[发明专利]海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法

权利要求书

1.一种海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法，其特征在于，波束选择与用户调度步骤如下：

步骤R1、AIS系统与装备大规模天线平面阵的岸基基站进行信息交互，获取各用户的位置信息；然后通过测高仪获取岸基基站高度信息以及船舶终端的高度信息；

步骤R2、根据步骤R1获取的用户位置信息、岸基基站与船舶终端的高度信息，划分大规模天线平面阵对应的波束覆盖的海域范围，并将各用户划分到对应的每个波束内；

步骤R3、在每个波束内选取优先级最高的用户，依次放入待服务用户集合；

步骤R4、在每个调度周期内，根据系统加权和速率最大准则调度所述步骤R3待服务用户集合中的用户进行服务，关闭未被使用的波束；所述波束选择过程步骤如下：

步骤S1、首先岸基基站端配置一个大规模透镜天线平面阵，其波束能够覆盖整个海域三维的角度空间；

步骤S2、所述大规模透镜天线平面阵的波束按照水平和垂直角度均匀划分，基站透镜天线的维度是N₁×N₂，水平和垂直角度空间将被均匀的划分为N₁和N₂等份，水平和垂直方向上每份波束角度分别为π/N₁和π/N₂；

步骤S3、通过AIS系统将信息回传至岸基基站，并换算确定用户距离基站的距离信息；

步骤S4、在所有整个波束覆盖范围内，选取有用户存在的波束，并关闭未被使用的波束。

2.根据权利要求1所述的海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法，其特征在于，所述用户调度过程步骤如下：

步骤T1、在每个波束内选取优先级别最高的用户，并调度出待服务的用户集合；

步骤T2、依次计算所述步骤T1调度出用户的速率，选出加权速率最大的用户，放入服务用户集合，并从待服务用户集合中删除该用户；

步骤T3、从待服务的用户集合中，选择使得服务用户集合的加权和速率最大的一个用户；

步骤T4、判断调度出的服务用户集合的加权和速率是否提升；

步骤T5、若使得加权和速率提升，将该用户合并到服务用户集合，并从待服务用户集合中删除该用户，并转至步骤T3，否则转至步骤T6；

步骤T6、根据选出的服务用户集合，再次确定波束集合，将没有用户服务的波束关闭。

3.根据权利要求1所述的海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法，其特征在于，所述的系统加权和速率为：

其中，α_k为用户k的加权因子，ψ_k为调度出的用户k的信干噪比，可表示为：

其中，p为基站为每个用户均匀分配的功率，h_k为用户k的信道矩阵，u_k为用户选择的波束矢量，σ²为加性高斯白噪声。

4.根据权利要求1所述的海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法，其特征在于，所述每个波束对应0-10个用户。

5.根据权利要求2所述的海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法，其特征在于，所述优先级包括：用户的比例公平因子或用户距离基站的距离远近或用户接收信号的强度等级。

6.根据权利要求1所述的海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法，其特征在于，所述波束为模拟波束或者数字波束的一种。