本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及虛擬多輸入多輸出MIMO資源分配方法，具體是一種基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法。用于在虛擬MIMO系統(tǒng)的上行鏈路中。

用于在虛擬MIMO系統(tǒng)的上行鏈路中，動態(tài)地將資源塊分配給已經(jīng)配對好的手機(jī)用戶對，使得手機(jī)用戶對中各個手機(jī)用戶所攜帶的信息在其分配到的資源塊上同時發(fā)送給基站的信號接收器，最大化系統(tǒng)的頻譜利用率

背景技術(shù)：

多輸入多輸出MIMO技術(shù)在各種無線通信系統(tǒng)已被廣泛地用于提高頻譜效率。然而，由于用戶設(shè)備的成本和尺寸以及等實(shí)際操作方面的困難，使得多輸入多輸出MIMO技術(shù)在上行鏈路的應(yīng)用受到局限。為了解決這個問題，研究人員提出了虛擬多輸入多輸出MIMO的方法，有效的解決的了用戶設(shè)備的成本和尺寸限制的問題，即上行鏈路對兩個或多個用戶進(jìn)行配對，在相同的頻帶和時隙內(nèi)對每個配對用戶部署單個發(fā)射天線，與常規(guī)的多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)相比，虛擬多輸入多輸出MIMO能通過設(shè)計(jì)良好的單小區(qū)用戶配對和資源調(diào)度策略來得到較大的頻譜利用率和較小的誤比特率。但是，由于單個小區(qū)的用戶數(shù)目有限，配對用戶數(shù)目有限，小區(qū)內(nèi)的用戶選擇增益有限，用戶在基站的選擇增益有限，依然存在系統(tǒng)頻譜利用率不夠高的問題。

現(xiàn)有的資源分配技術(shù)多是考慮單小區(qū)用戶配對問題和資源分配問題，一般是先考慮單小區(qū)用戶配對問題，即進(jìn)行固定數(shù)目的單小區(qū)用戶配對；再考慮資源分配問題，即以系統(tǒng)頻譜利用率最大化為優(yōu)化目標(biāo)，將資源塊分配給已經(jīng)配好的用戶對。這種方法沒有將多小區(qū)用戶配對問題考慮進(jìn)來，沒有考慮多小區(qū)用戶配對存在的選擇增益，所以不能得到最大的系統(tǒng)頻譜利用率；

綜上，目前隨著移動用戶的增加及用戶業(yè)務(wù)的增加，現(xiàn)有的多輸入多輸出MIMO系統(tǒng)其系統(tǒng)頻譜利用率不高，并且，現(xiàn)有方法不能保證系統(tǒng)的誤碼率在某一門限值之下，影響通信質(zhì)量的提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種充分利用頻譜資源，通信質(zhì)量較高的基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法。

本發(fā)明是一種基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法，其特征在于，包括有如下步驟，

(1)基站獲得基本參數(shù)

(2)基站獲取當(dāng)前時隙的待配對用戶集合l、單個N_u小區(qū)待配對用戶數(shù)N_u、小區(qū)數(shù)目L、資源塊集合r、資源塊個數(shù)N、接收天線數(shù)N_r以及各個用戶到各小區(qū)基站的距離d；

(2)構(gòu)建資源分配約束矩陣

根據(jù)資源塊集合r和資源塊個數(shù)N，形成可選資源塊分配集合P；根據(jù)該可選資源塊分配集合P，生成資源塊分配模式矩陣T，得到資源分配約束矩陣：1_|G|和1_L表示單位向量，其中1_|G|為長度與可選用戶對集合G的元素?cái)?shù)目|G|相同的單位向量，1_L為長度與小區(qū)數(shù)目L相同的單位向量，表示求克羅內(nèi)克積的運(yùn)算；

(3)構(gòu)建用戶配對約束矩陣

根據(jù)待配對用戶集合l和接收天線數(shù)N_r，生成可選用戶對集合G；根據(jù)可選用戶對集合G，生成用戶配對模式矩陣B，得到用戶配對約束矩陣：1_L和1_P表示單位向量，其中1_L為長度與小區(qū)數(shù)目L相同的單位向量，1_P為長度與單小區(qū)待配對用戶數(shù)N_u相同的單位向量；

(4)構(gòu)建小區(qū)分配約束矩陣

根據(jù)得到的資源塊分配集合P，用戶對集合G，小區(qū)數(shù)目L，得到小區(qū)分配約束矩陣：其中1_L表示長度與小區(qū)數(shù)目L相同，I_L是單位矩陣，1_P×|G|表示長度為P×|G|的單位向量；

(5)計(jì)算衰減因子，生成用戶調(diào)制階數(shù)矩陣和用戶對容量矩陣

β是指將路徑損耗和陰影衰落所造成的干擾因素，根據(jù)各個用戶到各小區(qū)基站的距離，計(jì)算出各個用戶到各小區(qū)基站的相對衰減因子，再根據(jù)小區(qū)數(shù)目L迭代生成大小為N*L*N_u行，Na列的用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M，及大小是N行、Na列的用戶對無衰減容量矩陣ψ，其中，Na數(shù)值上等于可選用戶對集合G中的元素個數(shù)，然后，由衰減因子β和用戶對無衰減容量矩陣ψ得到實(shí)際用戶對容量矩陣ζ；

(6)計(jì)算用戶容量向量

根據(jù)資源塊分配模式矩陣T和用戶對容量矩陣ψ，采用信道容量計(jì)算得到容量向量η；

(7)構(gòu)造及求解動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配模型

(7.1)構(gòu)造動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配模型

以資源分配約束矩陣C1、用戶配對約束矩陣C2、小區(qū)分配約束矩陣C3和容量向量η為參數(shù)，構(gòu)建用戶配對和資源分配模型，實(shí)現(xiàn)在用戶數(shù)目，資源塊數(shù)目，小區(qū)數(shù)目三者共同約束的最大系統(tǒng)容量；

s.t.C1x≤1_N

C3x≤1_L

其中，x表示用戶配對，資源分配和小區(qū)分配的指示向量，η^Tx表示系統(tǒng)容量值，1_N表示長度是N且元素全部等于1的向量，表示長度是N_u且元素全部等于1的向量，1_L表示長度是L且元素全部等于1的向量,(·)^T表示轉(zhuǎn)置操作，表示求出使得括號內(nèi)的值最大的x的操作；

