CN104302006A - 一种分布式多天线网络统筹调度系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的分布式多天线网络统筹调度系统，所述系统包括：第一预处理单元、统筹调度单元、非统筹调度单元、统筹调度传输单元以及非统筹调度传输单元。与非统筹调度系统相比，不仅解决现有调度系统边界小区用户得不到良好调度，传输效率低的问题，还较好的兼顾了系统性能及复杂度，有效抑制了小区间干扰，提高了小区边界用户性能，可以在复杂度较低且兼顾边界小区用户传输速率的前提下获得较高的系统容量。

Description

一种分布式多天线网络统筹调度系统

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种分布式多天线网络统筹调度系统。

背景技术

随着移动通信用户数量的急剧增加和无线宽带业务(如多媒体业务)的迅速兴起，人们期望移动通信系统能提供更高的数据传输率(100Mbps以上)和更高的频谱效率(10bps/Hz以上)。

多入单出系统是一种在发射端配置多天线，接收端配置单天线的智能天线技术，是提高频谱效率的一种有效手段。而在实际多入单出系统的应用中，来自同小区和邻小区的干扰会极大地影响系统性能，因此需要对干扰进行抑制，同时，由于边界小区用户常常得不到调度而处于“饥饿”状态，因此需要考虑边界小区用户的分布式传输。

现有文献中的无线资源管理算法主要集中在多天线环境下的蜂窝网络中某个特定的单小区传输子问题、单小区调度子问题、单小区功率分配子问题、多小区边界小区用户容量最大化子问题等的局部优化，然而综合考虑多小区统筹调度、分布式传输以最大化系统整体传输容量的算法还鲜有研究。

每个移动终端(用户)通过导频序列对信道进行估计，并将各自估计形成的信道冲击响应向量反馈至基站，基站对信道冲击响应向量进行处理后，作为调度信息，对移动终端进行调度和传输。信道冲击响应向量是一个一维向量，包括多个元素，其中每个元素是发射端对应的发射天线发送的信号通过无线传输信道到达接收端所历经的信号传输损耗增益值。然而，现有的调度方案中，边界小区用户得不到良好的调度，传输效率低，导致系统性能大受影响。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

根据本发明的实施方式，提出一种分布式多天线网络统筹调度系统，用于统筹调度集合内N个基站的分布式传输，N为正整数，所述系统包括：第一预处理单元、统筹调度单元、非统筹调度单元、统筹调度传输单元以及非统筹调度传输单元；

所述第一预处理单元包括调度用户分组单元以及用户最大值设定单元；

所述统筹调度单元包括统筹调度用户组预处理单元、第一调度信息计算单元、已确定统筹调度用户组更新单元、待确定统筹调度用户组更新单元以及已确定统筹调度用户组用户个数判断单元；

所述非统筹调度单元包括基站预处理单元、基站用户组预处理单元、第二调度信息计算单元、已确定用户组更新单元、待确定用户组更新单元以及已确定非统筹调度用户组用户个数判断单元；

所述统筹调度传输单元包括第一多天线传输向量设定单元和第一功率分配参数设定单元；

所述非统筹调度传输单元包括第二多天线传输向量设定单元和第二功率分配参数设定单元。

根据本发明的具体实施方式，所述第一预处理单元的调度用户分组单元统筹调度集合内的各基站确定有接入需求的用户，根据该用户在统筹调度集合的定位分布，将其分入统筹调度用户组或非统筹调度用户组；所述用户最大值设定单元分别设定统筹调度用户组用户最大值和非统筹调度用户组用户最大值；

根据本发明的具体实施方式，所述统筹调度单元的统筹调度用户组预处理单元对统筹调度用户组进行预处理：将N个基站的统筹调度用户组分为已确定统筹调度用户组和待确定统筹调度用户组，令已确定统筹调度用户组初始值为空：

所述第一调度信息计算单元计算调度信息：判断已确定统筹调度用户组是否为空，是则根据待确定统筹调度用户组中的各用户的信道冲击响应向量h_k计算||h_k||，并将||h_k||作为||g_k||，并将||g_k||作为调度信息；否则计算待确定统筹调度用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_k，并将||g_k||作为调度信息，k为正整数，是待确定统筹调度用户组中用户的识别号；

