[發明專利]3D-MIMO下行多用戶調度及自適應傳輸方法

有效

• 申請號: 201811325576.X
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109347528B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 李瀟;孫婷婷;高西奇
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B7/0452
• 分類號: H04B7/0452;H04B7/0408;H04B7/0456;H04B7/06
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 葉涓涓

1.3D-MIMO下行多用戶調度及自適應傳輸方法，其特征在于，基站采用均勻平面天線陣，天線陣在垂直方向上有M行，水平方向每行N個陣元，相鄰天線陣元間距在水平和垂直方向上均為載波波長的一半，共有L個配置單根接收天線的用戶，基站最多能夠同時服務U個用戶；方法包括如下步驟：

步驟一，初始狀態時，利用統計信道信息計算各用戶水平及垂直方向波束成形指數；

所述統計信道信息包括：用戶k的信道萊斯因子信道水平視距分量垂直視距分量信道水平相關陣和信道垂直相關陣其中，k＝1,…,L，矩陣H_k為基站與用戶k之間的信道矩陣，H_k的第m行第n列的元素[H_k]_m,n為基站第m行第n列的天線陣元與用戶k之間的信道系數，及分別表示矩陣和的第一列，上標(·)^H代表共軛轉置，上標(·)^T代表轉置，E{·}代表求均值，h表示水平方向相關的參量，v表示垂直方向相關的參量；

計算各用戶水平及垂直方向波束成形指數的過程包括以下子步驟：

a1)對用戶k,k＝1,…,L，計算以及其中F_M和F_N分別為M×M和N×N的DFT矩陣，F_M和F_N第m行第n列的元素分別為和e為自然底數，j′為虛數單位，上標(·)^*代表共軛轉置；

a2)基于及信道萊斯因子K_k，分別找出用戶k在垂直和水平方向上的指標1：和其計算方法為

其中，和分別為和的第i和第j個對角元，和分別為和的第i和第j個對角元；

a3)基于及信道萊斯因子K_k，分別找出用戶k在水平和垂直方向上的指標2：和其計算方法為

其中，和分別為和的第i和第j個對角元，和分別為和的第i和第j個對角元；

a4)利用指標1及指標2，找出垂直方向波束成形指數水平方向波束成形指數準則為：其中，和分別為和的第和第個對角元，和分別為和的第和第個對角元；

步驟二、采用最小相似度方法進行多用戶調度，具體包括以下子步驟：

b1)初始狀態時，將調度出的服務用戶集合初始化為空集其中表示空集，未調度用戶集合初始化為全部用戶令l＝0，l為迭代次數；

b2)計算集合中任意用戶k的有用信號平均能量D_k，找出集合中有用信號平均能量最大的用戶，將其加入集合且從集合中刪去，并令l＝l+1；

b3)若l＜U且則進入步驟b4)；否則，結束用戶調度；

b4)對集合中任意用戶k判斷是否滿足且并將不滿足條件的用戶從集合中刪去；

b5)若集合計算集合中任意用戶k對集合中用戶的最大相似度G_k，找出其中最大相似度最小的用戶，將其加入集合且從集合中刪去，并令l＝l+1，進入步驟b3)；

步驟三、對服務用戶集合中的用戶計算預編碼矢量：用戶k的預編碼矢量為其中，為矩陣F_M的第列，為矩陣F_N的第列；利用計算出的預編碼矢量對服務用戶集合中的用戶進行預編碼傳輸。

2.根據權利要求1所述的3D-MIMO下行多用戶調度及自適應傳輸方法，其特征在于，所述步驟b2)中用戶k的有用信號平均能量D_k的計算方法為：

其中，和分別為的第個對角元和的第個對角元，和分別為的第個對角元和的第個對角元。

3.根據權利要求1所述的3D-MIMO下行多用戶調度及自適應傳輸方法，其特征在于，所述步驟b5)中任意用戶k對集合中用戶的最大相似度G_k的計算方法為：

其中，

其中，和分別為的第個對角元和的第個對角元，和分別為的第個對角元和的第個對角元。