CN113811010B - 一种多用户mimo调度方法及设备 - Google Patents

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CN113811010B CN202010536079.5A CN202010536079A CN113811010B CN 113811010 B CN113811010 B CN 113811010B CN 202010536079 A CN202010536079 A CN 202010536079A CN 113811010 B CN113811010 B CN 113811010B
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Abstract

本发明提供一种多用户MIMO调度方法及设备，所述方法包括：确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；获取待调度UE的频域通信参数；根据待调度UE的频域通信参数，确定待调度UE所属的频域通信参数集合；选择频域隔离度满足要求的待调度UE，并根据时域优先级排序进行配对，对配对成功的待调度UE对进行频域调度。利用本发明提供的方法，通过在时域调度中提高某些终端的优先级来保证进入频域调度的用户在空间上尽量隔离，从而改变进入频域调度用户的方法，从而提高了在频域多用户的配对概率，进而提高了多用户MIMO的小区吞吐率。

Description

一种多用户MIMO调度方法及设备
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种多用户MIMO调度方法及设备。
背景技术
在NR(New Radio，新空口)系统中，多用户MIMO(Multiple-In Multiple-Out，多进多出)调度器的功能分为时域调度和频域调度。在时域调度中，基站根据终端数据缓存器里的数据类型以及终端汇报的宽带CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)对小区里的用户进行优先级排序，决定小区里哪些用户被调度，这些被选中的用户会进入频域调度，进行后续的多用户配对和资源分配，确定MCS(Modulation and Coding Scheme，调制编码方式)和TBS(Transport Block Set，传输块集)的操作。
为了提高多用户MIMO的性能，希望尽可能多可能进行配对的用户进入频域调度。但当前方案中时域调度选择的被调度用户，不能保证进入频域调度的用户在空间域上有足够的隔离度，会造成在多用户配对时，某些用户之间因隔离度不够而导致的配对失败的问题，因此降低了多用户MIMO下的小区吞吐率。
发明内容
本申请提供一种多用户MIMO调度方法及设备，用于解决当前方案中时域调度选择的被调度用户，不能保证进入频域调度的用户在空间域上有足够的隔离度，会造成在多用户配对时，某些用户之间因隔离度不够而导致的配对失败的问题，因此降低了多用户MIMO下的小区吞吐率的问题。
本发明第一方面提供一种多用户MIMO调度方法，应用于网络侧设备，所述方法包括：
确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；
获取所述待调度UE的频域通信参数，其中，不同的频域通信参数集合间对应的频域隔离度满足频域通信隔离要求；
根据所述待调度UE的频域通信参数，确定所述待调度UE所属的频域通信参数集合；
选择频域隔离度满足要求的待调度UE，并根据时域优先级排序进行配对，对配对成功的待调度UE对进行频域调度。
可选地，选择频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
确定属于同一频域通信参数集合的待调度UE；
确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，N为正整数。
可选地，所述频域通信参数包括待调度UE的位置坐标和/或待调度UE的波束方向。
可选地，所述频域通信参数为待调度UE的波束方向时，所述不同的频域通信参数集合，为将波束方向覆盖的小区区域，划分为多个分区后，覆盖各分区所对应的波束方向。
可选地，通过如下公式确定所述N的取值：
Figure BDA0002537098970000021
可选地，确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
对于各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE的时域优先级，分别放大预设倍数；
对待调度UE的当前时域优先级，按照时域优先级从高到低重新排序，确定时域优先级靠前的预设数量的UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE。
可选地，采用如下任一方式确定待调度UE的波束方向：
利用待调度UE上报的信道质量指示CSI，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达角AOA，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达方向DOA，确定待调度UE的波束方向。
可选地，所述CSI包括预编码矩阵指示PMI，利用待调度UE上报的CSI，确定待调度UE的波束方向，包括：
根据typeI码本反馈的PMI来确定频域通信参数；
利用PMI确定同极化天线间的相位差m；
根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向。
可选地，根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向，包括：
计算θ＝-arcsin[m/(num_antenna*2*d)]/π*180°
其中，θ为待调度UE的波束方向，num_antenna为使用的天线个数，d为天线间距。
本发明第二方面提供一种基站设备，所述设备包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于读取所述存储器中的指令，执行下列过程：
确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；
获取所述待调度UE的频域通信参数，其中，不同的频域通信参数集合间对应的频域隔离度满足频域通信隔离要求；
根据所述待调度UE的频域通信参数，确定所述待调度UE所属的频域通信参数集合；
选择频域隔离度满足要求的待调度UE，并根据时域优先级排序进行配对，对配对成功的待调度UE对进行频域调度。