(7.2)求解動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配模型

利用商用軟件MATLAB求解動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配模型，求解出用戶配對，資源分配和小區(qū)分配的指示向量x，指示向量x攜帶有多小區(qū)動態(tài)用戶所需要服務(wù)的數(shù)據(jù)信息；

(8)對用戶攜帶的多小區(qū)動態(tài)用戶所需要服務(wù)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)制

根據(jù)具體的用戶配對，資源分配和小區(qū)分配的數(shù)據(jù)結(jié)果向量U和的用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M，對每個用戶攜帶的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，再將每個用戶調(diào)制后的信息在這個用戶所分配到的資源塊中發(fā)送給基站，完成本時隙用戶流的用戶配對，資源分配和小區(qū)分配；

(9)繼續(xù)進(jìn)行下一時隙的調(diào)度分配

判斷是否存在下一時隙的用戶流，若是，選擇下一時隙的用戶流，返回步驟(1)繼續(xù)進(jìn)行動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源調(diào)度；否則，完成所有用戶流的用戶配對，資源分配和小區(qū)分配。

本發(fā)明在動態(tài)的調(diào)整系統(tǒng)內(nèi)的用戶配對和資源分配，實(shí)現(xiàn)對用戶的自適應(yīng)調(diào)制的基礎(chǔ)上，再加入多小區(qū)之間的基站選擇，在保證系統(tǒng)誤比特率的同時確保系統(tǒng)頻譜利用率達(dá)到最大。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

第一，由于本發(fā)明采用構(gòu)建多小區(qū)用戶配對和資源分配聯(lián)合模型的方法，將多小區(qū)用戶配對問題和資源分配問題聯(lián)合起來同時考慮，克服了現(xiàn)有技術(shù)中不能同時進(jìn)行多小區(qū)用戶配對和資源分配的問題，也克服了現(xiàn)有技術(shù)只能進(jìn)行固定的2用戶配對的問題，使得本發(fā)明能高效地同時進(jìn)行動態(tài)的多小區(qū)用戶配對和資源分配，進(jìn)而最大化系統(tǒng)的頻率利用率；

第二，由于本發(fā)明采用在給定系統(tǒng)誤比特率門限的情況下，根據(jù)信道狀態(tài)動態(tài)地進(jìn)行多小區(qū)用戶配對和資源分配的方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)在資源分配過程中不能保證系統(tǒng)通信質(zhì)量的問題，使得本發(fā)明能在最大化系統(tǒng)的頻率利用率的同時，保證系統(tǒng)的誤比特率在門限值之下，進(jìn)而提高了系統(tǒng)通信質(zhì)量。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的流程示意圖；

圖2是用本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)，在是否包含多小區(qū)的選擇增益下的用戶配對和資源分配后系統(tǒng)的頻譜利用率仿真對比圖；

圖3是用本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)，在各小區(qū)用戶數(shù)目較多或者較少的時候，對用戶配對和資源分配后系統(tǒng)的頻譜利用率仿真對比圖。

具體實(shí)施方式

隨著通信用戶數(shù)目的增加，城市小區(qū)的微小化，頻譜資源的日益緊張，現(xiàn)有技術(shù)對于單個小區(qū)的用戶的選擇和資源塊的分配已不能實(shí)現(xiàn)頻譜的更高效利用，因此本發(fā)明提出了一種動態(tài)多小區(qū)的用戶配對及資源分配的方案。參照附圖1，本發(fā)明的具體實(shí)施步驟如下：

實(shí)施例1

本發(fā)明是一種基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法，參見圖1，包括有如下步驟，

(1)基站獲得基本參數(shù)

基站獲取當(dāng)前時隙的待配對用戶集合l、單個N_u小區(qū)待配對用戶數(shù)N_u、小區(qū)數(shù)目L、資源塊集合r、資源塊個數(shù)N、接收天線數(shù)N_r以及各個用戶到各小區(qū)基站的距離d；本發(fā)明基站獲取的參數(shù)不僅包括用戶自身的參數(shù)，還包括資源塊，小區(qū)的參數(shù)。

(2)構(gòu)建資源分配約束矩陣

根據(jù)資源塊集合r和資源塊個數(shù)N，形成可選資源塊分配集合P；根據(jù)該可選資源塊分配集合P，生成資源塊分配模式矩陣T，得到資源分配約束矩陣：1_|G|和1_L表示單位向量，其中1_|G|為長度與可選用戶對集合G的元素?cái)?shù)目|G|相同的單位向量，1_L為長度與小區(qū)數(shù)目L相同的單位向量，表示求克羅內(nèi)克積的運(yùn)算，資源分配約束矩陣反映了完備的資源塊組合方案。

(3)構(gòu)建用戶配對約束矩陣

根據(jù)待配對用戶集合l和接收天線數(shù)N_r，生成可選用戶對集合G；根據(jù)可選用戶對集合G，生成用戶配對模式矩陣B，得到用戶配對約束矩陣：1_L和1_P表示單位向量，其中1_L為長度與小區(qū)數(shù)目L相同的單位向量，1_P為長度與單小區(qū)待配對用戶數(shù)N_u相同的單位向量，也就是其中1_L表示長度與小區(qū)數(shù)目L相同，且元素取值都等于1的向量，1_P表示長度與單個小區(qū)待配對用戶數(shù)N_u相同，且元素取值都等于1的向量，用戶配對約束矩陣反映了完備的用戶配對方案。

(4)構(gòu)建小區(qū)分配約束矩陣

根據(jù)得到的資源塊分配集合P，用戶對集合G，小區(qū)數(shù)目L，得到小區(qū)分配約束矩陣：其中1_L表示長度與小區(qū)數(shù)目L相同，I_L是單位矩陣，1_P×|G|表示長度為P×|G|的單位向量；小區(qū)分配約束矩陣體現(xiàn)了完備的小區(qū)分配方案。

