[發明專利]用于在MU-MIMO系統中增強用戶選擇的方法和裝置

有效

• 申請號: 201580085449.5
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN108370263B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 瑪利歐·康特里斯;杰西·阿爾諾亞涅斯;伊塔洛·阿蔡塞
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04B7/0452
• 分類號: H04B7/0452;H04B7/06;H04W72/04;H04W72/12
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊貝貝;臧建明

本申請提供了一種用戶選擇增強單元300、增強調度單元501’、多用戶多輸入多輸出MU?MIMO通信系統500和用于多用戶多輸入多輸出MU?MIMO通信系統500中的增強用戶選擇的方法100，所述方法包括以下步驟：確定101指示所述實際系統性能的至少一個系統操作值302；基于信干噪比SINR值，計算102要同時在所述系統中服務的用戶設備UE的數量K*，其中基于所述至少一個系統操作值302，確定所述SINR值；并且將所述計算出的要服務的UE數量K*提供103給調度單元501，501’用以選擇至少一個用戶S。

技術領域

本申請涉及無線通信技術領域。具體地，本申請描述了一種用于在多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)通信系統中增強用戶選擇的方法和裝置。提供了一種方法和/或系統，用于通過基于系統操作值確定要服務的最佳用戶數，來增強MU-MIMO下行鏈路傳輸中的用戶選擇過程。本申請可以用于頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)系統。本公開的方面通常涉及無線通信系統，更具體地，涉及諸如被配置用于MIMO預編碼/波束成形的多天線傳輸技術。本申請的特定實施例涉及用于MU-MIMO下行鏈路傳輸的用戶組選擇。

背景技術

在無線電中，MIMO通信是使用多個發射和接收天線來增加無線電鏈路的容量以利用多徑傳播的方法。MU-MIMO是用于無線通信的多輸入和多輸出技術的集，其中包括用戶或無線終端的集，其每個利用一個或多個天線，進行彼此通信。MU-MIMO系統是一種關鍵使能技術，其中多天線基站(BS)同時與多個用戶進行通信，該技術用于在寬帶無線通信系統中提供顯著增加的頻譜效率和增強的鏈路可靠性。在MU-MIMO下行鏈路傳輸中，可以有利地利用通過多個天線提供的空間自由度，以通過空分多址(SDMA)方式同時調度多個用戶來增強系統速率和。這種多址協議需要更復雜的調度策略和收發器方法，但不涉及任何帶寬擴展。在空間多址中，所產生的用戶間干擾由多個天線來處理，除了提供每條鏈路分集之外，還提供了在空間域中分離用戶所需的自由度。

已經在包括LTE蜂窩網絡、IEEE 802.11ac WLAN和WiMAX的最先進的無線網絡標準中實現了MU-MIMO傳輸。在實際的MU-MIMO系統中，由于各種實際的限制和因素，包括設備尺寸、成本、功耗和計算能力，BS通常比用戶設備(UE)配備更多的天線。在MU-MIMO技術(稱為大規模的MIMO或大規模MIMO)的最新發展中，在BS處采用數百個天線，以便向數十個用戶同時發送不同的數據流。

在MU-MIMO傳輸中出現的主要的根本性挑戰是BS應如何選擇要服務的用戶集，以便優化某些所感興趣的特定性能指標，例如速率和、加權速率和、基于QoS的指標等。最佳用戶子集的選擇取決于所采用的預編碼方法，以及BS上可用的用戶信道狀態信息(CSI)。雖然臟紙編碼(DPC)是理論上最優的非線性預編碼方案，因為它實現了MU-MIMO下行鏈路信道的容量，但是實際上它的實施是非常復雜的。為此，工業界和學術界都經常采用線性預編碼方案，例如，迫零波束形成(ZFBF)和塊對角化(BD)。

在具有線性波束形成的MU-MIMO系統中，具有N_T個發射天線的BS只能服務于活躍用戶(即，具有流量并請求訪問介質的用戶)總數中的多達K≤N_T個用戶。K個用戶的速率是相互耦合的，并且取決于它們的信道正交性以及其信道強度。找到最優(基數K的)用戶集需要對所有可能的用戶子集進行強力窮舉搜索，當用戶數量大時，其復雜度過高。為了確定所選擇的用戶子集，已經提出了幾種次優的，主要是貪婪的用戶選擇算法。當使用準確的CSI執行MU預編碼和用戶選擇時，傳輸方案通常可以通過信道矩陣求逆和投影，來消除用戶間干擾。然而，在實際系統設置中，用戶選擇和預編碼依賴于不完全CSI，例如，不完全信道估計、量化/延遲CSI、有限容量反饋鏈路(在FDD模式下)和校準誤差(在TDD模式下)，不能完全消除用戶間/流干擾，從而導致系統性能惡化。具體地，系統變得干擾受限，并且用于提高信噪比(SNR)的吞吐量飽和(天花板效應)。

即使當提供具有優良正交性的用戶子集，現有技術的用戶選擇解決方案也不能優化系統性能，因為它們通常不能確定UE的最優數量以服務每個操作規程。