一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法技术

本发明专利技术涉及一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法，包括如下步骤，步骤1：对所有待分配用户进行分组，每组用户数为系统可调度总用户数M，组内前N个元素由容量最大化调度准则决定，后M‑N个元素由分组决定，将所有可能出现的分组情况列出；步骤2：计算位于协作小区簇中所有待调度用户的信干噪比，选出信道容量Ci最大的用户作为主用户；步骤3：按照容量最大化调度准则寻找主用户的配对用户；步骤4：对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行更新；步骤5：判断配对用户数是否达到最大值，即已被调度用户数达到N，如是，进入步骤6，否则返回步骤3；步骤6：对剩余资源块按照所在分组进行调度，得到用户调度集。

A Fairness-Adjustable COMP Downlink User Scheduling Method

The invention relates to a fairness-adjustable downlink user scheduling method for CoMP, which includes the following steps: 1. Grouping all users to be allocated, the number of users in each group is the total number of users in the system scheduling M, the first N elements in the group are determined by capacity maximization scheduling criteria, and the latter M N elements are determined by grouping, and the possible grouping situations are listed in step 2: calculating the number of users in the system scheduling M; In the cooperative cell cluster, the SINR of all users to be scheduled is selected, and the user with the largest channel capacity Ci is selected as the primary user; Step 3: Search for the matched users of the primary user according to the scheduling criterion of capacity maximization; Step 4: Update the scheduled user set_and the scheduled user set U; Step 5: Determine whether the number of matched users reaches the maximum, that is, the number of scheduled users reaches the maximum. To N, if so, proceed to step 6, or return to step 3; Step 6: Schedule the remaining resource blocks according to their grouping, and get the user scheduling set.