以上步驟構(gòu)造本發(fā)明調(diào)度準(zhǔn)則的約束條件。

(5)計(jì)算衰減因子，生成用戶調(diào)制階數(shù)矩陣和用戶對容量矩陣

β是指將路徑損耗和陰影衰落所造成的干擾因素，根據(jù)各個用戶到各小區(qū)基站的距離，計(jì)算出各個用戶到各小區(qū)基站的相對衰減因子；引入信道相對衰減因子β，再根據(jù)小區(qū)數(shù)目L迭代生成大小為N*L*N_u行，Na列的用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M，及大小是N行、Na列的用戶對無衰減容量矩陣ψ，其中，Na數(shù)值上等于可選用戶對集合G中的元素個數(shù)，然后，由衰減因子β和用戶對無衰減容量矩陣ψ得到實(shí)際用戶對容量矩陣ζ；引入信道相對衰減因子β，用于描述用戶與基站之間的實(shí)際增益情況。即通過衰減因子，計(jì)算得到了實(shí)際的信道增益信息，進(jìn)而得到了每個用戶的容量，以備后面資源分配，調(diào)度使用。

(6)計(jì)算用戶容量向量

根據(jù)步驟(2)得到的資源塊分配模式矩陣T和步驟(5)得到的用戶對容量矩陣ψ，采用信道容量計(jì)算得到容量向量η；

以上步驟構(gòu)造本發(fā)明調(diào)度準(zhǔn)則的目標(biāo)函數(shù)。

(7)構(gòu)造及求解動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配模型

(7.1)構(gòu)造動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配模型

以步驟(2)得到的資源分配約束矩陣C1、步驟(3)得到的用戶配對約束矩陣C2、步驟(4)得到的小區(qū)分配約束矩陣C3和步驟(6)得到的容量向量η為參數(shù)，構(gòu)建用戶配對和資源分配模型，實(shí)現(xiàn)在用戶數(shù)目，資源塊數(shù)目，小區(qū)數(shù)目三者共同約束的最大系統(tǒng)容量；

s.t.C1x≤1_N

C3x≤1_L

其中，x表示用戶配對，資源分配和小區(qū)分配的指示向量，η^Tx表示系統(tǒng)容量值，1_N表示長度是N且元素全部等于1的向量，表示長度是N_u且元素全部等于1的向量，1_L表示長度是L且元素全部等于1的向量,(·)^T表示轉(zhuǎn)置操作，表示求出使得括號內(nèi)的值最大的x的操作；

(7.2)求解動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配模型

利用商用軟件MATLAB求解動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配模型，求解出用戶配對，資源分配和小區(qū)分配的指示向量x，指示向量x攜帶有多小區(qū)動態(tài)用戶所需要服務(wù)的數(shù)據(jù)信息。

(8)對用戶攜帶的多小區(qū)動態(tài)用戶所需要服務(wù)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)制

根據(jù)具體的用戶配對，資源分配和小區(qū)分配的數(shù)據(jù)結(jié)果向量U和步驟(5)得到的用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M，對每個用戶攜帶的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，再將每個用戶調(diào)制后的信息在這個用戶所分配到的資源塊中發(fā)送給基站，完成本時隙用戶流的用戶配對，資源分配和小區(qū)分配；

(9)繼續(xù)進(jìn)行下一時隙的調(diào)度分配

判斷是否存在下一時隙的用戶流，若是，選擇下一時隙的用戶流，返回步驟(1)繼續(xù)進(jìn)行動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源調(diào)度；否則，完成所有用戶流的用戶配對，資源分配和小區(qū)分配。

現(xiàn)有技術(shù)中由于沒有考慮多小區(qū)用戶配對帶來的更大的選擇增益，系統(tǒng)的誤碼率性能，故不能保證系統(tǒng)的誤碼率在某一門限值之下，影響通信質(zhì)量的提高。

本發(fā)明的具體思路是，通過基站獲得用戶配對約束矩陣、資源分配約束矩陣、小區(qū)分配約束矩陣和用戶對容量向量，用這些參數(shù)構(gòu)建聯(lián)合用戶配對和資源分配的數(shù)學(xué)模型并求解，以得到最優(yōu)的用戶配對結(jié)果和資源分配結(jié)果。

實(shí)施例2

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1，其中步驟(2)中所述的根據(jù)資源塊集合r和資源塊個數(shù)N＝4，形成可選資源塊分配集合P，包括有如下步驟：

2a)生成一個空的初始可選資源塊分配集合P₀；

2b)在資源塊集合r＝{r₁,r₂,…,r_j,…,r₄},中選取1個資源塊，將這個資源塊的編號作為一個元素放入P₀中；

2c)在資源塊集合r中選取2個連續(xù)的資源塊，將這2個連續(xù)資源塊的2個編號作為一個元素放入P₀中；

2d)在資源塊集合r中選取3個連續(xù)的資源塊，將這3個連續(xù)資源塊的3個編號又作為一個元素放入P₀中；

2e)在資源塊集合r中選取4個連續(xù)的資源塊，將這4個連續(xù)資源塊的4個編號作為一個元素放入P₀中；

2f)重復(fù)步驟2b)、2c)、2d)、2e)和2f)直到在資源塊集合r包含所有可能的連續(xù)資源塊且互相不重復(fù)的組合情況，將賦值后的初始可選資源塊分配集合P₀作為可選資源塊分配集合P。

步驟(2)中所述的生成資源塊分配模式矩陣T，是根據(jù)獲得的可選資源塊分配集合P，生成資源塊分配模式矩陣T，包括有如下步驟：

2g)生成一個N行，Z列，且元素均為0的初始資源塊分配模式矩陣T₀，其中Z等于可選資源塊分配集合P中元素的總個數(shù)。對資源塊分配模式矩陣初始化；

2h)判斷可選資源塊分配集合P中第q個元素中是否包含編號等于r_j的資源塊，若是，則令T₀中第r_j行、第q列的元素等于1；否則，令其等于0，這就是本發(fā)明逐步填充T矩陣。

