本發(fā)明涉及無(wú)線通信的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度方法及裝置。

背景技術(shù)：

迅速增長(zhǎng)的通信數(shù)據(jù)給下一代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了越來(lái)越多的挑戰(zhàn)，截止2020年，無(wú)線通信數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到1000倍。最近，多址通信技術(shù)中非正交多址通信技術(shù)(noma)開始受到更多關(guān)注。相對(duì)于傳統(tǒng)正交多址通信，非正交多址通信能夠?qū)崿F(xiàn)更高的頻譜效率，更好的系統(tǒng)性能。

通信網(wǎng)絡(luò)中，地面網(wǎng)絡(luò)能夠提供低成本高帶寬服務(wù)，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)可以為無(wú)法被地面基站服務(wù)的用戶提供更全面的覆蓋。在下一代無(wú)線通信中，衛(wèi)星通信被考慮用于保障無(wú)線通信服務(wù)的全覆蓋，并且已經(jīng)被納入5g第二階段的計(jì)劃。因此空地協(xié)同通信將成為未來(lái)通信中的重要議題。由于非正交多址技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更好的系統(tǒng)性能，因而基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)在未來(lái)無(wú)線通信中具有較大前景。

在基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)共同覆蓋用戶。因此需要在用戶中做出合理的調(diào)度，確定衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的衛(wèi)星用戶和地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的基站用戶。同時(shí)應(yīng)用非正交多址通信技術(shù)時(shí)，也需根據(jù)基站的天線數(shù)量對(duì)基站用戶進(jìn)行noma分組，一個(gè)noma分組為一個(gè)基站天線所服務(wù)的用戶組。如何對(duì)非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中的用戶進(jìn)行合理的調(diào)度，從而優(yōu)化非正交多址空地協(xié)同通信的通信系統(tǒng)，將成為基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度方法及裝置，以緩解現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法對(duì)非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中的用戶進(jìn)行合理調(diào)度的技術(shù)問題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度方法，包括：

獲取通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)用戶的第一信道信息和第二信道信息，其中，所述通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)施包括目標(biāo)基站和目標(biāo)衛(wèi)星，所述第一信道信息為所述目標(biāo)基站到所述用戶的地面信道的信道信息，所述第二信道信息為所述目標(biāo)衛(wèi)星到所述用戶的衛(wèi)星信道的信道信息；

基于所述第一信道信息計(jì)算第一子用戶組中用戶之間的信道相關(guān)性，其中，所述第一子用戶組的數(shù)量至少為一個(gè)，每個(gè)所述第一子用戶組中包括所述用戶中的任意兩個(gè)用戶；

基于所述第一信道信息和所述第二信道信息計(jì)算所述用戶中目標(biāo)用戶的空地信道增益之比；

根據(jù)所述信道相關(guān)性和所述空地信道增益之比，將所述多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到所述目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和所述目標(biāo)基站所服務(wù)的基站用戶。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，基于所述第一信道信息和所述第二信道信息計(jì)算所述用戶中目標(biāo)用戶的空地信道增益之比，包括：

從所述用戶中提取所述目標(biāo)用戶；

基于所述目標(biāo)用戶的第一信道信息，計(jì)算所述目標(biāo)用戶的地面信道向量的模；

基于所述目標(biāo)用戶的第二信道信息，計(jì)算所述目標(biāo)用戶的衛(wèi)星信道向量的模；

將所述目標(biāo)用戶的衛(wèi)星信道向量的模與所述目標(biāo)用戶的地面信道向量的模相除，將計(jì)算結(jié)果作為所述空地信道增益之比。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，

從所述用戶中提取所述目標(biāo)用戶，包括：根據(jù)所述信道相關(guān)性和所述目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量確定第一用戶組和第二用戶組，并將所述第一用戶組中的用戶確定為所述目標(biāo)用戶，其中，所述第一用戶組中包括信道相關(guān)性大于預(yù)設(shè)閾值的子用戶組，且所述第一用戶組中的第一子用戶組的數(shù)量不大于所述多個(gè)用戶的數(shù)量和所述目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量之差，所述第二用戶組中包括所述多個(gè)用戶中除所述第一用戶組以外的用戶；

所述根據(jù)所述信道相關(guān)性和所述空地信道增益之比，將所述多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，包括：在所述第一用戶組所包含的第一子用戶組中，將所述空地信道增益之比較大的用戶調(diào)度為所述衛(wèi)星用戶，將所述空地信道增益之比較小的用戶調(diào)度為所述基站用戶。

結(jié)合第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，在將所述第一用戶組中的用戶確定為所述目標(biāo)用戶之后，從所述用戶中提取所述目標(biāo)用戶，還包括：

將所述第一用戶組所包含的第一子用戶組的數(shù)量與所述第二用戶組中用戶的數(shù)量相加，得到相加結(jié)果；

將所述相加結(jié)果減去所述目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量，得到相減結(jié)果；

在所述相減結(jié)果為正數(shù)的情況下，還將所述第二用戶組中的用戶確定為所述目標(biāo)用戶。

結(jié)合第一方面的第三種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，

所述根據(jù)所述信道相關(guān)性和所述空地信道增益之比，將所述多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，還包括：

在所述相減結(jié)果為正數(shù)的情況下，在所述第二用戶組和所述第一用戶組的基站用戶中，按所述空地信道增益之比的從大到小的順序?qū)⒂脩暨M(jìn)行排序，得到用戶排序序列，并將所述用戶排序序列中前n個(gè)用戶調(diào)度為所述衛(wèi)星用戶，而將剩余的用戶調(diào)度為所述基站用戶，其中，n和所述相減結(jié)果相等；

