[發(fā)明專利]基于動(dòng)態(tài)多小區(qū)用戶配對(duì)聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611065970.5
• 申請(qǐng)日: 2016-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN106793111B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧小峰;范寧;郭惠;李文娜;練秈汛;李凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W72/04
• 分類號(hào): H04W72/04;H04B7/0413
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

本發(fā)明公開了一種基于動(dòng)態(tài)多小區(qū)用戶配對(duì)聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)無法動(dòng)態(tài)調(diào)整系統(tǒng)多小區(qū)用戶配對(duì)和資源分配造成頻譜利用率低和通信質(zhì)量差的問題。技術(shù)方案是：以資源分配約束矩陣、用戶配對(duì)約束矩陣、小區(qū)分配約束矩陣和用戶對(duì)容量向量為參數(shù)，構(gòu)建多小區(qū)用戶配對(duì)和資源分配的模型并求解，得到最優(yōu)用戶配對(duì)和資源分配結(jié)果向量；依結(jié)果向量和用戶調(diào)制矩陣對(duì)每個(gè)用戶攜帶的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)制；調(diào)制后數(shù)據(jù)信息在用戶分配到的資源塊上發(fā)送給信號(hào)接收機(jī)。本發(fā)明能高效進(jìn)行動(dòng)態(tài)多用戶配對(duì)和資源分配，在滿足系統(tǒng)通信質(zhì)量要求情況下實(shí)現(xiàn)了最大化通信系統(tǒng)頻譜利用率。用于虛擬MIMO系統(tǒng)中的手機(jī)用戶進(jìn)行多小區(qū)用戶配對(duì)和資源分配。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及虛擬多輸入多輸出MIMO資源分配方法，具體是一種基于動(dòng)態(tài)多小區(qū)用戶配對(duì)聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法。用于在虛擬MIMO系統(tǒng)的上行鏈路中。

用于在虛擬MIMO系統(tǒng)的上行鏈路中，動(dòng)態(tài)地將資源塊分配給已經(jīng)配對(duì)好的手機(jī)用戶對(duì)，使得手機(jī)用戶對(duì)中各個(gè)手機(jī)用戶所攜帶的信息在其分配到的資源塊上同時(shí)發(fā)送給基站的信號(hào)接收器，最大化系統(tǒng)的頻譜利用率

背景技術(shù)

多輸入多輸出MIMO技術(shù)在各種無線通信系統(tǒng)已被廣泛地用于提高頻譜效率。然而，由于用戶設(shè)備的成本和尺寸以及等實(shí)際操作方面的困難，使得多輸入多輸出MIMO技術(shù)在上行鏈路的應(yīng)用受到局限。為了解決這個(gè)問題，研究人員提出了虛擬多輸入多輸出MIMO的方法，有效的解決的了用戶設(shè)備的成本和尺寸限制的問題，即上行鏈路對(duì)兩個(gè)或多個(gè)用戶進(jìn)行配對(duì)，在相同的頻帶和時(shí)隙內(nèi)對(duì)每個(gè)配對(duì)用戶部署單個(gè)發(fā)射天線，與常規(guī)的多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)相比，虛擬多輸入多輸出MIMO能通過設(shè)計(jì)良好的單小區(qū)用戶配對(duì)和資源調(diào)度策略來得到較大的頻譜利用率和較小的誤比特率。但是，由于單個(gè)小區(qū)的用戶數(shù)目有限，配對(duì)用戶數(shù)目有限，小區(qū)內(nèi)的用戶選擇增益有限，用戶在基站的選擇增益有限，依然存在系統(tǒng)頻譜利用率不夠高的問題。

現(xiàn)有的資源分配技術(shù)多是考慮單小區(qū)用戶配對(duì)問題和資源分配問題，一般是先考慮單小區(qū)用戶配對(duì)問題，即進(jìn)行固定數(shù)目的單小區(qū)用戶配對(duì)；再考慮資源分配問題，即以系統(tǒng)頻譜利用率最大化為優(yōu)化目標(biāo)，將資源塊分配給已經(jīng)配好的用戶對(duì)。這種方法沒有將多小區(qū)用戶配對(duì)問題考慮進(jìn)來，沒有考慮多小區(qū)用戶配對(duì)存在的選擇增益，所以不能得到最大的系統(tǒng)頻譜利用率；

綜上，目前隨著移動(dòng)用戶的增加及用戶業(yè)務(wù)的增加，現(xiàn)有的多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)其系統(tǒng)頻譜利用率不高，并且，現(xiàn)有方法不能保證系統(tǒng)的誤碼率在某一門限值之下，影響通信質(zhì)量的提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種充分利用頻譜資源，通信質(zhì)量較高的基于動(dòng)態(tài)多小區(qū)用戶配對(duì)聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法。

本發(fā)明是一種基于動(dòng)態(tài)多小區(qū)用戶配對(duì)的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法，其特征在于，包括有如下步驟，

(1)基站獲得基本參數(shù)

(2)基站獲取當(dāng)前時(shí)隙的待配對(duì)用戶集合l、單個(gè)N_u小區(qū)待配對(duì)用戶數(shù)N_u、小區(qū)數(shù)目L、資源塊集合r、資源塊個(gè)數(shù)N、接收天線數(shù)N_r以及各個(gè)用戶到各小區(qū)基站的距離d；

(2)構(gòu)建資源分配約束矩陣

根據(jù)資源塊集合r和資源塊個(gè)數(shù)N，形成可選資源塊分配集合P；根據(jù)該可選資源塊分配集合P，生成資源塊分配模式矩陣T，得到資源分配約束矩陣：1_|G|和1_L表示單位向量，其中1_|G|為長(zhǎng)度與可選用戶對(duì)集合G的元素?cái)?shù)目|G|相同的單位向量，1_L為長(zhǎng)度與小區(qū)數(shù)目L相同的單位向量，表示求克羅內(nèi)克積的運(yùn)算；

(3)構(gòu)建用戶配對(duì)約束矩陣