一种基于干扰对齐的信息交互及反馈方法技术

本发明专利技术公开了一种基于干扰对齐的信息交互及反馈方法，根据目的节点的地理位置，对目的节点进行分组以充分利用多用户分集带来的增益，并且提出了一种新的信息反馈方式，与传统方案相比，在信息交互阶段和信息反馈阶段均降低了所需的信息量，在不损失系统性能的情况下降低了反馈量，提高了信息交互及反馈的效率，提升了干扰对齐技术在实际应用场景中的可实现性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息交互与信息反馈
，更具体涉及。
技术介绍
干扰对齐的基本思想是通过在发送端即源节点设计预编码矩阵，在接收端即目的节点将干扰信号限制在特定的信号子空间内，并将其维数压缩的尽量小，以留出尽可能多的无干扰的信号空间传输有用信号。在多点对多点的传输场景中，源节点和目的节点组成一个传输对，而源节点和非目的节点间会产生干扰；当传输对数目等于2时，可以在目的节点通过简单的迫零接收矩阵消除干扰，但是当传输对数目大于2时，无法在目的节点通过简单的迫零接收矩阵消除干扰，需要利用干扰对齐技术。在多点对多点的传输场景中，目的节点通过信道估计可以得到多个源节点到其自身的信道状态信息，在传统方法中，目的节点将该信道状态信息反馈给源节点，在源节点设计预编码矩阵，使得干扰信号在目的节点对齐，目的节点通过迫零接收矩阵消除干扰。源节点预编码矩阵的计算方法如下:以3对多天线收发对为例，图1a为不采用干扰对齐方法的信号传送示意图；可以看到不采用干扰对齐方法时，干扰信号占据2维的空间，有用信号只占据I维的空间，这样传送有用信号的空间 就会减少，性能下降；图1b为采用干扰对齐方法的信号传送示意图，可以看到干扰信号占I维的空间，那么传送有用信号的空间会增大，系统性能增强。假设每个节点均配置M根天线，已有方案给出天线数为偶数时的具体算法设计(天线数为奇数时类似)，如下:I)令第i个源节点使用M/2根天线发送预编码向量m= {I,.....，M/2}，发送 M/2 个数据流，即.?/2Xm = ?.= (I)2)在目的节点1、2、3，令span (H[12￥2]) = span (H[13￥3]) (2)H[21]V[1] = H[23]V[3] (3)H[31]V[1] = H[32]V[2] (4)上述3个方程等价于span (V[1]) = span(EV[1]) (5)V[2] = FV[1] (6)V[3] = GV[1] (J)其中E = ^[31])^[32]^[12])^[13]^[23])_^[21] (8)F= (H[32])^H[31] (9)G= (H[23])^H[21] (10)V[J]表示第j个源节点的预编码矩阵；Hfclp2]表示第p2源节点向pi目的节点发送的信道矩阵；3)令ep e2, e3,..., eM为矩阵E的M个特征向量。再令V[1] = [θι...eM/2] (11)V[2]和 V[3]可相应的根据式(6)和(7)计算得到。则 V[1]，V[2]和Vm满足式(2)-(4)，即每对收发节点可同时发送M/2个无干扰的数据流。图3为传统的采用干扰对齐方法的系统信息反馈与交互示意图；由式(5)-(7)可以看出，如果在源节点设计v[1]，v[2]和v[3]，需要目的节点向源节点反馈信息，同时需要源节点间的信息交互；在反馈受限的条件下，反馈信道的容量小于目的节点需要反馈的信息量，在这种情况下，干扰对齐算法的性能会受到影响，系统吞吐量会因此下降。传统的处理方法有对反馈信息进行量化等方法，但是这些方法中仍存在着很多问题，例如由信道状态信息量化误差引起的系统性能损失问题，而且没有很好的利用多用户分集产生的增益。总之现有的基于干扰对齐的信息反馈及交互的技术方案存在反馈信息量大的技术问题。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是如何在不降低系统性能的前提下，降低目的节点向源节点的信息反馈量。( 二 )技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了，所述方法包括以下步骤:S1、根据地理位置将目的节点进行分组，其中每一个目的节点对应一个源节点；S2、在每一分组中选出计算能力强的目的节点作为强节点；求得所述强节点对应的源节点的预编码矩阵；在所述强节点求得其他目的节点的对应的源节点的预编码矩阵，并交互给各个目的节点；S3、根据迫零算法，计算各目的节点的接收矩阵；S4、各个目的节点将自身对应的源节点的预编码矩阵反馈给自身对应的源节点；S5、所述源节点的预编码矩阵发生改变时，求得所述步骤S2选出的强节点对应的源节点的预编码矩阵；在所述强节点求得其他目的节点的对应的源节点的预编码矩阵，并交互给各个目的节点；根据迫零算法计算此时各个目的节点的接收矩阵；S6、各个目的节点将自身对应的源节点的预编码矩阵的信息反馈给各自对应的源节点；所述预编码矩阵的信息包括预编码矩阵的各项对应模值、此时预编码矩阵的各项与前一时刻对应的预编码矩阵的各项的夹角值；S7、各个源节点根据所述步骤S6得到的反馈信息，以及前一时刻的自身的预编码矩阵计算出此时自身的预编码矩阵。