[发明专利]基于动态多小区用户配对联合虚拟MIMO资源分配方法

说明书

本发明公开了一种基于动态多小区用户配对联合虚拟MIMO资源分配方法，主要解决现有技术无法动态调整系统多小区用户配对和资源分配造成频谱利用率低和通信质量差的问题。技术方案是：以资源分配约束矩阵、用户配对约束矩阵、小区分配约束矩阵和用户对容量向量为参数，构建多小区用户配对和资源分配的模型并求解，得到最优用户配对和资源分配结果向量；依结果向量和用户调制矩阵对每个用户携带的数据信息进行调制；调制后数据信息在用户分配到的资源块上发送给信号接收机。本发明能高效进行动态多用户配对和资源分配，在满足系统通信质量要求情况下实现了最大化通信系统频谱利用率。用于虚拟MIMO系统中的手机用户进行多小区用户配对和资源分配。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及虚拟多输入多输出MIMO资源分配方法，具体是一种基于动态多小区用户配对联合虚拟MIMO资源分配方法。用于在虚拟MIMO系统的上行链路中。

用于在虚拟MIMO系统的上行链路中，动态地将资源块分配给已经配对好的手机用户对，使得手机用户对中各个手机用户所携带的信息在其分配到的资源块上同时发送给基站的信号接收器，最大化系统的频谱利用率

背景技术

多输入多输出MIMO技术在各种无线通信系统已被广泛地用于提高频谱效率。然而，由于用户设备的成本和尺寸以及等实际操作方面的困难，使得多输入多输出MIMO技术在上行链路的应用受到局限。为了解决这个问题，研究人员提出了虚拟多输入多输出MIMO的方法，有效的解决的了用户设备的成本和尺寸限制的问题，即上行链路对两个或多个用户进行配对，在相同的频带和时隙内对每个配对用户部署单个发射天线，与常规的多输入多输出MIMO系统相比，虚拟多输入多输出MIMO能通过设计良好的单小区用户配对和资源调度策略来得到较大的频谱利用率和较小的误比特率。但是，由于单个小区的用户数目有限，配对用户数目有限，小区内的用户选择增益有限，用户在基站的选择增益有限，依然存在系统频谱利用率不够高的问题。

现有的资源分配技术多是考虑单小区用户配对问题和资源分配问题，一般是先考虑单小区用户配对问题，即进行固定数目的单小区用户配对；再考虑资源分配问题，即以系统频谱利用率最大化为优化目标，将资源块分配给已经配好的用户对。这种方法没有将多小区用户配对问题考虑进来，没有考虑多小区用户配对存在的选择增益，所以不能得到最大的系统频谱利用率；

综上，目前随着移动用户的增加及用户业务的增加，现有的多输入多输出MIMO系统其系统频谱利用率不高，并且，现有方法不能保证系统的误码率在某一门限值之下，影响通信质量的提高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种充分利用频谱资源，通信质量较高的基于动态多小区用户配对联合虚拟MIMO资源分配方法。

本发明是一种基于动态多小区用户配对的联合虚拟MIMO资源分配方法，其特征在于，包括有如下步骤，

(1)基站获得基本参数

(2)基站获取当前时隙的待配对用户集合l、单个N_u小区待配对用户数N_u、小区数目L、资源块集合r、资源块个数N、接收天线数N_r以及各个用户到各小区基站的距离d；

(2)构建资源分配约束矩阵

根据资源块集合r和资源块个数N，形成可选资源块分配集合P；根据该可选资源块分配集合P，生成资源块分配模式矩阵T，得到资源分配约束矩阵：1_|G|和1_L表示单位向量，其中1_|G|为长度与可选用户对集合G的元素数目|G|相同的单位向量，1_L为长度与小区数目L相同的单位向量，表示求克罗内克积的运算；

(3)构建用户配对约束矩阵