[发明专利]一种多用户配对虚拟MIMO系统的波束赋形方法

说明书

本发明涉及多输入多输出无线移动通信系统，尤其涉及一种多用户配对虚拟MIMO系统的波束赋形算法。本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种多用户配对虚拟MIMO系统的波束赋形算法。本方法基于最大化信号与干扰加噪声比准则，逐一确定配对用户的波束赋形向量，逼近最优情况，解决当单用户终端配备多天线时，虚拟多输入输出系统未能利用终端多天线资源从而造成传输效率不高的问题，在用户终端配备多根天线，上行虚拟多输入输出系统传输场景下提高基站接收信干噪比，从而提高传输质量。本方法应用于虚拟多输入输出系统上行传输数据领域。

技术领域

本发明涉及多输入多输出无线移动通信系统，尤其涉及一种多用户配对虚拟MIMO系统的波束赋形算法。

背景技术

在各种应用电磁波技术的领域，尤其是在无线通信中，多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Out-put，以下简称：MIMO）技术已被广泛使用。虚拟MIMO(Virtual MIMO,以下简称：VMIMO)系统，即每个终端均发送一个数据流，但是两个或者更多的数据流占用相同的时频资源，这样从接收机看，这些来自不同终端的数据流可以被看成来自同一终端上不同天线的数据流，从而构成一个VMIMO系统。VMIMO系统不要求提升终端硬件规格，却能极大提升系统上行的吞吐量，因此VMIMO技术被采用为LTE（Long Term Evolution）上行多用户MIMO技术。

在3GPP R10协议中，定义了VMIMO与单用户MIMO方案，两种技术的应用存在以下问题：VMIMO技术可通过配对算法利用小区多用户分集，从而达到较高的复用增益，然而现有VMIMO配对算法，主要考虑单用户终端单天线的场景，当单用户终端配备多天线时，未利用单用户终端多天线资源传输数据时高效率的特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术中存在虚拟多输入输出系统上行传输数据时存在的问题，提供一种多用户配对虚拟MIMO系统的波束赋形算法。本方法基于最大化信号与干扰加噪声比准则，逐一确定配对用户的波束赋形向量，逼近最优情况，解决当单用户终端配备多天线时，虚拟多输入输出系统未能利用终端多天线资源从而造成传输效率不高的问题，在用户终端配备多根天线，上行虚拟多输入输出系统传输场景下提高基站接收信干噪比，从而提高传输质量。

本发明采用的技术方案如下：

一种多用户配对虚拟MIMO系统的波束赋形算法包括：

步骤1：根据基站接收用户终端发射天线发送的上行参考信号，计算用户终端与基站间的信道矩阵，运用调度算法，在可用带宽上调度M个用户；运用配对算法为每个调度用户m分别寻找N_m层配对用户，所述N_m≥1，m代表调度用户的编号，N_m代表调度用户m的最大配对个数，m取值为1、2、…、M；

步骤2：确定虚拟多输入输出系统调度用户m的第n-1层配对用户的波束赋形矩阵，对于调度用户m波束赋形把能量集中于该调度用户m与其基站通讯信道的最强特征方向；对于调度用户m的第n-1层配对用户波束赋形把能量集中于该调度用户与其基站通讯信道的最强特征方向以及干扰的最弱特征方向，得到调度用户m的第n-1个配对用户的预编码码本编号k_(m,n)，所述 n=2,3,…,N_m+1，所述N_m大于等于1的正整数；

步骤3：基站将上述计算得到的调度用户m预编码码本编号k_(m,1)，以及调度用户m的第1、2、……、N_m个配对用户的预编码码本编号分别反馈给对应的调度用户m、调度用户m的第1、2、……、N_m个配对用户，调度用户m以及调度用户m的第1、2、……、N_m个配对用户根据对应的预编码码本编号，找出预编码码本集合中对应的预编码码本a_l，调度用户采用预编码码本a_l对应的预编码方法进行上行数据传输。