CN111464230B - 卫星波束内用户调度方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了卫星波束内用户调度方法和装置，本发明涉及卫星通信技术领域。卫星波束内用户调度方法，包括：基于用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组。卫星波束处理装置，包括：处理单元，用于基于用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组。本发明实施例的卫星波束内用户调度方法至少具有如下有益效果：通过用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组，能够降低相互干扰。

Description

卫星波束内用户调度方法和装置
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，尤其是涉及卫星波束内用户调度方法和装置。
背景技术
宽带卫星通信系统，除了具有卫星通信具有覆盖范围大、通信成本与距离无关等优点外，还具有通信成本低、吞吐量带宽大的特点。宽带卫星系统需要支持多种类型的服务，不仅限于广播或多播服务，还扩展到交互服务等，这需要宽带卫星通信系统具有较高的吞吐量。
由于卫星系统上安装的多波束天线产生了大量的高增益波束，因此可以在系统的服务区域采用高阶频率复用来实现这种大吞吐量。但是，随着各波束可用带宽的增加，频率复用带来了多波束间的同频干扰，这就导致了系统的干扰受限特性。
发明内容
本发明旨在至少缓解现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出卫星波束内用户调度方法和运行方法。
第一方面，本发明的一个实施例提供了卫星波束内用户调度方法，包括：基于用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组。
本发明实施例的卫星波束内用户调度方法至少具有如下有益效果：通过用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组，能够降低相互干扰。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，根据不同的用户信道向量的内积，计算对应的范数，得到投影的相似度。使用不同的用户信道向量的内积的范数作为相似度，相对于现有的判断相似度的方法，具有更低的计算复杂度。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，还包括：根据用户数和预设的帧组大小，划分帧组，对应的，基于用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组包括：帧组设置有初始用户，基于用户信道向量与初始用户的信道向量之间的投影的相似度，将符合数值规则的用户归入对应的帧组。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，根据中心信道向量，计算欧式距离最大的点以作为帧组的初始用户，中心信道向量为用户整体的平均信道向量。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，还包括：排除已被归入帧组的用户，重新计算欧式距离最大的点以作为另一帧组的初始用户；
反复将符合数值规则的用户归入对应的帧组，以确定全部的用户所属的帧组。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，帧组包括：帧组大小一致的标准帧组，用于包括剩余用户的余数帧组；对应的，余数帧组为第一帧组。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，数值规则包括：根据帧组大小，依排列序号，将相似度大的用户归入对应的帧组。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，还包括定义波束CSI：不属于目标波束以及围绕波束的用户的信道向量为0。
第二方面，本发明的一个实施例提供了卫星波束处理装置，包括：处理单元，用于基于用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组。
附图说明
图1是本发明实施例中卫星波束内用户调度方法的一具体实施例示意图；
图2是本发明实施例中卫星波束内用户调度方法的一具体实施例示意图；
图3是本发明实施例中卫星波束内用户调度方法的一具体实施例示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，如果涉及到方位描述，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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限制。如果某一特征被称为“设置”、“固定”、“连接”、“安装”在另一个特征，它可以直接设置、固定、连接在另一个特征上，也可以间接地设置、固定、连接、安装在另一个特征上。
在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
实施例1。
如附图1所示本发明实施例中卫星波束内用户调度方法，包括：
S1、基于用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组。
