天线调度方法和相关产品与流程

1.本技术涉及无线通信领域，尤其涉及一种天线调度方法和相关产品。


背景技术：

2.随着移动通信技术的蓬勃发展，人们的日常生活愈发便利，与此同时，第五代移动通信系统(5th generation，5g)所产生的移动数据量也随之爆炸式增长。因此，5g通信所带来的海量数据流和频带资源匮乏成为了阻碍5g通信技术发展的关键因素。可支持多用户同时传输的非正交多址(non-orthogonal multiple access，noma)技术，目前被认为是5g中非常具有前景的多址接入方案。同时，多输入多输出(multiple input multiple output，mimo)技术可在保证带宽不增加和天线发送功率不变的情况下，成倍地提高频谱利用率。二者的结合(mimo-noma)，将成为5g移动通信技术飞速发展最有力的保障。
3.在mimo-noma系统中，在多子带多用户场景下，选择合适的天线组合，是为用户改善通信质量的关键所在。但是由于在多子带多用户场景下，射频链和信道条件变化受限，且天线和用户调度极为复杂，现有的天线选择调度并不能高效地为用户确定适合用户的天线调度方案。因此，如何在mimo-noma系统中为用户提供高效的天线调度方案，是本领域人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术实施例公开了一种天线调度方法和相关产品，所述方法通过将天线侧和用户侧的贡献来作为用户调度的评判，从候选用户集合中挑选出合适的用户，并确定用户中每个用户与子带的对应关系，为每个子带分配两个合适的用户，在快速完成用户的调度任务的同时，也确保了用户在通信时的通信质量。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种天线调度方法，包括：确定候选天线集合中每根天线的第一天线侧贡献，所述候选天线集合包括t根天线，所述第一天线侧贡献表征所述t根天线进行通信时每条天线的信道增益强度；确定候选用户集合中每个用户与子带集合每个子带的第一用户侧贡献，所述候选用户集合包括r个用户，所述子带集合包括k个子带，所述第一用户侧贡献表征所述t根天线对所述r用户分别在所述k个子带中通信时的信道增益强度；基于所述每根天线的第一天线侧贡献和所述每个用户与所述子带集合每个子带的第一用户侧贡献，从所述r个用户中确定与所述k个子带对应的2k个目标用户，所述k个子带中的每个子带对应所述2k个目标用户中的2个用户。
6.需理解，在选择天线之前调度用户是至关重要的，即首先需要确定每个子带最合适的两个用户。而在多子带多用户场景下，为寻求用户和速率大化，所选天线和用户的信道增益也要最大化。因此，在本方法中，将天线侧和用户侧的贡献(“贡献”可以定义为某些天线/用户占用的信道增益与信道总增益的比值，也可以理解为信道增益的强度天线侧和用户侧的贡献共同决定了子带、用户、天线之间的适配性)来作为用户调度的评判，从所述候选用户集合中挑选出合适的用户，即所述2k个目标用户，并确定这2k个目标用户中每个用
户与所述k个子带的对应关系，为每个子带分配两个合适的用户，在快速完成用户的调度任务的同时，也确保了用户在通信时的通信质量。
7.在第一方面一种可能的实施方式中，所述k个子带包括第一子带和第二子带，所述第一子带对应的两个目标用户为第一用户和第二用户，所述第二子带对应的两个用户为第三用户和第四用户，所述第一子带和所述第二子带为所述k个子带中的任意2个子带，所述第一用户、所述第二用户、所述第三用户以及所述第四用户为不同的用户。
8.需理解，在noma系统中，每个子带分配两个用户，形成一个用户对，其中包括一个强增益用户和一个弱增益用户。同理，在本实施方式中，所述2k个用户将被分给所述k个子带，且在所述k个子带中，每个子带的两个用户与其他子带的两个用户均为不同的用户。此外，这每个子带对应的两个用户，这两个用户均为所述候选用户集合中对于该子带的用户侧贡献较高的两个用户，但是并不一定是所述候选用户集合中对于该子带的用户侧贡献最高的两个用户。例如，所述第一子带对应的两个目标用户可能是所述候选用户集合中对于第一子带而言用户侧贡献最高的两个用户，但是所述第二子带对应的两个用户为第三用户和第四用户可能是所述候选用户集合中对于第二子带而言用户侧贡献居于第三或者是第四的两个用户，但是整体上而言，所述k个子带中每个子带对应的2k个用户都是所述候选用户集合中对于该子带而言用户侧贡献较高的用户。具体可以参考后续说明，这里先不赘述。
9.在第一方面一种可能的实施方式中，所述基于所述每根天线的第一天线侧贡献和所述每个用户与所述子带集合每个子带的第一用户侧贡献，从所述r个用户中确定与所述k个子带对应的2k个目标用户，包括：将每根天线的第一天线侧贡献和所述每个用户与所述子带集合每个子带的第一用户侧贡献进行加权处理，得到所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献；基于所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，从所述r个用户中确定第二用户侧贡献权值较高的2k个用户作为所述2k个目标用户。
10.对于候选天线集合中的天线而言，每根天线对每个用户在每个子带中都有增益，且各不相同。对于候选用户集合中的每个用户而言，所有天线对其都有增益。天线侧\用户侧的贡献加权，实质上就是其与用户侧\天线侧的贡献向量的一次乘积。在本实施方式中，通过将每根天线的第一天线侧贡献和所述每个用户与所述子带集合每个子带的第一用户侧贡献进行加权处理，得到所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，所述第二用户侧贡献是综合考虑了候选天线集合中各天线对通信质量的影响和候选用户集合中各用户和在各子带中通信时的通信质量所得到的参数，因此，所述第二用户侧贡献可以在整体上所述候选用户集合中各用户在noma系统中(对整个所述候选天线集合和所述k个子带)的适配程度。之后，再结合所述第二用户侧贡献从所述候选用户集合中选出第二用户侧贡献较高的2k个目标用户，这样，可以为所述k个子带确定最适合每个子带的用户，并且高效完成天线调度任务。
