CN108880773B - 一种大规模天线系统中的导频分配方法 - Google Patents

一种大规模天线系统中的导频分配方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108880773B
CN108880773B CN201810592282.7A CN201810592282A CN108880773B CN 108880773 B CN108880773 B CN 108880773B CN 201810592282 A CN201810592282 A CN 201810592282A CN 108880773 B CN108880773 B CN 108880773B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cell
user
phi
users
pilot
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810592282.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108880773A (zh
Inventor
许方敏
严军荣
褚如龙
欧幸宝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sunwave Communications Co Ltd
Original Assignee
Sunwave Communications Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sunwave Communications Co Ltd filed Critical Sunwave Communications Co Ltd
Priority to CN201810592282.7A priority Critical patent/CN108880773B/zh
Publication of CN108880773A publication Critical patent/CN108880773A/zh
Priority to PCT/CN2019/080325 priority patent/WO2019237793A1/zh
Priority to US16/960,074 priority patent/US11445504B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN108880773B publication Critical patent/CN108880773B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00Local resource management
    • H04W72/04Wireless resource allocation
    • H04W72/044Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413MIMO systems
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种大规模天线系统中的导频分配方法,将导频集合分为3个两两相交的子集合,然后将每个小区的用户分为小区中心用户和小区边缘用户。小区中心用户使用三个导频子集合的交集。各个小区的边缘用户按照一定的规则使用三个导频集合的差集、交集、和并集。在设计实现大规模天线系统的导频资源分配方案时,将系统中的3个两两相邻的小区作为一个区群,可以根据本发明提出的方法设计其中任一区群的导频使用方案,然后将相同的设计方案应用到系统中的其他区群,然后再根据各个区群的用户的分布及其业务分布情况进行调整。此方法可以有效的降低导频污染对系统容量和误码率的影响。

Description

一种大规模天线系统中的导频分配方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别涉及一种大规模天线系统中的导频分配方法。
背景技术
大规模天线技术,又称为大规模多输入多输出(Massive MIMO系统),是第五代移动通信系统的关键技术之一,它具有与密集网络、协作多点等网络灵活组合应用的特点,可以有效提高系统的频谱效率和能量效率。MIMO系统中可实现的速率很大程度上取决于信道的状态信息。然而,当基站配备的天线数趋向于无穷时,用户的容量受到采用相同导频用户之间的干扰所影响,导致了基站端不能准确地获得信道状态信息,使得上行和下行链路都将受到严重的干扰,也即“导频污染”。导频污染问题严重影响了大规模MIMO系统的效率,成为制约大规模MIMO系统的瓶颈。
目前为了减轻导频污染,公告号为CN106230575A的专利公开了一种基于大规模MIMO系统中减轻导频污染的导频分配方法,其利用导频污染因子区分信道环境好的用户,将符合条件的用户与相邻小区的用户复用同一个导频,而信道环境差的边缘用户则单独分配一个完全正交的导频,其缺点是需要为每个用户计算抗导频因子。还有根据信道协方差矩阵计算正交因子,利用贪婪算法计算导频分配矩阵的导频分配算法;然而这些算法由于其复杂度高,对提升系统性能的帮助有限。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明旨在提供一种大规模天线系统中的导频分配方法,通过对导频集合的划分和用户类别进行了划分,提出了用户间的协作导频分配策略,具有低复杂度、能有效减轻导频污染的优点。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。
