CN115733526A - 用户配对方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

用户配对方法、装置、电子设备和存储介质 Download PDF

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CN115733526A CN202111012498.XA CN202111012498A CN115733526A CN 115733526 A CN115733526 A CN 115733526A CN 202111012498 A CN202111012498 A CN 202111012498A CN 115733526 A CN115733526 A CN 115733526A
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Abstract

本发明实施例涉及通信技术领域，特别涉及一种用户配对方法、装置、电子设备和存储介质。上述用户配对方法包括：获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格；其中，所述已配对用户所属的各波束域栅格与目标波束域栅格不同；分别获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性；若所述各相关性满足预设条件，则将所述待配对用户加入所述已配对用户集合。本发明实施例提供的用户配对方法，旨在提高用户配对的精度以及降低用户配对过程中的复杂度。

Description

用户配对方法、装置、电子设备和存储介质
技术领域
本申请实施例涉及通信领域，特别涉及一种用户配对方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
在无线通信系统中，多用户多入多出(Multiple User Multiple Input MultipleOutput，MU-MIMO)在相同的时频资源上可以服务多个用户，通过多用户和多数据流的复用增益，显著提高了系统的吞吐量。
当MU-MIMO在相同的时频资源上服务多个用户时，由于不同的用户经过不同的信道，用户间干扰程度不同，正交用户或相互干扰小的用户进行MU-MIMO传输才能获得多用户分集增益。因此在MU-MIMO传输中，需要有效的多用户配对过程，才能使得多用户间相互干扰最小，以获得高复用增益及保证无线链路传输的可靠性、鲁棒性。
在多用户配对过程中，可以基于信道相关性的配对准则，实时计算两两用户的两两天线端口间的相关性，通过用户的天线端口间的相关性，进行用户配对。
然而，基站接入的用户有多个，每个用户可能有对应的多个天线端口，因此，两两端口间计算相关性进行配对，具有较高的计算复杂度。
发明内容
本申请实施例的主要目的在于提出一种用户配对方法、装置、电子设备和存储介质，能够降低用户配对的计算复杂度。
为实现上述目的，本申请实施例提供了一种用户配对方法，包括：获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格；其中，所述已配对用户所属的各波束域栅格与目标波束域栅格不同；分别获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性；若所述各相关性满足预设条件，则将所述待配对用户加入所述已配对用户集合。
为实现上述目的，本申请实施例还提供一种用户配对装置，包括：归属波束域获取模块，用于获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格；其中，所述已配对用户所属的各波束域栅格与目标波束域栅格不同；相关性获取模块，用于分别获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性；配对模块，用于当各相关性满足预设条件，则将所述待配对用户加入所述已配对用户集合。
为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的用户配对方法。
为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，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的用户配对方法。
本申请的实施例通过对空间波束域的划分，得到多个波束域栅格，获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格，目标波束域栅格和已配对用户所属的各波束域栅格不同，相较于两两用户计算信道间端口相关系数，在本发明的实施例中，属于同一波束域栅格的用户无需配对，通过波束域栅格间的相关性，检测波束域栅格间的相关性是否满足预设条件，若满足，则该待配对用户与已配对用户集合中的各用户配对，将待配对用户加入已配对用户集合，从而实现将对用户间干扰的计算转换为空间域的干扰，即将两两用户信道端口相关性的计算，转换为空间波束域相关性计算，进而在保证用户配对精度，得到高复用增益的基础上，降低搜索复杂度。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的用户配对方法的流程图一；