所述已确定统筹调度用户组更新单元更新已确定统筹调度用户组：基站从待确定统筹调度用户组中，选择对应||g_k||最大的用户i，将用户i加入已确定统筹调度用户组；

所述待确定统筹调度用户组更新单元更新待确定统筹调度用户组：基站对待确定统筹调度用户组中各待确定用户k，计算其信道冲击响应向量h_k和g_i形成的夹角的cos值δ_k，判断是否δ_k＞α，是则删除对应用户k，否则保留对应用户k；所述α为消除阈值，满足0＜α＜1；

所述已确定统筹调度用户组用户个数判断单元判断已确定统筹调度用户组中用户的个数是否达到统筹调度用户组用户最大值或者待确定统筹调度用户组是否为空；是则获得最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组，否则继续计算调度信息；

根据本发明的具体实施方式，所述非统筹调度单元的基站预处理单元将基站识别号b预置为1；

所述基站用户组预处理单元执行基站用户组预处理：将识别号为b的基站所属非统筹调度用户组分为已确定用户组和待确定用户组，令已确定用户组初始值为空；

所述第二调度信息计算单元计算调度信息：判断已确定用户组是否为空，是则根据待确定用户组中的各用户的信道冲击响应向量h_b，k计算||h_b，k||，并将所述||h_b，k||作为||g_b，k||，并将||g_b，k||作为调度信息；否则计算待确定用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_b，k，并将||g_b，k||作为调度信息，k为正整数，是待确定用户组中用户的识别号；

所述已确定用户组更新单元更新已确定用户组：基站从待确定用户组中，选择对应||g_b，k||最大的用户j，将用户j加入已确定用户组；

所述待确定用户组更新单元更新待确定用户组：基站对待确定用户组中各待确定用户k，计算其信道冲击响应向量h_b，k和g_b，j形成的夹角的cos值δ_b，k，判断是否δ_b，k＞α，是则删除对应用户k，否则保留对应用户k；0＜α＜1；

所述已确定非统筹调度用户组用户个数判断单元判断已确定用户组中用户的个数是否达到非统筹调度用户组用户最大值或者待确定用户组是否为空；是则获得基站b的自身非统筹调度用户最终已确定用户组，b＝b+1，直到得到基站1～N的最终非统筹调度用户已确定用户组；

根据本发明的具体实施方式，所述统筹调度传输单元和非统筹调度传输单元分别对最终非统筹调度用户已确定用户组和最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用户，设定多天线传输向量和功率分配参数，进行数据传输。

根据本发明的具体实施方式，所述用户最大值设定单元设定统筹调度用户组用户最大值和非统筹调度用户组用户最大值具体包括：

S1-1、计算调度的总用户数K_lim：

$K_{\lim }=\min \{\frac{N_{t}N}{P_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}},\frac{N_t}{p_{\mathrm{tc}}}\},$

式中，统筹调度集合内基站个数N，各基站发射天线数N_t，

分布式传输概率

非分布式传输概率

其中S_group为统筹调度集合面积，S_edge为分布式传输区面积，S_center为非分布式传输区面积；

S1-2、计算用户最大值：

统筹调度用户组用户最大值K_tc＝K_lim×p_tc，

非统筹调度用户组用户最大值K_non-tc＝K_lim×P_non-tc。

根据本发明的具体实施方式，所述第一调度信息计算单元计算待确定统筹调度用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_k，具体包括：

$g_k=\left\{\begin{array}{cc}{h}_k& i_1=0\\ h_k\×(I-\underset{j_1=1}{\overset{i_1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{g_{j_1}\×g_{j_1}^{*}}{{\left|\right|g_{j_1}\left|\right|}^2})& i_1>0\end{array}\right.,$

已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量构成子空间，该子空间存在正交空间，表示为j₁为已确定统筹调度用户组中用户的识别号，i₁为已确定统筹调度用户组中用户总数；I为单位矩阵；

根据本发明的具体实施方式，所述第二调度信息计算单元计算待确定用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_b，k，具体包括：

$g_{b,k}=\left\{\begin{array}{cc}{h}_{b,k}& i_2=0\\ h_{b,k}\×(I-\underset{j_2=1}{\overset{i_2}{\mathrm{\Σ}}}\frac{g_{b,j_2}\×g_{b,j_2}^{*}}{{\left|\right|g_{b,j_2}\left|\right|}^2})& i_2>0\end{array}\right.$

已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量构成子空间，该子空间存在正交空间，表示为b为基站识别号，j₂为已确定用户组中用户的识别号，i₂为已确定用户组中用户总数。

