本发明专利技术公开了一种基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法，仅利用基站侧协作，通过基于干扰对齐和干扰中和的预编码向量设计，以及用户侧采用正交投影接收滤波技术消除残留干扰并恢复期望数据；与现有技术相比，本发明专利技术仅利用基站侧协作，通过发射预编码与接收滤波的联合设计，实现多路数据的并发传输。在发射端，利用IN将携带相同数据信息的两路干扰信号对齐到同一子空间相反的方向上，而采用IA将携带不同数据信息的干扰信号对齐到同一子空间。接收端采用正交投影滤波，完成残留干扰的消除和期望数据的恢复。此外，本发明专利技术利用部分数据交互且不需要用户侧协作，能够充分利用多天线系统提供的空间复用能力，实现了系统吞吐性能的改善。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于通信
，尤其涉及。
技术介绍
提高频谱效率以满足日益增长的用户数据传输需求是无线通信网络发展的必然趋势。随着频率复用程度的不断增加，位于小区边缘的用户会受到来自相邻小区的同频干扰，从而影响系统的整体性能。因此，如何有效解决小区边缘用户的干扰问题，提高系统吞吐量成为亟须解决的问题。协作多点(Coordinated mult1-point, CoMP)传输技术通过多个小区间的协作实现这一目标，已经成为3GPP(Third generation partnership project)LTE-A (Long term evolution-advanced)系统的关键技术之一。CoMP 包括联合处理(Jointprocessing, JP)和协作调度/ 波束成型(Coordinated scheduling/beamforming, CS/CB)。其中，JP通过基站侧联合处理实现用户数据速率的提升，该机制需要协作小区之间交互信道状态信息(Channel state information, CSI)和被服务用户的数据及调度信息，随着网络规模的增加将导致巨大的开销。CS/CB通过协作调度或者协作波束成形对小区间干扰进行规避，在协作小区间仅需要CSI和用户调度信息的交互。相比于JP，CS/CB的开销较小，但对小区吞吐量的改善有限。除了 CoMP技术,还出现了许多其它的干扰管理技术,如迫零(Zero-forcing, ZF)和干扰对齐等。采用这些技术，多个基站对发射信号进行联合编码，以使干扰信号在接收端得到有效的抑制或消除，实现期望信号的准确恢复。基于ZF的预编码设计简单，已有较多工作将其运用到CoMP系统的设计中。例如，文献WANG D, XU X，CHEN X，et al.Jointscheduling and resource allocation based on genetic algorithm for coordinatedmult1-point transmission using adaptive modulation [C]//2012IEEE23rdInternational Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communications(PIMRC), 2012:220-225.(在协作多点传输中使用自适应调制实现基于遗传算法的联合调度和资源分配)对CoMP的联合调度与资源分配算法进行设计，协作基站采用基于ZF的预编码向量设计和调制方式自适应选择，为边缘用户提供更好的服务。但是，以上机制要求整个网络的基站连接到一个中央单元(Central unit,⑶)，构成协作基站群，由⑶负责网络中全体被服务用户的预编码向量的计算，复杂度是制约该类设计在实际中应用的主要因素。干扰对齐(IA)通过发射端控制，将多个干扰信号调整到有限的子空间内，从而使期望信号能够通过无干扰的子空间进行传输。文献RAZAVI SM, RATNARAJAH T.1nterference alignment in partially coordinated multipointreceivers[C]//2013IEEE24th International Symposium on Personal Indoor andMobile Radio Communications (PMRC)，2013:1114-1118 (在部分协作多点接收中的干扰对齐)提出一种基于部分信息交互的CoMP与IA相结合的传输机制，在多基站多用户MMO下行传输系统中，首先采用IA对某一用户的期望信号进行恢复，然后通过对该数据信息进行共享，并利用串行干扰抵消的思想将其消除，达到对混合接收信号的降维。以此类推，最终实现全部用户信息的解析。该方法虽然能够获得系统吞吐性能的提升，但需要用户侧的协作。考虑到终端通信及计算能力、系统开销等方面的限制，该方法在的实际中难以应用。文献LIU H, FAN P, HAO L, et al.Achieving downlink macro-diversity in cellularnetworks by exploiting interference alignment[C]//2012IEEE23rd InternationalSymposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communications(PIMRC), 2012:1662-1665 (在蜂窝网络中利用干扰对齐获得下行宏蜂窝分集增益)针对多基站协作下行通信系统，联合进行发射端IA和迫零接收设计，获得宏蜂窝分集增益。但是，该机制中每个用户仅传输单个数据流，未能充分利用多天线系统的复用能力。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供，旨在解决现有的协作多点传输方法存在的需要用户侧协作，不能够充分利用多天线系统提供的空间复用能力，降低了系统吞吐性能的问题。