一种MU-MIMO下行链路基于干扰预评估的用户调度算法

摘要

一种MU-MIMO下行链路基于干扰预评估的用户调度算法，将用户调度转化成空间子信道选择，根据获知的用户与基站之间的信道矩阵H，对其进行奇异值分解，即将MIMO信道等效为rank(H)个并行子信道，其中rank(·)表示求矩阵的秩。通过构造中间矩阵以及相关矩阵，设置干扰预评估因子，综合考虑调度过程中空间子信道之间的相互干扰以及子信道的传输增益，实现多用户MIMO系统的用户调度，选择出更佳的空间子信道集合进行通信。

主权项

一种MU‑MIMO下行链路基于干扰预评估的用户调度算法，其适用于无线通信网络，所述无线通信网络包括已选空间子信道及候选空间子信道，其特征在于：已选空间子信道及候选空间子信道均参与用户调度计算其包括以下步骤：步骤1：初始化已选空间子信道集合和候选空间子信道集合，其中；设已选空间子信道集合A＝Φ，候选空间子信道集合C＝Ω，调度次数t＝0，设置干扰预评估因子η，Φ表示空集合，Ω表示所有子信道的全集合，基站对获得的信道信息矩阵进行奇异值分解H_k＝U_kΛ_k(V_k)^H，其中，${\Lambda }_k=\mathrm{diag}[{\lambda }_{k,1},{\lambda }_{k,2},...,{\lambda }_{k,\mathrm{rank}\left(H_k\right)}],$$U_k=[u_{k,1},u_{k,2},...,u_{k,\mathrm{rank}\left(H_k\right)}],$λ_k,j是第k个用户与基站之间的信道信息矩阵进行奇异值分解后的第j奇异值，u_k,j表示第k个用户的U矩阵的第j列，v_k,j表示第k个用户的V矩阵的第j列，rank(·)表示求矩阵的秩，diag(·)表示对角化处理；步骤2：构造中间矩阵和其中，映射关系为步骤3：构造相关矩阵$R=\left[\begin{array}{ccc}{r}_1& ...& r_{{\Sigma }_{k=1}^K\mathrm{rank}\left(H_k\right)}\end{array}\right];$式中，|·|表示求模运算，〈a,b〉表示向量a和b的内积运算，r_m,n表示相关矩阵第m行，第n列的元素；步骤4：计算目标矩阵；(1)当t＝0时，有A＝Φ，即card(A)＝0，则直接对相关矩阵R的每一行元素做升序排列，得到目标矩阵R₀，card(A)表示求集合A的元素个数；(2)当t＞0时，有card(A)＝t，从R中挑出与已选的t个空间子信道对应的t列构成矩阵分别对R中剩余部分的行元素进行升序排列得到矩阵所述剩余部分为候选的空间子信道，构造目标矩阵$R_t=\left[\begin{array}{cc}{R}_t^{\mathrm{A}}& R_t^C\end{array}\right];$步骤5：计算目标向量；对R_t的每一行的前η个元素分别求和，得到目标向量${\Psi }_t={\left[\begin{array}{ccc}{\psi }_{t,1}& ...& {\psi }_{t,{\Sigma }_{k=1}^K\mathrm{rank}\left(H_k\right)}\end{array}\right]}^T,$其中，η为在进行调度时，需要考察的相互干扰的子信道个数；步骤6：更新变量；t＝t+1，C＝Ω‑A，如果card(A)＝N_T，N_T表示基站天线数，则算法结束；否则，返回步骤4。