图2是根据本发明一个实施例中提供的用户配对方法各阶段各功能单元交互的示意图；
图3是根据本发明一个实施例中提供的一种多用户场景的示意图；
图4是根据本发明另一个实施例中提供的用户配对方法的流程图二；
图5是根据本发明另一个实施例的提供的用户配对装置的示意图；
图6是根据本发明另一个实施例中提供的一种电子设备的示意图。
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，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
在实现MU-MIMO多用户时，MU-MIMO多用户配对技术主要有全局或局部搜索算法、随机配对、以及根据容量最大化、码本特征、信道相关性和波达方向(Direction ofArrival，DOA)估计信息进行多用户配对。
基于搜索类算法，当存在用户较多时，计算复杂度较高，难以实际应用。
随机配对方法是随机的选择两个用户配对，实现简单，但是难以获得最大的多用户分集增益，不能使吞吐量最大化。
基于容量最大化的配对准则，每配对一个组合，都要计算信道容量，计算复杂度高，算法开销较大。
基于信道相关性的配对准则，需要时时计算两两用户的两两天线端口间的相关性，仍然具有较高的计算复杂度。为降低复杂度，可能就是在局部集合选择用户，则会损失系统性能。
基于DOA的配对准则通过用户之间的角度信息差满足一定门限进行配对，一方面DOA估计存在一定误差，令一方面门限值也不好确定，因此配对精度不高。
也就是说，上述方法均存在配对精度低或计算复杂度高的问题，无法兼顾配对精度和计算复杂度。
本发明的一个实施例涉及一种用户配对方法，可应用于基站等设备，但不限于此，本实施例的用户配对方法包括：获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格；其中，所述已配对用户所属的各波束域栅格与目标波束域栅格不同；分别获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性；若所述各相关性满足预设条件，则将所述待配对用户加入所述已配对用户集合。
本申请的实施例通过对空间波束域的划分，得到多个波束域栅格，获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格，目标波束域栅格和已配对用户所属的各波束域栅格不同，相较于两两用户计算信道间端口相关系数，在本发明的实施例中，属于同一波束域栅格的用户无需配对，通过波束域栅格间的相关性，检测波束域栅格间的相关性是否满足预设条件，若满足，则该待配对用户与已配对用户集合中的各用户配对，将待配对用户加入已配对用户集合，从而实现将对用户间干扰的计算转换为空间域的干扰，即将两两用户信道端口相关性的计算，转换为空间波束域相关性计算，进而在保证用户配对精度，得到高复用增益的基础上，降低搜索复杂度。
下面对本实施例的用户配对方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。本实施例可应用于MU-MIMO技术、单用户多输入多输出(Single User Multiple Input Multiple Output，SU-MIMO)技术和非正交多址接入技术(Non Othogonal Multiple Access，NOMA)。
本实施例的用户配对方法的具体流程可以如图1所示，包括：
步骤101，获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格。其中，已配对用户所属的各波束域栅格与目标波束域栅格不同。
在一些实施例中，参照图2所示，在数据收集单元，基站可以进行多用户的信道数据收集，以获得大范围的数据，以便于后续对数据的统计，多用户场景可参照图3所示。已配对用户集合中的各用户以及待配对用户均为接入基站的用户。一个基站可拥有多个已配对用户集合，同一个已配对用户集合中各用户互相配对成功，即，同一个已配对用户集合中各用户能够占用同一时频资源单元，且占用不同空间资源进行收发数据，同一个已配对用户集合中各用户所属的波束域栅格也互不相同。基站中还有待配对用户集合，待配对用户集合中的待配对用户不属于任何已配对用户集合，本申请实施例选择的待配对用户所属的目标波束域栅格与该已配对用户集合中的各用户波束域栅格不同。
在一些实施例中，可以根据基站的实际覆盖范围，划分空间波束域，预制基站中的各波束域栅格。即，将基站的覆盖范围划分成不同区域，每个区域可看作一个波束域栅格。划分方式可根据实际需求设置，本实施例不对此进行限定。不同用户可划分到不同的波束域栅格，例如，通过以下方式实现划分：
1)基于角度域实现的空间波束域划分；
2)角度域结合覆盖区域实现远中近点的空间域划分；
3)角度域结合信道质量指示(Channel Quality Indicator，CQI)实现空间波束域划分；