2i)將賦有元素值的初始資源塊分配模式矩陣T₀作為最終的資源塊分配模式矩陣，生成資源塊分配模式矩陣T。

以上完成了本發(fā)明需要的資源分配模式矩陣，以供后續(xù)步驟建模使用。

實(shí)施例3

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1-2，其中步驟(3)中根據(jù)待配對用戶集合l和接收天線數(shù)N_r＝4，生成可選用戶對集合G，按如下步驟進(jìn)行：

3a)生成一個空的初始可選用戶對集合集合G₀；

3b)在待配對用戶集合l＝{l₁,l₂,…,l_i,…,l₃₂}中選取1個用戶，將這個用戶的編號作為一個元素放入G₀中；

3c)在待配對用戶集合l中選取2個用戶，將這2個用戶的2個編號作為一個元素放入G₀中；

3d)在待配對用戶集合l中選取3個用戶，將這3個用戶的3個編號作為一個元素放入G₀中；

3e)在待配對用戶集合l中選取4個用戶，將這4個用戶的4個編號作為一個元素放入G₀中；

3f)重復(fù)步驟3b)、3c)、3d)和3e)直到在待配對用戶集合l中包含所有可能的且互相不重復(fù)的用戶組合情況，將賦值后的初始可選用戶對集合G₀作為最終的可選用戶對集合G。

完成以上步驟，可以得到可選用戶對集合，以供如下生成用戶配對模式矩陣使用。

步驟(3)中所述的生成用戶配對模式矩陣B是根據(jù)可選用戶對集合G，生成用戶配對模式矩陣B，包括有如下步驟：

3e)生成一個L×Nu＝4×8＝32行、Na列，且元素均為0的初始用戶配對模式矩陣B₀，其中，Na等于可選用戶對集合G中元素的個數(shù)，即

3f)判斷可選用戶對集合G的第p個元素中是否包含編號等于l_i的用戶，若是，則令用戶配對模式矩陣B₀的第l_i行、第p列的元素等于1，否則，令其等于0；

3g)將賦有元素值的初始用戶配對模式矩陣B₀作為最終的用戶配對模式矩陣，生成用戶配對模式矩陣B。

以上完成了本發(fā)明需要的用戶配對模式矩陣，以供后續(xù)步驟建模使用。

實(shí)施例4

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1-3，步驟(4)中所述的構(gòu)建小區(qū)分配約束矩陣是根據(jù)資源塊分配集合P，用戶對集合G，小區(qū)數(shù)目L，得到小區(qū)分配約束矩陣：將維度是P×|G|的單小區(qū)用戶配對及資源分配聯(lián)合矩陣進(jìn)行多小區(qū)復(fù)制，即進(jìn)行克羅內(nèi)克積運(yùn)算，得到多小區(qū)下，用戶配對及資源分配矩陣。

實(shí)施例5

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1-4，步驟(5)中所述的構(gòu)建信道衰減因子，具體是，β是指將路徑損耗和陰影衰落所造成的干擾因素，也即衰減因子：

d_k,l,j是小區(qū)k中第i個用戶終端到小區(qū)j基站的距離，d_k是分布在各個小區(qū)的所有用戶到本小區(qū)基站的平均距離；γ是衰減指數(shù)，這里一般取值為2；z是對數(shù)正態(tài)隨機(jī)變量，也就是說10log₁₀z的值服從于均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為σ_shad＝8dB的高斯分布，H_i,j,h表示在不考慮衰減的情況下，第i個用戶對到第j個基站在第h個資源塊上的信道增益，當(dāng)考慮衰減因子β_k,i,j的情況下，可得到新的信道增益矩陣

即通過衰減因子，計(jì)算得到了實(shí)際的信道增益信息，進(jìn)而得到了每個用戶的容量，以備后面資源分配，調(diào)度使用。

實(shí)施例6

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1-5，步驟(5)中的通過小區(qū)數(shù)目L迭代生成大小為N*L*Nu＝4*4*8＝128行，Na＝41448列的用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M，及大小為N＝4行、Na列的用戶對容量矩陣ψ，按如下步驟進(jìn)行：

5a)令i＝1，h＝1，生成一個大小為N*L*Nu行，Na列，且元素均等于0的初始用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M₀；同時生成一個大小為N行、Na列，且元素均等于0的初始用戶對容量矩陣ψ₀；

5b)令g＝1，g表示所需要計(jì)算的用戶容量中的用戶個數(shù)，g最大不超過接收天線數(shù)N_r，從可選用戶對集合G中選擇第i個用戶對；

5c)按照下式，計(jì)算在第h個資源塊上，第i個用戶對中的第q個用戶的信干噪比的值SINR_u,k,h：

其中，E_q表示第q個用戶的發(fā)射功率，σ²表示當(dāng)前時隙的信道噪聲功率，ζ_i,j,h表示第i個用戶對到第j個基站在第h個資源塊上的信道矩陣，I_n表示大小為n行、n列的單位矩陣，n表示第i個用戶對包含的用戶個數(shù)，(·)^H表示厄米轉(zhuǎn)置操作，(·)^-1表示取逆操作，[·]_q,q表示矩陣第q行、第q列的元素；

5d)在給定誤比特率門限值b的情況下，按照下式，計(jì)算第i個用戶對中第q個用戶在第h個資源塊上的調(diào)制階數(shù)并將該放入矩陣M₀的第(h-1)*Nu+p_q行、第v₁列，其中，v₁數(shù)值上等于i，p_q表示第q個用戶的編號；

其中，b是預(yù)設(shè)的系統(tǒng)誤比特率門限值，floor(·)表示向下取整操作，log₂(·)表示取以2為底的對數(shù)操作，ln(·)表示取自然對數(shù)操作；

5e)判斷g是否等于第i個用戶對中包含的用戶的個數(shù)n，若是，執(zhí)行4f)，否則，令g＝g+1，返回4c)；

5f)判斷第i個用戶對中每個用戶的調(diào)制階數(shù)是否均不等于0，若是，則將第i個用戶對中所有用戶的調(diào)制階數(shù)相加，得到第i個用戶對的容量；否則，令第i個用戶對的容量等于0；再將得到的第i個用戶對的容量值放入矩陣ψ₀的第v₂行、第v₃列，其中，v₂數(shù)值上等于h，v₃數(shù)值上等于g，執(zhí)行4g)；

