CN101989874A - 一种多用户多输入多输出的配对方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种多用户多输入多输出的配对方法，应用于可使用多用户虚拟多输入多输出(V-MIMO)模式的通信系统，该配对方法包括：基站进行V-MIMO模式配对的过程中，按以下的配对判决方式判断已分配资源的一第一用户与一候选用户是否可以配对：先计算这两个用户在该第一用户所占带宽上的配对因子

只在小于或小于等于设定的配对门限ξ_门限时，才将该候选用户作为可以与该第一用户配对的初选用户。相应地，还提供了一种多用户多输入多输出的配对装置，包括第一用户选择模块和多用户V-MIMO模式的配对模块。本发明采用的配对算法中，联合考虑了互相关值的实部和虚部的整体影响，并在一定程度上控制配对模式对系统吞吐量带来的负面影响。

Description

一种多用户多输入多输出的配对方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域中的多用户多输入多输出(Mu-MIMO，Multiuser Multi-Input Multi-Output)的配对方法。

背景技术

为了实现高速率数据传输和提高系统的吞吐量，在3G LTE标准中引入了可以充分利用空间资源的MIMO技术。

为了有效地解决负载过量问题，使更多的用户能够同时接入系统，LTE中提出了一种上行多用户同时同频接入系统的方式，即虚拟多输入多输出(V-MIMO，Virtual Multi-Input Multi-Output)模式，通过空间多用户传输增加资源分配的自由度，使得系统可以获得空间上的多用户复用增益。

V-MIMO实际上是一种空分多址接入(SDMA，Space Division MultipleAccess)方法。从实现角度考虑，V-MIMO允许多个单输入多输出(SIMO，Single-Input Multi-Output)的用户(用户数≤基站配备天线数)在同一个时频资源块上发送数据。从实现效果考虑，V-MIMO实际上是对多个用户的数据进行了空间上的复用，并且在接收端引入了接收分集增益。

此外，在LTE-A(LTE Advanced)中还支持双输入多输出(TIMO，Two-Input Multi-Output)用户采用MU-MIMO的工作模式在相同的时频资源块上发送。

为有效地发挥MU-MIMO的作用，需设计合适的配对方法和SU/MU-MIMO切换准则，确定两种工作模式间的切换门限，充分利用空间资源，以获取更高的系统吞吐量。

下面先从简单的两用户(每用户配置1天线)配对出发，给出现有的配对方法。

假设基站使用2根天线，则两个用户和基站之间构成了一个2×2信道。利用V-MIMO方案，基站端接收得到的信号y为：

$y=H_c\sqrt{P}x+n---\left(1\right)$

其中2个用户发送的归一化信号为

基站端接收信号为

噪声为n，用户各自发射功率为

有：

$H_c=H_R{\mathrm{HK}}_T=\left(\begin{array}{cc}{h}_{11}& h_{21}\\ h_{12}& h_{22}\end{array}\right)=(H_1,H_2)$

其中，H_c为考虑了信道相关性的信道转移矩阵，H为不考虑信道相关性的信道转移矩阵，H₁和H₂分别表示两个用户与基站之间的信道矩阵。在V-MIMO模式中，由于不同用户天线之间的距离足够大，K_T可以被忽略；如果基站端天线间距亦足够大(≥10λ)，则K_R也可被忽略。

在现有的提案中，V-MIMO配对判决方式主要包括：随机配对判决方式(RPS)和正交配对判决方式(OPS)。

(1)随机配对判决方式：

所谓随机用户配对，就是随机挑选出2个用户搭配成一对。

这种算法的优点是复杂度低，缺点是难以有效利用信道矩阵特性，不能得到最大化的信道容量。

(2)正交配对判决方式：

令：

$F=H_c^H{H}_c=\left(\begin{array}{cc}{f}_{11}& f_{12}\\ f_{21}& f_{22}\end{array}\right)---\left(2\right)$

则配对算法的正交因子D为：

$D=\frac{(f_{11}+f_{22})-(f_{12}+f_{21})}{\mathrm{tr}\left(F\right)}$ $\left(3\right)$

$=1-\frac{(f_{12}+f_{21})}{(f_{11}+f_{22})}$

这里tr(·)表示求迹。首先，通过时域和频域的调度算法选择1个用户，然后计算所有其他侯选用户与该用户之间的配对正交因子，最后选择正交因子最大的侯选用户与该用户进行配对。

