[发明专利]一种基于MSE的多小区导频改进分配方法

说明书

本发明公开了一种基于MSE的多小区导频改进分配方法。本发明实现过程如下：步骤1、采用每L个小区作为一组分簇，记为标号为l；步骤2、对于簇内各个小区中的用户，求取每个用户到各个小区基站的大尺度衰落系数β_ljk；步骤3、当基站天线数趋向于无穷时，则小区l中的第k个用户的信噪比为则每个用户的可达速率为：r_lk＝log₂(1+SINR_lk)。步骤4、计算每个簇内所有小区的所有用户的可达和速率为再计算每个用户的平均可达速率步骤5、采用枚举法或贪婪算法对导频进行分配，获取最优分配方案。本发明采用了基于MSE的导频分配方案，能够使得用户的平均可达和速率较大，同时改进采用了贪婪算法与随机分配方法结合进行降复杂度，使得复杂度从O((K！)^L)降低到O(K×K^L)。

技术领域

本发明涉及一种导频分配方法，属于通信技术应用领域，实现基于最大平均可达和速率的导频分配方案与基于用户公平的导频分配方案之间的有效折中，具体是一种基于MSE的导频分配方案与改进的分配方案，即通过计算导频分配方案用户可达速率的MSE的最大值的最小值为最优导频分配方案。

背景技术

近年来，一种新型的大规模MIMO技术得到了广泛的关注。该系统的主要特征是基站天线配备几十根甚至上百根天线，使得该系统能够在不增加频谱与带宽的情况下，可以很好地提高频谱利用率、能效和容量。并且，该系统在假设基站已知理想信道状态的条件下，通过简单的线性处理，如迫零处理，就可以很好地消除用户干扰，提高频谱效率。

在实际系统中，基站不能预知理想信道状态信息，通常采用传统的基于导频训练序列的方法进行信道估计来获得信道的真实状态。在常见的TDD多小区系统中，正交的导频序列的数量是有限的，在各个小区中的用户就需要进行导频复用。目标小区中的信道估计结果会受到其他小区发送的导频信号的污染，因此，合理的导频分配方案能够有效的降低导频污染。

在传统导频分配方案中，最普遍的就是基于用户公平与基于用户可达和速率最大的这两种导频分配方案。基于用户公平的导频分配方案是使得用户中最小可达和速率最大化，该方案的用户平均可达和速率较低，而基于用户可达和速率最大化的导频分配方案会使得用户的最小可达和速率较低。

发明内容

为了使得在基于用户公平与基于用户可达和速率最大的两种分配方案中有个折中，即提升所有用户的最小可达速率，同时提升用户的平均可达和速率，则本发明要解决的技术问题是使各个用户的上行可达和速率的均方误差的最大值为最小值。另外考虑到算法的复杂度的问题，进一步改进了提出方法来降低算法复杂度。

为达到上述的目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案具体包含以下步骤：

步骤1、采用每L个小区作为一组分簇，记为标号为l，假设导频干扰只存在于簇内，不同簇之间不存在干扰。

步骤2、对于簇内各个小区中的用户，求取每个用户到各个小区基站的大尺度衰落系数β_ljk，表示小区j中的第k个用户到小区l的大尺度衰落系数，其中k∈{1,2,...,K}，K表示小区内的用户数，j,l∈{1,2,...,L}，L表示小区数。

步骤3、在大规模MIMO系统中，当基站天线数趋向于无穷时，则小区l中的第k个用户的信噪比为则每个用户的可达速率为：r_lk＝log₂(1+SINR_lk)。其中，β_llk表示本小区中的第k个用户到本小区的大尺度衰落系数；r_lk表示小区l中第k个用户的可达速率；

步骤4、计算每个簇内所有小区的所有用户的可达和速率为再计算每个用户的平均可达速率

步骤5、采用枚举法或贪婪算法对导频进行分配，获取最优分配方案。

所述的步骤5中的枚举法的具体实现如下：