CN1870457A - 多天线通信系统中的多用户分集方法和设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提出了一种多天线通信系统中的多用户分集方法，包括以下步骤：确定步骤，确定将待发送天线集合中的发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值；选取步骤，选取与最大系统下行容量增加值相对应的发送天线和接收用户，以便将所选发送天线分配给所选用户；判断步骤，从待发送天线集合中去除所选发送天线，如果待发送天线集合为非空，则转到所述确定步骤。

Description

多天线通信系统中的多用户分集方法和设备

技术领域

本发明涉及多用户分集技术。更具体地，涉及一种在多天线通信系统中的多用户分集方法和设备，能够提高同一时刻与基站通信的用户数，以及进一步提高MIMO多用户的下行容量。

背景技术

越来越高的信息传输速率是未来无线通信系统所面临的主要问题之一。为了在有限的频谱资源上实现这一目标，多天线技术(MIMO)已成为未来无线通信中所采用的必不可少的手段之一。在MIMO系统中，发送端利用多根天线进行信号的发送，接收端利用多根天线进行空间信号的接收。研究表明，相比于传统的单天线传输方法，MIMO技术可以显著的提高信道容量，从而提高信息传输速率。

近年来，随着对MIMO系统研究的不断深入，人们逐渐将研究的重点从点到点的单用户MIMO系统转向点到多点的多用户MIMO系统。而对于多用户MIMO系统来说，多用户分集技术是应用其中的一项重要技术。信息理论研究结果表明，通过采用多用户分集技术，可以有效提高多用户系统的下行容量。

所谓多用户分集技术，实际上就是应用于发送端的一种多用户调度技术。从广义上来说，我们可以认为基站与多用户之间的数据传输是通过各个资源单元进行的。对于不同的通信系统来说，资源单元可以有不同的含义，比如时域上的一个时刻、频域上的一个子载波、空域上的一根发送天线，等等。我们知道，在实际的多用户通信系统中，由于各个用户所处的地理位置和环境的不同，以及无线信道信号衰落的存在，使得不同用户在同一资源单元上的信道特性有所不同。多用户分集技术的思想便来源于此，其通过在发送端进行多用户调度，也就是说首先比较在每个资源单元上各个用户的信道特性，然后将每个资源单位分配给信道特性最好的用户，从而可以有效提高下行链路的总容量。

图1所示为采用多用户分集技术的多用户MIMO系统的示意图。

如图1所示，在该多用户MIMO下行链路中，包含了一个基站101，和K个移动台(如111，121)。在发送端，基站101包含了数据存储模块102，调度模块103，MIMO发送模块104和n_T个发送天线。在接收端，包含了K个用户，每个用户k(k＝1，2，…，K)包含n_R(k)个接收天线，一个信道估计模块和一个MIMO检测模块。比如，对用户1来说，其包含了n_R(1)个接收天线112、信道估计模块114和MIMO检测模块113。

具体说来，在发送端，数据存储模块102中已存储了等待发送给每个用户k(k＝1，2，…，K)的数据。调度模块103对数据存储模块102中各用户的数据进行调度，并根据调度的结果从数据存储模块102中提取相应用户的数据送给MIMO发送模块104。这里，调度模块103在对各用户数据进行调度时需要用到当前各用户的信道特性信息H₁(t)，H₂(t)，…，H_K(t)，其中H_k(t)(k＝1，2，…，K)表示在t时刻基站101与用户k之间的信道特性矩阵，其行和列数分别为n_R(k)和n_T。该信道特性信息H_k(t)由收端各用户通过各自的信道估计模块估计得到，并将所得结果通过反馈信道151反馈回发端。发送端在调度模块103之后，是MIMO发送模块104。MIMO发送模块104中首先将调度模块103送来的信号变换成n_T个并行数据子流，其中每个子流对应一个发送天线。然后，再对这些并行子流分别进行编码、交织和调制，最后发送出去。

