基于IEEE 802.11ac的多用户MIMO传输方案的优化设计及其性能分析

冀保峰，宋康，黄永明，杨绿溪

（1.东南大学 信息科学与工程学院，江苏 南京 210096；2.河南科技大学 电子信息工程学院，河南 洛阳 471003）

1 引言

随着 Internet的蓬勃发展，信息获取的及时性和便利性显得越来越重要，无线局域网(WLAN)的灵活性、拓展性、移动性以及简便安装等特性使得WLAN产业成为当前一个重要的发展热点。自2008年上半年起，IEEE就启动了WLAN的新标准IEEE 802.11ac的制定工作，它的目标是使无线Wi-Fi的传输速度达到 1Gbit/s以上，为此成立了一个专门的工作组，项目名称为超高吞吐量(VHT, very high throughput)。

从核心技术来看，IEEE 802.11ac是在 IEEE 802.11a无线Wi-Fi标准之上发展起来的，包括将使用IEEE 802.11a的5GHz频段。不过在通道的设置上，IEEE 802.11ac将沿用IEEE 802.11n的MIMO(多入多出)通信技术，并推广到多用户 MIMO通信技术，为它的传输速率达到 1Gbit/s打下基础。IEEE 802.11ac每个通道的带宽将由IEEE 802.11n的最大40MHz提升到80MHz，甚至是160MHz，再加上大约10%的实际频率调制效率提升，最终理论传输速度将由 IEEE 802.11n最高的 600Mbit/s跃升至1Gbit/s以上。当然，实际传输速率可能在 300～400Mbit/s之间，接近目前IEEE 802.11n实际传输速率的3倍(目前IEEE 802.11n无线路由器的实际传输速率为75～150Mbit/s)，完全足以在一条信道上同时传输多路压缩视频流。

多天线通信技术中的 MIMO预编码和 MISO(多入单出)发送波束形成可以充分利用系统的空间复用和阵列增益以及空间分集增益，显著提高MIMO系统的性能。单用户的MIMO/MISO方案是将所有数据流发送给一个用户，而多用户的MIMO/MISO传输方案可以给不同用户分配数据流从而增加整个系统的容量，但它们都需要发射端已知信道状态信息(CSI, channel state information)来进行优化的预编码或发射波束形成设计，消除各数据流或各用户之间的干扰，并通过功率分配获得最优的系统性能。多用户MIMO/MISO的研究主要包括上行多址接入(MAC)信道和下行广播(BC)信道的容量分析，空分多址方案及用户间干扰的消除或减少，有限反馈下的多用户 MIMO方案，MIMOOFDM传输方案设计等方面。

IEEE 802.11n首先在WLAN中完整引入了单用户 MIMO通信技术，它的信道信息的反馈有 2种方案，一种是 TDD系统下基于信道互易性得到的信道状态信息，另一种是 FDD系统下基于接收端的有限反馈而得到信道信息，具体地说，是对用户端等效信道矩阵V(SVD分解后)的有限反馈。IEEE 802.11ac在其2011年的标准草案中进一步引入了多用户MIMO (MU-MIMO)通信技术，而且带宽可以最大扩展到160Mbit/s，它也需要在FDD系统下对用户端等效信道矩阵V进行反馈。另外，由于IEEE 802.11ac的国际提案征集刚刚尘埃落定，有关IEEE 802.11ac传输方案的论文研究尚属空白阶段，因此迫切需要研究IEEE 802.11ac的MIMO传输方案，特别是多用户的MIMO传输方案的优化设计与系统性能分析。有关 IEEE 802.11系列在WLAN场景下的MIMO传输方案及性能分析的研究目前已有较多的进展。Bianchi最早对 IEEE 802.11的机制 DCF进行了性能分析，利用二维Markov链描述了用户接入机制 CSMA，并且分析了其吞吐量性能[1]。Gong等人在文献[2]中研究了CSMA/CA的WLAN MAC协议下的多用户MIMO传输方法，然而该研究的多种处理方案和目前IEEE 802.11ac标准的多用户方案并不吻合，因而不能得到应用，例如它是挑选竞争到信道的多个用户而进行的多用户传输，而IEEE 802.11ac标准的多用户实现是基于4种接入类别(AC，access category)，即话音(voice)、视频(video)、尽最大努力(best effort)和背景(background)接入来竞争信道，而且多用户传输之前需要对不同用户进行分组(Group),帧结构和作用如图 1所示。Choi等人在文献[3]中也研究了IEEE 802.11在WLAN中的多用户MIMO传输方法，然而该文献是先定义了多个门限，大于该门限的用户可以进行 MU-MIMO操作，无法与当前所定的 IEEE 802.11ac标准匹配。文献[4]在IEEE 802.11n的单用户MIMO的基础上对其RTS帧结构进行改进，并利用随机波束对多用户进行预编码，且不需要信道的反馈，这种随机波束的预编码方案的优点是简单易行，但缺点则是无法有效消除多用户信道之间的干扰从而会降低MU-MIMO传输的性能。