可选地，所述处理器选择频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
确定属于同一频域通信参数集合的待调度UE；
确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，N为正整数。
可选地，所述频域通信参数包括待调度UE的位置坐标和/或待调度UE的波束方向。
可选地，所述频域通信参数为待调度UE的波束方向时，所述不同的频域通信参数集合，为将波束方向覆盖的小区区域，划分为多个分区后，覆盖各分区所对应的波束方向。
可选地，通过如下公式确定所述N的取值：
Figure BDA0002537098970000041
可选地，所述处理器确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
对于各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE的时域优先级，分别放大预设倍数；
对待调度UE的当前时域优先级，按照时域优先级从高到低重新排序，确定时域优先级靠前的预设数量的UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE。
可选地，所述处理器采用如下任一方式确定待调度UE的波束方向：
利用待调度UE上报的信道质量指示CSI，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达角AOA，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达方向DOA，确定待调度UE的波束方向。
可选地，所述CSI包括预编码矩阵指示PMI，利用待调度UE上报的CSI，确定待调度UE的波束方向，包括：
根据typeI码本反馈的PMI来确定频域通信参数；
利用PMI确定同极化天线间的相位差m；
根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向。
可选地，所述处理器根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向，包括：
计算θ＝-arcsin[m/(num_antenna*2*d)]/π*180°
其中，θ为待调度UE的波束方向，num_antenna为使用的天线个数，d为天线间距。
本发明第三方面提供一种多用户MIMO调度装置，所述装置包括如下单元：
优先级确定单元，用于确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；
频域通信参数确定单元，用于获取所述待调度UE的频域通信参数，其中，不同的频域通信参数集合间对应的频域隔离度满足频域通信隔离要求；
集合确定单元，用于根据所述待调度UE的频域通信参数，确定所述待调度UE所属的频域通信参数集合；
配对单元，用于选择频域隔离度满足要求的待调度UE，并根据时域优先级排序进行配对，对配对成功的待调度UE对进行频域调度。
可选地，配对单元用于选择频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
确定属于同一频域通信参数集合的待调度UE；
确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，N为正整数。
可选地，所述频域通信参数包括待调度UE的位置坐标和/或待调度UE的波束方向。
可选地，所述频域通信参数为待调度UE的波束方向时，所述不同的频域通信参数集合，为将波束方向覆盖的小区区域，划分为多个分区后，覆盖各分区所对应的波束方向。
可选地，配对单元通过如下公式确定所述N的取值：
Figure BDA0002537098970000051
可选地，配对单元确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
对于各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE的时域优先级，分别放大预设倍数；
对待调度UE的当前时域优先级，按照时域优先级从高到低重新排序，确定时域优先级靠前的预设数量的UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE。
可选地，频域通信参数确定单元采用如下任一方式确定待调度UE的波束方向：
利用待调度UE上报的信道质量指示CSI，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达角AOA，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达方向DOA，确定待调度UE的波束方向。
可选地，频域通信参数确定单元所述CSI包括预编码矩阵指示PMI，利用待调度UE上报的CSI，确定待调度UE的波束方向，包括：
根据typeI码本反馈的PMI来确定频域通信参数；
利用PMI确定同极化天线间的相位差m；
根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向。
可选地，频域通信参数确定单元根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向，包括：
计算θ＝-arcsin[m/(num_antenna*2*d)]/π*180°
其中，θ为待调度UE的波束方向，num_antenna为使用的天线个数，d为天线间距。
本发明第四方面提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面提供的任一所述一种多用户MIMO调度的方法。
利用本发明提供的方法，通过在时域调度中提高某些终端的优先级来保证进入频域调度的用户在空间上尽量隔离，从而改变进入频域调度用户的方法，从而提高了在频域多用户的配对概率，进而提高了多用户MIMO的小区吞吐率。
附图说明
图1为一种仅采用时域优先级确定进入频域调度的用户示意图；
图2为一种多用户MIMO调度方法流程图；
图3a为一种根据待调度UE的波束方向划分的频域通信参数集合的示意图；
图3b为一种根据待调度UE的坐标位置划分的频域通信参数集合的示意图；
图4为一种利用待调度UE的波束方向进行多用户MIMO调度的完整步骤流程图；
图5为一个存在30个用户的小区的基于频域隔离度和时域优先级进行调度的示意图；
图6为一种基站设备的结构示意图；