在所述相減結(jié)果為非正數(shù)的情況下，將所述第二用戶組中的用戶調(diào)度為所述基站用戶。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，在根據(jù)所述信道相關(guān)性和所述空地信道增益之比，將所述多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到所述目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和所述目標(biāo)基站為服務(wù)的基站用戶之后，所述方法還包括：

基于所述第一信道信息，計(jì)算所述基站用戶的地面信道向量的模值，得到所述目標(biāo)基站的地面信道增益；

根據(jù)所述地面信道增益將所述基站用戶平分為第三用戶組和第四用戶組，其中，所述第三用戶組的最小地面信道增益不小于所述第四用戶組的最大地面信道增益，所述第三用戶組中包括至少一個(gè)第三用戶，所述第四用戶組中包括至少一個(gè)第四用戶；

基于所述第三用戶組和所述第四用戶組構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組，其中，每個(gè)所述第二子用戶組中包括一個(gè)第三用戶和一個(gè)第四用戶，每個(gè)所述第二子用戶組為所述目標(biāo)基站的一個(gè)天線所服務(wù)的用戶組。

結(jié)合第一方面的第五種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，基于所述第三用戶組和所述第四用戶組構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組，包括：

根據(jù)所述第三用戶組和所述第四用戶組的所述第一信道信息構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)其中，最小相關(guān)度其中，hbn,i,j表示目標(biāo)基站i到所述第三用戶組中用戶j的地面信道的信道信息，hbf,i,j表示目標(biāo)基站i到所述第四用戶組中用戶j的地面信道的信道信息，j＝1，2，…，n，j＝1，2，…，n，其中，n為目標(biāo)基站i的天線數(shù)量；

對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果構(gòu)建至少一個(gè)所述第二子用戶組。

結(jié)合第一方面的第六種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第七種可能的實(shí)施方式，其中，對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組，包括：

初始化步驟，設(shè)置ρlb的初值為0，ρrb的初值為1；

迭代步驟，反復(fù)執(zhí)行下述構(gòu)建子步驟，最大匹配求解子步驟和賦值子步驟，直至滿足迭代停止條件，

所述構(gòu)建子步驟，通過公式構(gòu)建所述最小相關(guān)度ρ的數(shù)學(xué)表達(dá)式；

所述最大匹配求解子步驟，利用匈牙利法求取最大匹配數(shù)量，其中，所述最大匹配數(shù)量為采用目標(biāo)分組方式構(gòu)建第二子用戶組時(shí)得到的滿足目標(biāo)條件的所述第二子用戶組的數(shù)量，其中，所述目標(biāo)條件為：所述目標(biāo)分組方式為在從所述第三用戶組和所述第四用戶組中各提取一個(gè)用戶組成一個(gè)第二子用戶組的各種分組方式中，滿足所述目標(biāo)條件的第二子用戶組的數(shù)量最多的一種分組方式；

所述賦值子步驟，若|mm|＝n，則令ρlb(k+1)＝ρ(k)；若|mm|<n，則令ρrb(k+1)＝ρ(k)，其中，mm表示所述最大匹配數(shù)量，

其中，所述迭代停止條件為ρrb和ρlb的差值不大于預(yù)設(shè)誤差閾值，k表示第k次循環(huán)，k+1表示第k+1次循環(huán)；

確定步驟，將所述迭代步驟終止時(shí)的當(dāng)前次迭代循環(huán)中得到的所述目標(biāo)分組方式確定為構(gòu)建所述第二子用戶組的分組方式，以構(gòu)建至少一個(gè)所述第二子用戶組。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)用戶的第一信道信息和第二信道信息，其中，所述通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)施包括目標(biāo)基站和目標(biāo)衛(wèi)星，所述第一信道信息為所述目標(biāo)基站到所述用戶的地面信道的信道信息，所述第二信道信息為所述目標(biāo)衛(wèi)星到所述用戶的衛(wèi)星信道的信道信息；

第一計(jì)算模塊，用于基于所述第一信道信息計(jì)算第一子用戶組中用戶之間的信道相關(guān)性，其中，所述第一子用戶組的數(shù)量至少為一個(gè)，每個(gè)所述第一子用戶組中包括所述用戶中的任意兩個(gè)用戶；

第二計(jì)算模塊，用于基于所述第一信道信息和所述第二信道信息計(jì)算所述用戶中目標(biāo)用戶的空地信道增益之比；

分組模塊，用于根據(jù)所述信道相關(guān)性和所述空地信道增益之比，將所述多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到所述目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和所述目標(biāo)基站所服務(wù)的基站用戶。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，第二計(jì)算模塊包括：

提取單元，用于從所述用戶中提取所述目標(biāo)用戶；

第一計(jì)算單元，用于基于所述目標(biāo)用戶的第一信道信息，計(jì)算所述目標(biāo)用戶的地面信道向量的模；

第二計(jì)算單元，用于基于所述目標(biāo)用戶的第二信道信息，計(jì)算所述目標(biāo)用戶的衛(wèi)星信道向量的模；

確定單元，用于將所述目標(biāo)用戶的衛(wèi)星信道向量的模與所述目標(biāo)用戶的地面信道向量的模相除，將計(jì)算結(jié)果確定為所述空地信道增益之比。

結(jié)合第二方面的第一種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，

所述提取單元包括：第一確定子單元，用于根據(jù)所述信道相關(guān)性和所述目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量確定第一用戶組和第二用戶組，并將所述第一用戶組中的用戶確定為所述目標(biāo)用戶，其中，所述第一用戶組中包括信道相關(guān)性大于預(yù)設(shè)閾值的子用戶組，且所述第一用戶組中的第一子用戶組的數(shù)量不大于所述多個(gè)用戶的數(shù)量和所述目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量之差，所述第二用戶組中包括所述多個(gè)用戶中除所述第一用戶組以外的用戶；

