[发明专利]一种兼顾Massive MIMO系统总体性能和用户间公平性的导频分配方法

摘要

本发明涉及一种兼顾Massive MIMO系统总体性能和用户间公平性的导频分配方法，以最大化系统速率乘积为优化目标，在解决本发明中的优化问题时，采用了基于贪婪策略的导频分配方法，该贪婪的导频分配方法具备较低的复杂度，更有利于实现。因此本发明提出的导频分配方法可以实现在最大化系统整体和速率的情况下兼顾用户间的公平性，从而实现系统总体性能和用户间公平性的有效折中。

主权项

1.一种兼顾Massive MIMO系统总体性能和用户间公平性的导频分配方法，所述Massive MIMO系统包括L个等同的六边形小区，每个小区包括1个中心基站和K个用户，1个中心基站同时服务K个用户，所述Massive MIMO系统中可供分配的导频数为K个，其特征在于，具体步骤包括：(1)根据用户到中心基站距离，求取Massive MIMO系统中各小区中的各个用户到各中心基站的大尺度衰落信息i，j∈[1，2，…，L]，k∈[1，2，…，K]，是指i小区中的用户k到j小区中的中心基站的大尺度衰落因子；(2)对导频分配问题构建目标函数，目标函数为最大化Massive MIMO系统内所有用户速率的乘积；具体步骤包括：构建目标函数，目标函数如式(I)所示：式(I)中，使用相同导频k的用户的集合为一个导频组，记作P_k，则Massive MIMO系统中共有K个导频组，即P₁，P₂，…，P_K，每个导频组中有L个用户；U_k(P_k)为导频组P_k的速率积，即导频组P_k内的所有用户的速率的乘积，是指l小区中的用户k到l小区中的中心基站的大尺度衰落因子；是指是指l小区中的用户k到j小区中的中心基站的大尺度衰落因子；(3)根据步骤(2)中构建的目标函数，每次从各个小区中选出一个用户，组成一个用户组合；具体步骤包括：A、设定Massive MIMO系统中所有参与导频分配的用户组成一个集合S；B、获取k！种用户组合：每种用户组合包括L个用户且该L个用户均来自不同的小区，k为集合s中每个小区内剩余的用户数；C、根据式(I)计算k！种用户组合内的用户的速率的乘积；(4)从步骤(3)得到的多种用户组合中，选出使得步骤(2)的目标函数最大的用户组合作为一个导频组；具体步骤包括：采用贪婪策略从步骤(3)得到的k！种用户组合中选择出使得用户组合内的用户速率的乘积最大的用户组合作为一个共用导频k的导频组P_k；(5)将步骤(4)中的选出的用户组合从未分配导频的集合中去掉，返回步骤(3)，直到所有的用户组合都被分配导频。