11.在第一方面一种可能的实施方式中，在所述基于所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，从所述r个用户中确定第二用户侧贡献权值较高的2k个用户作为所述2k个目标用户之后，所述方法还包括：基于所述每根天线的第一天线侧贡献和所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，确定所述候选天线集合中的l根目标天线；通过所述l根目标天线向所述2k个目标用户发射信号。
12.在本实施方式中，在确定所述k个子带中对应的2k个目标用户后，需要从所述候选
天线集合中确定用于发射信号的目标天线。结合前述说明可知，对于候选天线集合中的天线格言，每根天线对每个用户在每个子带中都有增益，且各不相同。因此，在挑选用于发射信号的天线时，同样需要综合考虑天线侧和用户侧的贡献。在本实施方式中，通过所述每根天线的第一天线侧贡献和所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，来确定目标天线，可以为所述2k目标用户挑选出最适合的天线，保证这2k个目标用户在通信时的通信质量。
13.在第一方面一种可能的实施方式中，所述基于所述每根天线的第一天线侧贡献和所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，确定所述候选天线集合中的l根目标天线，包括：根据所述2k个目标用户在所述k个子带中对应子带上的信道增益强度与所述每个用户的第二用户侧贡献进行加权处理，得到所述候选用户集合中每个用户的第三用户侧贡献；基于所述每个用户的第三用户的贡献与所述每根天线的第一天线侧贡献进行加权处理，得到所述候选天线集合中每根天线的第二天线侧贡献；从所述t根天线中确定第二天线侧贡献权值较高的l根天线作为所述l根目标天线。
14.在本实施方式中，通过将所述每个用户的第三用户的贡献与所述每根天线的第一天线侧贡献进行加权处理，得到所述候选天线集合中每根天线的第二天线侧贡献，所述第二天线侧贡献是综合考虑了候选天线集合中各天线对通信质量的影响和所述2k个目标用户中各用户和在各子带中通信时的通信质量所得到的参数，因此，所述第二天线侧贡献可以在整体上所述2k个目标用户中各用户在所述k个子带的适配程度。之后，再结合所述第二天线侧贡献从所述候选天线集合中选出l根目标天线，这样，可以为所述k个子带中的所述2k个目标用户确定最适合的天线。
15.在第一方面一种可能的实施方式中，所述通过所述l根目标天线向所述2k个目标用户发射信号，包括：确定第一阈值，所述第一阈值为天线信号传输过程中所述天线信号的信噪比的预设值；基于所述第一阈值，确定所述天线信号传输过程中所述k个子带中每个子带中两个用户的功率分配比；按所述k个子带中每个子带中两个用户的功率分配比，向所述2k个目标用户发射信号。
16.在noma系统中，后置处理信噪比表示用户侧信噪比。在进行天线选择时，如果将一个子带中的两个用户和速率最大化作为目标，那么一个子带中的两个用户中，每个用户所占的功率分配比将对结果造成很大的影响。因此，在本实施方式中，为了保证用户速率，可以将每个用户所需的最低后置处理信噪比设置一个阈值，即所述第一阈值。在确定所述第一阈值之后，在满足该第一阈值(即用户的信噪比与需要大于所述第一阈值)的情况下，可以为所述第一用户以及所述第二用户中信道增益较差的用户分配最小功率，以此来确定所述第一用户以及所述第二用户的功率分配比。这样，可以最大程度保证在天线信号的传输过程中两个用户的和速率。
17.在第一方面一种可能的实施方式中，所述l根目标天线为所述t根天线中第二天线侧贡献权值居于前t的t根天线。
18.在本实施方式中，通过获取候选天线集合中第二天线侧贡献权值居于前t的t根天线，则在后续通过天线与用户进行通信的过程中，可以最大程度保证保障天线与用户之间的通信质量。
19.第二方面，本技术实施例提供了一种天线调度装置，包括：第一确定单元，用于确
定候选天线集合中每根天线的第一天线侧贡献，所述候选天线集合包括t根天线，所述第一天线侧贡献表征所述t根天线进行通信时每条天线的信道增益强度；第二确定单元，还用于确定候选用户集合中每个用户与子带集合每个子带的第一用户侧贡献，所述候选用户集合包括r个用户，所述子带集合包括k个子带，所述第一用户侧贡献表征所述t根天线对所述r用户分别在所述k个子带中通信时的信道增益强度；调度单元，用于基于所述每根天线的第一天线侧贡献和所述每个用户与所述子带集合每个子带的第一用户侧贡献，从所述r个用户中确定与所述k个子带对应的2k个目标用户，所述k个子带中的每个子带对应所述2k个目标用户中的2个用户。
20.在第二方面一种可能的实施方式中，所述k个子带包括第一子带和第二子带，所述第一子带对应的两个目标用户为第一用户和第二用户，所述第二子带对应的两个用户为第三用户和第四用户，所述第一子带和所述第二子带为所述k个子带中的任意2个子带，所述第一用户、所述第二用户、所述第三用户以及所述第四用户为不同的用户。
21.在第二方面一种可能的实施方式中，所述调度单元，具体用于：将每根天线的第一天线侧贡献和所述每个用户与所述子带集合每个子带的第一用户侧贡献进行加权处理，得到所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献；基于所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，从所述r个用户中确定第二用户侧贡献权值较高的2k个用户作为所述2k个目标用户。
22.在第二方面一种可能的实施方式中，所述装置还包括：第三确定单元，用于基于所述每根天线的第一天线侧贡献和所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，确定所述候选天线集合中的l根目标天线；发射单元，用于通过所述l根目标天线向所述2k个目标用户发射信号。
