專利名稱：一種基于碼本預(yù)編碼的配對(duì)用戶選擇方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于碼本預(yù)編碼的配對(duì)用戶選擇方法及裝置。
背景技術(shù)：
3GPP技術(shù)的長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)提出的MU-MM0是有效解決峰值數(shù)據(jù)速率、平均小區(qū)吞吐量、小區(qū)邊緣用戶吞吐量的關(guān)鍵技術(shù)，圖1為SU-MMO傳輸和MU-MMO傳輸?shù)氖疽鈭D。在SU-MMO傳輸中，基站(eNodeB)將相同時(shí)頻資源上的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給相同的用戶。而在MU-MMO傳輸中，基站將相同時(shí)頻資源上的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同的用戶，通過同時(shí)為多個(gè)用戶傳輸數(shù)據(jù)提高系統(tǒng)容量。在MU-MMO實(shí)施過程中，有效地用戶終端配對(duì)是決定MU-MMO整體性能的ー個(gè)最
基礎(chǔ)最重要的因素。在下行MU-MMO用戶配對(duì)的實(shí)際操作當(dāng)中，基站需要通過對(duì)配對(duì)用戶進(jìn)行預(yù)編碼或?qū)㈩A(yù)編碼和配對(duì)算法這二者結(jié)合起來使得配對(duì)用戶之間的信道干擾最小。在FDD (頻分雙エ)系統(tǒng)中，需要基站通過上行鏈路接受反饋獲得用于傳輸?shù)男诺佬畔磉M(jìn)行預(yù)編碼操作及其調(diào)整。預(yù)編碼技術(shù)是在發(fā)射端利用信道狀態(tài)信息對(duì)發(fā)送符號(hào)進(jìn)行預(yù)處理以達(dá)到消除干擾，以此來達(dá)到提高系統(tǒng)容量目的。預(yù)編碼需要基站獲知傳輸信道信息，井根據(jù)傳輸信道信息確認(rèn)預(yù)編碼矩陣。按照預(yù)編碼矩陣的獲得方式，可將線性預(yù)編碼操作分為兩大類基于碼本的預(yù)編碼(codebook based precoding)和非碼本的預(yù)編碼(non-codebook basedprecoding)。在基于碼本的預(yù)編碼 技術(shù)中，碼本對(duì)于用戶終端(UE)和基站(eNodeB)而言是相同的。用戶通過向基站反饋預(yù)編碼矩陣指示(PMI)、秩指示(RI)來向基站通知該用戶所使用的預(yù)編碼矩陣?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般通過用戶終端上報(bào)附加反饋等參數(shù)，通過提供給基站更具體更精確的用戶信道狀態(tài)，由基站端選擇出合適的配對(duì)用戶。目前已有很多針對(duì)附加的MU-CQI(Multiple User-ChannelQuality Indication)反饋進(jìn)行用戶配對(duì)。例如，阿朗公司在提案R1-094613中提出，可以反饋ー個(gè)最佳陪同PMI及與之相對(duì)應(yīng)的MU-CQI來進(jìn)行配對(duì)用戶的調(diào)度；基于這一方案的演進(jìn)，RM公司在提案R1-102052中提出了一種減少反饋的方法。該方法將碼本分成多個(gè)子集，每個(gè)SU-MIMO PMI與其中ー個(gè)子集有關(guān)，這種子集稱為陪同子集(companion subset)。對(duì)于ー個(gè)給定的SU-MMO PMI，最佳的MU-MMO配對(duì)PMI將會(huì)從它的陪同子集(companion subset)中選出。用戶需要向基站反饋陪同PMI子集指示和陪同子集中每ー個(gè)匹配PMI對(duì)應(yīng)的MU-CQI，增加了至少兩倍的反饋負(fù)荷。于此同時(shí)，MU-CQI具體的計(jì)算方法和定義，以及附加的反饋比特?cái)?shù)仍然懸而未決。時(shí)至今日，隨著網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓絹碓綇?fù)雜，特別是在3GPP LTE-A無線網(wǎng)絡(luò)里，用戶終端所遭受的干擾環(huán)境也日益復(fù)雜，這些干擾對(duì)用戶配對(duì)的影響越來越大；用戶和基站端的上行信道狀態(tài)反饋負(fù)荷越來越多，真正起到關(guān)鍵作用的附加反饋寥寥無幾；尤其是針對(duì)碼本預(yù)編碼的多用戶配對(duì)，由于不能像ZF、BD算法良好的消除配對(duì)用戶干擾，進(jìn)而對(duì)MU-MIMO的性能造成了嚴(yán)重的影響。