站，所述基站部署M个天 线，M> 1，K> 2M;
[0049] 2)基站根据接收到的反馈信息，从所述K个单天线用户中选出2M个用户进行传 输，其中基站首先根据候选用户所反馈的CQI与CDI调度M个RBF用户W及与之对应的M 个波束成形矢量，然后再为M个RBF(RandomBeanrforming)用户各自匹配一个用户（我们 称之为匹配用户），运样，2M用户组成M个用户簇，每个波束矢量对应相应的用户簇进行传 输；
[0050] 3)基站为M个簇分配相同的功率P，每个簇内RBF用户和匹配用户根据一定算法 进行分配功率P;
[0051] 所述步骤1)具体包括W下步骤：
[0052] 基站端和用户端共同维护着一个量化码本F。其中F由L个子码本组成，每个子码 本由M个相互正交的1XM维单位标准矢量组成。码本大小为N=LM。小区内K个用户的 信道方向信息由F码本中的矢量进行量化，即对于第i个用户的信道方向信息起私/IMIj 的量化矢量信息（即CDI)私（运里用户信道信息为IXM维的矢量）由W下准则获得：
[0053]
[0054] 我们定义信道方向矢量私与其量化矢量耗之间的夹角为01，即巧磁殘.::4?解!。 对于K个候选用户中第i个用户，其信道质量信息CQI表达式为：
[0056] 所述步骤2)具体包括W下步骤：
[0057]我们设K个候选用户的下标集为说，M个RBF用户下标集为碳，M个匹配用户下标 集为《4;。首先基站依据用户据反馈的CDI与CQI，选择最优的RBF用户集城^W及对应的波 束成形矢量Wk,1 <k<M(运里波束矢量为MX1维的矢量）如下： 阳化引对于第1，I《I>L个码本中的第k，I《k>M个矢量Vk，在W最大化系统吞吐 量为目标情况下，我们给出Vk所对应的CQI最大的用户
[0059]
W60] 因此最优的传输波束组r为：
[00创即第k个簇对应的波束矢量为(vfy，且vf.，所对应的用户为!柳5巧)即为所选择 第k个簇内的RBF用户，其中€化。然后再依据每个波束矢量给出第k个簇内匹配 用户IKvf》；)为
阳0化]所述步骤3)具体包括W下步骤：
[0066] 为保证用户的服务质量，RBF用户的最低速率要求为Rbf,匹配用户的最低速率为 R^。我们设第k个簇内，砖康示RBF用户的估计速率，致法表示匹配用户的估计速率，ak为RBF用户的功率分配系数，1-ak为匹配用户的功率分配系数，则第k个簇内的功率分配 优化目标设置为： !、化义（RkA -i.-技巧'1 阳067] 巧:' 'S.';.', /城.? :二：知紋：二：.玲"化,.0、
[00側当g也1) >g(；hk2)时，
[0071] 故解得上述优化目标为：
阳07引当g也1) <g也2)时，
[00巧]故解得上述优化目标为
[0076] 若上述优化目标ak无解，则基站可使用传统正交接入方式传输，即分为两个时隙 来传输2M个用户。
[0077] 仿真实验和效果分析
[0078] 仿真模型参数为：基站天线个数M= 2,系统总的发射功率为30地，Rbf= 3.化ps/ Hz, 2.化口3/化，码本矢量个数N=LM= 8巧=16，每个用户量化比特B= 46;[13，本 发明假设基站可W获得完美的CQI(用户的CQI没有进行量化）。
[0079] 仿真结果分析，通过图3、图4、图5可W看出，较之于传统TDMA的波束成形系统， NOMA-RBF系统在本发明的调度算法下，系统和容量、匹配用户和容量W及RBF用户和容量 都有所提高，且匹配用户与RBF用户的速率基本都满足限制速率。
[0080] 因此综上可知，本发明提出的有限反馈下非正交多址接入系统下行链路的用户选 择方法较之现有的技术性能有显著的提升。
【主权项】