23.在第二方面一种可能的实施方式中，所述第三确定单元，具体用于：根据所述2k个目标用户在所述k个子带中对应子带上的信道增益强度与所述每个用户的第二用户侧贡献进行加权处理，得到所述候选用户集合中每个用户的第三用户侧贡献；基于所述每个用户的第三用户的贡献与所述每根天线的第一天线侧贡献进行加权处理，得到所述候选天线集合中每根天线的第二天线侧贡献；从所述t根天线中确定第二天线侧贡献权值较高的l根天线作为所述l根目标天线。
24.在第二方面一种可能的实施方式中，所述发射单元，具体用于：确定第一阈值，所述第一阈值为天线信号传输过程中所述天线信号的信噪比的预设值；基于所述第一阈值，确定所述天线信号传输过程中所述k个子带中每个子带中两个用户的功率分配比；按所述k个子带中每个子带中两个用户的功率分配比，向所述2k个目标用户发射信号。
25.在第二方面一种可能的实施方式中，所述l根目标天线为所述t根天线中第二天线侧贡献权值居于前t的t根天线。
26.第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、存储器以及通信接口，所述处理器、存储器和通信接口相互连接，其中，所述通信接口用于接收和发送数据，所述存储器用于存储程序代码，所述处理器用于调用所述程序代码，执行如所述第一方面及任一种可选的实现方式的方法
27.第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述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以实现如所述第一方面及任一种可
选的实现方式的方法。
28.本技术第二至第四方面所提供的技术方案，其有益效果可以参考第一方面所提供的技术方案的有益效果，此处不再赘述。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本技术实施例或背景技术中所需要使用的附图作简单的介绍。
30.图1为本技术实施例提供的一种mimo-noma系统的架构图；
31.图2为本技术实施例提供的一种mimo-noma系统中单子带双用户通信场景的示意图；
32.图3为本技术实施例提供的一种天线调度方法的流程图；
33.图4为本技术实施例提供的一种信道矩阵的示意图；
34.图5为本技术实施例提供的一种信道矩阵的示意图；
35.图6为本技术实施例提供的一种确定目标用户的场景示意图；
36.图7为本技术实施例提供的一种确定目标用户的场景示意图；
37.图8为本技术实施例提供的一种天线选择装置的结构示意图；
38.图9为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
39.为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术作进一步地描述。
40.本技术的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”和“第二”等仅用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备等，没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元等，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备等固有的其它步骤或单元。
41.在本文中提及的“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
42.在本技术中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上，“至少两个(项)”是指两个或三个及三个以上，“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”。
43.本技术实施例提供了天线选择方法及相关产品，为更清楚的描述本发明的方案。下面先介绍一些本技术实施例提供的天线选择方法及相关产品所涉及的知识。
44.1.信道增益
45.在无线通信领域，所谓的信道增益就是通信链路的信道属性。它描述了信号在每条传输路径上的衰弱因子，即信道增益矩阵h中每个元素的值，如信号散射，环境衰弱、距离衰减等信息。信道增益可以用于令通信系统适应当前的信道条件，在多天线系统中为高可靠性高速率的通信提供了保障。
46.2.子带、强用户和弱用户
47.利用带通滤波器组可以把原始信号分割为若干子频带(简称子带)。所谓子带编码技术，是将原始信号由时间域转变为频率域，然后将其分割为若干个子频带，并对其分别进行数字编码的技术。在noma系统中，一个子带分配两个用户；其中，信道增益较强的用户称为强用户，信道增益较弱的用户称为弱用户。
48.3、功率分配比
49.在mimo-noma下行系统中，用户功率分配是一项非常重要的关键技术。考虑到用户公平性和接收端的正确解调，mimo-noma系统中用户功率分配的基本原则为：信道条件较差用户分得的功率多于信道条件较好用户。目前，关于mimo-noma系统中的功率分配方案已有较多研究，其中较为经典的功率分配算法包括有固定功率分配(fixed power allocation，fpa)、分数功率分配(fractional transmit power allocation，ftpa)、全搜索功率分配(full search power allocation，fspa)等。各用户的分配功率与各用户的总功率之间的比值即为功率分配比。其中，有些用户的功率分配可以为0，例如系统可以全部的功率分给一个用户，而并不给另一个用户分配任何的功率，这时两个用户之间的功率分配比即为1:0。
50.4.用户侧贡献/天线侧贡献
51.在mimo-noma下行系统中，每根天线对每个用户在每个子带中都有增益，且各不相同。对于每个用户而言，所有天线对其都有增益。天线侧\用户侧的贡献定义为某些天线/用户占用的信道增益与信道总增益的比值，这个比值也可以量化为天线/用户信道增益程度。
52.5.贡献加权
53.天线侧\用户侧的贡献可以通过矩阵或者向量来表示，天线侧\用户侧的贡献加权，实质上就是其与用户侧\天线侧的贡献向量的一次乘积。