5g)判斷u是否等于可選用戶對集合G中元素的個數(shù)Na，若是，則執(zhí)行4h)；否則，令g＝g+1，返回4b)；

5h)判斷h是否等于N，若是，則將賦有元素值的初始用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M₀作為最終的用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M，并將賦有元素值的初始用戶容量矩陣ψ₀作為最終的用戶容量矩陣ψ，結(jié)束；否則，令h＝h+1，g＝1，返回4b)，其中，h表示參與計(jì)算的資源塊，N是資源塊的總數(shù)。

容量的確定步驟雖然具體，但也是必不可少的。

實(shí)施例7

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1-6，步驟(6)中所述的采用信道容量計(jì)算得到容量向量η是根據(jù)步驟(2)得到的資源塊分配模式矩陣T和步驟(5)得到的用戶對容量矩陣ψ，得到容量向量η，按如下步驟進(jìn)行：

6a)令τ＝1、并生成長度為Na*Z，元素全部等于0的初始容量向量η₀，其中τ，表示容量向量η₀的行和列

6b)將用戶容量矩陣ψ的第τ列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置后得到的行向量與資源分配矩陣T的第列數(shù)據(jù)相乘，并將該乘積賦給初始容量向量η₀中的第個元素；

6c)判斷τ是否等于Na，若是，則執(zhí)行6d)；否則，則令τ＝τ+1，返回6b)；

6d)判斷是否等于Z，若是，則將賦值后的初始容量向量η₀作為用戶容量向量η；否則，令τ＝1，返回6b)。

完成以上步驟，可以得到用戶的容量向量，以供建模時，構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)使用。

實(shí)施例8

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1-7，步驟7.2中求解動態(tài)多小區(qū)用戶配對聯(lián)合虛擬MIMO資源分配模型，是根據(jù)x得到用戶配對和資源分配的結(jié)果向量U，包括有如下步驟：

7.2a)令α＝1，并生成一個長度為Nr*N，且元素全部等于0的初始結(jié)果向量U₀；

7.2b)確定x中第α個等于1的元素的位置值，用該位置值除以可選用戶對集合G中元素的個數(shù)Na，得到商c1以及余數(shù)c2；

7.2c)根據(jù)余數(shù)c2，找到用戶配對模式矩陣B的與余數(shù)c2數(shù)值相同的列，得到該列中所有等于1的元素的行號，再將這些行號按從小到大的順序排列，若這些行號的個數(shù)不夠Nr個，則在這些行號后補(bǔ)零，得到用戶對向量

7.2d)對商c1做向上取整操作得到c3，找到資源分配模式矩陣T的與c3數(shù)值相同的列，得到該列中所有等于1的元素的行號，將這些行號按從小到大的順序排列組成向量其中y_j表示第個等于1的元素的行號，

7.2e)令將用戶對向量中的元素分別存入初始結(jié)果向量U₀的第到個元素中；

7.2f)判斷是否等于N，若是，則執(zhí)行7.2g)；否則，令并返回7.2e)；

7.2g)判斷α是否等于x中大小等于1的元素的個數(shù)，若是，則將賦值后的初始結(jié)果向量U₀作為最終的用戶配對，資源分配和小區(qū)分配結(jié)果向量U；否則，令α＝α+1，返回7.2b)再次進(jìn)行選擇以確定用戶和資源塊。

以上步驟指示向量x攜帶有多小區(qū)動態(tài)用戶所需要服務(wù)的數(shù)據(jù)信息，再根據(jù)x得到具體的用戶配對，資源分配和小區(qū)分配的數(shù)據(jù)結(jié)果向量U。

實(shí)施例9

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1-8，步驟(8)中的用戶配對和資源分配的結(jié)果向量U和步驟(4)得到的用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M，對每個用戶攜帶的多小區(qū)動態(tài)用戶所需要服務(wù)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)制，按如下步驟進(jìn)行：

8a)令δ＝1，δ表示選擇的資源塊，對選擇的資源塊初始化。

8b)取出用戶配對和資源分配的結(jié)果向量U的第(δ-1)*Nr+1到(δ-1)*Nr+Nr個元素中不等于0的元素，并設(shè)這些不等于0的元素為u₁,u₂,…,u_γ,…,u_d，其中，u_γ表示用戶配對和資源分配的結(jié)果向量U的第(δ-1)*Nr+1到(δ-1)*Nr+Nr個元素中第γ個不等于0的元素，γ∈[1,d]，d等于用戶配對和資源分配的結(jié)果向量U的第(δ-1)*Nr+1到(δ-1)*Nr+Nr個元素中不等于0的元素的總個數(shù)；

8c)根據(jù)不等于0的元素u₁,u₂,…,u_γ,…,u_d，按照下式，計(jì)算用戶對的編號w：

其中，C表示取組合數(shù)操作；

8d)令γ＝1，γ表示不為0的元素，對不為0的元素的位置初始化。

8e)取用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M中的第(δ-1)*Nu+u_γ行、第列的元素m_γ作為編號等于u_γ的用戶的最佳調(diào)制階數(shù)，對編號等于u_j的用戶攜帶的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行m_γ階的正交幅度調(diào)制，其中數(shù)值上等于用戶對的編號w；

8f)判斷γ是否等于d，若是，則執(zhí)行8g)，否則，令γ＝γ+1，返回8g)；

8g)判斷δ是否等于N，若是，則結(jié)束循環(huán)；否則，令δ＝δ+1，返回8b)。

以上操作，完成了對選擇的用戶攜帶的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，得到各用戶最佳調(diào)制階數(shù)，以保證系統(tǒng)容量最大。

下面給出一個完整的例子對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

實(shí)施例10

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1-8，參照附圖1，本發(fā)明的具體實(shí)施步驟如下：

步驟1，基站獲得當(dāng)前時隙的待配對用戶集合l、單小區(qū)待配對用戶數(shù)Nu＝8、小區(qū)數(shù)目L＝4、資源塊集合r、資源塊個數(shù)N＝6以及接收天線數(shù)Nr＝4。

