【摘 要】
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去蜂窝大规模MIMO系统消除了“蜂窝”的概念,以分布式天线系统为原型,通过部署大量分布式接入点（Access Point,AP）缩短AP与用户间的距离,减少路径损耗,获得更大的宏分集增益。然而用户数过多或相干间隔持续时间过短会导致用户重用导频,将产生严重的导频污染,影响系统的性能,本文针对去蜂窝大规模MIMO中导频优化策略开展了研究工作。针对去蜂窝大规模MIMO系统中导频污染问题,提出了一种基于迭
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去蜂窝大规模MIMO系统消除了“蜂窝”的概念,以分布式天线系统为原型,通过部署大量分布式接入点（Access Point,AP）缩短AP与用户间的距离,减少路径损耗,获得更大的宏分集增益。然而用户数过多或相干间隔持续时间过短会导致用户重用导频,将产生严重的导频污染,影响系统的性能,本文针对去蜂窝大规模MIMO中导频优化策略开展了研究工作。针对去蜂窝大规模MIMO系统中导频污染问题,提出了一种基于迭代剔除的导频分配算法。首先利用各用户的位置信息计算出用户间的相对距离,为未分配导频的用户建立适当半径的导频许可圈,根据其他用户与此用户之间的相对距离挑选此用户导频许可圈中的用户,为导频许圈的用户分配相互正交的导频,然后已经分配过导频的用户会从用户集剔除,不再参与后继导频许可圈中用户挑选和导频分配过程,最后利用导频污染最小化的贪婪法则为速率最低的用户更新导频。提出的基于迭代剔除的导频分配算法在一定程度上防止了相离较近的用户分配同一导频序列,将分配导频序列的用户从用户集中剔除可以降低算法的复杂度,最后利用贪婪法保证了最小速率用户的性能。实验结果表明,基于迭代剔除的导频分配算法在最大导频许可圈半径下可有效降低导频污染,提升去蜂窝大规模MIMO系统的网络吞吐量。相比于随机导频分配和贪婪导频分配,基于迭代剔除的导频分配算法将每用户上行链路吞吐量的5%中断率分别提升了23%和11%。为降低回程开销和用户间干扰,提出了基于最大期望信号的AP选择算法。首先计算所有AP对用户的期望信号的贡献率,并按照降序排序,依次选择满足其累计阈值的最少数量的AP作为此用户的有效服务AP子集。为了防止信道状态较好的用户影响信道状态较差的用户,使用最小-最大功率控制算法为用户分配导频功率控制系数。以最小化所有用户的归一化均方误差的最大值为目标,建立非凸优化问题,利用拉格朗日对偶性与一阶泰勒近似将其转化为凸优化问题。实验结果表明,提出的基于最大期望信号的AP选择算法的用户接入AP的数量较低,使用的功率控制算法拥有较快的收敛速度,联合AP选择与导频功率控制方案在降低回程链路开销的同时提高了用户的服务质量（Quality of Service,Qo S）。在都考虑导频功率控制算法的情况下,对比于全连接和基于最大大尺度衰落系数的AP选择算法,基于最大期望信号的AP选择算法将每用户上行链路吞吐量的5%中断率分别提升了15%和9%。
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