[發明專利]一種MassiveMIMO系統中的基于小區扇區化的導頻分配方法

有效

• 申請號: 201410459879.6
• 申請日: 2014-09-11
• 公開（公告）號: CN104243121B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 陳志剛;趙拯
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H04L5/00
• 分類號: H04L5/00;H04B7/0413
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于無線通信領域，涉及一種導頻分配方法，具體涉及一種Massive MIMO系統中的基于小區扇區化的導頻分配方法。

背景技術

Massive MIMO技術中利用基站端眾多的天線來實現空間復用和干擾消除(增加有用信號的功率，從而增加信干比，以此來減小干擾的影響)，已經成為提升系統系統的關鍵技術之一。在Massive MIMO系統中，同一個小區的用戶需要發射相互正交的導頻序列，以此來實現信道估計。不幸的是，當相干時間較短或者小區內用戶數較多的時候，沒有足夠的正交導頻可以分配給用戶。因此，不同的小區間存在著使用了相同導頻的用戶，這些用戶在信道估計的時候相互干擾，這種干擾被稱為“導頻污染”。

目前Massive MIMO系統中抑制導頻污染的算法，大概分為三類：第一類基于信道向量的近似正交性，利用特征值或奇異值分解來盲估計信道，該類算法雖然節省了導頻開銷，但是僅適用于慢變信道，并受限于信道相位模糊問題；第二類基于協作基站，利用二階或者高階信道統計信息來分辨出干擾用戶，該類算法雖然能夠抑制導頻污染，但是需要建立基站間協作和獲得信道的先驗信息；第三類在非協作系統中，通過導頻的結構設計，在互相不重疊的時隙上給不同的用戶分配導頻序列，該 類算法節省了導頻開銷，并抑制了導頻污染，但是小區內服務的用戶個數減少了。

綜上所述，針對Massive MIMO系統，設計一種非基站協作，可有效解決抑制導頻污染并服務于更多用戶的方案是有必要的。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種Massive MIMO系統中的基于小區扇區化的導頻分配方法，該方法可以有效的抑制導頻污染，同時服務的用戶數量多。

為達到上述目的，本發明所述的Massive MIMO系統中的基于小區扇區化的導頻分配方法包括以下步驟：

1)設Massive MIMO系統中的基站端配置M根天線，同時Massive MIMO系統中設有K個UE以及L個環繞式的小區，且每個用戶對應一個天線，然后將每個小區均分為N個扇區，然后對各小區內的扇區按逆時針方向依次進行編號，其中，各小區內第一個扇區的位置相同，則相互正交的導頻的數量為3N/2，設每個扇區對應一個用戶；

2)根據扇區均勻劃分方法得小區模型，然后將該小區模型內的所有扇區分為N/2類方向，其中，第i類方向為第i個扇區到(N+2i)/2個扇區的方向，其中1≤i≤N/2，然后將所述L個環繞式的小區以中間小區內的各扇區為頂點平均分為N個覆蓋區域，則每個覆蓋區域內扇區的總數為L，然后將該覆蓋區域內的扇區根據所述N/2類方向進行劃分，再將所有導頻平均分為N/2個導頻組，則每一導頻組中的導頻數為3，然后將各導頻組分別依次分配到各類方向上，再將各導頻組中的導頻循環 分配到對應類方向上的扇區中，使每一個小區同時存在各導頻組，且相鄰扇區對應的導頻不同；

同時，各覆蓋區域內導頻的數量通過以下方法確定：

對于每一個覆蓋區域，先從3N/2個相互正交的導頻中任意取出N個導頻設置到覆蓋區域中的2(L-1)/3扇區中，其中，設置完成后該覆蓋區域中各扇區中設置到導頻的概率為2(L-1)/3N，然后將剩余N/2個導頻分配到剩余(L-1)/3扇區中，完成Massive MIMO系統中的基于小區扇區化的導頻分配。

N為2、4、6或12。

L為19，導頻搭設功率為13db，基站端的發射功率為20db。

各小區的半徑為600m，信號傳輸的過程中，相干時間包括兩個時隙，且每個時隙均為0.5ms。

根據智能天線技術將每個小區均分為N個扇區。

本發明具有以下有益效果：

本發明所述的Massive MIMO系統中的基于小區扇區化的導頻分配方法在導頻分配的過程中，將各扇區以中間小區內的各扇區為頂點平均分為N個覆蓋區域，然后將該覆蓋區域內的扇區分為若干列，并將所有導頻平均分為N/2個導頻組，再進行分配，使每一個小區同時存在各導頻組，并使同一列中相鄰扇區對應的導頻不同，另外，對于各覆蓋區域內導頻的數量問題，則先將3N/2個相互正交的導頻中任意取出N個導頻設置到覆蓋區域中的2(L-1)/3扇區中，然后將剩余N/2個導頻分配到剩余(L-1)/3扇區中，從而完成導頻的分配，應用本發明的導頻分配方法 后，可以有效的解決導頻污染的問題，同時提高服務的用戶數量。

附圖說明

圖1為本發明所述的Massive MIMO系統的模型；