54.随着移动通信技术的蓬勃发展，人们的日常生活愈发便利。与此同时，第五代移动通信系统(5th generation，5g)所产生的移动数据量也随之爆炸式增长，于是，如何解决5g通信所带来的海量数据流和频带资源匮乏成为了5g通信技术发展道路上的拦路虎。在这种背景下，mimo-noma的结合应运而生。可支持多用户同时传输的非正交多址(non-orthogonal multiple access，noma)技术，目前被认为是5g中非常具有前景的多址接入方案。同时，多输入多输出(multiple input multiple output，mimo)技术可在保证带宽不增加和天线发送功率不变的情况下，成倍地提高频谱利用率。二者的结合，将成为5g移动通信技术飞速发展最有力的保障。然而，在mimo-noma系统中，天线、用户、子带都不是唯一的，不同的天线、子带对不同的用户而言，其提供给用户的通信质量也是不同的。所以在复杂的mimo-noma系统中，如何对系统资源进行调度，为系统选择合适的用户、为用户选择合适的子带和天线是极其复杂的问题。
55.图1为本技术实施例提供的一种mimo-noma系统的架构图。如图1所示，该系统分为两大部分，分别为基站端和用户端。在基站端共有m
t
根发射天线，该m
t
根天线包括图1中示出
的天线101-天线106。该m
t
根发射天线负责与用户端的mr个用户通信。该m
t
根天线的总发射带宽可以被划分为k个正交子带，该k个正交子带包括图1中示出的子带107-子带110。对于noma，每个子带分配两个用户，形成一个用户对，其中包括一个强增益用户和一个弱增益用户。例如，子带107中包括两个用户，即用户1072和用户1071。因此，总发射带宽中总共有2k个用户预定被服务。且由于基站侧只有l
t
根射频链，所以l
t
根天线(包括图1中的天线102、天线104和天线106)被选择为用户服务。这里，我们将候选天线集、候选用户集、期望选择的天线子集、期望调度的用户子集分别表示为a、u、应理解，图1中所示出的天线、子带的形状和数量只是为了便于读者理解，并不代表其在实际应用场景中的形状和数量。
56.单子带双用户场景下，不同的天线对该子带中的两个用户的增益效果均不同。图2为本技术实施例提供的一种mimo-noma系统中单子带双用户通信场景的示意图。如图2所示，基站端候选天线集a包括图2中示出的天线201-天线206。用户端的子带207可以是候选天线集a的总发射带宽可以被划分为k个正交子带中的任意一个子带。子带207中包括两个用户，即用户2072和用户2071，其中，用户2071为强用户，用户2072为弱用户。如图2所示，在子带207中，假设同一天线不同子带具有不同的信道系数，则从基站到强用户2071和弱用户2072的信道向量分别表示为hk∈c
1xlt
和gk∈c
1xlt
。如果选择天线并对用户进行调度，则在子带207中服务于两个用户的总发射功率为po，噪声的功率密度为no。由于在noma中允许多个用户共享相同的时间和频谱资源，所以，强用户速率和弱用户速率应该满足：
[0057][0058][0059]
其中，αk是强用户2071的功率分配比，且αk∈(0，1)，(1-αk)是弱用户2072的功率分配比，则子带207的发射信噪比可以定义为ρ＝p0/n0。
[0060]
假设每个用户都可以获得用户速率的上限。根据上述说明可知，在确定期望选择的天线子集、期望调度的用户子集的天线子集、期望调度的用户子集后，子带2071中两个用户的和速率可以表示为：
[0061][0062]
在noma中，后置处理信噪比表示sic后获得的用户侧信噪比。为了保证用户速率，可以将每个用户所需的最低后置处理信噪比设置为t。然后用户和速率最大化问题可表述为：
[0063][0064][0065][0066][0067]
所以，在子带207中，强用户的后置处理信噪比和弱用户可以表示为：
[0068]
[0069][0070]
对于上述函数而言，目前多采用穷举搜索的方法寻找上述问题的最优解，从而在候选用户集合u中选出合适的用户子集分配到相应的子带，再从候选天线集a中确定最适用于用户子集的天线子集但这种求解方案具有很高的复杂度，且有时候用户子集的天线子集之间的适应性并不好，使得mimo-noma系统中天线调度的效率极低，用户子集中用户与天线之前的通信质量也不理想。
[0071]
针对上述天线调度方法中的问题，本技术实施例提供了一种在多子带多用户场景下的天线调度方法。具体请参阅图3。
[0072]
图3为本技术实施例提供的一种天线调度方法的流程图。该方法通过将天线侧和用户侧的贡献来作为用户调度的评判，从候选用户集合中挑选出合适的用户，并确定用户中每个用户与子带的对应关系，为每个子带分配两个合适的用户，在快速完成用户的调度任务的同时，也确保了用户在通信时的通信质量。如图3所示，该天线调度方法包括：
[0073]
301、确定候选天线集合中每根天线的第一天线侧贡献。
[0074]
基站侧的发射终端确定候选天线集合中每根天线的第一天线侧贡献。
[0075]
上述发射终端可以是手机、车辆、车载设备(例如车载单元(on board unit，obu))、平板电脑、带数据收发功能的电脑(如笔记本电脑、掌上电脑等)、移动互联网设备(mobile internet device，mid)、工业控制中的终端、无人驾驶中的无线终端、运输安全中的终端、智慧城市中的终端、智慧家庭中的终端、5g网络中的终端设备或者未来演进的公用陆地移动通信网络(public land mobile network，plmn)中的终端设备等。
[0076]
此外，上述发射终端还可以是物联网(internet of things，iot)系统中的装置。iot是未来信息技术发展的重要组成部分，其主要技术特点是将物品通过通信技术与网络连接，从而实现人机互连，物物互连的智能化网络。可选的，iot技术可以通过例如窄带(narrow band，nb)技术，做到海量连接、深度覆盖、终端省电。在另一种可能的实现方式中，本技术示出的发射终端可以包括接入点(access point，ap)等。可理解，对于终端装置的具体形态，本技术不作限定。
