[发明专利]大规模MIMO双环中继系统的用户调度方法

说明书

一种大规模MIMO双环中继系统用户调度方法，其步骤包括：1、估计信道状态信息矩阵；2、基站利用代价调度因子选择用户节点；3、生成基站与中继节点，中继节点与用户间的预编码向量；4、基站向所有中继节点广播信号；5、中继节点将接收的信号广播给所有用户节点；6、用户节点接收所有中继节点发送的信号。本发明利用代价调度因子选择用户，可处理来自多源节点的干扰信号，克服了不能适用于大规模MIMO双环中继系统的不足，同时生成基站与每个中继节点间的特征波束成形预编码向量和计算最大和速度的对应相位值，降低了干扰信号强度，克服了和速度低的不足。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更进一步涉及天线多中继传输技术领域中的一种大规模多输入多输出MIMO(Multi-input Multi-output)双环中继系统用户调度方法。本发明可用于大规模多输入多输出MIMO双环中继系统中，对数据传输中所有用户进行调度，提升下行链路的和速度。

背景技术

目前，在大规模多输入多输出MIMO双环中继系统中，基站将信号先发给中继，然后中继将信号译码转发给需要的用户，该系统可扩大传统通信系统的信号覆盖范围，减小信号盲区，提升系统和速度和稳定性。由于硬件成本的限制，大规模多输入多输出MIMO双环中继系统中中继节点的数量少于用户数。因此，需要设计一种双环中继系统中的用户调度方法，为每个中继节点选择一个信道状态条件优秀的用户进行数据传输，进而更进一步地提升大规模多输入多输出MIMO双环中继系统的和速度。

L.Sun等人在其发表的论文“Eigen-Based Transceivers for the MIMOBroadcast Channel With Semi-Orthogonal User Selection”(IEEE Transactions onSignal Processing,vol.58,no.10,pp.5246-5261,Oct.2010)中提出了一种基于统计信道状态信息的半正交用户调度方法。该方法通过对用户的二阶统计信道状态信息进行特征值分解得到传输信号的预编码向量，该预编码向量可以消除不同用户之间的信号干扰。然后系统计算不同用户的信道状态向量范数，并以该信道状态向量范数最大化为目标来选择最优用户集进行数据传输。该方法存在的不足之处是：由于该方法仅适用于干扰信号来自单一源节点的系统，而大规模多输入多输出MIMO双环中继系统中每个用户受到的干扰来自于多个源节点，所以该方法不能运用于大规模多输入多输出MIMO双环中继系统。

河海大学在其申请的专利文献“一种多用户MIMO中继系统中的用户调度方法”(专利申请号：201611022409.9，公开号：CN 106559115 A)中提出了一种基于多用户多输入多输出MIMO中继系统的用户调度方法。该方法通过将系信噪比大于系统阈值的用户的信道状态信息反馈给用户，并从反馈的用户中进行随机选择来进行数据传输，该方法兼顾了系统公平性与优化吞吐量。但是，该方法仍然存在的不足之处是：由于该方法采用随机选择策略来进行用户调度，其中并未考虑系统中用户的信道状态信息，导致系统和速度性能差。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术不能适用于大规模多输入多输出MIMO双环中继系统和低系统和速度性能的不足，提出了一种大规模多输入多输出MIMO双环中继系统用户调度方法，可以进一步提高大规模多输入多输出MIMO双环中继系统的和速度，提升系统性能。

实现本发明目的的思路是，基站利用代价调度因子选择用户，分解每个中继节点的统计信息组合矩阵，生成基站与每个中继节点间的特征波束成形预编码向量，计算大规模多输入多输出MIMO双环中继系统的系统最大总和速度对应的相位值，产生每个中继节点和与之对应用户间的预编码向量。

本发明的具体步骤包括如下：

(1)估计基站和中继节点间的信道状态信息矩阵：

(1a)基站将产生的一个全1导频向量发送给中继节点；