异构自组织传输系统及其网络干扰消除方法技术方案

本发明专利技术公开了一种异构自组织传输系统及其干扰消除方法，适用于电力无线通信。系统由宏小区和1个以上小小区组成，宏小区包括连接有多根天线的宏基站和1个以上单天线移动台组成，各小小区包括小小区基站和1个以上用户端移动台。在运行时，小小区用户探测干扰信道的信道信息并反馈至小小区基站，由小小区基站用户调度后再反馈干扰信道信息至宏基站，然后由宏基站得到反馈的干扰信息后利用干扰消除技术来设计自身的发送预编码。利用本发明专利技术，小小区不需要对干扰信道做处理，仅需要根据自身用户的信道信息设计传输方式。同时，宏基站采用干扰消除技术降低了对于小小区用户的干扰。根据本发明专利技术，通过少量的干扰信道反馈，可以在宏基站端实现干扰消除，可显著提高系统的整体中断性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及异构智能电力电网的抗干扰
，特别是一种可提高系统覆盖能力和区域容量的异构自组织传输系统及其网络干扰消除方法。
技术介绍
异构网络是未来智能电网的重要特征之一，其主要特点是在宏小区(MacroCell)基站范围内存在大量无定形小区，也就是许多小小区(SmallCell)。无定形小区根据自身需要自组织、自优化，从而实现了多层覆盖。这种多层覆盖的结构能够提升并发传输数目，提高空间复用能力，从而进一步提升原有网络的容量。因此，相比于传统网络，异构网络能更好地使用频谱资源，为用户提供有效的带宽资源以保证用户速率要求。同时，自组织小区通过多层覆盖、密集部署，能对位于宏小区覆盖不佳区域的用户进行更好的覆盖，从而提高系统覆盖能力和区域容量，改善边缘用户的通信质量，满足电力业务需求和复杂环境的通信接入需求。但不可否认，异构网络也带来巨大的挑战，特别是对于网络间干扰的管理、用户在不同网络间切换、用户服务质量保障等问题提出了更高的要求，相关问题引起了学术界和工业界的广泛关注。在异构网络中，由于小小区与宏小区共享频率资源，存在相干信道干扰(ICI，Inter-ChannelInterference)，若采用传统处理方式，对信道间的干扰不进行管理，整个系统的性能将会大大地降低。目前，很多学者对干扰管理技术进行了研究。特别地，现有的干扰消除方法具有简单且高效的特点，可以应用于异构网络中，相关研究近几年引起了学者的广泛关注。干扰消除(IC，InterferenceCancellation)技术作为一种简单的干扰管理技术，它能在理论上实现目标小区的干扰的完全消除。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题为：基于现有的干扰消除技术，以异构网络为模型，设计一种适用于异构电力网络的异构自组织传输系统及其干扰消除方法，使得自组织小小区之间不需进行协作，只需将自己的跨层信道信息传送给宏基站，由宏基站利用干扰消除技术根据反馈信道信息调整预编码矩阵，进而消除对小小区的干扰，从而满足配用电等业务带宽需求、实时性要求、安全性和可靠性要求。本专利技术采取的技术方案具体为：异构自组织传输系统，由宏小区和1个以上小小区组成，宏小区包括连接有多根天线的宏基站和1个以上单天线移动台组成，各小小区包括小小区基站和1个以上用户端移动台；各用户端移动台及单天线移动台、小小区基站，和宏基站分别包括接收单元、发送单元和数据处理单元；其中用户端移动台及单天线移动台的数据处理单元包括信道检测单元、信道反馈单元和接入单元；小小区基站的数据处理单元包括反馈控制单元、信道反馈单元和接入控制单元；宏基站的数据处理单元包括反馈控制单元、预编码处理单元和接入控制单元；用户端移动台在其自身接入单元与小小区基站的接入控制单元的控制下，通过接收单元和发送单元与小小区基站的接收单元和发送单元之间通信；用户端移动台的信道检测单元检测其分别到小小区基站及宏基站的信道条件，并将检测结果传输至用户端移动台的接入单元和信道反馈单元，进而传输至小小区基站的反馈控制单元和接入控制单元；小小区基站与宏基站之间在各自的接入控制单元的控制下，通过接收单元和发送单元进行通信；小小区基站中，反馈控制单元将接收到的信道条件检测结果传输至信道反馈单元中，进而传输至宏基站的反馈控制单元中，宏基站的反馈控制单元输出反馈控制结果至接入控制单元和预编码处理单元中。本专利技术基于上述异构自组织传输系统的网络干扰消除方法，包括以下步骤：步骤一，宏基站向各用户端移动台发送导频信息；步骤二，各用户端移动台根据其所接收到的导频信息，探测宏基站到自身的信道，即干扰信道，并将瞬时干扰信道信息反馈至小小区基站；步骤三，小小区基站将用户端移动台反馈的干扰信道信息反馈至宏基站；步骤四，宏基站接收各小小区基站反馈的干扰信道信息，并根据反馈的各用户端移动台的干扰信道信息对用户端移动台进行调度；同时宏基站根据上述干扰信道信息，采用干扰消除方法计算发送预编码的可用空间，进而在此可用空间内设计发送预编码，以降低宏基站端信号通过干扰信道泄露到小小区用户端移动台的信号强度。具体的，本专利技术步骤四中，采用的干扰消除方法为干扰零空间方法，发送预编码的可用空间为：式中，为各小小区用户端移动台反馈的干扰信道()信息所组成的矩阵，表示NB×1维的复数空间，(·)H表示共轭转置。进一步的，本专利技术步骤四中，干扰消除方法还可采用现有其他相关方法，如干扰对齐等方法。小小区基站根据其到所接入的各用户端移动台的信道，根据自组织原则设计预编码；宏基站的用户调度可采用传统的用户调度策略，但其预编码空间受干扰信道限制，为所有可用于编码空间的一个子集。具体为：宏基站根据可用的预编码空间，根据系统实际的性能(比如容量、发射功率、能效等等)需求，从容量最大化、发射功率最小化、能效最大化等准则中选择相应的准则，从而在所有宏基站的用户集合中选择出合适数量的用户，组成宏基站的调度用户集合。宏基站根据调度用户集合中用户的信道信息设计发送波束，此为现有技术，例如对于单用户情况，可以采用最大比发送的方式设计波束，即发送波束其中he为所调度用户干扰消除后的等效信道，||·||表示F范数。本专利技术的有益效果为：宏基站根据接入用户的信道情况进行调度和宏基站内部传输的预编码设计，并在下行传输前，接收小小区基站的反馈信息，并根据反馈的干扰信道信息和调度用户的信道信息涉及下行预编码波束。小小区仅向宏基站传输反馈干扰信道信息，由宏基站负责干扰管理，小小区基站与小小区用户之间传输由小小区基站自行控制。由于在宏基站端采用了干扰消除方法，在传输过程中，宏基站对于小小区用户的干扰将大大下降。附图说明图1为本专利技术系统结构示意图；图2为本专利技术方法流程图；图3为用户端移动台原理结构示意图；图4为小小区基站原理结构示意图；图5为宏基站原理结构示意图；图6为本专利技术方法与对比方案性能对比图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例进一步描述。参考图1，本专利技术的异构自组织传输系统，由宏小区1和1个以上小小区2组成，宏小区1包括连接有多根天线的宏基站MBS和1个以上单天线移动台MMS组成，各小小区2包括小小区基站SCBS和1个以上用户端移动台SCMS；参考图3至图5，各用户端移动台及单天线移动台、小小区基站，和宏基站分别包括接收单元、发送单元和数据处理单元；其中用户端移动台及单天线移动台的数据处理单元包括信道检测单元、信道反馈单元和接入单元；小小区基站的数据处理单元包括反馈控制单元、信道反馈单元和接入控制单元；宏基站的数据处理单元包括反馈控制单元、预编码处理单元和接入控制单元；用户端移动台在其自身接入单元与小小区基站的接入控制单元的控制下，通过接收单元和发送单元与小小区基站的接收单元和发送单元之间通信；用户端移动台的信道检测单元检测其分别到小小区基站及宏基站的信道条件，并将检测结果传输至用户端移动台的接入单元和信道反馈单元，进而传输至小小区基站的反馈控制单元和接入控制单元；<本文档来自技高网...

