大规模MIMO系统中基于用户位置的导频分配

Semi-dynamic pilot allocation based on graph coloring in massive MIMO systems 作者： 许方敏[1];钱慧[1];曹海燕[1]
作者机构： [1]杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018
出版物刊名： 电信科学
页码： 39-46页
年卷期： 2020年 第11期
主题词： 大规模MIMO;导频污染;图着色;可达和速率
摘要：针对大规模MIMO系统中存在的导频污染问题,提出了一种基于图着色的半动态导频分配方案。

首先,推导出各个小区可以复用导频的用户与其服务基站的最大距离门限。

然后,根据该门限值将系统内各小区的用户分为小区中心用户和小区边缘用户;允许各个小区门限值之内的用户(小区中心用户)复用相同的导频;最后,基于图着色理论协同分配各个小区的小区边缘用户的导频,达到降低导频干扰的目的。

仿真结果显示,该方案减少了用户间的导频干扰,有效地提升了整个系统的上行可达和速率。

大规模MIMO系统中基于导频分配策略消除导频污染算法研究牛戈;贾元启;穆晓敏;张健康【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2018(041)013【摘要】针对大规模多小区MIMO系统中导频污染是限制系统性能的主要瓶颈,提出一种基于导频分配策略降低导频污染的方法.小区内用户分配相同的导频序列,相邻小区用户分配正交的导频序列,而小区内存在的导频污染,利用下行、上行训练的方法消除.在下行训练阶段,基站给目标用户发送导频序列,使目标用户获得特殊的预失真导频序列.在上行训练阶段,基站同时接收小区内所有用户的导频序列,并消除导频污染.通过仿真分析,该方法可以完全消除导频污染的影响,获得较好的系统性能,提高系统吞吐量.更为重要的是,该方法与许多其他消除导频污染的算法相比,能避免每个基站在估计信道状态信息时已知其二阶统计信息的假设.【总页数】6页(P19-24)【作者】牛戈;贾元启;穆晓敏;张健康【作者单位】郑州大学信息工程学院,河南郑州 450001;郑州大学信息工程学院,河南郑州 450001;郑州大学信息工程学院,河南郑州 450001;郑州大学信息工程学院,河南郑州 450001【正文语种】中文【中图分类】TN876.2-34;TP391.4【相关文献】1.大规模MIMO系统中基于EVD半盲信道估计的导频污染研究 [J], 胡丞;宋荣方2.基于预编码与导频分配的大规模MIMO导频污染抑制 [J], 闫冰冰;龙恳;刘志红;刘月贞3.大规模MIMO蜂窝网络系统中的导频污染减轻方法 [J], 王海荣;王玉辉;黄永明;杨绿溪4.多小区大规模MIMO系统中基于部分导频交替复用的导频污染减轻方法 [J], 李梦婉;景小荣;莫林琳5.大规模MIMO多小区TDD系统中的导频污染减轻方法 [J], 王海荣;王玉辉;黄永明;杨绿溪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

大规模MIMO下联合距离因子和用户优先级的导频分配方案大规模MIMO（Massive Multiple-Input Multiple-Output）技术是5G通信网络的关键技术之一，它利用大量天线和用户设备之间的空间多样性来提高频谱效率和系统容量。