图7为一种多用户MIMO调度装置的单元示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合说明书附图对申请实施例作进一步详细描述。应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请实施例提供的技术方案可以适用于多种系统，尤其是5G系统。例如适用的系统可以是全球移动通讯(Global System Of Mobile Communication，GSM)系统、码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)系统、宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，WCDMA)通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)系统、长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统、LTE频分双工(FrequencyDivision Duplex，FDD)系统、LTE时分双工(Time Division Duplex，TDD)、通用移动系统(Universal Mobile Telecommunication System，UMTS)、全球互联微波接入(WorldwideInteroperability For Microwave Access，WiMAX)系统、5G系统以及5G NR系统等。这多种系统中均包括终端设备和网络设备。
本申请实施例涉及的终端设备，可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。在不同的系统中，终端设备的名称可能也不相同，例如在5G系统中，终端设备可以称为用户设备(User Equipment，UE)。无线终端设备可以经RAN与一个或多个核心网进行通信，无线终端设备可以是移动终端设备，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端设备的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(Personal Communication Service，PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(Session Initiated protocol，SIP)话机、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等设备。无线终端设备也可以称为系统、订户单元(Subscriber Unit)、订户站(SubscriberStation)，移动站(Mobile Station)、移动台(Mobile)、远程站(Remote Station)、接入点(Access Point)、远程终端设备(Remote Terminal)、接入终端设备(Access Terminal)、用户终端设备(User Terminal)、用户代理(User Agent)、用户装置(User Device)，本申请实施例中并不限定。
本申请实施例涉及的网络设备，可以是基站，该基站可以包括多个小区。根据具体应用场合不同，基站又可以称为接入点，或者可以是指接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端设备通信的设备，或者其它名称。网络设备可用于将收到的空中帧与网际协议(Internet Protocol，IP)分组进行相互转换，作为无线终端设备与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括网际协议(IP)通信网络。网络设备还可协调对空中接口的属性管理。例如，本申请实施例涉及的网络设备可以是全球移动通信系统(Global System For Mobile Communications，GSM)或码分多址接入(Code DivisionMultiple Access，CDMA)中的网络设备(Base Transceiver Station，BTS)，也可以是带宽码分多址接入(Wide-Band Code Division Multiple Access，WCDMA)中的网络设备(NodeB)，还可以是长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统中的演进型网络设备(Evolutional Node B，eNB或e-NodeB)、5G网络架构(Next Generation System)中的5G基站，也可是家庭演进基站(Home Evolved Bode B，HeNB)、中继节点(Relay Node)、家庭基站(Femto)、微微基站(Pico)等，本申请实施例中并不限定。
现有方案中时域调度选择的被调度用户，仅采用时域优先级确定进入频域调度的用户，如图1所示，仅采用时域优先级确定进入频域调度的用户示意图，此种方式不能保证进入频域调度的用户在空间域上有足够的隔离度，会造成在多用户配对时，某些用户之间因隔离度不够而导致的配对失败的问题，因此降低了多用户MIMO下的小区吞吐率。
鉴于上述的问题，本发明提供一种多用户MIMO调度方法，如图2所示，包括如下步骤：
步骤S201，确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；
现有的多用户MIMO调度器中，时域调度的功能是根据基站中的终端数据缓存器里的数据类型，以及由终端汇报的宽带CQI对小区里的用户进行时域优先级排序，最终决定管辖小区内哪些用户应被频域调度；
其中，所述数据类型为终端缓存器中的业务类型，所述业务类型可以包括有：电话语音业务，文字信息交互业务，网页浏览业务等等。
例如，基站接收到所管辖的扇形区域中，来自不同终端设备先后发送的共计30条资源调度请求，所述30条资源调度请求中存在来自于不同终端设备的对应不同业务的资源调度请求，进一步的，所述基站按照业务类型设置的时域优先级，如，电话语音业务优先于文字信息交互业务，文字信息交互业务优先于网页浏览业务等等，进而按照基于所述等待资源分配的时长和相应的业务类型设置的优先级，对所述30条资源调度请求在基于实际的资源分配能力的条件上进行排序，假设，确定当前时隙上，基站最多能够为14条资源调度请求配置资源，则基于获取排序结果中的前14条资源调度请求对应的终端设备的候选终端标识，建立候选终端标识集合，再按照先前的排序结果，依次读取所述候选终端标识集合中的候选终端标识进行配对处理。
