异构网络中低功率节点对用户的调度方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种异构网络中低功率节点对用户的调度方法及装置。该方法包括：低功率节点根据用户终端的信道信息和用户终端的位置信息确定预编码矩阵；计算用户终端的最大速率；依据各个用户终端分别对应的最大速率和平均吞吐率确定出目标用户终端，并将频谱资源分配给目标用户终端。本发明专利技术实施例根据用户终端的信道信息和用户终端的位置信息确定预编码矩阵，该预编码矩阵消除了层间干扰，通过频谱感知调整天线角度，实现了一种新的干扰协调技术，解决了传统异构网络中节点间干扰太大的问题；通过用户终端的最大速率确定用户终端的平均吞吐率，提高了异构网络系统的吞吐量；通过基于比例公平算法的用户调度保证了系统性能和公平性之间的平衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例设及通信
，尤其设及一种异构网络中低功率节点对用户的 调度方法及装置。
技术介绍
异构网络化eterogeneous化twork，简称HN)作为第Ξ代移动通信技术的关键技 术手段之一，采用了宏蜂窝、射频拉远W及低功率节点化OW Power Node,简称LPN)在内的 混合结构，其中，LPN包括口；11：〇-。6113、中继等形式，它不仅可^有效解决蜂窝 网络的覆盖问题，还能够提高蜂窝网络中频谱资源的利用率。 典型的异构网络包含宏基站和低功率节点两种接入点，一个单天线用户可W由宏 基站或某一低功率节点提供服务，若一个单天线用户由低功率节点提供服务，则该单天线 用户会受到宏基站或相邻低功率节点对其产生的层间干扰。 现有技术中，低功率节点服务的用户受到宏基站或相邻低功率节点对其产生的层 间干扰较大，异构网络中系统吞吐量较小，另外，异构网络中低功率节点对用户的调度方法 无法保证系统性能和公平性之间的平衡。
技术实现思路
[000引本专利技术实施例提供一种异构网络中低功率节点对用户的调度方法及装置，W消除 层间干扰、提高系统吞吐量，W及保证系统性能和公平性之间的平衡。 本专利技术实施例的一个方面是提供一种异构网络中低功率节点对用户的调度方法， 包括： 低功率节点确定其服务的各个用户终端的信道信息； 所述低功率节点根据所述用户终端的信道信息和用户终端的位置信息确定预编 码矩阵； 所述低功率节点依据所述用户终端的信道信息和所述预编码矩阵计算所述用户 终端的最大速率，并依据所述用户终端的最大速率确定所述用户终端的平均吞吐率； 所述低功率节点依据所述各个用户终端分别对应的最大速率和平均吞吐率确定 出目标用户终端，并将频谱资源分配给所述目标用户终端，其中，所述目标用户终端的最大 速率与所述目标用户终端的平均吞吐率的比值最大。 本专利技术实施例的另一个方面是提供一种异构网络中低功率节点对用户的调度装 置，包括： 信道信息确定模块，用于确定低功率节点服务的各个用户终端的信道信息； 预编码矩阵确定模块，用于根据所述用户终端的信道信息和用户终端的位置信息 确定预编码矩阵； 计算模块，用于依据所述用户终端的信道信息和所述预编码矩阵计算所述用户终 端的最大速率，并依据所述用户终端的最大速率确定所述用户终端的平均吞吐率； 用户调度模块，用于依据所述各个用户终端分别对应的最大速率和平均吞吐率确 定出目标用户终端，并将频谱资源分配给所述目标用户终端，其中，所述目标用户终端的最 大速率与所述目标用户终端的平均吞吐率的比值最大。 本专利技术实施例提供的异构网络中低功率节点对用户的调度方法及装置，根据用户 终端的信道信息和用户终端的位置信息确定预编码矩阵，该预编码矩阵消除了低功率节点 服务的用户受到的宏基站或相邻低功率节点对其产生的层间干扰，通过频谱感知调整天线 角度，实现了一种新的干扰协调技术，解决了传统异构网络中节点间干扰太大的问题;依据 用户终端的信道信息和预编码矩阵计算用户终端的最大速率，通过用户终端的最大速率确 定用户终端的平均吞吐率，提高了异构网络系统的吞吐量;通过基于比例公平算法的用户 调度保证了系统性能和公平性之间的平衡。【附图说明】 图1为本专利技术实施例提供的异构网络中低功率节点对用户的调度方法流程图； 图2为本专利技术实施例提供的低功率节点的环形天线示意图； 图3为本专利技术实施例提供的低功率节点和宏基站之间的方位几何关系示意图； 图4为本专利技术实施例提供的系统吞吐量的对比图； 图5为本专利技术实施例提供的信干噪比的累积分布函数的对比图； 图6为本专利技术实施例提供的感知角度数量不同时系统吞吐量的对比图； 图7为本专利技术实施例提供的感知角度数量不同时用户平均速度的对比图； 图8为本专利技术实施例提供的异构网络中低功率节点对用户的调度装置的结构图。