[发明专利]一种基于大尺度信道信息的多用户传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信信号处理技术领域，特别涉及一种基于大尺度信 道信息的多用户传输。

背景技术

多用户下行多天线系统的传输技术的研究是当前极为重要和活 跃的研究领域。由于在多用户下行多天线系统中，用户间难以合作， 需要基站获取完整的信道信息，以进行多用户联合预处理，消除用户 间干扰。因此，信道容量的提高取决于发端预处理，发端预处理的前 提条件是基站要已知各用户的完整信道信息。

在基站获取完整信道信息的情况下，一种称为破零预编码的多用 户预处理算法得到了广泛研究和工程实用。该方法要求每个用户的传 输信号在其他所有用户的信道矩阵的零空间中，以完全避免该用户对 其他用户的干扰。

在实际系统中，特别是高速移动的环境中，对于FDD系统，由于 巨大的反馈数据量以及反馈信道的延时和误差，对于TDD系统，由于 信道估计的延时和误差，基站很难得到所有用户的精确、瞬时的信道 信息。因此，基站具有不理想系统信道信息的情况下，下行多用户多 天线传输方法成为了研究的热点。

Primolevo G，Simeone O，Spagnolini U在Effects of Imperfect Channel State Information on the Capacity of Broadcast OSDMA-MIMO Systems一文中针对破零预编码下行多用户系统，具体研究了信道信 息存在误差对系统性能的影响；Webb M，Hunukumbure M，Beach M， 等人在The Effect of Computation and Feedback Delay on the Capacity of Multiuser MIMO Systems in a Small Outdoor Cell一文中通过仿真分 析了信道信息过时对破零预编码下行多用户系统性能的影响，但是他 们均没有给出解决方案；王红梅在时变信道条件下MIMO-OFDM系统 下行多用户传输技术研究一文中设计了鲁棒的破零预编码算法，以克 服信道信息不理想的影响。

然而，所用已有工作均没有从分析信道信息本身出发，具体研究 信道信息的特性，以寻求减少不必要信道信息的获取，降低系统复杂 度的方法。

发明内容

本发明提出了一种减少信道信息获取的多用户下行传输方法，复 杂度低，适用于实际系统。

并非所有用户的信道信息对系统性能都是至关重要的，对于无线 通信系统多天线多用户下行传输场景，由于用户在空间离散分布，用 户到基站的大尺度信道信息存在差异。进一步用户间的干扰关系将存 在差异性，即部分用户间的干扰是可以忽略的，而只有部分用户间的 干扰极大地危害系统性能，需要消除。则基站仅需要获取那些受干扰 影响较强的用户的信道信息，不再需要那些受干扰影响较弱的用户的 信道信息。

本发明的目的是针对基站配置多天线，用户配置单天线的系统提 供一种基于大尺度信道信息的多用户传输方法，所述方法包括：

基站获取系统中给定时频资源块上所有用户的大尺度信道信息；

根据所述大尺度信道信息进行多用户功率控制，使得各用户具有 相同的接收信噪比；

根据所述大尺度信道信息计算得到每一用户对其他所有用户的 干扰系数；

以及，根据所述干扰系数对多用户执行预处理并在给定时频资源 块上传输多用户信号。

其中，所述多用户是指通过用户调度算法分配在一个给定的时频 资源块上的已分配用户；

其中，所述用户调度算法包括轮询调度、比例公平调度；

其中，用户n对用户m的干扰系数定义为：l_m²/l_n²，其中，l_m， l_n分别为用户m和用户n与基站间的大尺度信道信息；

进一步地，所述根据所述干扰系数对多用户执行预处理并在给定 时频资源块上传输多用户信号的步骤进一步包括：

将用户排序为用户1、用户2、......、用户K；

建立不需要获取信道信息的用户集合，初始化为包括所有用户；

依次针对每一个用户，比较其和不需要获取信道信息的用户集合 中的用户的干扰系数，当干扰系数大于给定门限值时，将被比较用户 从不需要获取信道信息的用户集合中删除；