多用户设备调度方法、装置、基站及计算机可读存储介质

技术领域

本发明实施例涉及但不限于通信技术领域，尤其涉及多用户设备调度方法、装置、基站及计算机可读存储介质。

背景技术

在5G应用中，毫米波系统使用模拟移相器和数字链路结合的方式进行赋形，降低系统成本。多用户多输入多输出技术在毫米波系统得到应用。但模拟移相器和数字链路结合的模数混合赋形的架构约束了基站天线通道，使基站在全带宽的一个时刻只有一个方向的波束；用户设备(User Equipment，UE)需要在不同的波束下接入基站进行通信；用户设备的硬件约束也导致需要对不同时刻的上行波束测量进行校准。这些因素导致目前主要通过多用户信道信息进行空分复用的多用户调度,其方法为:先选择多个用户设备进行配对，再测量获得多用户信道信息，然后基于多用户信道信息筛选符合多用户调度条件的用户设备，最后基于多用户信道信息进行多用户调度。该方法需与毫米波终端进行额外的信令交互，导致测量开销大，极大地降低了系统的性能。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本发明实施例提供了一种多用户设备调度方法、装置、基站及计算机可读存储介质，能够解决相关技术中无法直接采用单用户信道信息而采用多用户信道信息，导致多用户调度开销大的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种多用户设备调度方法，应用于基站，所述方法包括：

对接入所述基站的多个用户设备分别进行单用户信道测量，得到每个所述用户设备对应的单用户信道信息，所述单用户信道信息至少包括所述用户设备对波束所反馈的强度值和上行信道信息；

对每个所述用户设备，根据对应的所述强度值，将所述用户设备与所述强度值中的最大值所对应的所述波束配对；

根据预设的多用户设备调度条件，从多个所述用户设备中确定至少一个候选用户设备，将所述候选用户设备所配对的所述波束作为候选波束；

确定所述候选用户设备的优先级，并根据所述候选用户设备的优先级确定所述候选波束的优先级；

根据所述候选波束的优先级确定目标波束，并根据所述候选用户设备的优先级确定所述目标波束对应的目标用户设备；

根据所述上行信道信息，对所述目标用户设备进行多用户调度。

第二方面，本发明实施例还提供了一种多用户设备调度装置，应用于基站，包括：

单用户信道测量单元，用于对接入所述基站的多个用户设备分别进行单用户信道测量，得到每个所述用户设备对应的单用户信道信息，所述单用户信道信息至少包括所述用户设备对波束所反馈的强度值和上行信道信息；

配对单元，用于对每个所述用户设备，根据对应的所述强度值，将所述用户设备与所述强度值中的最大值所对应的所述波束配对；

第一筛选单元，用于根据预设的多用户设备调度条件，从多个所述用户设备中确定至少一个候选用户设备，将所述候选用户设备所配对的所述波束作为候选波束；

优先级计算单元，用于确定所述候选用户设备的优先级，并根据所述候选用户设备的优先级确定所述候选波束的优先级；

第二筛选单元，用于根据所述候选波束的优先级确定目标波束，并根据所述候选用户设备的优先级确定所述目标波束对应的目标用户设备；

调度单元，用于根据所述上行信道信息，对所述目标用户设备进行多用户调度。

第三方面，本发明实施例还提供了一种基站，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的多用户设备调度方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时实现如第一方面所述的多用户设备调度方法。

本发明实施例包括：对接入基站的多个用户设备分别进行单用户信道测量，得到每个用户设备对应的单用户信道信息，单用户信道信息至少包括用户设备对波束所反馈的强度值和上行信道信息；对每个用户设备，根据对应的所述强度值，将用户设备与强度值中的最大值所对应的波束配对；根据预设的多用户设备调度条件，从多个用户设备中确定至少一个候选用户设备，将候选用户设备所配对的波束作为候选波束；确定候选用户设备的优先级，并根据候选用户设备的优先级确定候选波束的优先级；根据候选波束的优先级确定目标波束，并根据候选用户设备的优先级确定目标波束对应的目标用户设备；根据上行信道信息，对目标用户设备进行多用户调度；能够直接利用单用户信道信息进行多用户调度，节省了与用户设备的信令交互开销和额外的测量开销，提高了系统频谱效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明实施例一种多用户设备调度方法的流程图；