在接收端，每个用户k(k＝1，2，…，K)分别利用各自的信道估计模块，对基站101发出的导频信号进行估计，从而得到基站101与本用户之间的信道特性矩阵H_k(t)(k＝1，2，…，K)。接下来，各用户一方面将信道特性矩阵H_k(t)通过反馈信道151发送回发端的调度模块103，用于基站101对各用户数据的调度。另一方面，估计所得的信道特性矩阵H_k(t)还将送往MIMO检测模块，用于对接收到的信号进行MIMO检测。

在目前的MIMO多用户系统中，一般采用传统的多用户分集方法，即基于时分的多用户分集方法。该方法的思想如下：在每个时刻t，基站与且只与一个用户进行通信。在确定具体选取哪个用户时，根据信道容量最大的原则，即根据当前时刻各用户的信道特性信息H₁(t)，H₂(t)，…，H_K(t)，计算基站与每个用户k(k＝1，2，…，K)进行通信时可以分别获得的信道容量C₁(t)，C₂(t)，…，C_K(t)。然后选取可以获得最大容量的用户，作为t时刻与基站进行通信的对象。

前面提到，多用户分集方法即是在发送端对多用户数据进行的调度方法。上面传统的多用户分集方法可以用图2所示的调度模块来实现。

图2所示为传统的多用户数据调度模块示意；

在采用传统多用户分集方法的MIMO多用户系统中，基站101内的调度模块103可以细化为图2中的三个模块：计算容量模块201，确定最大容量对应用户模块202，以及提取数据模块203。其具体实现方法可以用以下的三个步骤来描述：

(1)在每个发送时刻，由计算容量模块201根据由反馈信道151反馈的各用户当前的信道特性矩阵H₁，H₂，…，H_K，来计算基站与每个用户k(k＝1，2，…，K)进行通信时可以分别获得的信道容量C₁，C₂，…，C_K。由于这里的多用户调度操作在时间上是独立的，即每个发送时刻都进行独立的调度操作，因此这里省去了每个参数上的时间标记(t)。在计算容量C_k(k＝1，2，…，K)时，首先计算每个发送子流经MIMO检测后的SINR(信号与干扰噪声比)，再利用香农容量公式计算容量。

(2)选取 $k^{\′}=\arg \underset{k}{\max }\left\{C_k\right\}$ ，即在该时刻与基站通信可以获得最大容量的用户k’。

(3)提取数据，即从数据存储模块102中提取待发送给用户k’的数据，并将其送给MIMO发送模块104。

对于以上传统的多用户分集方法来说，一般认为有以下两个缺点：

(1)每个时刻，基站只能与一个用户进行通信。

(2)此时系统下行容量并非最优。这一点可以这样理解：MIMO系统是一个多天线的系统，在某个发送时刻，对于不同的发送天线来说，可能与不同的用户通信可以获得最大的信道容量。而传统方法中的一个前提条件就是在同一时刻，所有发送天线只能与一个用户进行通信，这个前提条件便限制了系统容量难以达到最优的结果。

基于以上的对传统多用户分集方法的考虑，本文下面将给出一种用于MIMO多用户系统中的新的多用户分集方法。在该方法中，采用逐天线选取用户的方法，即基站不同的发送天线可以选取不同的用户与之通信。该方法打破了传统方法中每个时刻基站只能与一个用户进行通信的限制条件，一方面可以增加同一时刻与基站通信的用户数，另一方面还可以进一步提高系统的下行容量。

发明内容

本发明的目的是提出一种多天线通信系统中的多用户分集方法和设备，能够提高同一时刻与基站通信的用户数，以及进一步提高MIMO多用户的下行容量。

为了实现上述目的，根据本发明，提出了一种多天线通信系统中的多用户分集方法，包括以下步骤：确定步骤，确定将待发送天线集合中的发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值；选取步骤，选取与最大系统下行容量增加值相对应的发送天线和接收用户，以便将所选发送天线分配给所选用户；判断步骤，从待发送天线集合中去除所选发送天线，如果待发送天线集合为非空，则转到所述确定步骤。

优选地，所述多用户分集方法在每个发送时刻都要执行一次，且根据所述多用户分集方法的不同时刻的分集过程是彼此独立的。

优选地，所述确定步骤包括：计算发送天线上数据子流经一用户检测后的信号与干扰噪声比值；以及根据计算出的信号与干扰噪声比值，确定将待发送天线集合中的发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值。

