3、基于复用的分布式 MIMO 上行传输的用户调度与伙伴选择

基于复用的分布式 MIMO 上行传输的用户调度与伙伴选择

1. 引言

在过去十年中，多输入多输出（MIMO）系统被证实是突破未来无线通信网络吞吐量瓶颈的极具前景的技术。像 3GPP 长期演进（LTE）和 IEEE 802.16（WiMAX）等下一代无线宽带标准，都将 MIMO 作为物理层的关键特性。MIMO 系统的潜在优势主要源于多天线元素提供的复用/分集增益，通过空间复用，可在单个时间/频率资源分配中传输多个独立数据流，从而提高频谱效率。

然而，由于移动台（MS）物理尺寸小，难以配备多天线元素，且即使安装了多天线，紧密排列的天线可能导致高空间衰落相关性，降低空间复用性能。因此，分布式 MIMO 通信的概念应运而生。常见的分布式 MIMO 示例包括协作空间复用（CSM）和协作中继空间复用（CRSM）。

本文将分别探讨 CSM 和 CRSM 的用户调度与伙伴选择问题，旨在开发一种适用于两者的选择指标，该指标基于虚拟 MIMO 信道的条件数，可判断 MIMO 信道是否适合空间复用操作。

2. 协作空间复用系统模型

考虑一个 CSM 上行传输场景，基站（BS）安装了 $M_r \geq 2$ 根天线用于接收，每个用户配备 1 根天线。假设打算使用 CSM 传输的用户数量 $U$ 为偶数，在每个信令间隔，从 $U$ 个用户中调度 2 个用户在同一时频资源单元同时传输数据。

用户 $u$ 的信道向量可表示为：
[
\mathbf{h} u =
\begin{bmatrix}
h {1,u} \
h_{2,u} \
\vdots \
h_