图2是图1中的步骤S600的具体流程图；

图3是本发明实施例一种多用户设备调度装置的结构示意图；

图4是本发明实施例一种基站的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能单元划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的单元划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本发明实施例提供了一种多用户设备调度方法、装置、基站及计算机存储介质；对接入基站的多个用户设备分别进行单用户信道测量，得到每个用户设备对应的单用户信道信息，单用户信道信息至少包括用户设备对波束所反馈的强度值和上行信道信息；对每个用户设备，根据对应的所述强度值，将用户设备与强度值中的最大值所对应的波束配对；根据预设的多用户设备调度条件，从多个用户设备中确定至少一个候选用户设备，将候选用户设备所配对的波束作为候选波束；确定候选用户设备的优先级，并根据候选用户设备的优先级确定候选波束的优先级；根据候选波束的优先级确定目标波束，并根据候选用户设备的优先级确定目标波束对应的目标用户设备；根据上行信道信息，对目标用户设备进行多用户调度；能够直接利用单用户信道信息进行多用户调度，节省了与用户设备的信令交互开销和额外的测量开销，提高了系统频谱效率。

下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。

参照图1，图1是一种多用户设备调度方法的流程图；该多用户设备调度方法应用到基站，该基站应用多用户多输入多输出系统。

如图1所示，一种多用户设备调度方法，包括但不限于有以下步骤：

步骤S100，对接入基站的多个用户设备分别进行单用户信道测量，得到每个用户设备对应的单用户信道信息，单用户信道信息至少包括用户设备对波束所反馈的强度值和上行信道信息。

需要说明的是，单用户信道指的是基站使用单用户对应的波束测量单个用户的信道，多用户信道指的是基站使用多用户对应的波束测量多个用户的信道。在毫米波系统中，由于存在模拟波束，需要先选定多用户配对，然后基站使用多个用户对应的波束去接收信道探测参考信号(Sounding Reference Signal，SRS)，才能实现测量多用户信道。因此单用户信道测量相对多用户信道测量采集和计算更简单，同时开销更小。

需要说明的是，用户设备包括移动终端、智能终端、多媒体设备、流媒体设备等用户终端。

对于步骤S100，单用户信道测量包括下行信道波束强度测量，测量得到的单用户信道信息为用户设备对波束所反馈的强度值。下行信道波束强度测量具体为：基站对接入基站的每个用户设备，依次发射多个波束，得到用户设备对不同波束所反馈的强度值。例如一个小区有10个用户设备接入一个基站，该基站通过使用16个预置的波束覆盖整个小区，该基站在进行下行信道波束强度测量时，分别对每个用户设备先发射波束编号为1的波束，接收每个用户设备对波束编号为1的波束的反馈并测量强度值。然后再发射波束编号为2的波束，接收每个用户设备对波束编号为2的波束的反馈并测量强度值。按照上述流程轮询波束直至向用户设备发射完16个预置的波束，进而得到用户设备对波束所反馈的强度值。

另外，在完成下行信道波束强度测量，得到每个用户设备对每个波束所反馈的强度值之后，还包括以下步骤：根据每个用户设备对每个波束所反馈的强度值构建强度表，并将强度表在日志记录；强度表包括每个用户设备对每个波束所反馈的强度值。强度表记录在日志，便于以后调用和查询。

基站通过16个预置的波束对接入的10个用户设备进行下行信道波束强度测量后，得到的强度表如表1所示。

表1强度表

需要说明的是，P

单用户信道测量包括上行信道探测参考信号测量，测量得到的单用户信道信息为上行信道信息。上行信道探测参考信号测量具体为：对接入基站的多个用户设备分别进行上行信道探测参考信号测量，每个用户设备会在不同时刻向基站发送信道探测参考信号，即上行信道信息即为信道探测参考信号，信道探测参考信号用于估计上行信道质量，为多用户调度提供参考。

