CN103973345A - 一种基于用户距离的基站天线的调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于用户距离的基站天线调度方法，具体为：首先进行系统初始化，其中包括确定为保证通信的最低信干噪比和基站天线总数，首先基站向服务的本小区用户发送导频信号，用户接收导频信号并计算其与基站之间的距离，然后用户将其距离值发送给本小区基站，基站根据保证基站与用户通信的最低信干噪比以及用户到基站的距离来确定调度天线的个数。本发明适用于发送端配备多天线，接收端配备单天线的大规模多输入多输出蜂窝网络场景，根据小区中不同用户的信干噪比质量不同，基站调度天线数不同，节省了维持多余天线工作的静态能量。同时，每次调用后剩余的天线还可以为其他用户服务，从而提高了下行链路的平均能量效率。

Description

一种基于用户距离的基站天线的调度方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于用户距离的大规模多输入多输出(Massive Multiple Input Multiple Output，Massive MIMO)蜂窝网络中基站天线的调度方法。

背景技术

在MIMO通信系统中，在收发两端配置多天线单元，通过时间-空间联合处理技术，将无线传播中通常被认为是有害的多径传播，转变为对用户有益的多路延迟扩展，从而提高了传送速率。

在MIMO通信系统中，基站天线数目不同所能达到的平均信干噪比(Signal to Interference and Noise Ratio，SINR)是不同的，如Jakob Hoydis et al.“Massive MIMO in the UL/DL of cellular networks:how many antennas dowe need？”,IEEE Jounal on Selected Areas in Communications,Vol.31,No.2,Feburary2013所述。为保证小区内最边缘的用户的通信质量，基站天线的总数目是根据基站和用户之间最差的SINR来确定的，并且天线数目是固定不变的。但是，小区中不同位置的用户离基站远近不同，对应的SINR不同。因此，对于离基站比较近，SINR比较高的用户，基站并不需要调用其所有天线，基站只需要调用其中一部分天线就可以保证和离它比较近的用户的最差SINR通信质量要求。与此同时，因为基站消耗的功率由动态功率和静态功率组成，且基站每次发射的动态功率不变，所以调度天线数目减少了就减少了天线静态功率的消耗，从而提升整个网络下行链路的平均能量效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于用户距离的Massive MIMO蜂窝网络中基站天线的调度方法，节约了基站天线的静态能量，提升了整个网络下行链路的平均能量效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于用户距离的Massive MIMO蜂窝网络中基站天线的调度方法，包括以下步骤：

(1)基站进行系统初始化，确定为保证基站与用户通信的最低SINR值T和小区基站天线的总数N；

(2)基站向服务的本小区用户发送导频信号；

(3)用户接收导频信号并计算其与基站之间的距离r；

(4)用户将其距离值r发送给本小区基站；

(5)基站的天线调度；

(5-1)基站根据保证基站与用户通信的最低SINR值T以及用户到基站的距离r来确定调度天线的个数n；

(5-2)要调度的天线个数n如果小于基站剩余天线个数，则基站调度n个天线为其服务，基站剩下的天线调度按步骤(2)到(5)重复运行。

进一步地，所述步骤(1)中确定为保证基站与用户通信的最低SINR值T和小区基站天线的个数N具体为：

(1.1)根据运营商的覆盖指标要求，确定最低SINR值T；

(1.2)根据SINR与基站天线数之间关系：

$T=\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j{\left(\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^2}{\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{dl}}n}+\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_{l,k}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l\frac{1}{n}\mathrm{tr}{R}_{\mathrm{ljM}}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}+{\mathrm{\Σ}}_{l\≠j}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l{\left|\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}\right|}^2},$ 计算得出n，并将得出的n作为基站天线总数N；其中：

