CN102098736B - 协作调度中的用户调度方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种协作调度中的用户调度方法及基站，应用于高级长期演进系统，此方法包括：协作小区在初始调度中确定用户配对信息并保存，所述协作小区在后续的迭代调度中使用已保存的所述用户配对信息确定调度用户。采用发明中的调度方案，在小区内调度时，在初始调度过程中保存用户配对信息，并在后续的迭代调度中使用，迭代调度中则不需进行多用户配对搜索，在不降低系统性的前提下，减少迭代调度中的计算量，减少迭代调度占用的系统资源，加快系统处理时间，从而使整个区域内的性能趋向最优。

Description

协作调度中的用户调度方法及基站

技术领域

本发明涉及高级长期演进(Long Term Evaluation-Advanced，简称LTE-A)系统中的用户调度技术，尤其涉及协作调度中的用户调度方法及基站。

背景技术

在LTE-A系统中，为了提高高速数据速率业务的覆盖率和小区平均吞吐率，引入了多点协作(Coordinated Multiple Point，简称COMP)传输和接收技术。

当前的LTE-A系统中，对COMP技术主要分为两部分：

(1)联合传输技术：协作传输集合中各个节点都可以获得数据信息，在同一时刻将数据在物理下行共享信道(physical downlink shared channel，简称PDSCH)通过多个节点或者一个节点传输。

(2)协作调度：仅仅服务小区可以获得待传输的数据信息，但是对用户的调度和波束赋形的确认是通过在协作集合协商完成的。

现有技术中协作小区对用户调度的包括小区内的初始调度和一次或多次小区间的迭代调度，并在每次迭代调度中进行多用户配对搜索后完成用户调度。如何在协作调度中快速有效的选择调度用户是现有技术中需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供协作调度中的用户调度方法及基站，减少迭代过程中的计算量，提高系统性能。

为了解决上述问题，本发明提供了一种协作调度中的用户调度方法，应用于高级长期演进系统，包括：协作小区在初始调度中确定用户配对信息并保存，所述协作小区在后续的迭代调度中使用已保存的所述用户配对信息确定调度用户。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

所述协作小区在每次迭代调度开始时，获知其它协作小区在上一次调度中确定的调度用户，按照本协作小区用户对其它协作小区确定的调度用户的干扰情况，确定本协作小区的预调度用户。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

本协作小区的预调度用户是本协作小区用户中对其它协作小区确定的调度用户不存在干扰的一个或多个用户，或者，将本协作小区用户按照对其它协作小区确定的调度用户的干扰程度由小到大排序后的前M个用户；本协作小区的用户个数为N，M为大于等于1且小于等于N的整数。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

在所述协作小区确定预调度用户后，判断已保存的用户配对信息中的一个或多个用户对包含于所述预调度用户中时，计算调度所述用户对对应的系统性能，并分别计算调度所述预调度用户中各用户时对应的系统性能，将系统性能最好的用户或用户对作为确定的调度用户。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

所述协作小区用户对其它协作小区用户确定的调度用户的干扰程度均大于系统设定的干扰阈值时，所述协作小区在本次迭代调度中不设定预调度用户，进而在本次迭代调度中不设定调度用户。

进一步地，上述方法还具有以下特点：

所述协作小区执行多次迭代调度，所述协作小区停止迭代调度的条件是：

执行迭代调度的次数到达系统设定次数，或者，连续两次迭代调度确定的调度用户相同。

为了解决上述问题，本发明提供了一种协作调度中的基站，应用于高级长期演进系统，包括初始调度处理模块，迭代调度处理模块；所述初始调度处理模块，用于在处理协作小区的初始调度过程中确定用户配对信息，并保存所述用户配对信息；所述迭代调度处理模块，用于在所述协作小区的迭代调度中使用已保存的所述用户配对信息确定调度用户。

进一步地，上述基站还具有以下特点：

所述迭代调度处理模块，用于在每次迭代调度开始时，获知其它协作小区在上一次调度中确定的调度用户，按照本协作小区用户对其它协作小区确定的调度用户的干扰情况，确定本协作小区的预调度用户。

