[發明專利]一種MIMO傳輸中的用戶配對方法及確定配對因子的方法

有效

• 申請號: 200710000314.1
• 申請日: 2007-01-08
• 公開（公告）號: CN101222267A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 于輝;楊超;陳峰;范斌;王文博
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04B7/26
• 分類號: H04B7/26;H04Q7/38
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司
• 代理人: 許志勇;顏濤

技術領域

本發明涉及移動通信中用戶配對技術，尤其涉及一種用于多用戶MIMO(MU-MIMO)上行傳輸的用戶配對方法及在移動通信中確定用戶配對因子的方法。

背景技術

一般來說，MIMO系統的信道容量是隨著min{N_Tx，N_Rx}而線性增長的，所以增大min{N_Tx，N_Rx}也就意味著信道容量的增加。而在實際系統中，通常會假設發射天線數小于等于接收天線數，即N_Tx≤N_Rx，所以在上行MIMO傳輸中，當基站端有多個接收天線時，可以通過增加用戶端的發射天線數來增加min{N_Tx，N_Rx}，從而達到增加系統信道容量的目的。

在實際的上行單用戶MIMO傳輸中，用戶端如果采用多天線進行傳輸，則需要用戶有多個功率放大器，這在實際中是很難實現的，尤其對于終端是手機的情況。因此為了解決這個問題，可以將多個采用單天線發送的用戶與基站的多天線構成多用戶MIMO(MU-MIMO)傳輸，從而提高上行信道的容量。

多用戶MIMO中用戶間的傳輸是互相獨立的，而且可以共享相同的上行時/頻資源。基站根據空間信道的特性將兩個單天線發送的用戶進行配對，將其分配到相同的頻率資源內，配對的用戶則需要發送相互正交的參考信號，以方便通過信道估計獲取數據解調所需的信道信息。通過多用戶MIMO傳輸可以使每個用戶減少自己的發射功率但原有的上行吞吐量保持不變，也就是說多用戶MIMO傳輸可以增加上行信道容量和用戶吞吐量。圖1給出了上行多用戶MIMO傳輸的示意圖。

由于基站需要根據一定的配對準則將兩個用戶進行配對構成多用戶MIMO傳輸，配對準則會對系統產生較大的影響。通常情況下會將兩個信道正交性較好的用戶進行配對以便在接收端較容易地將兩發射信號分開，但配對用戶可能會因為采用自適應功率控制(APC)而造成兩用戶的發射功率不同，而且不同用戶到基站的距離以及路徑損耗可能也不同，這樣將導致不同發射天線信道的功率不等，從而使信道容量降低。所以，基站進行用戶配對時需要考慮多種因素對系統的影響，如何測量出用戶配對因子，從多個用戶中挑選出適當的用戶進行配對以達到提高信道容量和吞吐量的目的成為一個需要解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供了一種在上行多用戶MIMO(MU-MIMO)傳輸中的用戶配對方法及在移動通信中確定用戶配對因子的方法。本發明方法綜合考慮了快衰落和慢衰落對系統的影響，使系統容量在一定程度上最大化，同時通過加入調節因子來靈活調整系統的公平性和吞吐量。

為解決上述技術問題，本發明用于上行多用戶MIMO傳輸的用戶配對方法，包括步驟：

(1)基站端測量對于所有用戶的接收信噪比和用戶的信道矩陣；

(2)基站從所有用戶中選取一個用戶i；

(3)基站依次計算其他每個用戶與所述用戶i的配對因子；

(4)選取與所述用戶i具有最大配對因子的用戶同所述用戶i進行配對并傳輸數據。

進一步，所述用戶配對因子由以下公式確定：

D＝SNR_i×SNR_j×det(H^HH)×(SNR_i/SNR_j)^k

其中，k為控制因子且k∈(0，1)，SNR_i表示所述用戶i的接收信噪比，SNR_j表示另一用戶j的接收信噪比，在配對因子的同一輪計算中綜合考慮公平性與吞吐量選擇相同的k值；

H表示所述用戶i、用戶j和基站端組成的MIMO信道矩陣H＝(H_i，H_j)。

進一步，確定控制因子k時，需要系統吞吐量提高時，k越接近于0；需要提高公平性時，k越接近于1。

進一步，所述步驟(2)是根據一定的調度算法選取用戶i的。

本發明在移動通信中確定用戶配對因子的方法，包括以下步驟：

(1)基站端測量用戶i和用戶j的接收信噪比SNR_i、SNR_j和用戶i和用戶j與基站端組成的信道矩陣H_i、H_j；

(2)根據公平性和吞吐量的系統要求，確定控制因子k；