[发明专利]MU-MIMO系统中基于聚类的用户配对方法

说明书

本发明公开了一种MU‑MIMO系统中基于聚类的用户配对方法，主要解决现有技术频谱利用率低及求解复杂度高的问题。其技术方案是：1.利用分拆法生成资源块分拆完备集；2.在每个资源块分拆集中，确定好类的个数和中心；3.初始化各个类中的用户组和资源块组；4.在各个类中不断执行用户移出操作和用户加入操作，直到所有用户都被分到类中，完成用户配对过程。本发明在考虑系统误比特率约束的基础上，在接收端采用最小均方误差‑基于排序的连续干扰消除MMSE‑OSIC技术，不仅能高效地进行动态的多用户配对，而且能在满足系统通信质量要求的情况下，最大化通信系统的频谱利用率。可用于对MU‑MIMO系统中的手机用户进行配对。

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种基于聚类的用户配对方法，可用于多用户-多输入多输出-单载波-频分多址MU-MIMO-SC-FDMA系统。

背景技术

在如今的4G移动通信系统和即将到来的5G移动通信系统中，多用户-多输入多输出MU-MIMO技术占有很重要的地位。MU-MIMO技术通过合理的用户配对准则，在发射端将多个只有1根天线的用户组合成一个用户配对，将该用户配对虚拟的看作一个配有多根天线的实体终端，将该实体终端与接收端基站侧装配的多个天线共同形成MU-MIMO阵列，从而显著提高系统频谱效率。在MU-MIMO系统中，最关键的研究问题就是选择合适的用户配对方法，衡量一个用户配对方法的优劣主要是看系统的频谱利用率这一指标。

目前经典的用户配对算法有：随机配对准则、正交用户配对算法、行列式配对准则、正交缺陷度配对准则。这些基本的用户配对算法，尽管可以在一定程度上保证各用户之间干扰尽可能小，但是没有很明显的提升系统的频谱利用率。

Xiaofeng Lu等人在其发表的论文“Dynamic User Grouping and JointResource Allocation With Multi-Cell Cooperation for Uplink Virtual MIMOSystems”(IEEE Transactions on Wireless Communications,vol.16,no.6,pp.3854-3869,Jun 2017.)中，针对MU-MIMO系统中的用户配对问题，提出了一种迭代匈牙利方法。该方法的具体步骤是：先将用户分组，生成完备的用户分组集合；再将资源块分组，生成完备的资源块分组集合；最后使用迭代匈牙利算法，得到最优的用户分组和资源块分组之间的组合情况和系统吞吐量。该方法存在的不足之处是，复杂度较高，且实现的频谱效率也较低。

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MU-MIMO系统中基于聚类的用户配对方法，以降低复杂度，且提升系统的频谱利用率。

为实现上述目的，本技术方案包括如下：

(1)生成资源块分拆完备集：

利用分拆法对系统中所有的资源块进行拆分，生成资源块分拆完备集，该资源块分拆完备集包含多个资源块分拆集，每种资源块分拆集中包含多个资源块组；

(2)生成聚类个数并初始化每个类中的资源块组和用户：

将每个资源块分拆集中资源块组的个数定义为类的个数K，将K个类中资源块组依次定义为T₁,…,T_m,…,T_K,将每个资源块分拆集中资源块组依次放入T₁,…,T_m,…,T_K中，将K个类中用户组依次定义为Ω₁,…,Ω_m,…,Ω_K，定义用户总个数为L，从L个用户中依次选取K个用户放入Ω₁,…,Ω_m,…,Ω_K中；