多小区大规模MIMO系统用户双天线导频干扰消除方法技术方案

本发明专利技术提供了一种多小区大规模MIMO系统用户双天线导频干扰消除方法，将上行链路的导频污染和下行链路数据传输过程中的干扰通过考虑空间相关性和控制用户端的波束成型权值向量来减轻。同时将导频分配引入到前面所提的方法中来，提出了基于贪婪算法的导频分配策略，结合用户双天线装置，进一步的减轻了导频污染带来的影响，从而达到减轻信道估计误差，提升系统速率的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信
，具体地，涉及一种多小区大规模MIMO系统用户双天线导频干扰消除方法。
技术介绍
近年来，随着无线通信技术的飞速发展，人们对于无线通信系统性能的要求也在不断提高。实现一个高速率、高稳定性、低功耗的移动通信网络来满足人们日益增加的需求，对于研究人员们来说既是一个机遇，也是一个挑战。目前针对第五代(FifthGeneration,5G)无线通信网络的研究正在如火如荼的展开，预计到2020年5G系统就会得到部署和商用。在5G系统中有很多重点研究的关键技术，其中大规模多输入多输出技术(Multiple-inputMultiple-output,MIMO)因为众多的优点而备受瞩目。而大规模MIMO技术在大幅提升系统性能的同时，也面临着很多的挑战。大规模MIMO系统中的干扰，也就是俗称的导频污染问题，就是其中之一。因此，在保障系统性能的前提下，克服导频污染问题带来的影响，消除大规模MIMO系统中的干扰，是一个亟待解决的问题。消除导频污染的方法分为几种，现有技术中公开了Y.Li,Y.Nam,B.L.Ng,andJ.C.Zhang的文献“Anon-asymptoticthroughputformassiveMIMOcellularuplinkwithpilotreuse(导频复用的大规模MIMO网络上行链路中一种非渐进吞吐率策略),”IEEEGlobecompp.4500-4504,2012,提出通过频率复用或者说减少使用非正交导频用户的数目来减轻导频污染的方法。在某些特殊场景下，这一方法可以提高性能，然而通常情况下由于服务的用户数减少即使特定用户的信干噪比增加也无济于事。从预编码角度考虑，J.Jose,A.Ashikhmin,T.L.MarzettaandS.Vishwanath的文献“Pilotcontaminationandprecodinginmulti-cellTDDsystems(多小区时分复用系统的导频污染和预编码),”IEEETransactiononWirelessCommunication,vol.10,no.8,pp.2640–2651,2011,提出一种分布式单小区预编码方法。根据这一方法，基站端的预编码矩阵是用来减少其自身小区内用户和其他小区用户干扰之间的均方误差。这种分布式预编码方法比传统的单小区迫零预编码方法性能要好。H.Q.NgoandE.G.Larsson的文献“EVD-basedchannelestimationsformulticellmultiuserMIMOwithverylargeantennaarrays(多天线多小区多用户MIMO系统中特征值分解基础上的信道估计),”IEEEICASSP,pp.3249–3252,2012,提出特征值分解基础上的信道估计和带投影的迭代最小二乘信道估计方法。特征值分解基础上的信道估计有一个前提假设，那就是不同用户的信道矢量相互正交。这一假设使得基站可以根据接收数据的统计信息来估计信道矢量。根据统计信息来估计的这种方法中固有的乘数标量不明的特性可以通过分配相互正交的导频序列来解决。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种多小区大规模MIMO系统用户双天线导频干扰消除方法。根据本专利技术提供的多小区大规模MIMO系统用户双天线导频干扰消除方法，将上行链路的导频污染和下行链路数据传输过程中的干扰通过考虑空间相关性和控制用户端的波束成型权值向量来减轻。同时将导频分配引入到前面所提的方法中来，提出了基于贪婪算法的导频分配策略，包括如下步骤：步骤1：设置多小区大规模MIMO系统的工作条件，并定义相关的系统参数；其中，相关的系统参数包括：复传播系数、导频分配矩阵、上行链路目标基站所接收到的信号以及下行链路中系统的可达合速率；步骤2：根据用户位置获得各自的上行链路到达角和大规模衰落系数计算出对应小组可达合速率的最大值，并形成相应维数的结果表；步骤3：寻找结果表中最大的元素并获得该元素相应的用户分组，记录相应的用户分组后清空该结果表；步骤4：判断用户分组是否全部记录完毕，若用户分组已全部记录完毕，则完成导频分配，得到分配策略；若否，则返回执行步骤3。优选地，所述步骤1包括：步骤1.1：设置多小区大规模MIMO系统的工作条件；具体地，假定小区数目为L的大规模MIMO系统均复用相同的频带，每个小区内有一个基站，基站上有M根天线，每个小区内服务K个双天线的用户；在基站天线数目M趋向正无穷时，L个小区都复用相同的长度为τ的导频序列，每个小区内的用户复用K个相互正交的导频序列，并且每个小区内的K个用户使用的导频互相正交；其中，第l个小区内第k个用户标记为〈k,l〉，并设集合设整个系统使用的导频序列组为S＝{s1,…,sK本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多小区大规模MIMO系统用户双天线导频干扰消除方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：设置多小区大规模MIMO系统的工作条件，并定义相关的系统参数；其中，相关的系统参数包括：复传播系数、导频分配矩阵、上行链路目标基站所接收到的信号以及下行链路中系统的可达合速率；步骤2：根据用户位置获得各自的上行链路到达角和大规模衰落系数计算出对应小组可达合速率的最大值，并形成相应维数的结果表；步骤3：寻找结果表中最大的元素并获得该元素相应的用户分组，记录相应的用户分组后清空该结果表；步骤4：判断用户分组是否全部记录完毕，若用户分组已全部记录完毕，则完成导频分配，得到分配策略；若否，则返回执行步骤3。

【技术特征摘要】
1.一种多小区大规模MIMO系统用户双天线导频干扰消除方法，其特征在于，包括如下
步骤：
步骤1：设置多小区大规模MIMO系统的工作条件，并定义相关的系统参数；其中，相关的
系统参数包括：复传播系数、导频分配矩阵、上行链路目标基站所接收到的信号以及下行链
路中系统的可达合速率；
步骤2：根据用户位置获得各自的上行链路到达角和大规模衰落系数计算出对应小组
可达合速率的最大值，并形成相应维数的结果表；
步骤3：寻找结果表中最大的元素并获得该元素相应的用户分组，记录相应的用户分组
后清空该结果表；
步骤4：判断用户分组是否全部记录完毕，若用户分组已全部记录完毕，则完成导频分
配，得到分配策...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵晓康，蒋铃鸽，何晨，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31