T为基站与用户通信的最低要求SINR值，j为本小区，l＝1,2,…,L为本小区及相邻小区的序号，且l＝1表示本小区j，l＝2,3,…,L表示其他L-1个干扰小区，M为本小区j中的边缘用户，k＝1,2,…,K为小区l中由近及远的K个用户，K为小区l中的用户个数，ρ_dl为下行链路的信噪比，tr表示求矩阵的迹，相关矩阵H表示矩阵的共轭转置，α为路径衰减因子，r_ljM为小区l的基站到本小区j中用户M的距离，I_n为n阶单位矩阵， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}=R_{\mathrm{jjM}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{jjM}})}^{-1}{R}_{\mathrm{jjM}},$ ρ_tr为训练信噪比， $R_{\mathrm{jjM}}={\tilde{R}}_{\mathrm{jjM}}{\tilde{R}}_{\mathrm{jjM}}^H,$ r_jjM为本小区j的基站到本小区j中用户M的距离， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}=R_{\mathrm{llk}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{l}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{llk}})}^{-1}{R}_{\mathrm{llk}},R_{\mathrm{llk}}={\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}{\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}=r_{\mathrm{llk}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_llk为小区l的基站到小区l中第k个用户的距离， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}=R_{\mathrm{jjM}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{l}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{ljM}})}^{-1}{R}_{\mathrm{ljM}},R_{\mathrm{ljM}}={\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}{\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}=r_{\mathrm{ljM}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_ljM为小区l的基站到本小区j中用户M的距离， ${\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j={\left(\frac{1}{K}{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^{-1},{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l={\left(\frac{1}{K}{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}\right)}^{-1}.$

进一步地，所述步骤(3)具体包括：

(3.1)用户接收导频信号s_pilot；

(3.2)通过相关检测估计信号到达时间t_TOA；

(3.3)计算出用户与基站之间的距离r＝ct_TOA，其中，c＝3×10⁸ms是信号在空中的传播速度。

进一步地，所述步骤(5.1)具体包括：

根据SINR与基站天线数之间关系 $T=\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j{\left(\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^2}{\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{dl}}n}+\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_{l,k}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l\frac{1}{n}\mathrm{tr}{R}_{\mathrm{ljM}}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}+{\mathrm{\Σ}}_{l\≠j}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l{\left|\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}\right|}^2}$ 求解n，将n作为基站为用户调度的天线个数；其中：

T为基站与用户通信的最低要求SINR值，j为本小区，l＝1,2,…,L为本小区及相邻小区的序号，且l＝1表示本小区j，l＝2,3,…,L表示其他L-1个干扰小区，m为本小区j中，k＝1,2,…,K为小区l中由近及远的K个用户，K为小区l中的用户个数，ρ_dl为下行链路的信噪比，tr表示求矩阵的迹，相关矩阵H表示矩阵的共轭转置，α为路径衰减因子，r_ljm为小区l的基站到本小区j中用户m的距离，I_n为n阶单位矩阵， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjm}}=R_{\mathrm{jjm}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{jjm}})}^{-1}{R}_{\mathrm{jjm}},$ ρ_tr为训练信噪比， $R_{\mathrm{jjm}}={\tilde{R}}_{\mathrm{jjm}}{\tilde{R}}_{\mathrm{jjm}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{jjm}}=r_{\mathrm{jjm}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_jjm为本小区j的基站到本小区j中用户m的距离， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}=R_{\mathrm{llk}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{l}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{llk}})}^{-1}{R}_{\mathrm{llk}},R_{\mathrm{llk}}={\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}{\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}=r_{\mathrm{llk}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_llk为小区l的基站到小区l中第k个用户的距离， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}=R_{\mathrm{jjM}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{l}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{ljM}})}^{-1}{R}_{\mathrm{ljM}},R_{\mathrm{ljM}}={\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}{\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}=r_{\mathrm{ljM}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_ljm为小区l的基站到本小区j中用户m的距离， ${\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j={\left(\frac{1}{K}{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^{-1},{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l={\left(\frac{1}{K}{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}\right)}^{-1}.$

本发明与基站全天线传输技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、根据不同用户的不同距离，基站调用的天线数目小于等于基站天线总数，节省了维持多余天线工作的静态能量；

