[发明专利]一种基于干扰协同的导频设计方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于干扰协同的导频设计方法及系统，该方法包括：S1、获取多小区分布式天线系统中每个小区中分布式天线到用户之间的信道大尺度衰落；S2、建立导频分配的待优化向量；S3、初始化待优化向量，得到平均分配给每个小区中的每个天线的导频功率；S4、对待优化向量进行优化，得到优化后的导频分配向量p_a；S5、计算相对误差Δ＝|R(p_a)‑R(p₀)|/R(p_a)；并且判断当Δ＜δ时，p_a为优化后的分配给每个小区中的每个天线的导频功率，否则令p₀＝p_a，重复执行步骤S4。本发明利用天线与用户之间信道大尺度衰落的差异性提高信道估计的准确性，以提供比平均功率分配设计方案更高的系统容量。

技术领域

本发明涉及信道估计技术领域，尤其是涉及一种基于干扰协同的导频设计方法及系统。

背景技术

与单天线通信系统相比，多天线系统具有更高的系统容量，因此在过去若干年间得到了学术界与工业界的重点关注。传统的多天线系统已经成功地部署在了现有4G商用通信网络中，而另一种特殊的多天线系统——分布式多天线系统，因为具有大幅度提升系统宏观与微观分集的潜力，在最近几年成为了学术界的研究重点，并已成为未来5G商用网络的候选方案之一。在分布式多天线系统中，多个天线单元被分散部署在同一个小区内，每个天线单元通过光纤等线缆与中央处理器相连，以便进行联合调度与传输。然而，分布式多天线系统的正常运营需要准确信道信息的保证。在现有系统中，依靠导频辅助的信道估计是最常用的获取信道信息的方法。

在多小区系统中，由于相干时间、相干带宽等资源有限，使得正交导频的数量受限。在实际系统中非正交导频不得不在小区间进行重用，这种小区间的干扰会严重影响信道估计的性能。而另一方面，信道衰落包括大尺度衰落与小尺度衰落，其中大尺度衰落又包括路径损耗和阴影衰落。一般情况下，大尺度衰落只随着时间缓慢变化，而小尺度衰落随着时间剧烈变化。根据大尺度衰落的慢变性，系统可以很容易地以较小的开销预先获取系统的大尺度衰落信息。在分布式多天线系统中，用户到不同天线之间的距离差异导致信道经历不同的大尺度衰落。我们可以根据这种差异化的信道信息对导频进行适当地设计，以减弱导频重用导致的小区间的干扰，使得多小区分布式多天线系统具有更准确的信道估计精度以及更高的系统可达速率。

目前，针对已知信道大尺度衰落信息情况下多小区分布式多天线系统导频设计的问题，学术研究与设计方案还比较有限，一般采用的是平均功率导频设计的方案。

发明内容

本发明提供一种基于干扰协同的导频设计方法及系统，利用天线与用户之间信道大尺度衰落的差异性提高信道估计的准确性，以提供比平均功率分配设计方案更高的系统容量。

根据本发明的一个方面，提供一种基于干扰协同的导频设计方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、获取多小区分布式天线系统中每个小区中分布式天线到用户之间的信道大尺度衰落；

S2、建立导频分配的待优化向量：p＝[p₁₁,...p_1N,...p_in,...p_L1,...p_LN]^T，其中，p_in为分配给第i个小区中第n个分布式天线的导频功率，L为小区数，N为每个小区分布式天线数量；

S3、初始化待优化向量，得到平均分配给每个小区中的每个天线的导频功率其中p_p为一个小区的导频总功率限制；

S4、对待优化向量进行优化，得到优化后的导频分配向量p_a，其中，使用以下方程对待优化向量进行优化：