一種上行mu-mimo系統(tǒng)中的用戶設(shè)備配對(duì)方法
【專(zhuān)利摘要】本申請(qǐng)公開(kāi)了一種上行多用戶多輸入多輸出（MU-MIMO）系統(tǒng)中的用戶設(shè)備配對(duì)方法，該方法包括：將給定小區(qū)中的任一個(gè)用戶設(shè)備作為第一用戶設(shè)備，選擇該小區(qū)中滿足如下條件的第二用戶設(shè)備與第一用戶設(shè)備配對(duì)：條件a：與第一用戶設(shè)備的信噪比的差值小于第二閾值；條件b：與第一用戶設(shè)備的到達(dá)角的差值大于第三閾值。通過(guò)應(yīng)用本申請(qǐng)技術(shù)方案，可以取得較好的MU-MIMO配對(duì)效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種上行MU-MIMO系統(tǒng)中的用戶設(shè)備配對(duì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及移動(dòng)通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種上行多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)系統(tǒng)中的用戶設(shè)備配對(duì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于上行多用戶多輸入多輸出(MU-MMO)，每一個(gè)用戶設(shè)備(UE)均發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)流，通過(guò)動(dòng)態(tài)的將兩個(gè)單天線發(fā)送的UE配成一對(duì)(Pairing),進(jìn)行虛擬的MIMO (V-MIMO)發(fā)送，這樣2個(gè)MMO信道具有較好正交性的UE可以共享相同的時(shí)頻資源，從而提高上行系統(tǒng)的容量。從接收機(jī)來(lái)看，這同單用戶多天線傳輸是一致的，可以使用與單用戶多輸入多輸出(SU-MIMO)類(lèi)似的處理方法。
[0003]圖1a所示為傳統(tǒng)的SU-MMO系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸，圖1b所示為MU-MM0系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸。從圖中可以看出，SU-MIMO中所有的MIMO信號(hào)都是來(lái)自同一用戶設(shè)備的天線，而對(duì)于MU-MM0，信號(hào)是來(lái)自不同的用戶設(shè)備，由于用戶設(shè)備的體積限制，MU-MIMO相比SU-MMO更容易獲得信道之間的獨(dú)立性，可獲得多用戶設(shè)備分集增益。上行MU-MMO可以在不增加用戶設(shè)備硬件成本的基礎(chǔ)上，提高系統(tǒng)吞吐量。
[0004]在MU-MMO系統(tǒng)中，配對(duì)的兩個(gè)用戶設(shè)備占用相同的時(shí)頻資源，通過(guò)信道的空間特性實(shí)現(xiàn)多址傳輸。在條件合適的場(chǎng)景下，上行多用戶設(shè)備MMO相比單用戶設(shè)備的情況，其吞吐量可以翻倍。對(duì)于上行MU-MMO系統(tǒng)，其核心就是用戶設(shè)備配對(duì)，因此在小區(qū)中快速有效的選出符合要求的配對(duì)用戶設(shè)備，是MU-MIMO實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中的一種隨機(jī)用戶設(shè)備配對(duì)算法，其基本思想就是:對(duì)于信道沖激響應(yīng)較高的用戶設(shè)備，基站將子信道分配給第一個(gè)MU-MMO用戶設(shè)備，并隨機(jī)挑選另一用戶設(shè)備作為第二個(gè)MU-MMO用戶設(shè)備，為這兩個(gè)用戶設(shè)備分配不同的正交導(dǎo)頻，實(shí)現(xiàn)上行MU-MIM0。隨機(jī)配對(duì)算法的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，UE子信道分配靈活，可以在不增加用戶設(shè)備天線數(shù)目的情況下，取得與多天線相似的性能。但是隨機(jī)配對(duì)算法沒(méi)有考慮配對(duì)用戶設(shè)備的信道獨(dú)立性，可能帶來(lái)較大干擾，性能上會(huì)受到一定的損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N上行MU-MMO的用戶設(shè)備配對(duì)方法，考慮到用戶設(shè)備的信道獨(dú)立性，能夠取得較好的性能增益。
[0007]本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種上行MU-MMO系統(tǒng)中的用戶設(shè)備配對(duì)方法，包括:
[0008]將給定小區(qū)中的任一個(gè)用戶設(shè)備作為第一用戶設(shè)備，選擇該小區(qū)中滿足如下條件的第二用戶設(shè)備與第一用戶設(shè)備配對(duì):
[0009]條件a:與第一用戶設(shè)備的信噪比的差值小于第二閾值；
[0010]條件b:與第一用戶設(shè)備的到達(dá)角的差值大于第三閾值。
[0011]較佳地，所述第一用戶設(shè)備和第二用戶設(shè)備進(jìn)一步滿足如下條件:第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備的信噪比均大于第一閾值。
