[发明专利]一种MassiveMIMO系统中的基于小区扇区化的导频分配方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，涉及一种导频分配方法，具体涉及一种Massive MIMO系统中的基于小区扇区化的导频分配方法。

背景技术

Massive MIMO技术中利用基站端众多的天线来实现空间复用和干扰消除(增加有用信号的功率，从而增加信干比，以此来减小干扰的影响)，已经成为提升系统系统的关键技术之一。在Massive MIMO系统中，同一个小区的用户需要发射相互正交的导频序列，以此来实现信道估计。不幸的是，当相干时间较短或者小区内用户数较多的时候，没有足够的正交导频可以分配给用户。因此，不同的小区间存在着使用了相同导频的用户，这些用户在信道估计的时候相互干扰，这种干扰被称为“导频污染”。

目前Massive MIMO系统中抑制导频污染的算法，大概分为三类：第一类基于信道向量的近似正交性，利用特征值或奇异值分解来盲估计信道，该类算法虽然节省了导频开销，但是仅适用于慢变信道，并受限于信道相位模糊问题；第二类基于协作基站，利用二阶或者高阶信道统计信息来分辨出干扰用户，该类算法虽然能够抑制导频污染，但是需要建立基站间协作和获得信道的先验信息；第三类在非协作系统中，通过导频的结构设计，在互相不重叠的时隙上给不同的用户分配导频序列，该 类算法节省了导频开销，并抑制了导频污染，但是小区内服务的用户个数减少了。

综上所述，针对Massive MIMO系统，设计一种非基站协作，可有效解决抑制导频污染并服务于更多用户的方案是有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种Massive MIMO系统中的基于小区扇区化的导频分配方法，该方法可以有效的抑制导频污染，同时服务的用户数量多。

为达到上述目的，本发明所述的Massive MIMO系统中的基于小区扇区化的导频分配方法包括以下步骤：

1)设Massive MIMO系统中的基站端配置M根天线，同时Massive MIMO系统中设有K个UE以及L个环绕式的小区，且每个用户对应一个天线，然后将每个小区均分为N个扇区，然后对各小区内的扇区按逆时针方向依次进行编号，其中，各小区内第一个扇区的位置相同，则相互正交的导频的数量为3N/2，设每个扇区对应一个用户；

2)根据扇区均匀划分方法得小区模型，然后将该小区模型内的所有扇区分为N/2类方向，其中，第i类方向为第i个扇区到(N+2i)/2个扇区的方向，其中1≤i≤N/2，然后将所述L个环绕式的小区以中间小区内的各扇区为顶点平均分为N个覆盖区域，则每个覆盖区域内扇区的总数为L，然后将该覆盖区域内的扇区根据所述N/2类方向进行划分，再将所有导频平均分为N/2个导频组，则每一导频组中的导频数为3，然后将各导频组分别依次分配到各类方向上，再将各导频组中的导频循环 分配到对应类方向上的扇区中，使每一个小区同时存在各导频组，且相邻扇区对应的导频不同；

同时，各覆盖区域内导频的数量通过以下方法确定：

对于每一个覆盖区域，先从3N/2个相互正交的导频中任意取出N个导频设置到覆盖区域中的2(L-1)/3扇区中，其中，设置完成后该覆盖区域中各扇区中设置到导频的概率为2(L-1)/3N，然后将剩余N/2个导频分配到剩余(L-1)/3扇区中，完成Massive MIMO系统中的基于小区扇区化的导频分配。

N为2、4、6或12。

L为19，导频搭设功率为13db，基站端的发射功率为20db。

各小区的半径为600m，信号传输的过程中，相干时间包括两个时隙，且每个时隙均为0.5ms。

根据智能天线技术将每个小区均分为N个扇区。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的Massive MIMO系统中的基于小区扇区化的导频分配方法在导频分配的过程中，将各扇区以中间小区内的各扇区为顶点平均分为N个覆盖区域，然后将该覆盖区域内的扇区分为若干列，并将所有导频平均分为N/2个导频组，再进行分配，使每一个小区同时存在各导频组，并使同一列中相邻扇区对应的导频不同，另外，对于各覆盖区域内导频的数量问题，则先将3N/2个相互正交的导频中任意取出N个导频设置到覆盖区域中的2(L-1)/3扇区中，然后将剩余N/2个导频分配到剩余(L-1)/3扇区中，从而完成导频的分配，应用本发明的导频分配方法 后，可以有效的解决导频污染的问题，同时提高服务的用户数量。

附图说明

图1为本发明所述的Massive MIMO系统的模型；