[0077]
上述候选天线集合包括t根天线，上述第一天线侧贡献表征所述t根天线进行通信时每条天线的信道增益强度。
[0078]
为了详细说明上述第一天线侧贡献以及后续说明中的含义，接下来结合图4对第一天线侧贡献进行说明。图4为本技术实施例提供的一种信道矩阵的示意图。如图4所示，信道矩阵401表示天线1-天线m，用户1-用户n与子带k-th之间的通信质量的具体情况。其中，h
11k
表示用户1在子带k-th中通信时候，天线1与用户1之间的信道向量，h
12k
表示用户1在子带k-th中通信时候，天线2与用户1之间的信道向量，h
21k
表示用户2在子带k-th中通信时候，天线1与用户2之间的信道向量，以此类推。可以理解的，在mimo-noma系统中，当信号的频带被划分为k个子带时，也就相应的存在k个不同的信道矩阵。这些矩阵中的各个元素(即信道向量)都代表了子带、天线以及用户之间的通信时通信质量的优劣程度。
[0079]
这里假设本技术实施例中上述候选天线集合中的天线个数为t，候选用户集合中的用户个数为r，且信号的频带被划为k个子带。则上述第一天线侧贡献可以表示为：
[0080][0081]
其中，h
n,m,k
(n＝1,2,
…
,r；m＝1,2
…
,t；k＝1,2,
…
,k)表示用户n在子带k中通信时候，天线m与用户n之间的信道向量，h表示子带k对应的信道矩阵，表示对矩阵h做范数运算。可理解的，表示天线m(m＝1,2
…
,t)对r个用户在k个子带上的贡献，即天线m的第一天线侧贡献。
[0082]
302、确定上述候选用户集合中每个用户与子带集合每个子带的第一用户侧贡献。
[0083]
上述候选用户集合包括r个用户，所述子带集合包括k个子带，所述第一用户侧贡献表征上述t根天线对上述r用户分别在上述k个子带中通信时的信道增益强度。
[0084]
这里同样以上述候选天线集合中的天线个数为t，候选用户集合中的用户个数为r，且信号的频带被划为k个子带为例进行说明。则上述第一用户侧贡献可以表示为：
[0085][0086]
其中，h
n,m,k
(n＝1,2,
…
,r；m＝1,2
…
,t；k＝1,2,
…
,k)表示用户n在子带k中通信时候，天线m与用户n之间的信道向量，h表示子带k对应的信道矩阵，表示对矩阵h做范数运算。可理解的，表示候选天线集合中的t根天线对用户n(n＝1,2,
…
,r)在子带k(k＝1,2,
…
,k)中通信时候的贡献，即用户n在子带k上的第一天线侧贡献。
[0087]
303、基于上述每根天线的第一天线侧贡献和上述每个用户与所述子带集合每个子带的第一用户侧贡献，从r个用户中确定与k个子带对应的2k个目标用户。
[0088]
而在多子带多用户场景下，为寻求用户和速率大化，所选天线和用户的信道增益也要最大化。因此，在本实施例中，不能只关注天线侧的选择问题，而需要将天线侧和用户侧贡献综合来作为用户调度的评判，从所述候选用户集合中挑选出合适的用户，即上述2k个目标用户，并确定这2k个目标用户中每个用户与所述k个子带的对应关系，为每个子带分配两个合适的用户。
[0089]
在一种可能的实施方式中，上述2k个目标用户可以通过如下方式确定：将每根天线的第一天线侧贡献和所述每个用户与所述子带集合每个子带的第一用户侧贡献进行加权处理，得到所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献；基于所述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，从所述r个用户中确定第二用户侧贡献权值较高的2k个用户作为所述2k个目标用户。结合前述说明，上述将每根天线的第一天线侧贡献和所述每个用户与所述子带集合每个子带的第一用户侧贡献进行加权处理和上述每个用户的第二用户侧贡献具体可以表示为：
[0090][0091]
其中，即表示用户n对应于子带k的第二用户侧贡献，h
n,k
＝[|h
n,1,k
|2,|h
n,2,k
|2,...,|h
n,m,k
|2]，cwa＝[cw
a1
,...,cw
am
,...cw
at
]，表示贡献向量之间的乘积运算。
[0092]
对于上述候选天线集合中的天线而言，每根天线对每个用户在每个子带中都有增益，且各不相同。对于候选用户集合中的每个用户而言，所有天线对其都有增益。天线侧\用户侧的贡献加权，实质上就是其与用户侧\天线侧的贡献向量的一次乘积。在本实施方式
中，通过将每根天线的第一天线侧贡献和上述每个用户与所述子带集合每个子带的第一用户侧贡献进行加权处理，得到上述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，该第二用户侧贡献是综合考虑了候选天线集合中各天线对通信质量的影响和候选用户集合中各用户和在各子带中通信时的通信质量所得到的参数，因此，上述第二用户侧贡献可以在整体上所述候选用户集合中各用户在noma系统中(对整个所述候选天线集合和所述k个子带)的适配程度。之后，再结合所述第二用户侧贡献从所述候选用户集合中选出第二用户侧贡献较高的2k个目标用户，这样，可以为所述k个子带确定最适合每个子带的用户，并且高效完成天线调度任务。
[0093]
具体的，上述k个子带包括第一子带和第二子带，上述第一子带对应的两个目标用户为第一用户和第二用户，上述第二子带对应的两个用户为第三用户和第四用户，该第一子带和该第二子带为上述k个子带中的任意2个子带，上述第一用户、上述第二用户、上述第三用户以及上述第四用户为不同的用户。也就是说，在上述k个子带中，每个子带的用户和其他子带的用户都是不同的用户。此外，在上述k个子带中，每个子带对应的两个用户，这两个用户均为所述候选用户集合中对于该子带的用户侧贡献较高的两个用户，但是并不一定是上述候选用户集合中对于该子带的用户侧贡献最高的两个用户。例如，上述第一子带对应的两个目标用户可能是所述候选用户集合中对于第一子带而言用户侧贡献最高的两个用户，但是上述第二子带对应的两个用户为第三用户和第四用户可能是上述候选用户集合中对于第二子带而言用户侧贡献居于第三或者是第四的两个用户，但是整体上而言，所述k个子带中每个子带对应的2k个用户都是所述候选用户集合中对于该子带而言用户侧贡献较高的用户。这里需要综合考虑用户在上述k个子带中的具体增益，具体可以参考后续说明，这里先不赘述。
