專利名稱：超高速短距離無線接入系統(tǒng)中的有限反饋多用戶分組方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超高速短距離無線接入系統(tǒng)中的有限反饋多用戶分組方法。
背景技術(shù)：
在多天線廣播信道中，利用空間資源可以同時向多個用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)，這種技術(shù)稱為MU_MM0 (多用戶多入多出)。相對于傳統(tǒng)的時分多址(TDMA)接入，其可以成倍地提高系統(tǒng)吞吐量。目前在SDMA (空分多址)中，發(fā)送MU_MM0數(shù)據(jù)的常用方法為多用戶預(yù)編碼技術(shù)，利用用戶的信道信息設(shè)計多用戶預(yù)編碼可以消除多用戶間的共信道干擾。但是預(yù)編碼性能受到用戶信道的空間相關(guān)性的影響，用戶信道相關(guān)性越強，預(yù)編碼性能越差。IEEE 802.11 AC標(biāo)準(zhǔn)中引入了基于分組的MU-MMO技術(shù)，每個組最多4個用戶，做MU-MMO時只能同時給同組內(nèi)的用戶發(fā)送多用戶數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)同時也規(guī)定了用戶反饋信道 信息的方法和格式。IEEE 802.11 AC標(biāo)準(zhǔn)中，用戶需要反饋的信道內(nèi)容包括兩部分內(nèi)容，一部分是用戶接收端的每個流的每個子載波上的信噪比(SNR)，另一部分是每個子載波上信道奇異值分解的右奇異向量。前者代表每個空間流上的信道衰落情況，后者代表信道的空間特性。IEEE 802.11 AC是寬帶OFDM (正交頻分復(fù)用)系統(tǒng)，每個站點(STA)具有不同的信道衰落情況，STA信道之間的空間相關(guān)性也不相同。在多用戶發(fā)送之前需要考慮如何選取合適的STA作多用戶預(yù)編碼，對多用戶預(yù)編碼性能有重要影響，進而影響多用戶MMO(多入多出)性能。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題針對IEEE 802. 11 AC標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明提供一種超高速短距離無線接入系統(tǒng)中的有限反饋多用戶分組方法。該方法能夠有效提高IEEE 802.11 AC MU-MMO的系統(tǒng)性能。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種超高速短距離無線接入系統(tǒng)中的有限反饋多用戶分組方法，該方法包括如下步驟
步驟I :預(yù)分組以具有多用戶波束成形能力的站點為研究對象，接入點根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)幀強度對上述站點進行預(yù)分組；
步驟2 :粗分組以每個預(yù)分組內(nèi)站點為研究對象，根據(jù)上述站點向接入點反饋的每個流的每個子載波接收的信噪比信息，由接入點對每個預(yù)分組內(nèi)的站點進行粗分組；
步驟3，以每個粗分組內(nèi)站點為研究對象，根據(jù)站點向接入點反饋的每個流的每個子載波的信道矩陣右奇異值矩陣的相關(guān)性，對每個粗分組內(nèi)的站點進行細(xì)分組。優(yōu)選的，步驟I中，所述接收到的幀的強度，包括對長訓(xùn)練序列做相關(guān)檢測信號能量。優(yōu)選的，步驟2包括如下步驟 步驟21 以任一粗分組的組員為研究對象，從中任選一個站點作為預(yù)生成細(xì)分組的第一個用戶；步驟22 :在該粗分組的剩余站點，即不在所有已生成的細(xì)分組中的站點，中選擇與預(yù)生成細(xì)分組中已選站點的相關(guān)性最小的站點加入該預(yù)生成組；
步驟23 :繼續(xù)從該粗分組的剩余站點，即不在所有已生成的細(xì)分組中的站點，中選擇與預(yù)生成細(xì)分組內(nèi)已選所有站點信道相關(guān)性最小的站點加入該預(yù)生成組，直到預(yù)生成組中的站點數(shù)達到四個為止；
步驟24 :從該粗分組隨機選擇一個不在所有已生成的細(xì)分組中的站點，重復(fù)步驟22和步驟23，直到此粗分組中所有站點都至少在一個組中。有益效果針對IEEE 802. 11 AC協(xié)議，提出了一種超高速短距離無線接入系統(tǒng)中的有限反饋多用戶分組方法；與隨機用戶分組方法相比，該方法在BER性能上有明顯的性能增益。



