[发明专利]一种基于层搜索的递增功率分配方法

说明书

本发明公开了一种基于层搜索的递增功率分配方法，包括：搭建大规模MIMO小区系统模型，并根据模型求出终端与基站之间的大尺度衰落因子；设定初始上行导频发射功率为统一以及天线数趋于无穷，获取每个终端的信干噪比；对每个小区复用同一导频的终端，按照信干噪比大小分别进行降序排序；建立系统容量几何平均最大化的优化目标；构建递增层搜索模型；根据优化目标筛选出每一层最合适的功率分配因子；计算出功率分配后每个终端的信干噪比及信道容量。本发明方法基于递增功率搜索算法，在算法复杂度较低的情况下，灵活地给信道质量较差的终端分配一个较高的上行导频发射功率，很好地改善了大规模MIMO系统边缘终端的通信性能，提高了系统整体通信的公平性。

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，特别是涉及一种基于层搜索的递增功率分配方法。

背景技术

随着时代的发展，第五代移动通信技术应运而生，在用户体验速率、峰值速率、频谱效率、时延等方面有着更高的要求。为了满足这些要求，作为5G关键技术之一的多进多出(multiple input multiple output，MIMO)技术需要不断地研究与更新。2010年，美国贝尔实验室的研究人员率先提出大规模MIMO的概念，以现有的MIMO技术为基础，在基站配置几百甚至上千根天线，利用大规模天线所提供的空间自由度，显著地提升了频谱资源利用效率，解决了频谱资源日益紧张这一难题。与此同时，利用基站大规模天线配置所提供的分集增益和阵列增益，可以显著提升用户与基站之间通信的功率效率。

大规模MIMO系统的研究中，基站一般根据TTD模式中同一相干时间内上、下行信道的互易性，利用终端发送的上行导频信号进行信道估计。但由于正交导频的数量受限于信道的相干时长，并且为了保证在一定相干时长内发送更多的上、下行有效数据，大规模MIMO系统一般采用全复用导频调度策略，即同一组正交导频被所有小区的终端完全复用。这一策略导致了不同小区间复用同一导频的终端产生信号之间的相互干扰，即导频污染问题，导频污染问题严重影响了基站对信道估计的准确性，成为制约大规模MIMO系统性能进一步提升的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种基于层搜索的递增功率分配方法，从系统整体终端通信的公平性考虑，给边缘终端分配一个较高的上行导频发射功率，以改善边缘终端的通信质量，有利于实际工程的实施。

本发明提供了一种基于层搜索的递增功率分配方法，包括以下步骤：

搭建大规模MIMO小区系统模型，求出终端与基站之间的大尺度衰落因子；

设定初始上行导频发射功率为统一、天线数趋于无穷，获取每个终端的信干噪比；

对每个小区复用同一导频的终端，按照信干噪比大小分别进行降序排序；

建立系统容量几何平均最大化的优化目标；

构建基于层搜索的递增功率分配模型，其中模型层数为复用同一导频的终端数量，每一层的节点为预分配的功率分配因子；

根据所述优化目标给每一层筛选并分配相应的功率分配因子。

进一步，所述建立系统容量几何平均最大化的优化目标满足：

约束条件为：

0α_ik1,i＝1,2...,L

α_ik≤α_jk,i＝1,2...,L-1,ij