CN106385274B - 一种大规模mimo系统中导频分配的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种大规模MIMO系统中导频分配的方法及装置,方法包括:将蜂窝移动网络中的小区划分为三个或者四个小区分组,使蜂窝移动网络中的相邻小区分别属于不同的小区分组;获取待处理的当前小区;根据当前小区中各用户的信道质量,对当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表;根据当前小区中各用户受到的导频干扰量,对当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表;按照预设的分配规则,将导频序列列表中的各导频序列分别重新分配给用户列表中的各用户。应用本发明实施例既能消除不同组小区之间的导频污染,又能进一步减少同组小区之间的导频污染,提升大规模MIMO系统的通信性能。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,特别是涉及一种大规模MIMO系统中导频分配的方法及装置。
背景技术
随着移动通信技术的飞速发展,提高频谱资源的利用率成为越来越迫切解决的重要问题。多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术应运而生,MIMO技术能够通过在发送端和接收端架设多根天线,构建多个并行的空间传输信道,实现移动信号在空域空间的复用,极大地提高频谱利用率。随后,MIMO技术的发展又衍生出了大规模MIMO技术。相比传统MIMO技术,大规模MIMO技术能够通过在基站端架设数量巨大的低功率小天线,将频谱效率提升1~2个数量级,能够有效改善通信性能且更加节约能源。
目前,大规模MIMO技术的通信性能在很大程度上取决于基站端是否能精确获取当前上下行链路的信道状态信息(Channel State Information,CSI),在实际应用中,移动通信系统通常会使用基于导频的信道估计技术来实时获取CSI。但由于导频资源非常紧张,在实际应用中,不同小区的用户通常会被分配同一组或者非正交的导频序列。这样,基站端在根据本地用户发送的上行信息来进行信道估计时,得到的CSI并非只是本地用户与基站之间的信道信息,而是被相邻小区用户使用的相同导频序列污染之后的信道信息。可见,移动蜂窝网络小区之间的导频复用造成的导频污染极大地限制了使用大规模MIMO技术在频谱效率和功率效率等方面的性能提升。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种大规模MIMO系统中导频分配的方法及装置,以减少蜂窝小区之间的导频污染,提升大规模MIMO系统的通信性能。具体技术方案如下:
为达到上述目的,本发明实施例公开了一种大规模MIMO系统中导频分配的方法,应用于蜂窝移动网络,所述方法包括:将所述蜂窝移动网络中的小区划分为三个或者四个小区分组,使所述蜂窝移动网络中的相邻小区分别属于不同的小区分组;从所述小区分组中获取待处理的当前小区;按照预设的第一排序规则,根据所述当前小区中各用户的信道质量,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表;按照预设的第二排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰量,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表;按照预设的分配规则,将所述导频序列列表中的各导频序列分别重新分配给所述用户列表中的各用户;其中,所述预设的分配规则包括将所述导频序列列表中导频干扰量大的导频序列分配给所述用户列表中信道质量好的用户,将所述导频序列列表中导频干扰量小的导频序列分配给所述用户列表中信道质量差的用户。
优选地,所述预设的第一排序规则包括从大到小的排序规则,所述信道质量包括信道功率;所述按照预设的第一排序规则,根据所述当前小区中各用户的信道质量,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表的步骤,包括:按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户对应的信道功率,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表。