当然，通过单用户信道测量，还可以得到其他单用户信道信息，例如用户设备的信道质量和用户设备对应的每个信道的相关性。

步骤S200，对每个用户设备，根据对应的强度值，将用户设备与强度值中的最大值所对应的波束配对。

对于步骤S200，从强度表中可以确定每个用户设备对应的强度值的最大值，将用户设备与最大值所对应的波束配对。例如，对于UE编号为1的用户设备，从强度表中搜索可以得到其对应的强度值的最大值为P

步骤S300,根据预设的多用户设备调度条件，从多个用户设备中确定至少一个候选用户设备，将候选用户设备所配对的波束作为候选波束。

对于步骤S300，根据预设的多用户设备调度条件，从多个用户设备中确定至少一个候选用户设备，将候选用户设备所配对的波束作为候选波束，具体为：根据用户设备的信道质量和用户设备对应的每个信道的相关性，从多个用户设备中确定至少一个候选用户设备，将候选用户设备所配对的波束作为候选波束。

例如，波束编号为2的波束配对有UE编号为1的用户设备和UE编号为3的用户设备，且UE编号为1的用户设备符合多用户设备调度条件，而UE编号为3的用户设备不符合多用户设备调度条件，则将UE编号为1的用户作为候选用户设备，而UE编号为3的用户则不作为候选用户设备；对应地，将波束编号为2的波束作为候选波束。

又例如，波束编号为1的波束配对有UE编号为5的用户设备，且UE编号为5的用户设备不符合多用户设备调度条件，则UE编号为5的用户设备不是候选用户设备，对应地，波束编号为1的波束不是候选波束。

需要说明的是，预设的多用户设备调度条件是由用户设备的信道质量和用户设备对应的每个信道的相关性决定的一个条件函数，根据历史数据可以得到。

另外，在步骤S300，根据预设的多用户设备调度条件，从多个用户设备中确定至少一个候选用户设备，将候选用户设备所配对的波束作为候选波束的步骤之后，还包括以下步骤：根据波束与用户设备的配对关系和波束与候选用户设备的配对关系构建配对表，并将配对表在日志记录；配对表至少包括波束与用户设备的配对关系和波束与候选用户设备的配对关系。配对表记录在日志，便于以后调用和查询。

基站通过16个预置的波束对接入的10个用户设备进行下行信道波束强度测量后，得到的配对表如表2所示。

表2配对表

需要说明的是，表2中，{n

步骤S400,确定候选用户设备的优先级，并根据候选用户设备的优先级确定候选波束的优先级。

对于步骤S400，确定候选用户设备的优先级，具体为：根据候选用户设备的业务类型，得到候选用户设备的优先级。优先级可以通过与用户设备的业务类型相关的函数计算得到，业务类型包括重传、保证比特速率等。

根据候选用户设备的优先级确定候选波束的优先级具体为：对每个候选波束，将候选波束对应的候选用户设备的优先级进行加权平均，得到候选波束的优先级。

步骤S500，根据候选波束的优先级确定目标波束，并根据候选用户设备的优先级确定目标波束对应的目标用户设备。

对于步骤S500，其中，根据候选波束的优先级确定目标波束，具体为：当候选波束的数量大于或等于预设数量值，将候选波束的优先级按照由大到小的顺序排序，选取排名位于预设数量值之前的所有候选波束作为目标波束。

需要说明的是，预设数量值根据实际需求得到的，即需要进行多用户设备调度的目标用户设备的数量。

例如，在一个实施例中，预设数量值为2，候选用户设备为UE编号为1的用户设备、UE编号为4的用户设备、UE编号为5的用户设备和UE编号为8的用户设备。UE编号为1的用户设备与波束编号为2的波束配对，UE编号为4的用户设备和UE编号为5的用户设备均与波束编号为3的波束配对，UE编号为8的用户设备与波束编号为5的波束配对。候选波束为波束编号为2的波束、波束编号为3的波束和波束编号为5的波束。

