适用于大规模MIMO蜂窝移动通信网络的导频调度方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107872255A(43)申请公布日2018.04.03(21)申请号201711106489.0(22)申请日2017.11.10(71)申请人江苏省邮电规划设计院有限责任公司地址210019江苏省南京市建邺区楠溪江东街58号(72)发明人吴启宗田原陈俊雷戴春雷(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人胡建华于瀚文(51)Int.Cl.H04B7/0413(2017.01)H04L5/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称适用于大规模MIMO蜂窝移动通信网络的导频调度方法(57)摘要本发明公开了适用于大规模MIMO蜂窝移动通信网络的导频调度方法，包括以下步骤：步骤(1)采集基站与基站内用户之间的信道状态信息；步骤(2)初始化启发式信息与构建图上的信息素；步骤(3)生成多只人工蚂蚁，完成蚂蚁在构建图上的行走；步骤(4)记录蚂蚁的行走路径并产生导频分配矩阵；步骤(5)判断是否满足停止条件，若满足，停止并输出导频分配矩阵；步骤(6)更新构建图上信息素并跳转到步骤(3)。本发明基于蚁群优化工具，提出一种用于减轻大规模MIMO系统中导频污染带来的影响的导频调度方法，实现了系统可获得信息速率的最大化。CN107872255ACN107872255A权利要求书1/2页1.适用于大规模MIMO蜂窝移动通信网络的导频调度方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1，对所有Q个蜂窝小区信道状态信息进行采集，每个小区内有K个用户终端，分别采集第p个蜂窝小区内的第k个用户终端UT与第q个基站间的距离d<p,k>,q，第p个蜂窝小区内的第k个用户终端UT记为UT<p,k>，其中p,q＝1,2,...,Q，k＝1,2,...,K；步骤2，初始化构建图中每条边es,s+1(j)上分布的信息素τs,s+1(j)与启发式信息ηs,s+1(j)；步骤3，生成m只人工蚂蚁，每只蚂蚁按概率Pr(es,s+1(j))选择边es,s+1(j)，记录蚂蚁Q×K次移动经过的边，选择路径中的边所对应的用户终端UT组成导频分配指示矩阵A；步骤4，计算每只蚂蚁选择的导频分配指示矩阵A的系统信息速率，选取最大系统信息速率所对应的导频分配指示矩阵作为最优导频分配矩阵；步骤5，判断是否达到最大迭代次数，若满足，停止并输出最优导频分配矩阵，若不满足，更新构建图上信息素并跳转到步骤3。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，通过如下公式计算信息素τs,s+1(j)：τs,s+1(j)＝(τmax+τmin)/2，其中，设置τmax＝8，τmin＝3，s＝0,1,...,Q×K，j＝1,2,...,Q×K×S，其中K为单小区中用户终端UT的数目，S为导频数目。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2中，通过如下公式计算启发式信息ηs,s+1(j)：其中，κs,s+1(j)是导频干扰指数，用于衡量导频所分配用户对其他蜂窝小区的导频干扰情况，表示不同的蜂窝小区内与UT<p,k>使用相同的导频序列的用户集合，β<p,k>,q表示用户终端UT<p,k>与第q个基站间的大尺度信道系数，β<q,l>,p表示第q个小区中的第l个用户终端UT<q,l>与第p个基站间的大尺度信道系数，通过如下公式计算：其中γ为传输指数，s<p,k>,q与s<q,l>,p为表示标准差为σshadowdB的阴影对数正态项。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤3中，通过如下公式计算概率Pr(es,s+1(j))：2CN107872255A权利要求书2/2页其中，es,s+1(j)表示连接状态s与下一状态s+1的第j条边，表示连接状态s与下一状态s+1的所有边的集合，τs,s+1(j)表示边es,s+1(j)上的信息素含量，ηs,s+1(j)表示边es,s+1(j)上的先验启发式信息值，α和β均为权重参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤4中，通过如下公式计算每只蚂蚁选择的导频分配指示矩阵A的系统信息速率V：根据该公式得到所有蚂蚁选择的导频分配指示矩阵A的系统信息速率中的最大值，作为最大系统信息速率，记为6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤6中，按照以下方法更新信息素τs,s+1(j)：其中，ρ为信息素挥发常数，为所对应的路径，eij为最优路径中的边，C为一常数，用于控制最大系统信息速率对信息素的影响。3CN107872255A说明书1/6页适用于大规模MIMO蜂窝移动通信网络的导频调度方法技术领域[0001]本发明属于无线通信与通信信号处理技术领域，尤其涉及适用于大规模MIMO蜂窝移动通信网络的导频调度方法。背景技术[0002]大规模MIMO(massivem