优选地，所述步骤S2或所述步骤S5中在所述强节点求得其他目的节点的对应的源节点的预编码矩阵，具体为:所述其他目的节点将自身的信道状态交互给所述强节点，根据求得的所述强节点对应的源节点的预编码矩阵，求取各个目的节点对应的源节点的预编码矩阵。优选地，所述其他目的节点将自身的信道状态交互给所述强节点，使用的信息交互方式为设备到设备间通信。(三)有益效果本专利技术提供了，本专利技术的方法根据目的节点的地理位置，对目的节点进行分组以充分利用多用户分集带来的增益，并且提出了一种新的信息反馈方式，与传统方案相比，在信息交互阶段和信息反馈阶段均降低了所需的信息量，在不损失系统性能的情况下降低了反馈量，提高了信息交互及反馈的效率，提升了干扰对齐技术在实际应用场景中的可实现性。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1a为不采用干扰对齐方法的信号传送示意图；图1b为采用干扰对其方法的信号传送示意图；图2为传统的采用干扰对齐方法的系统信息反馈与交互示意图；图3为目的节点分组以及目的节点之间的通信示意图；图4为采用本专利技术的方法的系统信息反馈与交互示意图；图5为向量坐标变换示意图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。本专利技术公开了，所述方法包括以下步骤:S1、根据地理位置将目的节点进行分组，其中每一个目的节点对应一个源节点；S2、在每一分组中选出计算能力强的目的节点作为强节点；求得所述强节点对应的源节点的预编码矩阵；在所述强节点求得其他目的节点的对应的源节点的预编码矩阵，并交互给各个目的节点；S3、根据迫零算法，计算各目的节点的接收矩阵；S4、各个目的节点将自身对应的源节点的预编码矩阵反馈给自身对应的源节点；S5、所述源节点的预编码矩阵发生改变时，求得所述步骤S2选出的强节点对应的源节点的预编码矩阵；在所述强节点求得其他目的节点的对应的源节点的预编码矩阵，并交互给各个目的节点；根据迫零算法计算此时各个目的节点的接收矩阵；S6、各个目的节点将自身对应的源节点的预编码矩阵的信息反馈给各自对应的源节点；所述预编码矩阵的信息包括预编码矩阵的各项对应模值、此时预编码矩阵的各项与前一时刻对应的预编码矩阵的各项的夹角值；S7、各个源节点根据所述步骤S6得到的反馈信息，以及前一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于干扰对齐的信息交互及反馈方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、根据地理位置将目的节点进行分组，其中每一个目的节点对应一个源节点；S2、在每一分组中选出计算能力强的目的节点作为强节点；求得所述强节点对应的源节点的预编码矩阵；在所述强节点求得其他目的节点的对应的源节点的预编码矩阵，并交互给各个目的节点；S3、根据迫零算法，计算各目的节点的接收矩阵；S4、各个目的节点将自身对应的源节点的预编码矩阵反馈给自身对应的源节点；S5、所述源节点的预编码矩阵发生改变时，求得所述步骤S2选出的强节点对应的源节点的预编码矩阵；在所述强节点求得其他目的节点的对应的源节点的预编码矩阵，并交互给各个目的节点；根据迫零算法计算此时各个目的节点的接收矩阵；S6、各个目的节点将自身对应的源节点的预编码矩阵的信息反馈给各自对应的源节点；所述预编码矩阵的信息包括预编码矩阵的各项对应模值、此时预编码矩阵的各项与前一时刻对应的预编码矩阵的各项的夹角值；S7、各个源节点根据所述步骤S6得到的反馈信息，以及前一时刻的自身的预编码矩阵计算出此时自身的预编码矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种基于干扰对齐的信息交互及反馈方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 51、根据地理位置将目的节点进行分组，其中每一个目的节点对应一个源节点； 52、在每一分组中选出计算能力强的目的节点作为强节点；求得所述强节点对应的源节点的预编码矩阵；在所述强节点求得其他目的节点的对应的源节点的预编码矩阵，并交互给各个目的节点； 53、根据迫零算法，计算各目的节点的接收矩阵； 54、各个目的节点将自身对应的源节点的预编码矩阵反馈给自身对应的源节点； 55、所述源节点的预编码矩阵发生改变时，求得所述步骤S2选出的强节点对应的源节点的预编码矩阵；在所述强节点求得其他目的节点的对应的源节点的预编码矩阵，并交互给各个目的节点；根据迫零算法计算此时各个目的节点的接收矩阵； 56、各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王朝炜，王卫东，姬艳丽，张英海，李秀华，王程，曹明霞，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11