[发明专利]多用户MIMO-OFDM上行链路资源分配方法

摘要

本发明的目的在于提供一种适用于多用户MIMO-OFDM系统上行链路子载波、子空间、比特、功率资源分配优化过程的多用户MIMO-OFDM上行链路资源分配方法。它由以下步骤实现：用户按空间相关性分组；每组内用户按子载波独占方式分配子载波；各组间共享同一子载波的用户利用波束形成技术；依据等效信道增益，自适应比特功率分配；基站端基于连续干扰消除(SIC)方法进行多用户检测；各用户依据最大似然法则进行MQAM解码。本发明在提高多用户MIMO-OFDM系统频谱利用率等性能的同时，降低了资源分配算法的计算复杂度。本发明适用于多用户MIMO-OFDM系统上行链路子载波、子空间、比特、功率等资源分配的优化过程。

主权项

一种多用户MIMO-OFDM上行链路资源分配方法，其特征在于：它由以下步骤实现：步骤一：用户按空间相关性分组；空间相关性高的用户分在一组，DOA夹角小于5度的用户分在同一组；步骤二：每组内用户按子载波独占方式分配子载波；依据比例公平原则，对组内用户以独占方式分配子载波，任意子载波每组有且仅有一个用户占用。定义子载波分配因子wmk，为1表示用户k占用子载波m，为0表示用户k不占用子载波m；步骤三：各组间共享同一子载波的用户利用波束形成技术，基于零空间交集的连续迫零方法，实现共道干扰抑制的同时完成子空间的分配。对每个子载波，将共享该子载波的用户编号为1～K，利用基于零空间交集的连续迫零方法，按如下步骤，以用户编号的正序计算各用户的迫零矩阵Z、发射加权矩阵W、接收合并矩阵R；对用户1：Z1＝1，H1＝[U1(1)，U1(0)]Λ1V1H，令R1＝[U1(1)]H，W1＝V1；对用户2：Z2＝[U1(0)]HZ1，Z2H2＝[U2(1)，U2(0)]Λ2V2H，令R2＝[U2(1)]HZ2，W2＝V2；对用户3：Z3＝[U2(0)]HZ2，Z3H3＝[U3(1)，U3(0)]Λ3V3H，令R3＝[U3(1)]HZ3，W3＝V3；......对用户k：Zk＝[Uk-1(0)]HZk-1，ZkHk＝[Uk(1)，Uk(0)]ΛkVkH，令Rk＝[Uk(1)]HZk，Wk＝Vk；......对用户K：ZK＝[UK-1(0)]HZK-1，ZKHK＝[UK(1)，UK(0)]ΛKVKH，令RK＝[UK(1)]HZK，WK＝VK；步骤四、依据等效信道增益，自适应比特功率分配；对每个用户，以单用户方式对所分配的所有子载波进行比特、功率分配，典型算法为贪婪算法；步骤五、基站端基于连续干扰消除(SIC)方法进行多用户检测；基站端对接收的多用户的信号和进行分离，计算出每个共享用户的信号。对每个子载波，按如下步骤，以用户编号的逆序计算各共享用户的接收信号；对用户K： R K Y = [ U K ( 1 ) ] H Z K ( H K W K X K + Σ j = 1 K - 1 H j W j X j ) + R K n = Λ K X K + R K n X ^ K = ( Λ K ) - 1 R K Y ......对用户k： R k ( Y - Σ j = k + 1 K H j W j X j ) = [ U k ( 1 ) ] H Z k ( H k W k X k + Σ j = 1 k - 1 H j W j X j ) + R k n = Λ k X k + R k n X ^ k = ( Λ k ) - 1 R k ( Y - Σ j = k + 1 K H j W j X j ) ......对用户l： R 1 ( Y - Σ j = 2 K H j W j X j ) = [ U 1 ( 1 ) ] H ( H 1 W 1 X 1 + n ) = Λ 1 X 1 + R 1 n X ^ 1 = ( Λ 1 ) - 1 R 1 ( Y - Σ j = 2 K H j W j X j ) 步骤六、各用户依据最大似然法则进行MQAM解码。