2、基站对每一个用户只调用其部分天线，增加了基站平均每次服务的用户数，提升了系统的容量；

3、增加了基站平均每次服务的用户数，从而提高了整个网络下行链路的平均能量效率。

附图说明

图1为本发明实施例中小区基站和用户示意图；

图2为本发明实施例中单小区内场景示意图；

图3本发明基站天线调度方法的流程图；

图4为利用本发明方法每个用户节约能耗图；

图5为本发明方法与基站不考虑用户位置全天线传输的平均能量效率比较图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明实施例中讨论的小区结构为正六边形的蜂窝网络结构，小区边长为1km。本小区通信时只考虑来自周围6个小区的干扰，且周围6个小区和本小区组成结构一样。

图2为根据上述网络拓扑结构给出的每个小区内部的具体结构，在每个小区中考虑有K个用户组成的单基站多用户下行MIMO链路，用户在正六边形小区内均匀分布。

整个系统工作流程图如图3所示。具体包括以下几个步骤：

1.首先进行系统初始化，根据运营商的覆盖指标要求，确定最低SINR值T；例如根据中国移动的覆盖指标要求，双路室分公共参考信号的SINR要大于9dB，所以这里取基站与用户通信的最低SINR值T＝10dB，根据Jakob Hoydis等的论文“Massive MIMO in the UL/DL of cellular networks:how many antennas do we need？”，SINR与基站天线数满足 $T=\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j{\left(\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^2}{\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{dl}}n}+\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_{l,k}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l\frac{1}{n}\mathrm{tr}{R}_{\mathrm{ljM}}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}+{\mathrm{\Σ}}_{l\≠j}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l{\left|\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}\right|}^2},$ 计算得出n，并将得出的n作为基站天线总数N；其中：T为基站与用户通信的最低要求SINR值，j为本小区，l＝1,2,…,L为本小区及相邻小区的序号，且l＝1表示本小区j，l＝2,3,…,L表示其他L-1个干扰小区，M为本小区j中的边缘用户，k＝1,2,…,K为小区l中由近及远的K个用户，K为小区l中的用户个数，ρ_dl为下行链路的信噪比，tr表示求矩阵的迹，相关矩阵H表示矩阵的共轭转置，α为路径衰减因子，r_ljM为小区l的基站到本小区j中用户M的距离，I_n为n阶单位矩阵，ρ_tr为训练信噪比，r_jjM为本小区j的基站到本小区j中用户M的距离， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}=R_{\mathrm{llk}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{l}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{llk}})}^{-1}{R}_{\mathrm{llk}},R_{\mathrm{llk}}={\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}{\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}=r_{\mathrm{llk}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_llk为小区l的基站到小区l中第k个用户的距离， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}=R_{\mathrm{jjM}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{l}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{ljM}})}^{-1}{R}_{\mathrm{ljM}},R_{\mathrm{ljM}}={\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}{\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}=r_{\mathrm{ljM}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_ljM为小区l的基站到本小区j中用户M的距离， ${\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j={\left(\frac{1}{K}{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^{-1},{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l={\left(\frac{1}{K}{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}\right)}^{-1}.$ 这里取离本小区基站最远的边缘用户，距离本小区基站r＝r_jjM＝1km，代入上式计算得出：当基站天线的个数n＞150时，SINR＞10dB，即大于最低SINR所要求10dB，且当n＝200时，SINR＝10.6dB，因此，根据上面结果，这里设定小区基站天线总数N＝200；

2.基站向服务的本小区用户发送导频信号s_pilot；

3.用户接收导频信号s_pilot，首先通过相关检测估计信号到达时间t_TOA，然后计算出用户与基站之间的距离r＝ct_TOA，其中，c＝3×10⁸ms是信号在空中的传播速度；