优选地,所述预设的第二排序规则包括从大到小的排序规则,所述导频干扰量包括导频干扰功率;所述按照预设的第二排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰量,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表的步骤,包括:按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰功率,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表。
优选地,所述按照预设的分配规则,将所述导频序列列表中的各导频序列分别重新分配给所述用户列表中的各用户的步骤,包括:将排序后的所述导频序列列表中的各导频序列从大到小依次分配给排序后的所述用户列表中的各用户。
优选地,所述不同的小区分组分别对应的导频时隙是相互间隔的。
本发明实施例还公开了一种大规模MIMO系统中导频分配的装置,应用于蜂窝移动网络,所述装置包括:划分单元,用于将所述蜂窝移动网络中的小区划分为三个或者四个小区分组,使所述蜂窝移动网络中的相邻小区分别属于不同的小区分组;获取单元,用于从所述小区分组中获取待处理的当前小区;第一排序单元,用于按照预设的第一排序规则,根据所述当前小区中各用户的信道质量,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表;第二排序单元,用于按照预设的第二排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰量,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表;分配单元,用于按照预设的分配规则,将所述导频序列列表中的各导频序列分别重新分配给所述用户列表中的各用户;其中,所述预设的分配规则包括将所述导频序列列表中导频干扰量大的导频序列分配给所述用户列表中信道质量好的用户,将所述导频序列列表中导频干扰量小的导频序列分配给所述用户列表中信道质量差的用户。
优选地,所述预设的第一排序规则包括从大到小的排序规则,所述信道质量包括信道功率;所述第一排序单元,具体用于按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户对应的信道功率,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表。
优选地,所述预设的第二排序规则包括从大到小的排序规则,所述导频干扰量包括导频干扰功率;所述第二排序单元,具体用于按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰功率,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表。
优选地,所述分配单元,具体用于将排序后的所述导频序列列表中的各导频序列从大到小依次分配给排序后的所述用户列表中的各用户。
优选地,所述不同的小区分组分别对应的导频时隙是相互间隔的。
本发明实施例提供的一种大规模MIMO系统中导频分配的方法及装置,可以将蜂窝移动网络中的小区划分为三个或者四个小区分组,使得相邻小区属于不同的小区分组,且不同小区分组中的小区对应的导频时隙是相互间隔的;以及根据待处理的当前小区中用户对应的信道质量和导频干扰量,对当前小区中的用户和导频序列分别进行排序,得到排序后的导频序列列表和排序后的用户列表,并按照预设的分配规则将导频序列重新分配给用户;具体地,可以将导频序列列表中导频干扰量大的导频序列分配给用户列表中信道质量好的用户,将导频序列列表中导频干扰量小的导频序列分配给用户列表中信道质量差的用户。这样,能够避免相邻小区之间的导频干扰;以及通过按照预设分配规则重新向用户分配导频序列来提高信道功率较差的用户的通信质量,使小区内各用户的通信质量均保持在一个均衡状态,保证小区内所有用户的通信效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例,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。
图1为本发明实施例的大规模MIMO系统中导频分配方法的一种流程图;
图2为本发明实施例中的将蜂窝移动网络中的小区划分为三个小区分组的示意图;
图3为本发明实施例中的将蜂窝移动网络中的小区划分为四个小区分组的示意图;
图4为本发明实施例中的三个小区分组的导频时隙示意图;
图5为本发明实施例中的四个小区分组的导频时隙示意图;
图6为本发明实施例的大规模MIMO系统中导频分配装置的一种结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种大规模MIMO系统中导频分配的方法。参见图1,图1为本发明实施例的大规模MIMO系统中导频分配方法的一种流程图,包括如下步骤:
步骤101,将蜂窝移动网络中的小区划分为三个或者四个小区分组,使所述蜂窝移动网络中的相邻小区分别属于不同的小区分组;
本发明实施例可以适用于使用大规模MIMO的蜂窝移动网络系统。
具体地,在本发明实施例中,可以将蜂窝移动网络中的小区划分为至少三个小区分组,通常情况下为三个或者四个小区分组,使蜂窝移动网络中的相邻小区分别属于不同的小区分组。下面以三个和四个小区分组为例,对小区分组进行详细说明:
将蜂窝移动网络中的小区划分为三个小区分组时,小区划分的示意图如图2所示,图2为本发明实施例中的将蜂窝移动网络中的小区划分为三个小区分组的示意图。在图2中,不同颜色标注的小区分别属于不同的小区分组;其中,白色颜色标注的小区属于第一小区分组,深灰色标注的小区属于第二小区分组,黑色颜色标注的小区属于第三小区分组。以第三小区分组中编号为4的小区为例,编号为4的小区的相邻小区包括第一小区分组中编号为48、6和9的三个小区以及第二小区分组中编号为2、5和47的三个小区。可见,编号为4的小区与六个相邻小区属于不同的小区分组。
将蜂窝移动网络中的小区划分为四个小区分组时,小区划分的示意图如图3所示,图3为本发明实施例中的将蜂窝移动网络中的小区划分为四个小区分组的示意图。在图3中,不同颜色标注的小区分别属于不同的小区分组;其中,白色颜色标注的小区属于第一小区分组,深灰色颜色标注的小区属于第二小区分组,黑色颜色标注的小区属于第三小区分组,浅灰色颜色标注的小区属于第四小区分组。以第三小区分组中编号为8的小区为例,编码为8的小区的相邻小区包括第一小区分组中编号为5和13的两个小区、第二小区分组中编号为3和7的两个小区,以及第四小区分组中编号为2和14的两个小区。可见,编号为8的小区与六个相邻小区属于不同的小区分组。
在本发明的一种优选实施例中,所述不同小区分组分别对应的导频时隙是相互间隔的。
下面以三个和四个小区分组为例,对小区分组对应的导频时隙进行详细说明:
将蜂窝移动网络中的小区划分为三个小区分组时,各小区分组分别对应的导频时隙的示意图如图4所示,图4为本发明实施例中的三个小区分组的导频时隙示意图。在图4中,斜线填充部分为第一小区分组的导频时隙,方格填充部分为第二小区分组的导频时隙,竖线填充部分为第三小区分组的导频时隙;可见,三个小区分组的导频时隙在时域上均没有重叠,是相互间隔的,从而从时域消除了不同小区分组之间的导频污染。
将蜂窝移动网络中的小区划分为四个小区分组时,各小区分组分别对应的导频时隙的示意图如图5所示,图5为本发明实施例中的四个小区分组的导频时隙示意图。在图5中,斜线填充部分为第一小区分组的导频时隙,方格填充部分为第二小区分组的导频时隙,竖线填充部分为第三小区分组的导频时隙;横线填充部分为第四小区分组的导频时隙;可见,四个小区分组的导频时隙在时域上均没有重叠,是相互间隔的,从而从时域消除了不同小区分组之间的导频污染。
步骤102,从所述小区分组中获取待处理的当前小区;
在具体实施过程中,可以从蜂窝移动网络的小区分组中获取需要处理的当前小区。
步骤103,按照预设的第一排序规则,根据所述当前小区中各用户的信道质量,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表;
需要说明的是,在本发明实施例中,第一排序规则可以是从大到小,或者从小到大,或者其他排序规则。为了便于描述,本发明实施例以第一排序规则为从大到小的排序规则为例进行说明,本发明对小区用户的第一排序规则不加以限制。
在本发明的另一种优选实施例中,所述信道质量可以包括信道功率;
所述按照预设的第一排序规则,根据所述当前小区中各用户的信道质量,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表的步骤,包括:
按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户对应的信道功率,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表。
具体地,信道功率表达式如公式(1)所示:
在公式(1)中,ak表示小区i中的用户k与小区i对应的基站之间的信道功率;表示小区i中的用户k和小区i对应基站之间信道的大尺度衰落;表示小区i中的用户k和小区i对应基站之间信道的阴影衰落,且服从对数正态分布;diki表示小区i中的用户k到小区i对应的基站之间的距离;γ为衰落系数。需要说明的是,信道功率ak越大,说明信道的质量越好。
接下来,根据当前小区中各用户与当前小区对应的基站之间的信道功率,按照从大到小的排序规则,对当前小区中的各用户进行排序,得到排序后的用户列表,如公式(2)所示:
在公式(2)中,Fa为按照从大到小的排序规则排序后的信道功率列表,p1,p2,...,pk分别为排序后的信道功率列表对应的用户列表,可见,p1,p2,...,pk为按照信道功率排序后的用户列表。
