大规模MIMO系统中克服导频污染的部分导频复用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种在大规模MIMO系统中克服导频污染的部分导频复用方法，包括如下步骤：(1)训练阶段，用户根据接收到的信号判断自身所受干扰的大小，并将这些信息传给基站；(2)基站根据小区内用户数目的不同，确定一个信干噪比门限，并根据用户上传的信息将用户分为强干扰用户(边缘用户)和弱干扰用户(中心用户)；(3)给不同小区的弱干扰用户(中心用户)分配同一套导频，相邻小区强干扰用户(边缘用户)分配不同的导频。本发明专利技术不同小区的中心用户复用同一套导频，可以让他们复用同样的导频以提高导频的利用率；相邻小区的边缘用户使用不同的导频以减小干扰；从而减少导频污染的影响并提高导频的利用率。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】大规模ΜΙΜΟ系统中克服导频污染的部分导频复用方法
本专利技术属于通信
，涉及一种在大规模MMO系统中克服导频污染的部分 导频复用方法。 【
技术介绍
】 在可用频谱资源日渐匮乏的今天，开拓新的空域资源已成为提升统容量和性能的 有效手段之一。因此，如何更充分的利用空域资源来满足日益增长的通信需求始终都是无 线通信
研究的热点。 近年来，随着电子器件和系统集成技术的进步，在基站端使用大规模的天线阵列 已完全成为可能，相应地大规模Mnro技术也就应运生。现有研究已经表明：当基站端配置 的天线数趋于无穷时，每个用户对应的接收信道矢量将趋于正交，那么就可利用波束形成 技术来降低小区间干扰，并显著地提高系统的频谱利用率和能量效率。由于这些显著的优 势，大规模MMO技术已经受到业界和学术界的广泛关注，并被看做是实现未来高能效绿色 宽带移动通信系统的关键技术之一。 虽然大规模MMO技术以其显著的性能优势给大家展示了一个非常美好的应用前 景，但上述这些性能优势必须在所有信道信息已知的前提下才能够获得，因为基站在做波 束形成或者信号检测时必须知道每个用户到基站的信道信息。如果基站在做信道检测时， 相邻小区的用户使用的不同的导频，那么，基站将检测的将是这些用户的联合信道，从而在 下行发射的时候会给这些用户一起发送信号，造成导频污染。 【
技术实现思路
】 本专利技术的目的在于提供一种在大规模MIMO系统中克服导频污染的部分导频复用 方法，通过给强干扰用户分配不同的导频以减少导频污染的影响。 为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案： -种在大规模MIMO系统中克服导频污染的部分导频复用方法，包括以下步骤： (1)、训练阶段：用户根据接收到的信号判断自身所受干扰的大小，并将这些信息 传给基站； (2)、基站根据小区内用户数目的不同，确定一个信干噪比门限，并根据用户上传 的信息将用户分为边缘用户和中心用户； (3)、给不同小区的中心用户分配同一套导频，相邻小区的边缘用户分配不同的导 频。 所述步骤（2)的具体步骤为： 本小区的基站接收到用户上报的信息后，根据用户的数量信息确定信干噪比门 限；并根据信干噪比将用户划分为强干扰用户和弱干扰用户；用户的信干比表示为： 其中，2Re_ri表示用户离最近的干扰小区基站的距离， Γι为用户距离本小区基站的 距离，对于中心用户，Re= R为小区半径，对于边缘用户，Pbs表示小区密度； 对于中心用户：Pbs= JiR 2,对于边缘用户：α是路径损耗因子；将用户的信 干比转换为用户距离本小区基站距离A的函数，通过一个距离门限Rth将用户分为中心用 户和边缘用户： Mc= (Iiri^RtJ1Me= (Iiri)RtJ 其中，i表不用户序号，Mt^P Me分别表不中心用户和边缘用户的集合； 计算得到小区中心用户和边缘用户的平均容量分别为： Λ f表示系统的带宽，R。表示用户距离基站的最小距离，SIR ￡和SIR汾别表示用 户为中心用户和边缘用户时候的信干比； 导频根据小区中心和边缘的面积来进行分配，中心导频数和边缘导频数分别为： Nc= N-3Ne 其中表示对X下取整；N为导频总数为； 小区的总容量c最终表示为： 其中，M为小区内的用户总数；表示从M个元素中选出k个元素的可能性； 通过对小区总容量求最大值得到最佳的划分门限Rth。 所述步骤（3)的具体步骤为： 通过计算得到的最佳门限Rth，将用户分为中心用户和边缘用户，给不同小区的中 心用户分配同一套导频，相邻小区的边缘用户分配不同的导频。 本专利技术在大规模M頂0系统中，相邻小区内不同用户使用相同的导频会造成相互 干扰。为了减轻这一干扰，小区基站给不同位置的用户分配不同的导频，使相邻小区的强干 扰用户使用不同的导频以减小干扰。 相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果： 本专利技术针对大规模MIMO系统中存在的导频污染问题，提出一种采用部分导频复 用技术的导频资源分配方法，以减少导频污染，提高系统性能；本专利技术方法按照用户的位置 将用户分为中心用户和边缘用户；对于相互之间干扰较弱的中心用户，不同小区的中心用 户复用同一套导频，可以让他们复用同样的导频以提高导频的利用率；对于相互之间干扰 较强的边缘用户，相邻小区的边缘用户使用不同的导频以减小干扰；从而减少导频污染的 影响并提高导频的利用率。使用通过计算仿真得到的小区最佳门限来划分用户可以最大化 的提高系统的容量。 【【附图说明】】 图1是本专利技术方法所应用的场景实例图； 图2给出了功能实现模块框图； 图3给出了小区的网络结构图； 图4是通过计算机仿真得到的系统划分门限和小区总容量之间的关系图； 图5给出了在导频数为50,用户数为36时的不同策略下小区容量的累积分布函数 曲线。 【【具体实施方式】】 下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述： 在大规模MMO通信系统中，由于导频总数是有限的，无法给所有用户都分配不同 的正交导频，所以导频污染的问题是始终存在的。为了减少导频污染，本专利技术给相互之间干 扰较强的用户分配不同的导频，相互干扰较弱的用户则复用相同导频。划分用户时，需要设 定一个信干比门限，并根据用户自身的信干比划分为中心用户和边缘用户，其中不同小区 的中心用户复用相同导频，相邻小区的边缘用户使用不同的导频，如图1所示。 通过这种导频分配方式，我们可以看到，不同小区的中心用户相距较远，使用相同 的导频并不会让相互之间产生强干扰，而相邻小区的边缘用户之间相距较近，通过给他们 分配不同的导频可以有效的减少导频污染的影响。 本专利技术一种在大规模MMO当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
大规模MIMO系统中克服导频污染的部分导频复用方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、训练阶段：用户根据接收到的信号判断自身所受干扰的大小，并将这些信息传给基站；(2)、基站根据小区内用户数目的不同，确定一个信干噪比门限，并根据用户上传的信息将用户分为边缘用户和中心用户；(3)、给不同小区的中心用户分配同一套导频，相邻小区的边缘用户分配不同的导频。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范建存，李维启，邓建国，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61