[发明专利]一种基于GRMES迭代的均等功率用户调度方法有效

专利信息
申请号: 201811043385.4 申请日: 2018-09-07
公开(公告)号: CN109120317B 公开(公告)日: 2021-06-15
发明(设计)人: 黄学军;章笛;黄秋实 申请(专利权)人: 南京邮电大学
主分类号: H04B7/0413 分类号: H04B7/0413;H04B7/0456;H04W72/12
代理公司: 南京正联知识产权代理有限公司 32243 代理人: 王素琴
地址: 210003 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 grmes 均等 功率 用户 调度 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于GRMES迭代的均等功率用户调度方法,应用于采用MMSE预编码方式实现用户信号增强和干扰消除功能的大规模MIMO系统上,方法先设定大规模MIMO系统中用户的信道特性H,并基于信道特性H采用GMRES迭代算法计算MMSE预编码方式的编码矩阵W;再设定大规模MIMO系统中用户对功率传输的期望速率RE,结合期望速率RE和信道特性H计算各用户所需的最低功率协方差矩阵P;按从大到小方式对各用户的最低功率协方差矩阵P排序得到集合P′,设定用户组数G,并按最小方差标准依次在每一用户组数G中置入预设用户;根据SIC叠加编码的约束条件对置入预设用户的各用户组数G调整,获得最低分组功率方差基于约束条件修正所述编码矩阵W;本发明可保证大规模MIMO系统中用户各分组的总功率相等。

技术领域

本发明属于用户功率调度技术领域,应用与大规模MIMO(Multiple-InputMultiple-Output,多输入多输出系统)系统,尤其涉及一种基于GRMES(Generalizedminimum residual error method,广义最小残留误差)迭代的均等功率用户调度算法。

背景技术

大规模MIMO被公认为5G移动通信的关键技术之一,能够满足系统高容量,高能效和高用户体验吞吐量等需求。在相同时频资源下,大规模MIMO通过基站发射端配备的大量天线,利用高空间自由度干扰消除和调度更多的用户从而提升系统性能。作为大规模MIMO中的关键技术之一的预编码技术,是进一步提升系统性能和减小干扰的重要方式。由于天线数目和信道硬化效应的影响,使得非线性预编码较高的复杂度难以被应用,通常都采用线性预编码的方式消除干扰和提高系统容量。用户的调度问题在大规模MIMO中是一个重要的研究课题,用户调度算法的好坏会直接影响系统的有效资源整合,且用户调度方案本身是一个非确定性多项式问题。传统的调度算法通常有:随机用户调度,正交用户调度算法,行列式用户调度算法等。但是对于大规模MIMO而言,直接应用其中部分调度算法会产生较高的计算复杂度。因此设计一个简单有效,同时又需要确保用户的公平性的情况下,尽可能提升系统的和速率或者尽可能减小基站的功耗的调度方案就显得尤为重要。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了一种基于GRMES迭代的均等功率用户调度方法,该方法简单有效,功耗低且便于大规模MIMO系统的接收端检测,用以解决传统调度方法中计算繁杂、功耗高和系统处理速率慢的问题,具体技术方案如下:

一种基于GRMES迭代的均等功率用户调度方法,应用于大规模MIMO系统,所述大规模MIMO系统采用MMSE预编码方式实现用户信号增强和干扰消除功能,所述调度方法包括步骤:

S1、设定所述大规模MIMO系统中用户的信道特性H,并基于所述信道特性H采用GMRES迭代算法计算所述MMSE预编码方式的编码矩阵W;

S2、设定所述大规模MIMO系统中用户对功率传输的期望速率RE,结合所述期望速率RE和所述信道特性H计算各用户所需的最低功率协方差矩阵P;

S3、按从大到小方式对各用户的所述最低功率协方差矩阵P排序得到集合P′,设定用户组数G,并按最小方差标准依次在每一所述用户组数G中置入预设用户;

S4、根据SIC叠加编码的约束条件对置入预设用户的各所述用户组数G调整,获得最低分组功率方差

S5、基于所述约束条件采用正交化处理修正所述编码矩阵W。

作为优选,所述大规模MIMO系统内构建有环状信道模型,所述环状信道模型中由公式表示第k个用户的信道参数,其中,m,p表示基站中指定的两根天线,△表示角度拓展量,D(m-p)指天线m带天线,θ表示用户相对于基站的方位角。

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