專利名稱：一種信道自適應(yīng)的多用戶多輸入多輸出傳輸調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多用戶空分復(fù)用多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中信道自適應(yīng)的傳輸調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
隨著無線網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)和因特網(wǎng)的逐漸融合，人們對無線通信業(yè)務(wù)的類型和質(zhì)量的要求越來越高。為滿足無線多媒體和高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，需要開發(fā)新一代無線通信系統(tǒng)。新一代無線系統(tǒng)中，從物理層、媒體接入控制層到網(wǎng)絡(luò)層，將廣泛采用一些新技術(shù)，如多天線輸入和輸出(MIMO)、正交頻分復(fù)用(OFDM)、分組調(diào)度等。
MIMO系統(tǒng)是指在發(fā)送和接收端使用多元天線陣列，它能顯著提高系統(tǒng)容量和無線傳輸鏈路質(zhì)量(誤比特率BER)。利用MIMO技術(shù)提高系統(tǒng)容量和傳輸質(zhì)量的方式包括兩類空分復(fù)用(SM)和空間分集(SD)。空分復(fù)用的典型應(yīng)用實例是由Foschini等提出的Bell實驗室分層空時結(jié)構(gòu)(BLAST)(參見參考文獻(xiàn)[1])，它把整個數(shù)據(jù)流分解成若干個單獨的子數(shù)據(jù)流從多副天線并行發(fā)送；在接收天線大于或等于發(fā)送天線數(shù)時，BLAST的信道容量與發(fā)送天線數(shù)成線性關(guān)系，這推廣了香農(nóng)定理?？臻g分集是利用發(fā)送、接收天線間的多徑傳播而提高系統(tǒng)魯棒性；它包括接收分集(空間合并)和發(fā)送分集(TD)，TD的應(yīng)用示例如空時編碼(STC)(參見參考文獻(xiàn)[2])，這包括Tarokh等提出的空時格碼(STTC)和Alamouti等提出的空時分組碼(STBC)等。在目前的基于碼分多址(CDMA)的第三代移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，利用MIMO開發(fā)了高速下行分組接入(HSDPA)技術(shù)，大大提高了系統(tǒng)傳輸速率。
作為面向新一代無線信息網(wǎng)絡(luò)而提出的MIMO與OFDM相結(jié)合的MIMO OFDM傳輸技術(shù)也受到廣泛關(guān)注。MIMO與OFDM相結(jié)合相結(jié)合的MIMO OFDM技術(shù)具有兩者的優(yōu)點，它既通過OFDM調(diào)制把頻率選擇性MIMO衰落信道分解成一組并行平坦衰落信道，又利用MIMO提高了系統(tǒng)容量，適用于傳輸高速率、高質(zhì)量的多媒體業(yè)務(wù)。
在采用先進(jìn)的無線傳輸技術(shù)提高系統(tǒng)的傳輸速率的同時，還必須保證系統(tǒng)中多用戶接入時的服務(wù)質(zhì)量。因此，需要針對無線網(wǎng)絡(luò)帶寬有限、信道的時變性和業(yè)務(wù)突發(fā)性等特點，提出有效的實時分組調(diào)度和資源分配算法。多用戶無線網(wǎng)絡(luò)中，同時有多個用戶能接收到發(fā)射端的信號，因此，發(fā)射機為不同用戶建立了不同傳播信道，則可以把無線資源分配給信道條件最好的用戶，這種利用各個用戶不同的衰落信道特征稱之為多用戶分集(MuD)。MuD可以跟蹤利用信道的小尺度時變特性，提高無線資源(時、頻、碼、空間等)的利用率。但當(dāng)用戶所處信道環(huán)境變化不明顯時，如慢衰落信道，或大K因子的萊斯(Rician)信道，即存在視距(LOS)傳播時，信道呈現(xiàn)緩慢變化特征，用戶間信道增益的差異較小。這時，根據(jù)用戶信道增益特性實現(xiàn)多用戶分集較為困難。因此，為獲得多用戶分集增益，需要根據(jù)信道特征，提出新的傳輸調(diào)度方法。