4)角度域结合邻本比、干扰小区数实现空间波束域划分；
5)基于预编码矩阵指示(Precoding Matrix Indicator，PMI)、CQI实现空间波束域划分；
6)利用用户上报的地理位置进行空间波束域划分。
示例性的，若基站为三扇区覆盖，水平辐射范围为正负60度，下倾角在正负15度范围，可以按照水平5度和垂直5度的步长进行划分，划分后二维的预置波束域栅格的示意如下表1所示，其中，可将表1中的一个单元格看作一个波束域栅格。
表1
Figure BDA0003239397490000041
在预制波束栅格，获取各用户接入的数据后，可从待配对用户集合选择一个待配对用户，然后根据该待配对用户的信道空间位置得到该待配对用户所属的波束域栅格，根据已配对用户集合中各用户的信道空间位置得到已配对用户所属的波束域栅格，若待配对用户所属的波束域栅格与各已配对用户所属的波束域栅格不同，则待配对用户所属的波束域栅格为目标波束域栅格。例如，已配对用户集合中包括：用户1、用户2、用户3，其所属的波束域栅格分别为栅格1、栅格2、栅格3，若待配对用户4所属的波束域栅格为栅格4，栅格4与栅格1、栅格2、栅格3为不同的波束域栅格，则栅格4为目标波束域栅格，若待配对用户4所属的波束域栅格为栅格3，其与已配对用户集合中的用户3所属的栅格3相同，则该待配对用户4所属的栅格不为目标波束域栅格。
在一些实施例中，可计算基站接入的各用户所属的波束域栅格；将各用户所属的波束域栅格存储于栅格表；从栅格表获取已配对用户集合中各用户的所属的各波束域栅格，以及待配对的用户所属的目标波束域栅格。本实施例中的用户所属的波束域栅格是存储在栅格表中的，当需要用户所属的波束域栅格时，从栅格表中直接获取。而在另一些实施例中，可在需要获取用户所属的波束域栅格时，再进行计算。相较于再需要获取所属的波束域栅格，再进行计算，本实施例计算基站接入的用户归属的波束域栅格，以实时更新栅格数据，便于后续相关性的计算，提高用户配对准确性，而且配对效率更高，另外，而且贴合于用实际环境中的用户数据进行用户所属波束域栅格的计算，具有一定统计性，提高用户增益。
在一些实施例中，计算基站接入的各用户所属的波束域栅格可以通过以下方式：获取用户的信道探测参考信号信道估计值，以及天线阵列模式；根据所述信道探测参考信号(Sounding Reference Signal，SRS)信道估计值以及天线阵列模式，获取所述用户的信道空间位置；根据所述信道空间位置和波束域栅格的空间位置范围，确定所述用户所属的波束域栅格。信道空间位置可以包括信道的水平位置和垂直位置。本实施例利用实际使用环境的用户数据，即信道探测参考信号估计值得到信道空间位置范围，更加简单，准确，有效。
在一些实施例中，信道空间位置可以通过以下方式获取：根据信道探测参考信号信道估计值和天线阵列模式，获取信道的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵；将信道的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵变换至角度域，得到所述信道的垂直和水平角度。
示例性的，根据用户的SRS信道估计值及天线阵列模式，计算其信道垂直向协方差矩阵Rv和水平向协方差矩阵Rh。将Rv和Rh分别变换到角度域后，在角度域搜索峰值，根据峰值位置计算垂直角度θ和水平角度
Figure BDA0003239397490000042
根据估计的用户的垂直和水平角度
Figure BDA0003239397490000043
判断其落在哪个栅格的角度范围内，则可得知其归属的波束域栅格，例如，参照表2所示，为多用户的归属波束域栅格的表格。
表2
Figure BDA0003239397490000051
在得到目标波束域栅格和已配对用户集合中各用户所属的波束域栅格后，执行步骤102。
步骤102，分别获取所述目标波束域栅格与各波束域栅格的相关性。相关性能够表示波束域栅格间的干扰度，相关性越大，干扰度越大。
示例性的，若目标波束域栅格为栅格4，各波束域栅格分别为栅格1、栅格2、栅格3，则分别获取栅格4与栅格1的相关性、栅格4与栅格2的相关性、栅格4与栅格3相关性。
在一些实施例中，计算当前周期内所述基站中各波束域栅格间的相关性；根据所述当前周期内各波束域栅格间的相关性，更新空间特性表；其中，所述空间特性表包括各波束域栅格间的相关性；从所述空间特性表中获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性。本实施例中，在线周期性的进行空间波束域间的特性统计，指导多用户配对，更符合实际环境，提高实际的配对增益。
值得一提的是，在线周期性更新时，周期性的统计栅格内的用户的位置分布；周期性的统计栅格内的用户的PMI分布；周期性的统计栅格内的用户的CQI分布；配对成功的栅格组合统计。例如，配对成功的栅格组合可以作为后续进行配对的参考组合。