其中，终端汇报的宽带CQI对小区里的用户进行时域优先级排序，首先基站接收用户调度请求，其中请求中包含CQI信息，并根据优先级由高到低的将调度请求插入PRB(Physical Resource Block，物理资源块)中的等待调度队列中，其中计算各用户的优先级的公式中包含有CQI系数，具体的优先级大小计算方法，在不同的调度方案中优先级计算方式也不完全相同，本领域技术人员应当知晓，这里不再赘述。
步骤S202，获取所述待调度UE的频域通信参数，其中，不同的频域通信参数集合间对应的频域隔离度满足频域通信隔离要求；
为了保证进入频域调度的待调度UE具有足够的隔离度，需要预先建立不同的频域通信参数集合，以使进入频域调度的UE具有足够的隔离度，能够尽可能减小因隔离度不够导致的配对失败的问题。
上述频域通信参数，可以为一个类型的频域通信参数，也可以为多个不同类型的频域通信，本领域技术人员应当理解，本实施例对频域通信参数进行集合划分，使集合内的UE的频域隔离度比较相近在一定的范围内，但各频域通信参数集合间对应的频域隔离度比较大，以满足频域正常通信对应的频域隔离度要求。在具体实施时，只要能够映射终端间频域隔离度的频域通信参数，均可以本发明实施例的方式进行相应的集合划分。
需要说明的是，如果采用多个频域通信参数进行相应的集合划分，对于各个频域通信参数的划分是独立的。对于UE来说，需要分别确定其所属的每个类型对应的频域通信参数集合。
作为一种可选的实施方式，上述频域通信参数可以但不限于为待调度UE波束方向，如图3a所示，为一种根据待调度UE的波束方向划分的频域通信参数集合的示意图，图中各扇区表示不同波束方向对应的频域通信参数集合，基站301根据小区波束方向的覆盖范围，将其分为几个区域，各个区域对应波束一个频域通信参数集合，以保证各频域通信参数集合间有足够的隔离度，使得用户终端302进入频域调度之后的配对成功的概率增大，图3a中左图和右图分别代表一个基站小区对应一个sector(扇区)划分为多个区域的示意图，和一个基站小区分别对应两个sector划分为多个区域的示意图。
作为另一种可选的实施方式，上述频域通信参数可以但不限于为待调度UE的坐标位置，如图3b所示，为一种根据待调度UE的坐标位置划分的频域通信参数集合的示意图，图中各扇区表示不同位置坐标对应的频域通信参数集合，图中圆点表示用户终端的分布情况，基站根据自身信号的覆盖范围，划分多个不同的位置区域，各位置区域对应的频域通信参数集合，使得频域通信参数集合间的用户终端有足够的隔离度，使得用户终端进入频域调度之后的配对成功的概率增大。
另外，还可以将上述两种实施方式结合实施，频域通信参数包括待调度UE波束方向和待调度UE坐标位置，具体的划分方式参见上述实施方式的描述，这里不再详述。
步骤S203，根据所述待调度UE的频域通信参数，确定所述待调度UE所属的频域通信参数集合；
在频域通信参数的类型为一个时，确定该UE所属的频域通信参数集合；
在频域通信参数的类型为多个时，针对每个类型的频域通信参数集合，分别确定该UE所属的频域通信参数集合。
在频域通信参数仅包括待调度UE波束方向时，根据每个待调度UE的波束方向角，将各个待调度UE分别到波束方向划分到波束方向区域中，每个波束方向扇区区域都表示一个频域通信参数集合，其中，每个频域通信参数集合之间的待调度UE均满足频域隔离度要求。
在频域通信参数仅包括待调度UE坐标位置时，根据每个待调度UE通过定位方法确定的位置坐标，将各个待调度UE分别根据其位置坐标划分到不同的坐标区域扇区中，每个坐标区域都表示一个频域通信参数集合，其中，每个频域通信参数集合之间的待调度UE均满足频域隔离度要求。
在频域通信参数同时包括波束方向和坐标位置时，根据待调度UE的波束方向角及坐标位置分别确定以波束方向区域，确定波束方向类型的频域通信参数集合及坐标类型的频域通信参数集合。
步骤S204，选择频域隔离度满足要求的待调度UE，并根据时域优先级排序进行配对，对配对成功的待调度UE对进行频域调度。
为避免进入频域调度的待调度UE因隔离度过低造成隔离度不够而导致的配对失败的问题，在同一频域通信参数集合中，即使存在多个优先级靠前的待调度UE，也需要考虑多个待调度UE之间是否满足隔离度要求，因此需要在考虑优先级的前提下，同时考虑各待调度UE之间的隔离度，本发明实施例中利用频域通信参数对待调度UE进行划分，以使划分到不同频域参数集合间的UE满足频域隔离度，提高配对成功率。
具体实施时，在按照时域优先级选择待调度UE进行配对的基础上，限制每个频域通信参数集合中进行配对的UE数量，防止因一个频域通信参数集合中多个待调度UE的时域优先级都排序靠前，从而导致的从一个频域通信参数集合中选择过多的UE，使得集合内UE数量过多导致的隔离度不满足要求从而降低频域配对成功率的问题，因此尽量保证被选择频域配对的UE具有足够的隔离度，相当于限制每个频域通信参数集合进入频域调度的数量，就能够尽可能减小因隔离度不够导致的配对失败的问题。
作为一种可选的实施方式，选择频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
确定属于同一频域通信参数集合的待调度UE；
确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，N为正整数。
具体的，基站为保证各频域通信参数集合内部的UE满足隔离度的要求，将每个频域通信参数集合选择配对的用户数的数量限制在N个以下；
在频域通信参数仅包括待调度UE波束方向时，根据每个待调度UE的波束方向角，将各个待调度UE分别到根据不同方向角划分到波束方向区域中，将每个波束方向区域中进入频域配对的用户数的数量限制在N个以下。
在频域通信参数仅包括待调度UE坐标位置时，根据每个待调度UE的在以基站为原点的坐标系中的确定具体的坐标，将各个待调度UE分别根据不同的坐标值划分到不同的坐标扇区区域中，将每个坐标区域中进入频域配对的用户数的数量限制在N个以下。
另外，还可以将上述两种实施方式结合实施，当频域通信参数包括待调度UE波束方向及待调度UE坐标位置时，首先根据各自的频域通信参数集合确定进入频域配对的用户，基于待调度UE波束方向确定的配对用户及待调度UE坐标位置确定的配对用户，选择所述配对用户结果之间时域优先级更高的用户，作为最终进入频域配对的用户。
作为一种可选的实施方式，通过如下公式确定所述N的取值，
Figure BDA0002537098970000131
例如，每个时隙下，某基站允许UE进入频域配对的用户数量为14，频域通信参数集合数量分组的数量为8，根据上述公式，并向上取整得到N＝2，意味着每个频域通信参数集合进入频域调度的用户数原则上不得超过2。
作为一种可选的实施方式，对于各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE的时域优先级，分别放大预设倍数；