參考文獻(xiàn)列表[1]G.J.Foschini、M.J.Gans發(fā)表在Wireless PersonalCommunications，19986(3)第311～315頁上的題為“On limits ofwireless communications in fading environment when usingmultiple antennas”的文章。
V.Tarokh、N.Scshadri、A.R.Calderband發(fā)表在IEEE Trans.On IT，1998 44(2)第744～765頁上的題為“Space-time codes for highdata rate wireless communicationPerformance critierion andcode construction”的文章。
P.Viswanath、D.N.Tse、R.Laroia于2002年6月發(fā)表在IEEE IT，48卷，第6號，第1277～1294頁上的題為“Opportunisticbeamforming using dumb antennas”的文章。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種信道自適應(yīng)的多用戶MIMO傳輸調(diào)度方法。
考慮采用空分復(fù)用工作模式的MIMO系統(tǒng)下行鏈路(廣播信道)。發(fā)送端(基站BS)安裝Nt幅天線，在每個用戶接收端(UE)安裝Nr幅天線。針對MIMO CDMA(單載波)和MIMO OFDM(多載波)兩類不同MIMO系統(tǒng)，均可采用如下的相同實施方案。
多用戶接入的MIMO無線網(wǎng)絡(luò)中，同時有多個用戶能接收到基站發(fā)射信號，因此，發(fā)射機為不同用戶建立了不同傳播信道，則可以把無線資源分配給信道條件最好的用戶，這種利用各個用戶不同的信道衰落特征稱之為多用戶分集。應(yīng)用多用戶分集的一個典型示例是Qualcomm公司提出的CDMA HDR(高數(shù)據(jù)率)系統(tǒng)，它采用比例公平調(diào)度(PFS)算法，讓不同業(yè)務(wù)速率的用戶公平地接入共享信道。但當(dāng)用戶相對靜止或低速移動時，信道變化較慢(慢衰落)。這時，應(yīng)用多用戶分集帶來的分集增益很小。針對該問題，本發(fā)明提出一種信道自適應(yīng)的傳輸調(diào)度方法，它隨不同信道環(huán)境而自適應(yīng)地調(diào)整傳輸調(diào)度方法?；臼紫扰袛喔饔脩粜诺赖乃ヂ錉顩r，若信道為快衰落，則利用一般的PFS算法調(diào)度用戶；若信道為慢衰落，則在發(fā)射天線端，通過信道隨機化矩陣P對發(fā)射信號作變換后，引入信道變化以獲得多用戶分集增益，再利用一般的PFS算法調(diào)度用戶。
當(dāng)在發(fā)射端引入信道隨機化矩陣P后，接收信號表示為Y＝HPX+n。式中X為發(fā)射信號向量，P為Nt×Nt的隨機矩陣，H為信道矩陣，n為白高斯噪聲向量，PT為發(fā)射總功率。
合理的P應(yīng)使單用戶容量，即C=maxPlog2det(I+PTN0NtHPPHHH)]]>最大，同時滿足功率約束條件||P||=Nt.]]>該問題的最優(yōu)解為P＝VΓ1/2。其中根據(jù)導(dǎo)頻序列估計信道增益矩陣；對信道矩陣特征值分解(SVD)后得到V矩陣和特征值對角陣Λ；根據(jù)Λ和功率約束計算得Γ矩陣；再由V矩陣和Γ矩陣，計算得到發(fā)射隨機矩陣P。
