[發明專利]一種應用于VMIMO系統的多用戶配對算法

有效

• 申請號: 201310135037.0
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103220025A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 趙宏志;鄭博文;唐友喜
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B7/04
• 分類號: H04B7/04;H04B17/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

1.一種應用于VMIMO系統的多用戶配對算法，其特征在于包括：

步驟1：設k₁(x)代表用戶x本身，k₂(x)代表用戶x的第1個配對用戶，k₃(x)代表用戶x的第2個配對用戶，……，k_n+1(x)代表用戶x的第n個配對用戶，i∈Ω，Ω代表VMIMO系統上行傳輸數據時未分配資源塊的用戶集合，Λ₁是VMIMO系統上行傳輸數據時已分配資源塊的用戶集合，Ω與Λ₁的集合是整個用戶集合；

步驟2：按照用戶x在VMIMO系統上行傳輸數據時信道容量值由大到小的順序依次對每一個已調度用戶x選擇第n個配對用戶，其中x∈Λ_n，Λ_n代表已找到n-1個配對的用戶集合，所述已分配資源塊的用戶集合指的是VMIMO系統上行傳輸數據時通過調度算法在可用帶寬上的已調度用戶，所述可用寬帶指的是進行上行傳輸數據的頻帶，所述n表示的是配對用戶數量，所述n大于等于2的整數。

2.根據權利要求1所述的一種應用于VMIMO系統的多用戶配對算法，其特征在于所述步驟2具體過程是：

步驟21：根據公式(1)計算用戶x在VMIMO系統上行傳輸數據時信道容量值D₁(x)

D1(x)=Mx+Σm=1Mx(PxN0(hx(m))Hhx(m)),x∈Λ1---(1)]]>

其中，M_x代表用戶x所占的資源塊數目，代表用戶x在第m個資源塊上的信道矩陣；P_x代表基站接收第x個用戶發射天線發射信號時的接收功率；N₀代表噪聲功率。

步驟22：按照步驟21中用戶x在VMIMO系統上行傳輸數據時信道容量值D₁(x)由大到小的順序依次對每一個已調度用戶選擇第1個配對用戶，根據公式(2)、(3)、(4)、(5)分別計算k₂(x)、D₂(x)，如果D₂(x)>D₁(x)，選擇k₂(x)為用戶x的第1個配對用戶，將k₂(x)從未分配資源塊集合Ω中除去，否則，用戶x不進行配對，用戶x通過其發射天線以SIMO的方式發送數據給基站；依次為每個用戶x選擇第1個配對用戶，若用戶x遍歷了集合Λ₁，則轉至步驟23，否則，針對下一個已調度用戶x，繼續進行步驟22，其中x∈Λ₁，Λ₁是調度后已分配資源塊的用戶集合。

H(1,i)(m)=[hk1(x)(m)Pk1(x)hi(m)Pi],i∈Ω---(2)]]>

ρ(1,i)(m)=det(I+12N0(H(1,i)(m))HH(1,i)(m))---(3)]]>

k2(x)=argmaxi∈Ω(Σm=1Mxρ(1,i)(m))αR‾i(t)β---(4)]]>

D2(x)=Σm=1Mxρ(1,k2(x))(m)---(5)]]>

其中參數α與參數β用來調節配對過程中系統容量與系統公平性間的比例，代表用戶x在VMIMO系統上行傳輸數據時第m個資源塊上的信道矩陣；代表基站接收第k₁(x)個用戶發射天線發射信號時的接收功率，代表用戶i在VMIMO系統上行傳輸數據時第m個資源塊上的信道矩陣，其中i∈Ω，Ω代表VMIMO系統上行傳輸數據時未分配資源塊的用戶集合；P_i代表基站接收用戶i發射天線發射信號時的接收功率，為用戶i在VMIMO系統上行傳輸數據時的平均吞吐量，是根據公式(6)計算所得，

