[发明专利]用于在MU-MIMO系统中增强用户选择的方法和装置

说明书

本申请提供了一种用户选择增强单元300、增强调度单元501’、多用户多输入多输出MU‑MIMO通信系统500和用于多用户多输入多输出MU‑MIMO通信系统500中的增强用户选择的方法100，所述方法包括以下步骤：确定101指示所述实际系统性能的至少一个系统操作值302；基于信干噪比SINR值，计算102要同时在所述系统中服务的用户设备UE的数量K*，其中基于所述至少一个系统操作值302，确定所述SINR值；并且将所述计算出的要服务的UE数量K*提供103给调度单元501，501’用以选择至少一个用户S。

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域。具体地，本申请描述了一种用于在多用户多输入多输出(MU-MIMO)通信系统中增强用户选择的方法和装置。提供了一种方法和/或系统，用于通过基于系统操作值确定要服务的最佳用户数，来增强MU-MIMO下行链路传输中的用户选择过程。本申请可以用于频分双工(FDD)和时分双工(TDD)系统。本公开的方面通常涉及无线通信系统，更具体地，涉及诸如被配置用于MIMO预编码/波束成形的多天线传输技术。本申请的特定实施例涉及用于MU-MIMO下行链路传输的用户组选择。

背景技术

在无线电中，MIMO通信是使用多个发射和接收天线来增加无线电链路的容量以利用多径传播的方法。MU-MIMO是用于无线通信的多输入和多输出技术的集，其中包括用户或无线终端的集，其每个利用一个或多个天线，进行彼此通信。MU-MIMO系统是一种关键使能技术，其中多天线基站(BS)同时与多个用户进行通信，该技术用于在宽带无线通信系统中提供显着增加的频谱效率和增强的链路可靠性。在MU-MIMO下行链路传输中，可以有利地利用通过多个天线提供的空间自由度，以通过空分多址(SDMA)方式同时调度多个用户来增强系统速率和。这种多址协议需要更复杂的调度策略和收发器方法，但不涉及任何带宽扩展。在空间多址中，所产生的用户间干扰由多个天线来处理，除了提供每条链路分集之外，还提供了在空间域中分离用户所需的自由度。

已经在包括LTE蜂窝网络、IEEE 802.11ac WLAN和WiMAX的最先进的无线网络标准中实现了MU-MIMO传输。在实际的MU-MIMO系统中，由于各种实际的限制和因素，包括设备尺寸、成本、功耗和计算能力，BS通常比用户设备(UE)配备更多的天线。在MU-MIMO技术(称为大规模的MIMO或大规模MIMO)的最新发展中，在BS处采用数百个天线，以便向数十个用户同时发送不同的数据流。

在MU-MIMO传输中出现的主要的根本性挑战是BS应如何选择要服务的用户集，以便优化某些所感兴趣的特定性能指标，例如速率和、加权速率和、基于QoS的指标等。最佳用户子集的选择取决于所采用的预编码方法，以及BS上可用的用户信道状态信息(CSI)。虽然脏纸编码(DPC)是理论上最优的非线性预编码方案，因为它实现了MU-MIMO下行链路信道的容量，但是实际上它的实施是非常复杂的。为此，工业界和学术界都经常采用线性预编码方案，例如，迫零波束形成(ZFBF)和块对角化(BD)。

在具有线性波束形成的MU-MIMO系统中，具有N_T个发射天线的BS只能服务于活跃用户(即，具有流量并请求访问介质的用户)总数中的多达K≤N_T个用户。K个用户的速率是相互耦合的，并且取决于它们的信道正交性以及其信道强度。找到最优(基数K的)用户集需要对所有可能的用户子集进行强力穷举搜索，当用户数量大时，其复杂度过高。为了确定所选择的用户子集，已经提出了几种次优的，主要是贪婪的用户选择算法。当使用准确的CSI执行MU预编码和用户选择时，传输方案通常可以通过信道矩阵求逆和投影，来消除用户间干扰。然而，在实际系统设置中，用户选择和预编码依赖于不完全CSI，例如，不完全信道估计、量化/延迟CSI、有限容量反馈链路(在FDD模式下)和校准误差(在TDD模式下)，不能完全消除用户间/流干扰，从而导致系统性能恶化。具体地，系统变得干扰受限，并且用于提高信噪比(SNR)的吞吐量饱和(天花板效应)。

即使当提供具有优良正交性的用户子集，现有技术的用户选择解决方案也不能优化系统性能，因为它们通常不能确定UE的最优数量以服务每个操作规程。