發(fā)射端引入的隨機矩陣P有雙重含義，若從信道的角度看，信道矩陣與隨機矩陣P相乘后的復(fù)合信道(HP)使得信道增益呈現(xiàn)隨機變化；若從發(fā)射信號的角度看，矩陣P與發(fā)射信號相乘(PX)相當(dāng)于對發(fā)射信號預(yù)先進(jìn)行功率分配?；疽氚l(fā)射隨機化矩陣P作預(yù)處理，可獲得最大單用戶容量，同時使信道的變化更快，提供了利用多用戶分集提高系統(tǒng)容量的“機會”，故本方法是一種機會傳輸調(diào)度方法。
利用隨機化矩陣作預(yù)處理引入信道變化后，可采用一般的PFS調(diào)度算法進(jìn)行多用戶調(diào)度。PFS算法中，若用戶的數(shù)據(jù)分組以一種時分方式發(fā)送，調(diào)度器需確定在下一個時隙分配資源給某個用戶。在每個調(diào)度時刻，調(diào)度器計算每個用戶的瞬時信道容量(吞吐量)與平均信道容量(吞吐量)之比，然后把下一個時隙分配給最大比例的用戶。
概括起來，本發(fā)明提出的傳輸調(diào)度方法的步驟如下，1)在發(fā)射端，發(fā)送導(dǎo)頻序列到信道；2)接收端估計信道信息，并反饋到發(fā)送端；3)判斷信道衰落類型，若為快衰落，轉(zhuǎn)第5)步，否則，轉(zhuǎn)4)步；4)在發(fā)送端對發(fā)送信號作預(yù)處理；5)利用PFS算法進(jìn)行多用戶調(diào)度。
其中，對信道衰落類型，若僅從衰落幅度來判斷，復(fù)雜度較高；為易于實現(xiàn)，可根據(jù)用戶端的移動速度作估計，如低速移動時，可判為慢衰落等。
應(yīng)用本方法，可以在快、慢衰落信道環(huán)境下均能獲得多用戶分集增益，提高單用戶容量和系統(tǒng)容量。


下面，將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，其中圖1示出了應(yīng)用本發(fā)明的多用戶MIMO CDMA系統(tǒng)；圖2示出了應(yīng)用本發(fā)明的多用戶MIMO OFDM系統(tǒng)；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)傳輸調(diào)度方法；圖4是示出了計算信道隨機化矩陣的方法的流程圖；
圖5示出了PFS算法的流程圖；以及圖6是根據(jù)本發(fā)明的傳輸調(diào)度方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作具體說明。應(yīng)該指出，所描述的實施例僅是為了說明的目的，而不是對本發(fā)明范圍的限制。
考慮采用空分復(fù)用工作模式的MIMO系統(tǒng)下行鏈路(廣播信道)。發(fā)送端(基站BS)安裝Nt幅天線，在每個用戶接收端(UE)安裝Nr幅天線。分別針對MIMO CDMA(單載波)和MIMO OFDM(多載波)兩類不同的多天線系統(tǒng)，討論本發(fā)明的優(yōu)選實施方案。
實施例1MTMO CDMA系統(tǒng)應(yīng)用本發(fā)明的MIMO CDMA系統(tǒng)如圖1所示。
在發(fā)送端，輸入比特流經(jīng)串/并變換101后復(fù)用到每幅發(fā)射天線支路端；對每根支路端的比特流，采用編碼器102～102’對輸入比特流進(jìn)行信道編碼以抗噪聲；采用交織器103～103’對編碼輸出進(jìn)行交織處理以降低比特流相關(guān)性；采用調(diào)制器104～104’將交織器輸出的比特流調(diào)制為符號流；擴頻模塊105～105’利用偽隨機碼序列對交織器輸出比特流進(jìn)行擴頻操作；插入導(dǎo)頻模塊106～106’完成在發(fā)送符號流中插入用于定時、信道估計的導(dǎo)頻序列；矩陣P107把每幅天線發(fā)射信號作預(yù)處理；射頻(RF)鏈108～108’把基帶符號經(jīng)載波調(diào)制后把信號通過天線109～109’發(fā)射到信道。
