[發(fā)明專利]用戶選擇方法、用戶選擇裝置和基站

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910127426.2
• 申請日: 2009-03-11
• 公開（公告）號: CN101834646A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂晶;羅漢文;丁銘;蔣武揚(yáng);劉市
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);夏普株式會社
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/08;H04L1/06
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 陳瑞豐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用戶選擇方法、用戶選擇裝置和基站，可應(yīng)用于多用戶多輸入多輸出(MIMO)正交空分復(fù)用(OSDM)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

空分復(fù)用是下行多用戶MIMO系統(tǒng)中消除用戶間共信道干擾、實(shí)現(xiàn)空分多址的技術(shù)。在系統(tǒng)用戶數(shù)比較多時，如何有效地選擇可同時服務(wù)的用戶集合、以提高系統(tǒng)容量是空分多址系統(tǒng)中的主要研究課題之一。塊對角化(BD)是一種典型的實(shí)現(xiàn)空分多址的空分復(fù)用技術(shù)。Low?complexity?user?selection?algorithms?for?multiuser?MIMO?systems?with?block?diagonalization(IEEE?Transactions?on?Signal?Processing，vol.54，no.9，Sept.2006，pp.3658～3663)提出了適用于BD系統(tǒng)的兩種低復(fù)雜度的多用戶選擇方法：

一種是基于容量最大化的多用戶選擇算法：首先從所有用戶中選擇容量最大的單個用戶；在隨后的每一步迭代中，從剩余用戶中選擇使得系統(tǒng)容量增加最大的用戶；在已選擇用戶數(shù)為系統(tǒng)支持的最大用戶數(shù)，或無論增加哪一個用戶系統(tǒng)容量都下降時算法終止。

另一種是基于Frobenius范數(shù)的多用戶選擇算法：先從所有用戶中選擇信道能量最大的單個用戶；在隨后的每一步迭代中，從剩余用戶中選擇使得信道能量增加最大的用戶，直至已選擇用戶數(shù)為系統(tǒng)支持的最大用戶數(shù)；最后采用如前所述的基于容量最大化的多用戶選擇算法確定最終選擇用戶。

但BD技術(shù)要求基站天線數(shù)不少于用戶天線數(shù)之和，限制了可同時服務(wù)的用戶數(shù)。On?the?optimality?of?multiantenna?broadcast?scheduling?using?zero-forcing?beamforming(IEEE?Journal?on?Selected?Areas?in?Communications，vol.24，no.3，2006，pp.528～541)提出了一種低復(fù)雜度的半正交多用戶選擇算法，但其僅適用于BD系統(tǒng)的特例：迫零波束成型系統(tǒng)，而不適用于用戶接收天線大于1時的一般BD系統(tǒng)。Generalized?multiuser?orthogonal?space-division?multiplexing(IEEE?Transactions?on?Wireless?Communications，vol.3，no.6，Nov.2004，pp.1969～1973)提出了一種實(shí)現(xiàn)多用戶的方法——OSDM技術(shù)，通過迭代聯(lián)合優(yōu)化用戶發(fā)送預(yù)編碼矩陣和接收處理矩陣，消除了用戶間干擾，僅要求基站天線數(shù)不少于用戶數(shù)據(jù)流數(shù)之和，相對于BD預(yù)編碼技術(shù)，可以提高同時支持的用戶數(shù)。然而，系統(tǒng)同時支持的用戶數(shù)有限，需要選出用戶子集以進(jìn)行服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明基于Generalized?multiuser?orthogonal?space-division?multiplexing(IEEE?Transactions?on?Wireless?Communications，vol.3，no.6，Nov.2004，pp.1969～1973)所提出的OSDM技術(shù)，提出了一種用戶選擇方法、用戶選擇裝置和基站。

根據(jù)本發(fā)明的第一方案，提出了一種用戶選擇裝置，包括：系統(tǒng)容量計算單元，用于根據(jù)各用戶設(shè)備的信道矩陣和各用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)流數(shù)，計算各用戶設(shè)備的信道容量；用戶設(shè)備選擇單元，用于選擇信道容量最大的用戶設(shè)備，作為已選用戶設(shè)備，更新已選用戶設(shè)備集合和未選用戶設(shè)備集合；依次從未選用戶設(shè)備集合中選擇一個用戶設(shè)備，與已選用戶設(shè)備集合構(gòu)成用戶設(shè)備子集；選擇使系統(tǒng)容量增加最大的用戶設(shè)備，作為已選用戶設(shè)備，更新已選用戶設(shè)備集合和未選用戶設(shè)備集合；以及如果已選用戶設(shè)備數(shù)小于所能支持的最大用戶設(shè)備數(shù)，基于更新后的已選用戶設(shè)備集合和未選用戶設(shè)備集合，再次構(gòu)建用戶設(shè)備子集，否則輸出已選用戶設(shè)備集合，完成用戶選擇處理，其中所述系統(tǒng)容量計算單元還用于采用正交空分復(fù)用技術(shù)，確定用戶設(shè)備選擇單元所構(gòu)成的每個用戶設(shè)備子集的系統(tǒng)容量。

優(yōu)選地，如果每個用戶設(shè)備子集的系統(tǒng)容量都不大于當(dāng)前已選用戶設(shè)備集合的系統(tǒng)容量，則所述用戶設(shè)備選擇單元輸出已選用戶設(shè)備集合，完成用戶選擇處理。