[0094]
结合前述说明可知，对于候选天线集合中的天线格言，每根天线对每个用户在每个子带中都有增益，且各不相同。因此，在挑选用于发射信号的天线时，同样需要综合考虑天线侧和用户侧的贡献。因此，在一个可选的实施方式中，在确定第二用户侧贡献权值较高的2k个用户作为上述2k个目标用户之后，上述发射终端将进一步基于上述每根天线的第一天线侧贡献和上述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，确定上述候选天线集合中的l根目标天线；通过所述l根目标天线向所述2k个目标用户发射信号。通过上述每根天线的第一天线侧贡献和上述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，来确定目标天线，可以为上述2k目标用户挑选出最适合的天线，保证这2k个目标用户在通信时的通信质量。
[0095]
具体的，上述确定目标天线的具体过程可以为：根据上述2k个目标用户在上述k个子带中对应子带上的信道增益强度与上述每个用户的第二用户侧贡献进行加权处理，得到上述候选用户集合中每个用户的第三用户侧贡献；基于上述每个用户的第三用户的贡献与上述每根天线的第一天线侧贡献进行加权处理，得到上述候选天线集合中每根天线的第二天线侧贡献；从上述t根天线中确定第二天线侧贡献权值较高的l根天线作为上述l根目标天线。
[0096]
需理解，由于从上述候选天线集合确定目标天线之前，目标用户已经确定了。因此，在本实施方式中，在确定上述k个子带对应的两个用户之后，上述k个子带对应的信道矩阵将进行更新，每个子带中只留下该子带对应的两个目标用户的所在行的元素，其余空行代表未被选择的用户。假设子带1对应的两个目标用户为用户1和用户2，则子带1对应更新
之后的信道矩阵可以如图5所示。在图5中，矩阵501即为中在为子带1确定了目标用户(即用户1和用户2)后更新之后的信道矩阵。如图5所示，矩阵501中只剩下用户1和用户2对应的第一行和第二行还有元素留下，其余用户3-用户n所在的行均为空行。
[0097]
结合前述说明，上述第三用户侧贡献可以表示为：
[0098][0099]
其中，即表示用户n对应于子带k的第三用户侧贡献，h
n,k
即为子带k更新之后的对应的信道矩阵中两个目标用户所在行的元素，cwa＝[cw
a1
,...,cw
am
,...cw
at
]，表示贡献向量之间的乘积运算。
[0100]
通过将所述每个用户的第三用户的贡献与所述每根天线的第一天线侧贡献进行加权处理，得到所述候选天线集合中每根天线的第二天线侧贡献，所述第二天线侧贡献是综合考虑了候选天线集合中各天线对通信质量的影响和所述2k个目标用户中各用户和在各子带中通信时的通信质量所得到的参数，因此，所述第二天线侧贡献可以在整体上所述2k个目标用户中各用户在所述k个子带的适配程度。之后，再结合所述第二天线侧贡献从所述候选天线集合中选出l根目标天线，这样，可以为所述k个子带中的所述2k个目标用户确定最适合的天线。具体的，上述第二天线侧贡献可以表示为：
[0101][0102]
其中，即为天线m的天线贡献，hm＝[h
m,1
,...,h
m,k
]
(
m＝1,2,...,t)，cwu＝[cw
u1
,...,cw
uk
,...,cw
uk
]。表示贡献向量之间的乘积运算。
[0103]
在一种可选的实施方式中，在通过上述目标天线向所述2k个目标用户发射信号时，可以先确定一个第一阈值，该第一阈值为天线信号传输过程中天线信号的信噪比的预设值；上述发射端可以基于所述第一阈值，确定天线信号传输过程中上述k个子带中每个子带中两个用户的功率分配比，并按照上述k个子带中每个子带中两个用户的功率分配比，向所述2k个目标用户发射信号。因为在noma系统中，后置处理信噪比表示用户侧信噪比。在进行天线选择时，如果将一个子带中的两个用户和速率最大化作为目标，那么一个子带中的两个用户中，每个用户所占的功率分配比将对结果造成很大的影响。因此，在本实施方式中，为了保证用户速率，可以将每个用户所需的最低后置处理信噪比设置一个阈值，即上述第一阈值。在满足该第一阈值(即用户的信噪比与需要大于所述第一阈值)的情况下，可以为所述第一用户以及所述第二用户中信道增益较差的用户分配最小功率，以此来确定所述第一用户以及所述第二用户的功率分配比。这样，可以最大程度保证在天线信号的传输过程中两个用户的和速率。
[0104]
在第一方面一种可能的实施方式中，所述l根目标天线为所述t根天线中第二天线侧贡献权值居于前t的t根天线。这样可以最大程度保证保障天线与用户之间的通信质量。
[0105]
接下来详细介绍前述方法中发射端基于上述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，从所述r个用户中确定第二用户侧贡献权值较高的2k个用户作为所述2k个目标用户，再为这2k个用户分配至上述k个子带中的过程。具体情参阅图6和图7。
[0106]
如图6所示，假设候选用户集合中总共有六个用户，即图6中的用户1-用户6，且信号的频带被划分为子带1、子带2和子带3。则图6中的用户侧贡献表601详细展示了用户和子
带之间对应的各个用户侧贡献，这里的用户侧贡献即为前述说明中的第二用户侧贡献。在用户侧贡献表601中，横轴代表候选用户集合中的各个用户，纵轴代表频带被划分的多个子带。以cw
u1,1
为例，cw
u1,1
即代表用户1对应于子带1用户侧贡献，以此类推。
[0107]
将用户侧贡献表按列划分，即可得到每个用户在上述三个子带中的用户侧贡献，也就是图6中所示的列划分表602。例如，cw
u1,1
，cw
u1,2
以及cw
u1,1
即分别为用户1对应于子带1、子带2和子带3中的用户侧贡献。此外，需要注意的是，这里的每个用户侧贡献中均带有子带标识，用于表示该用户侧贡献是对应的子带。例如cw
u1,1
(1)表示该用户侧贡献是针对子带1确定的。
[0108]
