[发明专利]一种基于用户信号到达角度的导频分配方法

权利要求书

1.一种基于用户信号到达角度的导频分配方法，其特征在于，包括：

S1：假设有L个呈六边形小区紧密排列，角度等间隔分布在各自小区中，基站位于每个小区中央且部署M根天线；目标小区位于中心位置，外围有6个一级小区，12个二级小区，根据每个用户到达基站的角度不同划分在不同的扇区，假设每个小区划分为6个扇区；

S2：将所有导频分为相互正交的6组

S3：从6组导频中任意选取两组供一个小区内的用户分配，一组为来波方向为θ∈[0,π]的用户分配，另一组为来波方向为θ∈[-π,0]的用户分配；

S4：将来波方向为θ∈[0,π]的区间等间隔分为3个扇区[s₁,s₂,s₃]，将来波方向为θ∈[-π,0]的区间等间隔分为3个扇区[s₄,s₅,s₆]；

S5：根据用户到达基站的到达角度，划分用户到不同的扇区，并为用户标注扇区序列号s_i；

S6：同一小区之中，位于同一扇区内的用户分配同一个导频组内的正交导频；同一小区内之中，来波方向为θ∈[0,π]区间内的扇区与扇区之间复用一组导频，来波方向为θ∈[-π,0]区间内的扇区与扇区之间复用另一组导频；

S7：同一个一级小区根据目标小区选取的正交导频组，选取与其正交的剩余正交导频组，按照来波方向分配给不同的用户使用，且相邻的一级小区之间使用的导频组不同；

S8：二级小区根据相邻一级小区选取的正交导频组，选取与其正交的剩余正交导频组,按照来波方向分配给不同的用户使用，且相邻的二级小区之间使用的导频组不同；

每个小区中央架设一个基站，每个基站配置由M根天线构成的天线阵列；每个小区等分为s个扇区，s具体为6，保证扇区与扇区之间不重叠，每个扇区随机分布有K个配置单天线的用户，满足M＞＞K；假设所有小区用户同时同频发射导频信号，则目标小区l中基站B_l接收到的导频信号可表示为：

其中，P_u为上行导频平均发射功率，N∈C^M×τ是服从均值为0，方差为σ²的加性高斯白噪声，H_ljs表示j小区扇区s所有用户到l小区基站的信道传输矩阵的集合，即：H_ljs＝[h_ljs1 h_ljs2... h_ljsK]；Φ_js表示j小区扇区s所有用户导频分配集合，即：Φ_js＝[Φ_js1 Φ_js1 ... Φ_jsK]；

采用最小二乘信道估计方法对接收导频信号做信道估计，可得目标小区l扇区s中所有用户的信道传输矩阵为：

由于导频的复用，目标小区l扇区s中的用户k的信道传输矩阵可化简为：

其中，第二项h^int是与目标用户复用相同导频的干扰信道传输信息，第三项n表示噪声；

由此可见，不同小区的不同扇区复用目标用户的导频，导致信道估计失真；这里考虑窄带多径信号模型：

其中P是目标小区l扇区s中的用户k到小区l中基站的多径数，α_ip是第p条路径的大尺度衰落系数，包含路径损耗和阴影衰落；a(θ_ip)是第p条路径到达的方向向量，可以表示为：

其中λ表示波长，D≤λ/2代表基站天线与天线间距，忽略天线间的相关性，θ∈[0,π]表示基站端信号随机到达方向到达角度；

所述目标小区的基站接收到信号的到达角度互不重叠。

2.根据权利要求1所述的一种基于用户信号到达角度的导频分配方法，其特征在于，所述基站的载波频率为3300MHz-3600MHz。

3.根据权利要求1所述的一种基于用户信号到达角度的导频分配方法，其特征在于，所述基站的载波频率为4800MHz-5000MHz。

4.根据权利要求1所述的一种基于用户信号到达角度的导频分配方法，其特征在于，所述小区的最大半径R为500m。