[0012]較佳地，該方法包括:
[0013]步驟A、從給定小區(qū)的所有激活用戶設(shè)備中，篩選出信噪比大于第一閾值的用戶設(shè)備組成候選的配對(duì)用戶設(shè)備集合；
[0014]步驟B、從候選的配對(duì)用戶設(shè)備集合中，任選一個(gè)尚未執(zhí)行過(guò)步驟C的用戶設(shè)備作為第一用戶設(shè)備；若不存在這樣的用戶設(shè)備，則結(jié)束本流程；
[0015]步驟C、判斷候選的配對(duì)用戶設(shè)備集合中，是否存在尚未配對(duì)且未與第一用戶設(shè)備進(jìn)行步驟D中判斷的用戶設(shè)備，若是，選擇一個(gè)滿足上述條件的用戶設(shè)備作為第二用戶設(shè)備；否則返回步驟B ；
[0016]步驟D、判斷第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備的信噪比的差值是否小于第二閾值，若是，執(zhí)行步驟E ;否則，返回步驟C ;
[0017]E、判斷第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備的信噪比的差值是否大于第三閾值，若是將第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備配對(duì)，否則返回步驟C。
[0018]從以上技術(shù)方案可以看出，將具有相近信道條件和空間相關(guān)性較低的兩個(gè)用戶設(shè)備進(jìn)行配對(duì)，可以取得較好的MU-MMO配對(duì)效果。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1a為傳統(tǒng)的SU-MIMO系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸不意圖；
[0020]圖1b為MU-MIMO系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸不意圖；
[0021]圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的上行MU-MMO系統(tǒng)的用戶設(shè)備配對(duì)方法流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]本申請(qǐng)?zhí)峁┑纳闲蠱U-MMO的配對(duì)方法基于如下原則:
[0023](I)、要求參與配對(duì)的用戶設(shè)備具有相近的信道條件，避免兩個(gè)用戶設(shè)備信道質(zhì)量相差很大，使得信號(hào)較好的用戶設(shè)備對(duì)信號(hào)較弱的用戶設(shè)備造成較大的干擾。
[0024](2)、由于在MU-MMO系統(tǒng)中，兩個(gè)用戶設(shè)備占用相同的時(shí)頻資源，期望兩個(gè)用戶設(shè)備信道的空間相關(guān)性較低，以便能夠?qū)崿F(xiàn)空間多址傳輸。
[0025](3)、在滿足上述兩個(gè)原則的基礎(chǔ)上，期望參與MU-MMO配對(duì)的用戶設(shè)備信道條件較為良好，可以考慮把用戶設(shè)備的信噪比(SNR)作為一個(gè)選擇條件。原則(3)為可選。
[0026]因此，本申請(qǐng)方案提供的配對(duì)方法中，對(duì)于給定小區(qū)中的任一個(gè)用戶設(shè)備作為第一用戶設(shè)備，選擇該小區(qū)中滿足如下條件的第二用戶設(shè)備與第一用戶設(shè)備配對(duì):
[0027]條件a:與第一用戶設(shè)備的到達(dá)角的差值大于第二閾值；
[0028]條件b:與第一用戶設(shè)備的信噪比差值為滿足條件a的所有用戶設(shè)備中最小。
[0029]較佳地，所述第一用戶設(shè)備和第二用戶設(shè)備進(jìn)一步滿足如下條件:第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備的信噪比均大于第一閾值。
[0030]為使本申請(qǐng)技術(shù)方案的技術(shù)原理、特點(diǎn)以及技術(shù)效果更加清楚，以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)闡述。
[0031]本申請(qǐng)實(shí)施例提出了一種上行MU-MMO系統(tǒng)的用戶設(shè)備配對(duì)方法，包括如下基本步驟:
[0032]步驟A、從給定小區(qū)的所有激活用戶設(shè)備中，篩選出信噪比大于第一閾值的用戶設(shè)備組成候選的配對(duì)用戶設(shè)備集合；
[0033]步驟B、從候選的配對(duì)用戶設(shè)備集合中，任選一個(gè)尚未執(zhí)行過(guò)步驟C的用戶設(shè)備作為第一用戶設(shè)備；若不存在這樣的用戶設(shè)備，則結(jié)束本流程；
[0034]步驟C、判斷候選的配對(duì)用戶設(shè)備集合中，是否存在尚未配對(duì)且未與第一用戶設(shè)備進(jìn)行步驟D中判斷的用戶設(shè)備，若是，選擇一個(gè)滿足上述條件的用戶設(shè)備作為第二用戶設(shè)備；否則返回步驟B ；
[0035]步驟D、判斷第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備的信噪比的差值是否小于第二閾值，若是，執(zhí)行步驟E ;否則，返回步驟C ;
