一种半盲干扰对齐发送方法技术

本发明专利技术提出了一种半盲干扰对齐发送方法，应用于两用户2×1MISO广播信道，在广播信道情况中，基站不需要知道具体的信道系数，只需要知道与用户2的信道有关的几个参数，即能够实现系统的自由度为大于FDMA系统的自由度，同时BER性能也非常好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种干扰对齐发送方法，具体涉及一种应用于两用户2×1MISO下行频率选择性广播信道的半盲干扰对齐发送方法。
技术介绍
干扰对齐(InterferenceAlignment,IA)是一种通过将接收端的干扰信号对齐到一个子空间，以将更多的信道资源留给想要的信号，最终提高系统自由度的策略。在实际应用中，CSIT(发送端信道状态信息)的获取给IA系统带来了许多额外开销，因此如何减少对CSIT的要求一直是IA研究领域备受关注的问题。近年来，有一种发送端不必具备准确的信道系数的IA策略被提出，即盲干扰对齐(BlindInterferenceAlignment,BIA)。目前的BIA策略主要分为两种，一种为交错块衰落，利用不同用户的相关时间及相关带宽的差异；另一种为交错天线选择，需要依靠方向图可重构天线(reconfigurableantennas)，该天线有多种工作模式，可以认为在不同模式下，发射端到接收端的信道是独立同分布的。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供一种半盲干扰对齐发送方法，应用于两用户2×1MISO下行频率选择性广播信道，发送端只需要与信道相关的少量反馈，便可以实现无干扰传输，而且与传统的FDMA系统相比有自由度优势。本专利技术的技术方案是：一种半盲干扰对齐发送方法，应用于两用户2×1MISO下行频率选择性广播信道，包括基站，并设定用户1和用户2；所述基站通过逐渐增大的载波频率f1,f2,f3,…fp,fp+1,…发送信息给用户1和用户2；其中：最小载波频率和最大载波频率之间的频率间隔小于用户1的相干带宽，即：用户1在传输过程中只有一种信道模式；所有载波频率f1,f2,f3,…fp,fp+1,…中相邻载波频率的频率间隔小于用户2的相干带宽，而fn与fp+n-1之间的频率间隔大于用户2的相干带宽，n＝1～p-1,即用户2在传输过程中有两种独立同分布的信道模式；对于两用户2×1MISO下行频率选择性广播信道，频域表达式为：Yi(k)＝Hi(k)X(k)+Zi(k)其中：Yi(k)表示用户i在第k个频点上接收到的信号；X(k)表示基站在第k个频点的发送信号，Hi(k)表示基站到用户i在第k个频点上的1×2信道，Zi(k)是用户i在第k个频点上的复高斯噪声；i＝1或2，k＝1,2,3……；则有：H1(k)＝H1[1],k＝1,2,3...H2(n)＝H2[1],H2(p+n-1)＝H2[2],n＝1～p-1其中：H1[1]表示用户1的信道模式1，H2[1]表示用户2的信道模式1，H2[2]表示用户2的信道模式2；采用三个载波频率作为一个基本发射单元，用来携带基站发给用户1的一个2×1信号u和用户2的一个2×1信号v；所述基本发射单元包括两种，第一种基本发射单元由载波频率fn、fp+n-1和fp+n组成，第二种基本发射单元由载波频率fp+n+1、fn+1和fn+2组成；其中，第一个载波频率fn或fp+n+1携带的是两个信号的叠加，即u+v；第二个载波频率fp+n-1或fn+1携带的是乘以一个对角阵之后的用户1的信号，即αβu;]]>第三个载波频率fp+n或fn+2携带是用户2的信号v；则对于用户1，所有载波频率经历相同的信道模式H1[1]；对于用户2，第一种基本发射单元中：载波频率fn经历信道模式H2[1]，载波频率fp+n-1和fp+n经历信道模式H2[2]，第二种基本发射单元中：载波频率fp+n+1经历信道模式H2[2]，载波频率fn+1和fn+2经历信道模式H2[1]；则：采用第一种基本发射单元时：用户1和用户2在载波频率fn、fp+n-1和fp+n上所接收到的信号表示为：Y1(n)＝H1[1](u1+v1)+Z1(n)Y1(p+n-1)=H1[1]α1β1u1+Z1(p+n-1)]]>Y1(p+n)＝H1[1]v1+Z1(p+n)Y2(n)＝H2[1](u1+v1)+Z2(n)Y2(p+n-1)=H2[2]α1β1u1+Z2(p+n-1)]]>Y2(p+n)＝H2[2]v1+Z2(p+n)其中：u1为基站采用第一