根据本发明的具体实施方式，所述统筹调度传输单元和非统筹调度传输单元对最终非统筹调度用户已确定用户组和最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用户，设定多天线传输向量和功率分配参数具体包括：

对最终统筹调度用户已确定用户组的用户，所述第一多天线传输向量设定单元设定多天线传输向量： $t_{j_1}=T_{\mathrm{tc}}\left(\right[(b-1)N_t+1:b{N}_t],j_1),$

所述第一功率分配参数设定单元设定功率分配参数：

所述T_tc([(b-1)N_t+1：bN_t]，j₁)表示为T_tc矩阵的(b-1)N_t+1～bN_t行，第j₁列的所有元素组成的子向量；

T_tc矩阵为统筹调度信道冲击响应向量的逆矩阵，

为所有统筹调度用户的信道冲击响应向量组成的统筹调度信道冲击响应向量，表示对信道冲击响应向量h_k进行共轭转置；

对最终非统筹调度用户已确定用户组的用户，所述第二多天线传输向量设定单元设定多天线传输向量：T_non-tc(：，j₂)表示为T_non-tc矩阵的所有行第j2列元素组成的子向量；

T_non-tc矩阵为非统筹调度信道冲击响应向量的逆矩阵： $T_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}=H_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}^{*}{\left(H_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}{H}_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}^{*}\right)}^{-1},$

为所有非统筹调度用户的信道冲击响应向量组成的非统筹调度信道冲击响应向量，表示对信道冲击响应向量h_b，k的共轭转置；

所述第二功率分配参数设定单元所述功率分配参数：

$P_{b,j_2}={(\mathrm{\μ}{\mathrm{\γ}}_{j2}-I_{j2})}^{+}=\max \{0,\mathrm{\μ}{\mathrm{\γ}}_{j_2}-I_{j_2}\},$

μ满足 $\underset{j_2=1}{\overset{K_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}}{\mathrm{\Σ}}}{(\mathrm{\μ}-\frac{I_{j_2}}{{\mathrm{\γ}}_{j_2}})}^{+}=P_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}},{\mathrm{\γ}}_{j_2}=\frac{1}{{\left|\right|T(:,j_2)\left|\right|}^2},$ 代表其它基站对正在获得服务的本小区用户的干扰功率。

本发明的技术效果体现在：与非统筹调度系统相比，本发明采取的分布式多天线网络统筹调度系统，不仅解决现有调度系统边界小区用户得不到良好调度，传输效率低的问题，还较好的兼顾了系统性能及复杂度，有效抑制了小区间干扰，提高了小区边界用户性能，可以在复杂度较低且兼顾边界小区用户传输速率的前提下获得较高的系统容量。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

附图1示出了根据本发明实施方式的分布式多天线网络统筹调度系统结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明中，一个基站的服务范围称为小区，每N个相邻小区的交点和中央点(基站)对应的扇区组成一个正N边形，构成一个统筹调度集合，统筹调度集合中，每N个相邻小区的相交部分为分布式传输区；统筹调度集合中，分布式传输区以外的部分为非分布式传输区；外层非统筹调度基站以统筹调度集合的几何中央为原点在2维平面内服从泊松分布。统筹调度集合中的N个基站根据用户在统筹调度集合的定位分布决定其为统筹调度用户或者非统筹调度用户，对分布式传输区内的统筹调度用户进行分布式传输，对非分布式传输区的非统筹调度用户则采取传统单小区传输模式进行非分布式传输。现实中，N一般为3或6。

根据本发明的实施方式，提出一种分布式多天线网络统筹调度系统，用于统筹调度集合内N个基站的分布式传输，N为正整数，如附图1所示，所述系统包括：第一预处理单元、统筹调度单元、非统筹调度单元、统筹调度传输单元以及非统筹调度传输单元；

所述第一预处理单元包括调度用户分组单元以及用户最大值设定单元；

所述统筹调度单元包括统筹调度用户组预处理单元、第一调度信息计算单元、已确定统筹调度用户组更新单元、待确定统筹调度用户组更新单元以及已确定统筹调度用户组用户个数判断单元；

所述非统筹调度单元包括基站预处理单元、基站用户组预处理单元、第二调度信息计算单元、已确定用户组更新单元、待确定用户组更新单元以及已确定非统筹调度用户组用户个数判断单元；