如何實(shí)現(xiàn)更有效、更準(zhǔn)確、更簡(jiǎn)便的基于碼本預(yù)編碼的用戶終端配對(duì),進(jìn)而MU-MMO的下行數(shù)據(jù)傳輸性能，是一個(gè)亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一個(gè)配對(duì)用戶選擇方法，實(shí)現(xiàn)信息的高效傳輸。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于碼本預(yù)編碼的配對(duì)用戶選擇方法，其特征是，該方法包括以下步驟S1:接收用戶終端發(fā)送的信道狀態(tài)信息；S2 :根據(jù)所述信道狀態(tài)信息調(diào)度首用戶；S3:根據(jù)所述首用戶對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣索引和秩指示選擇首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合；根據(jù)所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合尋找所述期望配對(duì)用戶的預(yù)編碼矩陣索引；S4 :根據(jù)所述期望配對(duì)用戶的預(yù)編碼矩陣索引選擇與所述首用戶配對(duì)的次用戶；向所述首用戶和所述次用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。所述在步驟S4后還有

若沒有與所述首用戶配對(duì)的次用戶，則對(duì)所述首用戶進(jìn)行單用戶信息傳輸。所述信道狀態(tài)信息調(diào)度首用戶具體為信道狀態(tài)信息根據(jù)比例公平調(diào)度算法調(diào)度首用戶。所述選擇與所述首用戶匹配的次用戶的方法為通過快速尋找法或順序?qū)ふ曳ㄟx擇與所述首用戶配對(duì)的次用戶。所述快速尋找法具體為若所述次用戶的預(yù)編碼矩陣索引屬于所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合，則對(duì)所述次用戶和所述首用戶配對(duì)。所述順序?qū)ふ曳ň唧w為查看所述正交性表格中的第一個(gè)元素是否有對(duì)應(yīng)的用戶，若有，則將其作為次用戶和所述首用戶配對(duì)，過程結(jié)束；否則，查看所述正交性表格中的下一個(gè)元素是否有對(duì)應(yīng)的用戶，直到找到該元素對(duì)應(yīng)的用戶。所述信道狀態(tài)信息包括信道質(zhì)量指示、預(yù)編碼矩陣索引和秩指示。所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合，是所述首用戶的預(yù)編碼索引對(duì)應(yīng)的正交性表格前設(shè)定個(gè)值。一種配對(duì)用戶選擇裝置，其特征是，該裝置包括參數(shù)接收單元，用于接收用戶終端的信道狀態(tài)信息；與所述參數(shù)接收單元連接的用戶調(diào)度單元，用于根據(jù)所述信道狀態(tài)信息調(diào)度首用戶；與所述用戶調(diào)度單元連接的匹配信息存儲(chǔ)單元，用于根據(jù)所述首用戶的所述信道狀態(tài)信息選擇正交性表格；根據(jù)所述正交性表格尋找首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合；與所述匹配信息存儲(chǔ)單元連接的配對(duì)搜索單元，用于根據(jù)所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合選擇次用戶；與所述配對(duì)捜索單元連接的數(shù)據(jù)發(fā)送単元，用于向所述首用戶和所述次用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。(三)有益效果本發(fā)明通過用戶終端的信道狀態(tài)信息調(diào)度首用戶，得到首用戶的預(yù)編碼矩陣索弓丨，通過首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合選擇和首用戶配對(duì)的次用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明在不增加用戶終端任何反饋開銷的前提下，減小了干擾對(duì)配對(duì)結(jié)果的影響，減少了基站終端計(jì)算復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)了更有效準(zhǔn)確的用戶配對(duì)，進(jìn)而提高M(jìn)U-MIMO系統(tǒng)的下行數(shù)據(jù)傳輸性能，具有很高的實(shí)用性。


