CN105163328B - 一种偏移导频位置分配方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种偏移导频位置分配方法和装置，该方法包括：小区分组；对分组小区进行导频位置分配；对不同小区用户进行导频位置分配。本发明的技术方案相比静态导频分配方案能更好地减少导频污染带来的小区间干扰，获得更高的系统频谱效率，提升了系统的整体性能，同时该方案复杂度不高，在已知信道的大尺度衰落信息后可以直接自适应地调整导频的位置分配方案。

Description

一种偏移导频位置分配方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种偏移导频位置分配方法和装置。

背景技术

在移动通信网络中，随着用户数量的飞速增长和对高速通信需求的不断增加，减少小区间干扰成为提升系统容量以满足用户需求需要迫切解决的问题。

多用户多天线技术作为提升系统容量的典型代表，已经被广泛应用于现代的无线通信标准中。在多用户多天线时分双工系统中，基站根据用户发送的导频序列来估计信道信息，进行信号检测。然而，不同小区的用户发送的是非正交导频序列，不同小区用户之间存在相互干扰，带来导频污染问题。导频污染会导致信道估计不准确，基站发出的波束成形信号对其它小区的用户造成干扰，从而影响系统的性能。

目前，减少导频污染主要有以下几种方法：第一种方法是利用多天线多径信道模型中的到达角估计，基站根据基于协方差的信道估计结果，只分配非正交导频给到达角概率密度分布函数不重叠的用户；第二种方法是通过导频污染预编码，基站根据大尺度衰落信息，估计造成导频污染的信道的线性组合，再传输下行数据给所有使用同一导频序列的用户；第三种方法是采用时间偏移的导频传输方案，将所有小区分为几组，这几组小区内的用户依次发送上行导频序列，所有用户均完成导频序列的传输后，再同时传输上行数据，如图1所示。

目前，学术界与工业界在分布式多天线系统导频分配的问题上针对上述三种方法已有一些相关研究，但关于第三种方法的学术研究与设计方案还比较有限，一般采用的是类似频分复用的静态导频位置分配方案。静态导频位置分配方案的缺点是导频分配方案对于所有可能的用户位置分布都是相同的，不能充分利用信道的大尺度衰落特性，频谱效率及抗干扰能力较弱。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何进行导频位置分配以减少小区间干扰。

针对上述问题，本发明提出了一种偏移导频位置分配方法，包括：

S1、将L个小区分成组，以使第1至第-1组中每组有N个小区；

S2、建立N个空链表，分别对应N个导频时隙，将每组的N个小区分配到N个空链表中，以使每个导频时隙分别对应不同分组的个小区，每个小区的导频位置为所对应的导频时隙；

S3、建立K个空链表，对应第1个导频时隙的K个正交导频序列，将第1个导频时隙对应的个小区中每个小区的K个用户分配到K个空链表中，以使每个正交导频序列分别对应不同小区的个用户，每个用户的导频位置为所对应的正交导频序列；

S4、根据步骤S3，对剩余的N-1个导频时隙对应的不同小区中的用户的导频位置进行分配；

其中，L，k≥1，1≤N≤L。

优选地，所述步骤S1包括：

S11、获取小区i的基站和小区j的用户k之间的大尺度衰落系数β_ikj

S12、计算其中i,j∈[1,L],k∈[1,K]；

S13、根据sumβ_i的大小，将L个小区由小到大排序；

S14、将L个小区根据上述排序由小到大分成组，以使第1至第-1组中每组有N个小区。

优选地，所述步骤S2包括：

S21、建立N个空链表，将第1组的N个小区分别添加到N个空链表中；

S22、将第2组的N个小区中每个小区分别添加到所述N个链表，以计算每个小区在每个链表对应的频谱效率值，得到N*N个小区频谱效率值；

S23、根据所述小区频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第2组的N个小区中每个小区的最优链表位置，将第2组的N个小区从链表中删除，所述最优链表位置对应的导频时隙分别作为第2组每个小区的导频位置；