UE编号为1的用户设备的优先级为0.5，UE编号为4的用户设备的优先级为0.8，UE编号为5的用户设备的优先级为0.6，UE编号为8的用户设备的优先级为0.4。则候选波束为波束编号为2的波束的优先级为0.8，波束编号为3的波束的优先级为0.7，波束编号为5的波束的优先级为0.4。

则候选波束的数量为3且大于预设数量值，则将波束编号为2的波束、波束编号为3的波束和波束编号为5的波束根据候选波束的优先级由大到小的顺序排序，排序结果为:波束编号为2的波束、波束编号为3的波束、波束编号为5的波束。选取前2个候选波束作为目标波束，则目标波束为波束编号为2的波束和波束编号为3的波束。

又例如，在另一个实施例中，预设数量值为4，候选用户设备为UE编号为1的用户设备、UE编号为4的用户设备、UE编号为5的用户设备和UE编号为8的用户设备。UE编号为1的用户设备与波束编号为2的波束配对，UE编号为4的用户设备和UE编号为5的用户设备均与波束编号为3的波束配对，UE编号为8的用户设备与波束编号为5的波束配对。候选波束为波束编号为2的波束、波束编号为3的波束和波束编号为5的波束。则候选波束的数量为3且小于预设数量值，则不继续执行后续步骤，直至新的用户设备接入该基站并使得新的用户设备对应的候选波束和之前的用户设备对应的候选波束的数量之和大于或等于预设数量值。

其中，根据候选用户设备的优先级确定目标波束对应的目标用户设备，具体为：将每个目标波束对应的具有最高优先级的候选用户设备作为目标用户设备。

例如，目标波束为波束编号为2的波束和波束编号为3的波束；UE编号为1的用户设备与波束编号为2的波束配对，UE编号为4的用户设备和UE编号为5的用户设备均与波束编号为3的波束配对；UE编号为1的用户设备的优先级为0.5，UE编号为4的用户设备的优先级为0.8，UE编号为5的用户设备的优先级为0.6。则对于波束编号为2的波束，其配对的候选用户设备只有UE编号为1的用户设备，则其对应的具有最高优先级的候选用户设备为UE编号为1的用户设备；对于波束编号为3的波束，由于UE编号为5的用户设备的优先级大于UE编号为4的用户设备的优先级，其对应的具有最高优先级的候选用户设备为UE编号为5的用户设备。则目标用户设备为UE编号为1的用户设备和UE编号为5的用户设备。

通过步骤S500能筛选出适合进行空分复用下的多用户设备调度的目标波束和目标用户设备。

由于步骤S600是根据上行信道信息而进行的步骤，且在步骤S100中获取上行信道信息需要经过处理步骤S200至步骤S500的时间，因此在执行步骤S600之前，为了保证目标用户设备的上行信道信息处于时间间隔阈值内，还包括更新过期的上行信道信息的步骤，其包括以下步骤但不限于此：

获取目标用户设备的上行信道信息的测量时间，该测量时间为在步骤S100中进行上行信道探测参考信号测量获得上行信道信息的时间；根据测量时间和当前时间得到测量时间间隔；对测量时间间隔超过时间间隔阈值的目标用户设备重新进行上行信道探测参考信号测量，得到新的上行信道信息，以替换过期的上行信道信息。

需要说明的是，时间间隔阈值是人为设定的，根据历史经验得到。

参照图2，步骤S600，根据上行信道信息，对目标用户设备进行多用户调度。

对于步骤S600，基站下发命令至物理层以执行步骤S600。步骤S600包括但不限于有以下步骤：

步骤S610，对目标用户设备对应的上行信道信息进行校准。

对于步骤S610，基站在不同时刻接收到的信道探测参考信号存在幅度相位误差，对目标用户设备对应的上行信道信息进行校准，有利于提高模数混合预编码权值的准确性，进而有利于下行多用户调度。