优选地，根据所述信号与干扰噪声比值，利用香农容量公式，来确定将待发送天线集合中发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值。

优选地，所述计算信号与干扰噪声比值的步骤包括：根据串行干扰抵消检测的用户检测方法，计算所述信号与干扰噪声比值。

优选地，所述计算所述信号与干扰噪声比值的步骤包括：根据发送天线在迭代分集过程中分配给该用户的先后次序，确定所述发送天线上的信号在串行干扰抵消检测中的检测次序，根据所确定的检测次序来计算所述信号与干扰噪声比值。

优选地，所述确定发送天线上的信号在串行干扰抵消检测中的次序的步骤包括：最先分配给用户的发送天线上的信号在串行干扰抵消检测中最后被检测，第二个分配给该用户的发送天线上的信号在串行干扰抵消检测中倒数第二个被检测，依次类推。

根据本发明，还提出了一种多天线通信系统中的多用户分集设备，包括：确定装置，用于确定将待发送天线集合中的发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值；选取装置，选取与最大系统下行容量增加值相对应的发送天线和接收用户，以便将所选发送天线分配给所选用户；数据提取装置，用于根据选取装置的选取结果，提取用户数据并将其提供给相应的发送天线，以便进行发送。

优选地，所述确定装置计算发送天线上数据子流经一用户检测后的信号与干扰噪声比值，并且根据计算出的信号与干扰噪声比值，确定将待发送天线集合中的发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值。

优选地，所述确定装置根据所述信号与干扰噪声比值，利用香农容量公式，来确定将待发送天线集合中发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值。

优选地，所述确定装置根据串行干扰抵消检测的用户检测方法，计算所述信号与干扰噪声比值。

优选地，所述确定装置根据发送天线在迭代分集过程中分配给该用户的先后次序，确定所述发送天线上信号在串行干扰抵消检测中的检测次序，根据所确定的检测次序来计算所述信号与干扰噪声比值。

附图说明

通过参考以下结合附图所采用的优选实施例的详细描述，本发明的上述目的、优点和特征将变得显而易见，其中：

图1示出了采用多用户分集技术的多用户MIMO系统的示意图；

图2是示出了传统的多用户数据调度模块的示意图；

图3是示出了根据本发明实施例的多用户数据调度模块的示意图；

图4示出了根据本发明实施例的多用户分集方法的处理过程的流程图；

图5是示出了本发明所采用的方法与传统方法的性能比较的曲线图。

具体实施方式

本发明方法与传统方法的不同之处在于：本发明方法中采取逐发送天线选取用户的方法。具体说来，在传统方法中，在每时刻，将基站的全部发送天线分配给某一个用户；而在本发明方法中，在每时刻，将基站的不同发送天线分配给不同的用户。这是根据本发明的多用户分集方法的基本概念。

下面将结合附图说明本发明的具体实施方式。

图3所示为采用根据本发明实施例的多用户数据调度模块的示意图。

如图3所示，根据本发明实施例的多用户数据调度模块包括按实现功能划分的三个小模块：用于计算容量增加ΔC_n，k模块301、用于确定最大ΔC_n，k对应发送天线和用户模块302、以及用于提取数据模块303。下面将详细描述上述各模块的功能：

(1)由计算容量增加ΔC_n，k模块301根据由反馈信道151反馈的各用户当前的信道特性矩阵H₁，H₂，…，H_K，来计算将待选发送天线集合S中的发送天线n(n∈S)分配给接收用户k(k＝1，2，…，K)时，可以带来系统下行总容量的增加值ΔC_n，k。

待选发送天线集合S是一个不断更新的集合，初始时其包含基站的所有发送天线，即S＝{1，2，…，n_T}，当某个发送天线所对应的接收用户确定下来后，该天线即从S中剔除。另外，计算ΔC_n，k的过程是一个迭代的过程，对于不同的待选发送天线集合S，所得的ΔC_n，k结果不同。也就是说，当每次待选发送天线集合S更新后，ΔC_n，k需要重新计算。这一点是由MIMO检测的特性所决定的。

