[发明专利]一种基于大尺度信道信息的多小区协作下行传输用户配对方法

说明书

(一)技术领域

本发明一种基于大尺度信道信息的多小区协作下行传输用户配对方法，它涉及协作多点传输系统的下行传输用户分组方法。属于移动通信、无线通信技术领域。 

(二)背景技术

协作多点传输(Coordinated Multi-Point，CoMP)能充分利用多基站、多用户和多天线资源提高小区平均吞吐量和小区边缘吞吐量，以达到IMT-A(International Mobile Telecommunications-Advanced，先进的国际移动通信)高频谱利用率的要求。 

在协作多点传输系统中，多个小区需要共同决定各自的哪些用户可以占用相同的时频资源，并共同接受多点协作传输服务，即用户配对问题。 

最简单的一种用户配对方法为随机用户配对，即相互协作的每个小区每次随机从自己所服务用户中挑选一个出来，然后将这些小区随机挑选的用户作为一个用户组合，占据相同的时频资源，并共同接受协作服务。 

最优的用户配对方法是在每个时刻，多个小区根据所有用户的瞬时信道信息，遍历所有可能的用户组合，挑选出最优的用户组合，性能评价指标可以是系统公平性或是系统和数据率等等。但这种方法复杂度太高，基站间需要交互的信息量也太大。若N个小区共同协作，每个小区内包含K个用户，每个小区各自挑选出1个用户，组成1个包含N个用户的用户组合，则最优方法的搜索空间为K^N。可见寻找这种最优的用户组合计算复杂度相当高，几乎不可能实现。 

文献“Marsch and G.Fettweis，“A Framework for Optimizing the DownlinkPerformance of Distributed Antenna Systems under a Constrained Backhaul”，in Proc.ofthe 13th European Wireless Conference(EW’07)，Apr.1-4，Paris，France，2007.”提出一种基于“隔离程度”的用户配对方法，利用大尺度信道信息对用户进行配对分组。在该方法中，所有用户根据大尺度信道信息计算自己的接收端平均信干比(SIR)。各基站获得本小区内所有用户的大尺度SIR后，按照该参数由大到小的顺序对用户进行排序，每个小区内大尺度SIR最强的用户分为一组，大尺度SIR次强的用户分为一组，……，大尺度SIR最弱的用户分为一组。这种方法实现简单，每个小区只要向另外N-1个小区共享K个标量值，并且用户分组过程 不需要进行遍历搜索。 

我们的分析表明，上述文献中这种用户配对方案与随机用户配对相比，会使系统边缘用户性能受损，降低系统的公平性。 

目前关于CoMP系统中的用户配对组合问题尚没有其他可行方案，以上三种用户配对方案各有优缺点，亟需有一种低复杂度且能够保证一定公平性的用户配对分组方案。本发明的提出基于“新一代宽带无线移动通信网科技重大专项：IMT-Advanced协作多点传输技术研发”(工信部20092X03003-003)的支持。 

(三)发明内容

1、目的 

本发明的目的是提供一种利用大尺度SIR进行用户分组提高用户公平性的方法，它通过分析CoMP协作下行传输信道的非对称性对迫零波束形成方案(即ZF-BF)等线性预编码平均输出信噪比的影响，该方法与随机用户配对以及上述文献中的方法相比，可以在几乎不损失小区平均吞吐量的前提下，明显提升小区边缘频谱效率。 

2、技术方案 

我们在多小区协作下行传输中将任一户与其他小区中大尺度SIR较强的用户分在一组时都会提高性能，而上述文献中“强强”“弱弱”用户配对方法只能提高性能已经很好的用户。而在实际的蜂窝系统中，更迫切需要提升性能的是处于小区边缘、大尺度SIR较低的用户。基于以上分析，我们提出一种大尺度SIR进行“强弱搭配”的配对分组方法。 

本发明一种基于大尺度信道信息的多小区协作下行传输用户配对方法，是一种利用大尺度SIR进行用户配对提高用户公平性的方法，该方法具体步骤如下： 

步骤一：根据用户大尺度信干比即SIR对用户进行排序 

首先，所有用户统计各自大尺度SIR并上报所在小区服务基站，各基站按照大尺度SIR值由强到弱的顺序对所服务用户进行排序。