在一些实施例中，分别获取第一波束域栅格和第二波束域栅格中各用户的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵；计算所述第一波束域栅格中各用户的垂直向协方差矩阵的第一垂直均值和水平向协方差矩阵的第一水平均值，以及所述第二波束域栅格中各用户的垂直向协方差矩阵的第二垂直均值和水平向协方差矩阵的第二水平均值；根据所述第一水平均值和第二水平均值获取水平相关性；根据所述第一垂直均值和第二垂直均值获取垂直相关性；根据所述水平相关性和所述垂直相关性获取所述第一波束域栅格和所述第二波束域栅格的相关性。
在一些实施例中，可以根据用户的分布位置分别对第一波束域栅格和第二波束域栅格中多个垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵进行一定的概率统计，概率分布最大的区域里的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵进行加和求平均。本实施例不对所有用户的垂直协方差矩阵或水平协方差矩阵进行加和求平均，通过概率统计，选择在波束域栅格中概率最大的区域里的垂直协方差矩阵或水平协方差矩阵进行加和求平均，得到对应的水平均值和垂直均值，在保证计算精准的情况下，尽量减少了计算的复杂度。
示例性的，若第一波束域栅格的索引为i，获取第i栅格内的第p个用户的水平向协方差矩阵
Figure BDA0003239397490000052
第i栅格内的第p个用户的垂直向协方差矩阵
Figure BDA0003239397490000053
其中，i表示栅格索引，Ni表示栅格i内的用户数，p为栅格i内的用户索引，p＝0,1,…,Ni-1。
栅格i中各用户的水平向协方差矩阵的第一水平均值
Figure BDA0003239397490000054
栅格i中各用户的垂直向协方差矩阵的第一垂直均值
Figure BDA0003239397490000061
第二波束域，即栅格j中各用户的水平向协方差矩阵的第二水平均值记作
Figure BDA0003239397490000062
栅格j中各用户的垂直向协方差矩阵的第二垂直均值
Figure BDA0003239397490000063
根据第一水平均值和第二水平均值获取水平相关性，公式如下：
Figure BDA0003239397490000064
根据所述第一垂直均值和第二垂直均值获取垂直相关性，公式如下：
Figure BDA0003239397490000065
其中，N为垂直向阵子数，M为水平向阵子数，k为协方差矩阵内的元素索引。
根据水平相关性和所述垂直相关性获取第一波束域栅格与第二波束域栅格之间的相关性，公式如下：
Figure BDA0003239397490000066
即选择水平相关性和垂直相关性中选择一个最小值作为第一波束域栅格与第二波束域栅格之间的相关性。
在另一些实施例中，分别将第一波束域栅格中各用户与第二波束域栅格中各用户两两进行相关，得到多个相关值；根据所述多个相关值的平均值获取所述第一波束域栅格和所述第二波束域栅格的相关性。
示例性的，也可以对栅格i内的Ni个用户与栅格j内的Nj个用户两两进行相关得到Ni×Nj个相关值，再对此Ni×Nj个相关值进行加和求平均得到栅格i与栅格j间的相关值，即相关性ρi,j。
步骤103，若各相关性满足预设条件，则将待配对用户加入所述已配对用户集合。
在一些实施例中，若各相关性满足的预设条件包括：若待配对用户所属的目标波束域栅格与已配对用户集合中的各用户所属的各波束域栅格的相关性都小于预设门限值，则待配对用户可加入已配对用户集合，即，待配对用户与已配对集合中各用户互相配对成功。
示例性的，待配对用户所属的目标波束域栅格为b1，已配对用户集合A1各用户所属的波束域栅格为a1和a2；b1和a1的相关性小于预设门限值0.4，b1和a2的相关性小于预设门限值0.4，则表明满足预设条件，可将目标波束域栅格b1对应的某一待配对用户加入已配对用户集合A1。
在另一些实施例中，若各相关性满足的预设条件包括：若在待配对用户集合中，某一待配对用户所属的目标波束域栅格与已配对用户集合中的各用户所属的各波束域栅格的相关性之和最小，且，最小的相关性和小于某预设门限值，则将该配对用户加入该已配对用户集合。
为便于理解，以下以已配对用户集合有1、2、3共3个用户，待配对用户集合有5、6、7共3个用户为例，简要说明如何判断是否满足该预设条件，本示例不造成对本实施例的限制。
待配对用户5与已配对用户集合中各用户间的相关性分别记作ρ5,1、ρ5,2、ρ5,3，相关性和R1＝ρ5,1+ρ5,2+ρ5,3；
待配对用户6与已配对用户集合中各用户间的相关性分别记作ρ6,1、ρ6,2、ρ6,3，相关性和R2＝ρ6,1+ρ6,2+ρ6,3；
待配对用户7与已配对用户集合中各用户间的相关性分别记作ρ7,1、ρ7,2、ρ7,3，相关性和R2＝ρ7,1+ρ7,2+ρ7,3；
相关性和最小值Rmin＝min{相关性和R1，相关性和R2，相关性和R3}，且相关性和最小值Rmin小于某一预设门限值。
在另一些实施例中，若各相关性满足的预设条件包括：若待配对用户所属的目标波束域栅格与已配对用户集合中的各用户所属的各波束域栅格的相关性的最大值小于某预设门限值Thr1，且相关性和小于某预设门限值Thr2，则将该配对用户加入该已配对用户集合。
