[发明专利]一种波束赋形中基于有效速率的单双流切换方法

摘要

一种波束赋形中基于有效速率的单双流切换方法，本发明涉及单双流切换方法。本发明是要解决对单流或双流波束赋形传输的数据速率较低、不能确保用户的公平性以及不能确保具体用户的传输速率达到的目标速率而提出的一种波束赋形中基于有效速率的单双流切换方法。该方法是通过步骤一、通过用户k的反馈信息获得用户k在RBn上时所有接收天线的信道矩阵步骤二、选择用户k在第n个资源块实际使用的接收天线数根据确定实际使用的接收天线；步骤三、建立实际使用的接收天线的用户k与RBn对应关系ρk,n；步骤四、利用实际使用的接收天线的用户k与RBn对应关系ρk,n计算有效速率等步骤实现的。本发明应用于单双流切换领域。

主权项

1.一种波束赋形中基于有效速率的单双流切换方法，其特征在于：一种波束赋形中基于有效速率的单双流切换方法具体是按照以下步骤进行的：步骤一、假设LTE移动蜂窝通信系统的单小区中共有K个用户，每个用户配备N_r根接收天线，小区基站配备N_t根发射天线；通过用户k的反馈信息获得用户k在RBn上时所有接收天线的信道矩阵其中，RBn为第n个资源块，n＝1,2,3…，N；N为总的资源块数；代表用户k在第n个资源块上第i根接收天线的传输向量；k＝1,2,3，…，K；步骤二、利用计算信道范数比较信道范数和阈值H₀确定在所有N_r根接收天线中选择用户k在第n个资源块实际使用的接收天线数根据确定实际使用的接收天线具体过程为：1)、利用r_remaink,n(t)来表征用户的速率需求：其中，Rk(t‑1)为用户k在前t‑1个子帧中获得的平均速率，rk,b(t)是用户k在t个子帧上在RBb上获得的速率；λk为用户k的目标传输速率；RBb表示第b个RB；ρk,b为实际使用的接收天线的用户k与RBb对应关系；2)、根据步骤一中获得的计算信道的Frobenius范数3)、设定的阈值H₀和剩余速率的阈值r₀；(1)、如果或者r_remain_k,n(t)<r₀，则用户k在RBn上采用单流传输，令用户k在RBn上传输的数据流数同时，为用户k选择信道范数最大的第l^*根天线作为实际使用的接收天线，即则其中，是用户k在RBn上实际使用的天线数目；代表用户k在第n个资源块上第l根接收天线的传输向量，H_k,n为由用户k在RBn上实际选出的天线所组成的传输矩阵；H_k,n是的一个子矩阵，代表用户k在第n个资源块上第l^*根接收天线的传输向量；(2)、如果用户k的且r_remain_k,n(t)≥r₀，则从用户k的天线中选择相关性系数最小的一对天线(i^*,j^*)，利用来衡量相关性系数，在得到相关性系数后，选出作为实际使用的接收天线；其中，k_i表示用户k的第i根天线；k_j表示用户k的第j根天线；表示用户k的第i根天线和用户k的第j根天线在RBn上的空间相关性系数；计算公式如下：(3)、设定阈值η₀，如果在(2)中选出的天线对(i^*,j^*)的相关性系数满足则用户k在RBn上采用双流传输，令并令否则若用户k在RBn上采用单流传输，并为用户k选择信道范数最大的第l^*根天线作为实际使用的接收天线，即此时其中，代表用户k在第n个资源块上第i^*根接收天线的传输向量，代表用户k在第n个资源块上第j^*根接收天线的传输向量；步骤三、建立实际使用的接收天线的用户k与RBn对应关系ρk,n具体过程：(1)、将所有RB分配的用户编号放入用户集合Ui中；(2)、在RBn上，选择具有最小值rk(t)/λk的用户，分配到RBn上；将用户k加入RBn的用户集合Un中，并将步骤二中用户k在RBn上实际使用的接收天线添加到集合An中，令ρk,n＝1表示实际使用的接收天线的用户与RBn对应关系；其中，rk(t)为用户k在第t个子帧的用户原始传输数据的传输速率；λk为目标速率；ρk,n为分配指示符；(3)、计算在RBn上用户k在RBn实际使用的接收天线和没有分配到RBn上的用户的天线之间的平均空间相关性系数的方法如下：其中，k_i为用户k的第i根天线；m_j为用户m的第j根天线；T_m,n表示的是用户m在RBn上的天线集合，card表示集合的元素个数；表示的是对于空间相关性的计算；其中，表示第用户k的第i根天线传输向量，表示RBn上用户m的第j根天线传输向量，为用户k的第i根天线和用户m的第j根天线在RBn上的空间相关性系数；(4)、从在RBn上未实际使用接收天线的用户中选取L个值最小的用户，从L个用户中选择用户f，用户f的选择条件是的数值最大；其中，r_k,n代表该用户k在当前子帧下在RBn上获得的速率；L取值min{card(Ui),N_t/N_r}；代表在RBn上所有已经分配到RBn上的天线和未分配到RBn上的天线之间的平均空间相关性系数；(5)若用户f加入RBn之后，如果RBn上包括f在内的所有用户的速率之和提高，则将用户f的编号加入RBn的用户集合U_n，U_n＝U_n∪{f}并令ρ_f,n＝1，更新用户集合U_n和天线集合A_n重复上述(3)和(4)过程直到card(A_n)＝N_t即完成RBn上的用户选择过程；ρ_f,n表示用户f的分配指示符；k＝1,2,3，…，f…，K；(6)完成选择RBn上的用户后，计算用户k在T个子帧里的平均传输速率Rk，若Rk≥λk，则将用户k移出集合Ui；k＝1,2,3，…，K；若Rk<λk，则将用户k保留在集合Ui中，完成选择RBn上的用户；(7)令n＝n+1，重复步骤(2)至(6)，直到n＝N即完成建立实际使用的接收天线的用户k与RBn对应关系ρk,n；步骤四、利用实际使用的接收天线的用户k与RBn对应关系ρ_k,n计算有效速率