基于密集分布式无线网络动态分簇的用户调度方法技术

本发明专利技术涉及基于密集分布式无线网络动态分簇的用户调度方法，首先中心处理单元收集用户的长时信道信息，每个用户利用长时信道信息选择大尺度衰落最小的一个远程接入单元RAU，然后计算RAU之间用户大尺度衰落的比值大小，进行RAU的合并，形成若干个协作簇，每个协作簇包含相邻的若干个RAU；接着利用短时信道信息，每个RAU协作簇以和速率最大准则并行调度用户集合。本发明专利技术是以用户为中心进行分簇，能够适应实际系统中用户移动的变化，提高系统的频谱利用率，并且具有算法复杂度低，所需信道信息开销小的优点。

User scheduling method based on dynamic clustering of dense distributed wireless network

The invention relates to a user scheduling method of dynamic dense distributed wireless network based on clustering, the first central processing unit to collect user long channel information, long channel information selection of large scale fading a minimum of remote access units using RAU for each user, and then calculate the large scale user fading ratio between RAU with RAU the formation of a number of cooperation, a number of RAU clusters, each cluster contains adjacent; then use the short channel information, each RAU cluster to rate and maximum criterion of parallel scheduling users. The present invention is to the user as the center of the cluster, can adapt to changes in the actual system of mobile users, improve spectrum efficiency, and has low computational complexity, the advantages of low cost channel information.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种密集分布式无线天线系统调度技术，尤其涉及动态RAU(远程天线单元)分簇和用户调度方法。
技术介绍
密集分布式无线网络作为一种分布式布设天线阵列的大规模MIMO，有望大幅提高系统的频谱效率和功率效率，满足未来无线数据增长需求。该系统在整个小区内密集布设远程天线单元RAU，每个RAU与中心处理单元通过高速回程链路相连构成一个无线通信系统整体。与天线集中放置的传统大规模MIMO系统相比，密集分布式无线网络可大幅缩短用户和天线间的接入距离，从而获得低传播损耗和高空间复用增益。因此，其相关研究近年来受到广泛重视，具有重要的理论和现实意义。由于高速回程链路容量受限，密集分布式无线通信系统无法利用集中式大规模MIMO的信号传输与检测方案，因此RAU分簇与用户调度算法是解决回程链路容量受限的密集分布式无线网络干扰抑制的关键技术。传统的静态分簇，只是按照基站的地理分布位置将相邻较近的基站静态划分为一个簇,并没有考虑实际系统中的信道状态信息(CSI)信息。这种算法无法适应实际系统中的信道时变性,会损失一定的系统频谱利用率。为了弥补静态分簇算法的不足，许多学者又提出了动态分簇，这些算法一般是通过利用实时的CSI信息,采用贪婪地搜索方式逐一选择协同节点,构造出多个动态协同簇。但现有的动态分簇和用户调度算法的性能要远远优于静态分簇和用户调度算法的性能，但是仍然存在信息交互量巨大、需要全部的CSI等问题。因此在回程链路容量受限的密集分布式无线网络中需要采用新的动态分簇和用户调度算法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：克服上述现有技术的缺陷，提出一种基于密集分布式无线网络动态分簇的用户调度方法，先利用长时信道信息对RAU进行分簇，然后再进行用户调度，用户调度优选采用短时信道信息对每个簇内的用户进行加权和速率最大准则调度。为了达到上述目的，本专利技术提出的1.基于密集分布式无线网络动态分簇的用户调度方法，包括密集分布式无线网络动态分簇过程和用户调度过程，其特征在于所述密集分布式无线网络动态分簇过程如下：步骤S1、在每个周期调度开始，所有用户发送正交导频信息，远程天线单元获取长时信道信息并报告给中心单元；步骤S2、中心单元根据获取的所有用户与相邻远程天线单元的长时信道信息，按照大尺度衰落的大小排序，确定每个用户所属大尺度衰落最小的远程天线单元；步骤S3、计算每个用户到所有协作簇的大尺度衰落，协作簇由若干个远程天线单元组成，首次计算时每个协作簇只有1个远程天线单元， β l , V n = Σ s ∈ V n β l , s | V n | ]]>其中，为用户l到协作簇vn的大尺度衰落，|vn|为协作簇n中远程天线单元的个数，βl,s为用户l到远程天线单元s的大尺度衰落；步骤S4、计算所有两两协作簇之间的双向大尺度衰落比值的平均值： a i j + a j i 2 | U i | | U j | = Σ m ∈ U i Σ k ∈ U j β m , V i β k , V i + Σ m ∈ U i Σ k ∈ U j β k , V j β m 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于密集分布式无线网络动态分簇的用户调度方法，包括密集分布式无线网络动态分簇过程和用户调度过程，其特征在于所述密集分布式无线网络动态分簇过程如下：步骤S1、在每个周期调度开始，所有用户发送正交导频信息，远程天线单元获取长时信道信息并报告给中心单元；步骤S2、中心单元根据获取的所有用户与相邻远程天线单元的长时信道信息，按照大尺度衰落的大小排序，确定每个用户所属大尺度衰落最小的远程天线单元；步骤S3、计算每个用户到所有协作簇的大尺度衰落，协作簇由若干个远程天线单元组成，首次计算时每个协作簇只有1个远程天线单元，其中，为用户l到协作簇的大尺度衰落，为协作簇n中远程天线单元的个数，βl,s为用户l到远程天线单元s的大尺度衰落；步骤S4、计算所有两两协作簇之间的双向大尺度衰落比值的平均值：其中aij为协作簇i对协作簇j的大尺度衰落比值总和，aji为协作簇j对协作簇i的大尺度衰落比值总和，为协作簇中用户集合中元素的个数，为协作簇中用户集合中元素的个数，为协作簇i的用户集合，为协作簇j的用户集合，为协作簇i中用户m到协作簇i中所有远程天线单元的大尺度衰落，为协作簇j中用户k到协作簇i中所有远程天线单元的大尺度衰落，为协作簇j中用户k到协作簇j中所有远程天线单元的大尺度衰落，为协作簇i中用户m到协作簇j中所有远程天线单元的大尺度衰落；步骤S5、若所有两两协作簇之间的双向大尺度衰落比值的平均值中的最大值大于或等于协作簇合并门限值α，并且该最大值对应的两个协作簇的远程天线单元的个数总和小于或等于簇规模门限值K，则该最大值对应的两个协作簇合并为新的协作簇，然后转至步骤S3，否则分簇结束。...

