[发明专利]一种基于EGC的多小区大规模MIMO系统资源分配方法

说明书

本发明公开了一种基于EGC的多小区大规模MIMO系统资源分配方法。本发明采用更为经济适用的等增益合并(EGC)接收机，在初始化导频长度、导频信号功率、数据信号功率以及用户QoS需求Г之后以最大化系统频谱效率下界为准则，在满足用户速率需求的前提下，通过迭代优化导频信号以及数据信号，直至系统频谱效率收敛。本发明同时考虑了实际应用中用户QoS需求，满足每位用户对于传输速率的需求，相比于等功率资源分配的情况下，本发明提出的资源分配方法有效提高了系统频谱效率。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种上行链路基于等增益合并接收的满足用户需求的资源分配方法，具体涉及一种基于EGC的多小区大规模MIMO系统资源分配方法。

背景技术

为满足未来5G无线网络的需求，大规模多输入多输出(massive MIMO)受到广泛关注。大规模MIMO使用数百根天线，为同一时频资源中的数十个用户提供服务，是将频谱效率提高几个数量级的关键技术。随着无线通信设备的能量消耗急剧增加和对全球变暖问题的高度关注，绿色通信逐渐成为一种趋势。因此，资源分配的研究热点从频谱效率资源分配逐渐转向能效资源分配。

对于多小区多用户大规模MIMO系统，可通过上行发送导频信号来进行信道估计，也就是说上行链路传输可由两部分组成：导频信号传输与数据信号传输，此时便存在着导频开销的问题。如何在保证信道估计准确性的情况下，降低导频开销，合理分配导频功率和数据功率，提高系统频谱效率，是一个很重要的研究课题。

在无线通信中，等增益合并(EGC,Equal Gain Combining)、最大比合并(MRC,Maximal-Ratio Combining)和迫零(ZF,Zero-Forcing)接收技术是三种最常用的抗衰落技术。其中EGC具有低复杂度和低时延的特点，因此更适用于实际应用。经检索发现，尚未有基于EGC接收的的大规模MIMO系统资源分配先例。

在以往的大规模MIMO资源分配的研究中，往往都假设导频信号与数据信号等功率分配，对于这样的功率分配机制，在信噪比较低时，导频信号的功率和数据信号的功率都会减小，且此时的信道容量会与传输功率的平方成正比，大大降低了系统的能量效率。同时针对多小区多用户大规模MIMO系统的研究中往往忽略了用户对于速率的要求，并不能够实际生产应用。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题和不足，考虑多小区多用户大规模MIMO系统，提出了一种计算复杂度低、适用于实际应用的联合调整导频信号长度、导频信号功率和数据信号功率，同时满足用户QoS需求的资源分配方法。本方法采用更为经济适用的等增益合并(EGC)接收机，在满足用户速率需求的前提下，以最大化系统频谱效率下界为准则，通过迭代优化导频信号以及数据信号，直至系统频谱效率收敛，从而获得最优的资源分配条件。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种基于EGC的多小区大规模MIMO系统资源分配方法，具体包括如下步骤：

第一步，初始化导频长度τ0＝K，导频信号功率数据信号功率以及用户QoS需求Γ，并计算系统频谱效率