为了提高宽带卫星系统中的高吞吐率性能，对于涉及大量用户的用户调度问题，目前的研究可分为波束内调度和波束间调度，即用户调度的两个阶段。为了减少多播方式的影响，在每一个波束中采用波束内调度来组成用户组，每个用户组由共享同一帧传输的用户组成。
因为用户可能经历不同的信道增益，每个波束中的多播方式限制了每个帧组中用户的可实现速率，因此，为了减轻这种影响，本实施例的波束内调度方案目的在于将具有相似信道向量的用户组成的用户组。考虑到宽带卫星通信中固定用户的信道状态不变，则将帧内调度问题描述为一个聚类问题，以保证所有用户都能得到服务。
本发明实施例的卫星波束内用户调度方法至少具有如下有益效果：通过用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组，能够降低相互干扰。
如附图2所示卫星波束内用户调度方法，还包括：
S0、根据不同的用户信道向量的内积，计算对应的范数，得到投影的相似度。
现有的算法通常利用信道系数或用户位置的欧几里德距离作为相似性度量来实现聚类。而本实施例通过根据不同的用户信道向量的内积，计算对应的范数，得到投影的相似度，相对于现有的判断相似度的方法，具有更低的计算复杂度。
如附图3所示卫星波束内用户调度方法，还包括：
S01、根据用户数和预设的帧组大小，划分帧组，对应的，基于用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组包括：
S02、帧组设置有初始用户，基于用户信道向量与初始用户的信道向量之间的投影的相似度，将符合数值规则的用户归入对应的帧组。
其中，具体的划分帧组的原理和用户分组原理包括：
划分帧组：
根据帧组的大小R(即一个帧组所包括的用户量，可以根据实际需求设置)和总的用户数F，进行帧组的划分。其中，如果帧组的大小R和总的用户数F为整数倍，则可以划分成为Z个标准帧组(Z＝F/R)；否则会出现剩余的用户数小于R，无法组成标准帧组的情况，即余数帧组；此时，设定第一个分组是用户数小于R的分组(即第一帧组)，因为第一个分组的中选出的第一个用户是与所有用户相关性最小的用户。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，帧组包括：帧组大小一致的标准帧组，用于包括剩余用户的余数帧组；对应的，余数帧组为第一帧组。
具体的用户分组的步骤包括：
步骤1、设置第K帧组中的第一个用户：
1.1、通过计算全部的用户信道向量，得到中心信道向量；具体计算中心信道向量的原理为：用户的信道向量和，除以用户数。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，根据中心信道向量，计算欧式距离最大的点以作为帧组的初始用户，中心信道向量为用户整体的平均信道向量。
1.2、找到与这个中心信道向量的欧式距离最大的点作为第K分组(即第K帧组)中的第一个用户(即初始用户)，即与所有用户相似性最差的用户，并将其从用户的信道向量的集合中删除。
步骤2、具体判断相似性的基准为剩余用户与初始用户的内积的范数(the Normof the Inner Product,NoIP)。这个度量(范数)包含了用户信道向量的强弱信息，其本质是用户信道向量之间的投影，能够充分体现用户之间的相关性(即相似性)，取值越大说明相关性越好。
计算所有剩余的用户与上述第K帧组的初始用户的信道向量之间的相似性；将对应相似性的值按照从大到小进行排序；按照帧组的大小，选择相似性大的用户，归入第K帧组。
则所有的用户会包括已被归入帧组和未被归入帧组，这两种情况。
步骤3、将未被归入帧组的用户，重新按照步骤1和2，反复执行以将用户归入帧组，直至完成将全部的用户归入对应的帧组。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，还包括：排除已被归入帧组的用户，从剩下的用户的通信信道中，重新计算欧式距离最大的点以作为另一帧组的初始用户；
反复将符合数值规则的用户归入对应的帧组，以确定全部的用户所属的帧组。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，数值规则包括：根据帧组大小，依排列序号，将相似度大的用户归入对应的帧组。
本实施例的其目的在于，让同一个组的信道尽可能的相似，每个组的信道差异如果太大的话，频谱效率会下降，可以降低多播的影响。
基于本发明一些实施例的卫星波束内用户调度方法，还包括定义波束CSI：
不属于目标波束以及围绕波束的用户的信道向量为0。
定义ηn为一个集合，它包含围绕波束n的六个相邻波束。对于波束n里的用户j，重新定义
Figure BDA0002422944810000051
其中
Figure BDA0002422944810000052
波束n的CSI集合可以表示为
Figure BDA0002422944810000053
CSI的重新定义降低了波束内调度的复杂性。此外，还具有良好的可扩展性，即使N值较高，也只需要CSI的固定部分。
实施例2。
本发明的一个实施例提供了卫星波束处理装置，包括：处理单元，用于基于用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (6)

1.卫星波束内用户调度方法，其特征在于，包括：
基于用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组；
根据用户数和预设的帧组大小，划分帧组，对应的，
所述基于用户信道向量之间的投影的相似度，确定用户所属的帧组包括：
所述帧组设置有初始用户，基于所述用户信道向量与所述初始用户的信道向量之间的投影的相似度，将符合数值规则的用户归入对应的帧组：