圖1是SU-MMO與MU-MMO對(duì)比示意圖。圖2是本發(fā)明涉及的MU-MMO基于選擇碼本的用戶配對(duì)方法流程示意圖。圖3是本發(fā)明涉及的MU-MMO基于選擇碼本的用戶配對(duì)基站裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。為了提高M(jìn)U-MMO的性能，解決用戶終端配對(duì)效率低，配對(duì)過程復(fù)雜等不足，本發(fā)明提供了一種基于碼本預(yù)編碼的配對(duì)用戶選擇方法及裝置。g在不增加用戶終端任何反饋開銷的前提下，以更簡(jiǎn)便快捷的方式，降低配對(duì)用戶間干擾，實(shí)現(xiàn)更有效準(zhǔn)確的用戶配對(duì)，進(jìn)而提高M(jìn)U-MMO系統(tǒng)吞吐量。本發(fā)明裝置包括1.參數(shù)接收單元，用于接收用戶終端的信道狀態(tài)信息；2.用戶調(diào)度単元，與所述參數(shù)接收單元連接，用于根據(jù)所述信道狀態(tài)信息調(diào)度首用戶；3.匹配信息存儲(chǔ)單元，與所述用戶調(diào)度單元連接，用于根據(jù)所述首用戶的所述信道狀態(tài)信息選擇正交性表格，即針對(duì)每ー個(gè)秩指示和預(yù)編碼矩陣索引存儲(chǔ)其首用戶匹配預(yù)編碼矩陣索引集合；根據(jù)所述正交性表格尋找首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合；4.配對(duì)搜索単元，與所述匹配信息存儲(chǔ)單元連接，用于根據(jù)所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合選擇次用戶；基于所述匹配信息存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的首用戶匹配預(yù)編碼矩陣索引集合，實(shí)現(xiàn)基于碼本預(yù)編碼的MU-MIMO配對(duì)用戶碼本選擇方法；5.數(shù)據(jù)發(fā)送単元，與所述配對(duì)捜索單元連接，用于向所述首用戶和所述次用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。本發(fā)明包括以下步驟S1:參數(shù)接收單元接收用戶終端發(fā)送的信道狀態(tài)信息；用戶終端向基站的上報(bào)信道狀態(tài)信息(CSI, Channel StateInformation),其中包括CQI (信道質(zhì)量指示)、PMI (預(yù)編碼矩陣索引)、RI (秩指示)；基站根據(jù)用戶終端反饋的PMI (PrecodingMatrix Indesign)、RI (Rank Index)確定用戶預(yù)編碼矩陣,矩陣行數(shù)為發(fā)送天線數(shù)，列數(shù)為數(shù)據(jù)傳輸層數(shù)，即RI大??；PMI為預(yù)編碼矩陣索引，基站首先根據(jù)RI確定數(shù)據(jù)傳輸層數(shù)，再根據(jù)PMI指示確定預(yù)編碼矩陣。S2 :用戶調(diào)度單元根據(jù)所述信道狀態(tài)信息調(diào)度首用戶；信道狀態(tài)信息根據(jù)比例公平調(diào)度算法調(diào)度首用戶?；靖鶕?jù)CSI調(diào)度首用戶，為每個(gè)資源塊調(diào)度一個(gè)首用戶，根據(jù)CQI，使用比例公平調(diào)度算法對(duì)首用戶進(jìn)行調(diào)度；資源塊大小根據(jù)基站規(guī)定，首先在所述資源塊大小上調(diào)度一個(gè)首用戶；S3:匹配信息存儲(chǔ)單元根據(jù)所述首用戶的預(yù)編碼矩陣索引和秩指示選擇首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合；根據(jù)所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合尋找期望配對(duì)用戶的預(yù)編碼矩陣索引；根據(jù)首用戶RI進(jìn)行正交性表格選擇；正交性表格體現(xiàn)首用戶預(yù)編碼矩陣和配對(duì)用戶預(yù)編碼矩陣之間的正交性，正交性大小判斷方法是計(jì)算兩用戶預(yù)編碼向量或矩陣每一列之間正交性，求和后由小到大的排列；針對(duì)RI=I和RI=2混合層數(shù)用戶配對(duì)，正交性表格為32行16列的表格，由于可以配對(duì)的用戶集合為RI=I或RI=2，不同層數(shù)分別對(duì)應(yīng)16個(gè)PMI，所以有32個(gè)可選配對(duì)集合；確定了首用戶的層數(shù)，RI=I或RI=2，只有16個(gè)PMI，所以16列分別代表了層數(shù)確定的首用戶PMI ； 根據(jù)正交表格尋找匹配PMI ;正交性表格決定了首用戶匹配PMI集合，每個(gè)首用戶根據(jù)自身PM1、RI，可以選擇正交性表格中的前6個(gè)作為首用戶匹配PMI集合；PMI用于向用戶終端說明發(fā)送數(shù)據(jù)需要使用的預(yù)編碼矩陣，取值為O到15。首用戶匹配PMI集合可以根據(jù)實(shí)際情況改變其中元素的數(shù)量，RI指示用于表示用戶信道矩陣的秩，與用戶傳輸層數(shù)相等，取值為I到4 ;S4:配對(duì)搜索單元 根據(jù)所述期望配對(duì)用戶的預(yù)編碼矩陣索引選擇與所述首用戶匹配的次用戶；將兩用戶數(shù)據(jù)在同一時(shí)頻資源塊上數(shù)據(jù)發(fā)送單元向所述首用戶和所述次用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)；通過快速尋找法或順序?qū)ふ曳ㄟx擇與所述首用戶配對(duì)的次用戶。其中快速尋找法具體為若所述次用戶的預(yù)編碼矩陣索引屬于所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合，則對(duì)所述次用戶和所述首用戶配對(duì)。順序?qū)ふ曳ň唧w為查看所述正交性表格中的第一個(gè)元素是否有對(duì)應(yīng)的用戶，若有，則將其作為次用戶和所述首用戶配對(duì)，過程結(jié)束；否則，查看所述正交性表格中的下一個(gè)元素是否有對(duì)應(yīng)的用戶，直到找到該元素對(duì)應(yīng)的用戶。若沒有與所述首用戶配對(duì)的次用戶，則對(duì)所述首用戶進(jìn)行單用戶信息傳輸。下面結(jié)合圖1至圖3來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。如圖1所示MMO系統(tǒng)中SU-MMO和MU-MMO場(chǎng)景下數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖疽鈭D，所述的SU-MMO傳輸中，基站(eNodeB)將相同時(shí)頻資源上的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給相同的用戶。而在MU-MIMO傳輸中，基站將相同時(shí)頻資源上的多個(gè)數(shù)據(jù)流發(fā)送給不同的用戶，通過同時(shí)為多個(gè)用戶傳輸數(shù)據(jù)提高系統(tǒng)容量。表I示出了針對(duì)單雙層混合配對(duì)的正交性表格，針對(duì)每個(gè)R1、PMI，順序表示了兩者正交性的大小。其中1-16表示PMI為0-15并且RI=I, 17—32表示PMI為0-15并且RI=2。
權(quán)利要求
1.一種基于碼本預(yù)編碼的配對(duì)用戶選擇方法，其特征是，該方法包括以下步驟S1:接收用戶終端發(fā)送的信道狀態(tài)信息；52:根據(jù)所述信道狀態(tài)信息調(diào)度首用戶；53:根據(jù)所述首用戶對(duì)應(yīng)的預(yù)編碼矩陣索引和秩指示選擇首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合；根據(jù)所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合尋找所述期望配對(duì)用戶的預(yù)編碼矩陣索引；54:根據(jù)所述期望配對(duì)用戶的預(yù)編碼矩陣索引選擇與所述首用戶配對(duì)的次用戶；向所述首用戶和所述次用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述在步驟S4后還有若沒有與所述首用戶配對(duì)的次用戶，則對(duì)所述首用戶進(jìn)行單用戶信息傳輸。