所述统筹调度传输单元包括第一多天线传输向量设定单元和第一功率分配参数设定单元；

所述非统筹调度传输单元包括第二多天线传输向量设定单元和第二功率分配参数设定单元。

根据本发明的具体实施方式，所述第一预处理单元的调度用户分组单元统筹调度集合内的各基站确定有接入需求的用户，根据该用户在统筹调度集合的定位分布，将其分入统筹调度用户组或非统筹调度用户组；所述用户最大值设定单元分别设定统筹调度用户组用户最大值和非统筹调度用户组用户最大值；

根据本发明的具体实施方式，所述统筹调度单元的统筹调度用户组预处理单元对统筹调度用户组进行预处理：将N个基站的统筹调度用户组分为已确定统筹调度用户组和待确定统筹调度用户组，令已确定统筹调度用户组初始值为空；

所述第一调度信息计算单元计算调度信息：判断已确定统筹调度用户组是否为空，是则根据待确定统筹调度用户组中的各用户的信道冲击响应向量h_k计算||h_k||，并将||h_k||作为||g_k||，并将||g_k||作为调度信息；否则计算待确定统筹调度用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_k，并将||g_k||作为调度信息，k为正整数，是待确定统筹调度用户组中用户的识别号；

所述已确定统筹调度用户组更新单元更新已确定统筹调度用户组：基站从待确定统筹调度用户组中，选择对应||g_k||最大的用户i，将用户i加入已确定统筹调度用户组；

所述待确定统筹调度用户组更新单元更新待确定统筹调度用户组：基站对待确定统筹调度用户组中各待确定用户k，计算其信道冲击响应向量h_k和g_i形成的夹角的cos值δ_k，判断是否δ_k＞α，是则删除对应用户k，否则保留对应用户k；所述α为消除阈值，满足0＜α＜1，α越大，则保留的用户越少，所带来的损耗会导致有效信道增益的减小，消除阈值α越小，则保留的用户越多，多用户分集增益会减小；

所述已确定统筹调度用户组用户个数判断单元判断已确定统筹调度用户组中用户的个数是否达到统筹调度用户组用户最大值或者待确定统筹调度用户组是否为空；是则获得最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组，否则继续计算调度信息；

根据本发明的具体实施方式，所述非统筹调度单元的基站预处理单元将基站识别号b预置为1；

所述基站用户组预处理单元执行基站用户组预处理：将识别号为b的基站所属非统筹调度用户组分为已确定用户组和待确定用户组，令已确定用户组初始值为空；

所述第二调度信息计算单元计算调度信息：判断已确定用户组是否为空，是则根据待确定用户组中的各用户的信道冲击响应向量h_b，k计算||h_b，k||，并将所述||h_b，k||作为||g_b，k||，并将||g_b，k||作为调度信息；否则计算待确定用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_b，k，并将||g_b，k||作为调度信息，k为正整数，是待确定用户组中用户的识别号；

所述已确定用户组更新单元更新已确定用户组：基站从待确定用户组中，选择对应||g_b，k||最大的用户j，将用户j加入已确定用户组；

所述待确定用户组更新单元更新待确定用户组：基站对待确定用户组中各待确定用户k，计算其信道冲击响应向量h_b，k和g_b，j形成的夹角的cos值δ_b，k，判断是否δ_b，k＞α，是则删除对应用户k，否则保留对应用户k；0＜α＜1，消除阈值α越大，则保留的用户越少，所带来的损耗会导致有效信道增益的减小，消除阈值α越小，则保留的用户越多，多用户分集增益会减小；

所述已确定非统筹调度用户组用户个数判断单元判断已确定用户组中用户的个数是否达到非统筹调度用户组用户最大值或者待确定用户组是否为空；是则获得基站b的自身非统筹调度用户最终已确定用户组，b＝b+1，直到得到基站1～N的最终非统筹调度用户已确定用户组；

根据本发明的具体实施方式，所述统筹调度传输单元和非统筹调度传输单元分别对最终非统筹调度用户已确定用户组和最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用户，设定多天线传输向量和功率分配参数，进行数据传输。

根据本发明的具体实施方式，所述用户最大值设定单元设定统筹调度用户组用户最大值和非统筹调度用户组用户最大值具体包括：

S1-1、计算调度的总用户数K_lim：

$K_{\lim }=\min \{\frac{N_{t}N}{P_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}},\frac{N_t}{p_{\mathrm{tc}}}\},$

式中，统筹调度集合内基站个数N，各基站发射天线数N_t，

分布式传输概率

非分布式传输概率

其中S_group为统筹调度集合面积，S_edge为分布式传输区面积，S_center为非分布式传输区面积；

S1-2、计算用户最大值：

统筹调度用户组用户最大值K_tc＝K_lim×p_tc，

非统筹调度用户组用户最大值K_non-tc＝K_lim×P_non-tc。

基站根据用户在统筹调度集合的定位分布决定其为统筹调度用户或者非统筹调度用户，假定用户在的统筹调度集合内均匀分布，则统筹调度与非分布式传输的概率与其用户所占区域面积大小有关，分布式传输的概率可以近似为非分布式传输的概率近似为统筹调度集合内总用户数为K，则调度的统筹调度用户数K_tc≤N_t，即p_tcK≤N_t；调度的非统筹调度用户数K_non-tc≤N_tN，即P_non-tcK≤N_tN；最终获得调度的总用户数为假定最终调度的非统筹调度和统筹调度用户数目之比和初始统筹调度集合内平均分布的非统筹调度和统筹调度用户数目之比近似相等，于是得到统筹调度用户组用户最大值为K_tc＝K_lim×p_tc，非统筹调度用户组用户最大值为K_non-tc＝K_lim×P_non-tc。

根据本发明的具体实施方式，所述第一调度信息计算单元计算待确定统筹调度用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_k，具体包括：

$g_k=\left\{\begin{array}{cc}{h}_k& i_1=0\\ h_k\×(I-\underset{j_1=1}{\overset{i_1}{\mathrm{\Σ}}}\frac{g_{j_1}\×g_{j_1}^{*}}{{\left|\right|g_{j_1}\left|\right|}^2})& i_1>0\end{array}\right.,$

已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量构成子空间，该子空间存在正交空间，表示为j₁为已确定统筹调度用户组中用户的识别号，i₁为已确定统筹调度用户组中用户总数；I为单位矩阵；

根据本发明的具体实施方式，所述第二调度信息计算单元计算待确定用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_b，k，具体包括：

$g_{b,k}=\left\{\begin{array}{cc}{h}_{b,k}& i_2=0\\ h_{b,k}\×(I-\underset{j_2=1}{\overset{i_2}{\mathrm{\Σ}}}\frac{g_{b,j_2}\×g_{b,j_2}^{*}}{{\left|\right|g_{b,j_2}\left|\right|}^2})& i_2>0\end{array}\right.$

已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量构成子空间，该子空间存在正交空间，表示为b为基站识别号，j₂为已确定用户组中用户的识别号，i₂为已确定用户组中用户总数。

根据本发明的具体实施方式，所述统筹调度传输单元和非统筹调度传输单元对最终非统筹调度用户已确定用户组和最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用户，设定多天线传输向量和功率分配参数具体包括：

对最终统筹调度用户已确定用户组的用户，所述第一多天线传输向量设定单元设定多天线传输向量： $t_{j_1}=T_{\mathrm{tc}}\left(\right[(b-1)N_t+1:b{N}_t],j_1),$

所述第一功率分配参数设定单元设定功率分配参数：

所述T_tc([(b-1)N_t+1：bN_t]，j₁)表示为T_tc矩阵的(b-1)N_t+1～bN_t行，第j₁列的所有元素组成的子向量；

T_tc矩阵为统筹调度信道冲击响应向量的逆矩阵，

为所有统筹调度用户的信道冲击响应向量组成的统筹调度信道冲击响应向量，表示对信道冲击响应向量h_k进行共轭转置；

统筹调度集合中的每个基站给统筹调度用户传输的功率之和P_tc＝p_tc×P_BS；P_BS表示基站的发射功率；

基站对最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用户进行分布式传输；

对最终非统筹调度用户已确定用户组的用户，所述第二多天线传输向量设定单元设定多天线传输向量：T_non-tc(：，j₂)表示为T_non-tc矩阵的所有行第j₂列元素组成的子向量；

T_non-tc矩阵为非统筹调度信道冲击响应向量的逆矩阵： $T_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}=H_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}^{*}{\left(H_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}{H}_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}^{*}\right)}^{-1},$

