[发明专利]多输入多输出通信系统中的多用户下行传输模式切换方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，特别是涉及一种多输入多输出通信系统中的多用户下行传输模式切换方法。

背景技术

为了适应新一代移动通信系统中日益增长的高速数据业务速率的需要，采用多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)无线传输技术可以充分挖掘空间资源，提高频谱利用率和功率效率，在实现高速率传输的同时缓解无线频谱资源日趋紧张的问题，从而成为新一代移动通信标准3GPP LTE-Advanced(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution，第三代合作伙伴计划的长期演进高版本)研究的关键所在。多用户MIMO技术通过多用户空分复用可以获得更高的系统和容量，近年来在理论界和工业界都得到广泛的重视。传统的多用户MIMO技术研究主要集中在假设基站端知道用户的瞬时信道状态信息的情况。在实际中，由于信道估计误差，信道量化误差，反馈时延等因素，使得基站端获取的瞬时信道状态信息往往不准确。当瞬时信道状态信息不准确度过大时，多用户MIMO传输会受到多用户干扰的严重影响，使得其可达和速率降低，甚至会低于单用户MIMO传输的可达速率。

另一方面，信道的统计特性相对于瞬时信道状态信息变化较慢，可以认为基站端可以获得较为准确的统计信道状态信息。在基站获取的瞬时信道状态信息误差较大时，可以仅利用统计信道状态信息进行单用户或多用户MIMO传输。理论研究表明，当信道相关度足够大时，利用统计信道状态信息的多用户传输可达到与利用瞬时信道状态信息的多用户传输相当的可达速率；如果基站获取的瞬时信道状态信息误差较大，利用相对准确的统计信道状态信息进行传输可以获得更高的系统可达速率。另外，在不同的信噪比下，利用统计信道状态信息的多用户和单用户传输之间也关于信道相关程度存在着切换关系。基于如上所述的背景，本发明给出一种在多输入多输出通信系统中的多用户下行传输模式切换方法。

发明内容

技术问题：本发明提供一种多输入多输出通信系统中的多用户下行传输模式切换方法，可以根据用户反馈及基站获取的信道信息对各用户传输模式进行动态配置，从而保证通信系统在各种信道条件下的性能，有效提高系统的可达速率。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了一种多输入多输出通信系统中的多用户下行传输模式切换方法，该系统包括一个基站和N个用户终端，N为自然数，整个下行传输过程分为若干个传输时段；在每个传输时段末，基站从各用户终端获取接收信噪比，用户终端移动速度以及统计信道状态信息，基站通过所述信息将所有用户按照其各自的最优传输模式进行分组；在下一传输时段，基站对各组用户分别采用相应的最优传输模式进行传输；该方法具体包括以下步骤：

步骤一、在各传输时段末，基站获取用户k的信噪比γ_k，移动速度v_k，以及该用户在该传输时段内的统计信道状态信息，k＝1KN；

步骤二、基站根据步骤一中所获得的统计信道状态信息，计算用户k的信道相关度χ_k，并结合步骤一中所得反馈的信噪比γ_k和移动速度v_k的信息，估计其瞬时信道状态信息不准确度α_k；

步骤三、对于用户k，基站通过将其瞬时信道状态信息不准确度α_k，信噪比γ_k及信道相关度χ_k与预先设定的阈值相比较，确定其能使系统吞吐率最大化的最优传输模式；

对所有用户，按照其各自的最优传输模式分为利用瞬时信道状态信息和利用统计信道状态信息两大类；利用瞬时信道状态信息，以下记为模式类A，利用统计信道状态信息，以下记为模式类B；对于利用瞬时信道状态信息的用户，又分为顺瞬时信道单用户和瞬时信道多用户两个传输模式组，瞬时信道单用户以下记为模式A.1，瞬时信道多用户以下记为模式A.2；对于利用统计信道状态信息的用户，同样分为统计信道单用户和统计信道多用户两个传输模式组，统计信道单用户以下记为模式B.1，统计信道多用户以下记为模式B.2；

步骤四、在下一传输时段，对于步骤三中所述模式类A内的用户，在每一传输时刻反馈其瞬时信道状态信息并进行相应的单用户或多用户预编码传输；对于步骤三中所述模式类B内的用户，利用步骤一中所获取的统计信道状态信息进行相应的单用户或多用户预编码传输；