综上所述，目前还没有文献完全基于 IEEE 802.11ac标准协议的规定而对其多用户MIMO传输方案进行研究。因此本文在IEEE 802.11ac Draft 2.0 标准草案的基础上对其多用户 MIMO传输机制进行了深入研究，提出了几点改进的优化设计方案，并完成了相应的系统性能分析。所提出的改进方案包括：第一，针对多用户预编码要求的信道信息比较精确的特点提出在其传输机会(TXOP)初始化后用块确认(BA)帧对信噪比进行反馈来提高多用户预编码的性能，并基于该反馈信息，采用“和速率”最大化准则进行了功率分配的优化设计；第二，针对MIMO多用户分组后通信需要进行RTS轮询的机制，规定接入站点(AP)需要先对主接入类别(AC)用户进行轮询以提高 TXOP初始化成功的概率；第三，由于MIMO多用户分组后，一个用户组有多个主AC用户，如果只对第一个主AC用户轮询后失败就放弃该 TXOP初始化，则对第 2个主AC用户不公平，因此提出在多个主AC用户存在时AP需要对第2个主AC用户轮询后再决定是否放弃该 TXOP。仿真结果表明，改进的传输方案在误比特率(BER)和吞吐量方面获得明显的性能增益，且针对性能的理论分析与仿真结果相吻合。

2 IEEE 802.11ac中的多用户MIMO传输机制

MIMO/MISO的多用户发送方案可以给不同用户分配数据流从而增加整个系统的容量。多用户MIMO/MISO信道主要分为上行多址接入信道(MAC)和下行广播信道(BC)2个方面。由于 IEEE 802.11ac标准不采用上行多用户的方案，所以其多用户 MIMO的研究主要关于下行多用户发送方面的研究，多用户传输的前提是发送端需要获得所需的信道状态信息，若AP已知信道信息(CSI)，用户间的干扰可以通过发送端的预编码来减小或者消除。多用户MIMO预编码主要包括2类，一类是线性预编码方法，如迫零、MMSE预编码方案等，另一类是非线性预编码方法，如 DPC预编码等。虽然 DPC等非线性预编码方案在理论上有更好的性能改善，但是在IEEE 802.11ac的实际应用场景下，信道信息的误差会严重影响其性能的提升，另外它在实现方面更难以求解，包括一些目标函数和约束条件下的优化求解，例如最大化加权“和速率”目标函数下的功率分配问题，非线性预编码方案很难得到解析解，然而线性预编码的方案可以获得最优解，因此这里将研究 IEEE 802.11ac中的多用户MIMO线性预编码。