在接收端，RX模塊112～112’、118～118’把從天線端111～111’、117～117’接收到的載波信號下變頻為基帶符號；同步模塊119、113完成幀同步、跟蹤；信道估計模塊114、120利用發(fā)送的導(dǎo)頻序列估計出各信道增益系數(shù)，并利用反饋信道把估計結(jié)果反饋到媒體接入控制層(MAC)的調(diào)度器110、矩陣P模塊107；解擴模塊115～115’、121～121’把擴頻符號流解擴后輸出到接收信號處理模塊116、122，在該模塊內(nèi)解調(diào)、解交織、譯碼后恢復(fù)信息比特流。
以上為系統(tǒng)物理層各功能模塊的描述，系統(tǒng)MAC層的調(diào)度器利用從反饋信道獲得的用戶信道狀態(tài)信息對各個用戶的無線資源進(jìn)行分配與調(diào)度。
無線通信系統(tǒng)中，分集技術(shù)具有顯著的抗多徑衰落性能而得到廣泛應(yīng)用，它利用了從發(fā)射機到接收機之間的多條不同的、獨立的傳播路徑。一般的分集技術(shù)包括頻率、時間和空間分集?？辗謴?fù)用MIMO系統(tǒng)的主要優(yōu)勢是通過利用MIMO系統(tǒng)提供的空間分集信道而獲得高的信道容量。同時，多用戶接入的MIMO無線網(wǎng)絡(luò)中，同時有多個用戶能接收到基站發(fā)射信號，因此，發(fā)射機為不同用戶建立了不同傳播信道，則可以把無線資源分配給信道條件最好的用戶，這種利用各個用戶不同的信道衰落特征稱之為多用戶分集。MuD可以跟蹤利用信道的小尺度時變特性，提高無線資源(時、頻、碼、空間等)的利用率。
應(yīng)用多用戶分集的一個典型示例是Qualcomm公司提出的CDMAHDR系統(tǒng)，它采用比例公平調(diào)度算法，讓不同業(yè)務(wù)速率的用戶公平地接入共享信道。其基本思想是各個用戶按照各自速率之間的比例接入信道，即高速率用戶占有更多的無線資源而低速率用戶只占用較少的資源。在信道衰落變化較快(快衰落)時，多用戶分集能有效提高系統(tǒng)容量。但當(dāng)用戶相對靜止或低速移動時，信道變化較慢(慢衰落)，這時，應(yīng)用多用戶分集帶來的分集增益很小。
針對慢衰落信道和多輸入單輸出(MISO)的波束形成智能天線系統(tǒng)，參考文獻(xiàn)[3]提出了一種方案以獲得多用戶分集增益。其思想是，通過人為改變每個接收天線陣元端信道增益的功率和相移，引入信道的隨機變化抖動，故提供了一種利用多用戶分集的機會(opportunity)，稱之為“機會波束形成”(opportunisticbeamforming)。
利用此概念，本發(fā)明提出應(yīng)用于MIMO系統(tǒng)的信道自適應(yīng)傳輸調(diào)度方法，它隨不同信道環(huán)境而自適應(yīng)調(diào)整傳輸調(diào)度方式，在不同信道條件(包括快衰落和慢衰落)均能獲得多用戶分集增益。
本發(fā)明所提出的方法如圖3，基站首先判斷各用戶信道的衰落狀況S301；若信道為快衰落，則利用一般的PFS算法調(diào)度用戶S302；若信道為慢衰落，則在發(fā)射天線端，通過信道隨機化矩陣P對發(fā)射信號作變換后，引入信道變化以獲得多用戶分集增益，再利用一般的PFS算法調(diào)度用戶S303。下面分析其原理。
對于有Nt幅發(fā)射天線和Nr幅接收天線的一般MIMO系統(tǒng)，接收信號表示為Y＝HX+n (1)式中Y=y1···yNrT]]>為接收信號向量，X=x1···xNtT]]>為發(fā)射信號向量，n=n1···nNrT]]>為方差N0的白高斯噪聲向量，上標(biāo)“T”表示轉(zhuǎn)置，信道矩陣 H中元素hji為發(fā)射天線i到接收天線j的信道衰落系數(shù)。
當(dāng)在發(fā)射端引入信道隨機化矩陣P后，接收信號表示為Y＝HPX+n (2)式中P為Nt×Nt的隨機矩陣。同時，發(fā)送端滿足功率約束tr(PRxxPH)＝PT(3)PT為發(fā)射總功率，Rxx＝E[xHx]為發(fā)射信號向量x的協(xié)方差陣，表示發(fā)射信息符號的功率，上標(biāo)“H”表示共軛轉(zhuǎn)置。