步骤104,按照预设的第二排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰量,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表;
需要说明的是,在本发明实施例中,第二排序规则具体可以是从大到小,或者从小到大,或者其他排序规则,可以与第一排序规则相同,当然也可以与第一排序规则不同。为了便于描述,本发明实施例以第二排序规则与第一排序规则相同,均为从大到小的排序规则为例进行说明,本发明对小区导频序列的第二排序规则不加以限制。
在本发明的又一种优选实施例中,所述导频干扰量可以包括导频干扰功率;
所述按照预设的第二排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰量,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表的步骤,包括:
按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰功率,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表。
具体地,用户对应的导频干扰功率的表达式如公式(3)所示:
在公式(3)中,bk表示当小区i所处的小区分组中除小区i以外的其他小区中的用户复用导频序列k时,对小区i中的用户k造成的导频干扰功率;表示小区j中的用户k和小区i对应基站之间信道的大尺度衰落;表示小区j中的用户k和小区i对应基站之间信道的阴影衰落,且服从对数正态分布;dikj表示小区j中的用户k到小区i对应的基站之间的距离;γ为衰落系数。需要说明的是,用户受到的导频干扰越严重,用户受到的导频干扰量就越大,用户对应的导频干扰功率bk也越大,说明导频的质量就越差。
接下来,根据当前小区中各用户分别受到的导频干扰功率,按照从大到小的排序规则,对当前小区中用户使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表,如公式(4)所示:
在公式(4)中,Fb为按照从大到小排序规则后的导频干扰功率列表,q1,q2,...,qk分别为排序后的导频干扰功率列表对应的导频序列列表,可见,q1,q2,...,qk为按照导频干扰功率排序后的导频序列列表。
步骤105,按照预设的分配规则,将所述导频序列列表中的各导频序列分别重新分配给所述用户列表中的各用户;其中,所述预设的分配规则包括将所述导频序列列表中导频干扰量大的导频序列分配给所述用户列表中信道质量好的用户,将所述导频序列列表中导频干扰量小的导频序列分配给所述用户列表中信道质量差的用户。
需要说明的是,预设的分配规则可以是从列表头到列表尾、依次分配的分配规则,也可以是按照从列表尾到列表头、依次分配的分配规则,当然也可以是其他分配规则,本发明对分配规则不加以限定。
在本发明的再一种优选实施例中,当预设的第一排序规则为从大到小的排序规则,且预设的第二排序规则为从大到小的排序规则时,所述按照预设的分配规则,将所述导频序列列表中的各导频序列分别重新分配给所述用户列表中的各用户的步骤,包括:
将排序后的所述导频序列列表中的各导频序列从大到小依次分配给排序后的所述用户列表中的各用户。
具体地,预设的分配规则是从列表头到列表尾、依次分配的分配规则,可以将所述导频序列列表中第一个导频序列分配给所述用户列表中第一个用户,将所述导频序列列表中第二个导频序列分配给所述用户列表中第二个用户,依次分配,直到将所述导频序列列表中最后一个导频序列分配给所述用户列表中最后一个用户。
需要说明的是,由于用户的信干比(Signal to Interference Ratio,SIR)能够体现用户与基站之间的通信质量,在本发明实施例中,可以将通过重新分配小区中用户与导频序列的对应关系,将小区内各用户分别对应的SIR均保持为均衡值,提高小区中信道质量较差的用户的通信质量,进而保证小区内所有用户的通信质量均处于较佳状态。
具体地,可以根据小区中各用户对应的信道功率和导频干扰功率,计算出各用户对应的SIR。基于公式(1)和公式(3),SIR的表达式如公式(5)所示:
在公式(5)中,SIRk表示小区i中的用户k的SIR,ak表示小区i中的用户k与小区i对应基站之间的信道功率,bk表示当小区i所处的小区分组中除小区i以外的其他小区中的用户复用导频序列k时对小区i中的用户k造成的导频干扰功率。