进一步地，上述基站还具有以下特点：

本协作小区的预调度用户是本协作小区用户中对其它协作小区确定的调度用户不存在干扰的一个或多个用户，或者，将本协作小区用户按照对其它协作小区确定的调度用户的干扰程度由小到大排序后的前M个用户；本协作小区的用户个数为N，M为大于等于1且小于等于N的整数。

进一步地，上述基站还具有以下特点：

所述迭代调度处理模块，还用于在确定预调度用户后，判断已保存的用户配对信息中的一个或多个用户对包含于所述预调度用户中时，计算调度所述用户对对应的系统性能，并分别计算调度所述预调度用户中各用户时对应的系统性能，将系统性能最好的用户或用户对作为确定的调度用户。

进一步地，上述基站还具有以下特点：

所述迭代调度处理模块，还用于在所述协作小区用户对其它协作小区用户确定的调度用户的干扰程度均大于系统设定的干扰阈值时，在本次迭代调度中不设定预调度用户，进而在本次迭代调度中不设定调度用户。

进一步地，上述基站还具有以下特点：

所述迭代调度处理模块，还用于执行多次迭代调度，停止迭代调度的条件是：执行迭代调度的次数到达系统设定次数，或者，连续两次迭代调度确定的调度用户相同。

采用发明中的调度方案，在小区内调度时，在初始调度过程中保存用户配对信息，并在后续的迭代调度中使用，迭代调度中则不需进行多用户配对搜索，在不降低系统性的前提下，减少迭代调度中的计算量，减少迭代调度占用的系统资源，加快系统处理时间，从而使整个区域内的性能趋向最优。

附图说明

图1是实施例的协作调度中的用户调度方法流程图。

具体实施方式

本发明应用高级长期演进系统，本发明适用的协作区域内一般包括若干协作小区，每个协作小区都可以支持单用户多入多出(Single-UserMulti-Input Multi-Output，简称SU-MIMO)和多用户多入多出(Multi-userMulti-Input Multi-Output，简称SU-MIMO)天线模式，每个协作小区内的用户独立测量本身到所在服务小区的信道质量，并将测量信息反馈给所在服务小区。

协作调度中的基站，包括初始调度处理模块，迭代调度处理模块；

初始调度处理模块，用于在处理协作小区的初始调度过程中确定用户配对信息，并保存所述用户配对信息。

迭代调度处理模块，用于在所述协作小区的迭代调度中使用已保存的所述用户配对信息确定调度用户。

迭代调度处理模块，在每次迭代调度开始时，获知其它协作小区在上一次调度中确定的调度用户，按照本协作小区用户对其它协作小区确定的调度用户的干扰情况，确定本协作小区的预调度用户。确定的预调度用户是本协作小区用户中对其它协作小区确定的调度用户不存在干扰的一个或多个用户，或者，将本协作小区用户按照对其它协作小区确定的调度用户的干扰程度由小到大排序后的前M个用户；本协作小区的用户个数为N，M为大于等于1且小于等于N的整数。

迭代调度处理模块，在确定预调度用户后，判断已保存的用户配对信息中的一个或多个用户对包含于所述预调度用户中时，计算调度所述用户对对应的系统性能，并分别计算调度所述预调度用户中各用户时对应的系统性能，将系统性能最好的用户或用户对作为确定的调度用户。

迭代调度处理模块可执行多次迭代调度，停止迭代调度的条件是：执行迭代调度的次数到达系统设定次数，或者，连续两次迭代调度确定的调度用户相同。

在所述协作小区用户对其它协作小区用户确定的调度用户的干扰程度均大于系统设定的干扰阈值时，迭代调度处理模块在本次迭代调度中不设定预调度用户，进而在本次迭代调度中不设定调度用户。

