一種無線通信系統(tǒng)中sdma使用方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種無線通信系統(tǒng)中SDMA使用方法，該方法包含以下步驟：a，基站根據(jù)用戶的信道矢量信息，判斷用戶是否支持SDMA；b，基站為每個支持SDMA的用戶維護(hù)一個上行匹配用戶列表和一個下行匹配用戶列表，所述上行匹配用戶列表根據(jù)用戶間的信道相關(guān)性進(jìn)行上行SDMA配對判斷，所述下行匹配用戶列表根據(jù)兩個用戶的信道矢量計算下行載波損失和下行載波干擾比，進(jìn)行下行SDMA配對判斷；c，基站根據(jù)用戶的上、下行匹配用戶列表進(jìn)行上、下行SDMA資源分配；d，基站對上行SDMA信號進(jìn)行解調(diào)，對下行SDMA信號進(jìn)行發(fā)送賦形。采用本發(fā)明后，可以在不損失用戶滿意度的條件下提升系統(tǒng)容量。
【專利說明】—種無線通信系統(tǒng)中SDMA使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種無線通信系統(tǒng)中SDMA技術(shù)的使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002]空分多址接入(SpatialDivis1n Multiple Access,簡稱SDMA)是一種通過利用空間維度來使多個用戶共享通信資源(例如頻率、信道等)的技術(shù)，采用SDMA可以有效提升系統(tǒng)容量，從直觀上理解，同一資源分給越多的用戶使用，系統(tǒng)的容量就越大。
[0003]實(shí)際中，因?yàn)槭褂猛毁Y源的用戶之間的空間特性不可能保證完全正交，所以采用SDMA會使用戶的信號性能在一定程度有所下降。因此盡管SDMA是提升系統(tǒng)容量的有效手段，但使用該技術(shù)的前提條件是不損失用戶滿意度，所以在進(jìn)行SDMA資源分配(即SDMA配對)的時候，要保證用戶的信號噪聲比(SNR)損失在一定容限內(nèi)。從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的角度考慮，配對計算要在所有的用戶間進(jìn)行，頻繁的配對計算肯定是不可接受的，所以，需要首先對使用SDMA技術(shù)的用戶進(jìn)行篩選，可以認(rèn)為角度擴(kuò)展大或者信道條件變化過快的用戶并不適合采用SDMA技術(shù)。此外，由于成本和體積的限制，通信系統(tǒng)中通常在基站側(cè)的天線數(shù)目比終端側(cè)天線數(shù)目多，基站側(cè)的處理能力也要比終端側(cè)強(qiáng)。因此，對于SDMA技術(shù)的使用來說，下行SDMA對用戶之間信道條件要求要比上行SDMA高，即上、下行SDMA需采用不同的配對算法標(biāo)準(zhǔn)。
[0004]基于以上背景，需要提出一種具體如何使用SDMA技術(shù)的方法，包括:如何篩選出可以支持SDMA的用戶，可支持SDMA的用戶之間如何上下行配對等步驟。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出一種無線通信系統(tǒng)中SDMA使用方法，該方法包含以下步驟:
[0006]a,基站根據(jù)用戶的信道矢量信息，判斷用戶是否支持SDMA ；
[0007]b，基站為每個支持SDMA的用戶維護(hù)一個上行匹配用戶列表和一個下行匹配用戶列表，所述上行匹配用戶列表根據(jù)用戶間的信道相關(guān)性進(jìn)行上行SDMA配對判斷，所述下行匹配用戶列表根據(jù)兩個用戶的信道矢量計算下行載波損失和下行載波干擾比，進(jìn)行下行SDMA配對判斷；
[0008]c，基站根據(jù)用戶的上、下行匹配用戶列表進(jìn)行上、下行SDMA資源分配；
[0009]d，基站對上行SDMA信號進(jìn)行解調(diào)，對下行SDMA信號進(jìn)行發(fā)送賦形。
