[发明专利]一种基于时移导频的固定功率分配方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于时移导频的固定功率分配方法及系统，其中方法包括：搭建大规模MIMO小区系统模型，根据时移导频策略将所有小区分为τ组；设定终端的初始上行导频发射功率为统一且小区基站的天线数趋于无穷，获取小区内所有终端的信干噪比并进行降序排列；构建终端的上行信干噪比模型，并基于该上行信干噪比模型，首先为小区内降序排列的部分终端分配固定的功率分配系数，然后按照等差递增的方式为小区内降序排列的其余终端分配固定的功率分配系数。本发明可提高小区边缘终端的通信质量，同时大幅度地提高了系统的整体公平性，而且算法复杂度较低，便于实际工程的实施。

技术领域

本发明涉及无线通信技术中的大规模MIMO系统导频污染抑制技术领域，具体涉及一种基于时移导频的固定功率分配方法及系统。

背景技术

随着无线通信网络的发展和物联网、电子学习、电子银行等新兴业务的出现，移动用户和移动设备数量快速增加，用户对移动数据流量的需求呈现爆炸式增长。传统多输入多输出(Multiple-Input-Multiple-Output,MIMO)技术已经逐渐无法满足现有无线通信的需求，大规模MIMO技术由此应运而生。在大规模MIMO系统中，基站端配备了几百根甚至上千根天线，而当天线数目趋于无穷大时，大规模MIMO技术的很多优势将会体现出来。主要包括：同一小区移动用户间的信道具有相互正交性；系统内相关噪声将会消失；基站端用于每比特的发射能量可以任意小。

在大规模MIMO系统中，基站一般采用时分双工(Time-Division-Duplexing,TDD)的方式进行无线信号的接收与传送。基站根据上行导频信号进行信道估计，即由信道的互易性得到下行信道状态信息(Channel-State-Information,CSI)，并进行下行预编码设计等，最后再向终端发送下行数据。由于目前无线通信一般采取同小区导频相互正交，不同小区复用同一组导频的导频分配策略。因此，基站在接收目标小区的上行数据和导频时，无法避免地受到来自其他小区的干扰，这就是导频污染产生的原因。导频污染问题严重影响了基站对信道估计的准确性，并成为大规模MIMO系统性能进一步提升的瓶颈。因此研究大规模MIMO系统中的导频分配算法是抑制导频污染的关键，对推动大规模MIMO技术的发展也具有重要的研究意义和工程实用价值。

发明内容

针对现有技术中大规模MIMO系统上行链路中的导频污染问题，本发明提供一种基于时移导频的固定功率分配方法及系统，可提高小区边缘终端的通信质量，而且算法复杂度较低，便于实际工程的实施。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于时移导频的固定功率分配方法，包括以下步骤：

搭建大规模MIMO小区系统模型，根据时移导频策略将所有小区分为τ组{A₁,A₂,…,A_τ}；

设定终端的初始上行导频发射功率为统一且小区基站的天线数趋于无穷，获取小区内所有终端的信干噪比并进行降序排列；

构建终端的上行信干噪比模型，并基于该上行信干噪比模型，首先为小区内降序排列的部分终端分配固定的功率分配系数，然后按照等差递增的方式为小区内降序排列的其余终端分配固定的功率分配系数。

在更优的技术方案中，具体根据小区内终端数量K的奇偶性来分配功率分配系数：

当K为奇数时，为降序排列的第1个终端分配固定的功率分配系数为为第K个终端分配固定的功率分配系数为并对所有K个终端按照功率分配系数等差递增的方式，为其余K-2个终端分配固定的功率分配系数；

当K为偶数时，为降序排列的第1个终端分配固定功率分配系数为为第k个终端分配固定功率分配系数为为最中间的2个终端分配固定的功率分配系数均为并对前个终端和后个终端均按照功率分配系数等差递增的方式，为其余的K-4个终端分配固定的功率分配系数。