CN102571172B - 在mimo无线通信***中进行用户调度的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在MIMO无线通信***中进行用户调度的方法和设备。其中，各用户设备根据最小弦距离规则由码本中选择各自的信道矢量，并估计各自与所属基站之间的信道的SINR值，随后将各自的信道矢量的索引和SINR值发送至网络设备，接着，网络设备再根据各用户设备反馈的信道相关信息来逐一选择用户设备，以使得所选择的每一用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件，并根据所选择出的各用户设备各自的码本索引由所述码本集中重构相应的预编码矩阵。本发明的优点在于：采用最小弦距规则来量化用户的信道响应方向矢量，并且采用弦距来调度用户，在有效减少共信道干扰(CCI)和多用户分集增益取得很好平衡。

Description

在MIMO无线通信***中进行用户调度的方法和设备

技术领域

本发明涉及MIMO无线通信领域，尤其涉及一种在MIMO无线通信***中进行用户调度的方法和设备。

背景技术

在过去几年当中，多用户多输入多输出(MIMO)技术已经引起了业界的广泛关注，该技术能够利用传输过程中多用户间的分集增益来提高***容量。但是，在多用户MIMO(MU-MIMO)***中，共信道干扰(CCI)是阻碍***性能进一步提升的一大因素。为了消除共信道干扰(CCI)，合适的预编码技术逐渐浮出水面。然而，预编码技术通常和用户调度方案有关联，好的调度方案能更进一步提升***的性能。所以，用户调度方案在改善***性能的过程中也是需要考虑的一个要点。此外，多用户MIMO技术要求基站端在已知移动端信道状态信息(CSI)的情况下进行用户调度工作，然后构造预编码器。在时分双工(TDD)模式下，理想信道状态信息(CSI)可以获得。然而，在频分双工模式下，不太可能获得理想的信道状态信息(CSI)，这将使***选中符合***性能要求的用户设备变得困难。因而，多用户MIMO***在有限的反馈信息下，如何恰当的选择传输用户将是一个重点以及难点。

目前解决上述问题的最佳方案如下：

每个用户设备使用M维归一化矢量的码本来量化信道方向，并且向基站(BS)反馈回相应码本索引(采用的码本集的大小是N＝2^B)、及估计的信干噪比(SINR)。基站依据所有用户设备的反馈信息来选择将要被传输的用户设备，并且设计预编码器，这就是基于信道矢量量化(CVQ)的迫零波束赋型技术(ZFBF)。

这种方案的缺点在于：基站只有在用户设备最终被调度完成后，才能准确地设计迫零预编码器；而且，各用户设备反馈的信干噪比是估计值，这就造成了所选用户设备不一定最优，如此，将会导致***性能下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种在MIMO无线通信***中进行用户调度的方法和设备。

根据本发明的一个方面，提供一种在基于MIMO的无线通信***的网络设备中用于进行用户调度的方法，其中，每个用户设备包含与网络设备相同的码本集，其中，该方法包括以下步骤：

-接收来自N个用户设备的反馈信息，其中包括所述N个用户设备各自用于表征信道响应矢量的码本索引与估计SINR信息；

其中，所述方法还包括以下步骤：

a.根据用户设备反馈的信道相关信息来逐一选择用户设备，以使得所选择的每一用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件，并根据所选择出的各用户设备各自的码本索引由所述码本集中重构相应的预编码矩阵。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种在基于MIMO的无线通信***的用户设备中用于进行用户调度的方法，其中，用户设备包含与网络设备相同的码本集，其中，该方法包括：

-根据最小弦距规则，由所述码本中选择相应的信道矢量；

其中，所述方法还包括：

-估计与所属基站之间的信道的SINR值；

其中，还包括以下步骤：

-将所述信道矢量对应的码本索引及所估计的SINR值发送给网络设备。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种在基于MIMO的无线通信***中用于进行用户调度的网络设备，其中，每个用户设备包含与网络设备相同的码本集，该网络设备包括：

接收装置，用于接收来自N个用户设备的反馈信息，其中包括所述N个用户设备各自的用于表征信道响应矢量的码本索引与估计SINR信息；

用户调度装置，用于根据所述用户设备反馈的信道相关信息来逐一选择用户设备，以使得所选择的每一用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件；

