[發(fā)明專利]一種大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的分組導(dǎo)頻分配方法及其分配裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910354872.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110086555B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐磊;趙新瑩;姚以靜;方紅雨;張紅偉;李曉輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L5/00
• 分類號(hào): H04L5/00
• 代理公司: 合肥市澤信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34144
• 代理人: 方榮肖

1.一種大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的分組導(dǎo)頻分配方法，其特征在于，其依次包括以下步驟：

步驟S1：檢測(cè)目標(biāo)小區(qū)用戶大尺度衰落系數(shù)，按降序排列，并按用戶個(gè)數(shù)將降序排列好的用戶組均分為前后兩組用戶，即分別為：強(qiáng)用戶組和弱用戶組；

步驟S2：檢測(cè)目標(biāo)小區(qū)用戶的信道質(zhì)量和相鄰小區(qū)內(nèi)用戶的導(dǎo)頻干擾強(qiáng)度，得出導(dǎo)頻污染強(qiáng)度，并按升序排列，取前K個(gè)導(dǎo)頻，且按用戶個(gè)數(shù)均分為前后兩組用戶導(dǎo)頻序列，即分別為：污染強(qiáng)度較大的導(dǎo)頻組和污染強(qiáng)度較小的導(dǎo)頻組；

步驟S3：將污染強(qiáng)度較大的導(dǎo)頻組分別分配給強(qiáng)用戶組；

步驟S4：將污染強(qiáng)度較小的導(dǎo)頻組分別分配給弱用戶組；

其中，根據(jù)步驟S3和步驟S4得到目標(biāo)小區(qū)用戶的導(dǎo)頻分配結(jié)果；在步驟S1中目標(biāo)小區(qū)用戶大尺度衰落系數(shù)的檢測(cè)方法包括以下步驟：

設(shè)蜂窩小區(qū)數(shù)量為L(zhǎng)個(gè)，每個(gè)蜂窩小區(qū)有K個(gè)單天線用戶，位于小區(qū)中心的基站配備了M根天線并服務(wù)于小區(qū)中的所有用戶，其中，M＞＞K；

假設(shè)系統(tǒng)工作在TDD模式下，第j小區(qū)中第k個(gè)用戶到第i小區(qū)基站的信道向量建模為：其中，g_j,ki表示第j個(gè)小區(qū)中第k個(gè)用戶到第i個(gè)小區(qū)基站的小尺度衰落向量，β_j,ki表示第j小區(qū)中第k個(gè)用戶到第i個(gè)小區(qū)基站的大尺度衰落系數(shù)；

由于幾何和陰影衰落在空間上緩慢變化，β_j,ki相對(duì)于頻率和相對(duì)于基站天線的指數(shù)是恒定的，則第j小區(qū)中第k個(gè)用戶到第i個(gè)小區(qū)基站的大尺度衰落系數(shù)表示為：其中，z_j,k,i是第j個(gè)小區(qū)中第k個(gè)用戶與第i個(gè)小區(qū)基站之間的陰影衰落向量，α為路徑損耗因子，R是小區(qū)半徑，r_j,k,i是第j個(gè)小區(qū)中第k個(gè)用戶與第i個(gè)小區(qū)基站之間的距離。

2.如權(quán)利要求1所述的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的分組導(dǎo)頻分配方法，其特征在于，所述的步驟S2中，目標(biāo)小區(qū)用戶信道質(zhì)量的檢測(cè)方法包括以下步驟：

假定可用的導(dǎo)頻序列數(shù)量共有S個(gè)，且S≥K，φ是導(dǎo)頻訓(xùn)練序列，是第1個(gè)導(dǎo)頻序列，是第2個(gè)導(dǎo)頻序列，是第S個(gè)導(dǎo)頻序列，C^S×τ是一個(gè)行數(shù)為S、列數(shù)為τ的導(dǎo)頻訓(xùn)練矩陣，τ是用戶發(fā)送的導(dǎo)頻訓(xùn)練序列φ的長(zhǎng)度，且滿足φφ^H＝I_S，I_S為共軛相等的Hermite矩陣，其中行數(shù)和列數(shù)屬于[1,S]范圍內(nèi)，假設(shè)每個(gè)用戶都向基站發(fā)送導(dǎo)頻序列，且每個(gè)導(dǎo)頻序列采用相同的發(fā)送功率，則第i小區(qū)基站接收到的導(dǎo)頻信號(hào)寫(xiě)成如下形式：其中，ρ_p是上行導(dǎo)頻發(fā)送功率，N_i表示加性高斯白噪聲；為S取k時(shí)的

在第i個(gè)小區(qū)的基站處接收的用戶數(shù)據(jù)信號(hào)表示為：其中，ρ_u為上行數(shù)據(jù)的發(fā)射功率，x_j,k是j小區(qū)用戶k發(fā)送的數(shù)據(jù)符號(hào)，n_i是加性高斯白噪聲向量。

3.如權(quán)利要求2所述的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的分組導(dǎo)頻分配方法，其特征在于，所述的步驟S2中，相鄰小區(qū)內(nèi)用戶的導(dǎo)頻干擾強(qiáng)度檢測(cè)方法包括以下步驟：

接收到導(dǎo)頻序列，i小區(qū)用戶k進(jìn)行信道估計(jì)：

其中，表示等效噪聲，當(dāng)小區(qū)間導(dǎo)頻復(fù)用時(shí)，第i個(gè)小區(qū)第k個(gè)用戶的信道估計(jì)向量h_i,ki會(huì)受到其他小區(qū)相同導(dǎo)頻和非相關(guān)噪聲的影響，從而產(chǎn)生導(dǎo)頻污染，以檢測(cè)出導(dǎo)頻干擾強(qiáng)度。

4.如權(quán)利要求3所述的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的分組導(dǎo)頻分配方法，其特征在于，所述的步驟S3中，將污染強(qiáng)度較大的導(dǎo)頻組分別分配給強(qiáng)用戶組的方法包括以下步驟：

第i個(gè)小區(qū)第k個(gè)用戶的上行鏈路信噪比表示為：

其中，ε_i,k是第i個(gè)小區(qū)內(nèi)對(duì)第k個(gè)用戶的噪聲干擾；

當(dāng)天線數(shù)趨于無(wú)窮大時(shí)，第i個(gè)小區(qū)第k個(gè)用戶的上行鏈路信噪比表示為：

第i個(gè)小區(qū)第k個(gè)用戶的上行鏈路SINR只與大尺度衰落系數(shù)β_i,ki有關(guān)，而且大尺度衰落系數(shù)變化緩慢，很容易被基站跟蹤，因此，強(qiáng)用戶的導(dǎo)頻分配直接建模為：