(2)模块302用于确定最大ΔC_n，k对应的发送天线和用户。也就是说，比较模块301所得的所有ΔC_n，k数值(n∈S，k＝1，2，…，K)，然后选取ΔC_n，k数值最大的n，k组合，意即按此组合下分配可以得到系统容量的最大增加。接下来，更新待选发送天线集合S，并转到模块302重新进行计算和选取。

(3)对于提取数据模块303，经过模块301和302的处理，每个发送天线{1，2，…，n_T}所对应的接收用户{k₁，k₂，…，k_nT}已经确定下来。在模块303中，就按照该结果从数据存储模块102提取相应的数据，即为天线1提取用户k₁的数据，为天线2提取用户k₂的数据，依此类推。最后将其送给MIMO发送模块104，以便通过发射天线来进行发送。

下面将参考图4来描述根据本发明实施例的多用户分集方法的具体处理过程。

图4示出了根据本发明实施例的多用户分集方法的处理过程的流程图。

具体地讲，该方法的实现主要包含以下两个大步骤：

初始：多用户MIMO下行链路中包含了一个基站101和K个移动台(111，121)，其中基站101包含n_T个发送天线，每个用户k(k＝1，2，…，K)包含n_R(k)个接收天线。初始时，发送端调度模块已通过反馈信道151知晓当前基站到每个用户之间的信道特性矩阵H_k，(k＝1，2，…，K)，H_k为一个n_R(k)×n_T的矩阵。初始时，待发送天线集合S＝{1，2，…，n_T}。如S401所示。

第一步：计算将待发送天线集合S中的发送天线n分配给用户k时，可以带来系统下行容量的增加值ΔC_n，k，如S402所示。

这里，对于系统下行容量增加值这个概念可以这样理解：对于MIMO多用户系统来说，其下行容量为每个发送天线所获信道容量之和。调度初始时，所有发送天线都没有分配给用户，此时认为系统下行总容量为0。在调度过程中，每分配一个发送天线给用户，系统下行总容量就会得到一定程度的增加。

在每一次分配之后，系统下行容量的增加值ΔC_n，k＝C_n，k-C₀，其中C_n，k和C₀分别表示将S中发送天线n分配给用户k之后和之前系统的下行总容量。系统下行容量为已分配给用户的发送天线所获信道容量之和，在计算某个发送天线信道容量时，一般包括以下两个步骤：

(1)利用信道特性矩阵，计算该发送天线上的数据经给定用户(该发送天线已分配给该用户)MIMO检测后的SINR；

(2)利用香农容量公式C＝log₂(1+SINR)计算该发送天线上可获得的信道容量。

由此可见，某个发送天线上所获信道容量的大小与两个因素有关：一是将该发送天线分配给了哪个用户，也就是该发送天线与所分配用户之间的信道特性；二是接收用户所采用的MIMO检测方法。

就MIMO检测方法而言，目前一般可以分为三类：线性，串行干扰抵消(SIC)和最大似然(ML)。从兼顾实现复杂度和性能两方面考虑，目前大部分的MIMO系统都采用了第二种MIMO检测方法，即基于SIC的方法，而一般不采用第一种和第三种方法。为此，本发明专利也将主要针对基于SIC检测进行设计和考虑。就具体实现上来说，基于SIC的MIMO检测方法又可以分为两类：SIC-ZF(迫零)方法和SIC-MMSE(最小均方误差)方法。

对于SIC检测来说，影响检测后SINR的因素除了信道特性之外，还有一个参数便是检测次序。所谓的检测次序指的是某个子流在SIC检测中是第几个被检测。因为SIC检测中采用对发送子流逐个检测的方法，因此发送子流的检测次序如何也会对检测后的SINR产生一定的影响。就目前的研究阶段而言，对于如何选取和优化SIC检测中的检测次序，一直是一个复杂度很高且难以分析的问题，比如对于一个有n_T个发送天线的系统来说，其检测中所采用的检测次序就有n_T!种。为此，在本发明中，为了简化分析和方便设计，同时遵循容量最大化的原则，我们对SIC检测时所采用的检测次序有以下设定：