例如，已配对用户集合有1、2、3共3个用户，待配对用户集合有5、6、7共3个用户。
待配对用户5与已配对用户集合中各用户间的相关性分别记作ρ5,1、ρ5,2、ρ5,3，相关性最大值＝max{ρ5,1，ρ5,2，ρ5,3}，相关性和R1＝ρ5,1+ρ5,2+ρ5,3，如果相关性最大值小于预设门限值Thr1，且相关性和R1小于预设门限值Thr2，则将待配对用户5加入已配对用户集合1、2、3，即1、2、3、5可以属于同一空分组。
值得一提的是，待配对用户集合中可能会存在多个待配对用户属于同一波束域栅格，则可将根据用户的SINR、PMI、CQI等在多个待配对用户中获取一个待配对用户加入该已配对用户集合，或者随机选取一个待配对用户加入该已配对用户集合。例如，在待配对用户集合中，目标波束域栅格对应的待配对用户有c1、c2、c3，则选取一个待配对用户如c1加入已配对用户集合。用户的SINR、PMI、CQI等也可以存储在空间特性表中，进行周期性更新。
以下，结合一个应用场景说明用户配对过程。参照图2所示，在数据收集阶段，实时收集用户数据；在线检测阶段，对接入基站的用户归属的波束域进行在线检测；在周期性统计计算阶段，进行空间波束域划分，预制波束域栅格，并对波束域空间特征进行统计，得到波束域栅格的空间特性表，其中，空间特性表可存储有与各波束域栅格的相关性，波束域栅格中用户的PMI、CQI等，在用户配对阶段，基于空间波束域进行用户配对，可如下所示：
1.存在已配对用户集合A和待配对用户集合B。
2.初始状态时，集合A中仅包含主用户。
3.检测集合A中的用户归属的波束域栅格索引，以及集合B中的用户归属的波束域栅格索引。
4.根据集合A和集合B中的用户波束域栅格索引，查询空间特性表，得到栅格间的相关性。
本实施例中采用的配对准则是：集合B中的某用户与集合A中的所有用户的栅格间的相关性都小于预设门限。在本实施例中，门限值设置为0.4，小于此门限，则满足配对条件，加入到配对集合A中。
5.以此类推，直到用户集合A中的用户数达到预先设定的配对用户数或集合B中用户数已经都选择结束。
本实施例在线周期性的进行空间波束域间的空间特性统计，指导多用户配对，更符合实际环境，提高实际的配对增益，通过对空间波束域的划分，在线检测用户归属波束域，在应用MU-MIMO技术中，有助于降低用户配对复杂度，且能提高用户配对准确性，而且，同一波束域的用户无需配对，有效减少了待配对用户范围，降低搜索复杂度，另外，利用信道的协方差矩阵或赋形权值向量，先统计平均，或基于概率统计，选择最大概率部分进行统计平均，之后再计算空间波束域间相关性，大大降低了计算复杂度。
本发明实施例提供另一种用户配对方法，本实施例与上述实施例的用户配对方法大致相同，不同之处在于，本实施例通过下行赋形权值向量计算用户所属的波束域栅格以及相关性，且在获取当前周期的波束域栅格间相关性之后，结合上一周期的波束域栅格间的相关性更新空间特性表。
步骤401，获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格。
在一些实施例中，基于信道空间位置获取用户所属的波束域栅格，可以通过以下方式获取信道空间位置：根据所述信道探测参考信号信道估计值和天线阵列模式，获取下行赋形权值向量的垂直向分量和水平向分量；将所述下行赋形权值向量的垂直向分量和水平向分量变换到角度域，得到所述信道的垂直和水平角度。
示例性的，根据用户的SRS信道估计值及天线阵列模式，计算其下行赋形权值向量的最大能量方向的垂直向分量Vv和水平向分量Vh。将Vv和Vh分别变换到角度域后，在角度域搜索峰值，根据峰值位置计算垂直角度θ和水平角度
Figure BDA0003239397490000081
根据估计的用户的垂直和水平角度
Figure BDA0003239397490000082
判断其落在哪个栅格的角度范围内，则可得知其归属的波束域栅格。已配对用户集合和待配对用户集合中的用户均可通过上述方式得知其归属的波束域栅格。
步骤402，获取当前周期内各波束的域栅格间的相关性。
在一些实施例中，分别获取第一波束域栅格和第二波束域栅格中各用户的下行赋形权值向量，计算所述第一波束域栅格的第一下行赋形权值向量均值，和第二波束域栅格的第二下行赋形权值向量均值，根据所述第一下行赋形权值向量均值和第二下行赋形权值向量均值计算第一波束域栅格和第二波束域栅格之间的相关性。
示例性的，若第一波束域栅格的索引为i，获取第i栅格内的第p个用户的下行赋形权值向量V1，计算所述第一波束域栅格的第一下行赋形权值向量均值，如下：
Figure BDA0003239397490000083
其中，i表示栅格索引，Ni表示栅格i内的用户数，p为栅格i内的用户索引，p＝0,1,…,Ni-1。
Figure BDA0003239397490000084
表示第i个栅格内的第j个用户的赋形权值向量的第一列向量；
若第二波束域栅格的索引为j，得到第二下行赋形权值向量均值
Figure BDA0003239397490000085