本专利技术实施例是这样实现的，，该基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法，利用基站侧协作，通过基于干扰对齐和干扰中和的预编码向量设计，以及用户侧采用正交投影接收滤波技术消除残留干扰并恢复期望数据；即在预处理设计中，对携带相同数据信息的两路干扰信号，利用IN将其对齐到同一子空间的相反方向，对于携带不同数据信息的干扰信号，采用IA将其对齐到同一子空间的相同方向，实现接收观测信号的降维；由于经过预处理的设计，系统的干扰并未完全消除，仍存在残留干扰；因此在发射端采用不同预编码设计的基础上，接收端分别采用正交投影滤波对期望数据进行恢复。进一步，该基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法具体包括以下步骤: 步骤一，基站通过用户反馈等方式获得理想的信道状态信息，所谓理想的信道状态信息就是准确的信道状态信息，通过X2接口实现基站之间CSI共享和数据信息交互，两基站获取全部的信道信息〃/,.eC2x:(/ = l，2，7 = 1,2)，Hp 表示基站i与用户j之间的信道矩阵；步骤二，基站侧协作且仅需要基站之间进行部分数据共享，即第一基站传输数据流X11和X2，第二基站传输数据流X12和X2，其中第一用户的期望数据流为X11和X12，第二用户的期望数据流为X2，写出第一用户和第二用户的接收混合信号为:Y1 = H11P11X1^H12P12X12+(Hnp21+H12p22) X^n1 (I)[0〇11] J2 — (H21P2^H22P22)XJH21P11X1AH22P12X1Jn2(2)步骤三，基站对信道矩阵Hil (i = 1,2)进行奇异值分解，即:Η,^υ,,?^ ^ Hf] f\S} ((:『))广(3)其中(.)Η表示共轭转置，选取凡=C作为预编码向量，即选择增益大的空间子信道进行数据传输；步骤四，对于式(I)，两路干扰携带相同的数据信息X2，两台基站利用干扰中和IN技术设计预编码使干扰信号在第一用户处相互中和，即满足以下条件:Hnp21+H12p22 = O (4)根据P21计算出凡2 =-实现干扰信号中和，定义等效矩阵6；步骤五，对于式(2)，通过预编码设计使携带不同数据本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法，其特征在于，该基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法，利用基站侧协作，通过基于干扰对齐和干扰中和的预编码向量设计，以及用户侧采用正交投影接收滤波技术消除残留干扰并恢复期望数据；即在预处理设计中，对携带相同数据信息的两路干扰信号，利用IN将其对齐到同一子空间的相反方向，对于携带不同数据信息的干扰信号，采用IA将其对齐到同一子空间的相同方向，实现接收观测信号的降维；由于经过预处理的设计，系统的干扰并未完全消除，仍存在残留干扰；因此在发射端采用不同预编码设计的基础上，接收端分别采用正交投影滤波对期望数据进行恢复。
【技术特征摘要】
1.一种基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法，其特征在于，该基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法，利用基站侧协作，通过基于干扰对齐和干扰中和的预编码向量设计，以及用户侧采用正交投影接收滤波技术消除残留干扰并恢复期望数据；即在预处理设计中，对携带相同数据信息的两路干扰信号，利用IN将其对齐到同一子空间的相反方向，对于携带不同数据信息的干扰信号，采用IA将其对齐到同一子空间的相同方向，实现接收观测信号的降维；由于经过预处理的设计，系统的干扰并未完全消除，仍存在残留干扰；因此在发射端采用不同预编码设计的基础上，接收端分别采用正交投影滤波对期望数据进行恢复。2.如权利要求1所述的基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法，其特征在于，该基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法具体包括以下步骤: 步骤一，基站通过用户反馈等方式获得理想的信道状态信息，所谓理想的信道状态信息就是准确的信道状态信息，通过X2接口实现基站之间CSI共享和数据信息交互，两基站获取全部的信道信息〃,C2x2G = I 2 / = 1,2) // €([^2表示基站i与用户j之间的信道矩阵； 步骤二，基站侧协作且仅需要基站之间进行部分数据共享，即第一基站传输数据流X11和x2，第二基站传输数据流X12和X2，其中第一用户的期望数据流为X11和x12，第二用户的期望数据流为X2，写出第一用户和第二用户的接收混合信号为:Yi 一 H11P11X1JH12P12X12+(Hnp21+H12p22) x2+rii(I) ` 12 — (Η21Ρ2Ι+ Η22Ρ22) X2+H2lPllXll+H22Pl2X12+n2(2) 步骤三，基站对信道矩阵Hil (i = 1,2)进行奇异值分解，即: Hn= U?f] ((::『)))《(3) 其中(.)Η表示共轭转置，选取Λ作为预编码向量，即选择增益大的空间子信道进行数据传输； 步骤四，对于式(I)，两路干扰携带相同的数据信息X2，两台基站利用干扰中和I...
【专利技术属性】
技术研发人员：李钊，顾军，赵林靖，高晓杰，刘勤，杨家玮，黄鹏宇，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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