一种大规模天线系统中的导频分配方法,所述方法包括步骤:
步骤(1):将系统中的导频集合分为3个两两相交的导频集合Φ1、Φ2和Φ3
步骤(2):以三个小区为一个区群来规划系统中所有用户的导频。Φ1、Φ2和Φ3分别为小区1、小区2和小区3的可以使用的导频集合,其中小区1、小区2和小区3为两两相邻的三个小区;基站1、基站2和基站3分别为小区1、小区2和小区3的基站;
步骤(3):根据用户与基站的距离门限将每个小区的用户分为2类:小区中心用户和小区边缘用户。
步骤(4):各个小区的小区中心用户复用完全相同的导频集合Φ1∩Φ2∩Φ3
步骤(5):对于小区1、小区2和小区3的小区边缘用户的导频分配情况如下:(a)对于小区1中的小区边缘用户,当该用户与基站2的距离小于一定门限值T1时,为其分配的导频集合为:Φ12;当该用户与基站3的距离小于T1时,为其分配的导频集合为:Φ13;当该用户与相邻两个基站的距离都小T1的时候,为其分配的导频集合为:Φ1\(Φ2∪Φ3);(b)对于小区2中的小区边缘用户,当该用户与基站1的距离小于一定门限值T2时,为其分配的导频集合为:Φ21;当该用户与基站3的距离小于T2时,为其分配的导频集合为:Φ23;当该用户与相邻两个基站的距离都小于T2的时候,为其分配的导频集合为:Φ2\(Φ1∪Φ3);(c)对于小区3中的小区边缘用户,当该用户与基站1的距离小于一定门限值T3时,为其分配的导频集合为:Φ31;当该用户与基站2的距离小于T3时,为其分配的导频集合为:Φ32;当该用户与相邻两个基站的距离都小于T3的时候,为其分配的导频集合为:Φ3\(Φ1∪Φ2)。
本发明还可通过以下技术方案进一步限定和完善:
作为一种技术方案,其中步骤(3)中所述的小区边缘用户的划分方法可以是:用户测量当前接收到的服务小区的导频信号强度,当该导频信号强度低于一定门限值的时候,判断为小区边缘用户,否则为小区中心用户。
作为一种技术方案,其中步骤(5)中所述的门限值T1、T2、和T3可以根据系统实际需求决定,每个小区的门限值可以相同。
作为另一种技术方案,其中步骤(5)中所述的门限值T1、T2、和T3可以根据系统实际需求决定,每个小区的门限值也可以不同。
本发明的有益效果为:本发明公开了一种大规模天线系统中的导频分配方法,将导频集合分为3个两两相交的子集合,然后将每个小区的用户分为小区中心用户和小区边缘用户,小区中心用户使用三个导频子集合的交集,各个小区的边缘用户按照一定的规则使用三个导频集合的差集、交集、和并集。在设计实现大规模天线系统的导频资源分配方案时,将系统中的3个两两相邻的小区作为一个区群,可以根据本发明提出的方法设计其中任一区群的导频使用方案,然后将相同的设计方案应用到系统中的其他区群,然后再根据各个区群的用户的分布及其业务分布情况进行调整。采用此方法可以有效的降低导频污染对系统容量和误码率的影响。
附图说明
附图1是实施例1中三小区模型的用户类别划分图;
附图2是实施例1中三小区模型中小区1、小区2和小区3分配的导频集合之间的关系图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍:
实施例1
本实施例公开了一种大规模天线系统中的导频分配方法。图1示意了根据本发明为三小区模型的用户类别划分图,它们分别表示小区1、小区2、和小区3;图中灰色区域的用户为小区中心用户,其余为小区边缘用户。对于小区边缘用户,比如:用户1与小区2的距离小于门限值T1,将为其分配的导频集合为:Φ12;用户2与小区2的距离小于T1,且用户2与小区3的距离小于T1,将为其分配的导频集合为:Φ1\(Φ2∪Φ3)。
图2示意了根据本发明为三小区模型中小区1、小区2和小区3分配的导频集合之间的关系。
根据本发明的基本构思,在设计实现大规模天线系统的导频资源分配方案时,将系统中的3个两两相邻的小区作为一个区群,可以根据本发明提出的方法设计其中任一区群的导频使用方案,然后将相同的设计方案应用到系统中的其他区群,然后再根据各个区群的用户的分布及其业务分布情况进行调整。
根据本发明的一种大规模天线系统中的导频分配方法,具体步骤如下:
步骤(1):将系统中的导频集合分为3个两两相交的导频集合Φ1、Φ2和Φ3
步骤(2):以三个小区为一个区群来规划系统中所有用户的导频。Φ1、Φ2和Φ3分别为小区1、小区2、和小区3的可以使用的导频集合,其中小区1、小区2、和小区3为两两相邻的三个小区;基站1、基站2、和基站3分别为小区1、小区2、和小区3的基站;
步骤(3):根据用户与基站的距离门限将每个小区的用户分为2类:小区中心用户和小区边缘用户。
步骤(4):各个小区的小区中心用户复用完全相同的导频集合Φ1∩Φ2∩Φ3