根据中心信道向量，计算欧式距离最大的点以作为帧组的初始用户，所述中心信道向量为用户整体的平均信道向量；
排除已被归入帧组的用户，重新计算欧式距离最大的点以作为另一帧组的初始用户；
反复将符合数值规则的用户归入对应的帧组，以确定全部的用户所属的帧组。
2.根据权利要求1所述的卫星波束内用户调度方法，其特征在于，根据不同的用户信道向量的内积，计算对应的范数，得到所述投影的相似度。
3.根据权利要求1所述的卫星波束内用户调度方法，其特征在于，所述帧组包括：
帧组大小一致的标准帧组，用于包括剩余用户的余数帧组；对应的，
所述余数帧组为第一帧组。
4.根据权利要求3所述的卫星波束内用户调度方法，其特征在于，所述数值规则包括：
根据帧组大小，依排列序号，将相似度大的用户归入对应的帧组。
5.根据权利要求4所述的卫星波束内用户调度方法，其特征在于，还包括定义波束CSI：
不属于目标波束以及围绕波束的用户的信道向量为0。
6.卫星波束处理装置，其特征在于，包括：
处理单元，用于执行如权利要求1至5任意一项所述的卫星波束内用户调度方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103796319A (zh) * 2014-01-16 2014-05-14 北京大学 一种多波束卫星移动通信下行链路频率复用方法
CN104247289A (zh) * 2012-02-23 2014-12-24 韩国电子通信研究院 大规模天线系统中的多输入和多输出通信方法
CN106537788A (zh) * 2014-05-20 2017-03-22 萨迪斯飞以色列有限公司 用于在卫星通信网络中降低干扰的方法
CN107888270A (zh) * 2017-12-25 2018-04-06 北京理工大学 认知卫星地面融合网络中的物理层安全传输方法
CN108809390A (zh) * 2018-05-18 2018-11-13 东南大学 适用于多播多波束卫星移动通信系统的鲁棒传输方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6738346B1 (en) * 1999-03-16 2004-05-18 Northrop Grumman Corporation Hierarchical downlink scheduler for a processed satellite payload
EP2567467A2 (en) * 2010-05-04 2013-03-13 Celeno Communications Ltd. System and method for channel state related feedback in multi-user multiple-input-multiple-output systems
KR101562557B1 (ko) * 2014-02-10 2015-10-23 한국과학기술원 Massive MIMO 하향링크를 위한 두 단계 빔포머 기반의 사용자 스케줄링 방법, 장치 및 기록매체
US10644732B2 (en) * 2017-09-05 2020-05-05 Qualcomm Incorporated Systems and methods for signaling incorporating interference avoidance or beam nulling constraints for millimeter wave communication systems
CN109412661B (zh) * 2018-12-11 2020-12-11 厦门大学 一种大规模mimo系统下的用户分簇方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104247289A (zh) * 2012-02-23 2014-12-24 韩国电子通信研究院 大规模天线系统中的多输入和多输出通信方法
CN103796319A (zh) * 2014-01-16 2014-05-14 北京大学 一种多波束卫星移动通信下行链路频率复用方法
CN106537788A (zh) * 2014-05-20 2017-03-22 萨迪斯飞以色列有限公司 用于在卫星通信网络中降低干扰的方法
CN107888270A (zh) * 2017-12-25 2018-04-06 北京理工大学 认知卫星地面融合网络中的物理层安全传输方法
CN108809390A (zh) * 2018-05-18 2018-11-13 东南大学 适用于多播多波束卫星移动通信系统的鲁棒传输方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Interference Cancellation and Coordination Scheme for Sounding Reference Signal in Multiple-beam Mobile Satellite Communication System;Si,Y,etc.;《IEEE Vehicular Technology Conference Proceedings》;20120716;全篇 *
认知异构网络物理层干扰管理技术研究;田润;《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20200110;全篇 *

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