所述分組模塊包括：第一分組單元，用于在所述第一用戶組所包含的第一子用戶組中，將所述空地信道增益之比較大的用戶調(diào)度為所述衛(wèi)星用戶，將所述空地信道增益之比較小的用戶調(diào)度為所述基站用戶。

結(jié)合第二方面的第二種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第三種可能的實(shí)施方式，其中，

所述提取單元還包括：第二確定子單元，用于在將所述第一用戶組中的用戶確定為所述目標(biāo)用戶之后，

將所述第一用戶組所包含的第一子用戶組的數(shù)量與所述第二用戶組中用戶的數(shù)量相加，得到相加結(jié)果；

將所述相加結(jié)果減去所述目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量，得到相減結(jié)果；

在所述相減結(jié)果為正數(shù)的情況下，還將所述第二用戶組中的用戶確定為所述目標(biāo)用戶。

結(jié)合第二方面的第三種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第四種可能的實(shí)施方式，其中，所述分組模塊還包括第二分組單元，用于：

在所述相減結(jié)果為正數(shù)的情況下，在所述第二用戶組和所述第一用戶組的基站用戶中，按所述空地信道增益之比的從大到小的順序?qū)⒂脩暨M(jìn)行排序，得到用戶排序序列，并將所述用戶排序序列中前n個(gè)用戶調(diào)度為所述衛(wèi)星用戶，而將剩余的用戶調(diào)度為所述基站用戶，其中，n和所述相減結(jié)果相等；

在所述相減結(jié)果為非正數(shù)的情況下，將所述第二用戶組中的用戶調(diào)度為所述基站用戶。

結(jié)合第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第五種可能的實(shí)施方式，其中，所述裝置還包括子分組模塊，所述子分組模塊包括：

模值求取單元，用于在根據(jù)所述信道相關(guān)性和所述空地信道增益之比，將所述多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到所述目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和所述目標(biāo)基站為服務(wù)的基站用戶之后，基于所述第一信道信息，計(jì)算所述基站用戶的地面信道向量的模值，得到所述目標(biāo)基站的地面信道增益；

平分單元，用于根據(jù)所述地面信道增益將所述基站用戶平分為第三用戶組和第四用戶組，其中，所述第三用戶組的最小地面信道增益不小于所述第四用戶組的最大地面信道增益，所述第三用戶組中包括至少一個(gè)第三用戶，所述第四用戶組中包括至少一個(gè)第四用戶；

構(gòu)建單元，用于基于所述第三用戶組和所述第四用戶組構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組，其中，每個(gè)所述第二子用戶組中包括一個(gè)第三用戶和一個(gè)第四用戶，每個(gè)所述第二子用戶組為所述目標(biāo)基站的一個(gè)天線所服務(wù)的用戶組。

結(jié)合第二方面的第五種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第六種可能的實(shí)施方式，其中，所述構(gòu)建單元包括：

構(gòu)建子單元，用于根據(jù)所述第三用戶組和所述第四用戶組的所述第一信道信息構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)其中，最小相關(guān)度其中，hbn,i,j表示目標(biāo)基站i到所述第三用戶組中用戶j的地面信道的信道信息，hbf,i,j表示目標(biāo)基站i到所述第四用戶組中用戶j的地面信道的信道信息，j＝1，2，…，n，j＝1，2，…，n，其中，n為目標(biāo)基站i的天線數(shù)量；

最優(yōu)求解單元，用于對(duì)所述目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果構(gòu)建至少一個(gè)所述第二子用戶組。

結(jié)合第二方面的第六種可能的實(shí)施方式，本發(fā)明實(shí)施例提供了第二方面的第七種可能的實(shí)施方式，其中，所述最優(yōu)求解單元，包括：

初始化子單元，用于設(shè)置ρlb的初值為0，ρrb的初值為1；

迭代子單元，用于反復(fù)執(zhí)行下述構(gòu)建子步驟，最大匹配求解子步驟和賦值子步驟，直至滿足迭代停止條件，

所述構(gòu)建子步驟，通過公式構(gòu)建所述最小相關(guān)度ρ的數(shù)學(xué)表達(dá)式；

所述最大匹配求解子步驟，利用匈牙利法求取最大匹配數(shù)量，其中，所述最大匹配數(shù)量為采用目標(biāo)分組方式構(gòu)建第二子用戶組時(shí)得到的滿足目標(biāo)條件的所述第二子用戶組的數(shù)量，其中，所述目標(biāo)條件為：所述目標(biāo)分組方式為在從所述第三用戶組和所述第四用戶組中各提取一個(gè)用戶組成一個(gè)第二子用戶組的各種分組方式中，滿足所述目標(biāo)條件的第二子用戶組的數(shù)量最多的一種分組方式；

所述賦值子步驟，若|mm|＝n，則令ρlb(k+1)＝ρ(k)；若|mm|<n，則令ρrb(k+1)＝ρ(k)，其中，mm表示所述最大匹配數(shù)量，

其中，所述迭代停止條件為ρrb和ρlb的差值不大于預(yù)設(shè)誤差閾值，k表示第k次循環(huán)，k+1表示第k+1次循環(huán)；

第三確定子單元，用于將所述迭代步驟終止時(shí)的當(dāng)前次迭代循環(huán)中得到的所述目標(biāo)分組方式確定為構(gòu)建所述第二子用戶組的分組方式，以構(gòu)建至少一個(gè)所述第二子用戶組。

