[發明專利]多用戶MIMO-OFDM上行鏈路資源分配方法

無效

• 申請號: 200910073389.1
• 申請日: 2009-12-11
• 公開（公告）號: CN101765123A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 張成文
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04B1/707;H04L1/00;H04L1/06
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司 23101
• 代理人: 崔東輝

(一)技術領域

本發明涉及通信技術，具體說就是一種多用戶MIMO-OFDM上 行鏈路資源分配方法。

(二)背景技術

多用戶多輸入多輸出-正交頻分復用(MIMO-OFDM)系統上行 鏈路資源分配算法，能夠有效利用空域、頻域、時域資源，具有頻譜 利用率高、抗多徑時延等優點，已成為下一代寬帶移動通信技術的熱 點。

由于共道干擾(CCI)的存在，多用戶MIMO-OFDM系統上行鏈 路資源分配算法，多采用子載波獨占方式。子載波獨占方式資源分配， 每個子載波僅分配給一個用戶，任意子載波不存在共道干擾，屬頻分 復用方式。但是，由于子載波獨占方式并沒有充分利用空間資源，頻 譜利用率低。

多用戶MIMO-OFDM系統上行鏈路子載波時分復用方式 (TDMA)資源分配，各用戶分時獨占所有子載波。同樣，由于沒有 充分利用空間資源，頻譜利用率低。

多用戶MIMO-OFDM系統上行鏈路子載波共享方式資源分配，充 分利用空間資源，各用戶共用時域、頻域資源，屬空分復用方式，頻 譜利用率高。但由于共道干擾的存在，系統性能受用戶空間相關性的 影響嚴重。典型共道干擾抑制方法是利用波束形成技術的基于多用戶 信道矩陣求逆的迫零算法，但迫零算法高階矩陣奇異值分解(SVD) ^[1]的計算復雜度高，限制了迫零共享方式的發展。文獻[2]提出在基站 端利用多用戶檢測的分組共享方法，將空間相關性大(波達角(DOA) ＜20°)的用戶分在一組，每組內用戶以獨占的方式分配全部子載波， 每組間的用戶由于空間相關性很小，基站端可以利用匹配濾波器消除 共道干擾，從而實現子載波的共享，本質上屬于直接共享方式。然而， 該方法在用戶分組時，同一組用戶DOA的夾角要求很大，因此，適 用性受限。用戶空間相關性對系統性能的影響，以及多用戶共道干擾 消除的計算復雜度，制約了多用戶MIMO-OFDM系統上行鏈路子載波 共享方式的發展。

(三)發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于多用戶MIMO-OFDM系統上行 鏈路子載波、子空間、比特、功率資源分配優化過程的多用戶 MIMO-OFDM上行鏈路資源分配方法。

本發明的目的是這樣實現的：所述的一種多用戶MIMO-OFDM上 行鏈路資源分配方法，它由以下步驟實現：

步驟一：用戶按空間相關性分組；

空間相關性高的用戶分在一組，DOA夾角小于5度的用戶分在同 一組；

步驟二：每組內用戶按子載波獨占方式分配子載波；

依據比例公平原則，對組內用戶以獨占方式分配子載波，任意子 載波每組有且僅有一個用戶占用。定義子載波分配因子w_m^k，為1表示 用戶k占用子載波m，為0表示用戶k不占用子載波m；

步驟三：各組間共享同一子載波的用戶利用波束形成技術，基于 零空間交集的連續迫零方法，實現共道干擾抑制的同時完成子空間的 分配。對每個子載波，將共享該子載波的用戶編號為1～K，利用基于 零空間交集的連續迫零方法，按如下步驟，以用戶編號的正序計算各 用戶的迫零矩陣Z、發射加權矩陣W、接收合并矩陣R；

對用戶1：Z₁＝1，H₁＝[U₁⁽¹⁾，U₁⁽⁰⁾]Λ₁V₁^H，令R₁＝[U₁⁽¹⁾]^H，W₁＝V₁；

對用戶2：Z₂＝[U₁⁽⁰⁾]^HZ₁，Z₂H₂＝[U₂⁽¹⁾，U₂⁽⁰⁾]Λ₂V₂^H，令 R₂＝[U₂⁽¹⁾]^HZ₂，W₂＝V₂；