重构装置，用于基于所选择出的各用户设备的码本索引，由所述码本集中重构相应的预编码矩阵。

根据本发明的又一个方面，还提供了一种在基于MIMO的无线通信***中用于进行用户调度的用户设备，其中，用户设备包含与网络设备相同的码本集，其中，该用户设备包括：

第三选择装置，用于根据最小弦距规则，由所述码本中选择相应的信道矢量；

其中，所述用户设备还包括：

估计装置，用于估计与所属基站之间的信道的SINR值；

其中，还包括：

发送装置，用于将所述信道矢量对应的码本索引及所估计的SINR值发送给网络设备。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：采用最小弦距规则来量化用户的信道响应方向矢量，并且采用弦距来调度用户，可以在有效减少共信道干扰(CCI)和多用户分集增益之间取得很好平衡。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的用于进行用户调度的***拓扑图；

图2为本发明一个方面的用于进行用户调度的方法流程图；

图3为本发明另一个方面的用于进行用户调度的方法流程图；

图4为本发明一个方面的用于进行用户调度的***示意图；

图5为本发明另一个方面的用于进行用户调度的***示意图；

图6为本发明和基于CVQ的ZFBF方案的性能比较图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1示出了本发明用于进行用户调度的***拓扑图。所述***为基于MIMO的无线通信***，其包括：用户设备11、用户设备12、……用户设备1N、及网络设备2；在用户设备11、用户设备12、……用户设备1N、以及网络设备2中，都保存有相同的码本其中，网络设备2可以是任何一种能够进行用户调度的电子设备，其包括但不限于：1)基站，例如，BS、e-Node B等；2)网络控制器等。所述网络设备2可以直接或间接与各用户设备通信，例如，如果所述网络设备2为基站，则其可以直接与各用户设备以无线方式通信，而如果所述网络设备2为网络控制器，则其可通过所连接的基站与各用户设备的通信等。而各用户设备可以是任何一种能以无线方式直接或间接和网络设备2通信的电子设备，包括但不限于：手机、PDA等。

此外，作为一种优选方式，该无线通信***中的每一用户设备只有一根天线，基站具有M根天线，各用户设备和基站之间采用频分双工模式(frequency-division duplexing mode，FDD mode)收发信息，基站每次能调度K个用户设备。但本领域技术人员应该理解，各用户设备和基站收发信息的模式并非以上所述为限。

图2示出了本发明一个方面用于进行用户调度的方法的流程图。其中，以网络设备2是基站为例进行描述。而且，为了简化图示，图中仅仅以用户设备11和网络设备2之间的通信交互为例进行描述，但本领域的技术人员应该理解，事实上，用户设备12、……用户设备1N也在与网络设备2进行通信交互，在此不再逐一详述。

具体的，在步骤S1中，用户设备11接收来自网络设备2的发射信号。例如，用户设备11接收的发射信号为：其中，式中等号右边的中间部分是其它用户设备产生的共信道干扰(CCI)，最后一部分表示噪声，p_i表示第i个独立数据流s_i的信号传输功率，W＝[t₁  t₂ … t_K]是预编码矩阵，K≤M。而如果用户设备11为迫零接收机，则接收的发射信号为：

G₁＝(h₁t₁)^H((h₁W)(h₁W)^H)^-1。

接着，在步骤S2中，用户设备11根据接收的发射信号和最小弦距规则，由所述码本中选择相应的信道矢量。例如，用户设备11根据接收的信号估计自身与网络设备2之间的信道矩阵为h₁，由此，根据即可获得单位标准化的信道矢量随后，用户设备11再根据最小弦距规则，对单位标准化的信道矢量进行量化，也就是根据：

${\hat{h}}_1=c_n,$ $n=\arg \underset{i=1,...,2^B}{\min }{d}_{\mathrm{chord}}({\tilde{h}}_1,c_i)=\arg \underset{i=1,...,2^B}{\min }\frac{1}{\sqrt{2}}{\left|\right|{\tilde{h}}_1^H{\tilde{h}}_1-c_i^H{c}_i\left|\right|}_F$