S24、根据步骤S22和S23，对其他组的所有小区导频位置进行分配。

优选地，所述步骤S3包括：

S31、建立K个空链表，将第1导频时隙对应的第1个小区的K个用户分别添加到K个空链表中；

S32、将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户分别添加到所述K个链表，以计算每个用户在每个链表对应的频谱效率，得到K*K个用户频谱效率值；

S33、根据所述用户频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第1导频时隙对应的第2个小区中K个用户的最优链表位置，将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户从链表中删除，所述最优链表位置对应的正交导频序列分别作为第1导频时隙对应的第2个小区中的每个用户的导频位置；

S34、根据步骤S32和S33，对第1导频时隙对应的其他小区中的用户导频位置进行分配；

S35、根据步骤S32～S34，对其他导频时隙对应的不同小区中的用户导频位置进行分配。

本发明还提出了一种基于上述方法的偏移导频位置分配装置，包括：

分组单元，用于将L个小区分成组，以使第1至第-1组中每组有N个小区；

小区导频位置分配单元，用于建立N个空链表，分别对应N个导频时隙，将每组的N个小区分配到N个空链表中，以使每个导频时隙分别对应不同分组的个小区，每个小区的导频位置为所对应的导频时隙。

用户导频位置分配单元，用于建立K个空链表，对应第1个导频时隙的K个正交导频序列，将第1个导频时隙对应的个小区中每个小区的K个用户分配到K个空链表中，以使每个正交导频序列分别对应不同小区的个用户，每个用户的导频位置为所对应的正交导频序列，

还用于根据第1个导频时隙的个小区用户的导频位置分配方法，对剩余的N-1个导频时隙对应的不同小区用户的导频位置进行分配，

其中，L、k≥1，1≤N≤L。

优选地，所述分组单元还包括：

获取单元，用于获取小区i的基站和小区j的用户k之间的大尺度衰落系数β_ikj

计算单元，用于计算其中i,j∈[1,L],k∈[1,K]；

排序单元，用于根据sumβ_i的大小，将L个小区由小到大排序；

分组子单元，用于将L个小区根据上述排序由小到大分成组，以使第1至第-1组中每组有N个小区。

优选地，所述小区导频位置分配单元还包括：

小区链表建立单元，用于建立N个空链表，将第1组的N个小区分别添加到N个空链表中；

小区频谱计算单元，用于将第2组的N个小区中每个小区分别添加到所述N个链表，以计算每个小区在每个链表对应的频谱效率值，得到N*N个小区频谱效率值；

小区导频位置分配子单元，用于根据所述小区频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第2组的N个小区中每个小区的最优链表位置，将第2组的N个小区从链表中删除，所述最优链表位置对应的导频时隙分别作为第2组每个小区的导频位置，

还用于根据第2组的N小区导频位置分配方法，对其他组的所有小区导频位置进行分配。

优选地，所述用户导频位置分配单元还包括：

用户链表建立单元，用于建立K个空链表，将第1导频时隙对应的第1个小区的K个用户分别添加到K个空链表中；

用户频谱计算单元，用于将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户分别添加到所述K个链表，以计算每个用户在每个链表对应的频谱效率，得到K*K个用户频谱效率值；

用户导频位置分配子单元，用于根据所述用户频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第1导频时隙对应的第2个小区中K个用户的最优链表位置，将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户从链表中删除，所述最优链表位置对应的正交导频序列分别作为第1导频时隙对应的第2个小区中的每个用户的导频位置，