【技术保护点】
异构自组织传输系统，其特征是，由宏小区和1个以上小小区组成，宏小区包括连接有多根天线的宏基站和1个以上单天线移动台组成，各小小区包括小小区基站和1个以上用户端移动台；各用户端移动台及单天线移动台、小小区基站，和宏基站分别包括接收单元、发送单元和数据处理单元；其中用户端移动台及单天线移动台的数据处理单元包括信道检测单元、信道反馈单元和接入单元；小小区基站的数据处理单元包括反馈控制单元、信道反馈单元和接入控制单元；宏基站的数据处理单元包括反馈控制单元、预编码处理单元和接入控制单元；用户端移动台在其自身接入单元与小小区基站的接入控制单元的控制下，通过接收单元和发送单元与小小区基站的接收单元和发送单元之间通信；用户端移动台的信道检测单元检测其分别到小小区基站及宏基站的信道条件，并将检测结果传输至用户端移动台的接入单元和信道反馈单元，进而传输至小小区基站的反馈控制单元和接入控制单元；小小区基站与宏基站之间在各自的接入控制单元的控制下，通过接收单元和发送单元进行通信；小小区基站中，反馈控制单元将接收到的信道条件检测结果传输至信道反馈单元中，进而传输至宏基站的反馈控制单元中，宏基站的反馈控制单元输出反馈控制结果至接入控制单元和预编码处理单元中。...

【技术特征摘要】
1.异构自组织传输系统，其特征是，由宏小区和1个以上小小区组成，宏小区包括连接
有多根天线的宏基站和1个以上单天线移动台组成，各小小区包括小小区基站和1个以上用
户端移动台；
各用户端移动台及单天线移动台、小小区基站，和宏基站分别包括接收单元、发送单元
和数据处理单元；其中用户端移动台及单天线移动台的数据处理单元包括信道检测单元、信
道反馈单元和接入单元；小小区基站的数据处理单元包括反馈控制单元、信道反馈单元和接
入控制单元；宏基站的数据处理单元包括反馈控制单元、预编码处理单元和接入控制单元；
用户端移动台在其自身接入单元与小小区基站的接入控制单元的控制下，通过接收单元
和发送单元与小小区基站的接收单元和发送单元之间通信；用户端移动台的信道检测单元检
测其分别到小小区基站及宏基站的信道条件，并将检测结果传输至用户端移动台的接入单元
和信道反馈单元，进而传输至小小区基站的反馈控制单元和接入控制单元；
小小区基站与宏基站之间在各自的接入控制单元的控制下，通过接收单元和发送单元进
行通信；小小区基站中，反馈控制单元将接收到的信道条件检测结果传输至信道反馈单元中，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦磊，陆忞，徐威，宋康，
申请(专利权)人：江苏省电力公司南京供电公司，江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32