[发明专利]一种导频发送功率分配方法及装置

说明书

本发明提供了一种导频发送功率分配方法及装置，包括：建立大规模MIMO和异构网络系统模型，以最小化用户间干扰为目标，结合穷举法完成用户导频序列的分配；使用窄带多径信道获取宏基站端的导频信号Y_l，得到估计信道结合基于位置感知的信道估计方法得出更精确的信道估计获取宏基站端的接收信号，通过匹配滤波检测获取宏用户的信号，进一步获得信干噪比SINR_l,l,k；总功率不变时，结合注水算法，在宏用户端完成导频发送功率的分配，得到信道容量C_l,k。本发明基于注水算法对上行导频发送功率进行了优化分配，在保证信道估计高准确性的前提下，减轻了大规模MIMO和超密集异构网络中的干扰，既没有提升复杂度，又提高了系统容量，改善了系统性能。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种导频发送功率分配方法及装置。

背景技术

随着第五代移动通信系统(5G)的发展，非正交多址(NOMA)、全双工(FD)技术、波束成形(beamforming)、大规模MIMO和超密集异构网络(HetNet)等作为5G中的关键技术，近年来受到了工业界、学术界和研究界的广泛关注。其中，大规模MIMO在基站(BS)端配置大量天线阵列，可以在水平和垂直两个维度上动态地调整发射信号，从而有效地减少干扰，提高无线通信的效率。HetNet是由多层通信网络组成的异构网络，组成成分通常包括宏小区、微小区、微微小区等多层小区和宏用户、微用户、微微用户等多种用户类型，各种用户可通过空间和频谱复用提高网络容量。在大规模MIMO和异构网络系统中，由于相干时间内导频序列的时频资源有限，系统中的所有用户不能都使用正交导频序列，而使用相同导频序列的用户之间则无可避免的会出现严重的干扰。这些干扰降低了系统同时为更多用户提供服务的能力，并减缓了信息和通信技术的标准化和产业化进程。因此，导频干扰问题亟待解决。

从导频协调分配的角度出发，有研究人员提出了基于非重叠到达角(AOA)贝叶斯估计的导频污染消除方法。同时，假设正交导频序列被分配给具有相同AOA的用户，具有不同AOA的用户则复用相同导频序列，导频序列可以根据系统中用户和BS之间的距离来分配。但是，此方法仅考虑了导频序列的分配，而忽视了导频发送信号的合理控制。从控制导频发射功率的角度来看，有研究人员提出当用户数和天线数较少时，可以通过降低在相邻小区中使用相同导频的用户的发射功率来减轻干扰，并给出了导频和数据功率之间的最优功率分配比。但是，此方法未考虑用户发送信号和导频序列时之间的功率差异。

因此，基于现有的研究和5G通信系统的发展，如果要进一步提高大规模MIMO和异构网络系统的容量和效率，可以考虑一种应用于此系统上行链路中的导频发送功率分配方法及装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明在一个次优导频序列分配算法的基础上，根据注水算法对上行链路中的导频发送功率进行优化分配，减轻了大规模MIMO和超密集异构网络通信系统中存在的干扰，在保证了高准确性信道估计和不提升复杂度的同时，提高了系统容量，改善了系统性能。

第一方面，本发明提供了一种导频发送功率分配方法，所述方法包括：

S1：建立大规模MIMO和异构网络系统模型，以最小化用户间干扰为目标，结合穷举法完成用户导频序列的分配；

S2：使用窄带多径信道获取宏基站端的导频信号Y_l，得到估计信道结合基于位置感知的信道估计方法得出更精确的信道估计

S3：获取宏基站端的接收信号，通过匹配滤波检测获取宏用户的信号，进一步获得信干噪比SINR_l,l,k；

S4：总功率不变时，根据注水原理，在宏用户端完成导频发送功率的分配，得到信道容量C_l,k。

优选地，所述步骤S1具体包括：