大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法，包括：根据系统的度量定义，计算相应的度量矩阵；根据度量矩阵，按照单个资源块和单个配对组之间的度量最大原则，为每个资源块选择一个配对组；确定局部最优的配对组和资源块的联合；配对组选择资源块；筛选可行配对组；检测全部资源块是否分配完毕，若分配完毕，则转入下一步骤，若未分配完毕则进入构造新的度量矩阵；构造新的度量矩阵；重复上述步骤直至全部资源块分配完毕；输出资源块和用户配对组的映射关系。本发明专利技术提出用户配对和资源分配联合处理的技术，同时在整个用户组可选择空间和可分配资源空间内进行联合处理，能够以有限的实现复杂度取得比现有技术更优的性能。

【技术实现步骤摘要】
大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法及系统
本专利技术属于无线通信
，具体涉及一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法及系统。
技术介绍
5G通信系统中，基站端通常采用大规模多天线配置，在获取天线增益的同时还可以支持多个用户同时进行信号传输。但由于终端设备的尺寸限制，通常终端配置的天线数非常有限。因此，为了提高用户的传输速率，通常在一个调度时隙中，调度多个用户组成一个配对组，在相同的时频资源上进行并发传输。如何调度用户形成合适的配对组，是系统实现过程中需要考虑的问题之一。此外，由于时频资源的有限性，每个调度时隙中，除了上述用户配对组的选择外，还需要根据系统度量要求(度量定义可以是传输速率、系统能效、用户公平性、或者以上某几种度量的加权组合等)，设计优化的资源分配方式，将有限的传输资源在多个用户或用户配对组之间进行合理分配，以获得某种度量指标下的最优或次优的系统性能。针对上述需求，在传统多天线系统中，已经有一些具体的分配方法，但应用于大规模多天线系统时，在某些方面存在一定局限，譬如，方法的可扩展性、复杂度、性能等。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配的联合处理方法，该方法通过同时在整个用户组可选择空间和资源空间内进行联合选择，能够取得比现有技术更优的性能。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法，所述方法包括以下步骤：S1根据系统的度量定义，计算相应的度量矩阵，度量矩阵的元素取值为单个资源块分配给单个配对组时的度量值；S2根据度量矩阵，按照单个资源块和单个配对组之间的度量最大原则，为每个资源块选择一个配对组；S3确定局部最优的配对组和资源块的联合；S4对于局部最优的配对组，其获得与之对应的局部最优的资源块分块并清空其他的资源块；S5根据不同配对组中的用户不能有重复的要求，将与局部最优配对组有非零个相同用户的其他配对组从整个配对组空间中剔除，剩下的配对组标记为可行的配对组；S6检测全部资源块是否分配完毕，若分配完毕，则转入步骤S9，若未分配完毕则进入步骤S7；S7构造新的度量矩阵，构造规则为：保留上一轮中没有配对的资源块对应的全部元素，保留上一轮中可行配对组对应的全部元素；S8重复步骤S2～S6直至全部资源块分配完毕；S9输出资源块和用户配对组的映射关系，即为联合调度结果。优选地，所述确定局部最优的配对组和资源块的联合具体包括：计算配对组和资源块的联合度量值；比较每个配对组和资源块的联合度量值；其中最大联合度量值对应的配对组和资源块标记为局部最优的配对组和资源块的联合，配对组为局部最优配对组，资源块为局部最优的资源块。优选地，所述计算配对组和资源块的联合度量值具体包括：若配对组分配到单个资源块，则配对组和该资源块的联合度量值为度量矩阵中该资源块分配给该配对组的元素值；若配对组分配到多个资源块，则将多个资源块划分为多个资源块的分块；配对组和资源块分块的联合度量值为度量矩阵中来自资源块分块的单个或多个资源块分配给该配对组的元素值或元素值之和。优选地，可行配对组的筛选方法为：根据不同配对组中的用户不能有重复的要求，将与局部最优配对组有非零个相同用户的其他配对组从整个配对组空间中剔除，剩下的配对组为可行配对组。优选地，第N+1次确定局部最优的配对组和资源块分块的联合具体包括：计算配对组和资源块的联合度量值；比较每个配对组和资源块的联合度量值；若最大联合度量值对应的配对组和资源块满足系统的资源分配约束，则将对应的配对组和资源块标记为局部最优的配对组和资源块的联合，配对组为局部最优配对组，资源块为局部最优的资源块；若最大联合度量值对应的配对组和资源块不满足系统的资源分配约束，若该配对组和资源块分块的联合度量值大于阻碍了资源分配的其他配对组和资源块分块的联合度量值，则系统使阻碍资源分配的资源块重新作出满足系统资源分配的选择；将重新选择后的最大联合度量值对应的配对组和资源块标记为局部最优的配对组和资源块的联合，配对组为局部最优配对组，资源块为局部最优的资源块；否则，剔除该最大的联合度量值所对应的配对组和资源块分块的联合，依次判定剩余配对组和资源块的联合，其中N为大于等于1的整数。优选地，所述的若配对组已获得一个或一个以上的资源块，则将新分配的资源块和已获得的资源块一起划分为多个资源块的分块具体包括：若资源块分块包含了该配对组已获得的资源块，则将配对组已获得的资源块从该资源块分块中剔除，形成新的资源块分块；配对组和该新的资源块分块的联合度量值为度量矩阵中来自该资源块分块的单个或多个资源块分配给该配对组的元素值或元素值之和；若资源块分块不包含该配对组已获得的资源块，则配对组和资源块分块的联合度量值为度量矩阵中来自资源块分块中单个或多个资源块分配给该配对组的元素值或元素值之和。