[发明专利]一种考虑用户QoS的虚拟MIMO配对方法

摘要

本发明公开了一种考虑用户QoS的虚拟MIMO配对方法，本发明应用于LTE上行链路中用户终端仅使用1根发射天线，小区基站使用2根接收天线的情况。小区基站根据用于业务响应的剩余时间、用户的平均数据速率、用户业务的最小数据速率与当前信道的最大数据速率作为配对调度判决参数对小区中的用户队列进行配对调度，组成虚拟MIMO系统，增大系统吞吐量，减少误码率。更进一步地，本发明还能最大限度地保证用户业务的QoS，从而实现有效、合理的用户配对。

主权项

1.一种考虑用户QoS的虚拟MIMO配对方法，包括用户业务信息收集模块、信道状态信息收集模块、基站调度实施模块，其中基站调度实施模块又可以分为：用户业务信息处理模块、信道状态信息处理模块、核心配对调度器，其特征在于：(a)估计小区用户信道向量：此步骤由信道状态信息收集模块完成；设小区中有K个用户，定义小区中某个用户i的发射天线与小区基站的2根接收天线之间的信道向量为：其中h_i1与h_i2为服从均值为0且方差为1的独立同分布复高斯变量；(b)计算用户i的最大数据速率：此步骤由基站调度实施模块中的信道状态信息处理模块完成；定义用户i在当前时刻当前信道环境中可以达到的最大数据速率为R_max(t)，则R_max(t)可由下式计算得出：R_max(t)＝log₂(1+SINR_i(t))                   (2)其中SINR_i(t)表示在时刻t用户i的信号与干扰噪声比，当采用加性高斯白噪声信道(AWGN)并且在接收端使用最小均方误差-串行干扰相消(MMSE-OSIC)接收机时，第i个用户的信号与干扰噪声比可以表示为：SINRi(t)=|hρi|2ESptδ2Σj≠iK|hρj|2ESptδ2+1---(3)]]>其中E_s是每个符号时间的平均发射功率，p_t是一个表示用户在不同环境中的路径衰落N_u×N_u的对角矩阵，δ²是接收机接收到的噪声功率；(c)采集用户i当前业务参数：此步骤由用户业务信息收集模块完成；用户终端设备在配对调度之前收集并记录下用户i当前所使用业务的一些特征参数，然后发送给小区基站；记录如下特征参数：请求业务的时间与可以忍受的最大延迟之和T_L，保障当前业务的最小数据速率R_req(t)，当前信道条件下的瞬时数据传输速率r(t)；(d)更新用户i的平均数据速率：此步骤由基站调度实施模块中的用户业务信息处理模块完成；根据用户i上一时刻t-1的平均数据速率R_av(t-1)与用户i在时刻t的瞬时数据传输速率r(t)得出当前时刻t的平均数据速率R_av(t)：其中t_c是由滤波器决定的常量；(e)计算用户i的配对因子：此步骤由基站调度实施模块中的核心配对调度器完成；根据以上步骤所得出的参数，计算用户i的配对因子P_i：Pi=Rmax(t)+Rreq(t)(TL-t)Rav(t)---(5)]]>其中T_L-t表示系统响应用户i当前业务的剩余时间(剩余时间的计算由基站调度实施模块中的用户业务处理模块完成)；R_req(t)表示用户i保障当前业务的最小数据速率，R_max(t)是用户i在当前信道状态下的最大数据速率，R_av(t)表示用户i在时刻t的平均数据速率；(f)选择用户执行配对调度：此步骤由基站调度实施模块中的核心配对调度器完成；小区基站按照以上步骤逐一计算小区内所有等待配对用户的配对因子P，然后对其进行排序，最后选择选择配对因子P最大的用户进行配对调度。