待配對用戶集合l表示為：l＝{l₁,l₂,…,l_i,…,l₃₂}，其中，l_i表示第i個待配對用戶的編號，i∈[1,32]；

資源塊集合r表示為：r＝{r₁,r₂,…,r_j,…,r₆}，其中，r_j表示第j個資源塊的編號，j∈[1,6]。

步驟2，根據(jù)資源塊集合r和資源塊個數(shù)N，形成可選資源塊分配集合P。

2a)生成一個空的初始可選資源塊分配集合P₀；

2b)在資源塊集合r中選取1個資源塊，將這個資源塊的編號作為一個元素放入P₀中；

2c)在資源塊集合r中選取2個連續(xù)的資源塊，將這些資源塊的編號作為另一個元素放入P₀中；

2d)在資源塊集合r中選取3個連續(xù)的資源塊，將這些資源塊的編號作為另一個元素放入P₀中；

2e)在資源塊集合r中選取4個連續(xù)的資源塊，將這些資源塊的編號作為另一個元素放入P₀中；

2f)在資源塊集合r中選取5個連續(xù)的資源塊，將這些資源塊的編號作為另一個元素放入P₀中；

2g)在資源塊集合r中選取6個連續(xù)的資源塊，將這些資源塊的編號作為另一個元素放入P₀中；

2h)重復(fù)步驟2b)、2c)、2d)、2e)、2f)和2g)直到在資源塊集合r選擇N＝6個連續(xù)的資源塊，將賦值后的初始可選資源塊分配集合P₀作為可選資源塊分配集合P。

步驟3，根據(jù)可選資源塊分配集合P，生成資源塊分配模式矩陣T。

3a)生成一個N行，Z列，且元素均為0的初始資源塊分配模式矩陣T₀，其中Z等于可選資源塊分配集合P中元素的個數(shù)；

3b)判斷可選資源塊分配集合P中第q個元素中是否包含編號等于r_j的資源塊，若是，則令T₀中第r_j行、第q列的元素等于1；否則，令其等于0。

3c)將賦有元素值的初始資源塊分配模式矩陣T₀作為最終的資源塊分配模式矩陣T。

步驟4，根據(jù)資源塊分配模式矩陣T，得到資源分配約束矩陣C1：

其中1_|G|和1_L分別表示長度與可選用戶對集合G的元素?cái)?shù)目|G|和小區(qū)數(shù)目L相同，且元素取值都等于1的向量，表示求克羅內(nèi)克積的運(yùn)算，該運(yùn)算的具體方法如下：

將資源塊分配模式矩陣T的每一個元素都乘以向量1_|G|，得到一個過渡矩陣C0，將過渡矩陣C0的每一個元素都乘以向量1_L，得到一個新的矩陣C1，將C1稱為資源分配約束矩陣C1。

步驟5，根據(jù)待配對用戶集合l和接收天線數(shù)Nr，生成可選用戶對集合G。

5a)生成一個空的初始可選用戶對集合集合G₀；

5b)在待配對用戶集合l中選取1個用戶，將這個用戶的編號作為一個元素放入G₀中；

5c)在待配對用戶集合l中選取2個用戶，將這個用戶的編號作為另一個元素放入G₀中；

5d)在待配對用戶集合l中選取3個用戶，將這個用戶的編號作為另一個元素放入G₀中；

5e)在待配對用戶集合l中選取4個用戶，將這個用戶的編號作為另一個元素放入G₀中；

5f)重復(fù)步驟5b)、5c)、5d)和5e)直到在待配對用戶集合l中選取N_r＝4個用戶，將賦值后的初始可選用戶對集合G₀作為最終的可選用戶對集合G。

步驟6，根據(jù)可選用戶對集合G，生成用戶配對模式矩陣B。

6a)生成一個Nu行、Na列，且元素均為0的初始用戶配對模式矩陣B₀，其中，Na等于可選用戶對集合G中元素的個數(shù)；

6b)判斷可選用戶對集合G的第p個元素中是否包含編號等于l_i的用戶，若是，則令用戶配對模式矩陣B₀的第l_i行、第p列的元素等于1，否則，令其等于0；

6c)將賦有元素值的初始用戶配對模式矩陣B₀作為最終的用戶配對模式矩陣B。

步驟7，根據(jù)用戶配對模式矩陣B，得到用戶配對約束矩陣C2：

其中1_L和1_P分別表示長度與小區(qū)數(shù)目L和可選資源塊分配集合P相同，且元素取值都等于1的向量。

步驟8，根據(jù)資源塊分配集合P和用戶對集合G，小區(qū)數(shù)目L＝4，得到小區(qū)分配約束矩陣：

其中1_L表示長度與小區(qū)數(shù)目L相同，元素取值都等于1的向量，I_L是單位矩陣，1_P×|G|表示長度為P×|G|，且元素取值都等于1的向量；

步驟9，根據(jù)各小區(qū)用戶到各基站之間的距離，計(jì)算出衰減因子，進(jìn)而計(jì)算出信道的實(shí)際增益，β是指將路徑損耗和陰影衰落所造成的干擾因素，也即衰減因子：

d_k,l,j是小區(qū)k中第i個用戶終端到小區(qū)j基站的距離，是分布在各個小區(qū)的所有用戶到本小區(qū)基站的平均距離；γ是衰減指數(shù)，這里一般取值為2；z是對數(shù)正態(tài)隨機(jī)變量，也就是說10log₁₀z的值服從于均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為σ_shad＝8dB的高斯分布，H_i,j,h表示在不考慮衰減的情況下，第i個用戶對到第j個基站在第h個資源塊上的信道增益，當(dāng)考慮衰減因子β_k,i,j的情況下，可得到新的信道增益矩陣

步驟10，通過迭代生成大小為N*Nu行、Na列的用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M，及大小是N行、Na列的用戶對容量矩陣ψ，其中Na數(shù)值上等于可選用戶對集合G中的元素個數(shù)。

10a)令i＝1，h＝1，生成一個大小為N*Nu行，Na列，且元素均等于0的初始用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M₀；同時生成一個大小為N行、Na列，且元素均等于0的初始用戶對容量矩陣ψ₀；

