專利名稱：用于多基站多用戶系統(tǒng)中的調(diào)度設備和調(diào)度方法
技術領域：
本發(fā)明涉及多基站多用戶的移動通信系統(tǒng)，具體說來，涉及一種用于在多基站多用戶的移動通信系統(tǒng)中為多個基站選擇用戶終端的調(diào)度設備及其方法。
背景技術：
隨著移動通信技術的發(fā)展， 人們希望能夠在未來的無線通信系統(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)作技術作為有助于實現(xiàn)上述目標的重要技術受到了移動通信技術理論界和相關通信標準委員會(例如，3GPPLTE-Advanced機構)的重視。在多基站多用戶的移動通信系統(tǒng)中，多個基站均安裝有共同協(xié)作的多個天線，因此，來自鄰近小區(qū)的同信道干擾將明顯降低。眾所周知，在單基站多用戶的移動通信系統(tǒng)中，良好的用戶終端選擇方案可有助于實現(xiàn)多用戶分級。最直接的方式是以窮盡方式來搜索每個可行的用戶終端組合，從而實現(xiàn)對用戶終端的選擇，但是很明顯這種方式需要大量的運算量。因此，針對單基站多用戶的移動通信系統(tǒng)，已經(jīng)提出了很多致力于降低用戶終端選擇復雜度的方案。然而，在多基站多用戶的移動通信系統(tǒng)的情況下，需要面對更為復雜的用戶終端選擇問題，這是因為用戶終端候選集包含更多的用戶終端，而同時發(fā)送信號的用戶終端數(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的移動通信系統(tǒng)中進行用戶終端選擇，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)度設備負責收集所有用戶終端的相關信息并做出全部調(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)度設備需針對各個小區(qū)來逐個確定小區(qū)用戶終端的調(diào)度情況，其中，當確定某個小區(qū)用戶終端的調(diào)度情況時，需依據(jù)其它小區(qū)的調(diào)度情況。然而，在現(xiàn)有技術的調(diào)度方案中，難以找到能夠考慮每個基站的實際情況，并能夠降低用戶終端選擇的復雜度的技術方案。因此，需要一種針對目前的多基站多用戶移動通信系統(tǒng)來更為有效地選擇用戶終端的調(diào)度設備和方法。

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基站實際的發(fā)送能力在多基站多用戶的移動系統(tǒng)中進行用戶終端選擇的調(diào)度方案，從而能夠增強多基站多用戶系統(tǒng)中用戶終端選擇的有效性。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于多基站多用戶系統(tǒng)中的調(diào)度設備，所述調(diào)度設備包括信息接收單元，用于從所述多基站多用戶系統(tǒng)中的多個用戶終端接收關于所述多個用戶終端的信息；以及用戶終端選擇單元，用于根據(jù)由信息接收單元接收的所述信息，基于預定的用戶終端選擇規(guī)則來選擇用于多個基站的用戶終端集合，其中，針對所選擇的用戶終端集合，所述多個基站中的每一個基站的實際功率均滿足相應的功率約束條件。所述信息涉及信道容量、服務質(zhì)量或業(yè)務模式。所述信息是反映所述多個基站到各個用戶終端的信道矩陣的信道信息。
預定的用戶終端選擇規(guī)則為使得選擇的用戶終端集合能夠?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和，加權系數(shù)為具有相應信息傳輸率的用戶終端在之前的總數(shù)據(jù)率的倒數(shù)。用戶終端選擇單元采用迭代的方式來逐步確定所要選擇的用戶終端集合中的各個用戶終端。功率約束條件是指每一個基站的功率小于預定功率閾值。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系統(tǒng)中的多個用戶終端接收關于所述多個用戶終端的信息；以及根據(jù)接收的所述信息，基于預定的用戶終端選擇規(guī)則來選擇用于多個基站的用戶終端集合，其中，針對所選擇的用戶終端集合，所述多個基站中的每一個基站的實際功率均滿足相應的功率約束條件。所述預定的用戶終端選擇規(guī)則涉及信道容量、服務質(zhì)量或業(yè)務模式。在選擇用戶終端集合時，首先將具有最大接收信噪比的用戶終端選入用戶終端集合，然后，采用迭代的方式來逐步確定所要選擇的用戶終端集合中的各個用戶終端。


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