[發明專利]多輸入輸出系統MU-MIMO用戶配對實現方法

有效

• 申請號: 201110247744.X
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102957468A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 屠于康;呂伯軒
• 申請（專利權）人: 普天信息技術研究院有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 楊春香;宋志強

技術領域

本發明涉及無線通信技術，特別涉及多輸入多輸出系統(MU-MIMO)用戶配對實現方法。

背景技術

無線通信中下行MU-MIMO在相同的時頻資源上利用空間復用技術區分下行多個用戶的數據，有效提高了系統的吞吐量，圖1示出了下行MU-MIMO的下行數據傳輸示意圖。其中，為消除空間復用產生的干擾，在發送端(eNB)采用預編碼算法對用戶數據進行預編碼。目前較為常用的預編碼算法包括迫零(Zero-Forcing)預編碼算法和基于最大信漏噪比(Signal?to?Leakage?and?Noise?Ratio)預編碼算法。

然而，下行MU-MIMO利用空間復用技術區分多個用戶的數據時，需要各個用戶的信道矩陣具有較好的正交性，以提高系統的整體性能。其中，根據無線通信傳輸的空間多樣性，當用戶處于不同的小區位置時具有不同的信道衰落特性，這導致了處于不同位置的多個用戶的信道矩陣不同。如此，當下行MU-MIMO采用空間復用技術傳輸多個用戶的數據時，如果多個用戶的信道矩陣具有較大的相關特性，則在應用迫零預編碼算法或者基于最大信漏噪比預編碼算法時，將無法有效的消除各用戶之間的干擾，從而影響整體系統的傳輸性能。為解決該問題，需要在eNB端進行用戶配對選出最優的用戶配對集合，圖2示出了現有下行MU-MIMO基于配對算法進行的數據傳輸示意圖。以迫零預編碼算法為例，圖2主要包括以下步驟：

步驟201，基于容量最大化準則選取采用迫零預編碼算法時的配對用戶集合。

步驟202，對各配對用戶的數據進行處理，比如調制、加擾、層映射等。

步驟203，將迫零預編碼權向量乘上步驟202處理后的數據發送出去。

其中，步驟201具體實現時可通過圖2所示的流程實現。參見圖3，圖3為現有基于迫零預編碼算法的用戶配對流程圖。本流程逐次選取用戶，而不是一次選取所有用戶，以此來降低算法復雜度，并且依據用戶發送的SRS信號做信道估計得到信道矩陣和應用基于迫零預編碼時使得系統容量最大化準則選取配對用戶，主要包括以下流程：

步驟301，eNB的高層調用一定數量的用戶，并觸發該被調用的用戶發送SRS至eNB。

步驟302，eNB依據各個用戶發送的SRS估計出各個用戶的信道矩陣。

步驟303，eNB遍歷用戶集合Ω中所有用戶，選取使系統容量最大化的用戶作為第一個配對用戶，并放入配對用戶集合中。

本步驟303中，eNB首先從用戶集合Ω中選取使系統容量最大化的用戶作為第一個配對用戶。以用戶集合Ω為Ω＝{1，2，…，M}為例，則選舉的第一個配對用戶記為s₁，其通過下式確定：

s1=argmaxm∈Ωlog|I+1σn2HmHm*|]]>

其中，為噪聲方差，H_m為第m個用戶的信道矩陣，為第m個用戶的信道矩陣的共軛轉置矩陣。

步驟304，針對用戶集合Ω中當前各用戶，計算其與配對用戶集合中的第一配對用戶配對時的系統容量，選取使得系統容量最大化的用戶，判斷當前是否達到所要選取的用戶數目，如果是，則停止，否則，按照步驟304類似的操作繼續選取配對用戶，直至達到所要選取的用戶數目。

其中，采用迫零預編碼算法時，假如考慮到無能量注水，則用戶與第一配對用戶產生的系統容量可以用下式表示，：