[发明专利]蜂窝系统中的低复杂度MU-MIMO配对调度方法及其计算机程序产品和调度装置

说明书

一种蜂窝系统中的调度方法，所述调度方法包括以下步骤：针对用户和相关联的空间流的各个组合计算近似调度度量(ASM)，该ASM是在不考虑干扰的情况下的用户容量的函数；按降序对ASM进行排序以便获得所述组合的分类，并且针对该分类中的第一组合计算局部调度度量(LSM)，该LSM是在考虑干扰的情况下的实际用户容量的函数；然后，针对分类中的各个后续组合(FC)，比较所述FC的ASM与先前计算出的局部调度度量(PCLSM)，并且如果所述FC的ASM高于所述PCLSM，则计算所述FC的LSM然后替换所述PCLSM，否则，将提供计算出的LSM的最高值的组合规定为用户和相关联的空间流的最佳组合。

技术领域

本发明涉及MU-MIMO(多用户多输入多输出)配对和调度，并且更具体地，涉及电信网络的蜂窝系统中的联合用户配对/调度和预编码。

背景技术

在电信网络的蜂窝系统中，多用户调度允许联合地实现每个用户的服务质量(QoS)要求并优化系统频谱效率。多用户调度对于具有大量自由度的多载波系统而言变得至关重要，该多用户调度可以被调度程序利用以便改善频谱使用。

在实践中，与多用户调度相关的优化可能具有高复杂度并且代表重要的挑战。已经开发出自诩最优的低复杂度解决方案。例如，已经开发出基于度量最大化在一个资源之后分配另一资源的机会调度程序。在该示例中，度量与各个用户相关联并反映了向用户分配资源的有用性。已定义的度量反映了在服务质量(QoS)达成、系统的频谱效率以及用户之间的公平性方面的资源分配。QoS代表用户观察到的性能。公平性反映了调度程序以相似的比例服务于系统的不同用户的能力，也就是说，不是偏袒某些用户而损害其它用户。

随着长期演进(LTE)系统的发展，已经开发出多天线技术。已经引入这些多天线技术以便增强频谱效率。这些技术在将若干用户的信号放在一起并以线性方式或非线性方式通过多个天线发送的情况下特别相关。

MIMO传输管理强制调度程序考虑额外的维度：空间维度。空间预编码操作向传输提供空间属性，例如，该空间属性可以是通过形成指向特定方向的波束。这种额外的空间维度使得能够在各个接收器处分离信号。为此，由于反馈机制，信道在发射器处必须是公知的。这些反馈机制可以是TDD(时分双工)模式或FDD(频分双工)模式中的隐式或显式的信道状态信息反馈机制。

由于存在可以根据给定的效用函数进行优化的预编码(precoder)，因此实现了多用户MIMO(MU-MIMO)。例如，特征波束形成方法可以最大化针对每个用户的有用信号功率，而不考虑用户之间的剩余干扰。波束成形是用于定向的信号发送或接收的信号处理技术。另一个示例是块对角预编码，该块对角预编码能够消除用户之间的干扰，但会降低有用信号功率。存在多种折衷技术；然而，要接近最优的信号与干扰加噪声比(SINR)或使容量最大化通常会需要高复杂度。通常情况下，网络的容量可以由高负载小区流动的最大总速率表示。由于矩阵运算，接近最优的MIMO预编码确定会涉及到通常具有高复杂度的优化步骤。

可以注意到，在MU-MIMO系统中，为了有效地收集那些信道兼容的用户，用户配对步骤是必需的。根据给定的预编码策略，这些信道需要在有用信号和剩余干扰功率方面兼容。这个配对步骤是通过创建MU-MIMO信道(其中预编码展示了良好性能)而利用次优预编码方案来得到良好性能的机会。然而，该配对步骤增加了系统的自由度，进而增加了其优化复杂度。

多用户调度和MU-MIMO技术的使用使得能够满足关于近期部署的蜂窝网络效率的要求。通常情况下，为了具有最低的复杂度，策略是基于长期方法来对用户进行配对。也就是说，针对用户和各个资源的各个固定对来计算调度程序度量，并执行机会调度程序。这种方法的一个缺点是：用户配对是静态的，这涉及到错过了考虑使用预编码技术而创建足够的MU-MIMO信道的机会。