对待调度UE的当前时域优先级，按照时域优先级从高到低重新排序，确定时域优先级靠前的预设数量的UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE。
具体的，为了使未超过N的预设数量UE，尽可能的进入频域配对，首先判断在所属各频域通信参数集合中按照时域优先级从高到低的排序是否超过N；
若是，保持所述待调度UE的优先级不变，否则，对所述待调度UE的时域优先级放大预设倍数，所述预设放大倍数为大于0的系数；
对待调度UE的当前时域优先级重新排序，按照重新排序后时域优先级从高到低的顺序，选择预设数量UE进行配对。
最终，配对成功的待调度UE会进入频域调度，进行后续的多用户配对和资源分配，确定MCS和TBS的操作。
具体的，配对成功的待调度UE按照优先级队列顺序，对于每个在优先级队列中的待调度UE，当存在数据承载能力满足当前UE数据传输需求的单用户可用PRB(PhysicalResource Block，物理资源块)资源列表时，则将数据承载能力满足当前UE数据传输需求的单用户可用PRB资源列表分配给当前UE，并确定调制编码策略MCS信息，并从当前UE可用资源集合中，挑选满足当前UE的数据传输需求且相对信道条件较好的PRB资源，分配给当前UE，并根据资源分配结果更新系统资源的占用情况，从时域调度UE优先级配对队列中删除频域调度成功的UE，判断所述优先级队列是否为空，如果时域调度UE优先级队列为空，则本次频域调度结束，退出频域调度流程。
利用本发明提供的方法可以在时域调度器中按照频域通信参数将用户分组，并限制每组进入频域调度的用户数量，通过在时域调度中提高某些终端的优先级来保证进入频域调度的用户在空间上尽量隔离，从而改变进入频域调度用户的方法，从而提高了在频域多用户的配对概率，进而提高了多用户MIMO的小区吞吐率。
作为一种可选的实施方式，频域通信参数包括待调度UE的波束方向时，对本申请优选的实施例进行进一步说明：
如图4所示，为一种利用待调度UE的波束方向提高多用户MIMO的小区吞吐率的完整步骤流程图；
步骤S401，利用确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；
步骤S402，获取所述待调度UE的波束方向，其中，预先建立不同的波束方向集合，且不同波束方向集合中的待调度UE的频域隔离度满足频域通信隔离要求；
确定待调度UE的波束方向时，需要获取至少一种方向参数：待调度UE上报的信道质量指示CSI、待调度UE的波达角AOA及待调度UE的波达方向DOA。
具体的，根据方向参数确定待调度UE波束方向包括如下方式：
方式一、利用待调度UE上报的信道质量指示CSI，确定待调度UE的波束方向；
其中，所述CSI中包括：信道质量指示CQI、预编码矩阵指示PMI和秩指示RI。
使用typeI码本反馈的PMI来确定频域通信参数，利用PMI确定同极化天线间的相位差m；
同极化天线，天线的极化特性是以天线辐射的电磁波在最大辐射方向上电场强度矢量的空间取向来定义的，是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。由于电场与磁场有恒定的关系，故一般都以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。
根据所述同极化天线间的相位差m，确定UE的波束方向；
利用如下公式计算UE的波束方向：
待调度UE的波束方向θ＝-arcsin[m/(num_antenna*2*d)]/π*180°
其中num_antenna为使用的天线个数，d为天线间距。
方式二、利用待调度UE的波达角AOA，确定待调度UE的波束方向；
AOA(Angle-of-Arrival，到达角度测距)，基于信号到达角度的定位算法是一种典型的基于测距的定位算法，通过某些硬件设备感知发射节点信号的到达方向，计算接收节点和锚节点之间的相对方位或角度，然后再利用三角测量法或其他方式计算出未知节点的位置。基于信号到达角度(AOA)的定位算法是一种常见的无线传感器网络节点自定位算法，算法通信开销低，定位精度较高，利用网络侧设备测量待调度UE的波达角AOA，根据所述波达角AOA确定待调度UE的波束方向的方法本领域人员应当知晓，这里不再赘述。
方式三、利用待调度UE的波达方向DOA，确定待调度UE的波束方向；
波达方向(Direction Of Arrival)估计，又称为角谱估计(Angle spectralestimation)、波达角(Angle Of Arrival)估计，一个UE有很多可能的传播路径和到达角。如果几个发射机同时工作，每个信源在接收机处形成潜在的多径分量，因此，接收天线能估计出这些到达角就显得很重要，目的是估计出哪个发射机在工作以及发射机所处的方向，其原理为利用电磁波的直线传播原理，对己方基站接收来自目标发射机的来波方向进行估计，通过测量辐射信号的波达方向(DOA全称Direction Of Arrival)或波达角(AOA)来估测辐射源的位置。理论上这种估计只需要两个接收阵元就可以确定辐射源的位置，但在实际中，由于受到角度分辨率、多径和噪声限制，所需阵元通常要多于两个，利用网络侧设备测量待调度UE的波达方向DOA，根据所述波达方向DOA确定待调度UE的波束方向的方法本领域人员应当知晓，这里不再赘述。
步骤S403，利用待调度UE的波束方向，确定所述待调度UE所属的集合；
所述预先建立的集合，为对小区波束方向划分为多个区域对应的波束方向。
例如，基站按照波束可能的方向，将小区分为几个区域，落在某个区域内的用户被分为一个集合中。表1给出了一个将16根天线，天线水平间距d＝0.6λ，共有32个波束分为8个集合的示例，其中，λ是波长。表中最后一列表示用户所在位置的波束方向，波束方向指的是波束跟天线法线之间的夹角。比如说波束方向为-5度的用户，按照表1，属于第0组的区域。波束方向为30度的用户，按照表1，属于第5组的区域。
表1
Figure BDA0002537098970000171
步骤S404，对于待调度的UE按照时域优先级从高到低的顺序，依次判断所述待调度的UE在集合中按集合内时域优先级从高到低的排序是否超过N，若超过N，则保持所述待调度UE的优先级不变，否则对所述待调度UE的时域优先级放大预设倍数，所述预设放大倍数为大于0的系数，并在遍历完所有待调度的UE后，执行步骤S405；
作为一种可选的实施方式，为了降低基站侧的计算工作量，在判断所述待调度的UE在集合中按集合内时域优先级从高到低的排序是否超过N后，仅放大预设数量的待调度UE的时域优先级，所述预设数量为基站侧预先定义的进入频域调度的UE数。
基站对小区内用户计算时域优先级，并进行时域优先级排序，其中，代表第i个用户时域优先级的参数表示为Mi，基站统计时域优先级高于用户i并且与用户i有相同的频域通信参数集合用户个数，如果与用户i具有频域通信参数集合用户数量大于N，对用户i的时域优先级参数Mi不做处理，否则，对时域优先级的参数Mi放大倍数α，α＝2.0，以提高用户i的调度优先级，因目的是使提高调度优先级的用户能够被选择进入频域调度，且UE之间的时域优先级相差不大，故放大倍数通常设置为2可以保证用户能够被选择进入频域调度。
步骤S405，对待调度UE的当前时域优先级重新排序，按照重新排序后时域优先级从高到低的顺序，选择预设数量UE进行配对。
利用调整后的当前时域优先级重新排序，根据重新排序后时域优先级从高到低的顺序，选择进入频域配对的UE。
如图5所示，为一个存在30个用户的小区的基于隔离度时域优先级进行调度的示意图，最左边的表格是时域优先级处理之前的UE排序及其频域通信参数集合分组，时域优先级最高的用户为user_index＝39号用户，它所处的集合是0号集合，因为它是0号集合的第一个用户，对第39号用户的时域优先级参数乘以放大倍数α。类似地，处于4号集合user_index＝79的用户和5号集合并且user_index＝22的用户的时域优先级参数均乘以放大倍数α。user_index＝49的用户，它所处的组是0号集合，虽然之前0号集合已经选中一个用户(user_index＝39)进行提高时域优先级操作，加上第49号用户，满足0号集合的用户数不大于N的要求，所以第49号用户的时域优先级参数也乘以放大倍数α＝2.0依次类推，到user_index＝50的用户，也是0号集合，group_index＝0。但是因为0号集合已经有两个用户(user_index＝39,user_index＝49)的时域调度优先级已经被乘以放大倍数α。如果第50号用户再被选择进入频域调度，将不满足每组用户数不大于N的条件，因此第50号用户的时域优先级参数不做任何处理，第50号用户将不会被选择进入频域调度。对于第70号用户，它所处的组是4号集合。在它之前4号集合已经有一个用户(user_index＝79)的时域优先级参数乘以放大倍数，被选中进入频域调度。按照每个波束方向范围不超过N个用户进入频域调度的原则，第70号用户的时域优先级参数将乘以放大倍数α，将被选择进入频域调度。按照同样的方法，1号集合的user_index＝67的用户，6号集合user_index＝38的用户，7号集合user_index＝47的用户的时域优先级参数都会乘以系数α，最终都会被选中进入频域调度。经过优先级调整后的用户时域优先级排序如图5中间图所示。
最终进入频域调度的用户为图5中间右图所示，包括如下用户终端UE：
0号集合：用户user_index＝39，user_index＝49；
1号集合：用户user_index＝67；
2号集合：用户user_index＝64；
3号集合：用户user_index＝16，user_index＝17；
4号集合：用户user_index＝79，user_index＝70；
5号集合：用户user_index＝22，user_index＝26；
6号集合：用户user_index＝38，user_index＝62；
7号集合：用户user_index＝47，user_index＝12。
作为一种可选的实施方式，频域通信参数包括待调度UE的位置坐标时，对本申请实施例进行进一步说明：
在频域通信参数仅包括待调度UE坐标位置时，根据每个待调度UE的在以基站为原点的坐标系中的确定具体的坐标，将各个待调度UE分别根据不同的坐标值划分到不同的坐标扇区区域中，将每个坐标区域中进入频域配对的用户数的数量限制在N个以下，该步骤后的提高时域优先级等实施方式与上述利用待调度UE的波束方向提高多用户MIMO的小区吞吐率的完整步骤基于同一构思，这里不再赘述。
作为一种可选的实施方式，频域通信参数包括待调度UE的位置坐标时，对本申请实施例进行进一步说明：
当频域通信参数包括待调度UE波束方向及待调度UE坐标位置时，首先根据各自的频域通信参数集合确定进入频域配对的用户，基于待调度UE波束方向确定的配对用户及待调度UE坐标位置确定的配对用户，选择所述用户之间时域优先级更高的用户，作为最终进入频域配对的用户，该步骤后的提高时域优先级等实施方式与上述利用待调度UE的波束方向提高多用户MIMO的小区吞吐率的完整步骤基于同一构思，这里不再赘述。
本发明实施例提供一种基站设备，如图6所示，所述设备包括：包括一个或一个以上处理器(英文全称：central processing units，英文简称：CPU)601(例如，一个或一个以上处理器)和存储器602，一个或一个以上存储应用程序604或数据606的存储介质603(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器602和存储介质603可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质603的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)。更进一步地，处理器601可以设置为与存储介质603通信，设备600上执行存储介质603中的一系列指令操作。
设备600还可以包括一个或一个以上电源609，一个或一个以上有线或无线网络接口607，一个或一个以上输入输出接口608，和/或，一个或一个以上操作系统605，例如Windows Server，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等。
处理器，用于读取所述存储器中的指令，执行下列过程：
确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；
获取所述待调度UE的频域通信参数，其中，不同的频域通信参数集合间对应的频域隔离度满足频域通信隔离要求；
根据所述待调度UE的频域通信参数，确定所述待调度UE所属的频域通信参数集合；
选择频域隔离度满足要求的待调度UE，并根据时域优先级排序进行配对，对配对成功的待调度UE对进行频域调度。
可选地，所述处理器选择频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
确定属于同一频域通信参数集合的待调度UE；
确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，N为正整数。
可选地，所述频域通信参数包括待调度UE的位置坐标和/或待调度UE的波束方向。