在码本中选择一个合适的量化信道矢量

此外，作为一种优选方式，由于对矩阵h₁做一次奇异值分解，即：其中λ₁表示h₁的奇异值，由矩阵定理可得，进而，用户设备11在估计出信道矩阵后，可根据：来获得单位标准化的信道矢量随后再对其进行矢量量化。

由于本领域技术人员对于用户设备如何根据接收到的信息估计出信道信息的技术已经知悉，故在此不再详述。

接着，在步骤S3中，用户设备11再根据所述发射信号估计与所属基站之间的信道的SINR值。例如，用户设备11根据所接收的发射信号G₁估计的SINR值为：

${\mathrm{SINR}}_1=\frac{{\left|{\tilde{G}}_1{h}_1{t}_1\right|}^2}{\underset{i=2}{\overset{K_T}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\tilde{G}}_1{h}_1{t}_i\right|}^2+\frac{1}{\mathrm{\β}}},$

其中，β＝P/Kσ²，σ²为噪声方差。

将上述公式进行简化后，可得估计的SINR值为：

${\mathrm{SINR}}_1={\mathrm{\λ}}_1^2{\left|{\tilde{h}}_1{\hat{h}}_1^H\right|}^2.$

接着，在步骤S4中，用户设备11将所述信道矢量对应的码本索引及所估计的SINR值发送给网络设备。例如，用户设备11将信道矢量对应的码本索引及所估计的SINR₁发送给网络设备2。

接着，在步骤S5中，网络设备2接收来自N个用户设备的反馈信息，其中包括所述N个用户设备各自用于表征信道响应矢量的码本索引与估计SINR信息。例如，网络设备2接收来自用户设备11、用户设备12、……用户设备1N各自的信道矢量对应的码本索引、以及各自所估计的SINR₁、SINR₂、……SINR_N。其中，用户设备12、……用户设备1N获得各自的信道矢量对应的码本索引、以及各自的SINR₂、……SINR_N的方法与用户设备11相同，即各用户设备根据各自所接收的发射信号，先估计出各自与网络设备2之间的信道矩阵，随后再根据信道矩阵获得各自的单位标准化的信道矢量，再基于码本对单位标准化的信道矢量进行量化，由此可获得各自的信道矢量对应的码本索引，而各用户设备估计各自的SINR也与用户设备11相同，在此不再详述。

接着，在步骤S6中，网络设备2根据各用户设备反馈的信道相关信息来逐一选择用户设备，以使得所选择的每一用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件，并根据所选择出的各用户设备各自的码本索引由所述码本集中重构相应的预编码矩阵。例如，网络设备2根据用户设备11、用户设备12、……用户设备1N的各自的信道矢量对应的码本索引、以及各自所估计的SINR₁、SINR₂、……SINR_N，来逐一选择用户设备，以使选出的用户设备的各自的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件，并基于所选择出的K个用户设备各自的信道矢量基于迫零波束赋型(ZFBF)技术来形成预编码矩阵，从而对选出的K个用户设备的信息进行预编码处理，进而将所形成的发射信号通过天线予以发射。由于形成发射信号的过程已为本领域技术人员所知悉，故在此不再详述。

需要说明的是，本领域的技术人员应该理解，上述各步骤的顺序并非以所述为限，事实上，步骤S3也可以在步骤S2之前进行等。

图3示出了本发明一个方面用于进行用户调度的方法的流程图。

具体的，步骤S1至步骤S5已在参照图2所述的实施例中详述，在此以引用的方式包含，不再赘述。

接着，在步骤S6’中，网络设备2选择估计SINR最大的用户设备作为第一个用户设备。例如，网络设备2接收的用户设备11、用户设备12、……用户设备1N的SINR₁、SINR₂、……SINR_N中，SINR₁最大，由此，网络设备2将用户设备11作为第一个用户设备。

接着，在步骤S7’中，网络设备2基于所述第一个用户设备反馈的码本索引，由所述码本集中重构预编码矢量。例如，如果网络设备选择的第一个用户设备为用户设备11，则网络设备2基于用户设备11反馈的码本索引，由所述码本集中获得用户设备11的信道矢量由此，网络设备2重构的预编码矢量为：

