一种混合协作簇的选择方法

摘要

本发明提供一种混合协作簇的选择算法，包括：(1)将小区划分为小区内区域，簇内区域，簇边缘区域三部分。(2)对应小区结构的三部分，用户也被分为三种，小区内区域用户、簇内区域用户、簇边缘区域用户，通过用户的信干噪比和接收到的干扰功率来对用户进行类别的判定。(3)三种不同类型的用户采用不同类型的传输方案，小区内用户采用非协作传输，簇内用户采用静态簇协作传输，簇边缘用户采用动态簇协作传输。(4)根据上述三种不同的传输方案，提出一种新的调度算法。通过这种混合协作簇的选择方法，降低了由于分簇带来的系统复杂度和信息交互量，且对小区边缘用户的性能有很大的提高。

主权项

一种混合协作簇的选择方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)以三个相邻小区组成一个静态簇，将小区分为小区内区域和小区边缘区域，再将小区边缘区域划分为簇内区域和簇边缘区域；(2)采用基于用户判决的方案，根据用户所处区域，将用户分为小区内用户、簇内用户以及簇边缘用户；(3)根据步骤(2)对用户类型的判定确定用户的协作类型，如果用户是小区内用户则采用非协作传输，由用户的服务小区为用户传输数据；如果用户是簇内用户，则采用静态簇协作传输；如果用户是簇边缘用户，则采用动态簇协作传输；(4)将全网用户组成一个用户集，用户集内的用户按用户的优先级降序排列，并按用户的优先级从高到低调度，直到所有用户调度完毕；调度过程为：如果用户的协作簇中所有小区的资源未被分配，则给该用户分配资源，如果该用户的协作簇中有一个小区的资源被分配，则停止对该用户调度；所述静态簇协作传输采用基于全局预编码的簇内联合传输方案，具体方法为：设用户k的静态簇其中s₁为用户k的服务小区，s₂,s₃为用户k的协作小区，s₁、s₂、s₃与用户之间构成一个虚拟MIMO信道设为最大奇异值对应的右奇异矢量，则由全局预编码方案确定的各协作节点的预编码矩阵满足其中，和分别表示协作传输时，s₁、s₂和s₃所采用的预编码矩阵；所述动态簇协作传输的动态协作簇选择方法为：计算所有小区到用户k的功率并排序；选取功率最大的Y(k)个小区为备选小区；从Y(k)个小区中选取两个小区i，j与本地小区进行协作，遍历所有可能的协作簇组合，共有种组合，计算每种组合的${\mathrm{SINR}}_{\mathrm{Co}}^{i,j}=\frac{{\left|W_k^b{H}_k^b\right|}^2+{\left|W_k^i{H}_k^i\right|}^2+{\left|W_k^j{H}_k^j\right|}^2}{\underset{j\in B-c_k,k^{\prime }\ne k}{\Sigma }{\left|W_{k^{\prime }}^j{H}_{k^{\prime }}^j\right|}^2+N_o},$表示本地基站b针对用户k的预编码矩阵，表示本地基站b到用户k的发射信道矩阵，表示从Y(k)个小区中选取的小区i针对用户k的预编码矩阵，表示从Y(k)个小区中选取的小区i到用户k的发射信道矩阵，表示从Y(k)个小区中选取的小区j针对用户k的预编码矩阵，表示从Y(k)个小区中选取的小区j到用户k的发射信道矩阵，表示小区j针对用户k'的预编码矩阵，表示小区j到用户k'的信道矩阵，选取最大的组合(i^*,j^*)为协作小区，则(i^*,j^*)为簇边缘用户的动态协作小区；所述步骤(4)的具体步骤如下：(4‑1)对任意资源块i，存在一个全网用户集{U_i}，用I_s(i)表示小区s的资源分配指示因子，若I_s(i)＝1，则表示小区s第i个资源块已经分配，否则I_s(i)＝0表示该资源块未分配，对任意子信道n，设用户k在该子信道上的最大传输速率为r_kn(i)，用户历史总吞吐量为T_k，选出在资源块i中优先级最高的用户k^*，每个资源块分配后，需对历史吞吐量进行更新，即T_k＝T_k+r_kn(i)，同一小区内每个资源块只能分配给一个用户；(4‑2)设用户k^*的协作簇为{s₁，s₂，s₃}，若存在则表示在该协作簇小区中，有的小区的资源已经被分配，则该用户调度失败，更新用户集{U_i}，{U_i}＝{U_i}‑k^*，回到步骤(4‑1)选择新的被调度用户；(4‑3)若$\underset{j\in \left\{\mathrm{1,2,3}\right\}}{\Sigma }{I}_{s_j}\left(i\right)=0,$用户k^*调度成功，则令$I_{s_j}\left(i\right)=1j\in \left\{\mathrm{1,2,3}\right\},${U_i}＝{U_i}‑k^*，回到步骤(4‑1)选择新的被调度用户；(4‑4)依次循环，直到所有用户调度完毕，即{U_i}＝φ；(4‐5)若{U_i}＝φ，则更新资源块i＝i+1，依次循环，直到所有资源分配完毕。