[发明专利]一种大规模MIMO系统中的分组导频分配方法及其分配装置

说明书

本发明涉及移动通信技术领域，公开了一种大规模MIMO系统中的分组导频分配方法及其分配装置。分组导频分配方法依次包括以下步骤检测目标小区用户大尺度衰落系数，按降序排列，并按用户个数将降序排列好的用户组均分为前后两组用户。检检测目标小区用户的信道质量和相邻小区内用户的导频干扰强度，得出导频污染强度，并按升序排列。将污染强度较大的导频组分别分配给强用户组，将污染强度较小的导频组分别分配给弱用户组。本发明通过大尺度衰落系数把目标小区的用户分为两组。将污染强度较大的导频组分配给大尺度衰落系数较大的一组的用户，将污染强度较小的导频组分配给大尺度衰落系数较小的一组的用户。所提导频分配方案可以有效提升系统性能。

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种大规模MIMO系统中的分组导频分配方法及其分配装置。

背景技术

近年来，大规模MIMO技术已经成为无线通信的研究热点。在大规模MIMO系统中，每个基站配备有大量天线，通常比活动用户的数量大得多。通过增加天线的数量，来增加信道状态信息(Channel State Information,CSI)的反馈量，反馈所需的时间将远大于信道相干时间。当前大规模MIMO系统主要是基于时分双工(Time Division Duplex,TDD)模式，基站根据用户上行导频进行信道估计获得上行CSI，根据时分双工互易性的特点能够得到下行链路CSI。由于系统提供的正交导频数量是有限的，所以通常出现相同的导频序列在相邻小区中被重用的现象，这种现象称为导频污染(Pilot Contamination,PC)。研究表明，当存在导频污染时随着基站天线数量的增加，噪声等非相干干扰可以逐渐消除，系统的容量增长到一定程度时就不再继续增大，出现“门限效应”，由导频污染造成的用户相干干扰成为限制大规模MIMO系统性能的主要瓶颈。因此，研究如何减少大规模MIMO系统中的导频污染具有重要意义。

近年来，导频污染问题被广泛关注研究，关于降低导频污染的方案主要有三种：导频分配方案、信道估计方案和预编码方案。许多科研人员在导频分配方案减少导频污染方面做了大量工作。但是很多降低导频污染的方案导频以相同的方式分配给小区中用户，忽略了用户之间的抗干扰能力的差异性，存在用户的可达和速率较低导致系统性能较低的问题。

发明内容

针对现有的技术问题，本发明提供一种大规模MIMO系统中的分组导频分配方法及其分配装置，基于用户之间抗干扰能力的差异性，结合匈牙利算法计算最大匹配值问题高效简单的优势和最小-最大化匹配方法的低复杂度优势，通过用户的可达和速率的提升，提升系统性能。

本发明采用以下技术方案实现：

一种大规模MIMO系统中的分组导频分配方法，其依次包括以下步骤：

步骤S1：检测目标小区用户大尺度衰落系数，按降序排列，并按用户个数将降序排列好的用户组均分为前后两组用户，即分别为：强用户组和弱用户组；

步骤S2：检测目标小区用户的信道质量和相邻小区内用户的导频干扰强度，得出导频污染强度，并按升序排列，取前K个导频，且按用户个数均分为前后两组用户导频序列，即分别为：污染强度较大的导频组和污染强度较小的导频组；

步骤S3：将污染强度较大的导频组分别分配给强用户组；

步骤S4：将污染强度较小的导频组分别分配给弱用户组；

其中，根据步骤S3和步骤S4得到目标小区用户的导频分配结果；在步骤S1中目标小区用户大尺度衰落系数的检测方法包括以下步骤：

设蜂窝小区数量为L个，每个蜂窝小区有K个单天线用户，位于小区中心的基站配备了M根天线并服务于小区中的所有用户，其中，M＞＞K；