1. 一种有限反馈下非正交多址接入系统下行链路的用户选择方法，其特征在于，包括 以下步骤： 1) 小区内K个单天线用户通过基站广播的导频信号获取其自身的信道状态信息CSI， 并通过有限反馈信道将其量化之后的信道方向信息CDI以及信道质量信息CQI反馈给基 站，所述基站部署Μ个天线，Μ > 1，k彡2M ; 2) 基站根据接收到的反馈信息，从所述K个单天线用户中选出2M个用户进行传输，其 中基站首先根据候选用户所反馈的信道方向信息CDI以及信道质量信息CQI调度Μ个RBF 用户以及与之对应的Μ个波束成形矢量，然后再为Μ个RBF用户各自匹配一个用户，这样， 2Μ用户组成Μ个用户簇，每个波束矢量对应相应的用户簇进行传输； 3) 基站为Μ个用户簇分配相同的功率Ρ，每个用户簇内RBF用户和匹配用户根据功率 分配算法完成功率分配。2. 根据权利要求1所述的一种有限反馈下非正交多址接入系统下行链路的用户选择 方法，其特征在于，：所述步骤1)具体包括以下步骤： 基站端和用户端共同维护着一个量化码本F，其中量化码本F由L个子码本组成，每个 子码本由Μ个相互正交的1 ΧΜ维单位标准矢量组成；量化码本F大小为N = LM ;小区内 Κ个用户的信道方向信息由F码本中的矢量进行量化，即对于第i个用户的信道方向信息 I = h/phl的量化矢量信息⑶I，为用户信道信息为1 XM维的矢量，由以下准则获得：定义信道方向矢量〖V与其量化矢量之间的夹角为θ i，即m士对于K个候 选用户中第i个用户，其信道质量信息CQI表达式为：3. 根据权利要求2所述一种有限反馈下非正交多址接入系统下行链路的用户选择方 法，其特征在于，所述步骤2)具体包括以下步骤： 设K个候选用户的下标集为仏:Μ个RBF用户下标集为W，Μ个匹配用户下标集为试".! 首先基站依据用户据反馈的信道方向信息CDI以及信道质量信息CQI，选择最优的RBF用户 集:?、丨以及对应的波束成形矢量wk，1 < k < Μ如下： 对于第1，1 < 1彡L个码本中的第k，l 彡Μ个矢量vk，在以最大化系统吞吐量为 目标情况下，给出对应的CQI最大的用户因此最优的传输波束组Γ为：即第k个簇对应的波束矢量为且vf:)l所对应的用户为Mvfl丨1即为所选择第k 个簇内的RBF用户，其中€试4然后再依据每个波束矢量给出第k个簇内匹配用户 p(v't为其中，ΜνΓ5). &4.根据权利要求3所述一种非正交多址接入系统下行链路的用户选择方法，其特征在 于，所述步骤3)具体包括以下步骤： 为保证用户的服务质量，RBF用户的最低速率要求为Rbf，匹配用户的最低速率为Runi;设 第k个簇内，表示RBF用户的估计速率，表示匹配用户的估计速率，α ,为RBF用户 的功率分配系数，1-<^为匹配用户的功率分配系数，g(hkl)和g(hk2)分别为该簇内RBF用 户与匹配用户的信道质量信息，则第k个簇内的功率分配优化目标设置为：故解得上述优化目标为当时，故解得上述优化目标为若上述优化目标a k无解，则基站使用传统正交接入方式传输，即分为两个时隙来传输 2M个用户。
【专利摘要】一种有限反馈下非正交多址接入系统下行链路的用户选择方法，基站端部署M个天线，小区内分布K个单天线用户，接收端所有用户通过发射端广播的导频信号获取其信道状态信息，并将其信道矢量量化为信道方向信息CDI和信道质量信息CQI，然后通过有限速率信道反馈给基站。基站根据用户反馈的CDI与CQI，从K个候选用户中调度2M个用户进行下行链路的传输，其中该2M个用户，每两个组成一个用户簇，共组成M个用户簇，在本系统中我们采用M个波束成形矢量来传输M个用户簇且每个簇分配等功率P，其中每个波束矢量支持一个用户簇，每个簇内有两个非正交用户，每个用户通过功率分配算法进行簇内的功率分配。本发明使系统的总体吞吐量较传统的正交传输有显著的优势。
【IPC分类】H04B7/06, H04L1/06, H04L5/00
【公开号】CN105337651
【申请号】CN201510629468
【发明人】张超, 刘世梅
【申请人】西安交通大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年9月28日