IEEE 802.11ac的 MU-MIMO基本实现流程如下。

1) 用户站点STA通过扫描(分为主动扫描和被动扫描)得到信道列表以决定加入哪个基本服务区(BSS, basic service set)。

2) 用户站点STA需要通过加入BSS的身份认证。

3) 用户站点 STA认证成功后和接入站点 AP建立关联(若认证或关联不成功需重认证或重关联帧操作)，AP根据 STA的信息(位置、业务类型等参数)进行分组，如图1所示。

4) 接入站点 AP通过空数据分组通告帧NDPA(帧结构和作用如图2所示)来通知STA反馈所需的等效信道状态信息。

5) 用户站点STA通过空数据分组帧NDP(帧结构和作用如图3所示所示)反馈多用户信道状态信息。

6) 接入站点AP竞争到信道后，对其中一个分组进行 MU-MIMO操作的第一步——传输机会(TXOP)的初始化(即对分组中的STA发送RTS或短数据帧进行轮询)。

7) TXOP初始化成功后，AP可以在其业务类型所限的时长内实现MU-MIMO传输，包括多用户MIMO预编码等，而不是其服务对象的STA可以进入Power Saving状态(省电模式以节省电量)。

8) 若数据发完后仍有时长剩余，AP可通过CF-END帧对TXOP剩余时长进行清除，其他STA等待DIFS时长后可以开始竞争信道。

需要说明的是IEEE 802.11ac标准规定在多用户MIMO传输时，多用户多个流的传输场景下每个用户的多个流只能使用一个编码调制方式(MCS)。

在图 1的 SIG-A 帧结构中 B4～B9 6bit标识GroupID，分组号可以到63个。分为一个Group的用户具有相同的GroupID号，而且一个Group可以有多于 4个的用户数，因此若实现该 Group用户MU-MIMO时有对用户进行选择的需要。

图1 SIG-A 帧结构

图2 NDPA帧结构

图3 NDP帧结构

上述MU-MIMO实现流程中的NDPA(null data packet announcement)是空数据分组通告帧，其作用就是对需要反馈信道信息的用户通告，每个被通告的用户地址信息放置在STA Info 1到STA Infon中，紧跟其后的是NDP帧如图3所示。

NDP(null data packet)帧中包含了legacy的短训练字段(L-STF)和长训练字段(L-LTF)分别用于分组开始的检测和自动增益控制(AGC)设置和信道估计以及更精确的频偏估计和时间同步；其中，VHT-STF和VHT-LTF是VHT格式的短训练字段和长训练字段，作用和legacy相同，不过是用于超高吞吐量模式下。

上述实现流程中的传输机会 TXOP (transmit opportunity)是自 IEEE 802.11n标准开始引入的概念，指的是当一个AP站点竞争到一个信道接入机会后可以在一定时长内(具体多长时间基于其接入类别)给一个用户连续传输多个数据帧，IEEE 802.11ac同样沿用了TXOP的机制并且在TXOP内实现MU-MIMO操作，IEEE 802.11ac草案Draft 1.4给这种多用户TXOP的机制定义为TXOP sharing。

总之IEEE 802.11ac中的多用户MIMO (MUMIMO)传输机制是将IEEE 802.11n的单用户TXOP的机制扩展为多用户的 TXOP sharing，而 MUMIMO传输的实现中需要考虑多方面的因素使得系统吞吐量最大化，例如用户的选择和调度，信道信息的精确与否，预编码方案以及发送端对不同用户的功率分配等方面，下面针对所需考虑的这些问题进行优化设计使得系统吞吐量最大化。

3 改进的IEEE 802.11ac多用户MIMO传输方案

3.1 多用户预编码方案的改进和最优功率分配

因为多用户预编码的实现需要发送端已知精确的信道状态信息，然而遵循现有标准草案 Draft 1.4的背景下，发送端AP准备给多用户发送数据时并不能获知各用户信道是否有所波动，针对这种情况本文提出利用物理层TXOP时长内信干噪比的反馈对现有的多用户预编码方案进行改进，即发送端通过信干噪比的反馈来调整多用户预编码的实现。尤其是在一个 TXOP期间，次 AC用户(相对于该TXOP期间抢到信道接入类别的其他用户)数据发完后，剩下的TXOP时间可以通过调整加入新的用户来使系统容量最大化，由于此时新加入用户的信道状态信息是之前反馈的，此时多用户预编码精确与否AP是未知的，所以可以在TXOP初始化的第一帧后，STA回复块确认(BA)帧时反馈信干噪比信息来调整编码调制方式(MCS)和确定是否需要信道信息的重新反馈，然后再进行多用户MIMO传输。

