[發明專利]定位信息輔助的Massive MIMO用戶選擇方法

有效

• 申請號: 201810111256.8
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108494448B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 李文剛;朱宏宇;劉猛;劉歡;孫瓏心
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學昆山創新研究院
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/06;H04J11/00;H04W64/00
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 郭官厚

本發明公開了一種定位信息輔助的Massive MIMO用戶選擇方法，該方法利用用戶與基站的定位信息來設計用戶選擇方案，不使用信道狀態信息，與現有技術利用導頻和反饋復雜信道相關矩陣信息相比，減少了額外資源開銷的同時，降低了運算的復雜度，并且有效地降低了信息處理的時延，由于各個用戶終端的定位信息具有唯一性，多用戶反饋給基站的定位信息之間不會產生干擾，所以與現有方法中基站得到的多用戶的反饋信息之間存在干擾相比，本發明的方法降低了用戶之間的干擾，提高了系統的容量，此外，由于有了定位技術的輔助，所以本發明的方法算法過程簡單，易于實現，適用于實際Massive MIMO通信系統。

技術領域

本發明涉及Massive MIMO用戶選擇方法，具體涉及定位信息輔助的Massive MIMO用戶選擇方法，屬于通信技術領域。

背景技術

第五代移動通信系統(5G，也稱IMT-2020)具有超高的頻譜效率和傳輸速率，作為5G的先導熱門技術，Massive MIMO(Massive Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系統通過采用數目龐大的天線陣列，可以大幅提升系統容量和能量效率，得到了業界的廣泛關注。

在未來的5G系統中，大量終端用戶共存與同時服務成為必然，且用戶分布更加密集，多用戶間干擾加劇，將嚴重限制系統的性能。

合理的用戶選擇算法可以在獲得大量分集增益和復用增益的同時有效抑制用戶間干擾，最大限度提升服務質量和系統容量，成為目前MassiveMIMO技術研究的熱點。

在Massive MIMO出現以前，絕大多數用戶選擇算法都是基于瞬時信道狀態信息(Channel State Information，CSI)的，如貪婪用戶選擇(Greedy User Selection，GUS)和半正交用戶選擇(semi-orthogonal User Selection，SUS)算法。GUS算法能隨用戶數目的增加趨近于最佳的信道容量，但其算法中存在矩陣偽逆的計算，使得基站的計算量過于龐大。SUS算法利用用戶信道之間的正交性進行用戶的選擇，但與GUS算法相比，在低信噪比時性能損失大，且該算法要求基站獲得完整信道狀態信息，在實際Massive MIMO系統中難以實現。

在5G Massive MIMO系統中，為進一步擴展頻譜，解決大量天線帶來的干擾，以及提高系統的傳輸效率，常配合使用毫米波通信、小小區、波束賦形等關鍵技術，基站到用戶之間主要體現為視距(LOS)通信。為了降低用戶選擇算法復雜度以及多用戶之間的干擾，波分多址(BDMA)方法被提出，基站可以充分利用Massive MIMO信道在波束域的稀疏特性，選擇波束間干擾最小的多個用戶同時傳輸，已有文獻證明，當不同用戶使用的波束交集為空時為最優傳輸。

現有的BDMA用戶選擇方案大多數仍是基于用戶的統計CSI，但隨著系統配置的天線數目和用戶數目的激增，基站與用戶之間的等效維度巨大，這也將不可避免地造成導頻開銷及算法復雜度過高等問題。

目前國內外導航定位技術發展相對成熟，尤其是我國自主研發的北斗二代衛星導航系統定位精度高、適用性廣，且能滿足通信實時性要求，已在各類移動終端中廣泛應用。

現在偽衛星技術也已經非常成熟，在導航定位中發揮了很大的作用，將其應用于現有的衛星導航系統中，可以大大提高導航系統的定位精度、完備性和有效性。

因此，通過引入衛星導航定位技術輔助通信，探尋適用于Massive MIMO系統的多用戶選擇與傳輸方案，對5G的具體實施具有重要的理論價值和現實意義。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種定位信息輔助的可以顯著降低系統算法設計的復雜度的Massive MIMO用戶選擇方法。

為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：