一種上行mu-mimo系統中的用戶設備配對方法

2023-06-10 12:41:06 1

一種上行mu-mimo系統中的用戶設備配對方法
【專利摘要】本申請公開了一種上行多用戶多輸入多輸出（MU-MIMO）系統中的用戶設備配對方法，該方法包括：將給定小區中的任一個用戶設備作為第一用戶設備，選擇該小區中滿足如下條件的第二用戶設備與第一用戶設備配對：條件a：與第一用戶設備的信噪比的差值小於第二閾值；條件b：與第一用戶設備的到達角的差值大於第三閾值。通過應用本申請技術方案，可以取得較好的MU-MIMO配對效果。
【專利說明】—種上行MU-MIMO系統中的用戶設備配對方法

【技術領域】
[0001]本申請涉及移動通信【技術領域】，尤其涉及一種上行多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)系統中的用戶設備配對方法。

【背景技術】
[0002]對於上行多用戶多輸入多輸出(MU-MMO)，每一個用戶設備(UE)均發送一個數據流，通過動態的將兩個單天線發送的UE配成一對(Pairing),進行虛擬的MIMO (V-MIMO)發送，這樣2個MMO信道具有較好正交性的UE可以共享相同的時頻資源，從而提高上行系統的容量。從接收機來看，這同單用戶多天線傳輸是一致的，可以使用與單用戶多輸入多輸出(SU-MIMO)類似的處理方法。
[0003]圖1a所示為傳統的SU-MMO系統中的信號傳輸，圖1b所示為MU-MM0系統中的信號傳輸。從圖中可以看出，SU-MIMO中所有的MIMO信號都是來自同一用戶設備的天線，而對於MU-MM0，信號是來自不同的用戶設備，由於用戶設備的體積限制，MU-MIMO相比SU-MMO更容易獲得信道之間的獨立性，可獲得多用戶設備分集增益。上行MU-MMO可以在不增加用戶設備硬體成本的基礎上，提高系統吞吐量。
[0004]在MU-MMO系統中，配對的兩個用戶設備佔用相同的時頻資源，通過信道的空間特性實現多址傳輸。在條件合適的場景下，上行多用戶設備MMO相比單用戶設備的情況，其吞吐量可以翻倍。對於上行MU-MMO系統，其核心就是用戶設備配對，因此在小區中快速有效的選出符合要求的配對用戶設備，是MU-MIMO實現的關鍵。
[0005]現有技術中的一種隨機用戶設備配對算法，其基本思想就是:對於信道衝激響應較高的用戶設備，基站將子信道分配給第一個MU-MMO用戶設備，並隨機挑選另一用戶設備作為第二個MU-MMO用戶設備，為這兩個用戶設備分配不同的正交導頻，實現上行MU-MIM0。隨機配對算法的優點是實現簡單，UE子信道分配靈活，可以在不增加用戶設備天線數目的情況下，取得與多天線相似的性能。但是隨機配對算法沒有考慮配對用戶設備的信道獨立性，可能帶來較大幹擾，性能上會受到一定的損失。


【發明內容】

[0006]本申請提供了一種上行MU-MMO的用戶設備配對方法，考慮到用戶設備的信道獨立性，能夠取得較好的性能增益。
[0007]本申請實施例提供的一種上行MU-MMO系統中的用戶設備配對方法，包括:
[0008]將給定小區中的任一個用戶設備作為第一用戶設備，選擇該小區中滿足如下條件的第二用戶設備與第一用戶設備配對:
[0009]條件a:與第一用戶設備的信噪比的差值小於第二閾值；
[0010]條件b:與第一用戶設備的到達角的差值大於第三閾值。
[0011]較佳地，所述第一用戶設備和第二用戶設備進一步滿足如下條件:第一用戶設備與第二用戶設備的信噪比均大於第一閾值。
[0012]較佳地，該方法包括:
[0013]步驟A、從給定小區的所有激活用戶設備中，篩選出信噪比大於第一閾值的用戶設備組成候選的配對用戶設備集合；
[0014]步驟B、從候選的配對用戶設備集合中，任選一個尚未執行過步驟C的用戶設備作為第一用戶設備；若不存在這樣的用戶設備，則結束本流程；
[0015]步驟C、判斷候選的配對用戶設備集合中，是否存在尚未配對且未與第一用戶設備進行步驟D中判斷的用戶設備，若是，選擇一個滿足上述條件的用戶設備作為第二用戶設備；否則返回步驟B ；
[0016]步驟D、判斷第一用戶設備與第二用戶設備的信噪比的差值是否小於第二閾值，若是，執行步驟E ;否則，返回步驟C ;
[0017]E、判斷第一用戶設備與第二用戶設備的信噪比的差值是否大於第三閾值，若是將第一用戶設備與第二用戶設備配對，否則返回步驟C。
[0018]從以上技術方案可以看出，將具有相近信道條件和空間相關性較低的兩個用戶設備進行配對，可以取得較好的MU-MMO配對效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1a為傳統的SU-MIMO系統中的信號傳輸不意圖；
[0020]圖1b為MU-MIMO系統中的信號傳輸不意圖；
[0021]圖2為本申請實施例提供的上行MU-MMO系統的用戶設備配對方法流程示意圖。

