一种利用公平性因子的多用户mimo下行链路用户选择方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多用户MIM0下行链路用户选择方法，尤其涉及考虑了公平性因 子的多用户MIM0下行链路用户选择方法。
【背景技术】
[0002] 多入多出技术，即MIM0技术，可以成倍增加系统的和速率，提高频谱利用率。然 而，它在带来一系列优良性能的同时也带来了相当严重的空间信号干扰。当等待服务的用 户数远远大于基站配备天线数时，基站需通过用户选择算法选取一个具有高传输速率的用 户子集，避免因错误选择服务用户影响系统和容量。常用的用户选择算法有全空间遍历算 法、半正交用户选择算法（SUS)及最小为逆矩阵范数算法（MFNPI)等。
[0003] 系统和容量与用户间公平性是衡量用户选择算法性能的两个较为重要的指标，而 当通信时延受限或用户信道不均匀时，公平性就显得尤为重要了。事实上，在实际环境中用 户间公平性是很重要的，有时甚至需要以一定的系统容量为代价来兼顾信道条件较差的用 户，防止这些用户长期得不到服务，尤其是对服务质量比较敏感的系统。
【发明内容】
[0004] 本发明为了解决现有的多用户MIM0下行链路用户选择方法没有考虑公平性因子 而导致的用户信道不均匀的问题和信道条件较差的用户不到服务的问题。
[0005] -种利用公平性因子的多用户MIM0下行链路用户选择方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤一、对接收信号的概率密度函数p(X)进行多重积分得到用户k第t个时隙被 选中的概率Pt，k，如式（1);
【主权项】
1. 一种利用公平性因子的多用户ΜΙΜΟ下行链路用户选择方法，其特征在于，该方法包 括以下步骤： 步骤一、对接收信号的概率密度函数P (X)进行多重积分得到用户k第t个时隙被选中 的概率Pt，k，如式（1);
其中，N为总用户数；h为信道向量，k为用户序数，k e (l，N)，hk为用户k的信道向量； Dt，k为用户k第t个时隙被选中的概率P t，k的积分域； 步骤二、将步骤一所得用户k第t个时隙被选中的概率Ptik在统计时间T内进行统计 平均，得到统计时间内用户k被选中的平均概率Pk，如式（2)
(2)； 步骤三、将步骤二所得平均概率Pk乘以统计时间T得到用户被选中总次数，除以总被 选人数得到用户k被选次数在总被选人次中的占比γ k，如式（3);
⑷ 其中，总被选人数表示为MXT ;M为发送端天线总数； 步骤四、根据占比Yk的相对算数平均值^求得公平性因子F，如公式（5)
选取公平性因子F最小值作为MIMO下行链路用户选择方法的平性因子，基于该公平性 因子F设计公平性最佳的多用户MIMO下行链路用户选择方法。
2. 根据权利要求1所述的一种利用公平性因子的多用户MIMO下行链路用户选择方法， 其特征在于，步骤一所述概率密度函数P(X)如公式（6)所示
(6)〇
3. 根据权利要求1或2所述的一种利用公平性因子的多用户MIMO下行链路用户选择 方法，其特征在于，步骤一所述概率密度函数P (X)服从瑞利分布，系统模型为瑞利平坦衰 落信道，信道向量hk服从循环对称高斯分布，包络I |hk| I服从瑞利分布，相位，服从均匀分 布。
4. 根据权利要求1或2所述的一种利用公平性因子的多用户MIMO下行链路用户选择 方法，其特征在于，步骤一所述Pu的积分域D t，k的取值与用户选择算法有关，当以用户信 道增益最大作为用户选择准则时积分域\ k可以表示为公式（7)，为表述方便，将D tik表述 D, ￡) = {￡>￡况1|/^|>|/|;||}，We{l,…灸-u + l，...，iv} (7) 其中，hk为用户k的信道向量，h i为用户i的信道向量。
5.根据权利要求4所述的一种利用公平性因子的多用户MIMO下行链路用户选择方法， 其特征在于，步骤一所述积分域D在不同算法下的表示方式如下， 当采用最小为逆矩阵范数（MFNPI)算法时，积分域D具体表示为
其中，\为用户Hi1的信道向量；已有1个用户被选中的前提下，若用户k是下一个被选 中的用户，则组成的备选用户集为Ω1;1?，Ω1;1?，q,%，ΩΜ1?，Q su均为被选用户集；Η(·)为 被选用户组成的复合信道矩阵； 当采用半正交用户选择算法（SUS)时，积分域D可表示为
其中，gi为与h 4目互正交的正交向量。
【专利摘要】一种利用公平性因子的多用户MIMO下行链路用户选择方法，涉及一种多用户MIMO下行链路用户选择方法，尤其涉及考虑了公平性因子的多用户MIMO下行链路用户选择方法。本发明首先对接收信号的概率密度函数p(x)进行多重积分得到用户k第t个时隙被选中的概率将其在统计时间T内进行统计平均得到从而计算出进而求得公平性因子选取公平性因子F最小值作为MIMO下行链路用户选择方法的平性因子，基于该公平性因子F设计公平性最佳的多用户MIMO下行链路用户选择方法。本发明适用于多用户MIMO下行链路的用户的选择。
【IPC分类】H04B7-04
【公开号】CN104660314
【申请号】CN201510067008
【发明人】徐玉滨, 冯雨晴, 马琳, 崔扬, 刘宁庆
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月9日