本發(fā)明實(shí)施例帶來(lái)了以下有益效果：通過獲取到的通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)用戶的第一信道信息和第二信道信息，計(jì)算第一子用戶組中用戶之間的信道相關(guān)性和目標(biāo)用戶的空地信道增益之比，進(jìn)一步根據(jù)信道相關(guān)性和空地信道增益之比，將多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和目標(biāo)基站所服務(wù)的基站用戶，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)信道相關(guān)性和空地信道增益之比將通信網(wǎng)絡(luò)中的用戶進(jìn)行合理調(diào)度的目的，緩解了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法對(duì)非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中的用戶進(jìn)行合理調(diào)度的技術(shù)問題，有效優(yōu)化了非正交多址空地協(xié)同通信的通信系統(tǒng)。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)在說(shuō)明書、權(quán)利要求書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的另一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的另一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度裝置的結(jié)果示意圖。

圖標(biāo)：100-獲取模塊；200-第一計(jì)算模塊；300-第二計(jì)算模塊；400-分組模塊；500-子分組模塊。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在基于非正交多址的空地協(xié)同通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)共同覆蓋用戶，因而需要在用戶中做出合理的調(diào)度，基于此，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度方法及裝置，可以緩解現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法對(duì)非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中的用戶進(jìn)行合理調(diào)度的技術(shù)問題，有效優(yōu)化非正交多址空地協(xié)同通信的通信系統(tǒng)。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度方法，如圖1所示，包括：

步驟s102，獲取通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)用戶的第一信道信息和第二信道信息，其中，通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)施包括目標(biāo)基站和目標(biāo)衛(wèi)星，第一信道信息為目標(biāo)基站到用戶的地面信道的信道信息，第二信道信息為目標(biāo)衛(wèi)星到用戶的衛(wèi)星信道的信道信息。

需要說(shuō)明的是，上述目標(biāo)基站和上述目標(biāo)衛(wèi)星通過協(xié)同合作對(duì)上述通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有用戶進(jìn)行通信服務(wù)，繼而，上述通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的用戶調(diào)度為上述目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的用戶或上述目標(biāo)基站所服務(wù)的用戶。其中，目標(biāo)基站的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。

具體地，可以利用導(dǎo)頻技術(shù)來(lái)獲取衛(wèi)星到通信網(wǎng)絡(luò)中所有用戶的信道信息。此外，假設(shè)目標(biāo)衛(wèi)星發(fā)射天線數(shù)m，目標(biāo)衛(wèi)星到一個(gè)目標(biāo)基站i所覆蓋范圍內(nèi)的用戶j的信道信息記為gi,j，則gi,j為一個(gè)m×1的列向量，gi,j中的m個(gè)元素分別表示衛(wèi)星的m個(gè)天線到目標(biāo)基站i所覆蓋范圍內(nèi)的用戶j的信道的信號(hào)衰減度。

同樣，可以利用導(dǎo)頻計(jì)數(shù)來(lái)獲取基站到基站覆蓋范圍內(nèi)所有用戶的信道信息。假設(shè)一個(gè)目標(biāo)基站i發(fā)射天線數(shù)n，目標(biāo)基站i到所覆蓋范圍內(nèi)的用戶j的信道信息記為hi,j，則hi,j為一個(gè)n×1的列向量，hi,j中的n個(gè)元素分別表示目標(biāo)基站i的n個(gè)天線到目標(biāo)基站i所覆蓋范圍內(nèi)的用戶j的信道的信號(hào)衰減度。其中，目標(biāo)基站i所覆蓋范圍，指目標(biāo)基站i的通信服務(wù)所覆蓋的區(qū)域。

步驟s104，基于第一信道信息計(jì)算第一子用戶組中用戶之間的信道相關(guān)性，其中，第一子用戶組的數(shù)量至少為一個(gè)，每個(gè)第一子用戶組中包括用戶中的任意兩個(gè)用戶。

需要說(shuō)明的是，因?yàn)榉钦欢嘀返目盏貐f(xié)同通信系統(tǒng)采用波束成形技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶多址，故而信道相關(guān)性高的用戶將會(huì)使波束成形性能惡化，鑒于信道相關(guān)性對(duì)系統(tǒng)性能的上述影響，基于第一信道信息計(jì)算了第一子用戶組中用戶之間的信道相關(guān)度。

具體地，對(duì)于基站i覆蓋范圍內(nèi)的兩個(gè)用戶j、k，信道相關(guān)度為

步驟s106，基于第一信道信息和第二信道信息計(jì)算用戶中目標(biāo)用戶的空地信道增益之比。

需要說(shuō)明的是，空地信道增益之比表示了同一用戶的衛(wèi)星信道和地面信道的優(yōu)劣，鑒于此，基于第一信道信息和第二信道信息計(jì)算用戶中目標(biāo)用戶的空地信道增益之比。

步驟s108，根據(jù)信道相關(guān)度和空地信道增益之比，將多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和目標(biāo)基站所服務(wù)的基站用戶。

具體地，根據(jù)第一子用戶組中兩個(gè)用戶之間的信道相關(guān)度將第一子用戶組中的兩個(gè)用戶分別調(diào)度為衛(wèi)星用戶和基站用戶，并且根據(jù)不同用戶的空地信道增益之比將用戶分別調(diào)度為衛(wèi)星用戶或基站用戶。

本發(fā)明實(shí)施例帶來(lái)了以下有益效果：通過獲取到的通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)用戶的第一信道信息和第二信道信息，計(jì)算第一子用戶組中用戶之間的信道相關(guān)度和目標(biāo)用戶的空地信道增益之比，進(jìn)一步根據(jù)信道相關(guān)度和空地信道增益之比，將多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和目標(biāo)基站所服務(wù)的基站用戶，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)信道相關(guān)度和空地信道增益之比將通信網(wǎng)絡(luò)中的用戶進(jìn)行合理調(diào)度的目的，緩解了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法對(duì)非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中的用戶進(jìn)行合理調(diào)度的技術(shù)問題，有效優(yōu)化了非正交多址空地協(xié)同通信的通信系統(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)可選實(shí)施方式中，基于第一信道信息和第二信道信息計(jì)算用戶中目標(biāo)用戶的空地信道增益之比，包括：

