[发明专利]一种基于大规模MIMO的多小区导频分配方法

说明书

本发明公开了一种基于大规模MIMO的多小区导频分配方法，首先采用每7个小区作为一组分簇，假设导频干扰仅存在于簇内，不同簇之间不存在干扰，求取每个用户到本小区基站的大尺度衰落系数β_11k。对目标小区中的用户按大尺度衰落系数进行排列，得到其在本小区信号强度顺序，按照信号强度顺序，依次选择目标小区中的用户，计算目标小区中信号强度最弱的用户k_min与相邻小区j’中用户之间的干扰度量值。从每个小区选择干扰度量值最小的用户，这样的用户一共7个，给它们分配相同的导频重复上述步骤直到所有导频分配给所有的用户。本发明通过计算不同小区间用户的干扰值进行用户分组，缓解了导频污染问题，同时均衡了目标小区中的用户SINR，并且算法复杂度低。

技术领域

本发明属于通信领域，涉及一种基于大规模MIMO的多小区导频分配方法。

背景技术

随着移动通信技术的发展，大数据时代的到来使原来的LTE技术越来越不能满足用户对网络的需求，大规模MIMO因其巨大的潜能在5G无线通信中有着很好的应用前景。

对于大规模MIMO系统而言，准确的信道估计对获取较高的系统容量是至关重要的。然而，由于相干时间短或者存在大量的用户，导频数量有限，分布在相邻小区的用户不可避免地重复利用相同的导频序列。基站在获取用户信道估计时受到相邻小区使用相同导频序列的用户干扰，这就是所谓的导频污染。研究结果表明，当基站的天线数趋于无穷大时，用户的上行信号干扰噪声比(SINR)是一个依赖于用户随机位置和大尺度衰落的随机量。

在传统的大规模MIMO导频分配方案中，基站将导频随机分配给本小区的用户，由此所产生的导频污染便可以通过改变基站配置、调整天线、优化导频分配方案等来缓解。

有学者采用导频时移的方法来减轻导频污染，通过将某个小区内的导频时隙对齐到相邻小区的数据时隙，在不同小区同步传输方案下有效地抑制了导频污染，但该方案同时也引入了导频与数据的相互干扰。另有学者提出了一种导频序列分配策略，其具体思路是为小区中心的用户分配相同的导频，而对于小区边缘用户则采用正交导频，从而减轻导频污染，提升系统的容量，然而当小区边缘的用户数量相对较大时，获取所需正交导频序列的数量将是一个很难解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是使目标小区中信号强度较差的用户受到相邻小区采用相同导频而引起的干扰最小化，并且考虑在干扰值相同的情况下如何处理用户分组问题，均衡目标小区中的每个用户的SINR，让每个用户都能享受到均等的服务质量，而不会出现信道状况较差的用户接收不到基站发送的信号，同时减小了导频污染的影响，降低算法复杂度等问题。发明概述

为达到上述目的，本发明提出的技术方案是一种基于大规模MIMO的多小区导频分配方法，具体包含以下步骤：

一、采用每7个小区作为一组分簇，每簇的中心视为目标小区，记标号为j＝1，周围相邻小区依次标记为2～7，导频干扰仅存在于簇内，不同簇之间不存在干扰；

二、对于目标小区中的用户，求取每个用户到本小区基站的大尺度衰落系数β_11k，k∈{1,2ΛK}；

三、对目标小区中的用户按大尺度衰落系数进行排列，得到其在本小区信号强度顺序，即如果满足则表示用户k₁的信号强度比用户k₂大，标记信号强度最小的用户为

四、按照信号强度顺序，依次选择目标小区中的用户，根据式下面公式计算目标小区中信号强度最弱的用户与相邻小区j’(2≤k′≤7)中用户之间的干扰度量值，即

ζ_jk,j′k′值越大则表示如果两用户间采用相同导频时带来的相互干扰越大；

五、从每个小区选择干扰度量值最小的用户：