[发明专利]基于对偶性的MIMO-OFDM多用户系统功率最小化分配方法

权利要求书

1.一种基于对偶性的MIMO-OFDM多用户系统功率最小化分配方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

A、根据信道条件，发射端设备选择各个子载波上具有最优信道条件的一个用户；

B、发射端设备在所选择用户所在的子载波上进行用户选择，选择的标准为最大化信道容量或者用户设备联合速率；

C、发射端设备在当前子载波的用户选择结束以后，将所选择的用户在可选用户集中删除，并进行下一轮的用户选择，即在剩余的子载波以及剩余的用户中选择信道条件最好的新用户，然后在所选用户所在子载波上继续选择其他用户；

D、直到所有的可用子载波全部分配完毕，然后进行最优化功率分配，使每一个用户设备的速率要求得到满足；

E、下行的功率分配方案通过功率对偶关系转化为上行链路的功率分配方案。

2.根据权利要求1所述的基于对偶性的MIMO-OFDM多用户系统功率最小化分配方法，其特征在于：所述步骤A中所述的发射端设备根据信道条件选择所有子载波上信道条件最好的一个用户，在这里，信道条件的好坏基于信道矢量模的大小；

步骤B中使用的是具有较低的复杂度、能够达到接近最优容量的性能的迫零波束形成(ZFBF)技术；

步骤C中所述的在第一个子载波上的调度结束以后，将已经选择的用户从可选用户集中删除，是出于系统公平性考虑；

步骤D中所述的进行最优化功率分配，使每个用户的速率要求得到满足，是将系统资源分配问题转化为最优化问题，通过注水原理，求得每个用户的功率分配最优解，并保证每个用户的速率要求得到满足；

步骤E中所述的关于上行链路的最优功率分配方案，可以由MIMO多用户系统的上行链路与下行链路的对偶性得到。

3.根据权利要求1或2所述的基于对偶性的MIMO-OFDM多用户系统功率最小化分配方法，其特征在于：所述步骤A中所述根据信道状态信息选择各个子载波上信道条件最优的用户，以作为用户选择的起点，其中信道状态信息是用户设备通过信道估计技术获得，发射端设备的具体选择方式是：

s1=argmax{k∈T,Ns∈N}r1,k(Ns)]]>

其中s₁为选择的第一个用户，N_s子载波号，r_1，k(N_s)＝h_k(N_s)h_k(N_s)^H为信道第N_s子载波上的用户k的信道向量的模值。

4.根据权利要求1或2所述的基于对偶性的MIMO-OFDM多用户系统功率最小化分配方法，其特征在于：所述步骤B中在最初选定的子载波上进行用户选择，进一步包括：在前一个用户的基础上，发射端设备从剩余的用户集合中选择一个用户，与前面已选择的用户组成一个用户集，然后计算联合速率，发射端设备选择联合速率最大的那个用户作为待选择的用户，然后将当前的这个联合速率R⁽ⁿ⁾和没有选择这个用户的用户子集的联合速率R^(n-1)相比较，如果R⁽ⁿ⁾＞R^(n-1)，则当前选择的用户有效，并进行下一轮的用户搜索，如果R⁽ⁿ⁾≤R^(n-1)，则当前搜索的用户被认为无效，然后发射端设备终止在当前子载波上面的用户搜索，并开始在下一个子载波上的用户搜索。