[發明專利]ZF預編碼策略下的多小區MIMO系統用戶調度方法

在審

• 申請號: 201410409272.7
• 申請日: 2014-08-19
• 公開（公告）號: CN104158575A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 金石;李崢;王曉鈺
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

1.ZF預編碼策略下基于大尺度信道衰落的多小區大規模MIMO系統用戶調度方法，該MIMO系統中有多個小區，每個小區的中心基站均配置有大規模均勻線型天線陣列，各個小區在時間上交錯地傳輸反向鏈路導頻進行信道估計；對于同一個小區，若干單天線用戶在同一時頻資源上接受基站服務，將用戶按照一定規則分組，不同用戶組在不同的調度周期內被調用；其特征在于：基站采用ZF預編碼策略，基于大尺度信道衰落的相似性對用戶進行分組，具體的調度方法包括如下步驟：

(1)對多個小區，獲取每個小區中所有用戶的本地大尺度信道衰落因子；

(2)每個小區獨立地、各個小區同時地按照如下過程進行用戶分組：將本小區內本地大尺度信道衰落因子最相近的用戶分到同一個用戶組內，每個用戶組內的用戶數量相同，將分組信息和每個用戶的本地最大尺度信道衰落因子反饋給基站；

(3)每個小區獨立地、各個小區同時地按照如下過程進行輪詢：基于輪詢調度準則，在一個調度周期內，基站在本小區內的所有用戶組中隨機選擇一個用戶組進行通信，基站通知被調度的用戶組準備接收數據；在每個輪詢周期內，本小區內的所有用戶組有且僅有一次被調度；

(4)基站對數據進行ZF預編碼后傳輸給被調度的用戶。

2.根據權利要求1所述的ZF預編碼策略下基于大尺度信道衰落的多小區大規模MIMO系統用戶調度方法，其特征在于：各個小區在時間上交錯地傳輸反向鏈路導頻進行信道估計，具體為：導頻序列為基站和用戶都已知的信號，基站收到用戶發送的導頻信號后，估計出當前時刻基站與用戶之間的信道系數，即復傳輸系數，基站利用估計出的復傳輸系數對前向鏈路數據進行ZF預編碼以提高系統性能；時間交替傳輸方案將MIMO系統中所有小區組成的集合L＝{1,2,…,L}劃分為Γ個互不相交的集合A₁,A₂,…,A_Γ，然后在除去反向鏈路數據傳輸的每個相干周期內，有且僅有一個集合中的小區進行反向鏈路導頻傳輸，而其余集合中的所有小區均處于前向鏈路數據傳輸階段。

3.根據權利要求2所述的ZF預編碼策略下基于大尺度信道衰落的多小區大規模MIMO系統用戶調度方法，其特征在于：用戶與基站之間的復傳輸系數表示為復快衰落因子和大尺度信道衰落因子相乘的形式，其中第l個小區中的第k個用戶與第j個小區基站天線之間的大尺度信道衰落因子表示為β_jkl；β_jkl表示幾何衰減和陰影衰落的慢衰落系數，由于頻率、基站天線都是常數，因此β_jkl在每個相干時間內都保持不變，無需更新；而復快衰落因子是標準復循環高斯隨機變量，即使在相干周期內也是隨機變化的。

4.根據權利要求3所述的ZF預編碼策略下基于大尺度信道衰落的多小區大規模MIMO系統用戶調度方法，其特征在于：大尺度信道衰落因子其中r_jkl表示第l個小區中的第k個用戶到第j個小區基站的距離，γ為衰減指數，z_jkl是一個對數正態隨機變量，即10log₁₀(z_jkl)服從零均值、標準差為σ_shadow的高斯分布，根據系統場景的不同標準差σ_shadow的取值范圍也不一樣。

5.根據權利要求4所述的ZF預編碼策略下基于大尺度信道衰落的多小區大規模MIMO系統用戶調度方法，其特征在于：所述ZF預編碼的過程為：在正式傳輸數據前，每個用戶組內的每個用戶都會向本地基站發送導頻信號，而導頻序列為基站和用戶都已知的信號，當基站收到導頻信號后，利用接收的導頻信號做ZF預編碼，具體的做法是：假設第l個基站收到的導頻信號是則該基站通過將乘以導頻序列的共軛轉置得到第l個基站與其所在小區的第k個用戶間的信道估計值將經過處理的K個用戶的信道估計向量表示為Y_l＝[y_1l,y_2l,...,y_Kl]，則基站l的ZF預編碼做法是令預編碼矩陣W_l為下列形式：基站對數據進行ZF預編碼后發送給用戶。