可选地，所述频域通信参数为待调度UE的波束方向时，所述不同的频域通信参数集合，为将波束方向覆盖的小区区域，划分为多个分区后，覆盖各分区所对应的波束方向。
可选地，通过如下公式确定所述N的取值：
Figure BDA0002537098970000211
可选地，所述处理器确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
对于各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE的时域优先级，分别放大预设倍数；
对待调度UE的当前时域优先级，按照时域优先级从高到低重新排序，确定时域优先级靠前的预设数量的UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE。
可选地，所述处理器采用如下任一方式确定待调度UE的波束方向：
利用待调度UE上报的信道质量指示CSI，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达角AOA，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达方向DOA，确定待调度UE的波束方向。
可选地，所述CSI包括预编码矩阵指示PMI，利用待调度UE上报的CSI，确定待调度UE的波束方向，包括：
根据typeI码本反馈的PMI来确定频域通信参数；
利用PMI确定同极化天线间的相位差m；
根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向。
可选地，所述处理器根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向，包括：
计算θ＝-arcsin[m/(num_antenna*2*d)]/π*180°
其中，θ为待调度UE的波束方向，num_antenna为使用的天线个数，d为天线间距。
本发明实施例提供的基站设备，与上述实施例中多用户MIMO调度方法的基站设备属于同一发明构思，这里不再重述。
本发明实施例提供一种多用户MIMO调度装置，所述装置包括如下单元：
优先级确定单元701，用于确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；
频域通信参数确定单元702，用于获取所述待调度UE的频域通信参数，其中，不同的频域通信参数集合间对应的频域隔离度满足频域通信隔离要求；
集合确定单元703，用于根据所述待调度UE的频域通信参数，确定所述待调度UE所属的频域通信参数集合；
配对单元704，用于选择频域隔离度满足要求的待调度UE，并根据时域优先级排序进行配对，对配对成功的待调度UE对进行频域调度。
可选地，配对单元704用于选择频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
确定属于同一频域通信参数集合的待调度UE；
确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，N为正整数。
可选地，所述频域通信参数包括待调度UE的位置坐标和/或待调度UE的波束方向。
可选地，所述频域通信参数为待调度UE的波束方向时，所述不同的频域通信参数集合，为将波束方向覆盖的小区区域，划分为多个分区后，覆盖各分区所对应的波束方向。
可选地，配对单元704通过如下公式确定所述N的取值：
Figure BDA0002537098970000231
可选地，配对单元704确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
对于各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE的时域优先级，分别放大预设倍数；
对待调度UE的当前时域优先级，按照时域优先级从高到低重新排序，确定时域优先级靠前的预设数量的UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE。
可选地，频域通信参数确定单元702采用如下任一方式确定待调度UE的波束方向：
利用待调度UE上报的信道质量指示CSI，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达角AOA，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达方向DOA，确定待调度UE的波束方向。
可选地，频域通信参数确定单元702所述CSI包括预编码矩阵指示PMI，利用待调度UE上报的CSI，确定待调度UE的波束方向，包括：
根据typeI码本反馈的PMI来确定频域通信参数；
利用PMI确定同极化天线间的相位差m；
根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向。
可选地，频域通信参数确定单元702根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向，包括：
计算θ＝-arcsin[m/(num_antenna*2*d)]/π*180°
其中，θ为待调度UE的波束方向，num_antenna为使用的天线个数，d为天线间距。
本发明实施例提供的多用户MIMO调度装置，与上述实施例中多用户MIMO调度方法的基站设备属于同一发明构思，这里不再重述。
本发明实施例提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例提供的任一所述一种多用户MIMO调度的方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种多用户MIMO调度方法，应用于网络侧设备，其特征在于，所述方法包括：
确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；
获取所述待调度UE的频域通信参数，其中，不同的频域通信参数集合间对应的频域隔离度满足频域通信隔离要求；
根据所述待调度UE的频域通信参数，确定所述待调度UE所属的频域通信参数集合；
选择频域隔离度满足要求的待调度UE，并根据时域优先级排序进行配对，对配对成功的待调度UE对进行频域调度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，选择频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
确定属于同一频域通信参数集合的待调度UE；