步骤(5):对于小区1、小区2、和小区3的小区边缘用户的导频分配情况如下:(a)对于小区1中的小区边缘用户,当该用户与基站2的距离小于一定门限值T1时,为其分配的导频集合为:Φ12;当该用户与基站3的距离小于T1时,为其分配的导频集合为:Φ13;当该用户与相邻两个基站的距离都小T1的时候,为其分配的导频集合为:Φ1\(Φ2∪Φ3);(b)对于小区2中的小区边缘用户,当该用户与基站1的距离小于一定门限值T2时,为其分配的导频集合为:Φ21;当该用户与基站3的距离小于T2时,为其分配的导频集合为:Φ23;当该用户与相邻两个基站的距离都小于T2的时候,为其分配的导频集合为:Φ2\(Φ1∪Φ3);(c)对于小区3中的小区边缘用户,当该用户与基站1的距离小于一定门限值T3时,为其分配的导频集合为:Φ31;当该用户与基站2的距离小于T3时,为其分配的导频集合为:Φ32;当该用户与相邻两个基站的距离都小于T3的时候,为其分配的导频集合为:Φ3\(Φ1∪Φ2)。
需要说明的是,小区边缘用户的划分方法可以是:用户测量当前接收到的服务小区的导频信号强度,当该导频信号强度低于一定门限值的时候,判断为小区边缘用户,否则为小区中心用户。
另外,门限值T1,T2,和T3可以根据系统实际需求决定,每个小区的门限值可以相同。每个小区的门限值也可以不同。
利用本发明提出的方法,根据用户类别设计的其可以使用的导频集合,从而有效地减轻大规模天线系统的导频污染问题。
可以理解的是,对本领域技术人员来说,对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种大规模天线系统中的导频分配方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤(1):将系统中的导频集合分为3个两两相交的导频集合Φ1、Φ2和Φ3
步骤(2):以三个小区为一个区群来规划系统中所有用户的导频,Φ1、Φ2和Φ3分别为小区1、小区2和小区3使用的导频集合,其中小区1、小区2和小区3为两两相邻的三个小区;基站1、基站2、和基站3分别为小区1、小区2和小区3的基站;
步骤(3):根据用户与基站的距离门限将每个小区的用户分为2类:小区中心用户和小区边缘用户;
步骤(4):各个小区的小区中心用户复用完全相同的导频集合Φ1∩Φ2∩Φ3
步骤(5):对于小区1、小区2和小区3的小区边缘用户的导频分配情况如下:(a)对于小区1中的小区边缘用户,当该用户与基站2的距离小于一定门限值T1时,为其分配的导频集合为:Φ12;当该用户与基站3的距离小于T1时,为其分配的导频集合为:Φ13;当该用户与相邻两个基站的距离都小于T1的时候,为其分配的导频集合为:Φ1\(Φ2∪Φ3);(b)对于小区2中的小区边缘用户,当该用户与基站1的距离小于一定门限值T2时,为其分配的导频集合为:Φ21;当该用户与基站3的距离小于T2时,为其分配的导频集合为:Φ23;当该用户与相邻两个基站的距离都小于T2的时候,为其分配的导频集合为:Φ2\(Φ1∪Φ3);(c)对于小区3中的小区边缘用户,当该用户与基站1的距离小于一定门限值T3时,为其分配的导频集合为:Φ31;当该用户与基站2的距离小于T3时,为其分配的导频集合为:Φ32;当该用户与相邻两个基站的距离都小于T3的时候,为其分配的导频集合为:Φ3\(Φ1∪Φ2)。
2.根据权利要求1所述的大规模天线系统中的导频分配方法,其特征在于,其中步骤(3)中所述的小区边缘用户的划分方法是:用户测量当前接收到的服务小区的导频信号强度,当该导频信号强度低于一定门限值的时候,判断为小区边缘用户,否则为小区中心用户。
3.根据权利要求1所述的大规模天线系统中的导频分配方法,其特征在于,其中步骤(5)中所述的门限值T1、T2、和T3根据系统实际需求决定,每个小区的门限值相同。
4.根据权利要求1所述的大规模天线系统中的导频分配方法,其特征在于,其中步骤(5)中所述的门限值T1、T2、和T3根据系统实际需求决定,每个小区的门限值不同。
CN201810592282.7A 2018-06-11 2018-06-11 一种大规模天线系统中的导频分配方法 Active CN108880773B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810592282.7A CN108880773B (zh) 2018-06-11 2018-06-11 一种大规模天线系统中的导频分配方法
PCT/CN2019/080325 WO2019237793A1 (zh) 2018-06-11 2019-03-29 一种大规模天线系统中的导频分配方法
US16/960,074 US11445504B2 (en) 2018-06-11 2019-03-29 Method for distributing pilot frequency in massive antenna system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810592282.7A CN108880773B (zh) 2018-06-11 2018-06-11 一种大规模天线系统中的导频分配方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108880773A CN108880773A (zh) 2018-11-23
CN108880773B true CN108880773B (zh) 2020-04-28

Family