發(fā)射端引入的隨機矩陣P有雙重含義，若從信道的角度看，信道矩陣與隨機矩陣P相乘后的復(fù)合信道(HP)使得信道增益呈現(xiàn)隨機變化；若從發(fā)射信號的角度看，矩陣P與發(fā)射信號相乘(PX)相當(dāng)于對發(fā)射信號預(yù)先進(jìn)行功率分配?；疽氚l(fā)射隨機化矩陣可以使信道快變，進(jìn)而獲得MuD增益。問題是如何求得合理的P，下面對此進(jìn)行解釋。
設(shè)在未引入P之前，發(fā)射端給每幅天線均勻分配功率，即Rxx=(PT/Nt)INt,]]>INt為單位矩陣。根據(jù)式(3)可求得||P||=Nt,]]>又最優(yōu)P應(yīng)使單用戶容量C=maxPlog2det(I+PTN0NtHPPHHH)]]>最大，同時滿足功率約束條件||P||=Nt---(4)]]>
可得最優(yōu)解為P＝VΓ1/2(5)其中，V由對信道矩陣特征值分解(SVD)后得到，即H＝UΛVH。Γ＝diag[γ1…γK]是對角陣，其中每個元素γk=(μ-λk-1)+,]]>μ滿足功率約束Σk=1K(μ-λk-1)+=PT,]]>(x)+定義為max{x，0}，且Λ＝diag[λ1…λK]。
圖4是示出了計算信道隨機化矩陣的方法的流程圖。
具體地，通過以下步驟得到P根據(jù)導(dǎo)頻序列估計信道增益矩陣(S401)；對信道矩陣特征值分解(SVD)后得到V矩陣和特征值對角陣Λ(S402)；根據(jù)Λ和功率約束計算得Γ矩陣(S403)；由V矩陣和Γ矩陣，計算得到發(fā)射隨機矩陣P(S404)。
利用矩陣P在發(fā)送端作預(yù)處理，可獲得最大單用戶容量，同時使信道的變化更快，提供了利用多用戶分集提高系統(tǒng)容量的“機會”，故本方法是一種機會傳輸調(diào)度方法。
利用隨機化矩陣作預(yù)處理引入信道變化后，可采用一般的PFS調(diào)度算法進(jìn)行多用戶調(diào)度。一般的PFS調(diào)度算法中，用戶的數(shù)據(jù)分組通常以一種時分方式發(fā)送，調(diào)度器需確定在下一個時隙分配資源給某個用戶。在每個調(diào)度時刻，調(diào)度器計算每個用戶的瞬時信道容量(吞吐量)與平均信道容量(吞吐量)之比，然后把下一個時隙分配給最大比例的用戶。
PFS算法如圖5，流程如下在步驟S501，初始化，設(shè)Cu(t)是用戶u在第t時隙以前的平均吞吐量；DRCu(t)是用戶u在第t時隙請求發(fā)送的吞吐量；C(u)是用戶u的當(dāng)前吞吐量；對所有沒有選擇發(fā)送數(shù)據(jù)的用戶，C(u)＝0。
在步驟S502，計算每個用戶的比例/優(yōu)先級DRCu(t)/Cu(t)在步驟S503，選擇最大比例的用戶作為目標(biāo)用戶，并分配當(dāng)前時隙給它，即u^=argmaxu∈1,···,UDRCu(t)/C‾u(t)]]>在步驟S504，更新平均吞吐量Cu(t)若u=u^,C‾u(t+1)=(1-1tc)C‾u(t)+1tcCu(t);]]>
若u≠u^,C‾u(t+1)=(1-1tc)C‾u(t).]]>當(dāng)MIMO系統(tǒng)采用空分復(fù)用工作方式時，在發(fā)送、接收天線端建了多個空間子信道，故同一時刻有多個信息流從多根天線并行發(fā)送，從而系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)流為各個子信道數(shù)據(jù)流之和。故第u個用戶在第t個時隙的總吞吐量為Cu(t)=Σn=1NtCu,n(t),]]>其中Cu，n(t)為第u個用戶在第t個時隙的第n個空間子信道的吞吐量。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的傳輸調(diào)度方法的流程圖。對其具體描述如下在步驟S601，在發(fā)射端，發(fā)送導(dǎo)頻序列到信道；在步驟S602，接收端估計信道信息，并反饋到發(fā)送端；在步驟S603，判斷信道衰落類型，若為快衰落，轉(zhuǎn)S605，否則，轉(zhuǎn)S604；在步驟S604，在發(fā)送端對發(fā)送信號作預(yù)處理(具體見圖4和圖1、2中的虛線部分)(4)；在步驟S605，利用PFS算法進(jìn)行多用戶調(diào)度(具體見圖5)。