种基本发射单元发给用户1的一个2×1信号，v1为基站采用第一种基本发射单元发给用户2的一个2×1信号；则可由下述方程组解出u1和v1：Y1(n)-Y1(p+n)Y1(p+n-1)=H1[1]H1[1]α1β1u1+Z1(n)-Z1(p+n)Z1(p+n-1)]]>Y2(n)-Y2(p+n-1)Y2(p+n)=H2[1]H2[2]v1+Z2(n)-Z2(p+n-1)Z2(p+n)]]>其中：α1和β1满足H2[1]=H2[2]α1β1;]]>采用第二种基本发射单元时：用户1和用户2在载波频率fp+n+1、fn+1和fn+2上所接收到的信号表示为：Y1(p+n+1)＝H1[1](u2+v2)+Z1(p+n+1)Y1(n+1)=H1[1]α2β2u2+Z1(n+1)]]>Y1(n+2)＝H1[1]v2+Z1(n+2)Y2(p+n+1)＝H2[2](u2+v2)+Z2(p+n+1)Y2(n+1)=H2[1]α2β2u2+Z2(n+1)]]>Y2(n+2)＝H2[1]v2+Z2(n+2)其中：u2为基站采用第二种基本发射单元发给用户1的一个2×1信号，v2为基站采用第二种基本发射单元发给用户2的一个2×1信号；则由下述方程组解出u2和v2：Y1(p+n+1)-Y1(n+2)Y1(n+1)=H1[1]H1[1]α2β2u1+Z1(p+n+1)-Z1(n+2)Z1(n+1)]]>Y2(p+n+1)-Y2(n+1)Y2(n+2)=H2[2]H2[1]v1+Z2(p+n+1)-Z2(n+1)Z2(n+2)]]>其中：α2和β2满足H2[2]=H2[1]α2β2.]]>与现有技术相比，采用本专利技术可以获得以下效果：本专利技术提出的半盲干扰对齐策略，放松了发送端对CSIT的需求，极大减少了开销，同时不需要使用方向图可重构天线，减少了硬件需求。性能方面，本专利技术适用于两用户2×1MISO(多输入单输出)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半盲干扰对齐发送方法，应用于两用户2×1 MISO下行频率选择性广播信道，其特征在于,包括基站，并设定用户1和用户2；所述基站通过逐渐增大的载波频率f1,f2,f3,…fp,fp+1,…发送信息给用户1和用户2；其中：最小载波频率和最大载波频率之间的频率间隔小于用户1的相干带宽，即：用户1在传输过程中只有一种信道模式；所有载波频率f1,f2,f3,…fp,fp+1,…中相邻载波频率的频率间隔小于用户2的相干带宽，而fn与fp+n‑1之间的频率间隔大于用户2的相干带宽，n＝1～p‑1,即用户2在传输过程中有两种独立同分布的信道模式；对于两用户2×1 MISO下行频率选择性广播信道，频域表达式为：Yi(k)＝Hi(k)X(k)+Zi(k)其中：Yi(k)表示用户i在第k个频点上接收到的信号；X(k)表示基站在第k个频点的发送信号，Hi(k)表示基站到用户i在第k个频点上的1×2信道，Zi(k)是用户i在第k个频点上的复高斯噪声；i＝1或2，k＝1,2,3……；则有：H1(k)＝H1[1],k＝1,2,3...H2(n)＝H2[1],H2(p+n‑1)＝H2[2],n＝1～p‑1其中：H1[1]表示用户1的信道模式1，H2[1]表示用户2的信道模式1，H2[2]表示用户2的信道模式2；采用三个载波频率作为一个基本发射单元，用来携带基站发给用户1的一个2×1信号u和用户2的一个2×1信号v；所述基本发射单元包括两种，第一种基本发射单元由载波频率fn、fp+n‑1和fp+n组成，第二种基本发射单元由载波频率fp+n+1、fn+1和fn+2组成；其中，第一个载波频率fn或fp+n+1携带的是两个信号的叠加，即u+v；第二个载波频率fp+n‑1或fn+1携带的是乘以一个对角阵之后的用户1的信号，即αβu;]]>第三个载波频率fp+n或fn+2携带是用户2的信号v；则对于用户1，所有载波频率经历相同的信道模式H1[1]；对于用户2，第一种基本发射单元中：载波频率fn经历信道模式H2[1]，载波频率fp+n‑1和fp+n经历信道模式H2[2]，第二种基本发射单元中：载波频率fp+n+1经历信道模式H2[2]，载波频率fn+1和fn+2经历信道模式H2[1]；则：采用第一种基本发射单元时：用户1和用户2在载波频率fn、fp+n‑1和fp+n上所接收到的信号表示为：Y1(n)＝H1[1](u1+v1)+Z1(n)Y1(p+n-1)=H1[1]α1β1u1+Z1(p+n-1)]]>Y1(p+n)