两个主要部分
[0090] 通过这样的用户选择，我们不仅保证了每个RB上的用户信道质量较好，还最大限 度保证了用户间的低干扰，同时避免了遍历搜索带来的极高复杂度。其它步骤及参数与具 体实施方式一至四之一相同。
[0091] 采用以下实施例验证本发明的有益效果：
[0092] 实施例一：
[0093] 本实施例一种波束赋形中基于有效速率的单双流切换方法，具体是按照以下步骤 制备的：
[0094] 原理：假设系统中共有K个用户，每用户配备队根接收天线，基站配备心根发射天 线，单一用户传输的数据流数为S。对于用户k，其在RBn上的波束赋形矩阵可以表示为：
[0095]
[0096] 其中Wkis是第k个用户的第s流数据在发射端的发射权值。Skin是用户k在RBn 上的传输数据流数。用户k在RBn上的全部接受天线的传输矩阵可以表示为：
[0097]
[0098] 其中幾" ￡_代表用户k的第i根接收天线的传输矩阵。但是一般来说，我们 传输的数据流数很可能小于用户的接收天线总数，在不考虑分集接收的条件下，可能只需 要选用比较少的天线即可。因此我们将会从所有凡根接收天线中选择根作为实际 的接收天线，从而形成实际的传输
该矩阵为TJu的子矩阵。在此我 们不考虑极端传输环境，认为用户的接收天线之间是相互独立的，即用户传输矩阵为满秩 rank(l^sj= 此时每根接收天线将对应一个不同的数据流，总的数据流数等 于选出的天线数，同时也与传输矩阵的秩相等，即i^rankd,^iVfSiVr。因此，确定传 输流数不仅要确定选择的天线数，还应确定究竟选择哪几根天线。
[0099] 在基站端，信号经过串并转换并经过预编码波束赋形发射出去，经历传输信道后 到达接收端。在功率平均分配的情况下，接收端的用户k接收到的信号可以表示为：
斯白噪声。由于分集技术主要应用于用户信道质量极差的场景，而通常来说波束赋形技术 不会应用于这类用户，所以此处我们不考虑多天线分集的场景。（3)式中第二项代表来自其 他用户的干扰，用户的信干噪比与接收信号功率成正相关，与用户间干扰以及白噪声功率 成反相关，由于在LTE系统中自适应调制编码技术的采用，信干噪比SINR的高低直接决定 了传输速率的大小。SINR的计算和用户的传输矩阵、波束赋形矩阵以及资源分配方式都有 关系，根据SINR的值可根据LTE系统中的CQI与SINR对照表，确定相关的调制方式和码速 率，进而用户k在RBn上的传输速率rkin，而用户总的传输速率rk可由下式表示：
[0103]其中，rk,n表示用户k在RBn上获得速率，Pk,n为分配指示符，若Pk,n=1则表 示用户k分配在RBn上，否则用户k不分配在RBn上。
[0104] 接下来介绍有效速率的概念。由于用户之间传输业务的差异性导致不同用户对速 率的需求是不同的，我们往往不需要使得系统的总传输速率很大，但是需要尽可能让每个 用户达到自己的目标速率Ak。为了方便系统优化，我们引入有效速率概念定义如下：
[0106]其中，巧= (/)/r表示用户k在T个子帧里的平均传输速率，而T的大小取决 于用户的Q〇S(QualityofService，服务质量）要求；当&小于目标速率Ak，该用户的Q0S要求没有被满足。
[0108] 该问题不仅需要解决用户在RB上的分配，更重要的则是解决用户的流数切换问 题。
[0109] 要得要得到Pk，n和Hkin的最优解的最优解，直接的方法是采取遍历搜索，将所有 用户的流数情况及用户组合都进行尝试，选出最优解。然而该方法计算量过大，在实际系 统中完全无法应用。为了能够在可实行的复杂度下实现该问题求解，我们提出了一种秩自 适应的流数切换方法，该方法以用户的信道质量、速率需求、天线相关性等指标作为考量依 据，综合地判定用户的单流或双流传输模式，实现实时匹配的自适应流数调整。该方法可以 分为两个主要部分：流数确定与用户选择。
[0110] 1 ?流数确定
