[发明专利]基于分组的毫米波通信多波束调度方法

摘要

本发明提出了一种基于分组的毫米波通信多波束调度方法，用于解决现有技术存在的系统频谱效率较低和硬件资源利用不充分的技术问题。其实现步骤为：发送端生成波束，得到波束集合；发送端对波束集合进行分组，得到波束组集合；发送端利用波束集合中的各波束将训练信号发送至用户；用户利用接收到的训练信号，计算波束集合中的每个波束的信干噪比，并将最大的信干噪比和最大的信干噪比对应的最优波束序号反馈至发送端；发送端对波束组集合中的各波束进行波束调度。本发明可以有效地提升系统频谱效率，充分地利用了系统硬件资源，可用于多用户数据传输。

主权项

1.一种基于分组的毫米波通信多波束调度方法，包括如下步骤：(1)发送端构造DFT矩阵其第p行第q列上的元素值为f(p,q)，并令得到由N 个波束组成的波束集合{f(1),f(2),…,f(N)}，其中，j表示(‑1)^1/2，q＝1,…,N，p＝1,…,M，M代表发送端总的天线数，表示DFT矩阵的第N列；(2)发送端对波束集合{f(1),f(2),…,f(N)}进行分组：发送端按照相邻的个波束分为一组的方法，依次对波束集合{f(1),f(2),…,f(N)}中的每个波束进行分组，得到波束组集合其中，表示对式N/N_RF的结果向下取整，N_RF为射频链路个数，RF代表射频，表示第N_RF个波束组；(3)假设毫米波通信系统的用户总数为U，发送端利用波束集合{f(1),f(2),…,f(N)}中的各波束，将训练信号发送至U个用户；(4)U个用户中的每个用户利用接收到的训练信号，计算波束集合{f(1),f(2),…,f(N)}中每个波束的信干噪比，并将最大的信干噪比和最大的信干噪比对应的最优波束序号反馈至发送端；(5)发送端依据U个用户反馈的最大的信干噪比和最优波束序号，对波束组集合中的各波束进行调度：(5a)发送端设置用户序号k、已选用户集合和已选波束集合并对其进行初始化，令k＝1，其中，表示空集；(5b)发送端判断已选波束集合中的波束个数是否小于发送端射频链路个数N_RF，若是，执行步骤(5c)；否则，执行步骤(5f)；(5c)发送端判断已选波束集合中是否存在第k个用户的最优波束序号n_k对应的波束集合{f(1),f(2),…,f(N)}中的波束f(n_k)，若是，执行步骤(5d)；否则，执行步骤(5e)，其中，1≤n_k≤N；(5d)发送端在已选用户集合中找出用户的最优波束序号与n_k相等的第k′个用户，并判断第k个用户的信干噪比是否大于第k′个用户的信干噪比，若是，在已选用户集合中，加入第k个用户，同时删除第k′个用户，并执行步骤(5j)；否则，执行步骤(5j)；(5e)发送端将第k个用户加入到已选用户集合中，同时将波束f(n_k)加入到已选波束集合中，并执行步骤(5j)；(5f)发送端判断已选波束集合中是否存在波束f(n_k)，若是，执行步骤(5d)，否则，执行步骤(5g)；(5g)发送端判断波束f(n_k)是否与已选波束集合中的任意一个波束在相同波束组中，若是，执行步骤(5h)；否则，执行步骤(5i)；(5h)发送端在已选用户集合中找出用户的最优波束序号对应的波束与波束f(n_k)在相同波束组中的第个用户，并判断第k个用户的信干噪比是否大于第个用户的信干噪比，若是，在已选用户集合中，加入第k个用户，删除第个用户，同时在已选波束集合中，加入波束f(n_k)，删除第个用户的最优波束序号对应的波束，并执行步骤(5j)；否则，执行步骤(5j)；(5i)发送端比较已选用户集合中各用户的信干噪比，找出信干噪比最小的第个用户，并判断第k个用户的信干噪比是否大于第个用户的信干噪比，若是，在已选用户集合中，加入第k个用户，删除第个用户，同时在已选波束集合中，加入波束f(n_k)，删除第个用户的最优波束序号对应的波束；否则，执行步骤(5j)；(5j)发送端判断用户序号k是否小于用户总数U，若是，令k＝k+1，并执行步骤(5b)；否则，将已选用户集中的用户作为服务用户，并将已选波束集中的波束作为服务波束。