[0036]E、判斷第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備的信噪比的差值是否大于第三閾值，若是將第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備配對(duì)，否則返回步驟C。
[0037]上述閾值的實(shí)際取值需要根據(jù)仿真和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景而定，第一閾值和第二閾值都是信噪比dB值；第三閾值為角度。
[0038]本申請(qǐng)實(shí)施例提供的上行MU-MMO系統(tǒng)的用戶設(shè)備配對(duì)方法流程如圖2所示，包括如下步驟:
[0039]步驟201:判斷小區(qū)A中每個(gè)激活用戶設(shè)備的SNR是否大于設(shè)定的閾值thresholdl,如果SNR大于閾值,則該用戶設(shè)備進(jìn)入配對(duì)用戶設(shè)備候選集合；否則,該用戶設(shè)備不進(jìn)入候選集合。
[0040]步驟202:對(duì)候選集合的用戶設(shè)備按照SNR從大到小進(jìn)行排列，記作Un，n=l，2，…，No同時(shí),初始化參數(shù)i=l, j=i+l。
[0041]步驟203:如果i等于N，則結(jié)束；否則，從配對(duì)用戶設(shè)備候選集合中選擇一個(gè)用戶設(shè)備i。
[0042]步驟204:判斷該用戶設(shè)備i是否已配對(duì)，如果是，i++，重復(fù)步驟203 ;否則，進(jìn)入步驟205。
[0043]步驟205:如果j大于N，則i++，j=i+l，重復(fù)步驟203 ;否則，從候選集合中選擇一個(gè)用戶設(shè)備j。
[0044]步驟206:判斷該用戶設(shè)備j是否已配對(duì)，如果是，則j++，重復(fù)步驟205 ;否則，進(jìn)入步驟207。
[0045]步驟207:比較用戶設(shè)備i和用戶設(shè)備j的SNR差值是否小于設(shè)定的閾值threshoId2,如果小于該閾值,則這兩用戶設(shè)備適合配對(duì),進(jìn)入步驟208 ;否則,兩用戶設(shè)備不適合配對(duì)，j++，重復(fù)步驟205。
[0046]步驟208:比較用戶設(shè)備i和用戶設(shè)備j的AOA差值絕對(duì)值是否大于設(shè)定的閾值threShold3，如果大于該閾值，執(zhí)行步驟209 ;否則，兩用戶設(shè)備配對(duì)失敗，j++，重復(fù)步驟205。
[0047]步驟209:兩用戶設(shè)備配對(duì)成功，并標(biāo)記用戶設(shè)備i和用戶設(shè)備j已配對(duì)，i++,j=i+l，重復(fù)步驟203。
[0048]以上所述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本申請(qǐng)的保護(hù)范圍，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種上行多用戶多輸入多輸出MU-MMO系統(tǒng)中的用戶設(shè)備配對(duì)方法，其特征在于，該方法包括: 將給定小區(qū)中的任一個(gè)用戶設(shè)備作為第一用戶設(shè)備，選擇該小區(qū)中滿足如下條件的第二用戶設(shè)備與第一用戶設(shè)備配對(duì): 條件a:與第一用戶設(shè)備的信噪比的差值小于第二閾值； 條件b:與第一用戶設(shè)備的到達(dá)角的差值大于第三閾值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一用戶設(shè)備和第二用戶設(shè)備進(jìn)一步滿足如下條件:第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備的信噪比均大于第一閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，該方法包括: 步驟A、從給定小區(qū)的所有激活用戶設(shè)備中，篩選出信噪比大于第一閾值的用戶設(shè)備組成候選的配對(duì)用戶設(shè)備集合； 步驟B、從候選的配對(duì)用戶設(shè)備集合中，任選一個(gè)尚未執(zhí)行過(guò)步驟C的用戶設(shè)備作為第一用戶設(shè)備；若不存在這樣的用戶設(shè)備，則結(jié)束本流程； 步驟C、判斷候選的配對(duì)用戶設(shè)備集合中，是否存在尚未配對(duì)且未與第一用戶設(shè)備進(jìn)行步驟D中判斷的用戶設(shè)備，若是，選擇一個(gè)滿足上述條件的用戶設(shè)備作為第二用戶設(shè)備；否則返回步驟B; 步驟D、判斷第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備的信噪比的差值是否小于第二閾值，若是，執(zhí)行步驟E ;否則，返回步驟C ; E、判斷第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備的信噪比的差值是否大于第三閾值，若是將第一用戶設(shè)備與第二用戶設(shè)備配對(duì)，否則返回步驟C。
【文檔編號(hào)】H04L5/00GK104378146SQ201310357654
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月16日
【發(fā)明者】馮紹鵬, 呂伯軒, 王麗 申請(qǐng)人:普天信息技術(shù)研究院有限公司