10b)令k＝1，從可選用戶對集合G中選擇第i個用戶對；

10c)按照下式，計(jì)算在第h個資源塊上，第i個用戶對中的第q個用戶的信干噪比的值SINR_u,k,h：

其中，E_q表示第q個用戶的發(fā)射功率，σ²表示當(dāng)前時隙的信道噪聲功率，ζ_i,j,h表示第i個用戶對到第j個基站在第h個資源塊上的信道矩陣，I_n表示大小為n行、n列的單位矩陣，n表示第i個用戶對包含的用戶個數(shù)，(·)^H表示厄米轉(zhuǎn)置操作，(·)^-1表示取逆操作，[·]_q,q表示矩陣第q行、第q列的元素；

10d)在給定誤比特率門限值b的情況下，按照下式，計(jì)算第u個用戶對中第k個用戶在第h個資源塊上的調(diào)制階數(shù)并將該放入矩陣M₀的第(h-1)*Nu+l_k行、第v₁列，其中，v₁數(shù)值上等于u，l_k表示第k個用戶的編號；

其中，b是預(yù)設(shè)的系統(tǒng)誤比特率門限值，floor(·)表示向下取整操作，log₂(·)表示取以2為底的對數(shù)操作，ln(·)表示取自然對數(shù)操作；

10e)判斷k是否等于第i個用戶對中包含的用戶的個數(shù)n，若是，則執(zhí)行10f)，否則，令k＝k+1，返回10c)；

10f)判斷第i個用戶對中每個用戶的調(diào)制階數(shù)是否均不等于0，若是，則將第i個用戶對中所有用戶的調(diào)制階數(shù)相加，得到第i個用戶對的容量；否則，令第i個用戶對的容量等于0；再將得到的第u個用戶對的容量值放入矩陣ψ₀的第v₂行、第v₃列，其中，v₂數(shù)值上等于h，v₃數(shù)值上等于k，執(zhí)行10g)；

10g)判斷k是否等于Na，若是，則執(zhí)行10h)；否則，令k＝k+1，返回10b)；

10h)判斷h是否等于N，若是，則將賦有元素值的初始用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M₀作為最終的用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M，并將賦有元素值的初始用戶容量矩陣ψ₀作為最終的用戶容量矩陣ψ，結(jié)束循環(huán)；否則，令h＝h+1，k＝1，返回10b)。

步驟11，根據(jù)步驟3得到的資源塊分配模式矩陣T和步驟10得到的用戶對容量矩陣ψ，得到容量向量η。

11a)令τ＝1、并生成長度為Na*Z，元素全部等于0的初始容量向量η₀；

11b)將用戶容量矩陣ψ的第τ列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置后得到的行向量與資源分配矩陣T的第列數(shù)據(jù)相乘，并將該乘積賦給初始容量向量η₀中的第個元素；

11c)判斷τ是否等于Na，若是，則執(zhí)行11d)；否則，則令τ＝τ+1，返回11b)；

11d)判斷是否等于Z，若是，則將賦值后的初始容量向量η₀作為用戶容量向量η；否則，令τ＝1，返回11b)。

步驟12，以步驟4得到的資源分配約束矩陣C1、步驟7得到的用戶配對約束矩陣C2、步驟8得到的用戶配對約束矩陣C3和步驟11得到的容量向量η為參數(shù)，構(gòu)建用戶配對和資源分配模型：

s.t.C1x≤1_N

C3x≤1_L

其中，x表示用戶配對和資源分配的指示向量，η^Tx表示系統(tǒng)容量值，1_N表示長度是N且元素全部等于1的向量，表示長度是N_u且元素全部等于1的向量，1_L表示長度是L且元素全部等于1的向量,(·)^T表示轉(zhuǎn)置操作，表示求出使得括號內(nèi)的值最大的x的操作。

步驟13，利用商用軟件MATLAB求解步驟9中得到的模型，求解出用戶配對和資源分配的指示向量x，其中，求解出的用戶配對和資源分配的指示向量x的形式如下：

x＝[x_1,1,1,…,x_J,1,1,…,x_j,q,1,…,x_J,|G|,1,…,x_j,q,l,…,x_1,1,L,…,x_J,1,L,…,x_j,q,L,…,x_J,|G|,L]^T，

其中，x_J,q,L表示第q個用戶對，對于基站L是否處于第J個資源分配模式下，若x_J,q,L＝1，則表示第q個用戶對，對于基站L處于第J個資源分配模式下，若x_J,q,L＝0，則表示第q個用戶對，對于基站L不處于第J個資源分配模式下。

步驟14，根據(jù)用戶配對和資源分配的指示向量x，得到用戶配對和資源分配的結(jié)果向量U。

14a)令α＝1，并生成一個長度為Nr*N，且元素全部等于0的初始結(jié)果向量U₀；

14b)確定用戶配對和資源分配的指示向量x中第α個等于1的元素的位置值，用該位置值除以Na，得到商c1以及余數(shù)c2；

14c)根據(jù)余數(shù)c2，找到用戶配對模式矩陣B的與余數(shù)c2數(shù)值相同的列，得到該列中所有等于1的元素的行號，再將這些行號按從小到大的順序排列，若這些行號的個數(shù)不夠Nr個，則在這些行號后補(bǔ)零，得到用戶對向量

14d)對商c1做向上取整操作得到c3，找到資源分配模式矩陣T的與余數(shù)c3數(shù)值相同的列，得到該列中所有等于1的元素的行號，將這些行號按從小到大的順序排列組成向量y＝(y₁,y₂,…y_β,…,y_N)，其中y_j表示第β個等于1的元素的行號，β∈[1,N]；

14e)令β＝1，將用戶對向量中的元素分別存入初始結(jié)果向量U₀的第(y_β-1)*N+1到(y_β-1)*N+Nr個元素中；

14f)判斷β是否等于N，若是，則執(zhí)行14g)；否則，令β＝β+1，并返回14e)；

14g)判斷α是否等于用戶配對和資源分配的指示向量x中大小等于1的元素的個數(shù)，若是，則將賦值后的初始結(jié)果向量U₀作為最終的用戶配對和資源分配結(jié)果向量U；否則，令α＝α+1，返回14b)。