接着，在步骤S8’中，网络设备2在未选择用户设备中选择下一个用户设备，并基于所述码本索引来重构相应的预编码矢量，以使得所述下一个用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件。其中，所述预定正交性条件包括但不限于：所选用户设备的信道响应矩阵与其他已选用户设备的联合信道响应矩阵之间满足半正交性条件，且所选用户设备的估计SINR值满足第二预定条件。

更为具体言之，所述预定正交性条件满足以下公式：

i←i+1

其中，α值随着被调度用户设备数量K的增加(10-10,000)而在0.8-0.99值区间变化。所述第二预定条件包括但不限于：所选用户设备的估计SINR值为最大等。

例如，网络设备2选择第一至第K个用户设备的过程综合如下：

首先，在步骤I，网络设备2初始化T₁＝{1，…，N}，i＝1，

接着，在步骤II，网络设备2为每个用户设备计算，

$g_k={\hat{h}}_k-{\hat{h}}_k\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{\tilde{g}}_j^H{\tilde{g}}_j$

并归一化矢量

接着，在步骤III：网络设备按照如下方式选择第i个用户设备：

S←S+{π(i)}

h_i＝h_π(i)

g_i＝g_π(i)

接着，在步骤IV：如果|S|＜K，则：

i←i+1

然后返回步骤II，当|S|＝K时，网络设备2停止选择用户设备。

显然，由上可见，网络设备选择的第一个用户设备为SINR最大者所对应的用户设备，而后基于第一个用户设备反馈的码本索引，由所述码本集中重构预编码矢量再基于预编码矢量构建正交基矢量进而获得候选用户设备集T_i+1，该候选用户设备集T_i+1中的各用户设备与已构建的正交基矢量已经具有半正交性，接着，再在候选用户设备集中选择出SINR最大者所对应的用户设备，如此，不断重复，网络设备2即可选择出K个用户设备。例如，网络设备2选择出的K个用户设备分别为用户设备11、用户设备12、……用户设备1K，进而，根据该些用户设备的信道矢量网络设备2重构的预编码矩阵为：

$W=\left[\begin{array}{cccc}{t}_1& t_2& \·\·\·& t_{s_K}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{\hat{h}}_1^H& {\hat{h}}_2^H& \·\·\·& {\hat{h}}_{s_K}^H\end{array}\right].$

图4示出了本发明一个方面用于进行用户调度的***的示意图。其中，用户设备11包括：第三选择装置111、估计装置112、及发送装置113；用户设备12包括：第三选择装置121、估计装置122、及发送装置123(图未示)；……用户设备1N包括：第三选择装置1N1、估计装置1N2、及发送装置1N3；网络设备2包括：接收装置21、用户调度装置22及重构装置23。

具体的，用户设备11、用户设备12、……用户设备1N各自接收来自网络设备2的发射信号。例如，第k个用户设备接收的发射信号为：其中，式中等号右边的中间部分是其它用户设备产生的共信道干扰(CCI)，最后一部分表示噪声，p_i表示第i个独立数据流s_i的信号传输功率，W＝[t₁ t₂ … t_K]是预编码矩阵，K≤M。而如果各用户设备为迫零接收机，则第k个用户设备接收的发射信号为：

G_k＝(h_kt_k)^H((h_kW)(h_kW)^H)^-1。

接着，第三选择装置111、第三选择装置121、……第三选择装置1N1、各自根据接收的发射信号和最小弦距规则，由所述码本中选择相应的信道矢量。例如，第三选择装置111根据接收的信号估计自身与网络设备2之间的信道矩阵为h₁，由此，根据即可获得单位标准化的信道矢量随后，第三选择装置111再根据最小弦距规则，对单位标准化的信道矢量进行量化，也就是根据：

${\hat{h}}_1=c_n,$ $n=\arg \underset{i=1,...,2^B}{\min }{d}_{\mathrm{chord}}({\tilde{h}}_1,c_i)=\arg \underset{i=1,...,2^B}{\min }\frac{1}{\sqrt{2}}{\left|\right|{\tilde{h}}_1^H{\tilde{h}}_1-c_i^H{c}_i\left|\right|}_F$