【技术特征摘要】
1.基于密集分布式无线网络动态分簇的用户调度方法，包括密集分布式无线网络动态分簇过程和用户调度过程，其特征在于所述密集分布式无线网络动态分簇过程如下：步骤S1、在每个周期调度开始，所有用户发送正交导频信息，远程天线单元获取长时信道信息并报告给中心单元；步骤S2、中心单元根据获取的所有用户与相邻远程天线单元的长时信道信息，按照大尺度衰落的大小排序，确定每个用户所属大尺度衰落最小的远程天线单元；步骤S3、计算每个用户到所有协作簇的大尺度衰落，协作簇由若干个远程天线单元组成，首次计算时每个协作簇只有1个远程天线单元，其中，为用户l到协作簇的大尺度衰落，为协作簇n中远程天线单元的个数，βl,s为用户l到远程天线单元s的大尺度衰落；步骤S4、计算所有两两协作簇之间的双向大尺度衰落比值的平均值：其中aij为协作簇i对协作簇j的大尺度衰落比值总和，aji为协作簇j对协作簇i的大尺度衰落比值总和，为协作簇中用户集合中元素的个数，为协作簇中用户集合中元素的个数，为协作簇i的用户集合，为协作簇j的用户集合，为协作簇i中用户m到协作簇i中所有远程天线单元的大尺度衰落，为协作簇j中用户k到协作簇i中所有远程天线单元的大尺度衰落，为协作簇j中用户k...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙强，徐晨，高翔，包志华，王珏，周晖，罗磊，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32