[发明专利]基于MMSE预编码与模拟退火算法的MIMO用户选择算法

摘要

本发明公开了一种基于MMSE预编码与模拟退火算法的MIMO用户选择算法，首先使用MMSE预编码，能有效的抑制多个用户间的通信干扰。与通常使用的线性预编码方法相比，MMSE预编码能支持更多的接收端用户，并且减少功率浪费。然后借鉴模拟退火算法，局部最优解能概率性地跳出并最终趋于全局最优的思想，提出一种新的MIMO用户选择算法，该算法能在保持较低算法复杂度的同时，同时获得良好的信道容量与误码率性能，适宜在实际中应用。

主权项

一种基于MMSE预编码与模拟退火算法的MIMO用户选择算法，其特征是：具体包括以下步骤：1)算法初始化，设置算法收敛的控制参数A的初值；2)对所有用户信道矩阵计算F‑范数，选择K个范数最大的用户作为初始选取用户集S，剩余的Kt‑K个用户组成用户备选集U；其中，K表示发射端能同时支持的用户数，Kt表示接受端活动的最大用户数，问题的解集合S表示被选出的用户集；3)在当前A下，迭代选择m次，每次以随机的方式从S和U各选取一个用户，使之互换，得到新的选择用户集合S'，m为自然数，且10≤m≤15；4)分别计算S与S'的评价函数最小化各用户均方误差和前后两次所选用户集性能差异程度，如果前后两次所选用户集性能差异程度大于0，则用新的选择用户集合S'替换S，否则，以概率α接收新的选择用户集合S'替换S；5)判断终止条件，若满足终止条件，则这时上一次更新的S就是最后所选出来的用户集合，算法终止；若不满足终止条件，则算法执行步骤6)；6)改变控制参数A，重新转到步骤3)进行计算；所述步骤4)中，S的评价函数其中，MSEi=E||yi-si||2=tr[GiHi(Σk=1KMkMkH)HiHGiH+Ii-MiHHiHGiH-GiHiMi+N0GiGiH],]]>Mi=(Σk=1KHkHGkHGkHk+μIi)-1HiHGiH;]]>Gi=MiHHiH(Hi(Σk=1KMkMkH)HiH+N0Ii)-1]]>Mk和Gk高度互耦，通过迭代算法进行求解；其中，表示接收用户平均信噪比，Gi和Gk分别表示第i个用户和第k个用户的接收滤波矩阵，Mi和Mk分别表示第i个和第k个用户的预编码矩阵，Hi表示第i个用户的信道矩阵，GkH、HiH、MkH分别表示Gk、Hi、Mk各自的转置矩阵，K表示接收端同时支持的用户个数，Ii表示i阶单位矩阵，N0表示噪声功率，P表示发射总功率；所述步骤6)中，控制参数A的取值方法为：Ai+1＝βAi，其中Ai和Ai+1分别表示第i次算法循环和第i+1次算法循环的控制参数A；β表示A的递减速率，0<β<1。