在码本中选择一个合适的量化信道矢量

此外，作为一种优选方式，由于对矩阵h₁做一次奇异值分解，即：其中λ₁表示h₁的奇异值，由矩阵定理可得，进而，第三选择装置111在估计出信道矩阵后，可根据：来获得单位标准化的信道矢量随后再对其进行矢量量化。

基于上述第三选择装置111相同的方式，第三选择装置121、……第三选择装置1N1各自由所述码本中选择相应的信道矢量，例如分别为：

由于本领域技术人员对于各用户设备如何根据接收到的信息估计出信道信息的技术已经知悉，故在此不再详述。

接着，估计装置112、估计装置122、……估计装置1N2各自再根据所述发射信号估计与所属基站之间的信道的SINR值。例如，估计装置112根据所接收的发射信号G₁估计的SINR值为：

${\mathrm{SINR}}_1=\frac{{\left|{\tilde{G}}_1{h}_1{t}_1\right|}^2}{\underset{i=2}{\overset{K_T}{\mathrm{\Σ}}}{\left|{\tilde{G}}_1{h}_1{t}_i\right|}^2+\frac{1}{\mathrm{\β}}},$

其中，β＝P/Kσ²，σ²为噪声方差。

基于上述估计装置112相同的方式，估计装置122、……估计装置1N2各自估计的SINR值，例如分别为：SINR₂、……SINR_N。

接着，发送装置113、发送装置123、……发送装置1N3各自将各自的信道矢量对应的码本索引及所估计的SINR值发送给网络设备2。例如，发送装置113将信道矢量对应的码本索引及所估计的SINR₁发送给网络设备2；发送装置123将信道矢量对应的码本索引及所估计的SINR₂发送给网络设备2；……发送装置1N3将信道矢量对应的码本索引及所估计的SINR_N发送给网络设备2；。

接着，网络设备2接收来自N个用户设备的反馈信息，其中包括所述N个用户设备各自用于表征信道响应矢量的码本索引与估计SINR信息。例如，网络设备2接收来自用户设备11、用户设备12、……用户设备1N各自的信道矢量对应的码本索引、以及各自所估计的SINR₁、SINR₂、……SINR_N。

接着，用户调度装置22根据所述N个用户设备反馈的信道相关信息来逐一选择用户设备，以使得所选择的每一用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件，并根据所选择出的各用户设备各自的码本索引由所述码本集中重构相应的预编码矩阵。例如，用户调度装置22根据用户设备11、用户设备12、……用户设备1N的各自的信道矢量对应的码本索引、以及各自所估计的SINR₁、SINR₂、……SINR_N，来逐一选择用户设备，以使选出的K个用户设备的各自的信道响应矩阵满足预定正交性条件，并基于所选择出的K个用户设备各自的信道矢量 基于迫零波束赋型(ZFBF)技术来形成预编码矩阵，从而对选出的K个用户设备的信息进行预编码处理，进而将所形成的发射信号通过天线予以发射。由于形成发射信号的过程已为本领域技术人员所知悉，故在此不再详述。

需要说明的是，本领域的技术人员应该理解，上述各装置的工作顺序并非以所述为限，事实上，也可以在各估计装置估计了各自的SINR后，再由各第三选择装置自码本中选择相应的信道矢量等。

图5示出了本发明另一个方面用于进行用户调度的***的示意图。其中，用户设备11包括：第三选择装置111、估计装置112、及发送装置113；用户设备12包括：第三选择装置121、估计装置122、及发送装置123(图未示)；……用户设备1N包括：第三选择装置1N1、估计装置1N2、及发送装置1N3；网络设备2包括：接收装置21、用户调度装置22及重构装置23。其中，用户调度装置22还包括：第一选择装置221和第二选择装置222。

具体的，第三选择装置111、第三选择装置121、……第三选择装置1N1、估计装置112、估计装置122、……估计装置1N2、发送装置113、发送装置123、……发送装置1N3、及接收装置21已在参照图4所述的实施例中详述，在此以引用的方式包含，不再赘述。

接着，第一选择装置221选择估计SINR最大的用户设备作为第一个用户设备。例如，接收装置21接收的用户设备11、用户设备12、……用户设备1N的SINR₁、SINR₂、……SINR_N中，SINR₁最大，由此，第一选择装置221将用户设备11作为第一个用户设备。