如图1所示，协作调度中的用户调度方法包括：

步骤101，协作小区在初始调度中确定用户配对信息并保存；

所谓初始调度是指各协作小区不考虑其他小区信息，首次进行本小区调度。具体的，协作小区收到本小区内用户的信道测量信息后，不考虑其他小区的调度情况，完成本小区初始调度，在信道状态允许的情况下，可进行多用户调度，保存所有可能的用户配对信息。用户配对是根据用户的信道信息判断出的正交或准正交的两个用户(即用户对)或满足一定性能要求的两个用户可配对使用。

发明中所述保留的配对信息是满足系统设定的性能要求的配对信息。系统设定的性能要求可以是两用户间的干扰强度(或者称之为正交程度)。

步骤102，协作小区在后续的迭代调度中使用已保存的所述用户配对信息确定调度用户。

协作小区可执行多次迭代调度，每次迭代调度包括以下步骤：

(a)协作小区获知其它协作小区在上一次调度中确定的调度用户。

第一迭代调度时，其上一次调度即为初始调度。

(b)按照本协作小区用户对其它协作小区确定的调度用户的干扰情况，确定本协作小区的预调度用户。

本协作小区的预调度用户是本协作小区用户中对其它协作小区确定的调度用户不存在干扰的一个或多个用户，或者，将本协作小区用户按照对其它协作小区确定的调度用户的干扰程度由小到大排序后的前M个用户；本协作小区的用户个数为N，M为大于等于1且小于等于N的整数。

系统还可设定确定本协作小区用户对其它协作小区用户间干扰程度的干扰阈值，本协作小区用户对其它协作小区用户确定的调度用户的干扰程度均大于系统设定的此干扰阈值时即表示调度本小区的任何一个用户都会对其他小区形成超出系统接受能力的干扰，则在本协作小区在本次迭代调度中不设定预调度用户，进而在本次迭代调度中不设定调度用户。

(c)在所述协作小区确定预调度用户后，判断已保存的用户配对信息中的一个或多个用户对包含于所述预调度用户中时，计算调度所述用户对对应的系统性能，并分别计算调度所述预调度用户中各用户时对应的系统性能，将系统性能最好的用户或用户对作为确定的调度用户。

所述协作小区可执行多次迭代调度，所述协作小区停止迭代调度的条件是：执行迭代调度的次数到达系统设定次数，或者，连续两次迭代调度确定的调度用户相同。

上述方法中，在小区内调度时，在初始调度过程中保存用户配对信息，并在后续的迭代调度中使用，迭代调度中则不需进行多用户配对搜索，在不降低系统性的前提下，减少迭代调度中的计算量，减少迭代调度占用的系统资源，加快系统处理时间，从而使整个区域内的性能趋向最优。

此发明可以采用集中式、分布式或者两者相结合的方式实现，集中式是指将所有协作小区的待调度用户信息汇总在一个中心控制点上，由此中心控制点独立完成迭代调度，最后将调度结果发送给相应的协作小区；分布式是指各协作小区独自获取其他协作小区的预调度信息，独自完成本小区预调度，并将本小区预调度信息发送给其他协作小区；集中式和分布式两者相结合的方式可称之为中继方式。

下面给出本发明在中继式协作网络中的一个具体实施例。本具体实施例中，迭代调度的结束条件是连续两次迭代调度确定的调度用户相同(即达到收敛)。

假定区域内有3个协作小区，分别为协作小区A、协作小区B和协作小区C。每个协作小区都支持MU-MIMO和SU-MIMO模式，每个协作小区的协作资源内有3个待调度的用户。

协作小区A的待调度用户分别称之为：用户a1、用户a2和用户a3。

协作小区B的待调度用户分别称之为：用户b1、用户b2和用户b3。

协作小区C的待调度用户分别称之为：用户c1、用户c2和用户c3。

假定用户a2与用户c2、用户a2和用户b3的第一个流、用户c3与用户b3的第二个流之间会形成强烈干扰。并假定选择业务量最小的协作小区C作为中继小区。

初始调度：

不考虑其它协作小区，3个协作小区独立进行本小区调度。

协作小区A在综合考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态下，完成本小区初始调度，确定初始调度用户为a2，并且a1和a3两用户可以进行配对。