之后，对于列划分表中的每个用户在上述三个子带中的用户侧贡献的大小，可以依次为每个用户确定其所属的子带，得到图6中所示的用户调度表603。例如，假设用户1在上述三个子带中的用户侧贡献cw
u1,1
，cw
u1,2
以及cw
u1,1
的大小关系为cw
u1,1
》cw
u1,2
》cw
u1,1
，那么首先可以将用户1放入子带1中。之后，再次比较用户2在上述三个子带中的用户侧贡献cw
u2,1
，cw
u2,2
，cw
u2,3
，假设cw
u2,1
》cw
u2,2
》cw
u2,3
，则同样将用户2放入子带1中，以此类推。
[0109]
当后续过程中某个用户在上述三个子带中的三个用户侧贡献中最高的用户侧贡献(以下称为贡献x)对应的某一个子带，但是该子带的两个用户位置又已经被其他用户填满时(例如子带1中已经放入了目标用户1和目标用户2)，则将子带中现有的两个用户对应的用户侧贡献和贡献x最高的用户侧贡献进行比较，三者中去掉最小者，被取出者从原列中找出次大值。例如，当用户2在上述三个子带中的用户侧贡献cw
u31
，cw
u3,2
，cw
u3,3
的大小关系为cw
u3,1
》cw
u3,2
》cw
u3,3
，则用户3也本应该放入子带1中；但由于子带1中的两个位置已经放入了用户1和用户2，则此时应该比较cw
u1,1
，cw
u2,1
，cw
u31
的大小，当cw
u1,1
》cw
u2,1
》cw
u31
时，则子带1中的用户不变，而将用户3放入子带2中(假设子带2中用户位置未满)；当cw
u1,1
》cw
u31
》cw
u2,1
时，则将用户2从子带1中拿出，将用户3放入子带1中，将用户2放入子带2中(假设子带2中用户位置未满)，以此类推。按照上述方法进行调度，确保每个子带中放入的都是较大贡献的用户。
[0110]
图7示出了另一种从所述r个用户中确定第二用户侧贡献权值较高的2k个用户作为所述2k个目标用户的流程示意图。如图7所示，假设候选用户集合中总共有六个用户，即图7中的用户1-用户6，且信号的频带被划分为子带1、子带2和子带3。则图7中的用户侧贡献表701详细展示了用户和子带之间对应的各个用户侧贡献，具体可以参考前述对图6中用户侧贡献表601的相关说明，这里不再赘述。
[0111]
将用户侧贡献表按行划分，即可得到上述六个用户在每个子带中的用户侧贡献，也就是图7中所示的行划分表702。例如，cw
u1,1
，cw
u2,1
，cw
u3,1
，cw
u4,1
，cw
u5,1
以及cw
u6,1
即分别为用户1对应于子带1、子带2和子带3中的用户侧贡献。之后，对于行划分表中六个用户在每个子带中的用户侧贡献的大小，可以依次为每个子带确定两个用户侧贡献较高的用户，得到图7中所示的用户调度表703。例如，假设子带1对应的六个用户侧贡献cw
u1,1
，cw
u2,1
，cw
u3,1
，cw
u4,1
，cw
u5,1
以及cw
u6,1
的大小为cw
u1,1
》cw
u2,1
》cw
u3,1
》cw
u4,1
》cw
u5,1
》cw
u6,1
，则可以先将用户1和用户2确定为子带1中的目标用户1和目标用户2。之后，再次比较子带2对应的六个用户侧贡献cw
u1,2
，cw
u2,2
，cw
u3,2
，cw
u4,2
，cw
u5,2
以及cw
u6,2
的大小，假设cw
u6,2
》cw
u5,2
》cw
u4,2
》cw
u3,2
》cw
u2,2
》cw
u1,2
，则将用户5和用户6确定为子带2中的两个目标用户，以此类推。
[0112]
当后续过程中，若不同子带间产生用户选择冲突，则比较该用户在各子带中贡献
大小，取最大贡献子带放入。产生冲突的子带，若被拿出用户，则顺延，取该子带行中次大者放入子带。例如，假设子带3对应的六个用户侧贡献cw
u1,3
，cw
u2,3
，cw
u3,3
，cw
u4,3
，cw
u5,3
以及cw
u6,3
的大小为cw
u1,3
》cw
u3,3
》cw
u4,3
》cw
u2,3
》cw
u5,3
》cw
u6,3
，则原本用户1和用户3应该放入子带3中，但是由于在之前的过程中用户1已经放入子带1中，因此，需要比较cw
u1,1
，cw
u1,3
的大小，当cw
u1,1
》cw
u1,3
时，则将用户1保留在子带1中，而将用户4放入子带3中(假设用户4之前并未放入其他子带)；当cw
u1,1
《cw
u1,3
时，则将用户1从子带1取出，并放入子带3中，再将用户3放入子带1中，以此类推，按照上述方法进行调度，确保每个子带中放入的都是较大贡献的用户。
[0113]
下面介绍本技术实施例提供的一种天线调度装置的结构示意图，请参阅图8。如图8所示，图8中的天线调度装置可以执行图3中天线调度方法的流程，该装置包括：
[0114]
第一确定单元801，用于确定候选天线集合中每根天线的第一天线侧贡献，上述候选天线集合包括t根天线，上述第一天线侧贡献表征上述t根天线进行通信时每条天线的信道增益强度；第二确定单元802，还用于确定候选用户集合中每个用户与子带集合每个子带的第一用户侧贡献，上述候选用户集合包括r个用户，上述子带集合包括k个子带，上述第一用户侧贡献表征上述t根天线对上述r用户分别在上述k个子带中通信时的信道增益强度；调度单元803，用于基于上述每根天线的第一天线侧贡献和上述每个用户与上述子带集合每个子带的第一用户侧贡献，从上述r个用户中确定与上述k个子带对应的2k个目标用户，上述k个子带中的每个子带对应上述2k个目标用户中的2个用户。
[0115]
在一种可能的实施方式中，上述k个子带包括第一子带和第二子带，上述第一子带对应的两个目标用户为第一用户和第二用户，上述第二子带对应的两个用户为第三用户和第四用户，上述第一子带和上述第二子带为上述k个子带中的任意2个子带，上述第一用户、上述第二用户、上述第三用户以及上述第四用户为不同的用户。
[0116]
在一种可能的实施方式中，上述调度单元803，具体用于：将每根天线的第一天线侧贡献和上述每个用户与上述子带集合每个子带的第一用户侧贡献进行加权处理，得到上述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献；基于上述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，从上述r个用户中确定第二用户侧贡献权值较高的2k个用户作为上述2k个目标用户。