步骤S620，根据校准后的上行信道信息计算模数混合预编码权值。

对于步骤S620，上行信道信息可用于进行信道估计从而得到最优预编码矩阵，因此按整个资源块根据校准后的上行信道信息计算模数混合预编码权值。模数混合预编码是将全数字预编码分解为两个部分的级联：数字基带低维度预编码通过少量射频链路实现以消除用户间干扰，模拟射频高维度预编码通过大量模拟移相器实现以增加天线阵列增益。模数混合预编码可以较小的性能损失达到大幅降低射频链路数量和处理复杂度的目的，从而提升系统的功率效率。

步骤S630，在多输入多输出系统环境下，按空分复用规则，根据模数混合预编码权值对目标用户进行下行多用户调度。

在步骤S600中，物理层中采用了波束校准和混合预编码的自适应调整技术来进行资源优化，以使在多用户多输入多输出环境下提高吞吐量和数据传输链路性能。

通过上述多用户设备调度方法，进行单用户信道测量，使用单用户测量信息进行目标用户设备与目标波束的筛选与配对，通过基站根据单用户测量信息进行波束校准，使用校准后的上行测量信道实现下行空分复用的多用户多天线调度。从而不需要重新配置用户设备的上行测量资源，节省了与用户设备的信令交互开销；不需要进行多用户信道测量和根据多用户信道测量信息进行用户筛选，节省了额外的测量开销；同时，优化了调度流程，提升了多输入多输出系统的频谱效率。

另外，本发明的一个实施例还提供了一种多用户设备调度装置，且应用上述的多用户设备调度方法。

参照图3，图3是多用户设备配对装置的结构示意图。多用户设备调度装置包括单用户信道测量单元100、配对单元200、第一筛选单元300、优先级计算单元400、第二筛选单元500和调度单元600。

其中，单用户信道测量单元100用于对接入基站的多个用户设备分别进行单用户信道测量，得到每个用户设备对应的单用户信道信息，单用户信道信息至少包括用户设备对波束所反馈的强度值和上行信道信息；配对单元200用于对每个用户设备，根据对应的强度值，将用户设备与强度值中的最大值所对应的波束配对；第一筛选单元300用于根据预设的多用户设备调度条件，从多个用户设备中确定至少一个候选用户设备，将候选用户设备所配对的波束作为候选波束；优先级计算单元400用于确定候选用户设备的优先级，并根据候选用户设备的优先级确定候选波束的优先级；第二筛选单元500用于根据候选波束的优先级确定目标波束，并根据候选用户设备的优先级确定目标波束对应的目标用户设备；调度单元600用于根据上行信道信息，对目标用户设备进行多用户调度。

需要说明的是，本实施例中的多用户设备调度装置的各单元与上述多用户设备调度方法的各步骤一一对应，采用相同的技术手段，具有相同的技术效果，在此不再详述。

本领域技术人员应当理解，多用户设备调度装置中的各单元的实现功能可参照前述多用户设备调度方法的相关描述而理解。多用户设备调度装置中的各单元的功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现，例如可编程逻辑(FPGA)等。

另外，本发明的一个实施例还提供了一种基站。

参照图4，图4是基站的结构示意图。该基站包括：存储器20、处理器10及存储在存储器20上并可在处理器10上运行的计算机程序。处理器10执行计算机程序时实现如上的用户设备调度方法。

处理器10和存储器20可以通过总线30或者其他方式连接。

存储器20作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外，存储器20可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中，存储器20可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实现上述实施例的信息处理方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器20中，当被处理器执行时，执行上述实施例中的多用户设备调度方法，例如，执行以上描述的步骤S100至步骤S600，以及步骤S610至步骤S630。

以上所描述的节点实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

此外，本发明的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个处理器或控制器执行，例如，被一个处理器执行，可使得上述处理器执行上述实施例中的多用户设备调度方法，例如，执行以上描述的步骤S100至步骤S600，以及步骤S610至步骤S630。

本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序单元或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序单元或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本发明权利要求所限定的范围内。