协作小区B在综合考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态下，完成本小区初始调度，确定初始调度用户为b3且其可以同时发送两个流，此小区内的待调度用户没有可以相互匹配的用户配对；此调度即为SU-MIMO模式。

协作小区C在综合考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态下，完成本小区初始调度，确定初始调度用户为c2和c3，此调度即为MU-MIMO模式。

3个协作小区初始调度完成后，分别将调度结果及调度用户的相关信息发送中继小区；中继小区将其他小区的调度信息汇总后，再全部发送给所有协作小区；各协作小区收到中继小区发送的所有最新的调度信息后，重新计算本小区调度方案；

第一次迭代预调度：

协作小区A，除考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态外，同时考虑协作小区B的调度(调度用户b3，并且采用两个流)和协作小区C的调度(同时调度c2和c3用户)，即在满足本小区一定性能的情况下也要考虑对其他协作小区带来的性能损失，进而完成本小区初始调度。

调度过程中，在假定b3、c2和c3已被调度情况下，重新计算本小区3个用户被调度可能性。用户a2和用户b3的第一个流有强干扰，与用户c2有干扰，所以a2调度的优先级最小。对其它协作小区确定的调度用户不存在干扰的用户为a3，a1，第一次迭代调度中预调度用户为a3，a1。判断初始调度中的保留的配对信息中a3和a1可配对，计算同时调度a3和a1时对应的系统性能，计算单独调度a3或a1时对应的系统性能，同时调度两个用户的性能要好于单独调度a3或a1的性能时，确定调度用户为a3和a1。

其它具体实施例中，除了上述将本协作小区用户中对其它协作小区确定的调度用户不存在干扰的用户作为预调度用户外，还可以将本协作小区用户按照对其它协作小区确定的调度用户的干扰程度由小到大排序后的前M个用户作为预调度用户，本协作小区的用户个数为N，M为大于等于1且小于等于N的整数。例如，排列顺序为a3、a1、a2，将前两个用户作为预调度用户。

确定了多个预调度用户后，还可以根据各用户的当前信道状态排列确定其调度优先级的先后顺序。

协作小区B，除考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态外，同时考虑协作小区A的调度(用户a2)和协作小区C的调度(同时调度c2和c3用户)，即在满足本小区一定性能的情况下也要考虑对其他协作小区带来的性能损失，进而完成本小区初始调度。

调度过程中，在假定用户a2、c2和c3已被调度情况下，重新计算本小区3个用户被调度可能性。用户a2和用户b3的第一个流有强干扰，用户c3和用户b3的第二个流有强干扰，所以b3调度的优先级最小。对其它协作小区确定的调度用户不存在干扰的用户为b1，b2，第一次迭代调度中预调度用户为b1、b2。查找初始调度中保留的配对信息，除b3可用两个流外，无其它配对信息，可确定调度用户为b2。

协作小区C，除考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态外，同时考虑协作小区A的调度(用户a2)和协作小区B的调度(调度用户b3，并且采用两个流)即在满足本小区一定性能的情况下也要考虑对其他协作小区带来的性能损失，进而完成本小区初始调度。

调度过程中，在假定a2和b3已被调度情况下，重新计算本小区3个用户被调度可能性。用户c3和用户b3的第二个流有强干扰，用户a2与用户c2之间有强干扰，所以c3、c2调度的优先级最小。查找初始调度中的保留的配对信息，c3和c2可配对，重新计算同时调度两个用户的性能，通过计算，同时调度的性能仍然要比单独调度c1的性能差，所以此次预调度结果c1。

3个协作小区初始调度完成后，分别将调度结果及调度用户的相关信息发送中继小区；中继小区将其他小区的调度信息汇总后，首先判断此次调度结果与上次调度结果是否完全一致，发现不完全一致，即未达到收敛状态，再将此次调度信息全部发送给所有协作小区；各协作小区收到中继小区发送的所有最新的调度信息后，重新计算本小区调度方案；

