待傳輸用戶進行用戶配對，得到傳輸用戶對，所述輸出用戶對同時傳送數(shù)據(jù)；具體的說就是，利用一定的用戶配對方法選擇與用戶j配對的用戶組同時在資源塊k上傳送數(shù)據(jù)，所述用戶配對方法可以為隨機配對RPS、正交配對OPS、行列式配對DPS和基于后處理SINR配對SINR-PS等，所述用戶配對方法已有詳細解決方案，此處不再贅述； 平均速率更新單元，用于更新多個所述用戶的平均傳輸速率。
得到了多個所述的平均傳輸速率后，如果將多個所述用戶的平均傳輸速率進行相加，就可以確定空分多址系統(tǒng)的系統(tǒng)吞吐量。
綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種用于空分多址的調度方法及系統(tǒng)，本發(fā)明主要利用公式SINRi，k＝||Hi，k||2·SNRi分別計算每個所述用戶的多個后處理信噪比，并對每個所述用戶的多個后處理信噪比進行有效合并，得到有效后處理信噪比；根據(jù)所述ESINR，利用公式rik＝log2(1+βESINRi，k)計算多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)；然后進行多用戶的調度，選出一個待傳輸用戶，進行用戶的配對，得到傳輸用戶對，并同時傳輸數(shù)據(jù)；最后確定并更新多個用戶的平均傳輸速率。通過本發(fā)明所述的調度方法及系統(tǒng)，達到在不影響用戶的公平性基礎上，提高SDMA系統(tǒng)吞吐量的目的。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
權利要求
1、一種用于空分多址系統(tǒng)的調度方法，其特征在于，所述方法包括
分別根據(jù)多個用戶的有效后處理信噪比和信道增益矩陣，獲得多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)；
根據(jù)多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，確定待傳輸用戶；
對所述待傳輸用戶進行用戶配對，得到傳輸用戶對，所述輸出用戶對同時傳送數(shù)據(jù)；
確定并更新多個所述用戶的平均傳輸速率。
2、如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述分別根據(jù)多個用戶的有效后處理信噪比和信道增益矩陣，獲得多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)的步驟具體包括
利用公式SINRi，k＝‖Hi，k‖2·SNRi分別計算每個所述用戶的多個后處理信噪比，；其中，SINRi，k為后處理信噪比，Hi，k為所述用戶的信道增益矩陣，SNRi為接收信噪比，i＝1，2，3...，N，k＝1，2，3...，N；
對每個所述用戶的多個后處理信噪比進行有效合并，得到有效后處理信噪比ESINR；
根據(jù)所述ESINR，利用公式rik＝log2(1+βESINRi，k)計算多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)；其中，ri，k為所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，BER為誤比特率。
3、根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，確定待傳輸用戶的步驟具體包括
利用公式計算多個所述用戶的比例公平調度PF因子，其中，pi為所述比例公平調度PF因子，Ri為所述用戶的平均傳送速率。
選擇比例公平調度PF因子最大的用戶作為待傳輸用戶。
4、根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定多個所述用戶的平均傳輸速率的步驟具體包括
利用公式確定并更新多個所述用戶在當前時刻的平均傳輸速率，其中，Ri′為所述用戶以前的平均傳輸速率，T為平均窗口的大小。
5、一種用于空分多址的調度系統(tǒng)，其特征在于，包括
最大傳輸比特確定單元，用于分別根據(jù)多個用戶的有效后處理信噪比和信道增益矩陣，獲得多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)；
待傳輸用戶確定單元，用于根據(jù)多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，確定待傳輸用戶；
用戶配對單元，用于對所述待傳輸用戶進行用戶配對，得到傳輸用戶對，所述輸出用戶對同時傳送數(shù)據(jù)；
平均速率更新單元，用于確定并更新多個所述用戶的平均傳輸速率。
6、如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述最大傳輸比特計算單元具體包括
后處理信噪比計算模塊，用于利用公式SINRi，k＝‖Hi，k‖2·SNRi分別計算多個所述用戶的后處理信噪比；其中，SINRi，k為后處理信噪比，Hi，k為所述用戶的信道增益矩陣，SNRi為接收信噪比，i＝1，2，3...，N，k＝1，2，3...，N；
有效合并模塊，用于對每個所述用戶的多個后處理信噪比進行有效合并，得到每個所述用戶的有效后處理信噪比ESIR；
最大傳輸比特計算模塊，用于利用公式rik＝log2(1+βESINRi，k)計算多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)；其中，ri，k為所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，BER為誤比特率。
7、根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，所述待傳輸用戶確定單元具體包括
比例公平調度PF因子計算模塊，用于利用公式計算多個所述用戶的比例公平調度PF因子，其中，pi為所述比例公平調度PF因子，Ri為所述用戶的平均傳送速率；
選擇單元，用于根據(jù)比例公平調度PF因子計算模塊的計算結果，選擇比例公平調度PF因子最大的用戶作為待傳輸用戶。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于空分多址系統(tǒng)的調度方法，所述方法包括分別根據(jù)多個用戶的有效后處理信噪比和信道增益矩陣，獲得多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)；根據(jù)多個所述用戶的最大傳輸比特數(shù)，確定待傳輸用戶；對所述待傳輸用戶進行用戶配對，得到傳輸用戶對，所述輸出用戶對同時傳送數(shù)據(jù)；確定并更新多個所述用戶的平均傳輸速率。通過本發(fā)明所述的調度方法及系統(tǒng)，達到在不影響用戶的公平性基礎上，提高SDMA系統(tǒng)吞吐量的目的。
文檔編號H04B7/005GK101102151SQ200710143619
公開日2008年1月9日 申請日期2007年8月15日 優(yōu)先權日2007年8月15日
發(fā)明者輝 于, 斌 范, 慧 趙, 王文博 申請人:中興通訊股份有限公司