在大规模MIMO系统中，导频分配是一个重要的问题，它直接影响了系统的性能和用户的体验。

研究如何在大规模MIMO系统中合理地分配导频资源，成为了当前的研究热点之一。

在大规模MIMO系统中，由于天线数量庞大，大规模开关阵列的设计和导频分配变得更加复杂。

由于不同用户之间的信道质量差异较大，需要合理地分配导频资源以保证系统性能和用户体验。

如何设计一种联合考虑距离因子和用户优先级的导频分配方案成为了研究的焦点之一。

考虑距离因子。

在大规模MIMO系统中，由于天线数量庞大，信号的传输距离是一个非常重要的因素。

一般来说，离基站较远的用户信号衰减较大，因此需要分配更多的导频资源来保证其通信质量。

考虑距离因子来优化导频分配是非常重要的。

一种常见的方法是根据用户和基站之间的距离来动态分配导频资源，使得远离基站的用户可以获得更多的导频资源，从而提高其通信质量。

基于以上考虑，我们提出了一种联合考虑距离因子和用户优先级的导频分配方案。

具体来说，我们首先根据用户和基站之间的距离来动态分配导频资源，使得远离基站的用户可以获得更多的导频资源。

我们根据用户的优先级来合理地分配导频资源，使得优先级较高的用户可以获得更多的导频资源。

我们通过实时监测用户的通信质量和数据传输量来动态调整其导频资源分配，从而实现用户优先级的动态调整。

通过以上导频分配方案，我们可以实现在大规模MIMO系统中更加合理地分配导频资源，从而提高系统的性能和用户的体验。

由于我们考虑了距离因子和用户优先级，我们的导频分配方案也更加智能化和动态化，能够更好地适应复杂的无线环境。

我们的导频分配方案具有很好的应用前景和研究价值。

大规模MIMO系统中的动态导频分配方案方昕;李兴兴;曹海燕;潘鹏;刘云驹【摘要】针对多小区大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的导频污染问题,通过分析MMSE信道估计产生的误差,提出了一种动态导频分配方案.该方案将目标小区与相邻小区相邻的边缘区域内的用户进行动态导频分配,剩余区域内的用户进行随机导频分配来提升系统下行链路的平均可达和速率.仿真结果表明,该方法不仅能显著地提升信道估计的性能,而且还能有效地提高整个系统下行链路的可达和速率.%In order to solve the problem of the pilot contamination in multi-cell massive multiple input multiple output (MIMO) system,a dynamic pilot allocation scheme was proposed by analyzing the error of MMSE channel ers living in the fringe regions between the target cell and adjacent cells adopt the dynamicpilot allocation scheme,the rest of users are randomly pilot allocation to increase the average achievable sum rate of the downlink.The simulation results show that the proposed method can not only apparently improve the performance of the chnel estimation,but also effectively improve the achievable sum rate of the downlink in the whole system.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2017(033)007【总页数】11页(P28-38)【关键词】大规模MIMO;导频污染;导频分配;可达和速率【作者】方昕;李兴兴;曹海燕;潘鹏;刘云驹【作者单位】杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018;杭州电子科技大学通信工程学院,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TN929.5由于大规模多输入多输出（multiple input multiple output，MIMO）系统可以简单地通过增加小区基站端天线数目大幅度地提升系统容量，因此大规模MIMO成为近几年通信界研究的热点[1-3]。

第42卷第7期电子与信息学报Vol. 42No. 7 2020年7月Journal of Electronics & Information Technology Jul. 2020大规模MIMO系统中联合用户分组和联盟博弈的动态导频分配方案智慧*王飞跃黄子菊(安徽大学计算智能与信号处理教育部重点实验室合肥 230601)摘要：大量研究表明，大规模MIMO系统中的小区边缘用户比中心用户更易遭受导频污染的影响。