[0010]優(yōu)選的，步驟a具體為:
[0011]al，基站統(tǒng)計用戶的信道矢量信息，計算多幀之間信道矢量的互相關(guān)系數(shù)和信道矢量的自相關(guān)系數(shù)；
[0012]a2，判斷多幀之間信道矢量的互相關(guān)系數(shù)是否大于其預(yù)定門限，如果大于則進(jìn)入步驟a3，否則認(rèn)為該用戶不支持SDMA，已在SDMA狀態(tài)下的用戶需退出SDMA ；
[0013]a3，判斷信道矢量的自相關(guān)系數(shù)是否大于其預(yù)定門限，如果大于則認(rèn)為該用戶支持SDMA，否則認(rèn)為該用戶不支持SDMA，已在SDMA狀態(tài)下的用戶需退出SDMA。
[0014]進(jìn)一步的，上述步驟al中所述計算采用用戶前后8幀之間信道矢量的互相關(guān)系數(shù)，并采用用戶多個載波間的最小相關(guān)系數(shù)作為信道矢量的自相關(guān)系數(shù)。
[0015]優(yōu)選的，步驟b中:
[0016]對于上行SDMA配對，計算兩個用戶信道矢量的互相關(guān)系數(shù)，如果該系數(shù)大于其預(yù)定門限，則將用戶更新到上行匹配用戶列表；
[0017]對于下行SDMA配對，采用最小方差無畸變響應(yīng)干擾抵消算法根據(jù)兩個用戶的信道矢量計算出兩個用戶的下行發(fā)送權(quán)值，并計算用戶使用所述權(quán)值發(fā)射時的下行載波損失和下行載波干擾比，如果下行載波損失小于其預(yù)定門限且下行載波干擾比大于其預(yù)定門限，則將用戶更新到下行匹配用戶列表。
[0018]進(jìn)一步的，上述方法的步驟d中:
[0019]對于上行SDMA信號，基站判斷接收信號中干擾信號能量是否大于其預(yù)定門限，如果大于則基站采用最小方差無畸變響應(yīng)干擾抵消算法計算權(quán)值進(jìn)行解調(diào)；否則基站采用波束賦形算法計算權(quán)值進(jìn)行解調(diào)。
[0020]對于下行SDMA信號，基站根據(jù)步驟b在下行SDMA配對時計算出的下行發(fā)送權(quán)值進(jìn)行發(fā)送賦形。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:1，基站預(yù)先篩選用戶，判斷用戶信道條件是否適合采用SDMA技術(shù)，避免在所有用戶之間進(jìn)行頻繁的配對計算；2，基站實(shí)時維護(hù)匹配用戶列表，可以簡化資源分配流程并保證匹配用戶信息的有效性；3，上、下行SDMA采用不同的配對算法標(biāo)準(zhǔn)，可以充分利用空間信道資源；4，對采用SDMA計算的用戶信號進(jìn)行正確的發(fā)送和解調(diào)，從而在不損失用戶滿意度的條件下提升系統(tǒng)容量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的無線通信系統(tǒng)使用SDMA方法的流程圖；
[0023]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的基站統(tǒng)計用戶信道信息的列表圖；
[0024]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的基站在SDMA配對計算時得到的用戶間信道相關(guān)性等信息的列表圖；
[0025]圖4是本發(fā)明實(shí)施例基站計算的用戶干擾能量的列表圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作詳細(xì)的說明。
[0027]本發(fā)明實(shí)施例的SDMA使用方法的基本思想如圖1所示，包括以下步驟:101，基站統(tǒng)計用戶信道矢量信息，判斷用戶是否支持SDMA ;102，基站根據(jù)用戶間信道的相關(guān)性等進(jìn)行上下行配對判斷，更新上下行匹配用戶列表；103，基站根據(jù)上下行匹配用戶列表進(jìn)行上下行SDMA資源分配；104對于上行SDMA，基站判斷配對用戶是否都分配到SDMA子信道，選擇合適的解調(diào)權(quán)值；對于下行SDMA，基站根據(jù)下行配對時計算的下行發(fā)送權(quán)值進(jìn)行發(fā)送賦形。
