[發(fā)明專利]一種基于GRMES迭代的均等功率用戶調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811043385.4
• 申請(qǐng)日: 2018-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109120317B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃學(xué)軍;章笛;黃秋實(shí)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/0413
• 分類號(hào): H04B7/0413;H04B7/0456;H04W72/12
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于GRMES迭代的均等功率用戶調(diào)度方法，應(yīng)用于采用MMSE預(yù)編碼方式實(shí)現(xiàn)用戶信號(hào)增強(qiáng)和干擾消除功能的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上，方法先設(shè)定大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中用戶的信道特性H，并基于信道特性H采用GMRES迭代算法計(jì)算MMSE預(yù)編碼方式的編碼矩陣W；再設(shè)定大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中用戶對(duì)功率傳輸?shù)钠谕俾蔙_E，結(jié)合期望速率R_E和信道特性H計(jì)算各用戶所需的最低功率協(xié)方差矩陣P；按從大到小方式對(duì)各用戶的最低功率協(xié)方差矩陣P排序得到集合P′，設(shè)定用戶組數(shù)G，并按最小方差標(biāo)準(zhǔn)依次在每一用戶組數(shù)G中置入預(yù)設(shè)用戶；根據(jù)SIC疊加編碼的約束條件對(duì)置入預(yù)設(shè)用戶的各用戶組數(shù)G調(diào)整，獲得最低分組功率方差基于約束條件修正所述編碼矩陣W；本發(fā)明可保證大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中用戶各分組的總功率相等。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于用戶功率調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用與大規(guī)模MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多輸入多輸出系統(tǒng))系統(tǒng)，尤其涉及一種基于GRMES(Generalizedminimum residual error method，廣義最小殘留誤差)迭代的均等功率用戶調(diào)度算法。

背景技術(shù)

大規(guī)模MIMO被公認(rèn)為5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，能夠滿足系統(tǒng)高容量，高能效和高用戶體驗(yàn)吞吐量等需求。在相同時(shí)頻資源下，大規(guī)模MIMO通過(guò)基站發(fā)射端配備的大量天線，利用高空間自由度干擾消除和調(diào)度更多的用戶從而提升系統(tǒng)性能。作為大規(guī)模MIMO中的關(guān)鍵技術(shù)之一的預(yù)編碼技術(shù)，是進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能和減小干擾的重要方式。由于天線數(shù)目和信道硬化效應(yīng)的影響，使得非線性預(yù)編碼較高的復(fù)雜度難以被應(yīng)用，通常都采用線性預(yù)編碼的方式消除干擾和提高系統(tǒng)容量。用戶的調(diào)度問(wèn)題在大規(guī)模MIMO中是一個(gè)重要的研究課題，用戶調(diào)度算法的好壞會(huì)直接影響系統(tǒng)的有效資源整合，且用戶調(diào)度方案本身是一個(gè)非確定性多項(xiàng)式問(wèn)題。傳統(tǒng)的調(diào)度算法通常有：隨機(jī)用戶調(diào)度，正交用戶調(diào)度算法，行列式用戶調(diào)度算法等。但是對(duì)于大規(guī)模MIMO而言，直接應(yīng)用其中部分調(diào)度算法會(huì)產(chǎn)生較高的計(jì)算復(fù)雜度。因此設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單有效，同時(shí)又需要確保用戶的公平性的情況下，盡可能提升系統(tǒng)的和速率或者盡可能減小基站的功耗的調(diào)度方案就顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供了一種基于GRMES迭代的均等功率用戶調(diào)度方法，該方法簡(jiǎn)單有效，功耗低且便于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的接收端檢測(cè)，用以解決傳統(tǒng)調(diào)度方法中計(jì)算繁雜、功耗高和系統(tǒng)處理速率慢的問(wèn)題，具體技術(shù)方案如下：

一種基于GRMES迭代的均等功率用戶調(diào)度方法，應(yīng)用于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)，所述大規(guī)模MIMO系統(tǒng)采用MMSE預(yù)編碼方式實(shí)現(xiàn)用戶信號(hào)增強(qiáng)和干擾消除功能，所述調(diào)度方法包括步驟：

S1、設(shè)定所述大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中用戶的信道特性H，并基于所述信道特性H采用GMRES迭代算法計(jì)算所述MMSE預(yù)編碼方式的編碼矩陣W；

S2、設(shè)定所述大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中用戶對(duì)功率傳輸?shù)钠谕俾蔙_E，結(jié)合所述期望速率R_E和所述信道特性H計(jì)算各用戶所需的最低功率協(xié)方差矩陣P；

S3、按從大到小方式對(duì)各用戶的所述最低功率協(xié)方差矩陣P排序得到集合P′，設(shè)定用戶組數(shù)G，并按最小方差標(biāo)準(zhǔn)依次在每一所述用戶組數(shù)G中置入預(yù)設(shè)用戶；

S4、根據(jù)SIC疊加編碼的約束條件對(duì)置入預(yù)設(shè)用戶的各所述用戶組數(shù)G調(diào)整，獲得最低分組功率方差

S5、基于所述約束條件采用正交化處理修正所述編碼矩陣W。

作為優(yōu)選，所述大規(guī)模MIMO系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)建有環(huán)狀信道模型，所述環(huán)狀信道模型中由公式表示第k個(gè)用戶的信道參數(shù)，其中，m,p表示基站中指定的兩根天線，△表示角度拓展量，D(m-p)指天線m帶天線，θ表示用戶相對(duì)于基站的方位角。