[发明专利]多用户MIMO通信系统中基于用户反馈的调度方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线多用户MIMO通信系统中的基于用户反馈的调度方法和装置，更具体的讲，涉及在无线多用户MIMO通信系统中，利用用户的反馈信息改善因发射机端非理想的信道状态信息(CSI)造成多用户MIMO性能下降的基于用户反馈的调度方法和装置

背景技术

近年来，多天线多输入和多输出(MIMO)技术因其可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率而受到许多关注。MIMO系统的最大容量或容量上限随收发端最小天线数的增加而线性增加。而在同样条件下，在接收端或发射端采用多天线或天线阵列的普通智能天线系统，其容量仅随天线数的对数增加而增加。相对而言，MIMO技术对于提高无线通信系统的容量具有极大的潜力。

多用户多输入多输出(MU-MIMO)技术能够提高系统容量，即使在用户单天线的情况下也能够支持多用户，并且仍然保持MIMO系统的优点，因而得到广泛关注。在MU-MIMO系统中，每个用户必须独立地对其消息进行解码，而不能与其它用户联合操作。因此，与单用户多输入多输出(SU-MIMO)系统相比，MU-MIMO的发送过程变得较复杂。

为了解决该问题，MU-MIMO采用了多用户预编码技术来控制并完全避免用户间的同道干扰(CCI)，使得每个用户不受其它用户的干扰，或只受到有限的干扰。

为了完全避免CCI，在发送端处需要所有用户的全部信道状态信息，而在现实的系统要获得所有用户的全部信道状态信息是不切实际的。实际上，在发送端很难获得全部CSI，而总是使用非理想的CSI来代替。由于在发送端的非理想CSI，发送端不能产生与多用户信道准确匹配的多用户预编码矩阵。这样的失配使得即使在发送端采用迫零型预编码算法，也会在用户间残留CCI。残留的CCI的平均功率随着总发送功率的增长而增长。在接收端，残留CCI难以通过诸如最大似然(ML)或最小均方差(MMSE)检测之类的普通干扰抑制方法来抑制，因此会大大限制MU-MIMO的性能，特别是在高信噪比(SNR)的情况下更是如此。

据观察得知，残留CCI的功率随着多用户MIMO系统同时服务的用户数的增加而增加。这意味着减少多用户MIMO系统同时服务的用户数将减小残留CCI，从而又可能带来总容量的提高。本发明基于之一观察，提出了一种通过在用户端测量残留CCI功率来调整多用户MIMO系统同时服务的用户数的调度方法，借此来提高多用户MIMO系统在发送端CSI不准确时的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种在无线多用户MIMO通信系统中利用用户反馈来调度用户的方法和装置，能够根据用户的反馈，在认为有利的情况下通过减少所述多用户MIMO系统同时服务的用户的数量，来提高系统容量。

根据本发明的一个方面，提供一种在无线多用户MIMO通信系统中利用用户反馈来调度用户的方法，包括步骤：基站选择用户和模式，即选择哪些用户将在多用户MIMO传输中同时接受服务及每个被选择的用户分配到的数据流数，并将所选的用户和模式作为调度结果，根据所获得的调度结果，为所选的用户产生预编码矩阵；将预编码矩阵与用户数据流相乘，产生预编码后的数据序列；为所选的用户产生导频信号，并将所产生的导频信号与所产生的预编码数据序列一起发送到用户端；用户端接收所述导频信号，并从导频信号中估算信号功率，用户间干扰功率，并估计噪声功率；根据获得的信号功率，用户间干扰功率，和噪声功率决定是否需要减少所述多用户MIMO系统同时服务的用户的数量，并将决定结果反馈给所述基站；和所述基站根据接收的反馈结果，调节所述多用户MIMO系统同时服务的用户的数量。(此段与独立权利要求1对应，待确定该权利要求后修改此段)

根据本发明的另一个方面，提供一种在无线多用户MIMO通信系统中的基站，所述基站利用用户反馈来调度用户，所述基站包括：调度器，用于选择用户和模式，即选择哪些用户将在多用户MIMO传输中同时接受服务及每个被选择的用户分配到的数据流数，和根据用户端反馈的结果调节所述多用户MIMO系统同时服务的用户数量；预编码矩阵产生器，用于根据调度结果，为所选的用户产生预编码矩阵；预编码器，用于把预编码矩阵与用户数据流相乘来产生预编码后的数据序列；发射信号产生器，用于通过通信信道将导频信号与预编码数据序列一起发送到用户端。(此段与独立权利要求8对应，待确定该权利要求后修改此段)