從用戶中提取目標(biāo)用戶；

基于目標(biāo)用戶的第一信道信息，計(jì)算目標(biāo)用戶的地面信道向量的模；

基于目標(biāo)用戶的第二信道信息，計(jì)算目標(biāo)用戶的衛(wèi)星信道向量的模；

將目標(biāo)用戶的衛(wèi)星信道向量的模與目標(biāo)用戶的地面信道向量的模相除，將計(jì)算結(jié)果作為空地信道增益之比。

具體地，目標(biāo)用戶的第一信道信息記為hi,j(即，目標(biāo)基站i到所覆蓋范圍內(nèi)的目標(biāo)用戶j的信道信息)，目標(biāo)用戶的第二信道信息記為gi,j(即，目標(biāo)衛(wèi)星到一個(gè)目標(biāo)基站i所覆蓋范圍內(nèi)的目標(biāo)用戶j的信道信息)，則目標(biāo)用戶的空地信道增益之比為且越大表示目標(biāo)用戶的衛(wèi)星信道越好，地面信道越差。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，從用戶中提取目標(biāo)用戶，包括：根據(jù)信道相關(guān)性和目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量確定第一用戶組和第二用戶組，并將第一用戶組中的用戶確定為目標(biāo)用戶，其中，第一用戶組中包括信道相關(guān)性大于預(yù)設(shè)閾值的子用戶組，且第一用戶組中的第一子用戶組的數(shù)量不大于多個(gè)用戶的數(shù)量和目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量之差，第二用戶組中包括多個(gè)用戶中除第一用戶組以外的用戶。

具體地，根據(jù)信道相關(guān)性和目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量確定第一用戶組和第二用戶組，可以是包括以下步驟：

根據(jù)信道相關(guān)性的大小，將通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的第一子用戶組進(jìn)行排序，得到第一子用戶組序列；

根據(jù)目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量，計(jì)算多個(gè)用戶的數(shù)量和目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量之差；

根據(jù)第一子用戶組序列，計(jì)算信道相關(guān)性大于預(yù)設(shè)閾值的第一子用戶組的數(shù)量，其中，

在信道相關(guān)性大于預(yù)設(shè)閾值的第一子用戶組的數(shù)量不大于多個(gè)用戶的數(shù)量和目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量之差的情況下，將信道相關(guān)性大于預(yù)設(shè)閾值的第一子用戶組中的用戶劃分到第一用戶組中；

在信道相關(guān)性大于預(yù)設(shè)閾值的第一子用戶組的數(shù)量大于多個(gè)用戶的數(shù)量和目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量之差的情況下，將信道相關(guān)性較大的前r個(gè)第一子用戶組中的用戶劃分到第一用戶組中，其中，r為多個(gè)用戶的數(shù)量和目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量之差。

根據(jù)信道相關(guān)性和空地信道增益之比，將多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，包括：在第一用戶組所包含的第一子用戶組中，將空地信道增益之比較大的用戶調(diào)度為衛(wèi)星用戶，將空地信道增益之比較小的用戶調(diào)度為基站用戶。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，在將第一用戶組中的用戶確定為目標(biāo)用戶之后，從用戶中提取目標(biāo)用戶，還包括：

將第一用戶組所包含的第一子用戶組的數(shù)量與第二用戶組中用戶的數(shù)量相加，得到相加結(jié)果；

將相加結(jié)果減去目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量，得到相減結(jié)果；

在相減結(jié)果為正數(shù)的情況下，還將第二用戶組中的用戶確定為目標(biāo)用戶。

需要說(shuō)明的是，在相減結(jié)果為正數(shù)的情況下，目標(biāo)用戶即包括通信網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶；此外，在相減結(jié)果為非正數(shù)的情況下，目標(biāo)用戶只包括第一用戶組中的用戶。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，根據(jù)信道相關(guān)性和空地信道增益之比，將多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，還包括：

在相減結(jié)果為正數(shù)的情況下，在第二用戶組和第一用戶組的基站用戶中，按空地信道增益之比的從大到小的順序?qū)⒂脩暨M(jìn)行排序，得到用戶排序序列，并將用戶排序序列中前n個(gè)用戶調(diào)度為衛(wèi)星用戶，而將剩余的用戶調(diào)度為基站用戶，其中，n和相減結(jié)果相等；

在相減結(jié)果為非正數(shù)的情況下，將第二用戶組中的用戶調(diào)度為基站用戶。

需要強(qiáng)調(diào)的是，在相減結(jié)果為正數(shù)的情況下，上述在第一用戶組所包含的第一子用戶組中，將空地信道增益之比較小的用戶調(diào)度為基站用戶的用戶，最終可能被調(diào)度為衛(wèi)星用戶，具體情況由用戶排序序列決定。

例如，考慮通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)施包括一個(gè)目標(biāo)衛(wèi)星和四個(gè)目標(biāo)基站的場(chǎng)景，每個(gè)基站覆蓋范圍內(nèi)用戶集合為{u1,...,ul}，|ui|＝12(i＝1，2，…，l)，用戶都為單天線，對(duì)于用戶集合ui，衛(wèi)星s和基站i共同服務(wù)。其中，目標(biāo)衛(wèi)星發(fā)射天線數(shù)為16，目標(biāo)基站發(fā)射天線數(shù)4，那么，利用波束成形技術(shù)目標(biāo)衛(wèi)星同時(shí)服務(wù)16用戶，目標(biāo)基站同時(shí)服務(wù)4個(gè)noma分組，每個(gè)noma分組內(nèi)的用戶數(shù)量為2，基站的通信容量為8。