可以理解的,对于信道功率较小,也就是与基站之间的信道质量较差的用户,可以分配导频干扰功率较小的高质量导频序列,以提升这部分用户的通信质量。对于信道功率较大,也就是与基站之间的信道质量较好的用户,可以分配导频干扰功率较大的质量差的导频序列;由于这部分用户的信道质量较好,能够将质量差的导频序列带来的不良影响控制在合理范围内,保证这部分用户的通信质量,这样,能够在保证信道质量较好的用户的通信质量前提下,将质量较好的导频序列分配给信道质量较差的用户,最终使当前小区内的全体用户都能够体验到满意的通信服务。
可见,本发明实施例能够将蜂窝移动网络中的小区划分为三个或者四个小区分组,使得相邻小区属于不同的小区分组;其中不同的小区分组的导频时隙是相互间隔的;以及根据待处理的当前小区中用户对应的信道功率和受到的导频干扰功率,分别对当前小区中的用户和导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表和排序后的用户列表,并按照预设的分配规则将导频序列重新分配给用户。具体地,可以将导频序列列表中导频干扰量大的导频序列分配给用户列表中信道质量好的用户,将导频序列列表中导频干扰量小的导频序列分配给用户列表中信道质量差的用户。这样,能够消除不同小区分组之间的导频干扰;以及通过按照预设分配规则重新向用户分配导频序列来进一步降低同组小区的导频干扰,使小区内所有用户的通信质量都保持在一个均衡状态,为小区内的所有用户提供高质量的通信服务。
以上联合导频分配算法是在各分组小区的导频时隙进行信道估计的时候同时进行的,既可以计算出当天线数目为无穷时对应的用户理论SIR,也可以计算出当天线数目有限时对应的用户实际的SIR,从而验证本发明实施例所述方法的技术效果,具体步骤如下:
首先,蜂窝移动网络中小区对应的基站均采用线性天线阵,不考虑正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)子载波下标,基站i在导频时隙的接收到的信息表达式如公式(6)所示:
在公式(6)中,Yi表示基站i在导频时隙接收到的用户信息;gikj表示小区j的用户k到小区i对应基站的信道向量,K表示小区的用户数量。sk=[sk1 … skK]表示用户k使用的导频序列,不同导频序列之间满足正交性,且|sk|2=K。其中,小区j的用户k到小区i对应基站的信道向量的表达式如公式(7)所示:
在公式(7)中,表示小区j中的用户k和小区i对应基站之间信道大尺度衰落;表示小区j中的用户k到小区i对应基站之间信道的阴影衰落,且服从对数正态分布;dikj表示小区j中的用户k到小区i对应基站之间的距离;γ表示衰落系数;hikj表示小区j中的用户k到和小区i对应基站之间信道的小尺度衰落,且hikj为服从CN(0,1)的M×1维独立同分布随机变量;表示小区l中的用户k的下行发送功率;Gil表示小区l对应的基站到小区i对应基站之间的信道矩阵;其中表示小区i对应基站和小区l对应基站之间信道的大尺度衰落,表示小区l中的用户和小区i对应基站之间信道的阴影衰落,且服从对数正态分布;dil表示小区l到小区i对应基站之间的距离;Hil表示小区j中的用户k和小区i对应基站之间信道的小尺度衰落,且Hil是服从CN(0,IM)的M×M维独立同分布随机变量;Wkl表示小区l中用户k对应的预编码向量,且 表示在基站端得到的估计信道向量,||·||F表示F范数;Vkl表示发送给小区l中的用户k的数据信息,且Vkl服从CN(0,1)分布;Zi表示高斯白噪声,且Zi服从CN(0,σ2IM)分布。
接下来,基站对公式(6)中基站i在导频时隙的接收到的信息Yi进行最小二乘信道估计,估计信道信息的表达式如公式(8)所示:
由于本发明实施例所述方法只考虑用户的上行信息发送时隙,小区i对应基站接收到的用户上行信息表达式如公式(9)所示:
在公式(9)中,xkj表示小区j中的用户k发送的上行信息,且xkj服从CN(0,1)分布;gikj表示小区j的用户k到小区i对应基站的信道向量;Zi表示高斯白噪声,且Zi服从CN(0,σ2IM)分布。
接下来,对公式(9)进行最大比合并接收,接收信息的表达式如公式(10)所示:
在公式(10)中,表示接收到的小区i中的用户k向小区i对应基站发送的上行信息;表示小区i中的用户k受到的导频污染;zn表示小区i中的用户k受到的其他干扰和噪声之和,服从0均值有限值方差分布的高斯随机变量。
由公式(10),可以得到基站上行接收信息对应的SIR,SIR的表达式如公式(11)所示:
在公式(11)中,SIRik表示小区i中用户k对应的SIR;当基站的天线数量趋于无穷时,可以对公式(11)进行简化,简化后的表达式如公式(12)所示:
在公式(12)中,M表示基站天线的数量,其中,
在公式(13)中,βiki表示小区i中的用户k和小区i对应基站之间信道的大尺度衰落;βikj表示小区i中的用户k和小区j对应基站之间信道的大尺度衰落;其中,表示小区i中的用户k和小区i对应基站之间信道的阴影衰落,且服务从对数正态分布;diki表示小区i中的用户k到小区i对应基站的距离;γ表示衰落系数。
