一种CF-MIMO中的导频分配和功率控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种CF

【技术实现步骤摘要】
一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及信号传输
，特别是涉及一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法及系统。

技术介绍

[0002]无小区大规模多输入多输出系统是在大规模MIMO的基础上提出的。在一个区域内建立大量无线接入点(Acess Points，APs)为少量用户提供服务，在时分双工模式下(Time Division Duplexing,TDD，基站利用同一时频资源为用户服务，中央处理单元与AP之间通过回程链路进行连接。在此模型下进行用户间的无线通信及信号处理。无小区大规模MIMO取消了传统蜂窝网络小区的划分，接入点的部署方式也由并置式变为分布式。传统的大规模MIMO网络采用并置式天线，集中位于一小片区域内，分布紧凑的特点使得其与CPU通信的回程损耗较低。与此对应的无小区大规模MIMO使用分布式天线，天线散落在较大的区域内，可以利用空间多样性降低阴影衰落，尽管回程损耗会增加，但分布式更有利于通信系统的全面覆盖。此外，CF
‑
MIMO能够突破性的解决传统大规模MIMO技术中的边缘用户问题。该技术具有覆盖范围广，服务质量均衡，天线部署灵活，较低复杂度的信号处理能力，能显著提高系统总频谱效率和能量效率，因此，CF
‑
MIMO被期望应用于5G中，解决频带稀缺的问题,为用户提供更好的通信服务。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法及系统，降低CF
‑
MIMO系统中的导频污染以及用户间信号干扰等问题，提高用户享受的服务质量，我们运用导频序列，采用最小均方误差估计法进行信道估计，在AP处估计所有信道，获得信道系数。在随后的下行信号传输过程中，对信号进行迫零预编码，获得接收信号的表达式和下行链路可到达速率的表达式。根据这两个表达式，我们提出贪婪导频分配算法和最大最小功率控制算法。
[0004]本专利技术第一方面提供一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法，包括：
[0005]在预设区域内设置不少于服务用户个数的基站接入点，并将用户及基站接入点进行传输连接，构成无小区的MIMO系统；
[0006]在时分双工模式下，将所有用户同时的将导频序列发送给所有基站接入点，当所有基站接入点计算得到信道系数的估计值后将信道系数的估计值发送至所有用户及中央处理器；
[0007]中央处理器根据大尺度衰落系数计算功率系数，并通过信道系数的估计值及功率系数形成预编码矢量，并将预编码矢量发送至对应的基站接入点。
[0008]进一步地，所述将预编码矢量发送至对应的基站接入点之后，还包括：
[0009]通过随机导频分配模式及贪婪导频分配筛选下行链路速率最小的用户，更新下行链路速率最小的用户的导频序列，使其导频污染最小。
[0010]进一步地，所述更新下行链路速率最小的用户的导频序列，包括：
[0011]依照导频污染最小的原则为下行链路速率最小的用户重新分配导频序列。
[0012]进一步地，所述中央处理器根据大尺度衰落系数计算功率系数之前，还包括：
[0013]通过max
‑
min功率控制算法优化下行链路速率。
[0014]进一步地，所述通过max
‑
min功率控制算法优化下行链路速率之前，包括：
[0015]通过迫零预编码提前对发送信号进行处理，消除用户间信道干扰。
[0016]本专利技术第二方面提供一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制系统，包括：
[0017]系统构建模块，用于在预设区域内设置不少于服务用户个数的基站接入点，并将用户及基站接入点进行传输连接，构成无小区的MIMO系统；
[0018]上行链路工作模块，用于在时分双工模式下，将所有用户同时的将导频序列发送给所有基站接入点，当所有基站接入点计算得到信道系数的估计值后将信道系数的估计值发送至所有用户及中央处理器；
[0019]下行链路工作模块，用于中央处理器根据大尺度衰落系数计算功率系数，并通过信道系数的估计值及功率系数形成预编码矢量，并将预编码矢量发送至对应的基站接入点。
[0020]进一步地，所述下行链路工作模块，还用于：
[0021]通过随机导频分配模式及贪婪导频分配筛选下行链路速率最小的用户，更新下行链路速率最小的用户的导频序列，使其导频污染最小。
[0022]进一步地，所述下行链路工作模块，还用于：
[0023]依照导频污染最小的原则为下行链路速率最小的用户重新分配导频序列。
[0024]进一步地，所述的一种导频分配和功率控制系统，还包括：
[0025]下行链路预处理模块，用于通过max
‑
min功率控制算法优化下行链路速率。
[0026]进一步地，所述下行链路预处理模块，还用于：
[0027]通过迫零预编码提前对发送信号进行处理，消除用户间信道干扰。
[0028]与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果在于：
[0029]本专利技术公开了一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法及系统，在时分双工模式下，通过互易信道，用大量接入点在同一时频资源下为少量用户服务；在上行链路使用导频序列来估计信道，获取信道系数，由于导频数量有限导致必须使用非正交导频，非正交导频带来的导频污染问题严重影响用户的有用信号，因此设计一种贪婪导频算法来降低导频污染；下行链路传输前，为了消除用户间干扰，采用迫零预编码提前对发送信号进行处理，消除用户间信道干扰；在发送过程中，由于信号的受干扰程度不同，用同样的功率发送不利于提高频谱利用率和能量利用率，为使不同的用户能够享受同样的服务质量，提出一种max
‑
min功率控制算法，能够有效优化下行链路速率，保证用户享受的服务质量均衡。具体贪婪导频算法具体实施过程如下：先给用户按照随机分配的方式分配导频序列，然后我们计算每个用户的下行链路速率并找出具有最小速率的用户。依照用户导频污染最小的原则为这个用户重新分配导频序列。该分配方式迭代进行，每次需要规定其迭代次数。本申请最大最小功率算法主要是根据下行链路导频速率以及功率约束条件，为下行链路速率最小的用户分配大的功率。通过设定其边界值并通过二分法解决max
‑
min优化问题。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1是本专利技术某一实施例提供的一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法的流程图；
[0032]图2是本专利技术另一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法，其特征在于，包括：在预设区域内设置不少于服务用户个数的基站接入点，并将用户及基站接入点进行传输连接，构成无小区的MIMO系统；在时分双工模式下，将所有用户同时的将导频序列发送给所有基站接入点，当所有基站接入点计算得到信道系数的估计值后将信道系数的估计值发送至所有用户及中央处理器；中央处理器根据大尺度衰落系数计算功率系数，并通过信道系数的估计值及功率系数形成预编码矢量，并将预编码矢量发送至对应的基站接入点。2.如权利要求1所述的一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法，其特征在于，所述将预编码矢量发送至对应的基站接入点之后，还包括：通过随机导频分配模式及贪婪导频分配筛选下行链路速率最小的用户，更新下行链路速率最小的用户的导频序列，使其导频污染最小。3.如权利要求2所述的一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法，其特征在于，所述更新下行链路速率最小的用户的导频序列，包括：依照导频污染最小的原则为下行链路速率最小的用户重新分配导频序列。4.如权利要求1所述的一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法，其特征在于，所述中央处理器根据大尺度衰落系数计算功率系数之前，还包括：通过max
‑
min功率控制算法优化下行链路速率。5.如权利要求1所述的一种CF
‑
MIMO中的导频分配和功率控制方法，其特征在于，所述通过max
‑
min功率控制算法优化下行链路速率之前，包括：通过迫零预编码提前对发送信号进行处理，消除...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗志勇，王思宇，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：