那么，在一種假設(shè)情況中，如果信道相關(guān)度大于預(yù)設(shè)閾值的第一用戶組中有2個(gè)子用戶組，則第二用戶組中包括8個(gè)用戶，相加結(jié)果為10，相減結(jié)果為2，即相減結(jié)果為正數(shù)，因而確定出的目標(biāo)用戶包括通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有用戶，計(jì)算通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有用戶的空地信道增益之比。其中，對(duì)于第一用戶組中的用戶，通過計(jì)算出的空地信道增益之比，將每個(gè)第一子用戶組中兩個(gè)用戶分別調(diào)度為衛(wèi)星用戶和基站用戶；然后對(duì)于第一用戶組中的基站用戶和第二用戶組中的用戶，通過計(jì)算出的空地信道增益之比，對(duì)用戶進(jìn)行排序，將用戶排序序列中前2個(gè)用戶調(diào)度為衛(wèi)星用戶，其余的調(diào)度為基站用戶。

在另一種假設(shè)情況中，如果信道相關(guān)度大于預(yù)設(shè)閾值的第一用戶組中有5個(gè)子用戶組，則第二用戶組中包括2個(gè)用戶，相加結(jié)果為7，相減結(jié)果為-1，即相減結(jié)果為負(fù)數(shù)，因而確定目標(biāo)用戶為第一用戶組中的用戶，即，只計(jì)算第一用戶組中的用戶的空地信道增益之比，并且將每個(gè)第一子用戶組中兩個(gè)用戶分別調(diào)度為衛(wèi)星用戶和基站用戶。

最后，上述兩種假設(shè)情況中，基站用戶為ub,i,|ub,i|＝8，衛(wèi)星用戶為us,i,|us,i|＝4。即，如果目標(biāo)基站發(fā)射天線數(shù)為n，則最后基站用戶為2n。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，如圖2所示，在根據(jù)信道相關(guān)度和空地信道增益之比，將多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和目標(biāo)基站為服務(wù)的基站用戶之后，通信網(wǎng)絡(luò)中用戶調(diào)度方法還包括：

步驟s110，基于第一信道信息，計(jì)算基站用戶的地面信道向量的模值，得到目標(biāo)基站的地面信道增益。

步驟s112，根據(jù)地面信道增益將基站用戶平分為第三用戶組和第四用戶組，其中，第三用戶組的最小地面信道增益不小于第四用戶組的最大地面信道增益，第三用戶組中包括至少一個(gè)第三用戶，第四用戶組中包括至少一個(gè)第四用戶。

具體地，將2n個(gè)用戶分為兩組，|hi,j|較大的n名用戶組成第三用戶組，|hi,j|較小的n名用戶組成第四用戶組，且，第三用戶組和第四用戶組相比較而言，第三用戶組為近距離用戶，第四用戶組為遠(yuǎn)距離用戶。

步驟s114，基于第三用戶組和第四用戶組構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組，其中，每個(gè)第二子用戶組中包括一個(gè)第三用戶和一個(gè)第四用戶，每個(gè)第二子用戶組為目標(biāo)基站的一個(gè)天線所服務(wù)的用戶組。

具體地，一個(gè)第二子用戶組為目標(biāo)基站的一個(gè)天線所服務(wù)的用戶組，即，一個(gè)第二子用戶組即一個(gè)noma分組，一個(gè)noma分組由一名近距離用戶和一名遠(yuǎn)距離用戶組成。

本發(fā)明實(shí)施例，通過對(duì)用戶的上述調(diào)度，可以在保證通信網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的情況下，有效提高通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量，從而有效優(yōu)化了通信網(wǎng)絡(luò)。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，基于第三用戶組和第四用戶組構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組，包括：

根據(jù)所述第三用戶組和所述第四用戶組的所述第一信道信息構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)其中，最小相關(guān)度其中，hbn,i,j表示目標(biāo)基站i到第三用戶組中用戶j的地面信道的信道信息，hbf,i,j表示目標(biāo)基站i到第四用戶組中用戶j的地面信道的信道信息，j＝1，2，…，n，j＝1，2，…，n，其中，n為目標(biāo)基站i的天線數(shù)量；

對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組。

具體地，目標(biāo)函數(shù)等價(jià)于

maxρ

和

其中，表示在基于第三用戶組和第四用戶組構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組的所有分組方式中，求ρ的最大值；

此外，表示在基于第三用戶組和第四用戶組構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組的某一分組方式中，求所有第二子用戶組中的的最小值；

表示對(duì)hbn,i,j求轉(zhuǎn)置共軛。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組，包括：

初始化步驟，設(shè)置ρlb的初值為0，ρrb的初值為1；

迭代步驟，反復(fù)執(zhí)行下述構(gòu)建子步驟，最大匹配求解子步驟和賦值子步驟，直至滿足迭代停止條件，

構(gòu)建子步驟，通過公式構(gòu)建最小相關(guān)度ρ的數(shù)學(xué)表達(dá)式；

最大匹配求解子步驟，利用匈牙利法求取最大匹配數(shù)量，其中，最大匹配數(shù)量為采用目標(biāo)分組方式構(gòu)建第二子用戶組時(shí)得到的滿足目標(biāo)條件的第二子用戶組的數(shù)量，其中，目標(biāo)條件為：目標(biāo)分組方式為在從第三用戶組和第四用戶組中各提取一個(gè)用戶組成一個(gè)第二子用戶組的各種分組方式中，滿足目標(biāo)條件的第二子用戶組的數(shù)量最多的一種分組方式；