4.用户将其距离值r发送给本小区基站；

5.基站的天线调度；

(5-1)根据步骤(1)中SINR与基站天线数满足的函数关系的，将其中参数M替换为m，即函数关系变为 $T=\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j{\left(\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^2}{\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{dl}}n}+\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_{l,k}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l\frac{1}{n}\mathrm{tr}{R}_{\mathrm{ljM}}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}+{\mathrm{\Σ}}_{l\≠j}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l{\left|\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}\right|}^2},$ 只要解此方程，就可得出对应不同SINR值所需要调度的天线个数n。根据Oliver Arnold等的论文“Power Consumption Modeling of Different BaseStation Types in Heterogeneous Cellular Networks”，每个天线的静态功率为其中，C_PS为供电损耗系数，P_TX为每个放大器最大发射功率，μ_PA为放大器系数，C_TX为静态发射功率系数，P_SP为静态的信号处理所耗的功率。根据每根天线消耗的静态能量可算出调度后节省的能量为P＝(N-n)·P_static；

(5-2)要调度的天线个数如果小于基站剩余天线个数，则基站调度n个天线为请求通信的用户服务。基站剩下的天线调度方法同上，即，按步骤(2)到(5)重复运行；

根据上述的天线调度可以算出基站的平均能量效率为其中，P为基站发送功率，C为信道传输容量，B为信道带宽，且根据香农定理可得出C/B与SINR的函数关系为C/B＝Σ_xlog₂(1+t_SINR)，其中，x为基站所服务的用户。

图4为本发明基站对不同位置用户进行天线调度的节约能耗图，图5为本发明与基站不考虑用户位置全天线传输的平均能量效率的比较图。仿真图中用到的参数有发射天线数N＝200、保证通信质量的最低SINR值T＝10dB、本小区j用户数M＝10、小区l中的用户个数K＝10、基站发射功率为P_BS＝20W、供电损耗系数C_PS＝0.11、每个放大器最大发射功率P_TX＝20W、放大器系数μ_PA＝0.4、静态发射功率系数C_TX＝0.8、静态的信号处理所耗的功率P_SP＝15W。仿真了本发明对于不同SINR用户的天线调度。从图4中可以看出，本发明在对SINR比较高的用户，只需调用基站的部分天线，而并不需要全天线为其服务，节省了维持天线工作的静态能量。与此同时，每次调用后剩余的天线还可以为其他用户服务，提升了系统容量，从而也提高了系统的能效。如图5所示，本发明在实际系统条件下具有节省多余天线静态能量开销的优点，提高了整个网络下行链路的平均能量效率。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于用户距离的Massive MIMO蜂窝网络中基站天线的调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)基站进行系统初始化，确定为保证基站与用户通信的最低SINR值T和小区基站天线的总数N；

(2)基站向服务的本小区用户m发送导频信号；

(3)用户m接收导频信号并计算其与基站之间的距离r；

(4)用户m将其距离值r发送给本小区基站；

(5)基站的天线调度；

(5-1)基站根据保证基站与用户通信的最低SINR值T以及用户m到基站的距离r来确定调度天线的个数n；

(5-2)要调度的天线个数n如果小于基站剩余天线个数，则基站调度n个天线为其服务，基站剩下的天线调度按步骤(2)到(5)重复运行。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中确定为保证基站与用户通信的最低SINR值T和小区基站天线的个数N具体为：

(1.1)根据运营商的覆盖指标要求，确定最低SINR值T；

(1.2)根据SINR与基站天线数之间关系：

$T=\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j{\left(\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^2}{\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{dl}}n}+\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_{l,k}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l\frac{1}{n}\mathrm{tr}{R}_{\mathrm{ljM}}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}+{\mathrm{\Σ}}_{l\≠j}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l{\left|\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}\right|}^2},$ 计算得出n，并将得出的n作为基站天线总数N；其中：

