[发明专利]一种基于用户分簇的导频分配方法

说明书

本发明公开了一种基于用户分簇的导频分配方法，根据用户到基站的信号强度构建基站与用户之间的关系矩阵，选择每个用户的最大信号强度的基站作为服务用户的主基站；根据用户与主基站连接关系，计算各个基站的连接用户数目，并进行排序；将第一个基站的用户分为一个簇，簇的最大可容纳用户数为可用导频数，根据用户与基站之间的联系以及基站服务的用户数，为簇中增加或减少用户，使得簇中的用户数达到最大可容纳数。重新依据用户数对基站排序，重复分簇过程，直至所有用户完成分簇过程；最后根据分簇结果为每个簇内分配正交导频。本发明的方法可以有效减小簇内导频污染对系统性能的影响，提升系统的数据速率。

技术领域

本发明涉及属于通信技术领域，尤其涉及一种以用户为中心的超密集网络中基于用户分簇的导频分配方法。

背景技术

智能终端己经在不知不觉中走进了千家万户，近年来移动通信网络中的总的数据流量受移动带宽使用的巨大提升的驱动而迅猛增长，这个趋势在未来还将持续，预计在接下来的十年中数据流量将会呈千倍的增长。如今大约有50亿级的无线移动设备正在使用无线接入通信，其中绝大部分是手持终端、平板电脑或者可携带计算机中的移动宽带设备，将来这些网络接入设备的数量将会从50亿级增加到500亿，甚至更多，这对将来的移动通信系统提出了严峻的挑战。在这种设备普及率下再加上不断增长的数据流量需求，以用户为中心的超密集网络，是目前5G无线通信系统领域中的研究热点，能够显著提升系统性能。

相对于传统的以基站为中心的蜂窝网络系统，以用户为中心超密集网络系统由于密集的基站部署，使用户与基站的距离减小，信号的传输速率得到提升，但同时也带来了用户之间的干扰问题。而准确估计出信道状态信息对于提升系统的各项性能是十分重要的，上行通信链路中，用户通过向基站发送导频信号，基站通过收到的导频序列进行信道估计，由于TDD模式下的信道互易性，即获得下行信道信息。但由于有限的时频资源，可使用的导频资源也是受限的，因此不可避免的导致用户之间的导频复用。即存在多个用户会使用相同导频，导致用户之间存在相互干扰，也就是导频污染。而大规模MIMO中，当天线数趋于正无穷时，非相关噪声和快衰落对信道的影响会近乎消失，致使导频污染成为限制系统性能的瓶颈问题。

目前，在以用户为中心超密集网络中，减轻导频污染的主要可以从三个方面阐述：一是通过预编码技术；二是信道估计技术；三是导频分配方法。而预编码技术和信道估计技术均是从数学层面来获取精确的信道信息，也就可能存在在信道状态不佳或者用户之间干扰较大的情况下进行预编码或信道估计的操作。而导频分配则可以从根本上解决信道状态不佳的问题，可以说导频的分配策略对系统性能影响最大。导频分配技术利用不同用户之间信道质量的差异性，合理的安排不同用户复用同一导频，减小用户之间造成的相互干扰，减轻甚至消除导频污染对系统性能造成的影响。

故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种以用户为中心的超密集网络中基于用户分簇的导频分配方法，有效提高系统的数据传输速率，提升系统整体性能，减小导频污染。

为了解决现有技术的问题，本发明的技术方案如下：

一种基于用户分簇的导频分配方法，包括以下步骤：

步骤S1：根据用户与基站的初始连接，为每个用户设定主基站；

步骤S2：根据用户与主基站连接关系以及用户之间的干扰，进行用户分簇；

步骤S3：根据分簇结果，进行导频分配，其中，每个簇内的用户均分配正交导频以实现簇内用户无导频干扰；

其中，所述步骤S2包括以下步骤：

步骤S21：根据用户数K和可用正交导频数B确定分簇个数，每个簇的最大容量即为可用导频数B；

步骤S22：根据分簇个数以及用户与各个基站之间的信号强度大小，对所有用户进行分簇；