【技术实现步骤摘要】
一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法。
技术介绍
LTE-Advanced系统是由第三代合作伙伴计划(ThirdGenerationPartnershipProject,3GPP)提出的，作为长期演进(LongTermEvolution,LTE)系统的技术升级，旨在获得更高的频谱效率和系统吞吐量。协作多点传输(CoordinatedMulti-Point,CoMP)技术作为LTE-Advanced系统的关键技术之一，因能有效地解决小区间干扰和边缘用户频谱效率低等问题而得到广泛的研究。用户通信数量的不断增加使基站难以在同一时刻满足所有用户的通信需求，因此设计合理的用户调度算法对满足用户的期望和用户服务质量的要求至关重要。现有的CoMP下行用户调度方法主要有容量最大化调度，轮询调度和比例公平调度。容量最大化调度没有考虑用户间的公平性，导致长期经历较差信道条件的用户得不到服务。轮询调度按某种确定的顺序等时间循环占用无线资源，但导致系统的吞吐量极低。上述所述吞吐量定义为单位时间内传送数据比特数。比例公平调度作为容量最大化调度和轮询调度的折衷算法，是目前使用较为广泛的调度算法，但该算法是一种记忆性算法，即调度之前需要基站对用户调度的历史情况，增加了基站存储负担。公开号CN103687035A的专利“协作多点传输CoMP技术的用户调度方法”中，采用多次迭代，对第一次迭代的首个扇区，采用单扇区调度方法进行调度，对其他扇区以当前扇区之前的两个扇区调度出的用户信息对当前扇区进行调度，调度出当前用户。该方法需要当前扇区之前的两个扇区的调度用户信息，是记忆性算法。公开号CN104333865A的专利“一种协作多点CoMP资源分配方法和装置”中，预先将小区资源划分为第一部分资源，第二部分资源和第三部分资源，并将用户类型确定为中心用户，CoMP边缘用户和非CoMP边缘用户，先在第一部分资源中对CoMP边缘用户进行调度，若调度后第一部分资源有剩余则将第一部分剩余资源块划分给中心用户使用，若调度后第一部分资源不足则将未分配到第一部分资源块的CoMP边缘用户作为中心用户进行调度；接着用同样的方法在第二部分资源中对非CoMP边缘用户进行调度；最后调度中心用户。该方法防止了同一协作集中不同小区会将同一资源同时分配给不同边缘用户导致的分配资源冲突问题的发生，提高了边缘用户的吞吐量，但该方法无法保证中心用户的吞吐量，而且复杂度较高，灵活性较低。《ComputerCommunications》2014年50卷53-63页，由KaziMohammedSaidulHuq等人撰写的《Anovelenergyefficientpacket-schedulingalgorithmforCoMP》一文中，提出把资源块分配给比特传输所需能量最少的用户，能够提高能量的利用效率，提高用户间的公平性，但该方法的复杂度比较高，且不能根据实际业务的需求进行变系统吞吐量或变用户公平度的设计。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法，采用无记忆方法，有效降低调度方法复杂度，减轻了基站数据存储负担。实现本专利技术目的的技术方案：一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法，其特征在于：步骤1：对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行初始化；设置比例系数μ,μ等于容量最大化调度用户数N与系统可调度总用户数M之比；对所有待分配用户进行分组，每组用户数为系统可调度总用户数M，组内前N个元素由容量最大化调度准则决定，后M-N个元素由分组决定，将所有可能出现的分组情况列出；步骤2：计算位于协作小区簇中所有待调度用户的信干噪比，选出信道容量Ci最大的用户作为主用户，更新待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U；步骤3：按照容量最大化调度准则寻找主用户的配对用户；步骤4：对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行更新；步骤5：判断配对用户数是否达到最大值，即已被调度用户数达到N，如是，进入步骤6，否则返回步骤3；步骤6：对剩余资源块按照所在分组进行调度，得到用户调度集。步骤1中，由μ计算容量最大化调度用户数其中表示向下取整，指不大于符号内数字的最大整数。步骤1中，对所有待分配用户进行分组需满足的条件为，每组每个用户只能出现一次；每组元素有先后之分；将所有可能出现分组情况列出；前N个元素相同的小组只能出现一次；用户在所有小组出现的次数和相等。步骤2中，主用户U1需要满足条件：其中表示Ci为最大时对应的i值，Ci表示信道容量，SINRi表示用户信干噪比。步骤3中，首先将待调度用户集合Ω中的用户分别与已调度用户集合U中的用户进行块对角化预编码，由和分别得到用户i和用户j的预编码矩阵Wi和Wj,其中svd(·)表示矩阵的奇异值分解，和分别表示已调度用户集合U中的用户对待调度用户i和j的干扰信道矩阵，Si,Di和Sj,Dj分别表示奇异值分解所得矩阵；然后计算位于协作小区簇中所有待调度用户的SINR，由香农公式C＝Blog2(1+SINR)计算信道容量Ci，如果待配对用户能够满足和容量最大的条件，就将该用户标记为已配对用户,所述C为信道容量，B为带宽，SINR为用户信干噪比，表示为其中N0表示噪声功率，norm(·)表示矩阵范数，Hi和Hj分别表示用户i和用户j的信道矩阵。本专利技术具有的有益效果：本专利技术基于系统的需要调整系统吞吐量和用户公平性两个参数，在兼顾用户间公平性的条件下提出了一种系统吞吐量较比例公平方法更高的用户调度方法，所用调度算法是一种无记忆算法，在任意时隙对用户的调度只需考虑本时隙情况，与基站对用户调度的历史情况无关，算法复杂程度低，能够有效减轻基站存储负担。附图说明图1是本专利技术的方法流程图；图2是本专利技术在K＝10,M＝2时的用户分布模型图；图3是本专利技术在K＝10,M＝2,μ＝1/2时三种算法系统吞吐量比较曲线图；图4是本专利技术在K＝10,M＝2,μ＝1/2时三种算法的用户间公平性比较曲线图；图5是本专利技术在K＝6,M＝3时的用户分布模型图；图6是本专利技术在K＝6,M＝3时μ＝1/3和μ＝2/3系统吞吐量比较曲线图；图7是本专利技术在K＝6,M＝3时μ＝1/3和μ＝2/3的用户间公平性比较曲线图。具体实施方式如图1所示，本专利技术公平度可调的CoMP下行用户调度方法包括以下步骤：步骤1：首先对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行初始化，即U＝φ，Ω＝{1,2,…,K}，其中φ表示空集，K表示所有待调度用户数，Ω表示所有等待调度用户的集合，U表示所有已被调度用户的集合，M表示系统可调度总用户数。然后设置比例系数μ等于容量最大化调度所占资源块数与系统可调度总资源块数之比，即等于容量最大化调度用户数与系统可调度总用户数之比，对系统可调度总资源进行分块，一部分资源块用于容量最大化调度，另一部分资源块根据所在分组进行调度。由μ计算容量最大化调度用户数其中表示向下取整，指不大于符号内数字的最大整数。最后对所有待分配用户进行分组，每组用户数为系统可调度总用户数，组内前N个元素由容量最大化调度准则决定，后M-N个元素由分组决定，分组应满足条件：(1)每组每个用户只能出现一次；(2)每组元素有先后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法，其特征在于：步骤1：对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行初始化；设置比例系数μ,μ等于容量最大化调度用户数N与系统可调度总用户数M之比；对所有待调度用户 进行分组，每组用户数为系统可调度总用户数M，组内前N个元素由容量最大化调度准则决定，后M‑N个元素由分组决定，将所有可能出现的分组情况列出；步骤2：计算位于协作小区簇中所有待调度用户的信干噪比，选出信道容量Ci最大的用户作为主用户，更新待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U；步骤3：按照容量最大化调度准则寻找主用户的配对用户；步骤4：对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行更新；步骤5：判断配对用户数是否达到最大值，即已被调度用户数达到N，如是，进入步骤6，否则返回步骤3；步骤6：对剩余资源块按照所在分组进行调度，得到用户调度集。

【技术特征摘要】
1.一种公平度可调的CoMP下行用户调度方法，其特征在于：步骤1：对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行初始化；设置比例系数μ,μ等于容量最大化调度用户数N与系统可调度总用户数M之比；对所有待调度用户进行分组，每组用户数为系统可调度总用户数M，组内前N个元素由容量最大化调度准则决定，后M-N个元素由分组决定，将所有可能出现的分组情况列出；步骤2：计算位于协作小区簇中所有待调度用户的信干噪比，选出信道容量Ci最大的用户作为主用户，更新待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U；步骤3：按照容量最大化调度准则寻找主用户的配对用户；步骤4：对待调度用户集合Ω和已被调度用户集合U进行更新；步骤5：判断配对用户数是否达到最大值，即已被调度用户数达到N，如是，进入步骤6，否则返回步骤3；步骤6：对剩余资源块按照所在分组进行调度，得到用户调度集。2.根据权利要求1中所述的公平度可调的CoMP下行用户调度方法，其特征在于：步骤1中，由μ计算容量最大化调度用户数其中表示向下取整，指不大于符号内数字的最大整数。3.根据权利要求2所述的公平度可调的CoMP下行用户调度方法，其特征在于：步骤1中，对所有待调度用户进行分组需满足的条件为，...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶方，苏春霞，王秋滢，李一兵，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23