[发明专利]MRT预编码策略下的多小区MIMO系统用户调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种MRT预编码策略下基于大尺度信道衰落的多小区大规模MIMO系统用户调度方法。

背景技术

为了满足LTE通信系统高数据速率和高系统容量方面的需求，LTE系统支持多天线MIMO技术，包括传输分集、空间复用、波束赋形。在多用户MIMO系统下行链路中，由于各个移动台之间地理位置上是分散的，移动台之间无法实现相互协作，因此不能利用上行链路中的接收算法联合检测出发射信号。此时可以在发送端对信道状态信息CSI加以利用，采用多用户MIMO系统预编码技术对发射信号进行预处理，使各用户收到不受其他用户干扰的信号。随着智能手机及各类移动终端数量的巨大增加，在未来十年中数据流量需求预计将出现一千倍的增长，如何满足系统容量提升需求成为亟待解决的问题。作为一种在理论上能够有效对抗全局频率复用系统中严重小区间干扰、提升用户服务速率的突破性技术，大规模MIMO TDD系统正在受到越来越多的关注及深入研究。在大规模MIMO系统中，基站端部署大量低成本的天线为同一时频资源上数量相对较少的用户服务，仅采用简单的预编码及随机用户调度策略即可获得令人瞩目的频谱效率提升。

目前，业界已对大规模MIMO系统展开广泛讨论与深入研究，有学者利用大规模MIMO系统具有相关特性信道的空间能量集中特性，提出了多用户调度方案，通过选择信道协方差阵子空间不重叠的用户来达到消除干扰的目的。现有多小区大规模MIMO用户调度算法是利用空间能量集中特性进行设计的，算法中需要通过用户分组、下行训练、上行反馈以及较复杂的两个阶段的编码等过程来获得用户调度方案，在实际操作中过于复杂。且该算法中用户需要向基站进行信息反馈，不适合大规模MIMO TDD系统。此外，尽管大规模MIMO无线通信技术已引起国际上的广泛关注，但相关研究工作尚处在起步阶段，对大规模MIMO系统的各种研究均是围绕基站天线数无穷多这一假设展开的，而这种假设往往不能够在实际系统搭建中成立，更接近于实际、更一般的系统模型下如何简单有效地进行用户选择和调度成为研究的热点。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种MRT预编码策略下基于大尺度信道衰落的多小区大规模MIMO系统用户调度方法：先在目标小区内随机选取用户集合作为给定调度周期的目标用户，其他小区的用户随机组合，根据本身的大尺度信道衰落，分别估计出在目标用户造成的干扰下该组合的反馈值并反馈至基站，基站根据反馈结果进行用户选择和调度；该方法同时适用于基站天线数有限、无限两种参数部署下的无协作大规模MIMO多小区TDD系统，能够突破对大规模MIMO系统用户调度均在基站天线数无穷多这一假设下研究的瓶颈，便于在实际可部署系统中进行用户调度操作，同时克服计算复杂度难题，利用简单有限的反馈量实现出可观的系统和速率性能。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种MRT预编码策略下基于大尺度信道衰落的多小区大规模MIMO系统用户调度方法，该MIMO系统中有多个小区，每个小区的中心基站均配置有大规模均匀线型天线阵列，各个小区在时间上交错地传输反向链路导频进行信道估计；对于同一个小区，若干单天线用户在同一时频资源上接受基站服务，将用户按照一定规则分组，不同用户组在不同的调度周期内被调用；基站采用MRT预编码策略，基于目标小区用户和速率最大化对用户进行分组，具体的调度方法包括如下步骤：

(1)对多个小区，获取每个小区中所有用户的大尺度信道衰落因子；

(2)在目标小区中随机选取用户作为该调度周期的目标小区用户组，将目标小区用户组信息反馈到基站；

(3)非目标小区的用户随机组合，有多种随机组合方案，在所有可能的用户组合方案下计算反馈信息并将计算结果反馈到基站；

(4)基站根据接收到的反馈信息选取非目标小区用户组，基站将目标小区用户组和选取出的非目标小区用户组作为被调度的用户组，基站通知被调度的用户组准备接收数据；基站选取非目标小区用户组的原则为：在该种非目标小区的用户组合方案下，目标小区用户组的和速率最大；

(5)基站对数据进行MRT预编码后传输给被调度的用户。