＝H1[1]v1+Z1(p+n)Y2(n)＝H2[1](u1+v1)+Z2(n)Y2(p+n-1)=H2[2]α1β1u1+Z2(p+n-1)]]>Y2(p+n)＝H2[2]v1+Z2(p+n)其中：u1为基站采用第一种基本发射单元发给用户1的一个2×1信号，v1为基站采用第一种基本发射单元发给用户2的一个2×1信号；则可由下述方程组解出u1和v1：Y1(n)-Y1(p+n)Y1(p+n-1)=H1[1]H1[1]α1β1u1+Z1(n)-Z1(p+n)Z1(p+n-1)]]>Y2(n)-Y2(p+n-1)Y2(p+n)=H2[1]H2[2]v1+Z2(n)-Z2(p+n-1)Z2(p+n)]]>其中：α1和β1满足H2[1]=H2[2]α1β1;]]>采用第二种基本发射单元时：用户1和用户2在载波频率fp+n+1、fn+1和fn+2上所接收到的信号表示为：Y1(p+n+1)＝H1[1](u2+v2)+Z1(p+n+1)Y1(n+1)=H1[1]α2β2u2+Z1(n+1)]]>Y1(n+2)＝H1[1]v2+Z1(n+2)Y2(p+n+1)＝H2[2](u2+v2)+Z2(p+n+1)Y2(n+1)=H2[1]α2β2u2+Z2(n+1)]]>Y2(n+2)＝H2[1]v2+Z2(n+2)其中：u2为基站采用第二种基本发射单元发给用户1的一个2×1信号，v2为基站采用第二种基本发射单元发给用户2的一个2×1信号；则由下述方程组解出u2和v2：Y1(p+n+1)-Y1(n+2)Y1(n+1)=H1[1]H1[1]α2β2u2+Z1(p+n+1)-Z1(n+2)Z1(n+1)]]>Y2(p+n+1)-Y2(n+1)Y2(n+2)=H2[2&...

【技术特征摘要】
1.一种半盲干扰对齐发送方法，应用于两用户2×1MISO下行频率选择性广播信道，其
特征在于,包括基站，并设定用户1和用户2；所述基站通过逐渐增大的载波频率
f1,f2,f3,…fp,fp+1,…发送信息给用户1和用户2；
其中：最小载波频率和最大载波频率之间的频率间隔小于用户1的相干带宽，即：用户
1在传输过程中只有一种信道模式；所有载波频率f1,f2,f3,…fp,fp+1,…中相邻载波频率的频
率间隔小于用户2的相干带宽，而fn与fp+n-1之间的频率间隔大于用户2的相干带宽，n＝1～
p-1,即用户2在传输过程中有两种独立同分布的信道模式；
对于两用户2×1MISO下行频率选择性广播信道，频域表达式为：
Yi(k)＝Hi(k)X(k)+Zi(k)
其中：Yi(k)表示用户i在第k个频点上接收到的信号；X(k)表示基站在第k个频点的发
送信号，Hi(k)表示基站到用户i在第k个频点上的1×2信道，Zi(k)是用户i在第k个频点上
的复高斯噪声；i＝1或2，k＝1,2,3……；则有：
H1(k)＝H1[1],k＝1,2,3...
H2(n)＝H2[1],H2(p+n-1)＝H2[2],n＝1～p-1
其中：H1[1]表示用户1的信道模式1，H2[1]表示用户2的信道模式1，H2[2]表示用户2
的信道模式2；
采用三个载波频率作为一个基本发射单元，用来携带基站发给用户1的一个2×1信号u
和用户2的一个2×1信号v；所述基本发射单元包括两种，第一种基本发射单元由载波频率
fn、fp+n-1和fp+n组成，第二种基本发射单元由载波频率fp+n+1、fn+1和fn+2组成；其中，第
一个载波频率fn或fp+n+1携带的是两个信号的叠加，即u+v；第二个载波频率fp+n-1或fn+1携
带的是乘以一个对角阵之后的用户1的信号，即αβu;]]>第三个载波频率fp+n或fn+2携带
是用户2的信号v；则对于用户1，所有载波频率经历相同的信道模式H1[1]；对于用户2，第
一种基本发射单元中：载波频率fn经历信道模式H2[1]，载波频率fp+n-1和fp+n经历信道模式
H2[2]，第二种基本发射单元中：载波频率fp+n+1经历信道模式H2[2]，载波频率fn+1和fn+2经历
信道模式H2[1]；
则：采用第一种基本发射单元时：用户1和用户2在载波频率fn、fp+n-1和fp+n上所接收
到的信号表示为：
Y1(n)＝H1[1](u1+v1)+Z1(n)
Y1(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张在琛，郑黎丽，吴亮，党建，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32