圖I為IEEE 802. IlAC中的多用戶實現(xiàn)方案；
圖2為本發(fā)明方法與隨機分組方法的性能對比圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。AP :接入點(Access Point)
STA :站點(Station)
BSS :基本服務(wù)集(Basic Serve Set)
SNR :信噪比(Signal to Noise Ratio)
OFDM :正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
MU_MIM0 :多用戶多入多出(Multi-User Multi-Input Multi-Output)
OFDM :正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
MIMO :多入多出(Multi-Input Multi-Output)
SDMA :空分多址(Spatial Divide Multiple Access)
BER :誤碼率性能(Bit Error Ratio)
Group :組。本發(fā)明提供的超高速短距離無線接入系統(tǒng)中的有限反饋多用戶分組方法，該方法包括如下步驟
步驟I :預(yù)分組以具有多用戶波束成形能力的站點為研究對象，接入點根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)幀強度對上述站點進行預(yù)分組；
步驟2 :粗分組以每個預(yù)分組內(nèi)站點為研究對象，根據(jù)上述站點向接入點反饋的每個流的每個子載波接收的信噪比信息，由接入點對每個預(yù)分組內(nèi)的站點進行粗分組；
步驟3，以每個粗分組內(nèi)站點為研究對象，根據(jù)站點向接入點反饋的每個流的每個子載波的信道矩陣右奇異值矩陣的相關(guān)性，對每個粗分組內(nèi)的站點進行細(xì)分組。步驟I中，所述接收到的幀的強度，包括對長訓(xùn)練序列做相關(guān)檢測信號能量。步驟2包括如下步驟 步驟21 :以任一粗分組的組員為研究對象，從中任選一個站點作為預(yù)生成細(xì)分組的第一個用戶；步驟22 :在該粗分組的剩余站點，即不在所有已生成的細(xì)分組中的站點，中選擇與預(yù)生成細(xì)分組中已選站點的相關(guān)性最小的站點加入該預(yù)生成組；
步驟23 :繼續(xù)從該粗分組的剩余站點，即不在所有已生成的細(xì)分組中的站點，中選擇與預(yù)生成細(xì)分組內(nèi)已選所有站點信道相關(guān)性最小的站點加入該預(yù)生成組，直到預(yù)生成組中的站點數(shù)達到四個為止；
步驟24 :從該粗分組隨機選擇一個不在所有已生成的細(xì)分組中的站點，重復(fù)步驟22和步驟23，直到此粗分組中所有站點都至少在一個組中。本發(fā)明公開了 IEEE 802. 11 AC系統(tǒng)中一種基于有限反饋的多用戶分組方法，該方法包括以BSS內(nèi)的所有STA對研究對象，AP根據(jù)STA是否具有多用戶波束成形接收能力以及距離AP的遠(yuǎn)近程度，將STA進行預(yù)分組，即分為具有波束成形接收能力組和不具有波束成形接收能力組；其次，以具有波束成形能力的預(yù)分組內(nèi)的STA為研究對象，AP根據(jù)其反 饋的SNR進行粗分組；然后，以每個粗分組內(nèi)的STA為研究對象，AP根據(jù)其信道信息的空間相關(guān)性進行細(xì)分組。該方法的最終分組結(jié)果為每個多用戶組中包含4個具有多用戶波束成形接收能力的STA且BSS內(nèi)的具有多用戶波束成形接收能力的STA至少處于一個組中。這種分組方法綜合考慮整個頻帶范圍內(nèi)的信道衰落和空間相關(guān)性因素等，充分利用反饋的有限信道信息，合理地對STA進行分組，降低了組內(nèi)STA之間的干擾。仿真結(jié)果表明，本發(fā)明可以提高IEEE 802. 11 AC MU_MIM0的發(fā)送性能。對于所有的STA，AP根據(jù)其接收到的幀的強度，對支持多用戶波束成型的進行預(yù)分組；AP利用STA反饋的SNR信息，對預(yù)分組每個組中的STA進行粗分組；AP利用STA反饋的有限信道信息，計算粗分組每個組中不同STA之間的信道相關(guān)性，選擇出4個STA分成一組?？紤]到IEEE 802. 11 AC系統(tǒng)是寬帶OFDM系統(tǒng)，因此，信道相關(guān)性的計算是在所有子載波上進行的。本發(fā)明將STA每個子載波的信道空間夾角的均值作為判斷OFDM信道空間相關(guān)性的參數(shù)。預(yù)分組流程以具有多用戶波束成型的接收能力STA為研究對象，AP根據(jù)其記錄的信號強度信息進行預(yù)分組；形成一系列預(yù)分組的組；