其中，對信道衰落類型，若僅從衰落幅度來判斷，復(fù)雜度較高；為易于實現(xiàn)，可根據(jù)用戶端的移動速度作估計，如低速移動時，可判為慢衰落等。
實施例2MIMO OFDM系統(tǒng)應(yīng)用本發(fā)明的MIMO OFDM系統(tǒng)如圖2所示。
在發(fā)送端，輸入比特流經(jīng)串/并變換201后復(fù)用到每幅發(fā)射天線端；對于每個天線支路端的比特流，采用編碼器202～202’對輸入比特流進(jìn)行信道編碼以抗噪聲；采用交織器203～203’對編碼輸出進(jìn)行交織處理以降低比特流相關(guān)性；采用調(diào)制器204～204’將交織器輸出的比特流調(diào)制為符號流；插入導(dǎo)頻模塊205～205’完成在發(fā)送符號流中插入用于定時、信道估計的導(dǎo)頻序列；采用IDFT處理器206～206’對調(diào)制符號流作Nc點逆離散傅氏變換(IDFT)；CP模塊207～207’對IDFT處理后的符號流加入循環(huán)前綴(CP)；矩陣P 208把每幅天線發(fā)射信號作預(yù)處理；射頻(RF)鏈209～209’把基帶符號經(jīng)載波調(diào)制后通過天線210～210’把信號發(fā)射到信道。
在接收端，RX模塊213～213’、220～220’把從天線212～212’、219～219’接收到的載波信號下變頻為基帶符號；同步模塊214、221完成幀同步、跟蹤；移除CP模塊215～215’、222～222’把OFDM符號的循環(huán)前綴刪除；DFT模塊216～216’、223～223’進(jìn)行Nc點離散傅氏變換(DFT)；信道估計模塊218、225利用發(fā)送的導(dǎo)頻序列估計出各信道增益系數(shù)，并利用反饋信道把估計結(jié)果反饋到媒體接入控制層(MAC)的調(diào)度器211和矩陣P模塊208；接收信號處理模塊進(jìn)行解調(diào)、解交織、譯碼217、225后輸出信息比特流，以上為系統(tǒng)物理層各功能模塊的描述。
系統(tǒng)MAC層的調(diào)度器211利用從反饋信道獲得的用戶信道狀態(tài)信息對各個用戶的無線資源進(jìn)行分配與調(diào)度。
與實施例1相比，實施例2在系統(tǒng)裝置的結(jié)構(gòu)上有所不同。但可采用相同的傳輸調(diào)度方法，即通過判斷信道衰落類型，確定是否在發(fā)送端對發(fā)送信號作預(yù)隨機化處理(圖2中虛線部分)，再利用PFS算法進(jìn)行多用戶調(diào)度。其具體步驟見實施例1中，不再贅述。
盡管已經(jīng)針對典型實施例示出和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種其他的改變、替換和添加。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被理解為被局限于上述特定實例，而應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種用在多用戶多輸入多輸出系統(tǒng)中的信道自適應(yīng)傳輸調(diào)度方法，包括步驟發(fā)送導(dǎo)頻序列；接收端估計信道狀態(tài)信息，并反饋到發(fā)送端；判斷信道狀況，判斷信道是慢衰落還是快衰落；如果信道為慢衰落，利用信道隨機化矩陣對發(fā)送信號作預(yù)處理后，再利用比例公平調(diào)度算法進(jìn)行多用戶調(diào)度；以及如果信道為快衰落，則直接利用比例公平調(diào)度算法進(jìn)行多用戶調(diào)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信道自適應(yīng)傳輸調(diào)度方法，其特征在于所述判斷步驟根據(jù)接收端的移動速度，判斷所述信道為慢衰落還是快衰落，如果所述接收端的移動速度小于預(yù)定閾值，則確定所述信道為慢衰落，否則確定所述信道為快衰落。