ID=64337725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810592282.7A Active CN108880773B (zh) 2018-06-11 2018-06-11 一种大规模天线系统中的导频分配方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11445504B2 (zh)
CN (1) CN108880773B (zh)
WO (1) WO2019237793A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108880773B (zh) 2018-06-11 2020-04-28 三维通信股份有限公司 一种大规模天线系统中的导频分配方法
CN110808763B (zh) * 2019-09-20 2023-03-07 三维通信股份有限公司 大规模天线系统协作导频干扰抑制方法
CN113225820A (zh) * 2021-04-14 2021-08-06 三维通信股份有限公司 频谱资源分配方法、装置、系统、电子装置和存储介质
CN113411105B (zh) * 2021-05-06 2022-04-19 杭州电子科技大学 一种无小区大规模天线系统的ap选择方法
CN113852453B (zh) * 2021-09-30 2024-02-20 杭州电子科技大学 一种结合导频分配和ap选择的联合优化方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1612513A (zh) * 2003-10-27 2005-05-04 华为技术有限公司 一种相邻集生成方法
CN1801680A (zh) * 2005-08-23 2006-07-12 华为技术有限公司 基于交织频分多址的导频复用方法及其装置
CN102281115A (zh) * 2006-01-20 2011-12-14 高通股份有限公司 用于无线通信系统中导频多路复用的方法和装置
CN106209188A (zh) * 2016-07-19 2016-12-07 重庆邮电大学 大规模mimo系统中基于部分导频交替复用的导频污染减轻方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140376464A1 (en) * 2013-06-21 2014-12-25 Electronics & Telecommunications Research Institute Method for communication using large-scale antenna in multi-cell environment
CN104158644B (zh) * 2014-08-22 2018-06-08 北京智谷睿拓技术服务有限公司 多天线系统导频分配方法及导频分配装置
CN105991271B (zh) * 2015-02-13 2021-02-26 索尼公司 无线通信的装置、方法和存储介质
CN105049166B (zh) * 2015-08-17 2017-11-28 清华大学 大规模天线小区中基于用户地理位置信息的导频分配方法
WO2017084703A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-26 Huawei Technologies Co., Ltd. Fractional pilot reuse in multi-user mimo
CN106936552B (zh) * 2015-12-30 2020-04-03 上海无线通信研究中心 大规模mimo系统中上行导频序列分配方法及基站
CN105634709B (zh) * 2016-01-19 2018-09-04 北京联合大学 一种导频分配方法
CN106452714B (zh) * 2016-11-09 2019-04-05 重庆大学 一种多小区多用户大规模mimo系统的导频分配方法
CN108880773B (zh) * 2018-06-11 2020-04-28 三维通信股份有限公司 一种大规模天线系统中的导频分配方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1612513A (zh) * 2003-10-27 2005-05-04 华为技术有限公司 一种相邻集生成方法
CN1801680A (zh) * 2005-08-23 2006-07-12 华为技术有限公司 基于交织频分多址的导频复用方法及其装置
CN102281115A (zh) * 2006-01-20 2011-12-14 高通股份有限公司 用于无线通信系统中导频多路复用的方法和装置
CN106209188A (zh) * 2016-07-19 2016-12-07 重庆邮电大学 大规模mimo系统中基于部分导频交替复用的导频污染减轻方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Soft Pilot Reuse and Multicell Block Diagonalization;Xudong Zhu等;《IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY》;20160531;第65卷(第5期);第1105-1110页 *