粗分組流程以每個預(yù)分組的組為研究對象，利用STA反饋的SNR信息，將每個預(yù)分組中SNR相近的STA組成一個組；形成一系列粗分組的組；
以每個粗分組的組為研究對象，分別細(xì)分組，具體如下流程
第一步以粗分組的組員為研究對象，，從中任選一個STA作為第一個Group的第一個用戶；
第二步在該中組的剩余STA中選擇與其相關(guān)性最小的STA加入Group ；
第三步繼續(xù)從剩余的STA中選擇與Group內(nèi)所有STA信道相關(guān)性最小的STA加入Group,直到Group中的STA達到四個為止；
第四步從粗分組的該組中隨機選擇一個不在已完成的所有Group中的STA，重復(fù)第二步、第三步,直到此粗分組中所有STA都至少在一個Group ；
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不以上述實施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護范圍內(nèi)。
以下為本實例的仿真環(huán)境；__
權(quán)利要求
1.一種超高速短距離無線接入系統(tǒng)中的有限反饋多用戶分組方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 步驟I:預(yù)分組以具有多用戶波束成形能力的站點為研究對象，接入點根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)幀強度對上述站點進行預(yù)分組； 步驟2 :粗分組以每個預(yù)分組內(nèi)站點為研究對象，根據(jù)上述站點向接入點反饋的每個流的每個子載波接收的信噪比信息，由接入點對每個預(yù)分組內(nèi)的站點進行粗分組； 步驟3，以每個粗分組內(nèi)站點為研究對象，根據(jù)站點向接入點反饋的每個流的每個子載波的信道矩陣右奇異值矩陣的相關(guān)性，對每個粗分組內(nèi)的站點進行細(xì)分組。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超高速短距離無線接入系統(tǒng)中的有限反饋多用戶分組方法，其特征在于，步驟I中，所述接收到的幀的強度，包括對長訓(xùn)練序列做相關(guān)檢測信號能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于有限反饋信道信息的多用戶分組方法，其特征在于，步驟2包括如下步驟 步驟21 :以任一粗分組的組員為研究對象，從中任選一個站點作為預(yù)生成細(xì)分組的第一個用戶； 步驟22 :在該粗分組的剩余站點，即不在所有已生成的細(xì)分組中的站點，中選擇與預(yù)生成細(xì)分組中已選站點的相關(guān)性最小的站點加入該預(yù)生成組； 步驟23 :繼續(xù)從該粗分組的剩余站點，即不在所有已生成的細(xì)分組中的站點，中選擇與預(yù)生成細(xì)分組內(nèi)已選所有站點信道相關(guān)性最小的站點加入該預(yù)生成組，直到預(yù)生成組中的站點數(shù)達到四個為止； 步驟24 :從該粗分組隨機選擇一個不在所有已生成的細(xì)分組中的站點，重復(fù)步驟22和步驟23，直到此粗分組中所有站點都至少在一個組中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超高速短距離無線接入系統(tǒng)中的有限反饋多用戶分組方法，該方法包括如下步驟步驟1預(yù)分組以具有多用戶波束成形能力的站點為研究對象，接入點根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)幀強度對上述站點進行預(yù)分組；步驟2粗分組以每個預(yù)分組內(nèi)站點為研究對象，根據(jù)上述站點向接入點反饋的每個流的每個子載波接收的信噪比信息，由接入點對每個預(yù)分組內(nèi)的站點進行粗分組；步驟3，以每個粗分組內(nèi)站點為研究對象，根據(jù)站點向接入點反饋的每個流的每個子載波的信道矩陣右奇異值矩陣的相關(guān)性，對每個粗分組內(nèi)的站點進行細(xì)分組。該方法能夠有效提高IEEE802.11ACMU-MIMO的系統(tǒng)性能。
文檔編號H04B7/04GK102664857SQ20121015123
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者何世文, 楊綠溪, 韓緒, 黃永明 申請人:東南大學(xué)