还用于根据第1导频时隙对应的第2个小区中的每个用户的导频位置的分配方法，对第1导频时隙对应的其他小区的用户导频位置进行分配，

还用于根据第1导频时隙对应的所有小区中的每个用户的导频位置的分配方法，对其他导频时隙对应的不同小区的用户导频位置进行分配。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种导频位置分配方法和装置，通过对小区分组，及对分组后的小区、不同小区的用户导频位置分配来减少导频污染，提高了系统的抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明背景技术提供的时分双工系统中的偏移导频传输示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种偏移导频位置分配方法流程示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种偏移导频位置分配方法的小区分组流程示意图；

图4为本发明一实施例提供的一种偏移导频位置分配方法的小区导频位置分配流程示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种偏移导频位置分配方法的小区用户导频位置分配流程示意图；

图6为本发明一实施例提供的小区导频位置分配迭代示意图；

图7为本发明一实施例提供的用户导频位置分配迭代示意图；

图8为本发明一实施例提供的一种偏移导频位置分配装置的示意框图；

图9为本发明一实施例提供的一种偏移导频位置分配方法性能仿真示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图2所示，根据本发明一个实施例的一种偏移导频位置分配方法，包括：

S1、将L个小区分成组，以使第1至第-1组中每组有N个小区；

S2、建立N个空链表，分别对应N个导频时隙，将每组的N个小区分配到N个空链表中，以使每个导频时隙分别对应不同分组的个小区，每个小区的导频位置为所对应的导频时隙；

S3、建立K个空链表，对应第1个导频时隙的K个正交导频序列，将第1个导频时隙对应的个小区中每个小区的K个用户分配到K个空链表中，以使每个正交导频序列分别对应不同小区的个用户，每个用户的导频位置为所对应的正交导频序列；

S4、根据步骤S3，对剩余的N-1个导频时隙对应的不同小区中的用户的导频位置进行分配；

其中，L，k≥1，1≤N≤L。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种导频位置分配方法和装置，通过对小区分组，及对分组后的小区、不同小区的用户导频位置分配来减少导频污染，提高了系统的抗干扰能力。

如图3所示，优选地，所述步骤S1包括：

S11、获取小区i的基站和小区j的用户k之间的大尺度衰落系数β_ikj

S12、计算其中i,j∈[1,L],k∈[1,K]；

S13、根据sumβ_i的大小，将L个小区由小到大排序；

S14、将L个小区根据上述排序由小到大分成组，以使第1至第-1组中每组有N个小区。

可以理解的是，其中第1组的小区具有最小的N个sumβ_i，第2组的小区具有次小的N个sumβ_i，以此类推。

优选地，β_ikj服从对数正态分布。

需要说明的是，表示向上取整，先将所有小区分成组，这样每个小组有N个小区，其中最后一组可能不足N个。

需要说明的是，sumβ_i表示小区i的基站和其他所有小区里所有用户之间的信道大尺度衰落系数之和。

对L个小区先按sumβ_i由小到大排列并分组，再做导频位置分配，能够尽可能将强干扰信号分散到不同组，减小导频污染带来的影响。

如图4所示，优选地，所述步骤S2包括：

S21、建立N个空链表，将第1组的N个小区分别添加到N个空链表中；

S22、将第2组的N个小区中每个小区分别添加到所述N个链表，以计算每个小区在每个链表对应的频谱效率值，得到N*N个频谱效率值；

S23、根据所述N*N个频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第2组的N个小区中每个小区的最优链表位置，将第2组的N个小区从链表中删除，所述最优链表位置对应的导频时隙分别作为第2组每个小区的导频位置；

