[发明专利]基于波束成形的上行系统资源分配方法及装置

权利要求书

1.一种基于波束成形的上行系统资源分配方法，其特征在于，该方法包括：

每次子载波、功率和比特分配的分配周期中重复步骤A至步骤D；

A、基站BS通过信道探测技术获得一帧中各用户端SS上行各时隙的信道状态信息，对各SS在每个时隙上对多输入多输出MIMO信道矩阵进行特征值分解，得到对应的特征向量和特征值，将分解后得到的最大特征值和对应的特征向量组成各SS各个时隙的信道功率增益矩阵；

B、BS根据信道功率增益矩阵，利用边际效用和改进的贪婪算法为每个SS分配时隙；BS将所分配的时隙及该时隙对应的波束成形向量发往各SS；

C、各SS从接收到的下行子帧中提取所分配的时隙信息，并进行功率和比特分配；

D、各SS将分配的功率和比特信息通过上行子帧中的控制部分发往BS；BS处理接收到的数据，得到SS发送的原始数据。

2.根据权利要求1所述的基于波束成形的上行系统资源分配方法，其特征在于，步骤A具体包括：

A1、SS在定制业务时向BS发送业务流参数；

A2、在每个分配周期内，BS通过信道探测技术获取BS与各SS之间的各时隙的信道状态信息，然后对各SS的各时隙的MIMO信道矩阵进行特征值分解，得到对应的特征向量和特征值，选取最大的特征值和对应的特征向量组成各SS各时隙的信道功率增益矩阵H、该矩阵对应的发射端波束成形向量和接收端合并向量。

3.根据权利要求1所述的基于波束成形的上行系统资源分配方法，其特征在于，所述时隙是指：

采用上行中的自适应调制与编码AMC子载波排列方式，每个时隙由6个块bin和1个正交频分多址接入OFDMA符号构成，而1个bin由OFDMA符号里面的9个子载波组成，其中8个子载波为数据子载波，另外一个为导频子 载波。

4.根据权利要求1所述的基于波束成形的上行系统资源分配方法，其特征在于，所述步骤B具体包括：

B1、各个时隙上的各个空间子信道以最大调制阶数进行传输时，计算每个SS所需的最少时隙数；

B2、为每个SS先分配一个时隙；

B3、找出每个SS未分配时隙中排序最靠前的时隙，计算该时隙的边际效用；

B4、在保证每个SS都能获得所需的最少时隙数的条件下，为每个SS分配所需的时隙数；

B5、判断步骤B4后，是否有时隙剩余，如果有，分配剩余的时隙给相应的SS，否则，执行步骤C。

5.根据权利要求1所述的基于波束成形的上行系统资源分配方法，其特征在于，所述步骤C具体包括：

C1、SS在分配到的时隙上利用改进的贪婪算法进行功率和比特分配；

C2、SS利用C1中的分配结果进行相应的调制和功率调整，将调制后的符号按照对应的波束成形向量进行加权，然后经过快速傅里叶逆变换IFFT、并串变换和添加前缀后发往BS。

6.根据权利要求1所述的基于波束成形的上行系统资源分配方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：

D1、接收端对接收到的数据首先进行串并变换和去除循环前缀，然后进行快速傅里叶变换FFT变换为频域符号，接收端对变换后的频域符号进行合并向量处理；

D2、利用接收到的功率和比特分配信息以及时隙分配信息解调出原始数据。

7.一种基于波束成形的上行系统资源分配装置，其特征在于，该装置包括自适应波束成形及子载波分配模块和功率和比特分配模块，其中， 

自适应波束成形及子载波分配模块根据信道状态信息，对各SS的各时隙上对MIMO信道矩阵进行特征值分解，得到对应的特征向量和特征值，选取最大的特征值和对应的特征向量组成各SS各时隙的信道功率增益矩阵H、矩阵H对应的发射端波束成形向量和接收端合并向量；通过BS控制信道、BS天线将波束成形向量和子载波分配信息发送到SS侧；

功率和比特分配模块根据BS发送的波束成形向量和子载波分配信息，进行功率和比特分配。