因此这里提出在TXOP开始的第一帧时，用户对所收到的信号进行处理，然后通过反馈所设计的块确认BA帧将所需的信干噪比和真实的信干噪比反馈给AP，AP通过均衡处理来调整发射功率，由于不同用户的AC不同则可以对不同用户和容量进行加权，从而可对不同AC的用户容量进行最优分配。如前所述，由于非线性MU-MIMO预编码无法求得最优解，因此本节选择线性MU-MIMO预编码进行物理层的最优设计。下一节将提出改进的MAC调度方案来进一步提升其多用户MIMO传输性能。

注意 IEEE 802.11ac标准规定了其多用户MIMO传输是采用MIMO-OFDM模式，并工作于5GHz频段，基本带宽40MHz，必选带宽80MHz，可选带宽160MHz或80+80MHz。IEEE 802.11ac的带宽示意图如图4所示。

图4 IEEE 802.11ac工作带宽示意

为了使多用户 MIMO线性预编码的吞吐量最大化，并进行最优的功率分配，可以采用基于业务类型 QoS要求的 Goodput为将要最大化的目标函数，由于用户业务类型分为4类：voice用户，Video用户、best effort用户和background用户、不同用户有相应的 QoS要求，因此最后可构成 IEEE 802.11ac场景下的优化目标函数和约束条件为

其中，α1、α2、α3、α4是加权系数，最优加权可以为系统实现最大的“和速率”[6]。t1、t2、t3、t4是不同用户对速率的QoS要求，ρ1、ρ2、ρ3、ρ4是不同用户的功率分配系数，求解式(4)对 IEEE 802.11ac用户实现加权“和速率”目标函数下的最优的功率分配，式(4)最优解的计算可以通过非线性规划获得。本文可借助MATLAB的fmincon函数求解，命令的基本格式和所含参数分别为

通过计算即可获得式(4)的最优解。

式(4)中的Pe1rPer2Per3Per4分别是4类用户的误分组率，都可通过式(5)计算。

因此根据该CDF和表2(用来实现Group多于4个用户时用户信干噪比的选择门限和最终发送时所对应的可达速率)可以得到不同可达信噪比下的概率，从而可以用来计算多用户场景下（如第4节）的吞吐量性能。下面分析在线性MU-MIMO预编码下的MAC层用户选择和调度方案。

表1 IEEE 802.11ac所采用的MCS方式

表2 用户组多于4个用户时的信干噪比(SNIR)选择门限和最终发送的可达速率

3.2 多用户MIMO传输的MAC层调度优化方案

AP站点获得一个传输机会后，只要满足TXOP时限，它可以在指定的轮询TXOP内传输多个帧交换序列。“所请求的TXOP时长”以32μs为单位指定。“所请求的TXOP时长”为0表示对于指定通信标识符(TID, traffic identifier)没有请求TXOP。“所请求的 TXOP时长”不是累加的，对于一个特定TID的TXOP时长请求将改写任何之前的对该TID的TXOP时长请求，也就是说IEEE 802.11ac场景下用户站点STA必须回复TXOP holder(初始化成功TXOP的STA)的信息。

因为现有的机制在 MU-MIMO传输之前获得的信干噪比信息相对于实际发送 MU-MIMO数据时的信干噪比而言是不精确的。这样会使 MU-MIMO的性能降低，体现不出MU-MIMO对于吞吐量的提升作用。因此本节提出一种简单的改进方案可以解决MU-MIMO传输时吞吐量的降低问题，具体的改进方案如下。