接着，第一选择装置221基于所述第一个用户设备反馈的码本索引，由所述码本集中重构预编码矢量。例如，如果第一选择装置221选择的第一个用户设备为用户设备11，则第一选择装置221基于用户设备11反馈的码本索引，由所述码本集中获得用户设备11的信道矢量由此，第一选择装置221重构的预编码矢量为：

接着，第二选择装置222在未选择用户设备中选择下一个用户设备，并基于所述码本索引来重构相应的预编码矢量，以使得所述下一个用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件。其中，所述预定正交性条件包括但不限于：所选用户设备的信道响应矩阵与其他已选用户设备的联合信道响应矩阵之间满足半正交性条件，且所选用户设备的估计SINR值满足第二预定条件。

更为具体言之，所述预定正交性条件满足以下公式：

i←i+1

其中，α值随着被调度用户设备数量K的增加(10-10,000)而在0.8-0.99值区间变化。所述第二预定条件包括但不限于：所选用户设备的估计SINR值为最大等。

例如，第一选择装置221和第二选择装置222选择第一至第K个用户设备的过程综合如下：

首先，在步骤I，初始化T₁＝{1，…，N}，i＝1，

接着，在步骤II，为每个用户设备计算，

$g_k={\hat{h}}_k-{\hat{h}}_k\underset{j=1}{\overset{i-1}{\mathrm{\Σ}}}{\tilde{g}}_j^H{\tilde{g}}_j$

并归一化矢量

接着，在步骤III：选择第i个用户设备如下：

S←S+{π(i)}

h_i＝h_π(i)

g_i＝g_π(i)

接着，在步骤IV：如果|S|＜K，则：

i←i+1

然后返回步骤II，当|S|＝K时，停止选择用户设备。

显然，由上可见，第一选择装置221选择的第一个用户设备为SINR最大者所对应的用户设备，而后基于第一个用户设备反馈的码本索引，由所述码本集中重构预编码矢量再基于预编码矢量构建正交基矢量进而获得候选用户设备集T_i+1，该候选用户设备集T_i+1中的各用户设备与已构建的正交基矢量已经具有半正交性，接着，第二选择装置222再在候选用户设备集中选择出SINR最大者所对应的用户设备，如此，不断重复，网络设备2即可选择出K个用户设备。例如，第一选择装置221和第二选择装置222选择出的K个用户设备分别为用户设备11、用户设备12、……用户设备1K，进而，根据该些用户设备的信道矢量重构装置23重构的预编码矩阵为：

$W=\left[\begin{array}{cccc}{t}_1& t_2& \·\·\·& t_{s_K}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccc}{\hat{h}}_1^H& {\hat{h}}_2^H& \·\·\·& {\hat{h}}_{s_K}^H\end{array}\right].$

以下将以仿真结果来说明本发明的优越性能。

在仿真中，使用单径瑞利衰落信道，基站采用4天线的配置，各用户设备采用单天线的配置；采用等功率分配、4比特的随机矢量量化(RVQ)码本；总共有20个候选用户，基站最终选出2个用户进行传输。在仿真中信噪比(SNR)等于0dB或5dB。图6展示了本发明和基于信道矢量量化(CVQ)的迫零波束赋型(ZFBF)，在不同SNR下，用户总速率的比较。在只有一个标量表示的估计信干噪比(SINR)和码本索引的相同反馈条件下，可以看到本发明，相对于基于信道矢量量化(CVQ)的迫零波束赋型(ZFBF)，具有明显的性能改善。原因在于，本发明采用了最小弦距离规则来量化用户的信道响应方向矢量，并且采用弦距来调度用户，在有效减少共信道干扰(CCI)和多用户分集增益之间取得平衡。因为残留的共信道干扰(CCI)在受限的反馈条件下，将随着接收信噪比(SNR)的增大变得更大，两种方案在高信噪比(SNR)区域性能都增长较缓慢。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。***权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (11)

1.一种在基于MIMO的无线通信***的网络设备中用于进行用户调度的方法,其中,每个用户设备包含与网络设备相同的码本集，其中，该方法包括以下步骤:

-接收来自N个用户设备的反馈信息，其中包括所述N个用户设备各自用于表征信道响应矢量的码本索引与估计SINR信息；

其中，所述方法还包括以下步骤：

a.根据各用户设备反馈的信道相关信息来逐一选择用户设备，以使得所选择的每一用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件，并根据所选择出的各用户设备各自的码本索引由所述码本集中重构相应的预编码矩阵；

其中，所述预定正交性条件包括所选用户设备的信道响应矩阵与其他已选用户设备的联合信道响应矩阵之间满足半正交性条件，且所选用户设备的估计SINR值较高。

2.根据权利要求1所述的方法,其中，所述步骤a还包括以下步骤:

-选择估计SINR最大的用户设备作为第一个用户设备；

-基于所述第一个用户设备反馈的码本索引，由所述码本集中重构预编码矢量；

其中，所述步骤a还包括以下步骤：

-在未选择用户设备中选择下一个用户设备，并基于所述码本索引来重构相应的预编码矢量，以使得所述下一个用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定正交性条件满足以下公式：

其中，α值随着k的增加而在0.8-0.99值区间变化；max表示最大；|| ||_F表示范数；k表示被调度的用户设备数量；i用于标识被选择的用户设备；表示用户设备k的信道矢量；表示的共轭矩阵；表示基于预编码矢量构建的正交基矢量；表示的共轭矩阵；d_chord表示两个矩阵间的弦距离。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述网络设备包括基站或网络控制器。

5.一种在基于MIMO的无线通信***的用户设备中用于进行用户调度的方法，其中，用户设备包含与网络设备相同的码本集，其中，该方法包括：

-根据最小弦距规则，由所述码本中选择相应的信道矢量；

其中，所述方法还包括：

-估计与所属基站之间的信道的SINR值；

其中，还包括以下步骤：

-将所述信道矢量对应的码本索引及所估计的SINR值发送给网络设备。

6.一种在基于MIMO的无线通信***中用于进行用户调度的网络设备，其中，每个用户设备包含与网络设备相同的码本集，该网络设备包括:

接收装置，用于接收来自N个用户设备的反馈信息，其中包括所述N个用户设备各自的用于表征信道响应矢量的码本索引与估计SINR信息；

用户调度装置，用于根据所述N个用户设备反馈的信道相关信息来逐一选择用户设备，以使得所选择的每一用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件；

重构装置，用于基于所选择出的各用户设备的码本索引，由所述码本集中重构相应的预编码矩阵；

其中，所述预定正交性条件包括所选用户设备的信道响应矩阵与其他已选用户设备的联合信道响应矩阵之间满足半正交性条件，且所选用户设备的估计SINR值较高。

7.根据权利要求6所述的网络设备,其中，其中，所述用户调度装置还包括：

第一选择装置，用于选择估计SINR最大的用户设备作为第一个用户设备；

第二选择装置，用于在未选择用户设备中选择下一个用户设备，并基于所述码本索引来重构相应的预编码矢量，以使得所述下一个用户设备的信道响应矩阵与其他已选择用户设备的联合信道响应矩阵满足预定正交性条件。

8.根据权利要求6所述的网络设备，其中，所述预定正交性条件满足以下公式：

其中，α值随着k的增加而在0.8-0.99值区间变化；max表示最大；|| ||_F表示范数；k表示被调度的用户设备数量；i用于标识被选择的用户设备；表示用户设备k的信道矢量；表示的共轭矩阵；表示基于预编码矢量构建的正交基矢量；表示的共轭矩阵；d_chord表示两个矩阵间的弦距离。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的网络设备，其中，所述网络设备包括基站或网络控制器。

10.一种在基于MIMO的无线通信***中用于进行用户调度的用户设备，其中，用户设备包含与网络设备相同的码本集，其中，该用户设备包括：

第三选择装置，用于根据最小弦距规则，由所述码本中选择相应的信道矢量；

其中，所述用户设备还包括：

估计装置，用于估计与所属基站之间的信道的SINR值；

其中，还包括：

发送装置，用于将所述信道矢量对应的码本索引及所估计的SINR值发送给网络设备。

11.一种基于MIMO的无线通信***，包括如权利要求6至9中任一项所述的网络设备、以及如权利要求10所述的用户设备。