[0111] 流数确定的主要目的是为了确定用户传输的数据流数。由于双流波束赋形可以同 时传输两个数据流提供更高的和速率，但是两流之间的干扰会对和速率产生一定影响，所 以适用于信道条件较好、速率需求较高的用户。针对这一特点，我们从用户信道状况和速率 需求两个角度出发来确定流数。
[0112] 在这里，用户的信道状况被我们分解为用户的信道质量和天线空间相关性两个 变量。前者代表了用户在传输信道上的衰落情况，后者则可以表征用户不同天线之间的 干扰大小从而估计用户内流间干扰的大小。为了体现用户在信道上的衰落情况，我们计 算用户的信道范数来表征其接收的信号强度。对于空间相关性的计算，我们引入变量 严[o，1]:，定义如下：
[0114]其中1^表示用户k的第i跟天线，mj表示用户m的第j根天线，咳，&表示用户k 的i根天线和用户m的第j根天线在RBn上的空间相关性系数，可用于评估两根天线传输 的数据流之间的干扰大小。的值越大，可认为1^与m,之间的干扰越大。
[0115] 除了用户的信道信息，速率需求也是一个决定流数的重要标准。我们通过用户目 前已经获得的速率与其目标速率的差值r_remainkin (t)来表征用户的速率需求：
[0117] Rk(t-1)是用户k在前t-1个子帧中已经获得的平均速率，rk,b(t)是用户k在当 前TTI(TransmissionTimeInterval)上在RBb上获得的速率，实时更新。
[0118] 为了决定双流波束赋形是否会被采用，我们需要针对信道范数和速率需求设定阀 值H。』。，当某用户的两项指标同时超过阀值时，可以进一步判断其天线之间的相关性，如果 相关性足够好则采用双流波束赋形。具体的步骤如下：
[0119] (1)对于所有用户集合U中的用户，计算其在第t个传输时间间隔 (TransmissionTimeInterval,TTI)上的信道范数p和剩余速率需求；r_ remaink,n (t)，如果庄.％〈丑。或者r_remaink,n (t) <r。，则该用户在RBn上采用单流传 输，令同时，为该用户选择信道范数最大的一根天线P作为接收天线，即
[0120] (2)对于满足||&4^巧且r_remaink,n(t)多r。的用户，从该用户的所有天线中选
[0121] (3)如果< %，则用户k在RBn上采用双流传输，令％:二歸"=2 ,并令 Hu, 。否则，该用户在RBn上依然采用单流传输，并为其找出信道范数最大
[0122] 通过上述过程，所有用户在所有RBn上传输的流数和使用的天线确定下来。这个 过程综合考虑了用户的信道质量和速率需求，并且能够根据用户实时速率动态调整，实现 了单双流波束赋形的自适应切换。
[0123] 2.用户选择
[0124] 在上个过程中，我们已经完成了用户流数确定以及天线空间的确定，但是这种流 数的确定仅仅是指示了当用户k被分配到RBn上时即将采用的传输模式，而实际上用户k 是否会被分配到RBn上是不确定的。在用户选择过程中，我们正是要解决不同RB上的用户 组合问题，从而完成结合上一步中流数确定的结果来完成一个相对完整的调度过程。为了 选取用户间干扰较小的用户组合，在用户选择中我们将继续使用空间相关性系数的概念， 不同之处在于这里的7Cw,是用于评估用户间的干扰大小。除了用户间干扰，用户本身在RB 上的信道条件也是我们考虑的因素之一。整个用户选择的过程如下：
[0125] (1)将所有尚需要RB分配的用户放入可用用户集合Ui。
[0126] (2)在RBn上，选择具有最小值rk(t)/Ak的用户，分配到RBn上。将用户k加入 RBn的用户集合Un，并将k的天线集分配到n的天线集合An*，令=I^
[0127] (3)在RBn上计算所有已经分配到n上天线和其他用户的天线之间的平均空间相 关性系数，其计算方法如下：
[0129] (4)从中选取LfD"值最小的用户，从这L个用户中挑出 'Im 的用户；这里的rk，n代表该用户在当前TTI下在RBn上获得的速率。这里的L是为了综合平 衡用户信道质量和用户间干扰设立的用户参数，在本发明中，L取值min{card(Ui)，Nt/Nj。
[0130] (5)若选出的用户可以