在3G LTE上行系统中，上行单载波频分复用(SC-FDMA，SingleCarrier-Frequency Division Multiple Access)信号(用户信号)用DFT扩展OFDMA(DFT-S-OFDMA，Discrete Fourier Transformer-Spread OFDMA)法产生。在该方法中，用表示用户对k₁和k₂在第n个子载波上的配对正交因子。在整个频段上用户k₁和k₂的平均配对因子可以用下式计算：

${\stackrel{\‾}{D}}_{k_1{k}_2}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{D}_{n,k_1{k}_2}---\left(4\right)$

其中N是用户k₁和k₂所占的子载波数。

在式(3)中，分子为H两列向量的自相关与互相关之差，显然当两列向量正交性越好时，其差越大，而分母则主要为了将D归一化，以便比较。因为当MIMO矩阵列向量正交性越好时，就越容易将两发射信号分开，所以此配对算法选择正交因子最大的用户进行配对。使式(3)值最大相当于使式(5)值最小：

$\frac{(f_{12}+f_{21})}{(f_{11}+f_{22})}---\left(5\right)$

该算法的不足在于：一方面，(5)式中的

那么f₁₂+f₂₁小，只能保证两个共轭复数的实部最小，忽略了对其虚部的考虑。另一方面，该算法仅要求选择值最大的一对用户进行配对，并未考虑

的大小是否满足一定要求，即：未引入门限值作为其判定标准

虽然V-MIMO传输的方式能够增加同时接入系统的用户数，并在一定情况下提高系统吞吐量，但不是任何时刻都需要用户配对且所有的用户之间都适合配对。在何种情况下以何种配对原则来选择两个用户以V-MIMO的方式在相同频带上发送各自的数据成为LTE中的一个关键问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多用户多输入多输出的配对方法及装置，可以获取更高的系统吞吐量。

为了解决上述问题，本发明提供了一种多用户多输入多输出的配对方法，应用于可使用多用户虚拟多输入多输出(V-MIMO)模式的通信系统，该配对方法包括：

基站进行V-MIMO模式配对的过程中，按以下的配对判决方式判断已分配资源的一第一用户与一候选用户是否可以配对：先计算这两个用户在该第一用户所占带宽上的配对因子

只在

小于或小于等于设定的配对门限ξ_门限时，才将该候选用户作为可以与该第一用户配对的初选用户，其中：

等于该第一用户所占带宽包含的所有单载波的配对因子的平均值，每一单载波的配对因子ξ按下式计算：

$\mathrm{\ξ}=\frac{{\left|f_{12}\right|}^2}{(f_{11}\·f_{22})}$

其中，f₁₁、f₂₂和f₁₂根据式：

确定，H_c为该单载波上，这两个用户和基站之间构成的考虑了信道相关性的信道转移矩阵。

进一步地，上述配对方法还具有如下特点：

所述基站进行V-MIMO模式配对的过程具体包括：

基站要使用V-MIMO模式时，先从已分配资源的用户中选择出一个或多个V-MIMO模式的第一用户；

为所述第一用户逐个配对，对每一第一用户，使用所述配对判决方式，从未分配到资源且未配对的候选用户中寻找可以与该第一用户配对的初选用户，如找到，将其中的一个初选用户和该第一用户作为V-MIMO模式的配对用户，如没有找到，配对失败，不对该第一用户采用V-MIMO模式。

进一步地，上述配对方法还具有如下特点：

使用所述配对判决方式，如找到可以与某个第一用户配对的多个初选用户，则将计算出的

值最小的一个初选用户与该第一用户配对。

进一步地，上述配对方法还具有如下特点：

使用所述配对判决方式，如找到可以与某个第一用户配对的多个初选用户，再判断所述多个初选用户中，是否存在每一单载波的配对因子ξ均小于或小于等于设定的ξ_门限的再选用户：