1) 在TXOP内的MU-MIMO实现期间发送端AP第一帧(标准规定RTS或短数据分组可作为第一帧)发送时，以保守MCS(即低阶MCS)发送。

2) 用户(STA)在该 TXOP时长内收到第一个MU-MIMO帧后，基于该帧重新估计 SINR。此时由用户完成的 SINR的计算可有效考虑其他用户(STA)数据流的干扰。

3) 在用户(STA)响应的块确认(BA)帧中将量化的SINR的修正量(4bit左右)反馈给AP，该步骤需要对帧结构做一些修改，如图5所示。

注意对于单用户MIMO传输，本改进方案也可适用，同样可带来性能增益。

图5 BA帧结构修改

对于反馈的主动权而言，AP和STA都可以实现。

1) 对于AP而言，为了触发STA在非Sounding(探测)阶段重新估计SINR值并在接下来的BA帧中返回修正SINR量化值，需要在数据帧的VHT-SIGA字段使用1bit指示该操作，或者将比特信息以扰码的形式加进去，指示该操作。

2) 对于STA而言，为了让AP获知自身重新估计了 SINR值，所响应的 BA帧中带有修正SINR量化值，那么可以在BA帧中加1bit，或者以扰码的形式来指示该操作。

STA重新获得了带干扰的每个空间流的子载波上的SINR以后，取整体的平均值，即将每个空间流的每个子载波上的SINR求和，然后除以每个空间流的子载波数再除以流数，得到一个总体平均SINR，再计算出此 SINR与之前反馈的总体平均SINR的差值 SINR_correction。将这个差值量化成4bit，放在BA帧里的BA控制域中来反馈。用4bit（B3～B6）来指示这个差值，由于每个STA最多可以接收 4个空间流，也就最多需要反馈 4个平均SINR修正量，因此一共需要BA control域中分配8bit(B3～B10)来指示。

B3、B4指示第1个空间流的平均SNR，B5、B6 指示第 2个空间流的平均 SNR，B7、B8指示第3个空间流的平均SNR，B9、B10指示第4个空间流的平均SNR。

主要工作流程如图6所示，即第1步发送端在TXOP内以低阶MCS发送第1个MU-MIMO帧；第2步用户在收到第一个MU-MIMO帧后，基于该帧重新估算 SINR；第 3步用户在响应帧(BA,块确认帧)中将额外携带 SINR纠正信息的BA帧反馈给发送端；第4步发送端在收到该修正的反馈帧后对多用户预编码的实现进行调整(可进行功率分配，调整不同用户的加权系数等)以最大化系统的吞吐量。

图6 修改后工作流程

该方案的主要好处是：不需控制包裹帧反馈的复杂度也不需在MAC层增加多余信令开销的情况下，使AP得到更为精确的包含多用户干扰的SINR反馈值，提高AP设计多用户预编码的性能，最终提高物理层的MU-MIMO吞吐量。

而且由于在初始化TXOP时，对主AC用户第一帧的成功与否至关重要，如果第一帧交互失败，那么TXOP初始化就失败，而当进行多用户传输时会有多个用户，所以应该先询问哪个用户对TXOP初始化成功与否也就显得十分重要，而且如果Group包括2个以上主AC用户时候，若询问第1个主AC用户失败则TXOP初始化失败，这样对第2个主AC用户不公平而且降低了TXOP初始化成功的概率。针对这2方面的问题本文建议对用户调度进行改进。

1) TXOP初始化时先对主AC用户进行轮询以提高TXOP初始化的概率。

2) 如果对第1个主AC用户第一帧交互失败可以尝试对第2个主AC用户交互，这样一方面可以改善多个主AC用户的公平性问题，另一方面增加了TXOP初始化成功的概率。

下面针对以上物理层和MAC层的MU-MIMO优化方案进行理论分析和仿真验证。

4 IEEE 802.11ac多用户MIMO传输方案的性能分析

本节将结合前面所述多用户预编码方案对IEEE 802.11ac场景下的吞吐量性能进行分析，由文献[4]可知，平均发送帧长和所用的平均时长之比即为吞吐量，而且实现下行多用户需要AP竞争到信道，因而吞吐量可以表示为