S24、根据步骤S22和S23，对其他组的所有小区导频位置进行分配。

优选地，计算每个小区在每个链表对应的频谱效率值，根据以下公式计算得出：

其中，α_ki为有界系数：

其中，1≤p，q，n≤N，1≤i，j≤L；p代表第p个链表，q代表第q小区，i，j为小区序号。

其中，c_pq表示将第r组的第q个小区添加到第p个链表中，即让第r组的第q个小区使用第p个导频时隙后，所有使用第p个导频时隙的小区的用户的频谱效率之和，其中p∈[1,N]，q∈[1,N]。

a_in∈{0,1}表示第i个小区内的用户是否使用第n个导频时隙传输导频，满足即小区i只能选择时隙n传输导频。

a_jn∈{0,1}表示第j个小区内的用户是否使用第n个导频时隙传输导频，满足即小区j只能选择时隙n传输导频。

a_ip∈{0,1}表示第i个小区内的用户是否使用第p个导频时隙传输导频，满足即小区i只能选择时隙p传输导频。

a_jp∈{0,1}表示第j个小区内的用户是否使用第p个导频时隙传输导频，满足即小区j只能选择时隙p传输导频。

P_ki表示小区i的基站到该小区的用户k的下行传输功率，P_kj表示小区j的基站到该小区的用户k的下行传输功率；p_ki为小区i的基站到该小区的用户k的上行传输功率，其中P_ki＞＞p_ki；

β_ij表示小区i的基站和小区j的基站之间的大尺度衰落系数，服从对数正态分布。

β_iki表示小区i的基站和小区i的用户k之间的大尺度衰落系数β_ikj

α_ki表示与小区i的用户k相关的有界系数，α_kj表示与小区j的用户k相关的有界系数。c_pq的影响因素中包括下行信号、波束成形向量和相邻基站的信号传输功率，为简化表达和运算，引入一个有界系数α_ki来表示上述影响因素。

优选地，根据匈牙利算法为每组中的N个小区分配最优链表位置，可以用根据以下公式得出：

其中，s.t.表示subject to，为求解优化目标max C所需要遵守的条件；

其中，x_pq为最优化变量，若x_pq＝1，则将第q个小区添加到第p个链表中，即第q个小区的导频位置为第p个导频时隙。

由上述方案可知，利用天线与用户之间信道的大尺度衰落信息进行分组，并利用匈牙利算法计算出在保证系统有最高频谱效率时每组小区的最佳导频位置，保证了每组中小区的最佳导频位置对应不同的导频时隙，使得不在同一导频时隙的小区之间不存在导频干扰，同时还能保证系统有较高的频谱效率。

如图5所示，优选地，所述步骤S3包括：

S31、建立K个空链表，将第1导频时隙对应的第1个小区的K个用户分别添加到K个空链表中；

S32、将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户分别添加到所述K个链表，以计算每个用户在每个链表对应的频谱效率，得到K*K个用户频谱效率值；

S33、根据所述用户频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第1导频时隙对应的第2个小区中K个用户的最优链表位置，将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户从链表中删除，所述最优链表位置对应的正交导频序列分别作为第1导频时隙对应的第2个小区中的每个用户的导频位置；

S34、根据步骤S32和S33，对第1导频时隙对应的其他小区中的用户导频位置进行分配；

S35、根据步骤S32～S34，对其他导频时隙对应的不同小区中的用户导频位置进行分配。

优选地，计算每个用户在每个链表对应的频谱效率，根据以下公式计算得出：

其中，1≤p，q≤K，1≤i，j≤L；p代表第p个链表，q代表第q个用户，K为每个小区的用户总数，L为小区总数，i，j为小区序号；

其中，n代表使用第n个导频时隙传输导频序列的小区，取值范围为1≤n≤N；

其中，c_pq表示将第n个导频时隙中的第r个小区的第q个用户添加到第p个链表中，即让第r个小区的第q个用户使用第n个导频时隙中的第p个正交导频序列后，所有使用第p个正交导频序列的用户的频谱效率之和，其中p∈[1,K]，q∈[1,K]。

优选地，根据匈牙利算法为第n个导频时隙中的个小区的所有用户分配最优链表位置，可以用根据以下公式得出：

其中，x_pq为最优化变量，若x_pq＝1，则将第n个导频时隙中的第r个小区的第q个用户添加到第p个链表中，即第n个导频时隙中的第r个小区的第q个用户的导频位置为第n个导频时隙中的第p个正交导频序列。

例如，假设共有小区数L＝15，每个小区共有单天线用户数K＝5，导频时隙数N＝5，每个时隙的正交导频序列数K2＝K＝5。

1、小区分组

假设15个小区的sumβ_i由小到大的排序如表1所示：

小区号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
																sumβi	4	6	11	13	1	5	15	12	2	3	9	7	8	10	14

表1

将这15个小区分为3个小组，则每组小区的小区号分别为：

第1小组：5、9、10、1、6

第2小组：2、12、13、11、14

第3小组：3、8、4、15、7

2、小区导频位置分配

如图6所示，建立5个空链表，将第1小组的5个小区(5、9、10、1、6)分别添加到这5个空链表中，接下来进行迭代过程：

第1次迭代：

将第2小组的5个小区(2、12、13、11、14)依次分别添加到这5个链表中，可以计算出5*5＝25个c_pq，然后求解指派问题，得到最优解x_pq。根据正则化条件，由x_pq组成的矩阵X每行每列均有且只有一个元素为1。若x₁₅＝x₂₁＝x₃₂＝x₄₃＝x₅₄＝1，则将第2小组的5个小区(2、12、13、11、14)分别加入到链表(5、1、2、3、4)，即与小区(6、5、9、10、1)对应匹配，将第2小组的5个小区从链表中删除。

第2次迭代：

将第3小组的5个小区(3、8、4、15、7)依次分别添加到这5个链表中，可以计算出5*5＝25个c_pq，然后求解指派问题，得到最优解x_pq。根据正则化条件，由x_pq组成的矩阵X每行每列均有且只有一个元素为1。若x₁₃＝x₂₄＝x₃₁＝x₄₂＝x₅₅＝1，则将第3小组的5个小区(3、8、4、15、7)分别加入到链表(3、4、1、2、5)，即分别与小区({9、13}，{10、11}，{6、2}，{5、12}，{1、14})对应匹配。

则最后的小区导频位置分配结果为：

使用第1个导频时隙的小区为：5、12、15

使用第2个导频时隙的小区为：9、13、3

使用第3个导频时隙的小区为：10、11、8

使用第4个导频时隙的小区为：1、14、7

使用第5个导频时隙的小区为：6、2、4

3、用户导频位置分配

如图7所示，建立5个空链表，将第1导频时隙的5号小区的5个用户(51、52、53、54、55)分别添加到这5个空链表中，接下来进行迭代过程：

第1次迭代：

将第1导频时隙的12号小区的5个用户(121、122、123、124、125)依次分别添加到这5个链表中，可以计算出5*5＝25个c_pq，然后求解指派问题，得到最优解x_pq。根据正则化条件，由x_pq组成的矩阵X每行每列均有且只有一个元素为1。若x₁₅＝x₂₁＝x₃₂＝x₄₃＝x₅₄＝1，则将12号小区的5个用户(121、122、123、124、125)分别加入到链表(5、1、2、3、4)，即与用户(55、51、52、53、54)对应匹配，将第1导频时隙的12号小区的5个用户从链表中删除。

第2次迭代：

将第1导频时隙的15号小区的5个用户(151、152、153、154、155)依次分别添加到这5个链表中，可以计算出5*5＝25个c_pq，然后求解指派问题，得到最优解x_pq。根据正则化条件，由x_pq组成的矩阵X每行每列均有且只有一个元素为1。若x₁₃＝x₂₄＝x₃₁＝x₄₂＝x₅₅＝1，则将15号小区的5个用户(151、152、153、154、155)分别加入到链表(3、4、1、2、5)，即与分别与用户({52、123}，{53、124}，{55、121}，{51、122}，{54、125})对应匹配对应匹配。

则最后的小区用户导频位置分配结果为：

使用第1个导频时隙的第一个正交导频序列的用户为：

51、122、154；

使用第1个导频时隙的第二个正交导频序列的用户为：

52、123、151；

使用第1个导频时隙的第三个正交导频序列的用户为：

53、124、152；

使用第1个导频时隙的第四个正交导频序列的用户为：

54、125、155；

使用第1个导频时隙的第五个正交导频序列的用户为：

55、121、153。

由上述方案可知，首先利用天线与用户之间信道的大尺度衰落信息进行分组，其次利用匈牙利算法计算出每组小区的最佳导频位置，最后又利用匈牙利算法，计算出系统最大频谱效率时同一导频时隙内不同小区中的用户的最佳导频位置。虽然导频位置分配完毕后，同一正交导频序列对应的多个不同小区的用户之间存在导频干扰，但是由于本发明提供的偏移导频位置分配方法预先按各小区用户之间的信道衰落信息进行了分组，使得强干扰信号尽量分散到不同的导频时隙，保证了同一导频时隙内不同小区用户之间的导频干扰尽可能小，相比现有技术，在保证系统频谱效率的同时，降低了导频污染。

如图8所示，一种基于上述方法的偏移导频位置分配装置100，其特征在于，包括：

分组单元10，用于将L个小区分成组，以使第1至第组中每组有N个小区；

小区导频位置分配单元11，用于建立N个空链表，分别对应N个导频时隙，将每组的N个小区分配到N个空链表中，以使每个导频时隙分别对应不同分组的个小区，每个小区的导频位置为所对应的导频时隙。

用户导频位置分配单元12，用于建立K个空链表，对应第1个导频时隙的K个正交导频序列，将第1个导频时隙对应的个小区中每个小区的K个用户分配到K个空链表中，以使每个正交导频序列分别对应不同小区的个用户，每个用户的导频位置为所对应的正交导频序列，

还用于根据第1个导频时隙的个小区用户的导频位置分配方法，对剩余的N-1个导频时隙对应的不同小区用户的导频位置进行分配，

其中，L、k≥1，1≤N≤L。

优选地，所述分组单元10还包括：

获取单元101，用于获取小区i的基站和小区j的用户k之间的大尺度衰落系数β_ikj

计算单元102，用于计算其中i,j∈[1,L],k∈[1,K]；

排序单元103，用于根据sumβ_i的大小，将L个小区由小到大排序；

分组子单元104，用于将L个小区根据上述排序由小到大分成组，以使第1至第-1组中每组有N个小区。

优选地，所述小区导频位置分配单元11还包括：

小区链表建立单元111，用于建立N个空链表，将第1组的N个小区分别添加到N个空链表中；

小区频谱计算单元112，用于将第2组的N个小区中每个小区分别添加到所述N个链表，以计算每个小区在每个链表对应的频谱效率值，得到N*N个小区频谱效率值；

小区导频位置分配子单元113，用于根据所述小区频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第2组的N个小区中每个小区的最优链表位置，将第2组的N个小区从链表中删除，所述最优链表位置对应的导频时隙分别作为第2组每个小区的导频位置，

还用于根据第2组的N小区导频位置分配方法，对其他组的所有小区导频位置进行分配。

优选地，所述用户导频位置分配单元12还包括：

用户链表建立单元121，用于建立K个空链表，将第1导频时隙对应的第1个小区的K个用户分别添加到K个空链表中；

用户频谱计算单元122，用于将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户分别添加到所述K个链表，以计算每个用户在每个链表对应的频谱效率，得到K*K个用户频谱效率值；

用户导频位置分配子单元123，用于根据所述用户频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第1导频时隙对应的第2个小区中K个用户的最优链表位置，将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户从链表中删除，所述最优链表位置对应的正交导频序列分别作为第1导频时隙对应的第2个小区中的每个用户的导频位置，

还用于根据第1导频时隙对应的第2个小区中的每个用户的导频位置的分配方法，对第1导频时隙对应的其他小区的用户导频位置进行分配，

还用于根据第1导频时隙对应的所有小区中的每个用户的导频位置的分配方法，对其他导频时隙对应的不同小区的用户导频位置进行分配。

另外，在具体应用前，还对上述偏移导频位置分配方法进行了仿真：

在分布式大规模多天线系统下，系统的载频为1900MHz；系统由9个小区组成，利用3个不同的时隙传输导频序列；每个小区的半径为1500米，小区内的单天线用户数和正交导频序列数均为5。信道的大尺度衰落系数β服从对数正态分布模型，路径损耗系数为3，阴影衰落的标准差为8。仿真过程中随机生成用户的位置，使用上述方案进行导频位置分配，并计算系统的频谱效率。

在上述仿真条件下，对基站天线发射功率为0dBm到50dBm区间，以5dBm为间隔逐点进行仿真，得到每个基站天线发射功率下系统的频谱效率，并将本方案的性能与现有的静态导频位置分配方案和最优的穷举法导频位置分配方案进行比较，比较结果如图9所示。可以看出，本发明提供的导频位置分配方案相比静态导频分配方案能够有效提高系统的频谱效率。

综上，本发明提供的一种导频位置分配方法和装置，利用了天线与用户之间信道的大尺度衰落信息进行分组，并利用匈牙利算法计算出在保证系统有最高频谱效率时每组小区的最佳导频位置，保证了每组中小区的最佳导频位置对应不同的导频时隙，使得不在同一导频时隙的小区之间不存在导频干扰，同时还能保证系统有较高的频谱效率。

另外又利用匈牙利算法，计算出系统最大频谱效率时同一导频时隙内不同小区中的用户的最佳导频位置。虽然导频位置分配完毕后，同一正交导频序列对应的多个不同小区的用户之间存在导频干扰，但是由于本发明提供的偏移导频位置分配方法预先按各小区用户之间的信道衰落信息进行了分组，使得强干扰信号尽量分散到不同的导频时隙，保证了同一导频时隙内不同小区用户之间的导频干扰尽可能小。

本发明提供的导频位置分配方法较蜂窝网络已有的类似频分复用的静态导频分配方案能更好地减少导频污染带来的小区间干扰，获得更高的系统频谱效率，提升系统的整体性能。同时该方案复杂度不高，在已知信道的大尺度衰落信息后可以直接自适应地调整导频的位置分配方案。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种偏移导频位置分配方法，其特征在于，包括：

S1、将L个小区分成组，以使第1至第组中每组有N个小区；

S2、建立N个空链表，分别对应N个导频时隙，将每组的N个小区分配到N个空链表中，以使每个导频时隙分别对应不同分组的个小区，每个小区的导频位置为所对应的导频时隙；具体包括：

S21、建立N个空链表，将第1组的N个小区分别添加到N个空链表中；

S22、将第2组的N个小区中每个小区分别添加到所述N个链表，以计算每个小区在每个链表对应的频谱效率值，得到N*N个小区频谱效率值；

S23、根据所述小区频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第2组的N个小区中每个小区的最优链表位置，将第2组的N个小区从链表中删除，所述最优链表位置对应的导频时隙分别作为第2组每个小区的导频位置；

S24、根据步骤S22和S23，对其他组的所有小区导频位置进行分配；

S3、建立K个空链表，对应第1个导频时隙的K个正交导频序列，将第1个导频时隙对应的个小区中每个小区的K个用户分配到K个空链表中，以使每个正交导频序列分别对应不同小区的个用户，每个用户的导频位置为所对应的正交导频序列；具体包括：

S31、建立K个空链表，将第1导频时隙对应的第1个小区的K个用户分别添加到K个空链表中；

S32、将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户分别添加到所述K个链表，以计算每个用户在每个链表对应的频谱效率，得到K*K个用户频谱效率值；

S33、根据所述用户频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第1导频时隙对应的第2个小区中K个用户的最优链表位置，将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户从链表中删除，所述最优链表位置对应的正交导频序列分别作为第1导频时隙对应的第2个小区中的每个用户的导频位置；

S34、根据步骤S32和S33，对第1导频时隙对应的其他小区中的用户导频位置进行分配；

S35、根据步骤S32～S34，对其他导频时隙对应的不同小区中的用户导频位置进行分配；

S4、根据步骤S3，对剩余的N-1个导频时隙对应的不同小区中的用户的导频位置进行分配；

其中，L，k≥1，1≤N≤L。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、获取小区i的基站和小区j的用户k之间的大尺度衰落系数β_ikj

S12、计算其中i,j∈[1,L],k∈[1,K]；

S13、根据sumβ_i的大小，将L个小区由小到大排序；

S14、将L个小区根据上述排序由小到大分成组，以使第1至第组中每组有N个小区。

3.一种基于权利要求1至2中任一项所述方法的偏移导频位置分配装置，其特征在于，包括：

分组单元，用于将L个小区分成组，以使第1至第组中每组有N个小区；

小区导频位置分配单元，用于建立N个空链表，分别对应N个导频时隙，将每组的N个小区分配到N个空链表中，以使每个导频时隙分别对应不同分组的个小区，每个小区的导频位置为所对应的导频时隙；

所述小区导频位置分配单元还包括：

小区链表建立单元，用于建立N个空链表，将第1组的N个小区分别添加到N个空链表中；

小区频谱计算单元，用于将第2组的N个小区中每个小区分别添加到所述N个链表，以计算每个小区在每个链表对应的频谱效率值，得到N*N个小区频谱效率值；

小区导频位置分配子单元，用于根据所述小区频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第2组的N个小区中每个小区的最优链表位置，将第2组的N个小区从链表中删除，所述最优链表位置对应的导频时隙分别作为第2组每个小区的导频位置，

还用于根据第2组的N小区导频位置分配方法，对其他组的所有小区导频位置进行分配；

用户导频位置分配单元，用于建立K个空链表，对应第1个导频时隙的K个正交导频序列，将第1个导频时隙对应的个小区中每个小区的K个用户分配到K个空链表中，以使每个正交导频序列分别对应不同小区的个用户，每个用户的导频位置为所对应的正交导频序列，

还用于根据第1个导频时隙的个小区用户的导频位置分配方法，对剩余的N-1个导频时隙对应的不同小区用户的导频位置进行分配，

其中，L、k≥1，1≤N≤L；

所述用户导频位置分配单元还包括：

用户链表建立单元，用于建立K个空链表，将第1导频时隙对应的第1个小区的K个用户分别添加到K个空链表中；

用户频谱计算单元，用于将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户分别添加到所述K个链表，以计算每个用户在每个链表对应的频谱效率，得到K*K个用户频谱效率值；

用户导频位置分配子单元，用于根据所述用户频谱效率值，根据匈牙利算法，计算第1导频时隙对应的第2个小区中K个用户的最优链表位置，将第1导频时隙对应的第2个小区的K个用户从链表中删除，所述最优链表位置对应的正交导频序列分别作为第1导频时隙对应的第2个小区中的每个用户的导频位置，

还用于根据第1导频时隙对应的第2个小区中的每个用户的导频位置的分配方法，对第1导频时隙对应的其他小区的用户导频位置进行分配，

还用于根据第1导频时隙对应的所有小区中的每个用户的导频位置的分配方法，对其他导频时隙对应的不同小区的用户导频位置进行分配。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述分组单元还包括：

获取单元，用于获取小区i的基站和小区j的用户k之间的大尺度衰落系数β_ikj

计算单元，用于计算其中i,j∈[1,L],k∈[1,K]；

排序单元，用于根据sumβ_i的大小，将L个小区由小到大排序；

分组子单元，用于将L个小区根据上述排序由小到大分成组，以使第1至第组中每组有N个小区。