根据所述第一下行赋形权值向量均值和第二下行赋形权值向量均值计算第一波束域栅格和第二波束域栅格之间的相关性，公式如下：
Figure BDA0003239397490000091
其中，NRx为天线数，索引k＝0,1,…,NRx-1，
Figure BDA0003239397490000092
代表栅格i的赋形权值向量，即第一下行赋形权值向量均值，
Figure BDA0003239397490000093
代表栅格j的赋形权值向量，即第二下行赋形权值向量均值。
在一些实施例中，可以根据用户的分布位置对栅格i的多个用户的下行赋形权值向量进行一定的概率统计，取概率分布最大的区域里的V1进行加和求平均，得到平均值。
通过上述方式即可得到当前周期内各波束域栅格间的相关性，然后，执行步骤403。
步骤403，根据所述当前周期内各波束域栅格间的相关性和当前周期的上一周期的各波束域栅格间的相关性，获取当前周期平滑滤波后的各波束域栅格间的相关性，更新空间特性表。
示例性的，将当前周期内波束域栅格i和波束域栅格j之间的相关性记作ρi,j，上一周期的平滑滤波后的波束域栅格i和波束域栅格j之间的相关性记作
Figure BDA0003239397490000094
当前周期平滑滤波后的波束域栅格i和波束域栅格j的相关性
Figure BDA0003239397490000095
如下所示：
Figure BDA0003239397490000096
在得到当前周期平滑滤波后的波束域栅格i和波束域栅格j的相关性
Figure BDA0003239397490000097
之后，将
Figure BDA0003239397490000098
存储于空间特性表中。相较于直接使用当前周期的相关性ρi,j，本实施例还结合上一周期平滑滤波后的相关性，得到当前周期平滑滤波后的相关性，能够提高准确性，从而进一步提高配对的精准性。其中，存储有平滑滤波后的相关性的空间特性表可简称为滤波空间特性表。
在另一些实施例中，还可以根据物理层上报的用户间相关值进行统计空间波束域栅格间干扰度，或者，可以结合历史传输成功上报信息进行一些其他空间特征的统计，比如配对性能较好的空间栅格统计、空间栅格内的用户分布等，或者，基于机器学习进行空间特征统计。
步骤404，从所述空间特性表中获取平滑滤波后的所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性。
示例性的，若目标波束域栅格为栅格1，各波束域栅格为栅格2、栅格3，则从空间特性表中获取
Figure BDA0003239397490000099
和
Figure BDA00032393974900000910
步骤405，若所述各相关性满足预设条件，则将所述待配对用户加入所述已配对用户集合。
步骤405与步骤103大致相同，本实施例不再赘述。
以下结合一个应用场景简要阐述用户配对过程。
1.基站中存在已配对用户集合A和待配对用户集合B。
2.初始状态时，集合A中仅包含主用户。
3.检测集合A中的用户归属的波束域栅格索引，以及集合B中的用户归属的波束域栅格索引。
4.根据集合A和集合B中的用户波束域索引，去查询滤波空间特性表。滤波空间特性表中存储有平滑滤波后的各波束域栅格间的相关性。
本实施例中采用的配对准则是：集合B中的某用户与集合A中的所有用户的相关性都小于设置的门限。在本实施例中，门限值设置为0.4，小于此门限，则满足配对条件，加入到配对集合A中。
5.以此类推，直到用户集合A中的用户数达到预先设定的配对用户数或集合B中用户数已经都选择结束。
本实施例将基站覆盖范围划分成不同的波束域栅格，以波束域栅格进行用户配对，在保证用户配对准确性的基础上，还能尽量减小计算的复杂度，而且，本实施例通过赋形权值向量进行相关性的计算，计算简单，进一步减小计算的复杂度，另外，本实施例的空间特性表中存储的波束域栅格间的相关性是平滑滤波后的，即参考了相邻周期的相关性，能够剔除噪音，使得计算出的相关性更加准确，从而使得用户配对更加准确。
本发明的另一个实施例涉及一种用户配对装置，图5是本实施例所述的用户配对装置的示意图，包括：归属波束域获取模块501、相关性获取模块502和配对模块503，归属波束域获取模块501，用于获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格；其中，所述已配对用户所属的各波束域栅格与目标波束域栅格不同；相关性获取模块502，用于分别获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性；配对模块503，用于当各相关性满足预设条件，则将所述待配对用户加入所述已配对用户集合。
在一些实施例中，归属波束域获取模块501进一步用于计算所述基站接入的各用户所属的波束域栅格；将所述各用户所属的波束域栅格存储于栅格表；从所述栅格表获取已配对用户集合中各用户的所属的各波束域栅格，以及待配对的用户所属的目标波束域栅格。
在一些实施例中，归属波束域获取模块501进一步用于获取所述用户的信道探测参考信号信道估计值，以及天线阵列模式；根据所述信道探测参考信号信道估计值以及天线阵列模式，获取所述用户的信道空间位置；根据所述信道空间位置和波束域栅格的空间位置范围，确定所述用户所属的波束域栅格。
