上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法
2023-09-13 19:38:35
專利名稱：：上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法
技術領域：
：本發明屬於無線通信
技術領域：
，特別涉及一種上行多用戶多入多出系統中(MIM0)的用戶配對方法。
背景技術：
：在上行多用戶多入多出(MIM0)系統中，用戶終端的功率放大器的配置和上行用戶的吞吐量受限於信道帶寬是兩個非常實際的問題。為了減輕這些問題的負面影響，現有的一種解決方案是，允許兩個用戶在同一個資源塊中傳輸數據，每個用戶只有一根傳輸天線。在這個方案中，一個非常重要的過程就是用戶配對。如今，已經湧現了一些可以提高上行多用戶多入多出(MIM0)系統性能的配對方案。在3GPPLTE會議中，北電(Nortel)提出了隨機用戶配對和正交用戶配對兩種方案。隨機用戶配對根據輪叫調度算法(RoundRobin)選擇第一個配對用戶，然後再隨機選擇與第一個用戶配對的第二個用戶。正交用戶配對則仍然根據輪叫調度算法(RoundRobin)選擇第一個配對用戶，然後再根據正交方程或者行列式方程來選擇與第一個用戶配對的第二個用戶。北電(Nortel)假設//是第/7個子載波的空間復用信道，並且定義2x2多入多出(MIM0)信道如下-,1,2(1)式(1)中上標V表示共軛轉置。2x2多入多出(MIM0)的正交方程如下:&04)表示為矩陣/\的跡。2x2多入多出(MIM0)的行列式方程如下化,(3)中")detC4)表示為矩陣/\的行列式。1>，^可以表示為配對用戶^和&在第n個子載波上的正交方程或者行列式方程，平均￡>，^的計算如下W表示為被分配給配對用戶A,和&的子載波的數目。正交用戶配對方法根據輪叫調度(RoundRobin)選擇第一個用戶&，然後根據忑^的最大值，來選擇與第一個用戶配對的第二個用戶&。高通(Qualcomra)根據比例公平算法選擇第一個用戶，再根據兩個配對用戶的最大開環容量來選擇第二個用戶。本發明的目的在於提供一種上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法。為達上述目的，本發明釆用如下技術方案一種上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法，包括以下步驟1)根據比例公平算法選擇第一個用戶A;2)根據雙比例公平算法選擇第二個用戶m。其中，所述步驟l)中根據比例公平算法選擇第一個用戶/C具體方法為formulaseeoriginaldocumentpage4其中，Z)及C,(")表示為用戶/f在時間"可以達到的瞬時數據傳輸率，A(")表示為低通濾波後用戶/f的平均數據傳輸率。其中，所述步驟2)中根據雙比例公平算法選擇第二個用戶m具體方法為formulaseeoriginaldocumentpage4其中，當配對用戶數大於等於3時，在所述步驟2)之後還包括以下步驟3)根據多比例公平算法選擇第W個用戶。所述步驟3)中根據多比例公平算法選擇第W個用戶具體方法為A/=argmax[Pw(")}其中W表示為第A/個配對用戶，假設/V-7個配對用戶已根據雙比例公平算法或多比例公平算法選出。本發明在平均每個用戶的頻譜效率和數據傳輸率的公平度之間取得一個很好的平衡。能夠以較低的平均每個用戶的頻譜效率的損失換來更大的數據傳輸率公平度的增益。具體實施方式實施例一一種上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法，包括以下步驟1)根據比例公平算法(PF)選擇第一個用戶/c:/c二argmax"(w))(6)其中，&表示為所選擇的第一個用戶，Z)及G(w)表示為用戶/f在時間n，可以達到的瞬時數據傳輸率。A(")表示為在低通濾波後用戶k的平均數據傳輸率。在計算第一個用戶k的瞬時數據傳輸率時，可以分別考慮有用戶間的幹擾和無用戶間的幹擾兩種情況。2)根據雙比例公平算法選擇第二個用戶m這種情況下，與第一個用戶配對的用戶m根據提出的雙比例公平算法來選擇，算法如下=argmax{_Pm(w)}(8)其中，m表示根據配對原則所選擇的第二個用戶，D及Cm(")表示為用戶m在時間/，可以達到的瞬時數據傳輸率。