具體地，對(duì)于基站i，2n個(gè)用戶可視為2n個(gè)節(jié)點(diǎn)，若兩個(gè)節(jié)點(diǎn)j，k之間則該兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在邊(j,k)，全部節(jié)點(diǎn)與邊組成圖g，圖g的最大匹配數(shù)量指每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用不超過一次的情況下，圖g中最多能取的邊數(shù)。

賦值子步驟，若|mm|＝n，則令ρlb(k+1)＝ρ(k)；若|mm|<n，則令ρrb(k+1)＝ρ(k)，其中，mm表示最大匹配數(shù)量，

其中，迭代停止條件為ρrb和ρlb的差值不大于預(yù)設(shè)誤差閾值，k表示第k次循環(huán)，k+1表示第k+1次循環(huán)；

具體地，若|mm|＝n，說(shuō)明所有noma分組中都能達(dá)到信道最小相關(guān)度ρ；否則，存在noma分組不能達(dá)到信道最小相關(guān)度ρ。

確定步驟，將迭代步驟終止時(shí)的當(dāng)前次迭代循環(huán)中得到的目標(biāo)分組方式確定為構(gòu)建第二子用戶組的分組方式，以構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組。

實(shí)施例二

本發(fā)明實(shí)施例提供一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度裝置，如圖3所示，包括：

獲取模塊100，用于獲取通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)用戶的第一信道信息和第二信道信息，其中，通信網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)施包括目標(biāo)基站和目標(biāo)衛(wèi)星，第一信道信息為目標(biāo)基站到用戶的地面信道的信道信息，第二信道信息為目標(biāo)衛(wèi)星到用戶的衛(wèi)星信道的信道信息；

第一計(jì)算模塊200，用于基于第一信道信息計(jì)算第一子用戶組中用戶之間的信道相關(guān)度，其中，第一子用戶組的數(shù)量至少為一個(gè)，每個(gè)第一子用戶組中包括用戶中的任意兩個(gè)用戶；

第二計(jì)算模塊300，用于基于第一信道信息和第二信道信息計(jì)算用戶中目標(biāo)用戶的空地信道增益之比；

分組模塊400，用于根據(jù)信道相關(guān)度和空地信道增益之比，將多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和目標(biāo)基站所服務(wù)的基站用戶。

本發(fā)明實(shí)施例帶來(lái)了以下有益效果：通過獲取模塊100獲取到的通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)用戶的第一信道信息和第二信道信息，第一計(jì)算模塊200計(jì)算第一子用戶組中用戶之間的信道相關(guān)度，第二計(jì)算模塊300計(jì)算目標(biāo)用戶的空地信道增益之比，進(jìn)一步分組模塊400根據(jù)信道相關(guān)度和空地信道增益之比，將多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和目標(biāo)基站所服務(wù)的基站用戶，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)信道相關(guān)度和空地信道增益之比將通信網(wǎng)絡(luò)中的用戶進(jìn)行合理調(diào)度的目的，緩解了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法對(duì)非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中的用戶進(jìn)行合理調(diào)度的技術(shù)問題，有效優(yōu)化了非正交多址空地協(xié)同通信的通信系統(tǒng)。

本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)可選實(shí)施方式中，第二計(jì)算模塊300包括：

提取單元，用于從用戶中提取目標(biāo)用戶；

第一計(jì)算單元，用于基于目標(biāo)用戶的第一信道信息，計(jì)算目標(biāo)用戶的地面信道向量的模；

第二計(jì)算單元，用于基于目標(biāo)用戶的第二信道信息，計(jì)算目標(biāo)用戶的衛(wèi)星信道向量的模；

確定單元，用于將目標(biāo)用戶的衛(wèi)星信道向量的模與目標(biāo)用戶的地面信道向量的模相除，將計(jì)算結(jié)果確定為空地信道增益之比。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，

提取單元包括：第一確定子單元，用于根據(jù)信道相關(guān)性和目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量確定第一用戶組和第二用戶組，并將第一用戶組中的用戶確定為目標(biāo)用戶，其中，第一用戶組中包括信道相關(guān)性大于預(yù)設(shè)閾值的子用戶組，且第一用戶組中的第一子用戶組的數(shù)量不大于多個(gè)用戶的數(shù)量和目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量之差，第二用戶組中包括多個(gè)用戶中除第一用戶組以外的用戶；

分組模塊400包括：第一分組單元，用于在第一用戶組所包含的第一子用戶組中，將空地信道增益之比較大的用戶調(diào)度為衛(wèi)星用戶，將空地信道增益之比較小的用戶調(diào)度為基站用戶。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，提取單元還包括：第二確定子單元，用于在將第一用戶組中的用戶確定為目標(biāo)用戶之后，

將第一用戶組所包含的第一子用戶組的數(shù)量與第二用戶組中用戶的數(shù)量相加，得到相加結(jié)果；

將相加結(jié)果減去目標(biāo)基站的最大服務(wù)用戶容量，得到相減結(jié)果；

在相減結(jié)果為正數(shù)的情況下，還將第二用戶組中的用戶確定為目標(biāo)用戶。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，分組模塊400還包括第二分組單元，用于：

在相減結(jié)果為正數(shù)的情況下，在第二用戶組和第一用戶組的基站用戶中，按空地信道增益之比的從大到小的順序?qū)⒂脩暨M(jìn)行排序，得到用戶排序序列，并將用戶排序序列中前n個(gè)用戶調(diào)度為衛(wèi)星用戶，而將剩余的用戶調(diào)度為基站用戶，其中，n和相減結(jié)果相等；

