[发明专利]定位信息辅助的Massive MIMO用户选择方法

说明书

本发明公开了一种定位信息辅助的Massive MIMO用户选择方法，该方法利用用户与基站的定位信息来设计用户选择方案，不使用信道状态信息，与现有技术利用导频和反馈复杂信道相关矩阵信息相比，减少了额外资源开销的同时，降低了运算的复杂度，并且有效地降低了信息处理的时延，由于各个用户终端的定位信息具有唯一性，多用户反馈给基站的定位信息之间不会产生干扰，所以与现有方法中基站得到的多用户的反馈信息之间存在干扰相比，本发明的方法降低了用户之间的干扰，提高了系统的容量，此外，由于有了定位技术的辅助，所以本发明的方法算法过程简单，易于实现，适用于实际Massive MIMO通信系统。

技术领域

本发明涉及Massive MIMO用户选择方法，具体涉及定位信息辅助的Massive MIMO用户选择方法，属于通信技术领域。

背景技术

第五代移动通信系统(5G，也称IMT-2020)具有超高的频谱效率和传输速率，作为5G的先导热门技术，Massive MIMO(Massive Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系统通过采用数目庞大的天线阵列，可以大幅提升系统容量和能量效率，得到了业界的广泛关注。

在未来的5G系统中，大量终端用户共存与同时服务成为必然，且用户分布更加密集，多用户间干扰加剧，将严重限制系统的性能。

合理的用户选择算法可以在获得大量分集增益和复用增益的同时有效抑制用户间干扰，最大限度提升服务质量和系统容量，成为目前MassiveMIMO技术研究的热点。

在Massive MIMO出现以前，绝大多数用户选择算法都是基于瞬时信道状态信息(Channel State Information，CSI)的，如贪婪用户选择(Greedy User Selection，GUS)和半正交用户选择(semi-orthogonal User Selection，SUS)算法。GUS算法能随用户数目的增加趋近于最佳的信道容量，但其算法中存在矩阵伪逆的计算，使得基站的计算量过于庞大。SUS算法利用用户信道之间的正交性进行用户的选择，但与GUS算法相比，在低信噪比时性能损失大，且该算法要求基站获得完整信道状态信息，在实际Massive MIMO系统中难以实现。

在5G Massive MIMO系统中，为进一步扩展频谱，解决大量天线带来的干扰，以及提高系统的传输效率，常配合使用毫米波通信、小小区、波束赋形等关键技术，基站到用户之间主要体现为视距(LOS)通信。为了降低用户选择算法复杂度以及多用户之间的干扰，波分多址(BDMA)方法被提出，基站可以充分利用Massive MIMO信道在波束域的稀疏特性，选择波束间干扰最小的多个用户同时传输，已有文献证明，当不同用户使用的波束交集为空时为最优传输。

现有的BDMA用户选择方案大多数仍是基于用户的统计CSI，但随着系统配置的天线数目和用户数目的激增，基站与用户之间的等效维度巨大，这也将不可避免地造成导频开销及算法复杂度过高等问题。

目前国内外导航定位技术发展相对成熟，尤其是我国自主研发的北斗二代卫星导航系统定位精度高、适用性广，且能满足通信实时性要求，已在各类移动终端中广泛应用。

现在伪卫星技术也已经非常成熟，在导航定位中发挥了很大的作用，将其应用于现有的卫星导航系统中，可以大大提高导航系统的定位精度、完备性和有效性。

因此，通过引入卫星导航定位技术辅助通信，探寻适用于Massive MIMO系统的多用户选择与传输方案，对5G的具体实施具有重要的理论价值和现实意义。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种定位信息辅助的可以显著降低系统算法设计的复杂度的Massive MIMO用户选择方法。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：