i^(/7)表示為低通濾波後用戶/n的平均數據傳輸率。在第二個用戶對第一個用戶沒有幹擾的情況中，假設在接受端連續幹擾消除(SIC)和最小均方誤差(MMSE)檢測可以完全抑制第二個用戶對第一個用戶的幹擾。實施例二對於多個用戶(大於等於3)在相同的資源塊中傳輸數據時，可以使用類似於雙比例公平配對算法的多比例公平配對算法來選擇配對用戶。即在實施例一的基礎上，增加步驟3)根據多比例公平算法選擇第W個配對用戶，具體描述如下根據多比例公平算法找出所配對的第W個配對用戶=-，W=argmax{i>w(")}其中W表示為第W個配對用戶(假設W-1個配對用戶已根據雙比例公平算法或多比例公平算法選出)。在仿真環境中，我們假設兩個用戶在相同的資源塊中傳輸數據。為了仿真不同位置的用戶，我們把一個小區內的12個用戶平均分成三組，每一組在接受端的平均信噪比分別為5dB,10dB和15dB。然後我們根據不同的配對準則再選取兩個用戶組成2x2上行多用戶多入多出(MIM0)系統。具體的參數設置見表l，仿真結果見表2。表1仿真參數的設置tableseeoriginaldocumentpage6表2各個方案的頻譜效率和公平度的比較tableseeoriginaldocumentpage7表2中，雖然高通的方案能取得最大的平均用戶的頻譜效率，但是數據傳輸率的公平度非常的差。而本發明的方案可以在平均每個用戶的頻譜效率和數據傳輸率公平度之間取得一個很好的平衡。從表中可以看出，本發明與高通(Qaulcomm)的方案相比，本發明的方案僅以約6%平均每個用戶的頻譜效率的損失換來了約30%的數據傳輸率公平度的增益。權利要求1、一種上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法，其特徵在於包括以下步驟1)根據比例公平算法選擇第一個用戶k；2)根據雙比例公平算法選擇第二個用戶m。2、根據權利要求l所述的上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法，其特徵在於所述步驟l)中根據比例公平算法選擇第一個用戶/C具體方法為、；/c=argmax"}其中，Z)iCk(W)表示為用戶/f在時間/7可以達到的瞬時數據傳輸率，A(")表示為低通濾波後用戶/f的平均數據傳輸率。3、根據權利要求2所述的上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法，其特徵在於所述步驟2)中根據雙比例公平算法選擇第二個用戶m具體方法為";[A(")+禮(")]/w二argmax(戶加(w》。4、根據權利要求3所述的上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法，其特徵在於當配對用戶數大於等於3時，在所述步驟2)之後還包括以下步驟3)根據多比例公平算法選擇第A/個用戶。5、根據權利要求4所述的上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法，其特徵在於所述步驟3)中根據多比例公平算法選擇第A/個用戶具體方法為￡髒"(")4(")=J￡2^-W二argmax!屍w(w)J其中A/表示為第A/個配對用戶，假設/V-f個配對用戶己根據雙比例公平算法或多比例公平算法選出。全文摘要一種上行多用戶多入多出系統中的用戶配對方法，首先根據比例公平算法選擇第一個用戶k；其次根據雙比例公平算法選擇第二個用戶m。根據比例公平算法選擇第一個用戶k具體方法為(Ⅰ)。其中，所述步驟2)中根據雙比例公平算法選擇第二個用戶m具體方法為(Ⅱ)，本發明在平均每個用戶的頻譜效率和數據傳輸率的公平度之間取得一個很好的平衡。能夠以較低的平均每個用戶的頻譜效率的損失換來更大的數據傳輸率公平度的增益。文檔編號H04B7/04GK101192865SQ20061011867公開日2008年6月4日申請日期2006年11月27日優先權日2006年11月27日發明者夏小梅,景徐,王海峰,胡宏林,金聖嶢,斌陳,霞陳申請人:上海無線通信研究中心