[0028]本發(fā)明實(shí)施例給出一個基站內(nèi)包含4個用戶的網(wǎng)絡(luò)，4個用戶分別為UEl、UE2、UE3、UE4。基站內(nèi)維護(hù)一個列表，列出可支持SDMA的用戶，同時基站還為每個用戶維護(hù)一個上行SDMA配對用戶列表和一個下行SDMA配對用戶列表?；井?dāng)前的可支持SDMA用戶列表為{UE2，UE3，UE4}。因?yàn)閁E1不支持SDMA，所以UE1的上行SDMA配對用戶列表為空UE1_UL={}，UE1的下行SDMA配對用戶列表也為空UE1_DL= {}，其他用戶的上/下行SDMA匹配用戶列表分別如下:UE2_UL= {UE3}，UE2_DL={UE3}，UE3_UL={UE2，UE4}，UE3_DL={UE2}，UE4_UL={UE3}, UE4_DL={}。
[0029]基站解調(diào)終端上行信號獲得信道矢量信息，并計算多幀之間信道矢量的互相關(guān)系數(shù)以及信道矢量自相關(guān)系數(shù)。本實(shí)施例中基站采用用戶前后8幀之間信道矢量的互相關(guān)系數(shù)，采用用戶多個載波間的最小相關(guān)系數(shù)作為信道矢量自相關(guān)系數(shù)，如圖2所示。因?yàn)樗杏脩舻男诺篱g相關(guān)性都大于預(yù)定的門限(0.85)，且所有信道矢量自相關(guān)系數(shù)也都大于門限(0.7)，所以基站更新當(dāng)前支持SDMA用戶的列表為{UE1，UE2，UE3，UE4}。
[0030]基站對支持SDMA的用戶進(jìn)行匹配計算，上行SDMA匹配計算可以根據(jù)用戶間信道的相關(guān)性判斷，下行SDMA匹配計算需根據(jù)兩個用戶的信道矢量計算載波信號損失和載波抑制強(qiáng)度來判斷。本實(shí)施例中，基站根據(jù)統(tǒng)計得到的用戶信道矢量進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，得到用戶間信道的相關(guān)性，并與預(yù)先設(shè)定的門限(0.5)比較，從而更新上行匹配列表?；臼紫炔捎米钚》讲顭o畸變響應(yīng)(MVDR)的干擾抵消算法，根據(jù)兩個用戶的信道矢量分別計算兩個用戶的下行發(fā)送權(quán)值，然后計算使用該權(quán)值發(fā)射時用戶載波信號能量損失(CLoss)及載波干擾比(CIR)，如圖3所示。如果載波損失小于預(yù)定的門限(2dB)且載波干擾比大于預(yù)定的門限(25dB)，則把用戶更新到下行匹配用戶列表。通過上述計算及判斷，基站更新了用戶的上、下行匹配列表:UE1_UL={UE4}，UE1_DL={UE4}，UE2_UL={UE3}，UE2_DL={UE3}，UE3_UL={UE2}，UE3_DL={UE2}，UE4_UL={UE1}，UE4_DL={UE1}，并保存對應(yīng)的下行發(fā)送權(quán)值。
[0031]基站根據(jù)用戶的上、下行匹配用戶列表進(jìn)行資源分配。對于上行SDMA由于不能保證配對用戶同時轉(zhuǎn)到分配的資源，所以在進(jìn)行解調(diào)的時候需要判斷配對用戶是否已經(jīng)分配到SDMA子信道。基站可以根據(jù)接收信號中干擾信號能量是否大于預(yù)定門限(-lOOdBm)判斷配對用戶是否都已分配到SDMA子信道，如圖4所示。解調(diào)UE1時，發(fā)現(xiàn)干擾信號能量小于預(yù)定門限，即配對用戶UE4還沒有分配到SDMA子信道，所以采用波束賦形算法進(jìn)行解調(diào)。解調(diào)UE2和UE3時發(fā)現(xiàn)干擾信號能量均大于預(yù)定門限，所以這兩個用戶分別用MVDR算法進(jìn)行解調(diào)。對于UE4，因?yàn)檫€未分配到SDMA子信道，所以仍采用系統(tǒng)原解調(diào)算法進(jìn)行解調(diào)。