(1)如果某个用户k被分配上一个且仅一个发送天线n，则发送天线n上数据在用户k内进行SIC检测时其检测次序为n_T，其余发送天线上的数据在SIC检测时检测次序不限。也就是说，在用户k内进行的n_T步的SIC检测中，前面的n_T-1步用来检测除发送天线n之外的n_T-1个发送天线上发送的n_T-1个子流。在这前n_T-1步里究竟先检测哪个，后检测哪个，可采用任意次序。在SIC检测的最后一步，即第n_T步用来检测发端第n个天线上发送的信号。

采用这个设定有如下考虑：理论研究表明，对某个子流来说，在SIC检测中越后检测，其获得的检测增益越大。在上面的情况里，对于用户k来说，只有发送天线n上的信号是有用信号，其余n_T-1路信号都是无用信号(基站发送给其他用户的信号)。因此，将发送天线n上的信号放在SIC最后一步进行检测，而对其余n_T-1路信号的检测次序无需考虑。

(2)某个用户k被分配上多个发送天线的情况。在本发明中，为发送天线分配用户的过程是一个迭代的过程，在每次迭代中选取且仅选取一个发送天线，为其分配用户。因此，对某个分配上多个发送天线的用户k来说，被分配上的这些发送天线在迭代分配中是有先后次序的。不失一般性，假设用户k已被分配上了L个发送天线，这L个发送天线按其分配给用户k的时间上先后顺序表示成：n₁，n₂，…，n_L。即在这L个发送天线中，天线n₁首先分配给用户k，天线n₂第二个分配给用户k，依此类推。那么，此种情况下，在用户k的n_T步SIC检测中，将天线n₁上的数据放在第n_T步检测，天线n₂上的数据放在第n_T-1步检测，…，天线n_L上的数据放在第n_T+1-L步检测。用户k在前n_T-L步检测中，对除天线n₁，n₂，…，n_L外的n_T-L个天线上发送的数据子流进行检测，其检测次序可任意。

采用这个设定有如下考虑：理论研究表明，对于多个子流发送给同一用户的情况，采用先检测信道特性差的子流，后检测信道特性好的子流这样一个次序进行SIC检测可以获得容量的最大化。根据本发明中为发送天线分配用户的迭代过程的思想，信道特性越好的天线越早被选出分配给用户。意即对于上面的发送天线n₁，n₂，…，n_L来说，n₁对应的信道特性最好，后面的发送天线信道特性逐渐变差。因此，对于用户k被分配上多个发送天线的情况，我们对SIC检测次序采用上面的设定。

上面我们阐述了进行第一步操作时的主要思想和考虑，从具体实现上说，第一步过程包括以下几个步骤：

(1)计算将待发送天线集合S中的发送天线n分配给用户k时，发送天线n上数据子流经用户k的SIC检测后的SINR值SINR_n，k。这一步又包括以下几个小步：

(a)确定当前已有哪些发送天线分配给用户k，以及这些发送天线上的数据在用户k的SIC检测中的检测次序；

这里，我们首先引入下面两个参数：

k_n，n＝1，2，…，n_T：表示经过调度后的最终结果，即基站的发送天线n分配给了接收用户k_n，k_n∈{1，2，…，K}。初始时，即S＝{1，2，…，n_T}，此时所有发送天线还都处于待分配的状态，k_n＝0，n＝1，2，…，n_T。

d_n，n＝1，2，…，n_T：表示基站发送天线n上的数据在其所分配用户内的SIC检测次序为d_n，即在第d_n步被检测。初始时，即S＝{1，2，…，n_T}时，k_n＝n_T，n＝1，2，…，n_T。因为根据上面的设定，对于任意用户k来说，第一个分配给该用户的天线，其上的数据在SIC检测中始终在最后即第n_T步被检测。

那么，当前已分配给用户k的发送天线集合可以表示成S_k＝{n|k_n＝k}。定义L_k为S_k的长度，即当前已分配给用户k的发送天线个数。

(b)确定假如把S中的发送天线n分配给用户k时，其上的数据在用户k的SIC检测中的检测次序；

按照前面的设定，第i个分配给用户k的子流，在用户k内进行SIC检测时，该子流的检测次序为n_T+1-i。由此，如果把S中的发送天线n分配给用户k时，其上的数据在用户k的SIC检测中的检测次序将是n_T-L_k。

