[发明专利]针对SC-FDMA MU- MIMO系统的基于互信息的空间频率调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及应用于SC-FDMA的上行链路多用户MIMO系统的空间频率调度方法。

背景技术

单载波(SC，Single Carrier)频分多址上行链路传输技术相比于正交频分多址技术(OFDMA，Orthogonal Frequency Division Multiple Access)具有较低的峰值平均功率比。在3GPP长期演进(LTE)(又称演进的UMTS陆地无线接入(E-UTRA或EUTRA))技术中，上行链路已经采用了SC-FDMA的信号格式，下行链路则采用了OFDMA的信号格式。这里的SC-FDMA的信号可通过对OFDMA信号采用离散傅立叶变换(DFT)作为预编码来获得。

对于3GPP LTE中的SC-FDMA上行链路和OFDMA下行链路这样的无线宽带传输系统来说，为简化调度工作量，普遍采用具有容量增强能力的MIMO技术，将几个连续的子载波组合在一起进行调度。一个基本的调度单位称为一个资源块(RB)，基站(BS)的调度即给移动站(MS)分配一个或者多个资源块(RB)。

3GPP LTE下的SC-FDMA上行链路传输系统有两个MIMO方案，分别是多用户MIMO和单用户MIMO。对于单用户MIMO而言，基站只能安排一个用户到一个资源块；对于多用户MIMO而言，在一个资源块上可以同时发射多个MS的数据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对SC-FDMA MU-MIMO系统的基于互信息的空间频率调度方法，本方法可以充分利用时域、频域和空域的多用户分集增益，增大最大速率，并且提高系统的误码率性能表现。

本发明的技术方案如下：

一种针对SC-FDMA MU-MIMO系统的基于互信息的空间频率调度方法，包括如下步骤：

1)根据SC-FDMA MU-MIMO系统传统的FDE算法，推导出SC-FDMAMU-MIMO系统改进的FDE算法：

2)分别推导出采用传统FDE算法和改进的FDE算法的SC-FDMA MU-MIMO系统的SINR的数学表达式；

3)通过数据拟合方式建立所述SINR和所述SC-FDMA MU-MIMO系统互信息的关系曲线，推导出该关系曲线的曲线拟合等式，根据所述曲线拟合等式将计算得出的SINR映射至系统的互信息；

4)根据所述互信息进行所述SC-FDMA MU-MIMO系统的多用户调度。

本发明的有益技术效果是：

一、本发明提出的针对上行单载波(SC)频分多址(FDMA)多用户多输入多输出(MIMO)系统的基于互信息(MI)的空间频域调度(spatial frequency scheduling)方法，可以充分利用时域、频域和空域的多用户分集增益。

二、本发明提出的针对采用OQPSK调制的SC-FDMA MU-MIMO系统的频域均衡FDE算法，由于考虑到在频域的接收信号的完整的二阶统计特性，可以对接收到的信号进行有效的均衡，使得系统性能得以提高。

三、实验结果表明，MU-MIMO与改进的FDE结合的MI调度算法，显著地增大了最大速率并且提高了系统的误码率性能表现。

附图说明

图1是SC-FDMA的MIMO发射机。

图2是SC-FDMA的MIMO接收机。

图3是MI相对于接收到的SINR在1x1和2x2MIMO系统的比较。

图4是传统的最小均方误差(MMSE)均衡和改进的频域均衡(FDE)的SC-FDMA上行链路2x2MIMO系统的BER与SNR的对比。

图5是传统FDE和改进FDE的SC-FDMA上行链路2x2MIMO中采用OQPSK调制方式的SINR分布图。

图6是传统FDE和改进FDE的SC-FDMA上行链路2x2MIMO系统的多用户容量之和，发射SNR是25分贝。

图7是传统FDE和改进FDE的SC-FDMA上行链路2x2MIMO系统的互信息之和，发射SNR是25分贝。

图8是传统FDE和改进FDE的SC-FDMA上行链路2x2MIMO系统的BER表现与用户总数的对比，发射SNR是25分贝。

图9是传统FDE和改进FDE的SC-FDMA上行链路2x2MIMO系统的中断概率，发射SNR是25分贝。注意公平资源调度算法的中断概率是0，所以没有在图中显示出来。

图10是本发明的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明做进一步说明。