索引i表示可能帧类型，i=0表示无发送情况的空帧，i=1表示一个波束的帧类型，其数据分组帧长度为lbit，i=2表示2个波束的帧类型，其数据分组帧长度为2lbit，i=3表示 3个波束的帧类型，其数据分组帧长度为3lbit，i=4表示4个波束的帧类型，其数据分组帧长度为4lbit。则平均发送帧长可通过不同帧类型的比特数与该帧类型的发送概率的乘积计算获得，而Pf(i,m,N,rγ,rω)表示第i个帧类型在N个用户m个时隙内门限为rγ发送速率rω的概率，其计算将在下面进行分析。

式(10)中的PAP为 AP竞争到信道的概率，则AP与n-1个站点在m个时隙内竞争到信道的概率可以表示为[8]

因为下行多用户需要 AP竞争到信道，Group所含用户不需要竞争信道，但是由于一个用户可以在不同Group中，所以下行多用户需要对用户进行选择，选取用户信噪比较大的作为多用户服务的对象，若选择用户的门限为rγ，则从N个用户中选择n个SINR大于rγ的概率为

第1种帧类型i=0即空帧，则有

Tdata(i, rω)表示帧类型i数据分组的发送时间，Toverhead(i,m)是TXOP期间所需的帧交换控制代价，例如RTS、CTS和SIFS等时间，具体时间如表3所示。

表3 帧交换控制代价

5 仿真结果与分析

本节对IEEE 802.11ac的多用户MIMO传输的改进方案性能进行了仿真和分析。仿真假定AP有M根发送天线，用户为单天线，噪声方差为1，控制代价如表3所示，预编码为迫零预编码。假定4个用户分别代表不同接入类别，如语音用户、视频用户、尽最大努力用户和背景用户。设定信道环境为住宅信道环境[5]。

在主AC业务类型为语音时，本文对AP有不同天线情况下，语音用户随着信噪比的增加其BER的变化情况进行了仿真，结果表明其 BER随着天线数的增加而显著下降，如图7所示。

图7 天线数不同主AC用户BER和SNR之间的关系

当采用迫零MU-MIMO预编码时，由于采用信干噪比反馈和不采用反馈时AP将决定是否需要信道信息的重新反馈，图8对比了不同反馈下主AC用户的BER随着信噪比的变化情况。

图8 SNR反馈的MAC方案和无反馈的BER性能对比

图9对采用式(4)的目标函数进行功率分配的情况下，进行信干噪比反馈和无反馈时Goodput的性能差别，仿真表明，反馈精确信道信息下 Goodput的性能要大于不进行反馈的情况。

图9 SNR反馈的MAC方案和无反馈的Goodput性能对比

图 10对系统吞吐量性能的分析结果进行了仿真验证，其中仿真参数如下：门限速率rγ分别取值-8dB、14dB和16dB，仿真表明，理论分析结果与仿真结果相吻合，随着时隙数的增加，吞吐量的增加也逐渐缓慢，且门限值越高其吞吐量越小，因为门限值选择较高时会导致能服务的用户数变少，所以吞吐量会降低。

图11是对MAC优化方案的第1种，即在多用户的情况下，TXOP初始化第1帧时候先询问主AC用户和不一定先询问主AC用户时的TXOP初始化成功的概率进行了对比，仿真结果表明，先对主AC用户询问TXOP初始化成功的概率要远远大于不一定先对主AC用户询问的情况。

