[发明专利]一种车联网下基于用户调度的大规模MIMO预编码方法

说明书

本发明提出一种车联网下基于用户调度的大规模MIMO预编码方法，包括以下步骤：S1，建立车联网下的大规模MIMO的信道模型；S2，进行联合信道相关性和信道自身条件的多用户调度，获得调度用户集；S3，根据多用户调度的结果进行基于块对角化的预编码，达到消除干扰的目的。本发明所提的面向车联网的基于多用户调度的预编码方法，可以通过选择优质用户集进行服务，以获取更大的用户分集增益，能够有效降低系统误码率，提升车联网系统吞吐率。

技术领域：

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种车联网下基于用户调度的大规模MIMO预编码方法。

背景技术：

对于日益增长的车联网(Vehicle-to-everything，V2X)通信需求以及频谱资源的短缺，传统的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)技术已经无法满足现阶段用户对通信服务质量需求，而大规模MIMO技术可以增强分集和复用增益，因此，在V2X领域中使用大规模MIMO技术，可以为车辆提供高数据速率及高可靠通信。同时，由于V2X系统资源有限，在多用户联合通信中研究如何提高系统传输速率、增加用户分集增益是非常必要的。

在多用户和多小区的V2X环境中，设计能够提升大规模MIMO系统多用户调度的预编码算法对于V2X通信具有十分重要的意义。采用基于多用户调度的预编码方法可以通过选择优质用户集进行服务，以获取更大的用户分集增益，另外可以在基站端利用不同用户信道变化的特点对各用户做预处理，从而消除信道干扰(Co-Channel Interference，CCI)，有效的获取更大的用户分集增益、提高系统的传输速率。

发明内容：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种车联网下基于用户调度的大规模MIMO预编码方法，在满足用户干扰最小的同时保证了调度用户的信道质量，克服了调度算法中使用大量矩阵分解的操作问题，有效降低系统误码率，提升系统吞吐率。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种车联网下基于用户调度的大规模MIMO预编码方法，其特征在于，包括：

S1，建立车联网下的大规模MIMO的信道模型；

S2，进行联合信道相关性和信道自身条件的多用户调度，获得调度用户集；

S3，根据多用户调度的结果进行基于块对角化的预编码，达到消除干扰的目的。

所述的一种车联网下基于用户调度的大规模MIMO预编码方法，其特征在于，所述S1包括：

由于车辆的高速运动，信道特性表现为时变性，产生多普勒效应，于是将多普勒效应引入信道模型与常规毫米波信道合并，则所述第t个时隙的时变几何信道模型可以表示为

其中，(·)^H表示矩阵或向量的共轭转置；是归一化校正因子；N_t、N_r分别表示发射端发射天线数和每个车辆用户的接收天线数；N_c表示信道中分簇的数目；N_ray表示每个分簇中子信道的个数；标量α_il(t)表示第i个簇内第l条路径的增益，服从复高斯分布和分别表示接收和发射天线的阵列导向矢量，即

其中，(·)^T表示矢量的转置；和分别表示第i个簇内第l条路径的到达角和离开角；λ为毫米波波长；d为天线阵元间距离；

假设功率平均分配，则系统在发射端采用块对角化(Block Diagonalization，BD)预编码算法时，对于最终选择的R个用户中，则第k个用户可获得的信道容量为