[發明專利]一種基于信道估計誤差的用戶調度方法

有效

• 申請號: 202011260771.6
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112601286B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 鄒玉龍;林舒影;朱佳;江玉涵
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W72/542
• 分類號: H04W72/542;H04B7/0456;H04B7/06;H04L25/02;H04W12/03;H04W12/122
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 錢玲玲

本發明公開了一種基于信道估計誤差的用戶調度方法，旨在解決現有技術中用戶調度代價較大、效果有限的技術問題。其包括：獲取主信道統計衰落系數和信道估計誤差；根據主信道統計衰落系數和信道估計誤差進行用戶預編碼；根據預編碼向量計算用戶與基站之間的主信道容量；基于主信道容量最大化準則選擇主信道用戶，并隨機選擇一個干擾用戶；利用主信道用戶和干擾用戶發送信息，完成用戶調度。本發明能夠準確選擇用戶進行信息傳輸，以較小的代價實現安全容量最大化，有效優化無線傳輸的安全性能。

技術領域

本發明涉及一種基于信道估計誤差的用戶調度方法，屬于無線通信技術領域。

背景技術

隨著人們對信息的無線傳輸信號質量的要求越來越高，無線通信系統的安全性成為備受關注的熱點。合法用戶的通信質量主要從兩方面描述：可靠性和不可知性；具體而言，一是確保合法用戶接收的信息不被影響，二是不能讓竊聽者獲取所傳信息。根據以上需求，產生了安全容量的定義，其為主信道容量與竊聽信道容量的差值。

多天線通信系統可以通過空間分集提高信號質量，配備多根天線的基站與單天線用戶通信也屬于多天線系統。多天線通信系統中有代表性的兩種關鍵技術是波束成形和天線選擇，其中，波束成形是通過設計預編碼向量來同時使用多個天線，這種技術雖然增加了系統復雜性，但通常比天線選擇技術的效果更好。

為了提高多天線通信系統的安全容量，需要研究通信用戶的調度方案，目前用戶調度主要是依據竊聽信道容量最小化來選擇發送干擾用戶，以降低竊聽概率，但是這種方法是基于竊聽信道狀態已知的情況進行的，在實際操作中，竊聽信道狀態信息往往多變且難以掌握，根據竊聽信道狀態調度用戶代價較大，且效果不一定好。此外，信道估計誤差是影響系統性能的重要因素，現有的用戶調度方案中大多忽略了信道估計誤差的影響，沒能考慮通信系統的實際情況，調度結果可能產生較大偏差。

發明內容

為了解決現有技術中用戶調度代價較大、效果有限的問題，本發明提出了一種基于信道估計誤差的用戶調度方法，在充分考慮信道估計誤差的前提下，基于主信道容量最大化準則選擇主信道用戶，本發明不需要知道竊聽信道狀態信息，能夠以較小的代價通過用戶間的合作最大化安全容量。

為解決上述技術問題，本發明采用了如下技術手段：

本發明提出了一種基于信道估計誤差的用戶調度方法，其特征在于，包括如下步驟：

基于多天線通信系統，獲取用戶與基站間的主信道統計衰落系數和信道估計誤差；

根據主信道統計衰落系數和信道估計誤差進行用戶預編碼，獲得預編碼向量；

根據預編碼向量計算接收信噪比，并根據接收信噪比獲得用戶與基站之間的主信道容量；

基于主信道容量最大化準則選擇主信道用戶，并隨機選擇一個干擾用戶；

在同一時刻分別利用主信道用戶和干擾用戶在主信道和干擾信道發送信息，完成用戶調度。

進一步的，所述多天線通信系統包括一個具有L根接收天線的基站、N個單天線用戶和一個單天線竊聽節點。

進一步的，用戶預編碼的操作如下：

設第i個用戶節點的預編碼向量為w_i＝[w_i1,w_i2,…,w_il,…,w_iL]^T，其中，w_il表示第i個用戶節點與基站的第l根接收天線間信號的權值向量，i＝1,2,…,N，l＝1,2,…,L；

根據主信道統計衰落系數和信道估計誤差獲得w_il的表達式，具體如下：