CN115242273A - 一种5g mu-mimo用户识别、配对的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种5G MU‑MIMO用户识别、配对的方法，包括以下步骤：S1、打开MU‑MIMO开关，生成n个SSB波束；S2、SSB依次广播；S3、用户搜索信号最强的SSB波束，之后在SSB对应的下行时隙上解析SIB1，并用该SSB对应的前导ID发起随机接入；S4、判断小区不同天线组之间是否同时存在高隔离度的用户，若是，对高隔离度的用户配对后，用户进行MU‑MIMO调度；若否，用户进行MIMO调度。本发明针对不支持PMI type2码本的用户，识别出隔离度高即空间相关性较低的用户，并对其在相同时频域资源上做多用户空分调度，实现MU‑MIMO特性，提升了小区吞吐率性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法。
背景技术
5G技术的一个显著特点为Massive MIMO即大规模天线技术的应用。大规模天线技术就是基于多用户的波束赋形(Beamforming，BM)的原理，在扇面覆盖空间中对不同用户形成独立的窄波束覆盖。基于用户的空间隔离，天线***可以使用相同的时频资源同时传输不同用户的数据，从而数十倍地提升***吞吐量。这就是MU-MIMO(Multi-UserMultiple-Input Multiple-Output多用户多入多出技术)的基本原理。MU-MIMO***在一定程度上利用了传播中的多径分量，以此对抗多径衰落和减少信道隔离度。
MU-MIMO根据用户(终端)间信道隔离度做用户配对，在TDD(Time-divisionDuplex时分双工)***下可以通过用户上行发射的SRS(Sounding reference signal探测参考信号)根据上下行信道互易性获取，即所谓的SRS权值方法，更一般的，无论是TDD还是FDD(Frequency-division Duplex频分双工)***，基站都可以通过用户反馈的下行信道的PMI(Precoding matrix indicator预编码矩阵指示)值获取用户间的信道隔离度，即所谓的PMI权值方法。
SRS权值受限于TDD***，且当基带与射频通道、天线非同厂家产品时，难以做上下行通道校正，不便于实现；PMI权值方案在5G协议中，需要用户支持type2的码本才能支持MU-MIMO的调度，支持type2码本是5G用户可选特性，用户不一定支持type2码本。以上原因限制了5G MU-MIMO特性的应用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，基站在特定场景下可以充分利用场景特征，针对不支持PMI type2码本的用户。
本发明采用下述的技术方案：
一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，包括以下步骤：
S1、打开MU-MIMO开关，生成n个SSB波束。
S2、采用5G协议对SSB依次广播，天线为N发N收，将天线分为n个天线组。
S3、用户搜索信号最强的SSB波束，之后在SSB对应的下行时隙上解析SIB1，并用该SSB对应的前导ID发起随机接入，基站从而获知该用户属于哪个天线组。
S4、判断用户隔离度的具体步骤为：
S401、识别用户天线组归属：将前导ID0～63依次分成n组，n组前导ID与n个SSB波束依次对应，基站根据收到的前导ID区分该用户属于哪个天线组；
S402、识别初始接入用户隔离度：
若不同天线组的指定天线同时收到相同前导ID，计算每组天线前导信号功率与其他天线组前导信号功率的比值P，比较P与门限值Pthr的大小：
当P>门限值Pthr，向L2反馈该用户为高隔离度用户；
当0dB<P<Pthr，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
当-Pthr<P<0dB，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
若只在其中一组天线接收到前导ID，则直接认为该用户为高隔离度用户；
S403、根据用户发射的探测参考信号SRS对用户隔离度和天线组归属进行周期性刷新：
隔离度刷新：若不同天线组的指定天线同时收到探测参考信号SRS，计算每组天线接收功率与其他天线组接收功率的比值PSRS，比较PSRS与门限值Pthr的大小：
当PSRS>门限值Pthr，向L2反馈该用户为高隔离度用户；
当0dB<PSRS<Pthr，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
当-Pthr<PSRS<0dB，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
若只在其中一组天线接收到SRS，则直接认为该用户为高隔离度用户；
天线组归属刷新：反馈完成后，刷新该用户为接收到SRS功率值最高的天线组的用户。
进一步的，所述步骤S403的刷新周期由基站给用户配置的SRS决定。
进一步的，所述步骤S403中：小区内不同用户占用不同的时频域资源发射SRS。
进一步的，所述步骤S403不同用户发出SRS的周期一致。
进一步的，当用户或周边物体移动时，需要先将用户接入网络。
进一步的，门限值Pthr为可调参数。
若不同天线组同时存在高隔离度的用户，高隔离度的用户配对后进行MU-MIMO调度；否则，进行MIMO调度。
配对的用户共同占用一份物理资源模块PRB，其余用户类型平分剩余PRB，每份PRB：
式中，M为带宽，A0、A1...An-1为不参与配对的各天线组的用户数。
进一步的，MU-MIMO调度为在相同频域调度不同用户，MIMO调度为在不同频域调度不同用户。
本发明的有益效果是：本发明针对不支持PMI type2码本的用户，识别出空间隔离度较低的用户，并对其在相同时频域资源上做多用户空分调度，实现MU-MIMO特性，提升小区吞吐率性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1为本发明流程示意图；
图2为本发明实施例SSB广播示意图；
图3为本发明实施例2个SSB的天线发送示意图；
图4为本发明实施例不同用户发射SRS信号示意图；
图5为本发明实施例的频谱分配示意图。
图中：AntGrp0和AntGrp1为不同天线组的名称；Ant0、Ant1、Ant2、Ant3、Ant4、Ant5、Ant6、Ant7、Ant8为不同天线的名称；AntGrp0Normal、AntGrp1Normal、AntGrp0H、AntGrp1H为不同用户的名称。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，包括以下步骤：
S1、打开MU-MIMO开关，生成n个SSB波束，本实施例n取2。
S2、采用5G协议对SSB依次广播，如图2所示，2个SSB波束都在slot0上发送，SSB0对应的CORESET0可以配置在偶数帧的slot1上发送，SSB1的CORESET0在偶数帧的slot2上发送。本实施例天线为8T8R天线，2个天线组，4T4R为一个天线组。两个SSB的天线发送如图3所示，其中SSB0及其SIB1在天线组AntGrp0的Ant0上发，SSB1及其SIB1在天线组AntGrp1的Ant4上发。SSB及对应的SIB1在发送时间上错开，避免产生信号相消的情况。
S3、用户搜索信号最强的SSB波束，之后在SSB对应的下行时隙上解析SIB1(SystemInformationBlock 1)，并用对应的前导ID发起随机接入。
S4、判断用户隔离度的具体步骤为：
S401、识别用户天线组归属：将前导ID0～63依次分成2组，当基站接收到前导ID为0～31，该用户属于天线组AntGrp0；当接收到的前导ID为32～63，该用户属于天线组AntGrp1。
S402、识别初始接入用户隔离度：
若不同天线组的指定天线同时收到相同前导ID，计算每组天线前导信号功率与其他天线组前导信号功率的比值P，本实施例中，指定天线为Ant0和Ant4，因此P为
或
比较P与门限值Pthr的大小，本实施例门限值Pthr为20dB：
当P>门限值Pthr，向L2反馈该用户为高隔离度用户；
当0dB<P<Pthr，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
当-Pthr<P<0dB，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
若只在其中一组天线接收到前导ID，则直接认为该用户为高隔离度用户；
经过步骤S401和S402的处理，可将接入的用户分成如下四组：
| 用户分类 | 天线组 | 隔离度 |
| AntGrp0Normal | AntGrp0 | 低 |
| AntGrp1Normal | AntGrp1 | 低 |
| AntGrp0H | AntGrp0 | 高 |
| AntGrp1H | AntGrp1 | 高 |
S403、根据用户发射的探测参考信号SRS对用户隔离度和天线组归属进行周期性刷新：
隔离度刷新：若不同天线组的指定天线同时收到探测参考信号SRS，计算每组天线接收功率与其他天线组接收功率的比值PSRS，比较PSRS与门限值Pthr的大小：
当PSRS>门限值Pthr，向L2反馈该用户为高隔离度用户；
当0dB<PSRS<Pthr，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
当-Pthr<PSRS<0dB，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
若只在其中一组天线接收到SRS，则直接认为该用户为高隔离度用户；
天线组归属刷新：反馈完成后，刷新该用户为接收到SRS功率值最高的天线组的用户。
经过S403的处理，可将接入的用户分成如下四组：
进一步的，所述步骤S403的刷新周期由基站给用户配置的SRS决定。
进一步的，所述步骤S403中：小区内不同用户占用不同的时频域资源发射SRS，如图4所示：UE1占用时隙的最后一个符号偶数位的子载波，UE2占用奇数位子载波。
进一步的，所述步骤S403不同用户发出SRS的周期一致。
进一步的，当用户或周边物体移动时，信道情况是变化的，需要先将用户接入网络。
进一步的，门限值Pthr为可调参数。
若不同天线组同时存在高隔离度的用户，高隔离度的用户配对后进行MU-MIMO调度；否则，进行MIMO调度。本实施例中：假设AntGrp0Normal用户数为A0N≥0，AntGrp1Normal用户数为A1N≥0，AntGrp0H用户数为A0H≥0，AntGrp1H用户数为A1H≥0。
当小区中只有AntGrp0Normal和AntGrp1Normal或只有AntGrp0H存在用户时，不做配对，进行MIMO调度。
当小区中只有AntGrp0Normal和AntGrp1Normal或只有AntGrp1H存在用户时，不做配对，进行MIMO调度。
当小区中只有AntGrp1H存在用户时，不做配对，进行MIMO调度。
当小区中同时存在AntGrp0H、AntGrp1H用户时进行配对，并只有这两组的用户间配对，与其他类型用户平分物理资源模块PRB。
配对的用户共同占用一份物理资源模块PRB，其余用户类型平分剩余PRB，如图5所示。
每份PRB：
式中，M为带宽，A0、A1...An-1为不参与配对的各天线组的用户数，即本实施例的A0N、A1N、A0H、A1H。
本实施例中的带宽为M＝100个PRBs，AntGrp0H与AntGrp1H的用户共占一份PRB：
当A0N＝1，A1N＝2，A0H＝1，A1H＝1，每份PRB为25个PRBs，AntGrp0H和AntGrp1H中各有一个用户，则复用25个PRBs；
当A0N＝3，A0H＝2，A1H＝1，每份PRB为25个PRBs，AntGrp0H中的两个用户和AntGrp1H中的一个用户复用25个PRBs；其中AntGrp0H中的两个用户各用12.5个PRBs；
当A0N＝0，A0H＝2，A1H＝1，每份PRB为100个PRBs，AntGrp0H中的两个用户和AntGrp1H中的一个用户复用100个PRBs；其中AntGrp0H中的两个用户各用50个PRBs。
MU-MIMO调度为在相同频域调度不同用户，MIMO调度为在不同频域调度不同用户。
本实施例采用的MU-MIMO调度：
1)先把用户调度优先级按照用户的业务量排序，业务量越大调度优先级越高；
2)按照调度优先级将频谱从低到高进行频谱资源分配。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、打开MU-MIMO开关，生成n个SSB波束；
S2、对SSB依次广播；
S3、用户搜索信号最强的SSB波束，之后在SSB对应的下行时隙上解析SIB1，并用该SSB对应的前导ID发起随机接入；
S4、判断小区不同天线组之间是否同时存在高隔离度的用户，若是，对高隔离度的用户配对后，用户进行MU-MIMO调度；若否，用户进行MIMO调度。
2.根据权利要求1所述的一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，其特征在于，所述步骤S2中的天线为N发N收，将天线分为n个天线组。
3.根据权利要求1所述的一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，其特征在于，所述步骤S4中，判断用户隔离度的具体步骤为：
S401、识别用户天线组归属：将前导ID0～63依次分成n组，n组前导ID与n个SSB波束依次对应，基站根据收到的前导ID区分该用户属于哪个天线组；
S402、识别初始接入用户隔离度：
若不同天线组的指定天线同时收到相同前导ID，计算每组天线前导信号功率与其他天线组前导信号功率的比值P，比较P与门限值Pthr的大小：
当P>门限值Pthr，向L2反馈该用户为高隔离度用户；
当0dB<P<Pthr，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
当-Pthr<P<0dB，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
若只在其中一组天线接收到前导ID，则直接认为该用户为高隔离度用户；
S403、根据用户发射的探测参考信号SRS对用户隔离度和天线组归属进行周期性刷新：
隔离度刷新：若不同天线组的指定天线同时收到探测参考信号SRS，计算每组天线接收功率与其他天线组接收功率的比值PSRS，比较PSRS与门限值Pthr的大小：
当PSRS>门限值Pthr，向L2反馈该用户为高隔离度用户；
当0dB<PSRS<Pthr，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
当-Pthr<PSRS<0dB，向L2反馈该用户为低隔离度用户；
若只在其中一组天线接收到SRS，则直接认为该用户为高隔离度用户；
天线组归属刷新：反馈完成后，刷新该用户为接收到SRS功率值最高的天线组的用户。
4.根据权利要求3所述的一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，其特征在于，所述步骤S403的刷新周期由基站给用户配置的SRS决定。
5.根据权利要求3所述的一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，其特征在于，所述步骤S403中：小区内不同用户占用不同的时频域资源发射SRS。
6.根据权利要求3所述的一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，其特征在于，所述步骤S403不同用户发出SRS的周期一致。
7.根据权利要求1所述的一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，其特征在于，所述步骤S4中，当用户或周边物体移动时，需要先将用户接入网络。
8.根据权利要求1所述的一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，其特征在于，所述步骤S4中：配对的用户共同占用一份物理资源模块PRB，其余用户类型平分剩余PRB，每份PRB：
式中，M为带宽，A0、A1...An-1为不参与配对的各天线组的用户数。
9.根据权利要求1所述的一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，其特征在于，MU-MIMO调度为在相同频域调度不同用户，MIMO调度为在不同频域调度不同用户。
10.根据权利要求3所述的一种5G MU-MIMO用户识别、配对的方法，其特征在于，所述步骤S4中，门限值Pthr为可调参数。
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