[0032]下行有兩對SDMA用戶，UE1和UE4以及UE2和UE3，基站在下行發(fā)送時可以采用下行配對時計算的下行發(fā)送權(quán)值進(jìn)行賦形。
[0033]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種無線通信系統(tǒng)中SDMA使用方法，其特征在于，所述方法包含以下步驟: a，基站根據(jù)用戶的信道矢量信息，判斷用戶是否支持SDMA ； b，基站為每個支持SDMA的用戶維護(hù)一個上行匹配用戶列表和一個下行匹配用戶列表，所述上行匹配用戶列表根據(jù)用戶間的信道相關(guān)性進(jìn)行上行SDMA配對判斷，所述下行匹配用戶列表根據(jù)兩個用戶的信道矢量計算下行載波損失和下行載波干擾比，進(jìn)行下行SDMA配對判斷； c，基站根據(jù)用戶的上、下行匹配用戶列表進(jìn)行上、下行SDMA資源分配； d，基站對上行SDMA信號進(jìn)行解調(diào)，對下行SDMA信號進(jìn)行發(fā)送賦形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟a具體為: al，基站統(tǒng)計用戶的信道矢量信息，計算多幀之間信道矢量的互相關(guān)系數(shù)和信道矢量的自相關(guān)系數(shù)； a2，判斷多幀之間信道矢量的互相關(guān)系數(shù)是否大于其預(yù)定門限，如果大于則進(jìn)入步驟a3，否則認(rèn)為該用戶不支持SDMA，已在SDMA狀態(tài)下的用戶需退出SDMA ； a3，判斷信道矢量的自相關(guān)系數(shù)是否大于其預(yù)定門限，如果大于則認(rèn)為該用戶支持SDMA，否則認(rèn)為該用戶不支持SDMA，已在SDMA狀態(tài)下的用戶需退出SDMA。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于步驟al，所述計算采用用戶前后8幀之間信道矢量的互相關(guān)系數(shù)，以及采用用戶多個載波間的最小相關(guān)系數(shù)作為信道矢量的自相關(guān)系數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟b中: 對于上行SDMA配對，計算兩個用戶信道矢量的互相關(guān)系數(shù)，如果該系數(shù)大于其預(yù)定門限，則將用戶更新到上行匹配用戶列表； 對于下行SDMA配對，采用最小方差無畸變響應(yīng)干擾抵消算法根據(jù)兩個用戶的信道矢量計算出兩個用戶的下行發(fā)送權(quán)值，并計算用戶使用所述權(quán)值發(fā)射時的下行載波損失和下行載波干擾比，如果下行載波損失小于其預(yù)定門限且下行載波干擾比大于其預(yù)定門限，則將用戶更新到下行匹配用戶列表。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于步驟d: 對于上行SDMA信號，基站判斷接收信號中干擾信號能量是否大于其預(yù)定門限，如果大于則基站采用最小方差無畸變響應(yīng)干擾抵消算法計算權(quán)值進(jìn)行解調(diào)；否則基站采用波束賦形算法計算權(quán)值進(jìn)行解調(diào)。 對于下行SDMA信號，基站根據(jù)步驟b在下行SDMA配對時計算出的下行發(fā)送權(quán)值進(jìn)行發(fā)送賦形。
【文檔編號】H04W24/02GK104254088SQ201310254598
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月25日
【發(fā)明者】祝立娟, 黃其華 申請人:北京信威通信技術(shù)股份有限公司