第二次迭代预调度：

协作小区A，除考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态外，B小区预调度用户b2；C小区预调度用户c1，进而完成本小区初始调度。调度过程，在假定b2、c1已被调度情况下，重新计算本小区3个用户被调度可能性，单用户被调度的可能性大小依次为：a3、a1、a2；查找初始调度中的保留的配对信息，a3和a1可配对，计算同时调度此配对用户的性能，性能比单独调度a3好，所以此次预调度结果是a1和a3两用户，即与上次调度结果一致。

协作小区B，除考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态外，同时考虑A小区预调度a1、a3两用户和C小区预调度用户c1，进而完成本小区初始调度。调度过程，在假定用户a1、a3和c1已被调度情况下，重新计算本小区3个用户被调度可能性，单用户被调度的可能性大小依次为：b2、b3、b1，查找初始调度中保留的配对信息，b3可用两个流，通过计算同时调度b3两个流性能比单独调度b2差，所以此次预调度结果是用户b2，即与上次调度结果一致。

协作小区C，除考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态外，同时考虑A小区预调度a1和a3两用户以及B小区预调度用户b2；，进而完成本小区初始调度。调度过程：在假定a1、a3和b2已被调度情况下，重新计算本小区3个用户被调度可能性，单用户被调度的可能性大小依次为：c1、c3、c2，查找初始调度中的保留的配对信息，c3和c2可配对，重新计算同时调度两个用户的性能，通过计算，同时调度的性能要比单独调度c1的性能好，所以此次预调度结果c2和c3。

3个协作小区第一次迭代调度完成后，分别将调度结果及调度用户的相关信息发送中继小区；中继小区将其他小区的调度信息汇总后，首先判断此次调度结果与上次调度结果是否完全一致，发现不完全一致，即未达到收敛状态，再将此次调度信息全部发送给所有协作小区；各协作小区收到中继小区发送的所有最新的调度信息后，重新计算本小区调度方案；

第三次迭代调度：

协作小区A，除考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态外，B小区预调度用户b2；C小区预调度用户c2和c3，进而完成本小区初始调度。调度过程，在假定b2、c2和c3已被调度情况下，重新计算本小区3个用户被调度可能性，单用户被调度的可能性大小依次为：a3、a1、a2，然后查找初始调度中的保留的配对信息，a3和a1可配对，计算同时调度此配对用户的性能，性能比单独调度a3好，所以此次预调度结果是a1和a3两用户，即与上次调度结果一致。

协作小区B，除考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态外，同时考虑A小区预调度a1、a3两用户和C小区预调度用户c2和c3，进而完成本小区初始调度。调度过程，在假定用户a1、a3、c2、c3已被调度情况下，重新计算本小区3个用户被调度可能性，单用户被调度的可能性大小依次为：b2、b1、b3，查找初始调度中保留的配对信息，b3可用两个流，通过计算同时调度b3两个流性能比单独调度b2差，所以此次预调度结果是用户b2，即与上次调度结果一致。

协作小区C，除考虑公平性和各待调度用户的当前信道状态外，同时考虑A小区预调度a1和a3两用户以及B小区预调度用户b2；，进而完成本小区初始调度。调度过程：由于上次小区A和小区B预调度结果未改变，所以此次预调度结果仍为上次预调度结果即调度用户c2和c3。

3个协作小区第一次迭代调度完成后，分别将调度结果及调度用户的相关信息发送中继小区；中继小区将其他小区的调度信息汇总后，首先判断此次调度结果与上次调度结果是否完全一致，发现完全一致，即到收敛状态，通知所有协作小区调度达到最佳状态，调度结束；各协作小区收到中继小区发送的调度完成信息后，按照最终的迭代结果进行相应的调度。

当协作小区增多，待调度用户增多时，以最终收敛为迭代结束条件，可能需要非常多的迭代次数或者无法获得一个最终的收敛状态，所以判定迭代结束条件也可以是限定迭代预调度次数、或者整个区域满足一定的性能门限。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种协作调度中的用户调度方法，应用于高级长期演进系统，其特征在于，