Also Published As

Publication number Publication date
US11445504B2 (en) 2022-09-13
US20210099997A1 (en) 2021-04-01
WO2019237793A1 (zh) 2019-12-19
CN108880773A (zh) 2018-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108880773B (zh) 一种大规模天线系统中的导频分配方法
Zhang et al. Energy-efficient resource allocation in NOMA heterogeneous networks
Azari et al. Risk-aware resource allocation for URLLC: Challenges and strategies with machine learning
Khan et al. Backscatter-enabled efficient V2X communication with non-orthogonal multiple access
CN101868017B (zh) 一种实现CoMP下行通信的方法和装置
Li et al. Joint resource, trajectory, and artificial noise optimization in secure driven 3-D UAVs with NOMA and imperfect CSI
Khan et al. Multiobjective optimization of uplink NOMA-enabled vehicle-to-infrastructure communication
Wang et al. Clustered cell-free networking: A graph partitioning approach
CN110808763B (zh) 大规模天线系统协作导频干扰抑制方法
Liang et al. An efficiency-improved clustering algorithm based on KNN under ultra-dense network
KR20050032796A (ko) 셀룰라 무선 패킷망에서 부하량 제어를 통한 망용량 증대방법
Li et al. User-centric intercell interference coordination in small cell networks
CN102647727A (zh) 一种混合协作簇的选择方法
Zhang et al. Dynamic user-centric clustering for uplink cooperation in multi-cell wireless networks
Wu et al. On energy efficiency optimization in downlink MIMO-NOMA
Liu et al. Joint user-centric clustering and frequency allocation in ultra-dense C-RAN
Chebbi et al. Spatial User Clustering and Power Control for Downlink MIMO-NOMA Systems
Chen et al. Dynamic clustering algorithm design for ultra dense small cell networks in 5G
CN102742188B (zh) 用于消减小区间下行干扰的分布式资源分配方法及装置
Chen et al. Optimal power allocation for two-cell sum rate maximization under minimum rate constraints
Chen et al. Resource allocation with CoMP transmission in ultra dense cloud-based LTE small cell networks
CN102685899B (zh) 物理资源分配方法和装置
Sanguanpuak et al. Resource allocation for co-primary spectrum sharing in MIMO networks
Tseng et al. An effective antenna allocation for CoMP transmission in dense small cell networks
Taleb et al. Pilot contamination mitigation in massive mimo cloud radio access networks

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant