CN108199989A - 调度方法及装置、大规模多天线系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调度方法，包括：把终端划分为高速运动终端和低速运动终端；和对小区的低速运动终端分配下行时延以使相邻的小区的低速运动终端分配不同的下行时延，其中，下行时延是低速运动终端进行导频上行传输完成后与开始数据上行传输之间相差的帧数，高速运动终端下行时延为0。此外，本发明还公开了一种调度装置、大规模多天线系统和计算机可读存储介质。本发明实施方式的调度装置、大规模多天线系统和计算机可读存储介质通过将终端划分为高速运动终端和低速运动终端，为相邻小区的低速运动终端分配不同的下行时延，使得小区的终端进行数据传输时所受干扰减小，从而抑制了导频污染，从而提升了大规模多天线系统的传输性能。

Description

调度方法及装置、大规模多天线系统和存储介质

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种调度方法及装置、大规模多天线系统和计算机可读存储介质。

背景技术

在信道信息完全已知的情况下，大规模多天线系统可以极大地抑制用户之间的干扰，提升用户的信干噪比，从而提高单个的用户传输速率；另一方面，大规模多天线系统也能够同时服务多个用户，从而进一步提升整个大规模多天线系统的吞吐量。

相关技术的大规模多天线系统下的用户调度方法通过导频来对信道信息进行估计，在导频长度理想(可以无限增长)的情况下，通过给不同的用户分配正交的导频，可以降低信道估计的误差，从而提升系统的传输性能。然而，导频长度的增加必然会导致单帧内上行下行数据传输时间的减少，故在LTE等系统下导频的长度是严格控制的。正是因为导频长度的限制，使得相同的导频序列在相近的小区发生复用，导致基站端受到复用相同导频序列的终端的影响，从而导致导频污染问题，而导频污染问题会使得通过导频估计出的信道信息出现较大误差，从而影响大规模多天线系统的传输性能。

发明内容

本发明实施方式提供一种调度方法及装置、大规模多天线系统和计算机可读存储介质。

本发明实施方式的调度方法，用于控制大规模多天线系统，所述大规模多天线系统包括多个基站，每个所述基站覆盖一个小区以供所述小区内的终端通过所述大规模多天线系统进行通信，包括以下步骤：

根据之前数帧所述终端与所述基站进行通信的信道信息的变化把所述终端划分为高速运动终端和低速运动终端；和

根据所述多个基站的位置对所述小区的所述低速运动终端分配下行时延以使相邻的所述小区的所述低速运动终端分配不同的所述下行时延，其中，所述下行时延是所述低速运动终端进行导频上行传输完成后与开始数据上行传输之间相差的帧数，所述高速运动终端下行时延为0。

在某些实施方式中，所述根据之前数帧所述终端与所述基站进行通信的信道信息的变化把所述终端划分为高速运动终端和低速运动终端的步骤包括以下步骤：

根据之前数帧的所述信道信息的变化情况确定所述终端的时变参数；

判断所述时变参数是否大于预定阈值；

在所述时变参数大于所述预定阈值时，确定所述终端为所述低速运动终端；和

在所述时变参数小于等于所述预定阈值时，确定所述终端为所述高速运动终端。

在某些实施方式中，所述调度方法还包括以下步骤：

根据所述小区的所述下行时延在预定时间后重新为所述小区分配所述下行时延，使所述下行时延最小的所述小区的所述下行时延变为最大的所述下行时延并使剩余所述小区的所述下行时延的帧数分别减1。

在某些实施方式中，所述调度方法还包括以下步骤：

选择请求服务的所述终端进行所述导频上行传输并根据所述导频进行信道估计以得到所述信道信息；和

根据所述下行时延和所述信道信息分别对所述高速运动终端和所述低速运动终端进行数据传输。

在某些实施方式中，所述选择所述终端进行所述导频上行传输并根据所述导频进行信道估计以得到所述信道信息的步骤包括以下步骤：

选择所有请求服务的所述高速运动终端进行所述导频上行传输并根据所述导频进行所述信道估计；和

划分所有请求服务的所述低速运动终端为n等份并在连续n帧中进行所述导频上行传输并根据所述导频进行所述信道估计以使得在连续n帧中进行所述信道估计的所述低速运动终端互不相同。

在某些实施方式中，所述信道估计通过最小均方误差估计以确定所述信道信息。

在某些实施方式中，所述根据所述下行时延和所述信道信息分别对所述高速运动终端和所述低速运动终端进行数据传输的步骤包括以下步骤：

在与所述信道估计同一个帧内对所述高速运动终端进行所述数据传输，在所述信道估计完成后的第m帧中对所述低速运动终端进行所述数据传输，所述第m帧与所述小区的所述下行时延对应。

本发明实施方式的调度装置，用于控制大规模多天线系统，所述大规模多天线系统包括多个基站，每个所述基站覆盖一个小区以供所述小区内的终端通过所述大规模多天线系统进行通信，包括：

划分模块，所述划分模块用于根据之前数帧所述终端与所述基站进行通信的信道信息的变化把所述终端划分为高速运动终端和低速运动终端；和

分配模块，所述分配模块用于根据所述多个基站的位置对所述小区的所述低速运动终端分配下行时延以使相邻的所述小区的所述低速运动终端分配不同的所述下行时延，其中，所述下行时延是所述低速运动终端进行导频上行传输完成后与开始数据上行传输之间相差的帧数，所述高速运动终端下行时延为0。

在某些实施方式中，所述划分模块包括：

第一确定单元，所述第一确定单元用于根据之前数帧的所述信道信息的变化情况确定所述终端的时变参数；

判断单元，所述判断单元用于判断所述时变参数是否大于等于预定阈值；

第二确定单元，所述第二确定单元用于在所述时变参数大于所述预定阈值时，确定所述终端为所述低速运动终端；和

第三确定单元，所述第三确定单元用于在所述时变参数小于等于所述预定阈值时，确定所述终端为所述高速运动终端。

在某些实施方式中，所述调度装置还包括：

第二分配模块，所述第二分配模块用于根据所述小区的所述下行时延在预定时间后重新为所述小区分配所述下行时延，使所述下行时延最小的所述小区的所述下行时延变为最大的所述下行时延并使剩余所述小区的所述下行时延的帧数分别减1。

在某些实施方式中，所述调度装置还包括：

处理模块，所述处理模块用于选择请求服务的所述终端进行所述导频上行传输并根据所述导频进行信道估计以得到所述信道信息；和

传输模块，所述传输模块用于根据所述下行时延和所述信道信息分别对所述高速运动终端和所述低速运动终端进行数据传输。

在某些实施方式中，所述处理模块包括：

第一处理单元，所述第一处理单元用于选择所有请求服务的所述高速运动终端进行所述导频上行传输并根据所述导频进行所述信道估计；和

第二处理单元，所述第二处理单元用于划分所有请求服务的所述低速运动终端为n等份并在连续n帧中进行所述导频上行传输并根据所述导频进行所述信道估计以使得在连续n帧中进行所述信道估计的所述低速运动终端互不相同。

在某些实施方式中，所述信道估计通过最小均方误差估计以确定所述信道信息。

在某些实施方式中，所述传输模块包括：

传输单元，所述传输单元用于在与所述信道估计同一个帧内对所述高速运动终端进行所述数据传输，在所述信道估计完成后的第m帧中对所述低速运动终端进行所述数据传输，所述第m帧与所述小区的所述下行时延对应。

本发明实施方式的大规模多天线系统包括：

基站；

终端；

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行所述调度方法的指令。

本发明实施方式的计算机可读存储介质，包括与大规模多天线系统结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成所述的调度方法。

本发明实施方式的调度方法及装置、大规模多天线系统和计算机可读存储介质通过之前数帧的终端与基站进行通信的信道信息的变化把终端分为高速运动终端和低速运动终端。将高速运动终端下行时延设为0，避免高速运动因多普勒效应导致的信道估计的误差。将低速运动终端的数据传输与导频上行传输错开。如此，由于低速运动终端的位置在数帧内基本是固定的，所以信道信息相对变化不大，利用数帧前的信道信息进行数据传输也不会明显影响低速运动终端的传输性能。此外，对多个基站的小区分配不同的下行时延，使得不同小区同时进行信道估计的低速运动终端即使存在导频复用，也因小区间分配了不同下行时延使得数据传输时所受的干扰大大降低，从而大大抑制了导频污染导致的传输性能的下降，最终使得大规模多天线系统的传输性能得到提升。

本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的调度方法的流程示意图；

图2是本发明实施方式的调度装置的模块示意图；

图3是本发明实施方式的大规模多天线系统的示意图；

图4是本发明另一实施方式的大规模多天线系统的示意图；

图5是本发明另一实施方式的调度方法的流程示意图；

图6是本发明实施方式的划分模块的模块示意图；

图7是本发明再一实施方式的调度方法的流程示意图；

图8是本发明另一实施方式的调度装置的模块示意图；

图9是本发明又一实施方式的调度方法的流程示意图；

图10是本发明再一实施方式的调度装置的模块示意图；

图11是本发明又一实施方式的调度方法的流程示意图；

图12是本发明实施方式的处理模块的模块示意图；

图13是本发明又一实施方式的调度方法的流程示意图；

图14是本发明又一实施方式的调度装置的模块示意图；

图15是本发明实施方式的大规模多天线系统的模块示意图；

图16是本发明实施方式的大规模多天线系统与计算机可读存储介质的连接示意图；

主要元件及符号说明：

调度装置10、大规模多天线系统1000、基站100、终端200、处理器300、存储器400、小区800、计算机可读存储介质8000。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的实施方式的限制。

在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。

在本发明的实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参阅图1和图3，本发明实施方式的调度方法，用于控制大规模多天线系统1000，大规模多天线系统1000包括多个基站100，每个基站100覆盖一个小区800以供小区800内的终端200通过大规模多天线系统1000进行通信，调度方法包括以下步骤：

S12：根据之前数帧终端200与基站100进行通信的信道信息的变化把终端200划分为高速运动终端和低速运动终端；和

S14：根据多个基站100的位置对小区800的低速运动终端分配下行时延以使相邻的小区800的低速运动终端分配不同的下行时延，其中，下行时延是低速运动终端进行导频上行传输完成后与开始数据上行传输之间相差的帧数，高速运动终端下行时延为0。

请参阅图2和图3，本发明实施方式的调度装置10，用于控制大规模多天线系统1000，大规模多天线系统1000包括多个基站100，每个基站100覆盖一个小区800以供小区800内的终端200通过大规模多天线系统1000进行通信，调度装置10包括划分模块12、第一分配模块14。划分模块12用于根据之前数帧终端200与基站100进行通信的信道信息的变化把终端200划分为高速运动终端和低速运动终端。第一分配模块14用于根据多个基站100的位置对小区800的低速运动终端分配下行时延以使相邻的小区800的低速运动终端分配不同的下行时延，其中，低速运动终端的下行时延是低速运动终端进行导频上行传输完成后与开始数据上行传输之间相差的帧数，高速运动终端下行时延为0。

也即是说，本发明实施方式的调度方法可以由本发明实施方式的调度装置10实现，其中，步骤S12可以由划分模块12实现。步骤S14可以由第一分配模块14实现。

本发明实施方式的调度方法、调度装置10、大规模多天线系统1000通过之前数帧的终端200与基站100进行通信的信道信息的变化把终端200分为高速运动终端和低速运动终端。将高速运动终端下行时延设为0，避免高速运动因多普勒效应导致的信道估计的误差。将低速运动终端的数据传输与导频上行传输错开。如此，由于低速运动终端的位置在数帧内基本是固定的，所以信道信息相对变化不大，利用数帧前的信道信息进行数据传输也不会明显影响低速运动终端的传输性能。此外，对多个相邻基站100的小区800分配不同的下行时延，使得不同小区800同时进行信道估计的低速运动终端即使存在导频复用，也因相邻小区800分配了不同下行时延使得数据传输时所受的干扰减小，从而抑制了导频污染，最终使得大规模多天线系统1000的传输性能得到提升。

具体地，一个大规模多天线系统1000，如图4所示，各小区800的基站100首先根据终端200运动速度越快信道变化越快的特点，划分所有请求服务的终端200为高速运动终端和低速运动终端，高速运动终端的下行时延为0，然后为相邻小区800的低速运动终端分配不同的下行时延，如图4所示，图中使用相同的填充图案的不相邻小区800表示被分配了同一个下行时延，例如，其中小区1、小区6、小区7和小区12的下行时延为1帧，小区2、小区4、小区8和小区10的下行时延为2帧，小区3、小区5、小区9和小区11的下行时延为3帧。如此，为所有相邻小区800分配了不同的下行时延。例如，小区1、小区2和小区4相邻，当这三个小区800中的低速运动终端同时进行信道估计时，由于可能存在导频复用情况，导致信道估计出现误差，通常，信道估计的结果为其中ΔH是估计误差，以下行预编码为例，下行预编码为则下行得到的信号为其中的计算涉及ΔH(ΔH)^H这一项，如果复用导频的终端200同时进行信道估计，又同时进行数据传输，那么ΔH(ΔH)^H的结果全部为相干项乘积，类似于其中，a是信道估计误差，从而扩大下行信号的误差，最终影响低速运动终端的传输性能。需要说明的是。相干项乘积的意思是，比如一个信道行向量h，长度为L，向量中每一项都是复高斯分布的且方差为1，此向量乘上自身的共轭转置h^H，L很大时结果为L；但如果这个向量乘上一个不相干的列向量g^H，L很大时结果会是 是小区800内所有信道估计误差行向量的集合，L是终端数。所以ΔH乘上自己的共轭转置ΔH^H的结果近似为一个对角阵，对角线上的元素都是相干(相同)向量的乘积。在为相邻小区800分配不同的下行时延后，如小区1的下行时延为1帧，小区2的下行时延为2帧，小区4的下行时延为3帧，在这三个小区800中的终端200同时进行信道估计后，导频复用的终端200产生了相近或相同的信道估计误差ΔH，之后，高速运动终端在当前帧进行数据传输，小区1的低速运动终端在1帧后进行数据传输，小区2的低速运动终端在2帧后进行数据传输，小区4的低速运动终端在3帧后进行数据传输，如此，同时进行信道估计的不同小区800的低速运动终端通过分配不同的下行时延且与高速运动终端的下行时延也不同，也就是说，高速运动终端在当前帧进行数据传输时，同时进行信道估计的不同小区800的低速运动终端分别在不同下行时延后进行数据传输，如此，高速运动终端仅仅受不同小区800的高速运动终端的干扰，而由于高速运动终端数量相对较少，所以相互之间即使同时进行信道估计后再同时进行数据传输，也不会对高速运动终端的传输性能造成很大影响。小区1的低速运动终端在1帧后进行数据传输时，此时使用相关或相同导频的小区2和小区4的低速运动终端并未进行数据传输，而是其他未同时复用导频的低速运动终端或高速运动终端在进行数据传输，这样的话，小区1的低速运动终端在进行数据传输时信号接收误差来自未同时复用相同导频的低速运动终端，所以信道估计误差就会存在差异，ΔH^n+t(ΔHⁿ)^H的结果存在不相干项，类似于其中，a和b是信道估计误差，如此，最终得出的误差的结果就会远小于上述的相干项乘积得出的误差。同样的，上行数据解码与下行数据预编码类似。都减小了导频污染的影响，进而提升了终端200数据传输的性能。

需要指出的是，为保证少部分高速运动终端的传输性能，为低速运动终端分配的下行时延应大于等于1帧。这样，与高速运动终端同时进行信道估计的低速运动终端至少都是在1帧后进行数据传输，故高速运动终端所受的导频污染大大减小，从而提高了高速运动终端的传输性能。

本发明实施方式的终端200包括但不限于智能手机、个人电脑(personalcomputer，PC)、平板电脑(PAD)、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动上网设备(mobile Internet device，MID)等。

通常一个帧的结构为“上行导频—上行数据—下行数据”(TDD系统(TimeDivision Duplexing，TDD))或者“上行导频—上行数据—下行导频-下行数据”(非TDD系统)。

本发明实施方式的采用的是时分双工TDD系统，也就是说认为一个帧内的信道是不变的，并且上行信道估计得到的信道信息可直接用在下行的预编码中。导频传输结束后进行信道估计，然后使用信道估计结果对上行数据流进行解码，以及对下行数据传输进行预编码，以获得较高的信道增益。

基站100(即公用移动通信基站)是无线电台站的一种形式，是指在一定的无线电信号覆盖区中，通过移动通信交换中心，与移动电话终端之间进行信息传递的无线电收发信电台。小区800是基站100的无线电信号覆盖的区域。

请参阅图5，在某些实施方式中，步骤S12包括以下步骤：

S122：根据之前数帧的信道信息的变化情况确定终端200的时变参数；

S124：判断时变参数是否大于预定阈值；

S126：在时变参数大于预定阈值时，确定终端200为低速运动终端；和

S128：在时变参数小于等于预定阈值时，确定终端200为高速运动终端。

请参阅图6，在某些实施方式中，划分模块包括第一确定单元122、判断单元124、第二确定单元126和第三确定单元128。第一确定单元122用于根据之前数帧的信道信息的变化情况确定终端200的时变参数。判断单元124用于判断时变参数是否大于预定阈值。第二确定单元126用于在时变参数大于预定阈值时，确定终端200为低速运动终端。第三确定单元128用于在时变参数小于等于预定阈值时，确定终端200为高速运动终端。

也即是说，步骤S122可以由第一确定单元122实现。步骤S124可以由判断单元124实现。步骤S126可以由第二确定单元126实现。步骤128可以由第三确定单元128实现。

如此，根据高速运动终端信道信息变化大的特点，通过终端200之间数帧的信道信息的变化确定时变参数，根据时变参数确定终端200中的高速运动终端与低速运动终端。

具体的，假设hⁿ为基站100到某终端200的第n帧的信道信息，引入了时延的信道模型为gⁿ⁺¹是n+1帧的信道变化量，根据之前多帧的信道信息的变化情况，基站100可以估测出对于各个终端200的时变参数α值，α越接近1，信道变化越慢，α越接近0，信道变化越快(与终端200移动速度的关系非线性)。本发明实施方式中取α_T＝0.9881(此时终端200移动速度约为3m/s)为预定阈值，终端200的时变参数α>α_T时确定此终端200为低速运动终端，在终端200的时变参数α≤α_T时确定为高速运动终端。可以准确将终端200划分为高速运动终端和低速运动终端。

请参阅图7，在某些实施方式中，调度方法还包括以下步骤：

S16：根据小区800的下行时延在预定时间后重新为小区800分配下行时延，使下行时延最小的小区800的下行时延变为最大的下行时延并使剩余小区800的下行时延的帧数分别减1。

请参阅图8，在某些实施方式中调度装置10还包括第二分配模块16。第二分配模块16用于根据小区800的下行时延在预定时间后重新为小区800分配下行时延，使下行时延最小的小区800的下行时延变为最大的下行时延并使剩余小区800的下行时延的帧数分别减1。

也即是说，步骤S16可以由第二分配模块16实现。

如此，通过循环分配小区800的下行时延的帧数，使得不同小区800平均下行时延保持一致，保证了不同小区800信号传输的公平性。

具体的，如图4所示，无线通信的基本时间单位为Ts＝32.55ns，在TDD里，每个无线系统帧的长度Tf＝307200*Ts＝10ms，例如将预定时间设为1S，即1000ms也就是100帧后重新分配下行时延，例如，其中小区1、小区6、小区7和小区12的下行时延为1帧，小区2、小区4、小区8和小区10的下行时延为2帧，小区3、小区5、小区9和小区11的下行时延为3帧。在1S后，重新分配下行时延，此时，小区1、小区6、小区7和小区12的下行时延变为3帧，小区2、小区4、小区8和小区10的下行时延变为1帧，小区3、小区5、小区9和小区11的下行时延变为2帧。如此，再经过1S后，小区1、小区6、小区7和小区12的下行时延变为2帧，小区2、小区4、小区8和小区10的下行时延为3帧，小区3、小区5、小区9和小区11的下行时延为1帧。再经过1S后，小区1、小区6、小区7和小区12的下行时延为1帧，小区2、小区4、小区8和小区10的下行时延为2帧，小区3、小区5、小区9和小区11的下行时延为3帧，这时又回到了3S前的下行时延分配状态了，如此3S一个循环，每3S内每个小区800的平均时延都是2，如此，保证了每个小区800数据传输的公平性。

请参阅图9，在某些实施方式中，调度方法还包括以下步骤：

S18：选择请求服务的终端200进行导频上行传输并根据导频进行信道估计以得到信道信息；和

S11：根据下行时延和信道信息分别对高速运动终端和低速运动终端进行数据传输。

请参阅图10，在某些实施方式中，调度装置10还包括处理模块18和传输模块11。处理模块18用于选择请求服务的终端200进行导频上行传输并根据导频进行信道估计以得到信道信息。传输模块11用于根据下行时延和信道信息分别对高速运动终端和低速运动终端进行数据传输。

也即是说，步骤S18可以由处理模块18实现。步骤S11可以由传输模块11实现。

如此，基站100可以根据终端200上行的导频数据确定信道信息并根据不同小区800的下行时延和终端200对应的信道信息分别对高速运动终端和低速运动终端进行数据传输。

请参阅图11，在某些实施方式中，步骤S18包括以下步骤：

S182：选择所有请求服务的高速运动终端进行导频上行传输并根据导频进行信道估计；和

S184：划分所有请求服务的低速运动终端为n等份并在连续n帧中进行导频上行传输并根据导频进行信道估计以使得在连续n帧中进行信道估计的低速运动终端互不相同。

请参阅图12，在某些实施方式中，处理模块18包括第一处理单元182和第二处理单元184。第一处理单元182用于选择所有请求服务的高速运动终端进行导频上行传输并根据导频进行信道估计。第二处理单元184用于划分所有请求服务的低速运动终端为n等份并在连续n帧中进行导频上行传输并根据导频进行信道估计以使得在连续n帧中进行信道估计的低速运动终端互不相同。

也即是说，步骤S182可以由第一处理单元182实现。步骤S184可以由第二处理单元184实现。

如此，高速运动终端由于信道变化快且数量一般较少，故在每一帧都对高速运动终端进行导频上行传输以进行信道估计。而低速运动终端由于数量较多且信道变化较慢，故划分为n等份并在连续n帧中进行导频上行传输和信道估计，这不会对低速运动终端的传输性能造成很大影响。且与同时服务所有低速运动终端相比，降低了同频干扰，且减小了相同小区800出现导频复用的几率，虽然终端200数据传输的时间减少了，但是传输速率却提升显著，数据传输性能反而提高了。

例如，对于高速运动终端，选取所有需要服务的高速运动终端，在同一帧内进行信道估计和数据传输；对于低速运动终端，将请求服务的低速运动终端分为4个组，使得在连续的4个帧中，不同帧中的进行信道估计的低速运动终端不相同，即连续4帧每一帧对一个组进行信道估计。每一帧服务的低速运动终端只有原来的1/4，但是降低了传输所受的同频干扰，导频污染也大大减小，传输速度显著提升，之前是时间长但速度慢，现在变为时间短但速度快，最终单位时间内的总传输量反而增大了。

在某些实施方式中，信道估计通过最小均方误差估计以确定信道信息。

请参阅图13，在某些实施方式中，步骤S11包括以下步骤：

S112：在与信道估计同一个帧内对高速运动终端进行数据传输，在信道估计完成后的第m帧中对低速运动终端进行数据传输，第m帧与小区800的下行时延对应。

请参阅图14，在某些实施方式中，传输模块11包括传输单元112。传输单元112用于在与信道估计同一个帧内对高速运动终端进行数据传输，在信道估计完成后的第m帧中对低速运动终端进行数据传输，第m帧与小区800的下行时延对应。

也即是说，步骤S112可以由传输单元112实现。

如此，高速运动终端由于信道变化快，故信道估计和数据传输在同一帧进行以降低高速运动终端的信道估计误差，保证了高速运动终端的传输性能。而且，虽然低速运动终端的信道估计和数据传输相差了一定帧数，但由于低速运动终端的信道信息变化缓慢所以并不会对终端200的数据传输性能产生影响，仍然充分利用了时间和频谱资源，并不会造成资源的浪费。低速运动终端信道估计和数据传输错开，减少了低速运动终端接收信号受到的干扰，而受到干扰较强的小区800边缘地区的终端200的干扰得以大大减小，信干燥比显著提升，从而整个小区800传输性能得到提升。

具体的，在进行信道估计完成后，根据小区800所分配的下行时延，如图4所示，例如小区1的低速运动终端分配的下行时延为1帧，则在信道估计完成后的第1帧中(第一帧指的是当前帧的后一帧)进行数据传输时，由于附近的小区2和小区4的下行时延均不同，所以附近小区2和小区4同时进行数据传输的低速运动终端并未和小区1的低速运动终端同时进行信道估计，小区1的低速运动终端在进行数据传输时，受到的干扰来自使用不相干导频的终端200，所以导频污染大大减小，从而提升了小区1的低速运动终端的传输性能得到提升，而小区1的边缘地区的低速运动终端由于导频污染的减少，传输性能相比之前显著提升。与小区1相邻的小区2和小区4因为与相邻小区800分配了不同的下行时延，从而可以达到同样的效果，传输性能也得到了提升，从而与小区2和小区4相邻的小区800同样因为分配不同的下行时延，达到了同样的效果，依此类推，最终整个大规模多天线系统1000的性能都得到了提升。

请参阅图15，本发明实施方式的大规模多天线系统1000包括多个基站100、多个终端200、一个或多个处理器300、存储器400以及一个或多个程序。其中一个或多个程序被存储在存储器400中，并且被配置由一个或多个处理器300执行，程序包括用于执行上述任意实施方式的调度方法的指令。

例如，程序包括用于执行以下调度方法的指令：

S12：根据之前数帧终端200与基站100进行通信的信道信息的变化把终端200划分为高速运动终端和低速运动终端；和

S14：根据多个基站100的位置对小区800的低速运动终端分配下行时延以使相邻的小区800的低速运动终端分配不同的下行时延，其中，下行时延是低速运动终端进行导频上行传输完成后与开始数据上行传输之间相差的帧数，高速运动终端下行时延为0。

请参阅图16，本发明实施方式的计算机可读存储介质8000包括与大规模多天线系统1000结合使用的计算机程序。计算机程序可被处理器300执行以完成上述任一实施方式的调度方法。

例如，计算机程序可被处理器300执行以完成以下调度方法：

S12：根据之前数帧终端200与基站100进行通信的信道信息的变化把终端200划分为高速运动终端和低速运动终端；和

S14：根据多个基站100的位置对小区800的低速运动终端分配下行时延以使相邻的小区800的低速运动终端分配不同的下行时延，其中，下行时延是低速运动终端进行导频上行传输完成后与开始数据上行传输之间相差的帧数，高速运动终端下行时延为0。

本发明实施方式的调度方法、调度装置10、大规模多天线系统1000和计算机可读存储介质8000通过之前数帧的终端200与基站100进行通信的信道信息的变化把终端200分为高速运动终端和低速运动终端。将高速运动终端下行时延设为0，避免高速运动因多普勒效应导致的信道估计的误差。将低速运动终端的数据传输与导频上行传输错开。如此，由于低速运动终端的位置在数帧内基本是固定的，所以信道信息相对变化不大，利用数帧前的信道信息进行下行传输也不会明显影响低速运动终端的传输性能。此外，对多个基站100的小区800分配不同的下行时延，使得不同小区800同时进行信道估计的低速运动终端即使存在导频复用，也因小区800间分配了不同下行时延使得数据传输时所受的干扰大大降低，从而抑制了导频污染，最终使得大规模多天线系统1000的传输性能得到提升。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(IPM过流保护电路)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施实施进行变化、修改、替换和变型。

Claims (16)

1.一种调度方法，用于控制大规模多天线系统，所述大规模多天线系统包括多个基站，每个所述基站覆盖一个小区以供所述小区内的终端通过所述大规模多天线系统进行通信，其特征在于，所述调度方法包括以下步骤：

根据之前数帧所述终端与所述基站进行通信的信道信息的变化把所述终端划分为高速运动终端和低速运动终端；和

根据所述多个基站的位置对所述小区的所述低速运动终端分配下行时延以使相邻的所述小区的所述低速运动终端分配不同的所述下行时延，其中，所述下行时延是所述低速运动终端进行导频上行传输完成后与开始数据上行传输之间相差的帧数，所述高速运动终端下行时延为0。

2.如权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述根据之前数帧所述终端与所述基站进行通信的信道信息的变化把所述终端划分为高速运动终端和低速运动终端的步骤包括以下步骤：

根据之前数帧的所述信道信息的变化情况确定所述终端的时变参数；

判断所述时变参数是否大于等于预定阈值；

在所述时变参数大于所述预定阈值时，确定所述终端为所述低速运动终端；和

在所述时变参数小于等于所述预定阈值时，确定所述终端为所述高速运动终端。

3.如权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述调度方法还包括以下步骤：

根据所述小区的所述下行时延在预定时间后重新为所述小区分配所述下行时延，使所述下行时延最小的所述小区的所述下行时延变为最大的所述下行时延并使剩余所述小区的所述下行时延的帧数分别减1。

4.如权利要求1所述的调度方法，其特征在于，所述调度方法还包括以下步骤：

选择请求服务的所述终端进行所述导频上行传输并根据所述导频进行信道估计以得到所述信道信息；和

根据所述下行时延和所述信道信息分别对所述高速运动终端和所述低速运动终端进行数据传输。

5.如权利要求4所述的调度方法，其特征在于，所述选择所述终端进行所述导频上行传输并根据所述导频进行信道估计以得到所述信道信息的步骤包括以下步骤：

选择所有请求服务的所述高速运动终端进行所述导频上行传输并根据所述导频进行所述信道估计；和

划分所有请求服务的所述低速运动终端为n等份并在连续n帧中进行所述导频上行传输并根据所述导频进行所述信道估计以使得在连续n帧中进行所述信道估计的所述低速运动终端互不相同。

6.如权利要求4所述的调度方法，其特征在于，所述信道估计通过最小均方误差估计以确定所述信道信息。

7.如权利要求4所述的调度方法，其特征在于，所述根据所述下行时延和所述信道信息分别对所述高速运动终端和所述低速运动终端进行数据传输的步骤包括以下步骤：

在与所述信道估计同一个帧内对所述高速运动终端进行所述数据传输，在所述信道估计完成后的第m帧中对所述低速运动终端进行所述数据传输，所述第m帧与所述小区的所述下行时延对应。

8.一种调度装置，用于控制大规模多天线系统，所述大规模多天线系统包括多个基站，每个所述基站覆盖一个小区以供所述小区内的终端通过所述大规模多天线系统进行通信，其特征在于，所述调度装置包括：

划分模块，所述划分模块用于根据之前数帧所述终端与所述基站进行通信的信道信息的变化把所述终端划分为高速运动终端和低速运动终端；和

第一分配模块，所述分配模块用于根据所述多个基站的位置对所述小区的所述低速运动终端分配下行时延以使相邻的所述小区的所述低速运动终端分配不同的所述下行时延，其中，所述下行时延是所述低速运动终端进行导频上行传输完成后与开始数据上行传输之间相差的帧数，所述高速运动终端下行时延为0。

9.如权利要求8所述的调度装置，其特征在于，所述划分模块包括：

第一确定单元，所述第一确定单元用于根据之前数帧的所述信道信息的变化情况确定所述终端的时变参数；

判断单元，所述判断单元用于判断所述时变参数是否大于预定阈值；

第二确定单元，所述第一确定单元用于在所述时变参数大于所述预定阈值时，确定所述终端为所述低速运动终端；和

第三确定单元，所述第二确定单元用于在所述时变参数小于等于所述预定阈值时，确定所述终端为所述高速运动终端。

10.如权利要求8所述的调度装置，其特征在于，所述调度装置包括：

第二分配模块，所述第二分配模块用于根据所述小区的所述下行时延在预定时间后重新为所述小区分配所述下行时延，使所述下行时延最小的所述小区的所述下行时延变为最大的所述下行时延并使剩余所述小区的所述下行时延的帧数分别减1。

11.如权利要求8所述的调度装置，其特征在于，所述调度装置还包括：

处理模块，所述处理模块用于选择请求服务的所述终端进行所述导频上行传输并根据所述导频进行信道估计以得到所述信道信息；和

传输模块，所述传输模块用于根据所述下行时延和所述信道信息分别对所述高速运动终端和所述低速运动终端进行数据传输。

12.如权利要求11所述的调度装置，其特征在于，所述处理模块包括：

第一处理单元，所述第一处理单元用于选择所有请求服务的所述高速运动终端进行所述导频上行传输并根据所述导频进行所述信道估计；和

第二处理单元，所述第二处理单元用于划分所有请求服务的所述低速运动终端为n等份并在连续n帧中进行所述导频上行传输并根据所述导频进行所述信道估计以使得在连续n帧中进行所述信道估计的所述低速运动终端互不相同。

13.如权利要求11所述的调度装置，其特征在于，所述信道估计通过最小均方误差估计以确定所述信道信息。

14.如权利要求11所述的调度装置，其特征在于，所述传输模块包括：

传输单元，所述传输单元用于在与所述信道估计同一个帧内对所述高速运动终端进行所述数据传输，在所述信道估计完成后的第m帧中对所述低速运动终端进行所述数据传输，所述第m帧与所述小区的所述下行时延对应。

15.一种大规模多天线系统，其特征在于，所述大规模多天线系统包括：

多个基站；

多个终端；

一个或多个处理器；

存储器；以及

一个或多个程序，其中所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述一个或多个处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1-7任意一项所述的调度方法的指令。

16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括与大规模多天线系统结合使用的计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行以完成权利要求1-7任意一项所述的调度方法。