[发明专利]一种考虑用户QoS的虚拟MIMO配对方法

说明书

技术领域

本发明涉及LTE(长期演进，Long Term Evolution)上行链路下的无线资源管理技术，尤其涉及虚拟MIMO技术中的配对调度方法。

背景技术

MIMO技术因其能够极大提高系统容量和频谱效率，使系统在有限的频谱资源下得到更高的数据率而被LTE采用，成为下一代无线通信的物理层关键技术之一。但为了使多天线间的信道互不相关，天线阵列的间隔必须大于信道的相干距离，在实际应用中，可以认为相距半个波长以上的两根天线就是不相关的。然而由于未来对移动设备更小更省电的普遍需求，在终端上安装多个天线将变得十分困难，这阻碍了MIMO技术的优势在上行链路中的发挥。

虚拟MIMO技术可以很好地解决以上技术瓶颈。虚拟MIMO允许两个或两个以上的用户进行虚拟绑定，使用相同的时频资源来传输数据。目前在LTE上行链路中，采用的是2×2的虚拟MIMO天线阵列，两个用户各自有一个发射天线，并共享相同的时频域资源。从用户的角度看，虚拟MIMO与传统MIMO系统的不同之处，仅仅在于组成虚拟MIMO系统的用户必须进行配对。但从基站的角度看，确实是一个2×2的MIMO系统，接收机可以对这两个用户发送的信号进行联合检测。

在虚拟MIMO中，我们面临的首要问题就是用户通过何种方式配对组成虚拟MIMO系统，只有实施有效合理的用户配对过程，才能更好地获得系统的多用户分集增益，并使配对用户间的相互干扰最小，保证系统吞吐量与用户公平性。

发明内容

本发明要解决的问题就是提供一种考虑用户QoS(服务质量，Quality of Service)的虚拟MIMO用户配对调度方法，将影响用户QoS的最主要的数据速率与延时这两个参数考虑到用户的配对调度过程中，在保证系统吞吐量与用户公平性的同时，也能满足不同用户的QoS需求.

为了解决上述技术问题，本发明提供一种考虑用户QoS的虚拟MIMO配对方法，包括用户业务信息收集模块、信道状态信息收集模块、基站调度实施模块，其中基站调度实施模块又可以分为：用户业务信息处理模块、信道状态信息处理模块、核心配对调度器，其方法包括如下步骤：

(a)估计小区用户信道向量：

设小区中有K个用户。我们定义小区中某个用户i的发射天线与小区基站的2根接收天线之间的信道向量为：

其中h_i1与h_i2是服从均值为0且方差为1的独立同分布复高斯变量。

(b)计算用户i的最大数据速率：

我们定义用户i在当前时刻当前信道环境中可以达到的最大数据速率为R_max(t)，则R_max(t)可由下式计算得出：

R_max(t)＝log₂(1+SINR_i(t))                 (2)

其中SINR_i(t)表示在时刻t用户i的信号与干扰噪声比，当我们采用加性高斯白噪声信道(AWGN)并且在接收端使用最小均方误差-串行干扰相消(MMSE-OSIC)接收机时，第i个用户的信号与干扰噪声比可以表示为：