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的信道自適應(yīng)傳輸調(diào)度方法，其特征在于接收端根據(jù)發(fā)送過來的導(dǎo)頻序列，估計出信道增益矩陣系數(shù)，并將其作為信道狀態(tài)信息反饋到發(fā)送端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任何一項所述的信道自適應(yīng)傳輸調(diào)度方法，其特征在于通過以下步驟計算所述信道隨機化矩陣根據(jù)導(dǎo)頻序列估計信道增益矩陣；對信道增益矩陣進(jìn)行特征值分解，即SVD分解，得到V矩陣和特征值對角陣A＝diag[λ1…λK]；根據(jù)特征值對角陣A和功率約束計算出Г矩陣，所述Г矩陣滿足以下條件Г＝diag[γ1…γK]是對角陣，其中每個元素γk=(μ-λk-1)+,]]>μ滿足功率約束Σk=1K(μ-λk-1)+=PT,]]>將(x)+定義為max{x，0}，PT為發(fā)射總功率；以及由V矩陣和Г矩陣，計算出所述信道隨機化矩陣＝VГ1/2
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中的任何一項所述的信道自適應(yīng)傳輸調(diào)度方法，其特征在于所述多輸入多輸出系統(tǒng)采用空分復(fù)用的工作模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任何一項所述的信道自適應(yīng)傳輸調(diào)度方法，其特征在于將所述方法應(yīng)用在多用戶多輸入多輸出碼分多址系統(tǒng)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任何一項所述的信道自適應(yīng)傳輸調(diào)度方法，其特征在于將所述方法應(yīng)用在多用戶多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到5中的任何一項所述的信道自適應(yīng)傳輸調(diào)度方法，其特征在于將所述方法同時應(yīng)用在多用戶多輸入多輸出碼分多址系統(tǒng)和多用戶多輸入多輸出正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中。
全文摘要
多用戶無線網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)信道為慢衰落時，應(yīng)用多用戶分集的分集增益較小。為解決該問題，本發(fā)明提出一種信道自適應(yīng)的傳輸調(diào)度方法。通過在發(fā)射端引入發(fā)射隨機化矩陣作預(yù)處理，使信道產(chǎn)生快變，提供了利用多用戶分集的機會。本發(fā)明的傳輸調(diào)度方法包括以下步驟發(fā)送導(dǎo)頻序列到信道，接收端估計信道狀態(tài)信息，并反饋到發(fā)送端；然后，判斷信道狀況，若信道為慢衰落，利用信道隨機化矩陣對發(fā)送信號作預(yù)處理后，再利用比例公平調(diào)度算法進(jìn)行多用戶調(diào)度；若信道為快衰落，則直接利用比例公平調(diào)度算法進(jìn)行多用戶調(diào)度。該方案可以隨信道不同而自適應(yīng)地調(diào)整傳輸調(diào)度模式，在不同信道條件(包括快衰落和慢衰落)均能獲得多用戶分集增益。
文檔編號H04B7/26GK1829113SQ200510053158
公開日2006年9月6日 申請日期2005年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月4日
發(fā)明者黎海濤, 李繼峰 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社