R‾i(t)=(1-1Tc)·R‾i(t-1)+1Tcri′(t-1)---(6)]]>

所述T_c為用戶i進行信號濾波的時間窗參數，代表上一個傳輸時間間隔(TTI)用戶i在VMIMO系統上行傳輸數據時的平均吞吐量，r_i'(t-1)代表上一個傳輸時間間隔(TTI)用戶i在VMIMO系統上行傳輸數據時的實際傳輸速率，單位為Mbps，r_i'(t-1)=VMIMO上行傳輸數據時的頻譜效率×VMIMO系統上行傳輸數據時的用戶i所在信道帶寬，r_i'(0)=0；代表用戶x與用戶i配對后在第m個資源塊上與基站接收天線所組成的信道矩陣，代表用戶x和用戶i配對后在第m個資源塊上的頻譜效率的相對值，代表用戶x和用戶k₂(x)配對后在第m個資源塊上的頻譜效率的相對值；

步驟23：按照步驟22中用戶x在VMIMO系統上行傳輸數據時信道容量值D₂(x)由大到小的順序依次對每一個已調度用戶x選擇第2個配對用戶，x∈Λ₂，Λ₂代表已找到第1個配對的用戶集合，根據公式(7)、(8)、(9)、(10)分別計算k₃(x)、D₃(x)，如果D₃(x)>D₂(x)，選擇k₃(x)為用戶x的第2個配對用戶，將k₃(x)從未分配資源塊集合Ω中除去；否則，用戶x不進行配對，用戶x通過2個用戶配對以VMIMO的方式發送數據給基站；依次為每個用戶x選擇第2個配對用戶，若用戶x遍歷了集合Λ₂，則轉至步驟24；否則，針對下一個已調度用戶x，繼續進行步驟23；

H(2,i)(m)=[hk2(x)(m)Pk2(x)hi(m)Pi],i∈Ω---(7)]]>

ρ(2,i)(m)=det(I+12N0(H(2,i)(m))HH(2,i)(m))---(8)]]>

k3(x)=argmaxi∈Ω(Σm=1Mk1(ρ(1,i)(m)·ρ(2,i)(m)))αR‾i(t)β---(9)]]>

D3(x)=Σm=1Mk1(ρ(1,k3(x))(m)·ρ(2,k3(x))(m))---(10)]]>

其中代表用戶k₂(x)在第m個資源塊上的信道矩陣；代表基站接收用戶k₂(x)發射天線發射信號時的接收功率，所述根據公式(6)計算所得，代表k₂(x)與用戶i配對后在第m個資源塊上與基站接收天線所組成的信道矩陣，代表k₂(x)和用戶i配對后在第m個資源塊上的頻譜效率的相對值，代表k₂(x)和用戶k₃(x)配對后在第m個資源塊上的頻譜效率的相對值；

步驟24：按照步驟23中用戶x在VMIMO系統上行傳輸數據時信道容量值D_n(x)由大到小的順序依次對每一個已調度用戶選擇第n個配對用戶，x∈Λ_n，Λ_n代表已找到第n-1個配對的用戶集合，根據公式(11)、(12)、(13)、(14)分別計算k_n+1(x)、D_n+1(x)，如果D_n+1(x)>D_n(x)，選擇k_n+1(x)為用戶x的第n個配對用戶，將k_n+1(x)從未分配資源塊集合Ω中除去；否則，用戶x不再進行配對，用戶x通過n個配對用戶以VMIMO的方式發送數據給基站；依次為每個用戶x選擇第n個配對用戶時，若用戶x遍歷了集合Λ_n，則結束；否則，針對下一個已調度用戶x，繼續進行步驟24；

H(n,i)(m)=[hkn(x)(m)Pkn(x)hi(m)Pi],i∈Ω---(11)]]>

ρ(n,i)(m)=det(I+12N0(H(n,i)(m))HH(n,i)(m))---(12)]]>

kn+1(x)=argmaxi∈Ω(Σm=1Mx(Πj=1nρ(j,i)(m)))αR‾i(t)β---(13)]]>

Dn+1(x)=Σm=1Mk1(Πj=1nρ(j,kn+1(x))(m))---(14)]]>

其中代表用戶k_n(x)在VMIMO系統上行傳輸數據時第m個資源塊上的信道矩陣，所述m大于等于0；代表基站接收第k_n(x)個用戶發射天線發射信號時的接收功率，所述根據公式(6)計算所得，代表用戶k_n(x)與用戶i配對后在第m個資源塊上與基站接收天線所組成的信道矩陣，代表用戶k_n(x)和用戶i配對后在第m個資源塊上的頻譜效率的相對值，代表用戶k_n(x)和用戶k_n+1(x)配對后在第m個資源塊上的頻譜效率的相對值。