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供还一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理系统，该系统包括：度量矩阵构建模块，用于根据系统的度量定义，计算相应的度量矩阵，度量矩阵的元素取值为单个资源块分配给单个配对组时的度量值；资源块分配模块，用于根据度量矩阵，按照单个资源块和单个配对组之间的度量最大原则，为每个资源块选择一个配对组；配对组和资源块的联合确定模块，用于确定局部最优的配对组和资源块的联合；可行配对组标记模块，用于根据不同配对组中的用户不能有重复的要求，将与局部最优配对组有非零个相同用户的其他配对组从整个配对组空间中剔除，剩下的配对组标记为可行的配对组；资源块分配检测模块，用于检测全部资源块是否分配完毕；映射关系输出模块，用于输出资源块和用户配对组的映射关系，即为联合调度结果。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种联合处理终端，包括处理器和存储器，所述存储器存储有程序指令，所述处理器运行程序指令实现前述的大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现前述的大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法。如上所述，本专利技术的一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法，具有以下有益效果：针对现有技术的不足，本专利技术提出一种用户配对和资源分配联合处理的技术，同时在整个用户组可选择空间和可分配资源空间内进行联合处理，能够以有限的实现复杂度取得比现有技术更优的性能。附图说明图1显示为本专利技术大规模天线系统的示意图。图2显示为本专利技术一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1，根据系统的度量定义，计算相应的度量矩阵，度量矩阵的元素取值为单个资源块分配给单个配对组时的度量值；S2，根据度量矩阵，按照单个资源块和单个配对组之间的度量最大原则，为每个资源块选择一个配对组；S3，确定局部最优的配对组和资源块的联合；S4，对于局部最优的配对组，其获得与之对应的局部最优的资源块分块并清空其他的资源块；S5，根据不同配对组中的用户不能有重复的要求，将与局部最优配对组有非零个相同用户的其他配对组从整个配对组空间中剔除，剩下的配对组标记为可行的配对组；S6，检测全部资源块是否分配完毕，若分配完毕，则转入步骤S9，若未分配完毕则进入步骤S7；S7，构造新的度量矩阵，构造规则为：保留上一轮中没有配对的资源块对应的全部元素，保留上一轮中可行配对组对应的全部元素；S8，重复步骤S2～S6直至全部资源块分配完毕；S9，输出资源块和用户配对组的映射关系，即为联合调度结果。

【技术特征摘要】
1.一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1，根据系统的度量定义，计算相应的度量矩阵，度量矩阵的元素取值为单个资源块分配给单个配对组时的度量值；S2，根据度量矩阵，按照单个资源块和单个配对组之间的度量最大原则，为每个资源块选择一个配对组；S3，确定局部最优的配对组和资源块的联合；S4，对于局部最优的配对组，其获得与之对应的局部最优的资源块分块并清空其他的资源块；S5，根据不同配对组中的用户不能有重复的要求，将与局部最优配对组有非零个相同用户的其他配对组从整个配对组空间中剔除，剩下的配对组标记为可行的配对组；S6，检测全部资源块是否分配完毕，若分配完毕，则转入步骤S9，若未分配完毕则进入步骤S7；S7，构造新的度量矩阵，构造规则为：保留上一轮中没有配对的资源块对应的全部元素，保留上一轮中可行配对组对应的全部元素；S8，重复步骤S2～S6直至全部资源块分配完毕；S9，输出资源块和用户配对组的映射关系，即为联合调度结果。2.根据权利要求1所述的一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法，其特征在于，所述确定局部最优的配对组和资源块的联合具体包括：计算配对组和资源块的联合度量值；比较每个配对组和资源块的联合度量值；其中最大联合度量值对应的配对组和资源块标记为局部最优的配对组和资源块的联合，配对组为局部最优配对组，资源块为局部最优的资源块。3.根据权利要求2所述的一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法，其特征在于，所述计算配对组和资源块的联合度量值具体包括：若配对组分配到单个资源块，则配对组和该资源块的联合度量值为度量矩阵中该资源块分配给该配对组的元素值；若配对组分配到多个资源块，则将多个资源块划分为多个资源块的分块；配对组和资源块分块的联合度量值为度量矩阵中来自资源块分块的单个或多个资源块分配给该配对组的元素值或元素值之和。4.根据权利要求2或3所述的一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法，其特征在于，可行配对组的筛选方法为：根据不同配对组中的用户不能有重复的要求，将与局部最优配对组有非零个相同用户的其他配对组从整个配对组空间中剔除，剩下的配对组为可行配对组。5.根据权利要求4所述的一种大规模天线系统中多用户调度和资源分配处理方法，其特征在于，第N+1次确定局部最优的配对组和资源块分块的联合具体包括：计算配对组和资源块的联合度量值；比较每个配对组和资源块的联合度量值；若最大联合度量值对应的配对组和资源...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘泽宁，杨秀梅，杨旸，张武雄，李强，
申请(专利权)人：上海无线通信研究中心，
类型：发明
国别省市：上海,31