[发明专利]3D-MIMO系统中基于最小SLNR最大准则的分布式干扰协调方法

权利要求书

1.3D-MIMO系统中基于最小SLNR最大准则的分布式干扰协调方法，其特征在于，包括如下步骤，

第一步，在一个用户3D分布的多小区3D-MIMO系统中，将每小区划分为多个水平扇区，其中每个水平扇区划分为多个的垂直扇区；在每个水平扇区内，基站初始化各垂直扇区波束主方向，根据用户3D位置确定各用户所属的初始服务波束；

第二步，对每个垂直扇区波束参照所服务用户的最小SLNR最大准则，搜索出最优的天线权值，使不同垂直扇区波束干扰最小；

其中，每个水平扇区的基站天线为一个面天线阵，该天线阵按列划分为多个子阵，每个子阵生成一个波束服务一个垂直扇区，天线子阵列数由对应扇区内用户数决定；具体包括如下步骤，

1)按照TR36.873协议参数播散每个小区内的建筑位置和用户位置，并确定初始垂直扇区波束主方向；

2)确定各垂直扇区波束服务的用户集合；同一用户集合内的用户俯仰角与垂直扇区服务波束主方向最为接近；

3)分别优化各用户集合对应的天线权值；

3.1对用户集合中的一个用户进行最大SLNR优化操作，得到该用户对应的天线权值矩阵；将该天线权值矩阵应用于该用户集合内所有用户得到该用户集合内所有用户的等效信道，对等效信道进行最大比传输MRT预编码之后计算得到所有用户的SLNR值集合，得到其中的最小SLNR值；

3.2对用户集合内的其他用户重复步骤3.1的操作得到各自对应的最小SLNR值；

3.3根据步骤3.1和3.2得到的最小SLNR值集合中的最大值，将该最大值对应的天线权值矩阵作为该用户集合的最优天线权值；

4)更新各垂直扇区波束服务的用户集合；

计算各垂直波束所用天线子阵在每个用户处的天线增益，增益最大的波束即为该用户新的服务波束，对用户集合进行重新划分；

5)判断是否继续各用户集合对应的天线权值优化；

比较更新后与更新前的各波束服务用户集合；如果相同，则停止迭代，否则，以更新后的各波束服务用户集合重新按照步骤3)继续优化。

2.根据权利要求1所述的3D-MIMO系统中基于最小SLNR最大准则的分布式干扰协调方法，其特征在于，每小区划分为3个水平扇区，其中每个水平扇区划分为3个垂直扇区；垂直扇区划分时按照等面积方法划分扇区，高于基站天线的空间划分为高扇区，低于基站天线的空间等面积划分为近扇区与远扇区。

3.根据权利要求1所述的3D-MIMO系统中基于最小SLNR最大准则的分布式干扰协调方法，其特征在于，步骤1)中确定用户位置后，通过如下公式得到每个用户的接收信号模型；

式中：

L为3D-MIMO系统中的小区数量，L为正整数；

K为每个小区的用户数量，K为正整数；

P_k,l为第l个小区第k个用户的下行发送功率；

为第l个小区第k个用户到该用户所属扇区i_k,l天线阵间的信道信息，其中i_k,l为该用户所述扇区的序号；

为扇区i_k,l的天线权值矩阵，为的对角阵，表示扇区i_k,l所用天线的阵元个数；

v_k,l为第l个小区第k个用户的预编码矢量，维度为

c_k,l为第l个小区用户k的发送符号，且满足|c_k,l|＝1；

η_k,l为用户接收端处的高斯白噪声，均值为零，方差为σ²。

4.根据权利要求3所述的3D-MIMO系统中基于最小SLNR最大准则的分布式干扰协调方法，其特征在于，步骤3)中，各用户的SLNR表达式为，

式中，为第l个小区内第i_k,l个波束所用天线权值矢量形式。