(c)计算发送天线n上数据经用户k的SIC检测后的SINR值SINR_n，k。

为了方便SINR的计算，这里首先需要构造这样一个信道特性矩阵H_p：H_p是H_k的一个子矩阵，H_p由H_k中已分配给用户k的发送天线所对应的L_k列组成。接下来，再将发送天线n与用户k之间的信道特性向量H_k，n(H_k，n为H_k的第n列向量)放入H_p，即H_p＝[H_k，nH_p]，此时H_p的行和列数分别为n_R(k)和L_k+1。

这样构造H_p的原因如下：在计算SINR_n，k时，我们只需考虑本天线n与用户k之间的信道特性向量H_k，n，以及在天线n上数据之后检测的数据所对应的信道特性(即H_k中已分配给用户k的发送天线所对应的L_k列，由于这L_k路信号在天线n上信号之后检测，因此会对发送天线n上信号产生干扰)。而对于在天线n上信号之前检测的信号，即H_k中另外的n_T-1-L_k列，因其对天线n上信号不产生干扰(在天线n上信号检测之前已抵消掉)，因此我们无需考虑。

接下来，我们可以直接利用现有公式计算SINR_n，k，具体如下：

SIC-ZF检测： ${\mathrm{SINR}}_{n,k}=\frac{E_s}{n_T{N}_0{\left[H_p^{*}{H}_p\right]}_{\mathrm{1,1}}^{-1}}$

SIC-MMSE检测： ${\mathrm{SINR}}_{n,k}=\frac{E_s}{n_T{N}_0{[H_p^{*}{H}_p+N_0/E_s{I}_{\mathrm{nT}}]}_{\mathrm{1,1}}^{-1}}-1$

其中，E_s为发送符号能量，N₀为噪声能量，I_nT为n_T×n_T单位矩阵，上标*表示矩阵的共轭转置。

(2)计算将待发送天线集合S中的发送天线n分配给用户k时，可以带来系统下行容量的增加值ΔC_n，k。

容量值的计算可以直接利用香农公式，即ΔC_n，k＝log₂(1+SINR_n，k)。

第二步：对于所有n∈S和k，选取最大ΔC_n，k对应发送天线n’和接收用户k’，更新相关参数，并判断下一步操作。如S403，S404和S405。具体说来，该步骤包括以下几个小步：

(1)选取最大ΔC_n，k对应发送天线n’和接收用户k’，即{n’，k’}＝arg ，如S403；

(2)更新参数，如S404。具体包括：

(a)S＝S\{n’}，即将发送天线n’从待发送天线集合S中去除；

(b)k_n’＝k，即将发送天线n’分配给用户k；

(c)d_n’＝n_T-L_k，即确定发送天线n’上信号在用户k内的检测次序；

(d)S_k＝S_k+{n’}，即更新已分配给用户k的发送天线集合；

(e)L_k＝L_k+1，L_k表示S_k中发送天线数目。

(3)判断S是否已空，若非空，则转到第一大步，否则，这个时刻的多用户调度过程全部结束。如S405。

该多用户数据调度过程每个发送时刻都会进行一次。调度过程结束之后，得到参数k_n和d_n，n＝1，2，…，n_T。接下来，提取数据模块303就按照该结果从数据存储模块102中为各发送天线提取数据，即为天线1提取用户k₁的数据，为天线2提取用户k₂的数据，依此类推。最后将其送给MIMO发送模块104发送出去。除此之外，所得的参数k_n和d_n还会通过下行信令发送给收端各用户，用于指示各用户在信号接收中的检测操作。

图5所示为本发明所采用的方法与传统方法的性能比较。

其中，仿真中采用的n_T和n_R(k)均为4，k＝1，2，…，K。信道采用了平坦衰落信道，平均接收信噪比为5dB，收端采用SIC-MMSE检测。图5所示为采用传统方法和本发明申请中的多用户分集方法后的系统容量性能。由图5的结果可见，与传统方法相比，采用本发明申请中提出的方法可以获得更好的容量性能。

