[發明專利]一種基于貪婪波束選擇策略的ORBF多用戶調度方法

無效

• 申請號: 201110276570.X
• 申請日: 2011-09-16
• 公開（公告）號: CN102316598A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發明（設計）人: 譚力;劉子豪;蘇鋼;劉云翔
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04W72/12
• 分類號: H04W72/12;H04B7/06
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術領域

本發明涉及多用戶MIMO技術，涉及MIMO?BC下行信道的自適應傳輸調度策略，具體涉及一種基于貪婪波束選擇策略的ORBF多用戶調度方法。

背景技術

在多用戶MIMO下行系統中，對于Sharif提出的正交隨機波束成型(ORBF)由于擁有計算復雜度低、CSI反饋量少等優點，引起了很多研究者的關注。在用戶數比較多的時候具有與DPC算法相同的漸進性能；但是在用戶比較少的時候，ORBF算法的系統性能會急劇下降。此外，在高信噪比環境下，ORBF系統會處于“干擾受限”狀態，此時波束間的干擾會嚴重制約系統的性能的提升。而且大量研究證明，在ORBF傳輸策略中，調度所有的波束不一定是最優傳輸方案。因此，為了克服ORBF上述的缺點，大量研究者在傳統ORBF的基礎上提出了多用戶調度策略。

現今，已有文獻提出的ORBF多用戶調度方法除了傳統的ORBF策略外，還包括自底向上調度策略、自頂向下調度策略、以及基于查找表的多波束選擇算法，下面分別進行說明。

典型的傳統ORBF調度策略大致闡述如下。Sharif提出的傳統ORBF策略時并沒有自適應用戶波束調度，因此該算法在每個發送時隙均調度所有的波束為各自信道環境最好的用戶進行數據傳輸。但是在大部分環境下，調度所有的波束不一定是最優的傳輸方案，特別是在高信噪比環境下，系統處于“干擾受限”狀態，這時更傾向于調度更少的波束以減少波束間干擾對系統性能影響。所以，傳統ORBF在很多情況下都存在較大的性能損失。

典型的自底向上調度策略大致闡述如下。該算法先在調度波束數為1時，為每個波束分配性能表現最好的用戶，以此作為固定的用戶波束組合。然后，第一步選擇出來的用戶(及其它們對應的波束)將在往后的各種調度波束數中，按所有可能的排列方式進行組合，并計算其性能。最終在所有的組合中找到系統性能最高的用戶波束組合作為本次數據傳輸的調度方案。該算法在實際最佳調度波束數為1的時候，系統性能會有很大的改善。但是當實際調度波束數更高的時候，該算法的得出的方案不一定是最佳方案，這就會使得該算法即使調度正確波束數也達不到最佳的系統性能。

典型的自頂向下調度策略大致闡述如下。與自底向上算法截然相反，自頂向下算法的第一步是假設被調度波束數為N_t，并為每個波束中分配性能表現最好的用戶，以此作為固定的用戶波束配對。然后，第一步選擇出來的用戶(及其它們對應的波束)將在往后的各種可能的波束數中，按所有可能的排列方式進行組合，并計算其性能。最終在所有的組合中找到系統性能最高的用戶波束組合作為本次數據傳輸的調度方案。該算法在當前信道環境適合調度所有波束時，自頂向下算法能夠達到性能最優。但是當實際調度波束數減少時，由于該用戶波束固定搭配不一定是當時信道狀況的最佳配對，所以性能會有所損失。

典型的基于查找表多波束選擇策略大致闡述如下。基于查找表的多波束選擇算法會通過預先的模擬仿真以查找表形式把不同信道環境下最佳的調度波束數保存在基站內。在每個發送時隙內，系統會根據當前的信道環境從查找表中得出最優波束數，然后對該波束數下的各種可能用戶波束組合進行遍歷，找出系統對應調度波束數下最優的調度方案。該策略只能根據當前信道環境所在查找表區間給出一個近似的調度波束數參考值。在復雜多變的時變信道環境中，由于查找的精度問題，該策略十分容易讓系統調度錯誤數量的波束進行數據傳輸，是系統性能有較大的損失。

無論上述哪種用戶調度策略，都只有在特定的信道環境下才能使系統達到性能最優，并不能真正根據不同信道環境自適應調度最佳方案使系統獲得更高的性能。因此，有必要提出一種自適應各種信道環境的ORBF多用戶調度方法來克服上述缺陷。

發明內容

本發明的目的是提供ORBF的多用戶自適應調度方法，能夠使實現ORBF調度策略的基站根據不同信道環境自適應調整所要調度的用戶與波束，使ORBF策略在不同信道環境下也能很好地改善系統性能，特別是克服傳統ORBF在用戶數較低的時候或者信噪比較高的時候性能低下的缺陷。