[0117]
在一种可能的实施方式中，上述装置还包括：第三确定单元804，用于基于上述每根天线的第一天线侧贡献和上述候选用户集合中每个用户的第二用户侧贡献，确定上述候选天线集合中的l根目标天线；发射单元805，用于通过上述l根目标天线向上述2k个目标用户发射信号。
[0118]
在一种可能的实施方式中，上述第三确定单元804，具体用于：根据上述2k个目标用户在上述k个子带中对应子带上的信道增益强度与上述每个用户的第二用户侧贡献进行加权处理，得到上述候选用户集合中每个用户的第三用户侧贡献；基于上述每个用户的第三用户的贡献与上述每根天线的第一天线侧贡献进行加权处理，得到上述候选天线集合中每根天线的第二天线侧贡献；从上述t根天线中确定第二天线侧贡献权值较高的l根天线作为上述l根目标天线。
[0119]
在一种可能的实施方式中，上述发射单元805，具体用于：确定第一阈值，上述第一阈值为天线信号传输过程中上述天线信号的信噪比的预设值；基于上述第一阈值，确定上述天线信号传输过程中上述k个子带中每个子带中两个用户的功率分配比；按上述k个子带
中每个子带中两个用户的功率分配比，向上述2k个目标用户发射信号。
[0120]
在一种可能的实施方式中，上述l根目标天线为上述t根天线中第二天线侧贡献权值居于前t的t根天线。
[0121]
应理解，以上天线调度装置的各个单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。例如，以上各个单元可以为单独设立的处理元件，也可以集成同一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于控制器的存储元件中，由处理器的某一个处理元件调用并执行以上各个单元的功能。此外各个单元可以集成在一起，也可以独立实现。这里的处理元件可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，所述方法的各步骤或以上各个单元可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。所述处理元件可以是通用处理器，例如cpu，还可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(application-specific integrated circuit，asic)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，dsp)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)等。
[0122]
图9为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图9所示，电子设备90包括处理器901、存储器902和通信接口903；上述处理器901、存储器902和通信接口903通过总线904相互连接。具体的，电子设备90可以是前述说明中的发射终端。
[0123]
存储器902包括但不限于是随机存储记忆体(random access memory，ram)、只读存储器(read-only memory，rom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programableread only memory，eprom)、或便携式只读存储器(compact disc read-only memory，cdrom)，上述存储器902用于相关指令及数据。通信接口903用于接收和发送数据。具体的，通信接口903可实现图8中发射单元805的功能。
[0124]
处理器901可以是一个或多个中央处理器(central processing unit，cpu)，在处理器901是一个cpu的情况下，上述cpu可以是单核cpu也可以是多核cpu。具体的，处理器901可实现图8中的第一确定单元801、第二确定单元802、调度单元803以及第三确定单元804的功能。
[0125]
在本技术的实施例中提供另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程序，该计算机程序被处理器执行时实现：确定候选天线集合中每根天线的第一天线侧贡献，上述候选天线集合包括t根天线，上述第一天线侧贡献表征上述t根天线进行通信时每条天线的信道增益强度；确定候选用户集合中每个用户与子带集合每个子带的第一用户侧贡献，上述候选用户集合包括r个用户，上述子带集合包括k个子带，上述第一用户侧贡献表征上述t根天线对上述r用户分别在上述k个子带中通信时的信道增益强度；基于上述每根天线的第一天线侧贡献和上述每个用户与上述子带集合每个子带的第一用户侧贡献，从上述r个用户中确定与上述k个子带对应的2k个目标用户，上述k个子带中的每个子带对应上述2k个目标用户中的2个用户。
[0126]
本技术实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述实施例所提供的天线调度方法。
[0127]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施
例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0128]
本发明是根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0129]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0130]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0131]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。