[发明专利]一种基于导频分配和功率控制联合优化的导频污染抑制方法

权利要求书

1.一种基于导频分配和功率控制联合优化的导频污染抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：接收导频信号，进行信道估计；

步骤2：接收上行数据信号，进行信号检测；

步骤3：根据推导渐进的信干噪比SINR表达式，建立最大化最小频效优化目标；

步骤4：根据优化目标，利用WGC-PD-UPC算法进行导频分配和上行功率控制优化，所述的WGC-PD-UPC算法，具体为：

步骤4.1：进行等功率导频分配优化；

步骤4.2：这一步是判断迭代终止条件是否满足，当迭代达到预设的迭代次数后或趋于稳定值后就终止迭代，否则继续对下面的两个子步骤进行交替迭代执行；

步骤4.3：步骤3)中获得公式(15)中的不是一个凸优化问题，它是一个离散的导频分配优化和连续上行发射功率优化的联合问题；因此，首先就对式(15)中所有的β_iik和β_ijk按照先前导频分配的结果固定；然后进行上行功率控制优化；

步骤4.4：这一步首先固定上行发射功率，然后进行导频功率分配优化。该步骤与步骤4.1执行方式一样，唯一区别是不是等功率导频分配，而是在导频分配优化时考虑固定上行功率的影响；

步骤4.5：对保存的每次迭代结果进行比较，选取最优的结果对应的导频分配方案和上行功率；

所述步骤3)中，具体过程为：

第i个小区中第k个用户的上行信干噪比可表示为：

当M→∞，

第i个小区中第k个用户的频效可以表示为：

这里μ＝τ/t表示上行频效损失，t为上行相干时间间隔。

通过提高系统中最小频效用户的频效，来提高位于小区边缘导频污染严重的用户的通信质量；因此该问题可以表示为：

根据式(12)和对数函数的性质，该优化问题可以转换为：

又根据式(9)该问题可以转换为：

此外考虑发射功率放大器的线性范围，不管是导频发射功率还是上行数据发射功率，都应限定在一定的范围内；也就是说，上行发射功率最大不应超过V_H，最小应不小于V_L；其中V_H关联功率放大器的放大饱和功率，V_L关联功率放大器的截止功率；那么，带上这个约束，优化问题可以重新表示为：

其中：表示第i个小区中第k个用户发射导频的功率，表示为第i个小区中第k个用户传输上行数据的功率，β_iik表示为第i个小区中第k个用户到第i个小区中心基站的大尺度衰落因子，表示为第j个小区中第k个用户发射导频的功率，表示为第j个小区中第k个用户传输上行数据的功率，β_ijk表示为第j个小区中第k个用户到第i个小区中心基站的大尺度衰落因子，V_L表示为功率放大器的截止功率，V_H表示为功率放大器的饱和功率；表示为信道估计值，表示的是小区内的干扰和其他非相。

2.根据权利要求1所述基于导频分配和功率控制联合优化的导频污染抑制方法，其特征在于，步骤4.3中，对大尺度衰落因子按照先前导频分配的结果固定，然后对优化问题进行如下的转换：

max ξ

式中，ξ表示为L个小区中最小近似信干噪比，表示第i个小区中第k个用户发射导频的功率，表示为第i个小区中第k个用户传输上行数据的功率，β_iik表示为第i个小区中第k个用户到第i个小区中心基站的大尺度衰落因子，表示为第j个小区中第k个用户发射导频的功率，表示为第j个小区中第k个用户传输上行数据的功率，β_ijk表示为第j个小区中第k个用户到第i个小区中心基站的大尺度衰落因子，V_L表示为功率放大器的截止功率，V_H表示为功率放大器的饱和功率。

3.根据权利要求1所述基于导频分配和功率控制联合优化的导频污染抑制方法，其特征在于，步骤4.4中，固定上行发射功率，则该问题分解的子问题可表示为：

采取权重图着色算法进行处理，该算法的过程为：首先测量不同小区潜在具有相同导频的两个用户互相导频污染程度的度量，该度量可以表示为：

然后再根据这个度量权重构建边缘权重干扰图；

最后再按照边缘权重干扰图进行贪婪导频分配。