[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

说明书

本申请提供了一种海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法，涉及海域调度技术领域。步骤R1、船载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待服务用户集合中的用户进行服务，关闭未被使用的波束。本申请波束选择和用户调度速度快，算法复杂度低。

技术领域

本申请涉及海域调度技术领域，尤其涉及一种海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法。

背景技术

随着海洋产业的快速发展，海洋旅游，近海水产养殖和海洋矿物探索，海上多媒体服务变得越来越重要。为了提高海上通信系统的传输速率，我们考虑了在基站使用大规模多输入多输出系统(MMIMO)，第一，MMIMO能深度挖掘空间维度资源，使得多个用户可以在同一时频资源上与基站同时进行通信，从而大幅度提高频谱资源；第二，MMIMO可大幅度降低上下行发射功率，从而提高功率效率；第三，MMIMO将波束集中在很窄的范围内，从而大幅度降低干扰；第四，当天线数量足够大时，最简单的线性预编码和检测器趋近于最优，并且噪声和不相关干扰都可以忽略不计。

在海域场景整体用户分布稀疏，但在局部区域是拥挤的以至于不能够在角度域区分这些用户。因此我们需要调度部分用户进行服务以保证最大的加权和速率，传统的调度方法基于穷举法，调度出和速率最大的用户组合进行服务，尽管这种算法能够调度出最佳的待服务用户组合，但是无法适应实际的系统中的信道时变性，计算复杂度高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本申请提出一种海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法，波束选择和用户调度速度快，计算复杂度低。

(二)技术方案

本申请提供了一种海域大规模天线平面阵波束选择与用户调度方法，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。

在本申请的一些实施例中，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。

在本申请的一些实施例中，所述用户调度过程步骤如下：