如不存在，将计算出的

值最小的一个初选用户与该第一用户配对；

如存在一个再选用户，则将该再选用户与该第一用户配对；

如存在多个再选用户，则计算出的值最小的一个再选用户与该第一用户配对。

进一步地，上述配对方法还具有如下特点：

从已分配资源的用户中选择出V-MIMO模式的第一用户时，在以下若干类用户中的一类或多类中选取：

a)需要传输大量数据的非实时型业务用户；

b)配置单天线的用户；

c)配有2根天线但采用SU-SIMO数据传输模式的用户。

进一步地，上述配对方法还具有如下特点：

被选作V-MIMO模式的配对用户的终端配备有2根天线的用户终端时，需预先进行天线选择，选出发送数据使用的那一根天线；或者，对2根天线分别进行配对因子ξ′的计算，将ξ′值小的那一根天线作为发送数据使用的那一根天线。

进一步地，上述配对方法还具有如下特点：

所述ξ_门限的取值为0.6～0.8。

进一步地，上述配对方法还具有如下特点：

基站完成配对后，还向配对成功的用户终端发送切换模式的控制信息，所述控制信息至少包括：

模式位，用于表示是否采用V-MIMO模式；

天线选择位，用于表示天线选择是否由基站指定，以及由基站指定时，指示用户终端进行数据传输所使用的天线；

空时编码模式位，用于指示采用的空时编码模式。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种多用户多输入多输出的配对装置，包括第一用户选择模块和多用户虚拟多输入多输出(V-MIMO)模式的配对模块，

所述第一用户选择模块用于在使用V-MIMO)模式时，先从已分配资源的用户中选择出一个或多个V-MIMO模式的第一用户；

所述配对模块用于为所述第一用户逐个配对，对每一第一用户，使用设定的配对判决方式，从未分配到资源且未配对的候选用户中寻找可以与该第一用户配对的初选用户，如找到，将其中的一个初选用户和该第一用户配对，如没有找到，配对失败，不对该第一用户采用V-MIMO模式；

所述设定的配对判决方式为：判断一第一用户与一候选用户是否可以配对时，先计算这两个用户在该第一用户所占带宽上的配对因子

只在

小于或小于等于设定的配对门限ξ_门限时，才将该候选用户作为可以与该第一用户配对的初选用户，其中：

等于该第一用户所占带宽包含的所有单载波的配对因子的平均值，每一单载波的配对因子ξ按下式计算：

$\mathrm{\ξ}=\frac{{\left|f_{12}\right|}^2}{(f_{11}\·f_{22})}$

其中，f₁₁、f₂₂和f₁₂根据式：

确定，H_c为该单载波上，这两个用户和基站之间构成的考虑了信道相关性的信道转移矩阵。

进一步地，上述配对装置还具有如下特点：

所述配对模块使用所述配对判决方式，如找到可以与某个第一用户配对的多个初选用户，按以下两种方式中的一种配对：

第一种，将计算出的

值最小的一个初选用户与该第一用户配对；

第二种，再判断所述多个初选用户中，是否存在每一单载波的配对因子ξ均小于或小于等于设定的ξ_门限的再选用户：如不存在，将计算出的

值最小的一个初选用户与该第一用户配对；如存在一个再选用户，则将该再选用户与该第一用户配对；如存在多个再选用户，则计算出的

值最小的一个再选用户与该第一用户配对。

上述实施例的方法和装置采用的配对算法中，分子使用两个用户信道矩阵的两个列向量互相关模值的平方，与式(5)相比联合考虑了互相关值的实部和虚部的整体影响；同时还引入了配对门限ξ_门限，在配对因子ξ≤ξ_门限时，用户可以配对形成V-MIMO模式；否则不进行配对，该门限的引入可以在一定程度上控制配对模式对系统吞吐量带来的负面影响。

附图说明

图1为本发明实施例的配对方法的总体流程图；

图2为图1中配对过程的详细流程图；

图3为本发明实施例切换模式的控制信息的格式示意图。

具体实施方式

本发明的实施例针对现有用户配对方案的不足，根据LTE系统中用户上行发送模式的特性，提出一种基于限制性归一化F范数的配对判决方式，该算法是一种基于信道相关性的配对判决方式，用公式表示如下：

其中，H₁和H₂分别表示两个用户与基站之间的信道矩阵，ξ_门限是设定的配对门限，ξ是两个用户在单个载波上的配对因子，

是两个用户中已分配资源的第一用户所占带宽上的配对因子，有：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{\ξ}}=\frac{1}{N}\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\ξ}}_n---\left(7\right)$

其中，ξ_n表示两个用户在第n个载波上的配对因子，n＝1，2，...N，N是第一用户所占带宽包含的单个载波数(对OFDM系统，即包含的子载波数)，对单载波系统，N＝1，对多载波系统，N＞1。

将式(6)进行元素替换，得到下式：

式中，f₁₁、f₂₂和f₁₂由上文中的式(2)确定，此时式(2)中的H_c为该单载波上，这两个用户和基站之间构成的考虑了信道相关性的信道转移矩阵。

基于以上公式，本实施例按以下的配对判决方式判断已分配资源的一第一用户与一候选用户是否可以配对：

先计算这两个用户在该第一用户所占带宽上的配对因子

只在

小于或小于等于设定的配对门限ξ_门限时，才将该候选用户作为可以与该第一用户配对的初选用户，其中

等于该第一用户所占带宽包含的所有单载波的配对因子的平均值，而每一个单载波的配对因子ξ按式(8)计算。

将式(8)与式(5)相比较，容易看出式(8)有两点优势：一是该式分子使用的是H_c两列向量互相关模值的平方，与式(5)相比联合考虑了互相关值的实部和虚部的整体影响；二是该式还引入了配对门限值ξ_门限，规定当ξ≤ξ_门限时，用户可以配对形成V-MIMO模式；当

时，用户不进行配对。这一门限的引入，可以在一定程度上控制配对模式对系统吞吐量带来的负面影响。

实施例一

图1是本实施例的配对方法的总体流程图，包括：

步骤10，基站要使用多用户V-MIMO模式时，先从已分配到资源的用户中选择出V-MIMO模式的第一用户；

基站可以通过检测系统负载量来判断是否需要使用V-MIMO模式。当系统业务不繁忙时，即系统通过时域和频域资源的调度可以满足用户业务请求时，不使用多用户V-MIMO模式。否则，对部分用户采用V-MIMO模式来解决或缓解负载过量的问题。

选择第一用户时，可以采用以下子步骤来完成：

第一步，利用调度算法如轮询或成比例等对请求业务的用户进行服务优先级的计算，并为优先级高的用户分配时频资源；

第二步，从已分配资源的用户中选出V-MIMO模式的第一用户，组成第一用户集合{k₁，k₂…k_N}；

本实施例中，第一用户可以在以下若干类用户中的一类或多类中选取：

(1)需要传输大量数据的非实时型业务用户；

(2)配置单天线的用户(SU-SIMO)；

(3)配有2根天线但采用SU-SIMO数据传输模式的用户，在该类中，可以选取BLAST(Bell Labs Layered Space-Time，分层时空码)方式的用户，或者BLAST方式，以及STBC(Space-Time Block Codes，空时分组码)和/或CDD(Cyclic Delay Diversity，循环延迟分集)方式的用户。这些用户一旦被选作V-MIMO模式的第一用户，需使用了天线选择技术选择发送数据使用的那一根天线。

本实施例中，将集合{k₁，k₂…k_L}中的用户的先后顺序作为寻找配对用户时的先后顺序。对集合中的用户进行排序时，可以随机排序，也可以按照用户的服务优先级的次序进行排序，也可以是其他准则。

需要说明的是，集合{k₁，k₂…k_L}中的第一用户是否最终采用V-MIMO模式传输数据依赖于后续的配对结果。

步骤20，为集合中的第一用户逐个配对，对每个第一用户，使用上述配对判决方式，从未分配到资源且未配对的候选用户中寻找可以与该第一用户配对的初选用户，如找到，将其中一个初选用户和该第一用户作为V-MIMO模式的配对用户，否则配对失败，不对该第一用户采用V-MIMO模式；