协作小区在初始调度中确定用户配对信息并保存，所述协作小区在后续的迭代调度中使用已保存的所述用户配对信息确定调度用户；

所述用户配对是根据用户的信道信息判断出的正交或准正交的两个用户。

2.如权利要求1所述的调度方法，其特征在于，

所述协作小区在每次迭代调度开始时，获知其它协作小区在上一次调度中确定的调度用户，按照本协作小区用户对其它协作小区确定的调度用户的干扰情况，确定本协作小区的预调度用户。

3.如权利要求1所述的调度方法，其特征在于，

本协作小区的预调度用户是本协作小区用户中对其它协作小区确定的调度用户不存在干扰的一个或多个用户，或者，将本协作小区用户按照对其它协作小区确定的调度用户的干扰程度由小到大排序后的前M个用户；本协作小区的用户个数为N，M为大于等于1且小于等于N的整数。

4.如权利要求2或3所述的调度方法，其特征在于，

在所述协作小区确定预调度用户后，判断已保存的用户配对信息中的一个或多个用户对包含于所述预调度用户中时，计算调度所述用户对对应的系统性能，并分别计算调度所述预调度用户中各用户时对应的系统性能，将系统性能最好的用户或用户对作为确定的调度用户。

5.如权利要求3所述的调度方法，其特征在于，

所述协作小区用户对其它协作小区用户确定的调度用户的干扰程度均大于系统设定的干扰阈值时，所述协作小区在本次迭代调度中不设定预调度用户，进而在本次迭代调度中不设定调度用户。

6.如权利要求4所述的调度方法，其特征在于，

所述协作小区执行多次迭代调度，所述协作小区停止迭代调度的条件是：

执行迭代调度的次数到达系统设定次数，或者，连续两次迭代调度确定的调度用户相同。

7.一种协作调度中的基站，应用于高级长期演进系统，其特征在于，包括初始调度处理模块，迭代调度处理模块；

所述初始调度处理模块，用于在处理协作小区的初始调度过程中确定用户配对信息，并保存所述用户配对信息；

所述迭代调度处理模块，用于在所述协作小区的迭代调度中使用已保存的所述用户配对信息确定调度用户；

所述用户配对是根据用户的信道信息判断出的正交或准正交的两个用户。

8.如权利要求7所述的基站，其特征在于，

所述迭代调度处理模块，用于在每次迭代调度开始时，获知其它协作小区在上一次调度中确定的调度用户，按照本协作小区用户对其它协作小区确定的调度用户的干扰情况，确定本协作小区的预调度用户。

9.如权利要求8所述的基站，其特征在于，

本协作小区的预调度用户是本协作小区用户中对其它协作小区确定的调度用户不存在干扰的一个或多个用户，或者，将本协作小区用户按照对其它协作小区确定的调度用户的干扰程度由小到大排序后的前M个用户；本协作小区的用户个数为N，M为大于等于1且小于等于N的整数。

10.如权利要求8或9所述的基站，其特征在于，

所述迭代调度处理模块，还用于在确定预调度用户后，判断已保存的用户配对信息中的一个或多个用户对包含于所述预调度用户中时，计算调度所述用户对对应的系统性能，并分别计算调度所述预调度用户中各用户时对应的系统性能，将系统性能最好的用户或用户对作为确定的调度用户。

11.如权利要求9所述的基站，其特征在于，

所述迭代调度处理模块，还用于在所述协作小区用户对其它协作小区用户确定的调度用户的干扰程度均大于系统设定的干扰阈值时，在本次迭代调度中不设定预调度用户，进而在本次迭代调度中不设定调度用户。

12.如权利要求10所述的基站，其特征在于，

所述迭代调度处理模块，还用于执行多次迭代调度，停止迭代调度的条件是：执行迭代调度的次数到达系统设定次数，或者，连续两次迭代调度确定的调度用户相同。