T为基站与用户通信的最低要求SINR值，j为本小区，l＝1,2,…,L为本小区及相邻小区的序号，且l＝1表示本小区j，l＝2,3,…,L表示其他L-1个干扰小区，M为本小区j中的边缘用户，k＝1,2,…,K为小区l中由近及远的K个用户，K为小区l中的用户个数，ρ_dl为下行链路的信噪比，tr表示求矩阵的迹，相关矩阵H表示矩阵的共轭转置，α为路径衰减因子，r_ljM为小区l的基站到本小区j中用户M的距离，I_n为n阶单位矩阵， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}=R_{\mathrm{jjM}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{jjM}})}^{-1}{R}_{\mathrm{jjM}},$ ρ_tr为训练信噪比， $R_{\mathrm{jjM}}={\tilde{R}}_{\mathrm{jjM}}{\tilde{R}}_{\mathrm{jjM}}^H,$ r_jjM为本小区j的基站到本小区j中用户M的距离， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}=R_{\mathrm{llk}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{l}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{llk}})}^{-1}{R}_{\mathrm{llk}},R_{\mathrm{llk}}={\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}{\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}=r_{\mathrm{llk}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_llk为小区l的基站到小区l中第k个用户的距离， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}=R_{\mathrm{jjM}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{l}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{ljM}})}^{-1}{R}_{\mathrm{ljM}},R_{\mathrm{ljM}}={\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}{\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}=r_{\mathrm{ljM}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_ljM为小区l的基站到本小区j中用户M的距离， ${\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j={\left(\frac{1}{K}{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^{-1},{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l={\left(\frac{1}{K}{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}\right)}^{-1}.$

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)具体包括：

(3.1)用户接收导频信号s_pilot；

(3.2)通过相关检测估计信号到达时间t_TOA；

(3.3)计算出用户与基站之间的距离r＝ct_TOA，其中，c＝3×10⁸ms是信号在空中的传播速度。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(5.1)具体包括：

根据SINR与基站天线数之间关系 $T=\frac{{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j{\left(\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^2}{\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{dl}}n}+\frac{1}{n}{\mathrm{\Σ}}_{l,k}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l\frac{1}{n}\mathrm{tr}{R}_{\mathrm{ljM}}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}+{\mathrm{\Σ}}_{l\≠j}{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l{\left|\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}\right|}^2}$ 求解n，将n作为基站为用户调度的天线个数；其中：

T为基站与用户通信的最低要求SINR值，j为本小区，l＝1,2,…,L为本小区及相邻小区的序号，且l＝1表示本小区j，l＝2,3,…,L表示其他L-1个干扰小区，m为本小区j中的用户，k＝1,2,…,K为小区l中由近及远的K个用户，K为小区l中的用户个数，ρ_dl为下行链路的信噪比，tr表示求矩阵的迹，相关矩阵H表示矩阵的共轭转置，α为路径衰减因子，r_ljm为小区l的基站到本小区j中用户m的距离，I_n为n阶单位矩阵， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjm}}=R_{\mathrm{jjm}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{jjm}})}^{-1}{R}_{\mathrm{jjm}},$ ρ_tr为训练信噪比， $R_{\mathrm{jjm}}={\tilde{R}}_{\mathrm{jjm}}{\tilde{R}}_{\mathrm{jjm}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{jjm}}=r_{\mathrm{jjm}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_jjm为本小区j的基站到本小区j中用户m的距离， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}=R_{\mathrm{llk}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{l}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{llk}})}^{-1}{R}_{\mathrm{llk}},R_{\mathrm{llk}}={\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}{\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{llk}}=r_{\mathrm{llk}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_llk为小区l的基站到小区l中第k个用户的距离， ${\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{ljM}}=R_{\mathrm{jjM}}{(\frac{1}{{\mathrm{\ρ}}_{\mathrm{tr}}}{I}_n+\underset{l}{\mathrm{\Σ}}{R}_{\mathrm{ljM}})}^{-1}{R}_{\mathrm{ljM}},R_{\mathrm{ljM}}={\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}{\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}^H,{\tilde{R}}_{\mathrm{ljM}}=r_{\mathrm{ljM}}^{-\mathrm{\α}/2}{I}_n,$ r_ljm为小区l的基站到本小区j中用户m的距离， ${\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_j={\left(\frac{1}{K}{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{jjM}}\right)}^{-1},{\stackrel{\‾}{\mathrm{\μ}}}_l={\left(\frac{1}{K}{\mathrm{\Σ}}_{k=1}^K\frac{1}{n}\mathrm{tr}{\mathrm{\Ψ}}_{\mathrm{llk}}\right)}^{-1}.$