在一些实施例中，归属波束域获取模块501进一步用于根据所述信道探测参考信号信道估计值和天线阵列模式，获取信道的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵；将所述信道的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵变换至角度域，得到所述信道的垂直和水平角度。
在一些实施例中，归属波束域获取模块501进一步用于根据所述信道探测参考信号信道估计值和天线阵列模式，获取下行赋形权值向量的垂直向分量和水平向分量；将所述下行赋形权值向量的垂直向分量和水平向分量变换到角度域，得到所述信道的垂直和水平角度。
在一些实施例中，相关性获取模块502进一步用于计算当前周期所述基站中各波束域栅格间的相关性；根据所述当前周期各波束域栅格间的相关性，更新空间特性表；其中，所述空间特性表包括各波束域栅格间的相关性；从所述空间特性表中获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性。
在一些实施例中，相关性获取模块502进一步用于分别获取当前周期的第一波束域栅格和第二波束域栅格中各用户的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵；计算所述第一波束域栅格中各用户的垂直向协方差矩阵的第一垂直均值和水平向协方差矩阵的第一水平均值，以及所述第二波束域栅格中各用户的垂直向协方差矩阵的第二垂直均值和水平向协方差矩阵的第二水平均值；根据所述第一水平均值和第二水平均值获取水平相关性；根据所述第一垂直均值和第二垂直均值获取垂直相关性；根据所述水平相关性和所述垂直相关性获取所述第一波束域栅格与所述第二波束域栅格之间的相关性。
在一些实施例中，相关性获取模块502进一步用于分别将当前周期的第一波束域栅格中各用户与第二波束域栅格中各用户两两进行相关，得到多个相关值；根据所述多个相关值的平均值获取第一波束域栅格和所述第二波束域栅格的相关性。
在一些实施例中，相关性获取模块502进一步用于根据所述当前周期内各波束域栅格间的相关性和当前周期的上一周期的平滑滤波后的各波束域栅格间的相关性，获取当前周期平滑滤波后的各波束域栅格间的相关性；根据所述当前周期平滑滤波后的各波束域栅格间的相关性，更新空间特性表；从所述空间特性表中获取平滑滤波后的所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性。
不难发现，本实施例为与上述方法实施例对应的系统实施例，本实施例可以与上述方法实施例互相配合实施。上述实施例中提到的相关技术细节和技术效果在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在上述实施例中。
值得一提的是，本实施例中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施例中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施例中不存在其它的单元。
本发明另一个实施例涉及一种电子设备，如图6所示，包括：至少一个处理器601；以及，与所述至少一个处理器601通信连接的存储器602；其中，所述存储器602存储有可被所述至少一个处理器601执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器601执行，以使所述至少一个处理器601能够执行上述各实施例中的用户配对方法。
其中，存储器和处理器采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器和存储器的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器。
处理器负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器可以被用于存储处理器在执行操作时所使用的数据。
本发明另一个实施例涉及一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种用户配对方法，其特征在于，应用于基站，所述用户配对方法包括：
获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格；其中，所述已配对用户所属的各波束域栅格与目标波束域栅格不同；
分别获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性；
若所述各相关性满足预设条件，则将所述待配对用户加入所述已配对用户集合。
2.根据权利要求1所述的用户配对方法，其特征在于，所述获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对的用户所属的目标波束域栅格之前，包括：