因此，该文提出一种联合用户分组和联盟博弈(JUG-AG)的动态导频分配方案来减轻系统导频污染。

根据用户信号强度将所有用户分为A，B两组，把接收基站信号强度弱的小区边缘用户记为A组，剩余用户则为B组。

A组用户使用相互正交的导频，B组用户则借助联盟博弈来重复使用剩余的正交导频。

在B组用户的联盟博弈中，用户被分成若干个互不相交的用户子联盟，属于不同子联盟的用户分配不同的相互正交导频序列，而属于同一子联盟中的用户使用相同的导频序列。

与已有的导频分配方案相比，该文提出的JUG-AG方案更灵活，可以用于所有用户随机分布的场景。

而且，该算法通过循环搜索可以获得整体最优解。

仿真结果表明JUG-AG方案能够有效降低上行链路中用户信号检测的平均均方根误差(RMSE)，而且可以提高用户的平均服务速率。

关键词：大规模多输入多输出；导频污染；均方根误差；服务速率；联合用户分组和联盟博弈中图分类号：TN911.23文献标识码：A文章编号：1009-5896(2020)07-1686-08 DOI: 10.11999/5EIT190445Dynamic Pilot Allocation Scheme for Joint User Grouping andAlliance Game in Massive MIMO SystemsZHI Hui WANG Feiyue HUANG Ziju(Ministry of Education Key Laboratory of Computing Intelligent and Signal Processing,Anhui University, Hefei 230601, China)Abstract: Many researches demonstrate that cell-edge users are more susceptible to pilot contamination than the cell-center users in massive MIMO systems. Therefore, this paper proposes a dynamic pilot allocation scheme called Joint User Grouping and Alliance Game (JUG-AG) to mitigate pilot contamination. According to the user signal strength, the users are divided into two groups, namely A and B. Users with weak strength of received Base Stations (BSs) signals are recorded as group A, and the remaining users are group B. The users of group A use mutually orthogonal pilots, and the users of group B reuse the remaining orthogonal pilots by means of alliance game. In the alliance game for the users of group B, users are divided into several disjoint user sub-alliances, users belonging to different sub-alliances are allocated different orthogonal pilot sequences, and users in the same sub-alliance reuse the same pilot sequence. Compared with the existing pilot allocation schemes, the proposed JUG-AG scheme is more flexible and can be used for scenarios that all users are randomly distributed. Moreover, the algorithm can obtain the overall optimal solution through cyclic searching.The simulation results demonstrate that the JUG-AG scheme can effectively reduce the average Root Mean Square Error (RMSE) of user signal detection in the uplink and improve the average service rate of users.Key words: Massive MIMO; Pilot contamination; Root Mean Square Error (RMSE); Service rate; Joint User Grouping and Alliance Game (JUG-AG)收稿日期：2019-06-18；改回日期：2019-09-28；网络出版：2020-01-20*通信作者：智慧　*******************基金项目：安徽省高校自然科学研究项目(KJ2016A042)Foundation Item: The College Natural Science Research Project of Anhui Province (KJ2016A042)1 引言随着智能手机和多媒体设备的普及，移动通信对数据传输速率的要求越来越高。

大规模MIMO系统中基于用户位置信息的导频分配杜嘉良;杨霖;宋新雷【摘要】针对大规模MIMO系统中的导频污染问题,提出了一种基于用户位置信息的导频分配方案.所提方案根据用户位置在以所在小区基站为极点的极坐标系下的极角大小,对用户进行排序并依次分配导频.方案结合了定向天线的特点,通过把导频的复用距离控制在较远的范围内,从而达到降低导频污染、提高系统可达和速率的目的.仿真结果表明,所提方案不仅能够有效降低用户间的导频污染,还能缩小不同用户间的性能差距,提高系统的公平性.%In order to solve the problem of pilot contamination in massive MIMO systems,a pilot allocation scheme based on user location information was proposed.The proposed scheme arranged the users according to the polar angle of the user location in the polar coordinate system with the base station of the cell as the pole,and assigned the pilots bining with the characteristics of directional antenna,the scheme can reduce the pilot contamination and improve the achievable rate of the system by controlling the multiplexing distance of the pilot to a far range.Simulation results show that the proposed scheme can not only reduce the pilot pollution between users,but also reduce the performance gap between different users and improve the fairness of the system.【期刊名称】《通信学报》【年(卷),期】2017(038)008【总页数】9页(P156-164)【关键词】大规模MIMO;导频污染;导频分配;定向天线【作者】杜嘉良;杨霖;宋新雷【作者单位】电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室,四川成都611731;电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室,四川成都611731;电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室,四川成都611731【正文语种】中文【中图分类】TN929.5随着移动互联网的快速发展，数据业务已经逐渐取代语音业务成为无线通信系统中最主要的通信业务。

大规模MIMO系统中融合用户调度的叠加导频信道估计方法李洁;景小荣【摘要】传统的信道估计策略通常基于时分复用方式实现导频配置,导致大规模多输入多输出系统的带宽利用率有限,同时受信道相干时间的限制,大规模MIMO系统可利用的导频资源非常有限,因此,相邻小区不得不通过导频复用来实现信道估计,从而引起导频污染问题.针对上述问题,融合用户调度,提出了一种基于叠加周期性导频的信道估计方法.该方法通过优化功率分配因子,以信号泄露噪比(SLNR)作为度量指标,对不同小区的用户进行协作调度并分配相同的导频,不仅减轻了导频污染,而且提高了信道估计的精度.数值仿真验证了方法的有效性.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2016(032)012【总页数】8页(P67-74)【关键词】大规模MIMO;叠加导频;一阶统计量;信号泄露噪比;信干噪比【作者】李洁;景小荣【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;移动通信技术重庆市重点实验室,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TN919.3大规模多输入多输出（multiple input multiple output，MIMO）系统中，为了减轻小区内用户之间的干扰，小区内用户通常分配正交导频序列来进行信道估计。

而传统的导频配置模型[1,2]通常基于时分复用来实现，即导频序列与用户数据分别独占不同的时隙。

由于分配给各用户的导频长度随小区内用户数呈线性增加，当用户数目较多时，系统需要分配较多的带宽用于导频序列的发送，使得用于传输用户数据的带宽大大减小，导致系统带宽利用率低下，影响系统能效。

