基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法及系统，属于5G通信技术领域。本发明专利技术将用户按照信道强度大小排序，依次添加到传输资源块中，并且每添加一位用户，计算传输资源块上已调度用户的和速率，保留使和速率上升的用户，出队使和速率下降的用户，直至遍历完所有用户，在后半部分的RBG添加用户时考虑用户公平性，将和速率与对数和速率采用加权的方式组合决定用户是否被RBG调度，直至所有RBG调度用户结束，从多个方面约束调度过程，从而达到更好的通信传输效果；可以在同一时刻通过空分复用使用多个传输资源块传输多个用户，在通信领域5G Massive MIMO组合优化实验中和速率提高了41％，极大程度上提高了传输效率。传输效率。传输效率。

【技术实现步骤摘要】
基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及5G通信
，具体涉及基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来移动通信技术的不断发展，移动通信的进步使人们日常通信更加便捷、多样化。5G技术是如今移动通信领域重点研究方向，由于无线通信发展早期用户设备数较少、业务方向少，因此单天线单通道即可满足用户需求；随着5G大规模天线技术(massive MIMO)用户设备数不断增加、传输速率更快、时延更短等需求的提出。
[0003]为解决5G通信领域不同的传输资源块用户分配问题，使基站传输更高的效率，提出基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法及系统。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于：如何解决5G通信领域不同的传输资源块用户分配问题，从而使基站传输更高的效率，提供了基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法，该方法在同一时刻同一RBG(传输资源块)上尽可能多的配对用户进行传输，由于一个RBG上的功率恒定，每个用户的功率平均分配，当用户量越大，用户的功率就越小，因此平衡单个RBG上用户配对问题以达到更高的传输效率；同时考虑用户公平性，为所有用户均衡分配RBG进行资源传输，使每位用户相对公平，同时约束用户和传输资源块两个方面，从而达到更高的总传输效率、对数和速率以及更快的传输速率。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括以下步骤：
[0006]S1：输入文件
[0007]输入信道文件，信道文件H为由TI*U*N*T即传输时间间隙数量TI、用户数量U、RBG数量N、阵列天线数量T组成的四维矩阵；
[0008]S2：用户排序
[0009]对于每个传输间隙，计算U位用户的信道强度大小并进行排序；
[0010]S3：调度用户
[0011]遍历第n个RBG，将用户按照信道强度按照从大到小加入到RBG中，每调度一位用户，计算该RGB上的用户和速率，直至用户和速率不再上升；
[0012]S4：列表拼接
[0013]将未调度的用户列表和已调度的用户倒序列表拼接；
[0014]S5：调度矩阵处理
[0015]将在该RGB上已调度的用户在U*N调度矩阵上相应位置置为1，并将n+1的值赋值给n；
[0016]S6：当前RBG位置判断
[0017]判断当前RBG是否属于前N/2个RBG，是则继续进入步骤S3继续进行处理，否则遍历
第n个RBG，将用户按照信道强度按照从大到小加入到RBG中，每调度一位用户，计算该RGB上的用户和速率与对数和速率，直至用户和速率与对数和速率均不再上升，然后进入步骤S4中继续进行处理；
[0018]S7：调度矩阵输出
[0019]经过上述步骤，输出U*N调度矩阵，得到U个用户在N个RGB上的调度情况。
[0020]更进一步的，在步骤S2中，在每个传输间隙中，对于第n个RBG，将每位用户在第t条发射天线上的传输强度H
n
，
t
，进行求和作为用户在该RBG上的信道强度，再将用户在N个RBG上的信道强度求均值作为用户的信道强度UserP：
[0021][0022]其中，N表示传输资源块个数，T表示基站发射天线数，UserP
u
表示用户u的信道强度。
[0023]更进一步的，在步骤S3中，将用户u的信道强度UserP
u
按照大小排序，UserP
u
越大即信道强度越高，将信道强度最高的用户调度至第一个RBG，并计算该RBG上的用户和速率，再将没有参加计算的信道强度最高的用户依次调度进来，继续按照用户的信道强度遍历下一个用户，直至遍历完所有用户，使第一个RBG上的用户和速率最大。
[0024]更进一步的，当调度某位用户u后计算该RBG上当前所有用户的和速率下降时，说明用户u的调度导致第一个RBG上用户和速率下降，将用户u移出第一个RBG。
[0025]更进一步的，在步骤S4中，当第一个RBG用户调度结束之后，调整下一个RBG调度用户顺序，先将用户分为第一个RBG上已调度用户列表s1和未调度用户列表s2，下一个RBG优先调度第一个RBG未调度用户即列表s2，将列表s1中用户追加至列表s2中用户之后，然后将列表s1中用户倒序为列表s1′
