[发明专利]用户选择方法、用户选择装置和基站

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，更具体地，涉及一种用户选择方法、用户选择装置和基站，可应用于多用户多输入多输出(MIMO)正交空分复用(OSDM)系统。

背景技术

空分复用是下行多用户MIMO系统中消除用户间共信道干扰、实现空分多址的技术。在系统用户数比较多时，如何有效地选择可同时服务的用户集合、以提高系统容量是空分多址系统中的主要研究课题之一。块对角化(BD)是一种典型的实现空分多址的空分复用技术。Low complexity user selection algorithms for multiuser MIMO systems with block diagonalization(IEEE Transactions on Signal Processing，vol.54，no.9，Sept.2006，pp.3658～3663)提出了适用于BD系统的两种低复杂度的多用户选择方法：

一种是基于容量最大化的多用户选择算法：首先从所有用户中选择容量最大的单个用户；在随后的每一步迭代中，从剩余用户中选择使得系统容量增加最大的用户；在已选择用户数为系统支持的最大用户数，或无论增加哪一个用户系统容量都下降时算法终止。

另一种是基于Frobenius范数的多用户选择算法：先从所有用户中选择信道能量最大的单个用户；在随后的每一步迭代中，从剩余用户中选择使得信道能量增加最大的用户，直至已选择用户数为系统支持的最大用户数；最后采用如前所述的基于容量最大化的多用户选择算法确定最终选择用户。

但BD技术要求基站天线数不少于用户天线数之和，限制了可同时服务的用户数。On the optimality of multiantenna broadcast scheduling using zero-forcing beamforming(IEEE Journal on Selected Areas in Communications，vol.24，no.3，2006，pp.528～541)提出了一种低复杂度的半正交多用户选择算法，但其仅适用于BD系统的特例：迫零波束成型系统，而不适用于用户接收天线大于1时的一般BD系统。Generalized multiuser orthogonal space-division multiplexing(IEEE Transactions on Wireless Communications，vol.3，no.6，Nov.2004，pp.1969～1973)提出了一种实现多用户的方法——OSDM技术，通过迭代联合优化用户发送预编码矩阵和接收处理矩阵，消除了用户间干扰，仅要求基站天线数不少于用户数据流数之和，相对于BD预编码技术，可以提高同时支持的用户数。然而，系统同时支持的用户数有限，需要选出用户子集以进行服务。

发明内容

本发明基于Generalized multiuser orthogonal space-division multiplexing(IEEE Transactions on Wireless Communications，vol.3，no.6，Nov.2004，pp.1969～1973)所提出的OSDM技术，提出了一种用户选择方法、用户选择装置和基站。

根据本发明的第一方案，提出了一种用户选择装置，包括：系统容量计算单元，用于根据各用户设备的信道矩阵和各用户设备的数据流数，计算各用户设备的信道容量；用户设备选择单元，用于选择信道容量最大的用户设备，作为已选用户设备，更新已选用户设备集合和未选用户设备集合；依次从未选用户设备集合中选择一个用户设备，与已选用户设备集合构成用户设备子集；选择使系统容量增加最大的用户设备，作为已选用户设备，更新已选用户设备集合和未选用户设备集合；以及如果已选用户设备数小于所能支持的最大用户设备数，基于更新后的已选用户设备集合和未选用户设备集合，再次构建用户设备子集，否则输出已选用户设备集合，完成用户选择处理，其中所述系统容量计算单元还用于采用正交空分复用技术，确定用户设备选择单元所构成的每个用户设备子集的系统容量。

优选地，如果每个用户设备子集的系统容量都不大于当前已选用户设备集合的系统容量，则所述用户设备选择单元输出已选用户设备集合，完成用户选择处理。