为所有非统筹调度用户的信道冲击响应向量组成的非统筹调度信道冲击响应向量，表示对信道冲击响应向量h_b，k的共轭转置；

所述第二功率分配参数设定单元所述功率分配参数：

$P_{b,j_2}={(\mathrm{\μ}{\mathrm{\γ}}_{j2}-I_{j2})}^{+}=\max \{0,\mathrm{\μ}{\mathrm{\γ}}_{j_2}-I_{j_2}\},$

μ满足 $\underset{j_2=1}{\overset{K_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}}}{\mathrm{\Σ}}}{(\mathrm{\μ}-\frac{I_{j_2}}{{\mathrm{\γ}}_{j_2}})}^{+}=P_{\mathrm{non}-\mathrm{tc}},{\mathrm{\γ}}_{j_2}=\frac{1}{{\left|\right|T(:,j_2)\left|\right|}^2},$ 代表其它基站对正在获得服务的本小区用户的干扰功率；

统筹调度集合中的每个基站给非统筹调度用户传输的功率之和P_non-tc＝p_non-tc×P_BS；

各基站b对最终非统筹调度用户已确定用户组中的用户进行单小区模式的非分布式传输。

本发明定义了一个统筹调度集合结构来区分边界小区用户和中央小区用户，分别采用不同的功率控制和传输策略扩展到多小区统筹调度场景，它较好的兼顾了系统性能及复杂度，提高小区边界用户性能，提升了整个系统的容量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种分布式多天线网络统筹调度系统，用于统筹调度集合内N个基站的分布式传输，N为正整数，所述系统包括：第一预处理单元、统筹调度单元、非统筹调度单元、统筹调度传输单元以及非统筹调度传输单元； 

所述第一预处理单元包括调度用户分组单元以及用户最大值设定单元； 

所述统筹调度单元包括统筹调度用户组预处理单元、第一调度信息计算单元、已确定统筹调度用户组更新单元、待确定统筹调度用户组更新单元以及已确定统筹调度用户组用户个数判断单元； 

所述非统筹调度单元包括基站预处理单元、基站用户组预处理单元、第二调度信息计算单元、已确定用户组更新单元、待确定用户组更新单元以及已确定非统筹调度用户组用户个数判断单元； 

所述统筹调度传输单元包括第一多天线传输向量设定单元和第一功率分配参数设定单元； 

所述非统筹调度传输单元包括第二多天线传输向量设定单元和第二功率分配参数设定单元。 

2.一种如权利要求1所述的系统，所述第一预处理单元的调度用户分组单元统筹调度集合内的各基站确定有接入需求的用户，根据该用户在统筹调度集合的定位分布，将其分入统筹调度用户组或非统筹调度用户组；所述用户最大值设定单元分别设定统筹调度用户组用户最大值和非统筹调度用户组用户最大值。 

3.一种如权利要求1所述的系统，所述统筹调度单元的统筹调度用户组预处理单元对统筹调度用户组进行预处理：将N个基站的统筹调度用户组分为已确定统筹调度用户组和待确定统筹调度用户组，令已确定统筹调度用户组初始值为空； 

所述第一调度信息计算单元计算调度信息：判断已确定统筹调度用户组是否为空，是则根据待确定统筹调度用户组中的各用户的信道冲击响应向量h_k计算||h_k||，并将||h_k||作为||g_k||，并将||g_k||作为调度信息；否则计算待确定统筹调度用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_k，并将||g_k||作为调度信息，k为正整数，是待确定统筹调度用户组中用户的识别号； 

所述已确定统筹调度用户组更新单元更新已确定统筹调度用户组：基站从待确定统筹调度用户组中，选择对应||g_k||最大的用户i，将用户i加入已确定统筹调度用户组； 

所述待确定统筹调度用户组更新单元更新待确定统筹调度用户组：基站对待确定统筹调度用户组中各待确定用户k，计算其信道冲击响应向量h_k和g_i形成的夹角的cos值δ_k，判断是否δ_k＞α，是则删除对应用户k，否则保留对应用户k；所述α为消除阈值，满足0＜α＜1； 

所述已确定统筹调度用户组用户个数判断单元判断已确定统筹调度用户组中用户的个数是否达到统筹调度用户组用户最大值或者待确定统筹调度用户组是否为空；是则获得最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组，否则继续计算调度信息。 