针对大规模MIMO系统中对高能效的要求，参考文献[3]提出了基于高斯-马尔可夫模型的小小区回程网络，通过折中蜂窝网络中的小小区的数量和半径来优化系统能效。

参考文献[4]则充分利用毫米波特性进行混合预编码来提高系统能效。

大规模MIMO系统中基于位置感知的导频分配李小文;周佳;叶颂基;王与凡;王丹【期刊名称】《电子技术应用》【年(卷),期】2017(43)8【摘要】针对大规模多输入多输出(MIMO)系统中存在的导频污染问题,在信道受到赖斯衰落的影响下提出一种基于位置感知的导频分配策略.所提方案利用各小区中用户到达基站的距离将用户分为中心用户和边缘用户两类,对中心用户均进行随机导频分配,对边缘用户遵从使目标小区与干扰小区中边缘用户之间的视距(LOS)干扰度量尽量小的原则进行导频分配来提升系统的上行可达和速率.仿真结果表明,所提的基于位置感知的导频分配方案能够有效地提升大规模MIMO系统的性能.%Aiming at the problem of pilot pollution in massive multi-input multiple-output (MIMO) systems,this paper proposes a location-based pilot assignment strategy under the influence of Rician fading.The proposed scheme divides the user into two categories:the center user and the edge user by using the distance of the user arriving at the base station in each cell.Specifically,in order to improve the uplink achievable sum rates,the center user are operated with the random pilot allocation,and the dege user performs the pilot assignment base the principle of minimizing the line-of-sight (LOS) interference between the edge user in the target cell and the edge user in the interfering cell.The simulation results show that the proposed location-based pilot allocation scheme can effectively improve the performance of large-scale MIMO systems.【总页数】5页(P12-15,20)【作者】李小文;周佳;叶颂基;王与凡;王丹【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TN929.5【相关文献】1.大规模MIMO系统中基于导频分配策略消除导频污染算法研究 [J], 牛戈;贾元启;穆晓敏;张健康2.大规模MIMO系统中基于用户位置的导频分配 [J], 张进彦;金凤;尹礼欣;马东亚3.大规模MIMO系统中基于图着色的半动态导频分配 [J], 许方敏;钱慧;曹海燕4.无小区大规模MIMO系统中结合贪婪导频分配的导频功率控制的算法 [J], 李梦珠;傅友华5.去蜂窝大规模MIMO系统中基于迭代剔除的导频分配 [J], 刘宁;朱翠涛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

大规模MIMO下联合距离因子和用户优先级的导频分配方案大规模MIMO是指一种多输入多输出的技术，在该技术中，基站和用户设备之间利用大量的天线进行通信。

在大规模MIMO系统中，导频分配方案对于提高系统性能至关重要。

而针对大规模MIMO系统下的联合距离因子和用户优先级的导频分配方案，不仅可以优化系统性能，还可以提高用户体验。

我们需要了解大规模MIMO系统的特点。

在大规模MIMO系统中，基站和用户设备之间的通信不再依赖于单个天线或少数天线，而是利用了大量的天线。

这种天线数量的增加可以显著提高信道容量和频谱效率，从而使得系统能够支持更多的用户设备。

大规模MIMO系统还能够通过波束赋形技术，将信号定向发送给特定的用户设备，从而提高系统的覆盖范围和信号质量。

基于大规模MIMO系统的特点，我们可以分析导频分配方案对于系统性能的影响。

在大规模MIMO系统中，由于天线数量的增加，导频分配方案会面临更加复杂的问题。

传统的导频分配方案往往依赖于信道估计和导频序列分配，而在大规模MIMO系统中，由于天线数量的增加，信道估计和导频序列分配会面临更加复杂的问题。

需要设计一种能够有效利用大规模MIMO系统的天线数量，同时能够克服复杂信道估计和导频序列分配问题的导频分配方案。

针对上述问题，研究人员提出了一种基于联合距离因子和用户优先级的导频分配方案。

这种导频分配方案首先考虑了用户设备之间的距离因子，通过对用户设备之间的距离进行建模和分析，可以确定不同用户设备之间的空间相关性和信道质量差异。

通过利用这些信息，可以有效地调整导频序列的分配方式，从而提高系统的频谱效率。

这种导频分配方案还考虑了用户设备的优先级。

在大规模MIMO系统中，由于系统能够支持更多的用户设备，因此需要对用户设备的接入进行有效的管理。

通过考虑用户设备的优先级，可以有效地调整导频序列的分配方式，从而提高用户设备的接入性能和通信质量。

基于以上考虑，可以总结出基于联合距离因子和用户优先级的导频分配方案的关键步骤：1. 距离因子建模和分析。