[发明专利]基于IAC的多用户认知MIMO系统并发传输与用户调度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种基于IAC的多用户认知MIMO系统并发传输与用户调度的方法。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，无线频谱资源作为一种不可再生资源，其稀缺性越发明显。固定的频谱分配导致了可以分配给新的应用的频谱资源十分匮乏，极大限制了无线通信的发展。因此，人们开始把关注的重点从寻求新的空闲频谱资源转移到提高频谱资源的利用率上。认知无线电（Cognitive radio，CR）作为一种提高频谱利用率的技术，成为研究的热点。当认知用户的传输不影响授权用户传输或对授权用户传输的干扰低于某个门限时，该技术允许认知用户动态接入授权用户频谱。

随着研究的深入，人们开始尝试从多个维度发掘通信的机会，空域资源便是其中的一个重要方面。多输入多输出（Multi-input multi-output，MIMO）技术是近年来无线通信领域的一项突破性技术，该技术能够利用空域资源获得通信性能的改善。研究人员将认知无线电技术与MIMO技术相结合进行研究，通过将认知信号和授权信号放在相互正交的子空间中进行传输，从而保证了授权业务和认知业务在空域无干扰共存。干扰对齐（Interference alignment，IA）技术正是基于上述思想的一种典型设计。

从文献YETIS C M,GOU T,JAFAR S A,et al.On feasibility of interference alignment in MIMO interference networks[J].IEEE Transactions on Signal Processing,2010,58(9):4771-4782（MIMO干扰网络中干扰对齐的可行性研究）中可知，IA的可行性依赖于用户数量、收发天线数、授权通信机制等因素，因此在一些场景中，单纯的IA不能实现授权系统和认知系统无干扰共存。为了克服这个限制，干扰消除（Interference cancellation，IC）被引入。利用发送端或接收端的协作，干扰对齐与消除（Interference alignment cancellation，IAC）被用于解码MIMO系统中多对收发信机的并行数据。在相关工作中，文献SHYAMNATH G,SAMUEL D P,DINA K.Interference Alignment and Cancellation[C]//Proceedings of the ACM SIGCOMM conference on Data communication.Barcelona,Spain:ACM press,2009:159-170（干扰对齐与消除）在MIMO局域网中引用了IAC算法，但没有对用户的优先级进行考虑。在文献LI L E,ALIMI R,SHEN Dawei,et al.A general algorithm for interference alignment and cancellation in wireless networks[C]//Proceedings of IEEE International Conference on Computer Communications.San Diego,USA:IEEE press,2010:14-19（无线网络中一种干扰对齐与消除的通用算法）中，多跳网格网络采用IAC算法，通过引入帮助节点，实现了多个数据包的并行传输。然而，该工作未涉及如何获得协作处理增益以及多天线技术的使用。QU Xin,KANG C G.On feasibility of interference alignment andcancellation for Gaussian interference multiple access channel[C]//2012IEEE International Conference on Communications.Ottawa,Canada:IEEE press,2012:2467-2471（高斯干扰多址接入信道中干扰对齐与消除的可行性研究）一文在高斯干扰多址接入信道（Multiple access channel，MAC）中研究了IAC算法的可行性，给出了每个用户自由度的上界，然而未涉及IAC算法的具体应用设计。

发明内容