4.一种如权利要求1所述的系统，所述非统筹调度单元的基站预处理单元将基站识别号b预置为1； 

所述基站用户组预处理单元执行基站用户组预处理：将识别号为b的基站所属非统筹调度用户组分为已确定用户组和待确定用户组，令已确定用户组初始值为空； 

所述第二调度信息计算单元计算调度信息：判断已确定用户组是否为空，是则根据待确定用户组中的各用户的信道冲击响应向量h_b，k计算||h_b，k||，并将所述||h_b，k||作为||g_b，k||，并将||g_b，k||作为调度信息；否则计算待确定用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_b，k，并将||g_b，k||作为调度信息，k为正整数，是待确定用户组中用户的识别号； 

所述已确定用户组更新单元更新已确定用户组：基站从待确定用户组中，选择对应||g_b，k||最大的用户j，将用户j加入已确定用户组； 

所述待确定用户组更新单元更新待确定用户组：基站对待确定用户组中各待确定用户k，计算其信道冲击响应向量h_b，k和g_b，i形成的夹角的cos值δ_b，k，判断是否δ_b，k＞α，是则删除对应用户k，否则保留对应用户k；0＜α＜1； 

所述已确定非统筹调度用户组用户个数判断单元判断已确定用户组中用户的个数是否达到非统筹调度用户组用户最大值或者待确定用户组是否为空；是 则获得基站b的自身非统筹调度用户最终已确定用户组，b＝b+1，直到得到基站1～N的最终非统筹调度用户已确定用户组。 

5.一种如权利要求1所述的系统，所述统筹调度传输单元和非统筹调度传输单元分别对最终非统筹调度用户已确定用户组和最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用户，设定多天线传输向量和功率分配参数，进行数据传输。 

6.一种如权利要求2所述的系统，所述用户最大值设定单元设定统筹调度用户组用户最大值和非统筹调度用户组用户最大值具体包括： 

S1-1、计算调度的总用户数K_lim： 

式中，统筹调度集合内基站个数N，各基站发射天线数N_t， 

分布式传输概率

非分布式传输概率

其中S_group为统筹调度集合面积，S_edge为分布式传输区面积，S_center为非分布式传输区面积； 

S1-2、计算用户最大值： 

统筹调度用户组用户最大值K_tc＝K_lim×p_tc， 

非统筹调度用户组用户最大值K_non-tc＝K_lim×P_non-tc。 

7.一种如权利要求3所述的系统，所述第一调度信息计算单元计算待确定统筹调度用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_k，具体包括： 

已确定统筹调度用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量构成子空间，该子空间存在正交空间，表示为j₁为已确定统筹调度用户组中用 户的识别号，i₁为已确定统筹调度用户组中用户总数；I为单位矩阵。 

8.一种如权利要求4所述的系统，所述第二调度信息计算单元计算待确定用户组中各待确定用户的信道冲击响应向量在已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量所构成子空间的正交空间上的映射g_b，k，具体包括： 

已确定用户组中所有已确定用户信道冲击响应向量构成子空间，该子空间存在正交空间，表示为b为基站识别号，j₂为已确定用户组中用户的识别号，i₂为已确定用户组中用户总数。 

9.一种如权利要求5所述的系统，所述统筹调度传输单元和非统筹调度传输单元对最终非统筹调度用户已确定用户组和最终统筹调度用户已确定统筹调度用户组中的用户，设定多天线传输向量和功率分配参数具体包括： 

对最终统筹调度用户已确定用户组的用户，所述第一多天线传输向量设定单元设定多天线传输向量：

所述第一功率分配参数设定单元设定功率分配参数：

所述T_tc([(b-1)N_t+1：bN_t]，j₁)表示为T_tc矩阵的(b-1)N_t+1～bN_t行，第j₁列的所有元素组成的子向量； 

T_tc矩阵为统筹调度信道冲击响应向量的逆矩阵，

为所有统筹调度用户的信道冲击响应向量组成的统筹调度信道冲击响应向量，表示对信道冲击响应向量h_k进行共轭转置； 

对最终非统筹调度用户已确定用户组的用户，所述第二多天线传输向量设定单元设定多天线传输向量：T_non-tc(：，j₂)表示为T_non-tc矩阵的所有行第j₂列元素组成的子向量； 

T_non-tc矩阵为非统筹调度信道冲击响应向量的逆矩阵： 

为所有非统筹调度用户的信道冲击响应向量组成的非统筹调度信道冲击响应向量，表示对信道冲击响应向量h_b，k的共轭转置； 

所述第二功率分配参数设定单元设定所述功率分配参数： 

μ满足 代表其它基站对正在获得服务的本小区用户的干扰功率。