，并将未调度用户列表s2与用户倒序列表s1′
拼接，最终得到下一个RBG用户调度顺序列表为s
′
。
[0026]更进一步的，在步骤S3和步骤S6中，用户在RBG上的和速率计算公式如下：
[0027]SumRate＝∑
u
∑
n
y
u
，
n
R
u
，
n
[0028]其中y
u
，
n
为用户u是否在第n个RBG上传输，若在第n个RBG上传输值为1，否则为0；R
u
，
n
为用户u在第n个RBG上的传输速率。
[0029]更进一步的，在步骤S6中，用户在RBG上的对数和速率计算公式如下：
[0030]SumLogRate＝∑
u
log(∑
n
y
u
，
n
R
u
，
n
)。
[0031]本专利技术还提供了基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化系统，采用上述的优化方法进行多约束用户资源调度优化工作，包括：
[0032]输入模块，用于输入信道文件，信道文件H为由TI*U*N*T即传输时间间隙数量TI、用户数量U、RBG数量N、阵列天线数量T组成的四维矩阵；
[0033]排序模块，用于对于每个传输间隙，计算U位用户的信道强度大小并进行排序；
[0034]调度模块，用于遍历第n个RBG，将用户按照信道强度按照从大到小加入到RBG中，每调度一位用户，计算该RGB上的用户和速率，直至用户和速率不再上升；
[0035]拼接模块，用于将未调度的用户列表和已调度的用户倒序列表拼接；
[0036]矩阵处理模块，用于将在该RGB上已调度的用户在U*N调度矩阵上相应位置置为1，
并将n+1的值赋值给n；
[0037]判断模块，用于判断当前RBG是否属于前N/2个RBG，是则继续进入步骤S3继续进行处理，否则遍历第n个RBG，将用户按照信道强度按照从大到小加入到RBG中，每调度一位用户，计算该RGB上的用户和速率与对数和速率，直至用户和速率与对数和速率均不再上升，然后进入步骤S4中继续进行处理；
[0038]输出模块，输出U*N调度矩阵，得到U个用户在N个RGB上的调度情况。
[0039]本专利技术相比现有技术具有以下优点：该基于5G大规模天线的多约束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：输入文件输入信道文件，信道文件H为由TI*U*N*T即传输时间间隙数量TI、用户数量U、RBG数量N、阵列天线数量T组成的四维矩阵；S2：用户排序对于每个传输间隙，计算U位用户的信道强度大小并进行排序；S3：调度用户遍历第n个RBG，将用户按照信道强度按照从大到小加入到RBG中，每调度一位用户，计算该RGB上的用户和速率，直至用户和速率不再上升；S4：列表拼接将未调度的用户列表和已调度的用户倒序列表拼接；S5：调度矩阵处理将在该RGB上已调度的用户在U*N调度矩阵上相应位置置为1，并将n+1的值赋值给n；S6：当前RBG位置判断判断当前RBG是否属于前N/2个RBG，是则继续进入步骤S3继续进行处理，否则遍历第n个RBG，将用户按照信道强度按照从大到小加入到RBG中，每调度一位用户，计算该RGB上的用户和速率与对数和速率，直至用户和速率与对数和速率均不再上升，然后进入步骤S4中继续进行处理；S7：调度矩阵输出经过上述步骤，输出U*N调度矩阵，得到U个用户在N个RGB上的调度情况。2.根据权利要求1所述的基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法，其特征在于：在步骤S2中，在每个传输间隙中，对于第n个RBG，将每位用户在第t条发射天线上的传输强度H
n
，
t
，进行求和作为用户在该RBG上的信道强度，再将用户在N个RBG上的信道强度求均值作为用户的信道强度UserP：其中，N表示传输资源块个数，T表示基站发射天线数，UserP
u
表示用户u的信道强度。3.根据权利要求2所述的基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法，其特征在于：在步骤S3中，将用户u的信道强度UserP
u
按照大小排序，UserP
u
越大即信道强度越高，将信道强度最高的用户调度至第一个RBG，并计算该RBG上的用户和速率，再将没有参加计算的信道强度最高的用户依次调度进来，继续按照用户的信道强度遍历下一个用户，直至遍历完所有用户，使第一个RBG上的用户和速率最大。4.根据权利要求3所述的基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法，其特征在于：当调度某位用户u后计算该RBG上当前所有用户的和速率下降时，说明用户u的调度导致第一个RBG上用户和速率下降，将用户u移出第一个RBG。5.根据权利要求4所述的基于5G大规模天线的多约束用户资源调度优化方法，其特征在于：在步骤S4中，当...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯强中，范文斌，张雨晴，周源，高旭，
申请(专利权)人：科大国创云网科技有限公司，
类型：发明
国别省市：