[发明专利]下行多用户MIMO的最大化等效信道增益乘积用户选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用户选择方法，具体涉及下行多用户MIMO的最大化等效信道增益乘积（maximum product of effective channel gains，简称MPECG）用户选择方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展以及人们对高数据传输速率的需求，无线频谱资源匮乏问题成为了众多学者关注的重点。多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Out-put，简称MIMO）技术由于其可以在保证高频谱利用率的同时实现高吞吐量而得到学者的广泛关注。在实现下行链路多用户MIMO传输中，技术的关键是保证多个用户能够同时传输信息，且彼此之间无干扰，因此有了预编码技术的提出。

脏纸编码（Destination Point Code，简称DPC）技术是最优的预编码方案，可以消除多用户间的干扰，并且已经有学者证明脏纸编码（DPC）处理下，实现的系统和容量最大。然而由于DPC的高复杂性，在实际系统中难以实现。为了在实际系统中应用，人们提出了一些低复杂度的次优方案，如研究最广泛的破零波束形成技术（ZFBF）。已经证明了，在接收终端数量很大时，ZFBF的性能与DPC相接近。

现有技术实现的主要方法是，设计每个用户的传输矢量，使其位于其他用户信道的零空间，以实现多用户间的干扰消除，设计可以通过求解用户的合成信道矩阵伪逆的方法来实现。在ZFBF实际的传输中，发送端有大量待传输用户的情况经常存在，由于同时服务的用户数不能超过发送天线数目，因此对用户选择技术的研究十分重要。用户选择技术以最大化系统和速率为目标，从待传输数据的用户中确定服务用户子集。通常完全搜索策略可以选出最优的用户子集，但运算量大限制了该策略的应用。为了实际应用的需要，学者们研究了一些低复杂度的次优策略，如半正交用户选择算法（SUS），连续注水算法（SWF）。这些方法极大的推动了MIMO传输技术的发展，但是在系统和速率提升和复杂度改进等方面仍然存在着改进空间。

发明内容

本发明为了解决现有通信技术系统容量低、复杂度高的问题，从而提出了下行多用户MIMO的最大化等效信道增益乘积用户选择方法。

下行多用户MIMO的最大化等效信道增益乘积用户选择方法，在信道传输中，基站有M根发送天线，接收端有N个用户终端，并且每个用户都配备单根接收天线，每个用户与基站之间的信道为h_i，

其中，M和N均为正整数，且M≤N；h_i表示第i个用户与基站之间的信道，i＝1,2,......,N；

下行多用户MIMO的最大化等效信道增益乘积用户选择方法包括下述步骤：

步骤一、初始化，Ψ_k={1,2,...,N}，k＝0；

其中，k表示迭代次数，k＝0,1,......,N；Ω_k表示第k次迭代后被选择的用户集；Ψ_k表示第k次迭代之后可选用户集，

步骤二、根据公式（30）开始第一次迭代，

k=k+1        (30)

选取信道增益最大的用户，计算在第一次迭代后的联合信道矩阵H(Ω_k)、被选择的用户集Ω_k和可选用户集Ψ_k；

步骤三、根据公式（30）开始第k次迭代，根据公式（35）计算第k-1次迭代之后可选用户集Ψ_k-1中的每个用户和k-1次迭代的联合信道矩阵组成的新的联合矩阵H(Ω_k，i)，H(Ω_k，i)表示第i个用户为被选的目标用户时，第k次迭代时的联合信道矩阵，

H(Ω_k，i)^T=[H(Ω_k-1)^Th_i^T]            (35)

根据公式（36）获取当选择第i个用户作为第k次迭代的用户时每个用户的有效信道增益γ_j(Ω_k，i)，γ_j(Ω_k，i)表示在信道矩阵H(Ω_k，i)中第j个用户的有效信道增益，