最后，需要说明的是，上面具体实施方式中所描述的是本发明技术在单载波、无扩频的MIMO系统中的实现方法。实际上，本发明提出的多用户分集方法除了可以用于单载波、无扩频的MIMO系统之外，还可以适用于其他MIMO系统，比如MIMO-OFDM系统，以及采用扩频的MIMO系统。

我们知道，MIMO-OFDM系统与单载波MIMO系统的不同之处在于：在信号的传输中增加了一维域-频域，即采用多个子载波同时进行信号的传输。在MIMO-OFDM中，频域中各个子载波上的信号互相之间不会产生干扰，因此MIMO-OFDM系统可以看作N个并行的单载波MIMO系统，N为子载波总数。于是，所述的本发明方法亦可以容易地应用于MIMO-OFDM系统，即在每个子载波上分别采用该发明方法。

另外，对于扩频MIMO系统来说，其与非扩频MIMO系统相比，不同之处在于：在信号的传输中增加了一维域-码域，即采用多个正交码来同时进行信号的传输。在扩频MIMO中，由于采用的各个码之间一般是正交的，因此扩频MIMO系统也可以看作N个并行的非扩频MIMO系统，N为所采用扩频码总数。同样，所述的本发明方法亦可以方便的应用于扩频MIMO系统，即在每个码上分别采用该发明方法。

尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改、替换和改变。因此，本发明不应由上述实施例来限定，而应由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (12)

1、一种多天线通信系统中的多用户分集方法，包括以下步骤：

确定步骤，确定将待发送天线集合中发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值；

选取步骤，选取与最大系统下行容量增加值相对应的发送天线和接收用户，以便将所选发送天线分配给所选用户；

判断步骤，从待发送天线集合中去除所选发送天线，如果待发送天线集合非空，则转到所述确定步骤。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述多用户分集方法在每个发送时刻都要执行一次，且根据所述多用户分集方法的不同时刻的分集过程是彼此独立的。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述确定步骤包括：

计算发送天线上数据子流经一用户检测后的信号与干扰噪声比值；以及

根据计算出的信号与干扰噪声比值，确定将待发送天线集合中发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于：根据所述信号与干扰噪声比值，利用香农容量公式，来确定将待发送天线集合中发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述计算信号与干扰噪声比值的步骤包括：根据串行干扰抵消检测的用户检测方法，计算所述信号与干扰噪声比值。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述计算所述信号与干扰噪声比值的步骤包括：根据发送天线在迭代分集过程中分配给该用户的先后次序，确定所述发送天线上信号在串行干扰抵消检测中的检测次序，根据所确定的检测次序来计算所述信号与干扰噪声比值。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述确定发送天线上信号在串行干扰抵消检测中的次序的步骤包括：最先分配给用户的发送天线上的信号在串行干扰抵消检测中最后被检测，第二个分配给该用户的发送天线上的信号在串行干扰抵消检测中倒数第二个被检测，依次类推。

8、一种多天线通信系统中的多用户分集设备，包括：

确定装置，用于确定将待发送天线集合中发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值；

选取装置，选取与最大系统下行容量增加值相对应的发送天线和接收用户，以便将所选发送天线分配给所选用户；

数据提取装置，用于根据选取装置的选取结果，提取用户数据并将其提供给相应的发送天线，以便进行发送。

9、根据权利要求8所述的设备，其特征在于所述确定装置计算发送天线上数据子流经一用户检测后的信号与干扰噪声比值，并且根据计算出的信号与干扰噪声比值，确定将待发送天线集合中发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值。

10、根据权利要求9所述的设备，其特征在于所述确定装置根据所述信号与干扰噪声比值，利用香农容量公式，来确定将待发送天线集合中发送天线分配给用户时，带来的系统下行容量增加值。

11、根据权利要求10所述的设备，其特征在于所述确定装置根据串行干扰抵消检测的用户检测方法，计算所述信号与干扰噪声比值。

12、根据权利要求11所述的设备，其特征在于：所述确定装置根据发送天线在迭代分集过程中分配给该用户的先后次序，确定所述发送天线上信号在串行干扰抵消检测中的检测次序，根据所确定的检测次序来计算所述信号与干扰噪声比值。

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