确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，N为正整数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述频域通信参数包括待调度UE的位置坐标和/或待调度UE的波束方向。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述频域通信参数为待调度UE的波束方向时，所述不同的频域通信参数集合，为将波束方向覆盖的小区区域，划分为多个分区后，覆盖各分区所对应的波束方向。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过如下公式确定所述N的取值：
Figure FDA0002537098960000011
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
对于各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE的时域优先级，分别放大预设倍数；
对待调度UE的当前时域优先级，按照时域优先级从高到低重新排序，确定时域优先级靠前的预设数量的UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，采用如下任一方式确定待调度UE的波束方向：
利用待调度UE上报的信道质量指示CSI，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达角AOA，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达方向DOA，确定待调度UE的波束方向。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述CSI包括预编码矩阵指示PMI，利用待调度UE上报的CSI，确定待调度UE的波束方向，包括：
根据typeI码本反馈的PMI来确定频域通信参数；
利用PMI确定同极化天线间的相位差m；
根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向，包括：
计算θ＝-arcsin[m/(num_antenna*2*d)]/π*180°
其中，θ为待调度UE的波束方向，num_antenna为使用的天线个数，d为天线间距。
10.一种基站设备，其特征在于，所述设备包括：
存储器，用于存储指令；
处理器，用于读取所述存储器中的指令，执行下列过程：
确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；
获取所述待调度UE的频域通信参数，其中，不同的频域通信参数集合间对应的频域隔离度满足频域通信隔离要求；
根据所述待调度UE的频域通信参数，确定所述待调度UE所属的频域通信参数集合；
选择频域隔离度满足要求的待调度UE，并根据时域优先级排序进行配对，对配对成功的待调度UE对进行频域调度。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述处理器选择频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
确定属于同一频域通信参数集合的待调度UE；
确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，N为正整数。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述频域通信参数包括待调度UE的位置坐标和/或待调度UE的波束方向。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述频域通信参数为待调度UE的波束方向时，所述不同的频域通信参数集合，为将波束方向覆盖的小区区域，划分为多个分区后，覆盖各分区所对应的波束方向。
14.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，通过如下公式确定所述N的取值：
Figure FDA0002537098960000031
15.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述处理器确定各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE，包括：
对于各频域通信参数集合中，时域优先级靠前的N个待调度UE的时域优先级，分别放大预设倍数；
对待调度UE的当前时域优先级，按照时域优先级从高到低重新排序，确定时域优先级靠前的预设数量的UE，为频域隔离度满足要求的待调度UE。
16.根据权利要求 12所述的设备，其特征在于，所述处理器采用如下任一方式确定待调度UE的波束方向：
利用待调度UE上报的信道质量指示CSI，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达角AOA，确定待调度UE的波束方向；
利用待调度UE的波达方向DOA，确定待调度UE的波束方向。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述CSI包括预编码矩阵指示PMI，利用待调度UE上报的CSI，确定待调度UE的波束方向，包括：
根据typeI码本反馈的PMI来确定频域通信参数；
利用PMI确定同极化天线间的相位差m；
根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述处理器根据所述同极化天线间的相位差m，确定待调度UE的波束方向，包括：
计算θ＝-arcsin[m/(num_antenna*2*d)]/π*180°
其中，θ为待调度UE的波束方向，num_antenna为使用的天线个数，d为天线间距。
19.一种多用户MIMO调度装置，其特征在于，所述装置包括如下单元：
优先级确定单元，用于确定在时域调度过程中，对待调度用户终端UE的时域优先级排序；
频域通信参数确定单元，用于获取所述待调度UE的频域通信参数，其中，不同的频域通信参数集合间对应的频域隔离度满足频域通信隔离要求；
集合确定单元，用于根据所述待调度UE的频域通信参数，确定所述待调度UE所属的频域通信参数集合；
配对单元，用于选择频域隔离度满足要求的待调度UE，并根据时域优先级排序进行配对，对配对成功的待调度UE对进行频域调度。
20.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任一所述的方法。
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