步驟15，根據(jù)用戶配對和資源分配的結(jié)果向量U和步驟8得到的用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M，對每個用戶攜帶的信息進(jìn)行調(diào)制，再將每個用戶調(diào)制后的信息在這個用戶所分配到的資源塊中發(fā)送給信號接收器，完成本時隙用戶流的用戶配對和資源分配。

15a)令δ＝1；

15b)取出用戶配對和資源分配的結(jié)果向量U的第(δ-1)*Nr+1到(δ-1)*Nr+Nr個元素中不等于0的元素，并設(shè)它們?yōu)閡₁,u₂,…,u_γ,…,u_d，其中，u_γ表示用戶配對和資源分配的結(jié)果向量U的第(δ-1)*Nr+1到(δ-1)*Nr+Nr個元素中第γ個不等于0的元素，γ∈[1,d]，d等于用戶配對和資源分配的結(jié)果向量U的第(δ-1)*Nr+1到(δ-1)*Nr+Nr個元素中不等于0的元素的總個數(shù)；

15c)根據(jù)u₁,u₂,…,u_γ,…,u_d，按照下式，計(jì)算用戶對的編號w：

其中，C表示取組合數(shù)操作；

15d)令γ＝1；

15e)取用戶調(diào)制階數(shù)矩陣M中的第(δ-1)*Nu+u_γ行、第列的元素m_γ作為編號等于u_γ的用戶的最佳調(diào)制階數(shù)，對編號等于u_j的用戶攜帶的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行m_γ階的正交幅度調(diào)制，其中數(shù)值上等于用戶對的編號w；

15f)判斷γ是否等于d，若是，則執(zhí)行15g)，否則，令γ＝γ+1，返回15g)；

15g)判斷δ是否等于N，若是，則結(jié)束循環(huán)；否則，令δ＝δ+1，返回15b)。

步驟16，判斷是否存在下一時隙的用戶流，若是，選擇下一時隙的用戶流，返回步驟1；否則，完成所有用戶流的用戶配對和資源分配。

本發(fā)明的效果可通過以下仿真進(jìn)一步的說明。

實(shí)施例11

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1-10。

1.仿真條件：

本發(fā)明的仿真在多個基站的無線通信場景中進(jìn)行，設(shè)待配對用戶數(shù)為32，接收天線數(shù)為4，小區(qū)個數(shù)為4，資源塊個數(shù)為6，系統(tǒng)誤比特率的門限值為10^-5，且本發(fā)明仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)定信號接收機(jī)的檢測方式為最小均方誤差檢測，并假設(shè)在單個時隙內(nèi)信道矩陣是不變的。將現(xiàn)有的用戶配對和資源分配技術(shù)和本發(fā)明的方法在系統(tǒng)頻譜利用率、平均配對用戶數(shù)和平均調(diào)制階數(shù)這3個方面的性能進(jìn)行對比。

2.仿真內(nèi)容與結(jié)果分析：

仿真1，按照上述的仿真條件，采用分別用本發(fā)明提出的方法和現(xiàn)有的方法進(jìn)行系統(tǒng)的頻譜利用率仿真，結(jié)果如圖2。

從圖2中可以看出：用本發(fā)明方法得到的頻譜利用率明顯高于現(xiàn)有方法。信噪比小于4dB時，采用現(xiàn)有方法得到的頻譜利用率幾乎為0，而本發(fā)明方法得到的頻譜利用率為1左右；在高信噪時，本發(fā)明方法得到的頻譜效率更明顯高于現(xiàn)有方法。這說明采用本發(fā)明的方法可以最大化系統(tǒng)的頻譜利用率。

實(shí)施例12

基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法同實(shí)施例1-10，仿真條件及仿真內(nèi)容同實(shí)施例11，用戶數(shù)目較多時，待配對用戶數(shù)為32，用戶數(shù)目較少時，待配對用戶數(shù)為16，仿真結(jié)果參見圖3

仿真2，按照上述的仿真條件，分別用本發(fā)明提出的方法和現(xiàn)有的方法進(jìn)行系統(tǒng)的頻譜利用率仿真，結(jié)果如圖3。

從圖3中可以看出：用本發(fā)明方法得到的頻譜利用率明顯高于現(xiàn)有方法。在用戶數(shù)目較多和較少時，本發(fā)明方法得到的頻譜效率都明顯高于現(xiàn)有方法，并且，基于相同的方法，在用戶數(shù)目較多時，本發(fā)明方法的頻譜利用率會更高。這說明采用本發(fā)明的方法在用戶數(shù)目很多的時候可以進(jìn)一步最大化系統(tǒng)的頻譜利用率。

綜上所述，本發(fā)明公開的一種無線通信領(lǐng)域中基于動態(tài)多小區(qū)用戶配對的聯(lián)合虛擬MIMO資源分配方法。主要解決現(xiàn)有技術(shù)無法動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的多小區(qū)用戶配對和資源分配而造成頻譜利用率低和通信質(zhì)量差的問題。其技術(shù)方案是：以資源分配約束矩陣、用戶配對約束矩陣、小區(qū)分配約束矩陣和用戶對容量向量為參數(shù)，構(gòu)建多小區(qū)用戶配對和資源分配的模型并求解，得到最優(yōu)用戶配對和資源分配結(jié)果向量；根據(jù)該結(jié)果向量和用戶調(diào)制矩陣對每個用戶攜帶的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)制；將調(diào)制后的數(shù)據(jù)信息在用戶分配到的資源塊上發(fā)送給信號接收機(jī)。本發(fā)明能高效地進(jìn)行動態(tài)的多用戶配對，資源分配和小區(qū)分配，可以將多小區(qū)用戶配對問題和資源分配問題聯(lián)合起來同時考慮，高效地同時進(jìn)行動態(tài)的多用戶配對，資源分配和小區(qū)分配，最大化系統(tǒng)的頻率利用率，提高系統(tǒng)的通信質(zhì)量。在滿足系統(tǒng)通信質(zhì)量要求的情況下最大化通信系統(tǒng)的頻譜利用率?？捎糜趯μ摂MMIMO系統(tǒng)中的手機(jī)用戶進(jìn)行多小區(qū)用戶配對和資源分配。