在公式(14)中,βikj表示小区i中的用户k和小区j对应基站之间信道的大尺度衰落;βikj表示小区i中的用户k和小区j对应基站之间信道的大尺度衰落;其中,表示小区j中的用户k和小区i对应基站之间信道的阴影衰落,且服务从对数正态分布;dikj表示小区j中的用户k到小区i对应基站的距离;γ表示衰落系数。
可见,在本发明实施例中,能够通过对蜂窝移动网络中的小区进行分组以及重新为用户分配导频序列,使小区内各用户分别对应的SIR保持在一个均衡水平;不仅保证信道质量较好的用户的通信效果,更能够显著提高信道质量较差的用户的通信质量,为蜂窝移动网络中的全体用户提供了高质量的通信服务。
本发明实施例还公开了一种大规模MIMO系统中导频分配的装置。参见图6,图6为本发明实施例的大规模MIMO系统中导频分配装置的一种结构图,具体可以包括以下单元:
划分单元601,用于将所述蜂窝移动网络中的小区划分为三个或者四个小区分组,使所述蜂窝移动网络中的相邻小区分别属于不同的小区分组;
获取单元602,用于从所述小区分组中获取待处理的当前小区;
第一排序单元603,用于按照预设的第一排序规则,根据所述当前小区中各用户的信道质量,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表;
第二排序单元604,用于按照预设的第二排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰量,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表;
分配单元605,用于按照预设的分配规则,将所述导频序列列表中的各导频序列分别重新分配给所述用户列表中的各用户;其中,所述预设的分配规则包括将所述导频序列列表中导频干扰量大的导频序列分配给所述用户列表中信道质量好的用户,将所述导频序列列表中导频干扰量小的导频序列分配给所述用户列表中信道质量差的用户。
在本发明的一种可选实施例中,所述预设的第一排序规则包括从大到小的排序规则,所述信道质量包括信道功率;所述第一排序单元603,具体用于按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户对应的信道功率,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表。
在本发明的另一种可选实施例中,所述预设的第二排序规则包括从大到小的排序规则,所述导频干扰量包括导频干扰功率;所述第二排序单元604,具体用于按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰功率,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表。
在本发明的又一种可选实施例中,所述分配单元605,具体用于将排序后的所述导频序列列表中的各导频序列从大到小依次分配给排序后的所述用户列表中的各用户。
在本发明的再一种可选实施例中,所述不同小区分组分别对应的导频时隙是相互间隔的。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种大规模MIMO系统中导频分配的方法,其特征在于,应用于蜂窝移动网络,所述方法包括:
将所述蜂窝移动网络中的小区划分为三个或者四个小区分组,使所述蜂窝移动网络中的相邻小区分别属于不同的小区分组,且所述不同的小区分组分别对应的导频时隙是相互间隔的;
从所述小区分组中获取待处理的当前小区;
按照预设的第一排序规则,根据所述当前小区中各用户的信道质量,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表;
按照预设的第二排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰量,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表;
按照预设的分配规则,将所述导频序列列表中的各导频序列分别重新分配给所述用户列表中的各用户;其中,所述预设的分配规则包括将所述导频序列列表中导频干扰量大的导频序列分配给所述用户列表中信道质量好的用户,将所述导频序列列表中导频干扰量小的导频序列分配给所述用户列表中信道质量差的用户,以使小区内各用户分别对应的SIR均保持为均衡值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设的第一排序规则包括从大到小的排序规则,所述信道质量包括信道功率;
所述按照预设的第一排序规则,根据所述当前小区中各用户的信道质量,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表的步骤,包括:
按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户对应的信道功率,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述预设的第二排序规则包括从大到小的排序规则,所述导频干扰量包括导频干扰功率;
所述按照预设的第二排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰量,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表的步骤,包括:
按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰功率,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法,其特征在于,所述按照预设的分配规则,将所述导频序列列表中的各导频序列分别重新分配给所述用户列表中的各用户的步骤,包括:
将排序后的所述导频序列列表中的各导频序列从大到小依次分配给排序后的所述用户列表中的各用户。
5.一种大规模MIMO系统中导频分配的装置,其特征在于,应用于蜂窝移动网络,所述装置包括:
划分单元,用于将所述蜂窝移动网络中的小区划分为三个或者四个小区分组,使所述蜂窝移动网络中的相邻小区分别属于不同的小区分组,且所述不同的小区分组分别对应的导频时隙是相互间隔的;
获取单元,用于从所述小区分组中获取待处理的当前小区;
第一排序单元,用于按照预设的第一排序规则,根据所述当前小区中各用户的信道质量,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表;
第二排序单元,用于按照预设的第二排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰量,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表;
分配单元,用于按照预设的分配规则,将所述导频序列列表中的各导频序列分别重新分配给所述用户列表中的各用户;其中,所述预设的分配规则包括将所述导频序列列表中导频干扰量大的导频序列分配给所述用户列表中信道质量好的用户,将所述导频序列列表中导频干扰量小的导频序列分配给所述用户列表中信道质量差的用户,以使小区内各用户分别对应的SIR均保持为均衡值。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述预设的第一排序规则包括从大到小的排序规则,所述信道质量包括信道功率;
所述第一排序单元,具体用于按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户对应的信道功率,对所述当前小区中的用户进行排序,得到排序后的用户列表。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述预设的第二排序规则包括从大到小的排序规则,所述导频干扰量包括导频干扰功率;
所述第二排序单元,具体用于按照从大到小的排序规则,根据所述当前小区中各用户受到的导频干扰功率,对所述当前小区中各用户分别使用的导频序列进行排序,得到排序后的导频序列列表。
8.根据权利要求5至7任一所述的装置,其特征在于,所述分配单元,具体用于将排序后的所述导频序列列表中的各导频序列从大到小依次分配给排序后的所述用户列表中的各用户。
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Citations (3)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104768162A (zh) * | 2015-03-17 | 2015-07-08 | 重庆邮电大学 | 一种多小区大规模mimo系统的导频动态分配方法 |
CN105634571A (zh) * | 2016-01-18 | 2016-06-01 | 重庆邮电大学 | 大规模mimo系统中基于部分导频复用的导频污染减轻方法 |
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Pilot Scheduling based on Water-filling Algorithm in Massive MIMO;Zhichao Zhou et al.;《ICEIEC》;20160619;第II节 * |
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