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述信道狀態(tài)信息調(diào)度首用戶具體為信道狀態(tài)信息根據(jù)比例公平調(diào)度算法調(diào)度首用戶。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述選擇與所述首用戶匹配的次用戶的方法為通過快速尋找法或順序?qū)ふ曳ㄟx擇與所述首用戶配對(duì)的次用戶。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，所述快速尋找法具體為若所述次用戶的預(yù)編碼矩陣索引屬于所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合，則對(duì)所述次用戶和所述首用戶配對(duì)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，所述順序?qū)ふ曳ň唧w為查看所述正交性表格中的第一個(gè)元素是否有對(duì)應(yīng)的用戶，若有，則將其作為次用戶和所述首用戶配對(duì)，過程結(jié)束；否則，查看所述正交性表格中的下一個(gè)元素是否有對(duì)應(yīng)的用戶，直到找到該元素對(duì)應(yīng)的用戶。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述信道狀態(tài)信息包括信道質(zhì)量指示、預(yù)編碼矩陣索引和秩指示。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合，是所述首用戶的預(yù)編碼索引對(duì)應(yīng)的正交性表格前設(shè)定個(gè)值。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述方法的配對(duì)用戶選擇裝置，其特征是，該裝置包括:參數(shù)接收單元，用于接收用戶終端的信道狀態(tài)信息；與所述參數(shù)接收單元連接的用戶調(diào)度單元，用于根據(jù)所述信道狀態(tài)信息調(diào)度首用戶；與所述用戶調(diào)度單元連接的匹配信息存儲(chǔ)單元，用于根據(jù)所述首用戶的所述信道狀態(tài)信息選擇正交性表格；根據(jù)所述正交性表格尋找首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合；與所述匹配信息存儲(chǔ)單元連接的配對(duì)搜索單元，用于根據(jù)所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合選擇次用戶；與所述配對(duì)搜索單元連接的數(shù)據(jù)發(fā)送單元，用于向所述首用戶和所述次用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于碼本預(yù)編碼的配對(duì)用戶選擇方法及裝置。本發(fā)明首先接收用戶終端發(fā)送的信道狀態(tài)信息，根據(jù)所述信道狀態(tài)信息調(diào)度首用戶；然后根據(jù)所述首用戶的預(yù)編碼矩陣索引和秩指示選擇首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合；根據(jù)所述首用戶的匹配預(yù)編碼矩陣索引集合尋找所述期望配對(duì)用戶的預(yù)編碼矩陣索引；最后根據(jù)所述預(yù)編碼矩陣索引選擇與所述首用戶配對(duì)的次用戶；向所述首用戶和所述次用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。本發(fā)明在不增加用戶終端任何反饋開銷的前提下，減小了干擾對(duì)配對(duì)結(jié)果的影響，減少了基站端計(jì)算復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)了更有效準(zhǔn)確的用戶配對(duì)，進(jìn)而提高M(jìn)U-MIMO系統(tǒng)的下行數(shù)據(jù)傳輸性能。
文檔編號(hào)H04L1/06GK103051421SQ20121054964
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者王瑩, 彭菲, 袁苑, 張緯棟 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)