图10 可达发送速率不同时吞吐量随时隙变化性能对比

图11 先询问主AC用户TXOP初始化成功概率随着询问次数的变化

图12 AP询问第2主用户AP吞吐量和无询问吞吐量对比

图12是对MAC优化方案的第2种，即在Group中多个主AC用户存在的情况下，AP对第2个主AC用户尝试询问和不对第2个主AC用户询问的性能进行了对比，仿真结果表明对第 2个主 AC用户询问会大大增加下行多用户的吞吐量，这是因为对第2个主AC用户的询问一方面使TXOP初始化成功的概率增加，另一方面也增加了 AP占用信道的时间，从而使得IEEE 802.11ac下行多用户的吞吐量增加。

6 结束语

本文基于IEEE 802.11ac/D1.4标准草案对其多用户MIMO (MU-MIMO)传输方案进行了改进和仿真分析，针对多用户时用户信道信息有延迟的特点需要TXOP期间用户通过响应BA帧进行信干噪比的反馈，结果表明MU-MIMO传输时信干噪比的反馈会使多用户 BER的性能有很大的提高，也提高了系统正确接收的比特数(即goodput)，本文又在加权“和速率”最大化的目标函数下进行了功率的最优分配，结果表明有反馈相比于无反馈的系统性能有较大的提升。

针对TXOP初始化对主AC询问失败的特点，本文还提出2个MAC层的优化方案，这2个方案是对主AC用户的优先询问和对第 2个主AC用户的尝试询问，降低了TXOP初始化失败的概率，同时增加了IEEE 802.11ac下行多用户MIMO传输的吞吐量。

本文基于IEEE 802.11ac/D1.4标准草案并结合本文所述多用户预编码方案对 IEEE 802.11ac场景下的吞吐量性能进行了分析，针对5种不同的帧类型计算了不同的平均发送帧长和所用的平均时长，从而计算出该帧类型下的吞吐量性能，通过仿真表明随着门限速率的增加吞吐量降低，并随着时隙的增加吞吐量趋于平坦，表明了本文分析结果的正确性。

[1] BIANCHI G.Performance analysis of the IEEE 802.11 distributed coordination function[J].IEEE Journal on Selected in Communications, 2000, 18(3)：535-547.

[2] GONG M X, PERAHIA E, STACEY R,et al.A CSMA/CA MAC protocol for multi-user MIMO wireless LAN[A].IEEE Global Telecommunications Conference[C].2010.1-6.

[3] CHOI Y J, LEE N H.Exploiting multiuser MIMO in the IEEE 802.11 wireless LAN systems[J].IEEE Wireless Personal Communication,2010, 54(3)：385-396.

[4] KARTSAKLI E, ZORBA N, ALONSO L,et al.A threshold selective multiuser downlink MAC scheme for 802.11n wireless networks[J].IEEE Transactions on Wireless Communications, 2011,10(3)：385- 396.

[5] IEEE 802.11ac/D2.0, Draft STANDARD for Information Technology-Telecommunications and Information Exchange Between Systems： Local and Metropolitan Area Networks-Specific Requirements,Part 11： Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications, Amendment 5： Enhancements for Very High Throughput for Operation in Bands below 6 GHz[S].2011.

[6] CHRISTENSEN S, AGARWAL S R, CARVALHO E,et al.Weighted sum-rate maximization using weighted MMSE for MIMO-BC beamforming design[J].IEEE Transactions on Wireless Communications,2008, 7(12)：4292-4799.

[7] SHAO X, YUAN J.Error performance analysis of linear zero forcing and MMSE precoders for MIMO broadcast channels[J].IET Communi cations, 2007, 1(5)：1067-1074.

[8] SZPANKOWSKI W.Analysis and stability considerations in a reservation multi-access system[J].IEEE Transactions on Communications,1983,31(5)：684-692.

[9] PROAKIS J G.Digital Communication[M].McGraw-Hill, 2008.

[10] GRADSHTEYN I S, RYZHIK I M.Table of Integrals, Series, and Products[M].San Diego, 6 edition, 2000.