计算所述基站接入的各用户所属的波束域栅格；
将所述各用户所属的波束域栅格存储于栅格表；
所述获取已配对用户集合中各用户的所属的各波束域栅格，以及待配对的用户所属的目标波束域栅格包括：
从所述栅格表获取所述已配对用户集合中各用户的所属的各波束域栅格，以及所述待配对的用户所属的目标波束域栅格。
3.根据权利要求2所述的用户配对方法，其特征在于，所述计算基站接入的各用户所属的波束域栅格，包括：
获取所述用户的信道探测参考信号信道估计值，以及天线阵列模式；
根据所述信道探测参考信号信道估计值以及天线阵列模式，获取所述用户的信道空间位置；
根据所述信道空间位置和波束域栅格的空间位置范围，确定所述用户所属的波束域栅格。
4.根据权利要求3所述的用户配对方法，其特征在于，所述根据所述信道探测参考信号信道估计值以及天线阵列模式，获取所述用户的信道空间位置，包括：
根据所述信道探测参考信号信道估计值和天线阵列模式，获取信道的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵；
将所述信道的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵变换至角度域，得到所述信道的垂直和水平角度。
5.根据权利要求3所述的用户配对方法，其特征在于，所述根据用户所属信道的信道探测参考信号信道估计值和天线阵列模式，获取用户所属信道的空间位置，包括：
根据所述信道探测参考信号信道估计值和天线阵列模式，获取下行赋形权值向量的垂直向分量和水平向分量；
将所述下行赋形权值向量的垂直向分量和水平向分量变换到角度域，得到所述信道的垂直和水平角度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的用户配对方法，其特征在于，所述获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性之前，还包括：
计算当前周期所述基站中各波束域栅格间的相关性；
根据所述当前周期各波束域栅格间的相关性，更新空间特性表；其中，所述空间特性表包括各波束域栅格间的相关性；
所述获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性，包括：
从所述空间特性表中获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性。
7.根据权利要求6所述的用户配对方法，其特征在于，所述计算当前周期所述基站中各波束域栅格间的相关性，包括：
分别获取当前周期的第一波束域栅格和第二波束域栅格中各用户的垂直向协方差矩阵和水平向协方差矩阵；
计算所述第一波束域栅格中各用户的垂直向协方差矩阵的第一垂直均值和水平向协方差矩阵的第一水平均值，以及所述第二波束域栅格中各用户的垂直向协方差矩阵的第二垂直均值和水平向协方差矩阵的第二水平均值；
根据所述第一水平均值和第二水平均值获取水平相关性；
根据所述第一垂直均值和第二垂直均值获取垂直相关性；
根据所述水平相关性和所述垂直相关性获取所述第一波束域栅格与所述第二波束域栅格之间的相关性。
8.根据权利要求6所述的用户配对方法，其特征在于，所述计算当前周期所述基站中各波束域栅格间的相关性，包括：
分别将当前周期的第一波束域栅格中各用户与第二波束域栅格中各用户两两进行相关，得到多个相关性；
根据所述多个相关性的平均值获取所述第一波束域栅格和所述第二波束域栅格的相关性。
9.根据权利要求6所述的用户配对方法，其特征在于，所述根据所述当前周期各波束域栅格间的相关性，更新空间特性表，包括：
根据所述当前周期内各波束域栅格间的相关性和当前周期的上一周期的平滑滤波后的各波束域栅格间的相关性，获取当前周期平滑滤波后的各波束域栅格间的相关性；
根据所述当前周期平滑滤波后的各波束域栅格间的相关性，更新空间特性表；
所述从所述空间特性表中获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性，包括：
从所述空间特性表中获取平滑滤波后的所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性。
10.一种用户配对装置，其特征在于，包括：
归属波束域获取模块，用于获取已配对用户集合中各用户所属的各波束域栅格，以及待配对用户所属的目标波束域栅格；其中，所述已配对用户所属的各波束域栅格与目标波束域栅格不同；
相关性获取模块，用于分别获取所述目标波束域栅格与所述各波束域栅格的相关性；
配对模块，用于当各相关性满足预设条件，则将所述待配对用户加入所述已配对用户集合。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至9中任一项所述的用户配对方法。
12.一种计算机可读存储介质，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权利要求1至9中任一项所述用户配对方法。
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