[發明專利]基于MMSE預編碼與模擬退火算法的MIMO用戶選擇算法

有效

• 申請號: 201410102338.8
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103873205B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 曹葉文;李吉宗
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04L1/06
• 分類號: H04L1/06;H04L1/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于MMSE預編碼與模擬退火算法的MIMO用戶選擇算法，其特征是：具體包括以下步驟：

1)算法初始化，設置算法收斂的控制參數A的初值；

2)對所有用戶信道矩陣計算F-范數，選擇K個范數最大的用戶作為初始選取用戶集S，剩余的K_t-K個用戶組成用戶備選集U；其中，K表示發射端能同時支持的用戶數，K_t表示接受端活動的最大用戶數，問題的解集合S表示被選出的用戶集；

3)在當前A下，迭代選擇m次，每次以隨機的方式從S和U各選取一個用戶，使之互換，得到新的選擇用戶集合S'，m為自然數，且10≤m≤15；

4)分別計算S與S'的評價函數最小化各用戶均方誤差和前后兩次所選用戶集性能差異程度，如果前后兩次所選用戶集性能差異程度大于0，則用新的選擇用戶集合S'替換S，否則，以概率α接收新的選擇用戶集合S'替換S；

5)判斷終止條件，若滿足終止條件，則這時上一次更新的S就是最后所選出來的用戶集合，算法終止；若不滿足終止條件，則算法執行步驟6)；

6)改變控制參數A，重新轉到步驟3)進行計算；

所述步驟4)中，S的評價函數其中，

${\mathrm{MSE}}_i=E\left|\right|y_i-s_i|{|}^2=tr\[G_i{H}_i\left(\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{M}_k{M}_k^H\right)H_i^H{G}_i^H+I_i-M_i^H{H}_i^H{G}_i^H-G_i{H}_i{M}_i+N_0{G}_i{G}_i^H\],$

$M_i={(\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{H}_k^H{G}_k^H{G}_k{H}_k+{\mathrm{\μI}}_i)}^{-1}{H}_i^H{G}_i^H;$

$G_i=M_i^H{H}_i^H{\left(H_i\right(\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{M}_k{M}_k^H)H_i^H+N_0{I}_i)}^{-1}$

M_k和G_k高度互耦，通過迭代算法進行求解；其中，表示接收用戶平均信噪比，G_i和G_k分別表示第i個用戶和第k個用戶的接收濾波矩陣，M_i和M_k分別表示第i個和第k個用戶的預編碼矩陣，H_i表示第i個用戶的信道矩陣，G_k^H、H_i^H、M_k^H分別表示G_k、H_i、M_k各自的轉置矩陣，K表示接收端同時支持的用戶個數，I_i表示i階單位矩陣，N₀表示噪聲功率，P表示發射總功率；

所述步驟6)中，控制參數A的取值方法為：A_i+1＝βA_i，其中A_i和A_i+1分別表示第i次算法循環和第i+1次算法循環的控制參數A；β表示A的遞減速率，0<β<1。