在相減結(jié)果為非正數(shù)的情況下，將第二用戶組中的用戶調(diào)度為基站用戶。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，如圖4所示，裝置還包括子分組模塊500，子分組模塊500包括：

模值求取單元，用于在根據(jù)信道相關(guān)度和空地信道增益之比，將多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和目標(biāo)基站為服務(wù)的基站用戶之后，基于第一信道信息，計(jì)算基站用戶的地面信道向量的模值，得到目標(biāo)基站的地面信道增益；

平分單元，用于根據(jù)地面信道增益將基站用戶平分為第三用戶組和第四用戶組，其中，第三用戶組的最小地面信道增益不小于第四用戶組的最大地面信道增益，第三用戶組中包括至少一個(gè)第三用戶，第四用戶組中包括至少一個(gè)第四用戶；

構(gòu)建單元，用于基于第三用戶組和第四用戶組構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組，其中，每個(gè)第二子用戶組中包括一個(gè)第三用戶和一個(gè)第四用戶，每個(gè)第二子用戶組為目標(biāo)基站的一個(gè)天線所服務(wù)的用戶組。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，構(gòu)建單元包括：

構(gòu)建子單元，用于根據(jù)所述第三用戶組和所述第四用戶組的所述第一信道信息構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)其中，最小相關(guān)度其中，hbn,i,j表示目標(biāo)基站i到所述第三用戶組中用戶j的地面信道的信道信息，hbf,i,j表示目標(biāo)基站i到所述第四用戶組中用戶j的地面信道的信道信息，j＝1，2，…，n，j＝1，2，…，n，其中，n為目標(biāo)基站i的天線數(shù)量；

最優(yōu)求解單元，用于對(duì)目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行最優(yōu)求解，以根據(jù)最優(yōu)求解結(jié)果構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組。

本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)可選實(shí)施方式中，最優(yōu)求解單元，包括：

初始化子單元，用于設(shè)置ρlb的初值為0，ρrb的初值為1；

迭代子單元，用于反復(fù)執(zhí)行下述構(gòu)建子步驟，最大匹配求解子步驟和賦值子步驟，直至滿足迭代停止條件，

構(gòu)建子步驟，通過公式構(gòu)建最小相關(guān)度ρ的數(shù)學(xué)表達(dá)式；

最大匹配求解子步驟，利用匈牙利法求取最大匹配數(shù)量，其中，最大匹配數(shù)量為采用目標(biāo)分組方式構(gòu)建第二子用戶組時(shí)得到的滿足目標(biāo)條件的第二子用戶組的數(shù)量，其中，目標(biāo)條件為：目標(biāo)分組方式為在從第三用戶組和第四用戶組中各提取一個(gè)用戶組成一個(gè)第二子用戶組的各種分組方式中，滿足目標(biāo)條件的第二子用戶組的數(shù)量最多的一種分組方式；

賦值子步驟，若|mm|＝n，則令ρlb(k+1)＝ρ(k)；若|mm|<n，則令ρrb(k+1)＝ρ(k)，其中，mm表示最大匹配數(shù)量，

其中，迭代停止條件為ρrb和ρlb的差值不大于預(yù)設(shè)誤差閾值，k表示第k次循環(huán)，k+1表示第k+1次循環(huán)；

第三確定子單元，用于將迭代步驟終止時(shí)的當(dāng)前次迭代循環(huán)中得到的目標(biāo)分組方式確定為構(gòu)建第二子用戶組的分組方式，以構(gòu)建至少一個(gè)第二子用戶組。

實(shí)施例三

本發(fā)明實(shí)施例提供一種非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度方法及裝置的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括存儲(chǔ)了程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，程序代碼包括的指令用于執(zhí)行實(shí)施例一中的非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度方法，具體實(shí)現(xiàn)可參見方法實(shí)施例，在此不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)的程序代碼的指令用于執(zhí)行實(shí)施例一中的非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中用戶調(diào)度方法，具體地，通過獲取到的通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的多個(gè)用戶的第一信道信息和第二信道信息，計(jì)算第一子用戶組中用戶之間的信道相關(guān)度和目標(biāo)用戶的空地信道增益之比，進(jìn)一步根據(jù)信道相關(guān)度和空地信道增益之比，將多個(gè)用戶進(jìn)行調(diào)度分組，得到目標(biāo)衛(wèi)星所服務(wù)的衛(wèi)星用戶和目標(biāo)基站所服務(wù)的基站用戶，從而實(shí)現(xiàn)了根據(jù)信道相關(guān)度和空地信道增益之比將通信網(wǎng)絡(luò)中的用戶進(jìn)行合理調(diào)度的目的，緩解了現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法對(duì)非正交多址空地協(xié)同通信系統(tǒng)中的用戶進(jìn)行合理調(diào)度的技術(shù)問題，有效優(yōu)化了非正交多址空地協(xié)同通信的通信系統(tǒng)。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡(jiǎn)潔，上述描述的系統(tǒng)和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對(duì)應(yīng)過程，在此不再贅述。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明實(shí)施例的描述中，對(duì)于同一個(gè)表示符號(hào)若角標(biāo)字母的數(shù)量也相同，只有角標(biāo)的字母不同，則表示的是同一個(gè)物理量，不同的角標(biāo)字母只用以表示對(duì)應(yīng)于不同的用戶或是不同的基站。

另外，在本發(fā)明實(shí)施例的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說(shuō)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來(lái)，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：u盤、移動(dòng)硬盤、只讀存儲(chǔ)器(rom，read-onlymemory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述實(shí)施例，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改或可輕易想到變化，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。