[發明專利]一種利用公平性因子的多用戶MIMO下行鏈路用戶選擇方法

有效

• 申請號: 201510067008.4
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104660314B
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 徐玉濱;馮雨晴;馬琳;崔揚;劉寧慶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04B7/0452
• 分類號: H04B7/0452
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 楊立超

1.一種利用公平性因子的多用戶MIMO下行鏈路用戶選擇方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、對接收信號的概率密度函數進行多重積分得到用戶k第t個時隙被選中的概率P_t,k，如式(1)；

Pt,k=∫...∫Dt,kΠk=1N(p(||hk||))d||h1||d||h2||...d||hk||---(1)]]>

其中，N為總用戶數；h為信道向量，k為用戶序數，k∈(1，N)，h_k為用戶k的信道向量；D_t,k為用戶k第t個時隙被選中的概率P_t,k的積分域；

所述P_t,k的積分域D_t,k的取值與用戶選擇算法有關，當以用戶信道增益最大作為用戶選擇準則時積分域D_t,k可以表示為公式(7)，為表述方便，將D_t,k表述D，

D={D∈RN|||hk||>||hi||},∀i∈{1,...k-1,k+1,...,N}---(7)]]>

其中，h_k為用戶k的信道向量，h_i為用戶i的信道向量；

所述積分域D在不同算法下的表示方式如下，

當采用最小為逆矩陣范數算法時，積分域D具體表示為

D_M：且m_l≠k,使且j≠m_l；

且i≠m_l,i≠k

其中，為用戶m_l的信道向量；已有l個用戶被選中的前提下，若用戶k是下一個被選中的用戶，則組成的被選用戶集為Ω_l,k；Ω_l,k,Ω_M,k,Ω_M,i均為被選用戶集；H(·)為被選用戶組成的復合信道矩陣；

當采用半正交用戶選擇算法時，積分域D可表示為

D_M:且m_l≠k,使且i≠m₁；

且i≠m_1，2,其中g₁＝h₁

且i≠m_1,…,M-1，其中

且i≠m_l,i≠k.

其中，g_i為與h_i相互正交的正交向量；

步驟二、將步驟一所得用戶k第t個時隙被選中的概率P_t,k在統計時間T內進行統計平均，得到統計時間內用戶k被選中的平均概率P_k，如式(2)

Pk=Σt=1TPt,k/T---(2);]]>

步驟三、將步驟二所得平均概率P_k乘以統計時間T得到用戶被選中總次數，除以總被選人數得到用戶k被選次數在總被選人次中的占比γ_k，如式(3)；

γk=Pk×TM×T=PkM---(4)]]>

其中，總被選人數表示為M×T；M為發送端天線總數；

步驟四、根據占比γ_k的相對算數平均值求得公平性因子F，如公式(5)

F=Σk=1N(γk-γk‾)2N=Σk=1N(Σt=1TPt,k-TMN)2NT2M2---(5)]]>

選取公平性因子F最小值作為MIMO下行鏈路用戶選擇方法的公平性因子，基于該公平性因子F設計公平性最佳的多用戶MIMO下行鏈路用戶選擇方法。

2.根據權利要求1所述的一種利用公平性因子的多用戶MIMO下行鏈路用戶選擇方法，其特征在于，步驟一所述概率密度函數p(x)服從瑞利分布，系統模型為瑞利平坦衰落信道，信道向量h_k服從循環對稱高斯分布，包絡||h_k||服從瑞利分布，相位服從均勻分布。