[發(fā)明專利]一種基于時移導(dǎo)頻的固定功率分配方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010521055.2
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111726879B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧宏貴;郭子嬌;王文慧;田麗麗;熊儒菁
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: H04W72/044
• 分類號: H04W72/044;H04W72/541;H04B7/0413;H04L5/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

本發(fā)明公開了一種基于時移導(dǎo)頻的固定功率分配方法及系統(tǒng)，其中方法包括：搭建大規(guī)模MIMO小區(qū)系統(tǒng)模型，根據(jù)時移導(dǎo)頻策略將所有小區(qū)分為τ組；設(shè)定終端的初始上行導(dǎo)頻發(fā)射功率為統(tǒng)一且小區(qū)基站的天線數(shù)趨于無窮，獲取小區(qū)內(nèi)所有終端的信干噪比并進(jìn)行降序排列；構(gòu)建終端的上行信干噪比模型，并基于該上行信干噪比模型，首先為小區(qū)內(nèi)降序排列的部分終端分配固定的功率分配系數(shù)，然后按照等差遞增的方式為小區(qū)內(nèi)降序排列的其余終端分配固定的功率分配系數(shù)。本發(fā)明可提高小區(qū)邊緣終端的通信質(zhì)量，同時大幅度地提高了系統(tǒng)的整體公平性，而且算法復(fù)雜度較低，便于實(shí)際工程的實(shí)施。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)中的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)導(dǎo)頻污染抑制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于時移導(dǎo)頻的固定功率分配方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)、電子學(xué)習(xí)、電子銀行等新興業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，移動用戶和移動設(shè)備數(shù)量快速增加，用戶對移動數(shù)據(jù)流量的需求呈現(xiàn)爆炸式增長。傳統(tǒng)多輸入多輸出(Multiple-Input-Multiple-Output,MIMO)技術(shù)已經(jīng)逐漸無法滿足現(xiàn)有無線通信的需求，大規(guī)模MIMO技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，基站端配備了幾百根甚至上千根天線，而當(dāng)天線數(shù)目趨于無窮大時，大規(guī)模MIMO技術(shù)的很多優(yōu)勢將會體現(xiàn)出來。主要包括：同一小區(qū)移動用戶間的信道具有相互正交性；系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)噪聲將會消失；基站端用于每比特的發(fā)射能量可以任意小。

在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，基站一般采用時分雙工(Time-Division-Duplexing,TDD)的方式進(jìn)行無線信號的接收與傳送。基站根據(jù)上行導(dǎo)頻信號進(jìn)行信道估計，即由信道的互易性得到下行信道狀態(tài)信息(Channel-State-Information,CSI)，并進(jìn)行下行預(yù)編碼設(shè)計等，最后再向終端發(fā)送下行數(shù)據(jù)。由于目前無線通信一般采取同小區(qū)導(dǎo)頻相互正交，不同小區(qū)復(fù)用同一組導(dǎo)頻的導(dǎo)頻分配策略。因此，基站在接收目標(biāo)小區(qū)的上行數(shù)據(jù)和導(dǎo)頻時，無法避免地受到來自其他小區(qū)的干擾，這就是導(dǎo)頻污染產(chǎn)生的原因。導(dǎo)頻污染問題嚴(yán)重影響了基站對信道估計的準(zhǔn)確性，并成為大規(guī)模MIMO系統(tǒng)性能進(jìn)一步提升的瓶頸。因此研究大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的導(dǎo)頻分配算法是抑制導(dǎo)頻污染的關(guān)鍵，對推動大規(guī)模MIMO技術(shù)的發(fā)展也具有重要的研究意義和工程實(shí)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上行鏈路中的導(dǎo)頻污染問題，本發(fā)明提供一種基于時移導(dǎo)頻的固定功率分配方法及系統(tǒng)，可提高小區(qū)邊緣終端的通信質(zhì)量，而且算法復(fù)雜度較低，便于實(shí)際工程的實(shí)施。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于時移導(dǎo)頻的固定功率分配方法，包括以下步驟：

搭建大規(guī)模MIMO小區(qū)系統(tǒng)模型，根據(jù)時移導(dǎo)頻策略將所有小區(qū)分為τ組{A₁,A₂,…,A_τ}；

設(shè)定終端的初始上行導(dǎo)頻發(fā)射功率為統(tǒng)一且小區(qū)基站的天線數(shù)趨于無窮，獲取小區(qū)內(nèi)所有終端的信干噪比并進(jìn)行降序排列；

構(gòu)建終端的上行信干噪比模型，并基于該上行信干噪比模型，首先為小區(qū)內(nèi)降序排列的部分終端分配固定的功率分配系數(shù)，然后按照等差遞增的方式為小區(qū)內(nèi)降序排列的其余終端分配固定的功率分配系數(shù)。

在更優(yōu)的技術(shù)方案中，具體根據(jù)小區(qū)內(nèi)終端數(shù)量K的奇偶性來分配功率分配系數(shù)：

當(dāng)K為奇數(shù)時，為降序排列的第1個終端分配固定的功率分配系數(shù)為為第K個終端分配固定的功率分配系數(shù)為并對所有K個終端按照功率分配系數(shù)等差遞增的方式，為其余K-2個終端分配固定的功率分配系數(shù)；

當(dāng)K為偶數(shù)時，為降序排列的第1個終端分配固定功率分配系數(shù)為為第k個終端分配固定功率分配系數(shù)為為最中間的2個終端分配固定的功率分配系數(shù)均為并對前個終端和后個終端均按照功率分配系數(shù)等差遞增的方式，為其余的K-4個終端分配固定的功率分配系數(shù)。