配对时，可以采用以下子步骤来完成：

步骤201，将未分配到资源的用户组成候选用户集合{g₁，g₂…g_M}；

这些用户一旦被选作V-MIMO模式的配对用户，则只能使用一根天线发送数据。对于那些配备有2根天线的用户而言，可以用以下两种选择模式来确定要使用哪根天线：

模式1：预先进行天线选择，选出发送数据使用的那一根天线。

模式2：对2根天线分别进行相应的配对运算，选出效果更好(如配对因子小)的那一根天线作为发送数据使用的那一根天线。

步骤202，按照式(8)中计算单载波配对因子的方法，分别计算候选用户g₁，g₂，…，g_M和当前配对的第一用户k_l(l＝0，1，...，L，初始值为0)在各单载波上的配对因子m∈[1，M]，n为用户k_l所占带宽包含的单载波(如子载波)的索引，n＝1，2，...，N，N为用户k_l所占带宽包含的单载波数，在单载波系统，N＝1；

步骤203，进行配对判决，将所有满足判决标准的候选用户组成用户k₁的初选用户集合{p₁，p₂，…，p_q}，q为满足判决标准的初选用户数；

本实施例采用宽判决标准，即对于用户g_m，若满足以下条件，则可以作为用户k_l的初选用户：

示中，

是用户k₁和用户g_m在用户k₁所占带宽上的配对因子。在一种应用场景下，ξ_门限的取值为0.6～0.8，但本发明不局限于此。

步骤204，若用户k_l的初选用户集合为空，转入步骤205，否则，转入步骤206；

步骤205，对用户k_l不采用V-MIMO模式，仍使用原有模式传输数据，转入步骤207；

步骤206，用户k_l的初选用户集合不为空，则选出在用户k₁所占带宽上的配对因子最小的初选用户作为配对用户p_k1，转入步骤207，即：

$p_{k1}=\arg \underset{m\∈[1,q]}{\min }{\stackrel{\‾}{\mathrm{\ξ}}}_{k_l{p}_m}$

对用户p_k1，要分配与用户k_l相同的上行时频资源。

步骤207，从初选用户集合中排除已配对的初选用户，判断第一用户集中的用户或初选用户集合中的用户是否为空，如是，结束配对，否则，转入步骤208；

步骤208，将第一用户集合中的下一个用户作为当前要配对的第一用户k_l，转入步骤202。

步骤30，基站向配对成功的用户终端发送切换模式的控制信息，配对用户以V-MIMO模式在相同时频资源上发送各自的数据。

图4示出了本实施例的切换模式的控制信息的格式，其中：

①第1位是模式位，0表示SU-SIMO/TIMO模式，1表示V-MIMO模式。

②第2～3位是天线选择位，“00”表示基站不考虑用户使用哪一根天线进行数据发送，天线选择过程由用户终端自己决定；或者是用户终端仅配置了1根发射天线。“01或10”表示基站通知用户终端使用指定天线进行数据传输，“01”“10”可以分别对应于其中的一根天线；“11”表示用户终端使用2根天线进行数据传输。特别地，当第1位为1时，若天线选择位是11，视为00。

③第4～5位是导频模式位，待定。

④第6～8位是空时编码模式位，“000”表示不进行空时编码，“001”表示STBC编码，“010”表示SFBC编码，“011”表示CDD编码，“100”表示VBLAST编码。如果是其他值，视为000。

实施例二

本实施例在配对过程进行门限判决时，在选出初选用户后，确定最终配对用户的方式上与实施例一不同，下面仅就该区别进行说明。

本实施例采用的是将宽判决标准和严判决标准结合的一种判决标准：

如上所述，宽判决标准是指对于用户g_m，若满足以下条件，则可作为用户k_l的初选用户：

也即，如果计算出来的在各载波上的配对因子的平均值小于配对门限，则两个用户配对成功，否则配对不成功。

而严判决标准，即对于用户g_m，若满足以下条件，则可作为用户k_l的初选用户：

也即，如果计算出来的在各载波上的配对因子均小于配对门限，则两个用户配对成功，否则配对不成功。

本实施例在对第一用户k_l进行配对时，按照以下步骤进行判决；

第一步，先按照宽判决标准进行配对判决，判断是否找到符合该宽判决标准的初选用户，如果是，转入第二步，否则，配对失败，对用户k_l不采用V-MIMO模式，结束；

第二步，判断符合宽判决标准的初选用户是否为1个，如果是，转入第三步，否则，转入第四步；

第三步，将该符合宽判决标准的初选用户作为第一用户k_l的配对用户，结束；

第四步，按照严判决标准进行配对判决，判断是否找到符合该严判决标准的再选用户，如果没有找到，转入第五步，否则，转入第六步；

第五步，找出符合宽判决标准的初选用户中配对因子

最小的初选用户，作为第一用户k_l的配对用户，结束；

第六步，判断符合严判决标准的初选用户是否为1个，如果是，转入第七步，否则，转入第八步；

第七步，将该符合严判决标准的初选用户作为第一用户k_l的配对用户，结束；

第八步，找出符合严判决标准的再选用户中配对因子

最小的初选用户，作为第一用户k_l的配对用户，结束。

结合到实施例一的整体流程上，可以用以上步骤替换实施例一中的步骤203～206，另外将上述步骤中的“结束”应改为“转入步骤207”即可。

可以理解地，在另一实施例中，只采用严判决标准来进行配对用户判决也是可以的。在找到多个符合标准的初选用户时，可以整个带宽的配对因子最小的初选用户作为最终的配对用户。

上述实施例给出了一种基于门限和信道相关性准则的限制性归一化F范数的配对判决方式。经仿真实验证明，在一定场景和门限值下，系统可以获得较高的吞吐量。

相应地，本发明还提供了一种多用户多输入多输出的配对装置(可存在于基站上)，包括第一用户选择模块和多用户虚拟多输入多输出(V-MIMO)模式的配对模块，其中：

第一用户选择模块用于在使用V-MIMO)模式时，先从已分配资源的用户中选择出一个或多个V-MIMO模式的第一用户；

配对模块用于为所述第一用户逐个配对，对每一第一用户，使用设定的配对判决方式，从未分配到资源且未配对的候选用户中寻找可以与该第一用户配对的初选用户，如找到，将其中的一个初选用户和该第一用户配对，如没有找到，配对失败，不对该第一用户采用V-MIMO模式；

设定的配对判决方式为：判断一第一用户与一候选用户是否可以配对时，先计算这两个用户在该第一用户所占带宽上的配对因子

只在

小于或小于等于设定的配对门限ξ_门限时，才将该候选用户作为可以与该第一用户配对的初选用户，其中：

等于该第一用户所占带宽包含的所有单载波的配对因子的平均值，每一单载波的配对因子ξ按下式计算：

$\mathrm{\ξ}=\frac{{\left|f_{12}\right|}^2}{(f_{11}\·f_{22})}$

其中，f₁₁、f₂₂和f₁₂根据式：

确定，H_c为该单载波上，这两个用户和基站之间构成的考虑了信道相关性的信道转移矩阵。

进一步地，配对模块使用上述配对判决方式，如找到可以与某个第一用户配对的多个初选用户，可以按以下两种方式中的一种配对：

第一种，将计算出的

值最小的一个初选用户与该第一用户配对；

第二种，再判断所述多个初选用户中，是否存在每一单载波的配对因子ξ均小于或小于等于设定的ξ_门限的再选用户：如不存在，将计算出的

值最小的一个初选用户与该第一用户配对；如存在一个再选用户，则将该再选用户与该第一用户配对；如存在多个再选用户，则计算出的

值最小的一个再选用户与该第一用户配对。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多用户多输入多输出的配对方法，应用于可使用多用户虚拟多输入多输出(V-MIMO)模式的通信系统，该配对方法包括：

基站进行V-MIMO模式配对的过程中，按以下的配对判决方式判断已分配资源的一第一用户与一候选用户是否可以配对：先计算这两个用户在该第一用户所占带宽上的配对因子

只在

小于或小于等于设定的配对门限ξ_门限时，才将该候选用户作为可以与该第一用户配对的初选用户，其中：

等于该第一用户所占带宽包含的所有单载波的配对因子的平均值，每一单载波的配对因子ξ按下式计算：

$\mathrm{\ξ}=\frac{{\left|f_{12}\right|}^2}{(f_{11}\·f_{22})}$

其中，f₁₁、f₂₂和f₁₂根据式：

确定，H_c为该单载波上，这两个用户和基站之间构成的考虑了信道相关性的信道转移矩阵。

2.如权利要求1所述的配对方法，其特征在于，所述基站进行V-MIMO模式配对的过程具体包括：

基站要使用V-MIMO模式时，先从已分配资源的用户中选择出一个或多个V-MIMO模式的第一用户；

为所述第一用户逐个配对，对每一第一用户，使用所述配对判决方式，从未分配到资源且未配对的候选用户中寻找可以与该第一用户配对的初选用户，如找到，将其中的一个初选用户和该第一用户作为V-MIMO模式的配对用户，如没有找到，配对失败，不对该第一用户采用V-MIMO模式。

3.如权利要求2所述的配对方法，其特征在于：

使用所述配对判决方式，如找到可以与某个第一用户配对的多个初选用户，则将计算出的

值最小的一个初选用户与该第一用户配对。

4.如权利要求2所述的配对方法，其特征在于：

使用所述配对判决方式，如找到可以与某个第一用户配对的多个初选用户，再判断所述多个初选用户中，是否存在每一单载波的配对因子ξ均小于或小于等于设定的ξ_门限的再选用户：

如不存在，将计算出的

值最小的一个初选用户与该第一用户配对；

如存在一个再选用户，则将该再选用户与该第一用户配对；

如存在多个再选用户，则计算出的值最小的一个再选用户与该第一用户配对。

5.如权利要求2或3或4所述的配对方法，其特征在于：

从已分配资源的用户中选择出V-MIMO模式的第一用户时，在以下若干类用户中的一类或多类中选取：

a)需要传输大量数据的非实时型业务用户；

b)配置单天线的用户；

c)配有2根天线但采用SU-SIMO数据传输模式的用户。

6.如权利要求2或3或4所述的配对方法，其特征在于：

被选作V-MIMO模式的配对用户的终端配备有2根天线的用户终端时，需预先进行天线选择，选出发送数据使用的那一根天线；或者，对2根天线分别进行配对因子ξ′的计算，将ξ′值小的那一根天线作为发送数据使用的那一根天线。

7.如权利要求1或2或3或4所述的配对方法，其特征在于，所述ξ_门限的取值为0.6～0.8。

8.如权利要求2所述的配对方法，其特征在于：

基站完成配对后，还向配对成功的用户终端发送切换模式的控制信息，所述控制信息至少包括：

模式位，用于表示是否采用V-MIMO模式；

天线选择位，用于表示天线选择是否由基站指定，以及由基站指定时，指示用户终端进行数据传输所使用的天线；

空时编码模式位，用于指示采用的空时编码模式。

9.一种多用户多输入多输出的配对装置，其特征在于，包括第一用户选择模块和多用户虚拟多输入多输出(V-MIMO)模式的配对模块，

所述第一用户选择模块用于在使用V-MIMO)模式时，先从已分配资源的用户中选择出一个或多个V-MIMO模式的第一用户；

所述配对模块用于为所述第一用户逐个配对，对每一第一用户，使用设定的配对判决方式，从未分配到资源且未配对的候选用户中寻找可以与该第一用户配对的初选用户，如找到，将其中的一个初选用户和该第一用户配对，如没有找到，配对失败，不对该第一用户采用V-MIMO模式；

所述设定的配对判决方式为：判断一第一用户与一候选用户是否可以配对时，先计算这两个用户在该第一用户所占带宽上的配对因子

只在

小于或小于等于设定的配对门限ξ_门限时，才将该候选用户作为可以与该第一用户配对的初选用户，其中：

等于该第一用户所占带宽包含的所有单载波的配对因子的平均值，每一单载波的配对因子ξ按下式计算：

$\mathrm{\ξ}=\frac{{\left|f_{12}\right|}^2}{(f_{11}\·f_{22})}$

其中，f₁₁、f₂₂和f₁₂根据式：

确定，H_c为该单载波上，这两个用户和基站之间构成的考虑了信道相关性的信道转移矩阵。

10.如权利要求9所述的配对装置，其特征在于：

所述配对模块使用所述配对判决方式，如找到可以与某个第一用户配对的多个初选用户，按以下两种方式中的一种配对：

第一种，将计算出的值最小的一个初选用户与该第一用户配对；

第二种，再判断所述多个初选用户中，是否存在每一单载波的配对因子ξ均小于或小于等于设定的ξ_门限的再选用户：如不存在，将计算出的

值最小的一个初选用户与该第一用户配对；如存在一个再选用户，则将该再选用户与该第一用户配对；如存在多个再选用户，则计算出的

值最小的一个再选用户与该第一用户配对。

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