【具体实施方式】 图1为本专利技术实施例提供的异构网络中低功率节点对用户的调度方法流程图；图2 为本专利技术实施例提供的低功率节点的环形天线示意图；图3为本专利技术实施例提供的低功率 节点和宏基站之间的方位几何关系示意图。本专利技术实施例针对低功率节点服务的用户受到 宏基站或相邻低功率节点对其产生的层间干扰较大，异构网络中系统吞吐量较小，另外，异 构网络中低功率节点对用户的调度方法无法保证系统性能和公平性之间的平衡，提供了异 构网络中低功率节点对用户的调度方法，该方法具体步骤如下： 步骤S101、低功率节点确定其服务的各个用户终端的信道信息； 所述低功率节点确定其服务的各个用户终端的信道信息，包括:所述低功率节点 获取宏基站和其他低功率节点分别对应的方位信息和频谱信息，并依据所述方位信息和所 述频谱信息建立频谱感知模型;所述低功率节点依据所述频谱感知模型获得所述低功率节 点最优的天线角度;所述低功率节点依据所述最优的天线角度获得所述各个用户终端的信 道信息。 本专利技术实施例中的低功率节点采用环形天线阵列，每个天线配备N个天线振子，为 K个用户提供服务。环形天线阵列的阵列因子表达式为公式(1)(1) 如图2所示，a为环形天线半径，r表示该环形天线的接收信号的入射线，与X轴成Φ 角的虚线与r相对于xy平面对称，Φ表示水平方向的入射角度，Θ表示垂直方向的入射角度， Φ η是天线振子的角度，βη是天线振子的相位，1 < η含N。 如图3所示为低功率节点和宏基站之间的方位几何关系示意图，其中，宏基站eNB 位于点0处，点0周围的Ξ个六边形区域为该宏基站的Ξ个扇区，点01为其中一个扇区的中 屯、点，r为该扇区的覆盖半径，d为低功率节点和宏基站之间的距离，1为低功率节点与点01 之间的距离，δ为宏基站与低功率节点之间的连线d和低功率节点与点01之间的连线1的夹 角，ω为低功率节点到该扇区的两条切线间夹角的一半，α为该宏基站与其扇区中屯、点01之 间的连线和该宏基站与低功率节点之间连线的夹角。低功率节点和宏基站之间的方位几何 关系满足公式(2)-(5): 其中，ωι与0 2低功率节点对宏基站覆盖范围影响扩展角度的上限与下限。 所述低功率节点依据所述频谱感知模型获得所述低功率节点最优的天线角度，包 括:所述低功率节点依据所述频谱感知模型W及所述低功率节点和所述宏基站之间的方位 几何关系建立单功率节点干扰模型;所述低功率节点依据所述单功率节点干扰模型确定全 局外部干扰模型;所述低功率节点针对多种资源分配方式中的每一种资源分配方式选取多 个天线角度中的各个天线角度，确定出最优资源分配方式和所述最优的天线角度，使得在 所述最优资源分配方式下选用所述最优的天线角度时，所述全局外部干扰模型对应的外部 干扰最小。 根据公式(2)-(5)建立单功率节点干扰模型，依据所述单功率节点干扰模型确定 全局外部干扰模型，全局外部干扰矩阵表示为公式(6):(6) 其中，Bg表示宏基站和其他低功率节点对该低功率节点造成的干扰矩阵，G表示宏 基站和其他低功率节点的总个数，g表示宏基站或其他低功率节点的标识号。针对多种资源 分配方式中的每一种资源分配方式选取多个天线角度中的各个天线角度，确定出最优资源 分配方式和所述最优的天线角度，使得在所述最优资源分配方式下选用所述最优的天线角 度时，所述当前第1页1 2 3 4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异构网络中低功率节点对用户的调度方法，其特征在于，包括：低功率节点确定其服务的各个用户终端的信道信息；所述低功率节点根据所述用户终端的信道信息和用户终端的位置信息确定预编码矩阵；所述低功率节点依据所述用户终端的信道信息和所述预编码矩阵计算所述用户终端的最大速率，并依据所述用户终端的最大速率确定所述用户终端的平均吞吐率；所述低功率节点依据所述各个用户终端分别对应的最大速率和平均吞吐率确定出目标用户终端，并将频谱资源分配给所述目标用户终端，其中，所述目标用户终端的最大速率与所述目标用户终端的平均吞吐率的比值最大。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈娜，孙松林，李悦文，黄婷婷，马智，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11