【具體實施方式】
[0022]本申請提供的上行MU-MMO的配對方法基於如下原則:
[0023](I)、要求參與配對的用戶設備具有相近的信道條件，避免兩個用戶設備信道質量相差很大，使得信號較好的用戶設備對信號較弱的用戶設備造成較大的幹擾。
[0024](2)、由於在MU-MMO系統中，兩個用戶設備佔用相同的時頻資源，期望兩個用戶設備信道的空間相關性較低，以便能夠實現空間多址傳輸。
[0025](3)、在滿足上述兩個原則的基礎上，期望參與MU-MMO配對的用戶設備信道條件較為良好，可以考慮把用戶設備的信噪比(SNR)作為一個選擇條件。原則(3)為可選。
[0026]因此，本申請方案提供的配對方法中，對於給定小區中的任一個用戶設備作為第一用戶設備，選擇該小區中滿足如下條件的第二用戶設備與第一用戶設備配對:
[0027]條件a:與第一用戶設備的到達角的差值大於第二閾值；
[0028]條件b:與第一用戶設備的信噪比差值為滿足條件a的所有用戶設備中最小。
[0029]較佳地，所述第一用戶設備和第二用戶設備進一步滿足如下條件:第一用戶設備與第二用戶設備的信噪比均大於第一閾值。
[0030]為使本申請技術方案的技術原理、特點以及技術效果更加清楚，以下結合具體實施例對本申請技術方案進行詳細闡述。
[0031]本申請實施例提出了一種上行MU-MMO系統的用戶設備配對方法，包括如下基本步驟:
[0032]步驟A、從給定小區的所有激活用戶設備中，篩選出信噪比大於第一閾值的用戶設備組成候選的配對用戶設備集合；
[0033]步驟B、從候選的配對用戶設備集合中，任選一個尚未執行過步驟C的用戶設備作為第一用戶設備；若不存在這樣的用戶設備，則結束本流程；
[0034]步驟C、判斷候選的配對用戶設備集合中，是否存在尚未配對且未與第一用戶設備進行步驟D中判斷的用戶設備，若是，選擇一個滿足上述條件的用戶設備作為第二用戶設備；否則返回步驟B ；
[0035]步驟D、判斷第一用戶設備與第二用戶設備的信噪比的差值是否小於第二閾值，若是，執行步驟E ;否則，返回步驟C ;
[0036]E、判斷第一用戶設備與第二用戶設備的信噪比的差值是否大於第三閾值，若是將第一用戶設備與第二用戶設備配對，否則返回步驟C。
[0037]上述閾值的實際取值需要根據仿真和實際應用場景而定，第一閾值和第二閾值都是信噪比dB值；第三閾值為角度。
[0038]本申請實施例提供的上行MU-MMO系統的用戶設備配對方法流程如圖2所示，包括如下步驟:
[0039]步驟201:判斷小區A中每個激活用戶設備的SNR是否大於設定的閾值thresholdl,如果SNR大於閾值,則該用戶設備進入配對用戶設備候選集合；否則,該用戶設備不進入候選集合。
[0040]步驟202:對候選集合的用戶設備按照SNR從大到小進行排列，記作Un，n=l，2，…，No同時,初始化參數i=l, j=i+l。
[0041]步驟203:如果i等於N，則結束；否則，從配對用戶設備候選集合中選擇一個用戶設備i。
[0042]步驟204:判斷該用戶設備i是否已配對，如果是，i++，重複步驟203 ;否則，進入步驟205。
[0043]步驟205:如果j大於N，則i++，j=i+l，重複步驟203 ;否則，從候選集合中選擇一個用戶設備j。
[0044]步驟206:判斷該用戶設備j是否已配對，如果是，則j++，重複步驟205 ;否則，進入步驟207。
[0045]步驟207:比較用戶設備i和用戶設備j的SNR差值是否小於設定的閾值threshoId2,如果小於該閾值,則這兩用戶設備適合配對,進入步驟208 ;否則,兩用戶設備不適合配對，j++，重複步驟205。
[0046]步驟208:比較用戶設備i和用戶設備j的AOA差值絕對值是否大於設定的閾值threShold3，如果大於該閾值，執行步驟209 ;否則，兩用戶設備配對失敗，j++，重複步驟205。
[0047]步驟209:兩用戶設備配對成功，並標記用戶設備i和用戶設備j已配對，i++,j=i+l，重複步驟203。
[0048]以上所述僅為本申請的較佳實施例而已，並不用以限制本申請的保護範圍，凡在本申請技術方案的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請保護的範圍之內。
【權利要求】
1.一種上行多用戶多輸入多輸出MU-MMO系統中的用戶設備配對方法，其特徵在於，該方法包括: 將給定小區中的任一個用戶設備作為第一用戶設備，選擇該小區中滿足如下條件的第二用戶設備與第一用戶設備配對: 條件a:與第一用戶設備的信噪比的差值小於第二閾值； 條件b:與第一用戶設備的到達角的差值大於第三閾值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述第一用戶設備和第二用戶設備進一步滿足如下條件:第一用戶設備與第二用戶設備的信噪比均大於第一閾值。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，該方法包括: 步驟A、從給定小區的所有激活用戶設備中，篩選出信噪比大於第一閾值的用戶設備組成候選的配對用戶設備集合； 步驟B、從候選的配對用戶設備集合中，任選一個尚未執行過步驟C的用戶設備作為第一用戶設備；若不存在這樣的用戶設備，則結束本流程； 步驟C、判斷候選的配對用戶設備集合中，是否存在尚未配對且未與第一用戶設備進行步驟D中判斷的用戶設備，若是，選擇一個滿足上述條件的用戶設備作為第二用戶設備；否則返回步驟B; 步驟D、判斷第一用戶設備與第二用戶設備的信噪比的差值是否小於第二閾值，若是，執行步驟E ;否則，返回步驟C ; E、判斷第一用戶設備與第二用戶設備的信噪比的差值是否大於第三閾值，若是將第一用戶設備與第二用戶設備配對，否則返回步驟C。
【文檔編號】H04L5/00GK104378146SQ201310357654
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年8月16日 優先權日:2013年8月16日
【發明者】馮紹鵬, 呂伯軒, 王麗 申請人:普天信息技術研究院有限公司