[发明专利]3D-MIMO下行多用户调度及自适应传输方法

摘要

本发明提供了一种3D‑MIMO下行多用户调度及自适应传输方法，基站采用均匀平面天线阵，方法包括如下步骤：初始状态时，利用统计信道信息计算各用户水平及垂直方向波束成形指数；采用最小相似度方法进行多用户调度，选出相似度最小的服务用户计算预编码向量并进行预编码传输。本方法能有效减小用户间干扰，并能以较低的计算复杂度获取较高的系统吞吐量，能获得较高的和速率，鲁棒性高，易于实现；由于仅需要信道的统计信息，所需信道信息量小，适用于各种典型的无线通信系统；因同时考虑信道直达径和相关阵的影响，信道更具一般性。

主权项

1.3D‑MIMO下行多用户调度及自适应传输方法，其特征在于，基站采用均匀平面天线阵，天线阵在垂直方向上有M行，水平方向每行N个阵元，相邻天线阵元间距在水平和垂直方向上均为载波波长的一半，共有L个配置单根接收天线的用户，基站最多能够同时服务U个用户；方法包括如下步骤：步骤一，初始状态时，利用统计信道信息计算各用户水平及垂直方向波束成形指数；所述统计信道信息包括：用户k的信道莱斯因子信道水平视距分量垂直视距分量信道水平相关阵和信道垂直相关阵其中，k＝1,…,L，矩阵H_k为基站与用户k之间的信道矩阵，H_k的第m行第n列的元素[H_k]_m,n为基站第m行第n列的天线阵元与用户k之间的信道系数，及分别表示矩阵和的第一列，上标(·)^H代表共轭转置，上标(·)^T代表转置，E{·}代表求均值；计算各用户水平及垂直方向波束成形指数的过程包括以下子步骤：a1)对用户k,k＝1,…,L，计算以及其中F_M和F_M分别为M×M和N×N的DFT矩阵，F_M和F_M第m行第n列的元素分别为和e为自然底数，j′为虚数单位，上标(·)^*代表共轭转置；a2)基于及信道莱斯因子K_k，分别找出用户k在垂直和水平方向上的指标1：和a3)基于及信道莱斯因子K_k，分别找出用户k在水平和垂直方向上的指标2：和a4)利用指标1及指标2，找出垂直方向波束成形指数水平方向波束成形指数准则为：其中，和分别为和的第和第个对角元，和分别为和的第和第个对角元；步骤二、采用最小相似度方法进行多用户调度，具体包括以下子步骤：b1)初始状态时，将调度出的服务用户集合初始化为空集其中表示空集，未调度用户集合初始化为全部用户令l＝0；b2)计算集合中任意用户k的有用信号平均能量D_k，找出集合中有用信号平均能量最大的用户，将其加入集合且从集合中删去，并令l＝l+1；b3)若l＜U且则进入步骤b4)；否则，结束用户调度；b4)对集合中任意用户k判断是否满足且并将不满足条件的用户从集合中删去；b5)若集合计算集合中任意用户k对集合中用户的最大相似度G_k，找出其中最大相似度最小的用户，将其加入集合且从集合中删去，并令l＝l+1，进入步骤b3)；步骤三、对服务用户集合中的用户计算预编码矢量：用户k的预编码矢量为其中，为矩阵F_M的第列，为矩阵F_N的第列；利用计算出的预编码矢量对服务用户集合中的用户进行预编码传输。