[发明专利]大规模MIMO异构网络系统下基于微小区分簇的导频分配方法

权利要求书

1.一种大规模MIMO异构网络系统下基于微小区分簇的导频分配方法，其特征在于，所述大规模MIMO异构网络系统包括宏基站和多个微基站，所述宏基站对应多个宏用户，每个微基站处于一个微小区范围，且在每个微小区范围内对应一个微用户，所述导频分配方法包括以下步骤：

向每个宏用户随机分配正交的导频序列；

对每个微小区的微用户进行潜在导频污染计算，并根据计算结果对每个微小区进行分簇；

向每个微小区簇分配一个导频序列以使同一微小区簇内的微用户复用相同的导频序列，其中，不同微小区簇之间的导频序列相互正交；

将系统最小化的总信道估计均方误差作为目标，对每个微用户进行导频分配调整；

其中，在对每个微小区的微用户进行潜在导频污染计算时，微用户i与微用户i'之间的潜在导频污染程度根据以下公式计算：

其中，γ_i,i'为微用户i与微用户i'之间的潜在导频污染程度，和分别为微用户i和微用户i'与本微小区基站b_i和b_i'之间的大尺度衰落系数，和分别为微用户i和微用户i'到对方微小区基站b_i'和b_i的大尺度衰落系数，K_S为微用户集合；

其中，根据计算结果对每个微小区进行分簇，包括：

将任意一个微小区独立成簇，并依次遍历计算剩余的微小区内的微用户与该独立成簇的微小区内的微用户之间的潜在导频污染程度，以及将计算得到的潜在导频污染程度与预设干扰阈值进行比较；

如果当前微小区内的微用户与该独立成簇的微小区内的微用户之间的潜在导频污染程度小于等于所述预设干扰阈值，则将当前微小区与该独立成簇的微小区进行成簇；

如果当前微小区内的微用户与该独立成簇的微小区内的微用户之间的潜在导频污染程度大于所述预设干扰阈值，则将当前微小区独立成簇；

重复上述步骤，直至所有微小区均完成分簇；

其中，在对每个微小区的微用户进行潜在导频污染计算时，宏用户j和微用户i之间的潜在导频污染程度根据以下公式计算：

其中，γ_i,j为宏用户j和微用户i之间的潜在导频污染程度，K_M为宏用户集合，和β_m,j分别为微用户i和宏用户j与本微小区基站b_i和宏基站m之间的大尺度衰落系数，β_m,i和分别为微用户i和宏用户j到对方基站m和b_i的大尺度衰落系数；

其中，对每个微用户进行导频分配调整，包括：

根据微用户与微用户之间的潜在导频污染程度和微用户与宏用户之间的潜在导频污染程度计算分簇后的微用户受到的宏微用户对其产生的总污染大小，并按照总污染大小对微用户进行调整顺序排序；

根据调整顺序排序结果从未做调整的微用户集合中选择总污染最大的微用户，并从可用导频中选择使总污染最大的微用户产生导频污染程度最小的导频，以及将选择的导频分配给总污染最大的微用户；

遍历所有微用户，直至完成所有微用户的导频调整。

2.如权利要求1所述的导频分配方法，其特征在于，所述系统最小化的总信道估计均方误差通过以下函数表述：

其中，P(K_MS,Q)＝{(k,π_k)|k∈K_MS,π_k∈Q}，(k,π_k)为用户k采用导频K_MS为宏微用户集合，Q为具有正交列向量的导频矩阵，K_S为微用户集合，K_M为宏用户集合，为微用户i的信道估计误差向量所对应的方差，δ_m,j为宏用户j到宏基站m的信道估计误差向量所对应的方差，M为宏基站的天线数量。