[发明专利]无线局域网分布式干扰对齐中的流数自适应方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线局域网中多用户MIMO分布式干扰对齐中的流数自适应的方法，属于超高速短距离无线局域网技术领域。

背景技术

经典干扰对齐理论虽然已证明:干扰信道中每个用户可以在一半的无干扰空间内收发信号，同时将所有干扰对齐到另一半空间内；但随着用户数的增加干扰对齐很难获得解析解。

现存在可以求得解析解来对齐部分干扰的方法，但会要求每个用户配置固定的天线数。而在实际系统中，很难要求每个用户配置固定的天线数，并且有些场景下无法实现AP间交换信道信息。WLAN是一个TDD的系统，其上下行的信道是互易的，这一特性可以被利用，实现一种分布式的干扰对齐，其只需要每个用户知道其本地的信道信息，然后通过迭代的方式即可逼近最优解。

传统的干扰对齐算法中，只考虑每个用户发送一半自由度的信号流数，这在高信噪比下是最优的。然而实际系统中只能获得中低信噪比，此时传统的干扰对齐算法不是最优的。这时如果根据功率分配算法，将有限的功率分配在信道条件较好的子信道上将能获得更大的信道容量；另一方面，当干扰信道的功率远小于有用信道功率时，此时应该发送更多的流数；因此干扰对齐中的流数自适应方法是需要的。理论上最优的算法是穷举法：每个用户在要建立干扰对齐时，分别迭代计算出发送最大流数及小于它的所有流数的情况下各自的发射矩阵和接收矩阵；然后逐个计算出每个流数对应的不同信道容量；再依此选出信道容量最大时对应的流数作为最终干扰对齐建立时的初始化流数。但穷举法需要每个流数下都迭代并达到收敛，计算太过复杂，针对这一问题，本发明提出了一种干扰对齐中的复杂度较低且易于分布式实现的自适应流数方法。

发明内容

本发明提出了一种复杂度较低且易于分布式实现的无线局域网中的多用户MIMO分布式干扰对齐中的流数自适应的方法，用以提高干扰对齐时系统的性能。

本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：

一种无线局域网中的多用户MIMO分布式干扰对齐中的流数自适应的方法，包括如下步骤：

（1）在中低信噪比条件下，忽略干扰对齐算法所消除的干扰部分，此条件应用于步骤（2）中接收矩阵的简化估算；

（2）每个用户在要建立干扰对齐之前，获取发射端到接收端的信道矩阵及待发送信号的自相关矩阵，利用步骤（1）中简化条件，计算可发送的最大流数及小于它的所有流数下的估算的接收矩阵，之后将各接收矩阵分别带入信道容量表达式，计算出各流数对应的不同信道容量；

（3）每个用户选出信道容量最大时对应的流数作为最终干扰对齐建立时的初始化流数；

（4）初始化每个用户各自的流数，迭代计算出各自的发射矩阵和接收矩阵；

（5）接入点AP根据所述发射矩阵发送数据，用户根据所述接收矩阵接收数据，完成包含流数自适应的干扰对齐建立；

（6）固定时间间隔后刷新，重复步骤（1）到（5），按以上过程再次重新建立包含流数自适应的干扰对齐。

针对上述的步骤（4），即每个用户在要建立干扰对齐时，迭代计算出发射矩阵和接收矩阵的步骤如下：

（1）设定初始通信方向为原方向，通信方向调换后为反方向，用户任意选取原方向上的发射端的初始化发射酉矩阵然后开始迭代运算；

（2）计算原方向上的用户接收端干扰自相关矩阵

（3）在每个接收端计算出原方向上的干扰抑制矩阵

（4）调换通信方向，根据信道互易性，设置反方向上的发射矩阵

（5）在新的接收端计算反方向上的干扰自相关矩阵

（6）在每个新的接收端计算反方向上的干扰抑制矩阵

（7）再次调换通信方向，根据信道互易性，设置

（8）重复（2）至（7）的迭代直到收敛，得到发射矩阵和接收矩阵。

本发明的有益效果如下：可应用于多用户MIMO系统中，计算过程可以分布式实现，流数自适应可以提高系统的性能。

附图说明

图1为本发明中流数自适应方法的流程图；

图2为用户迭代计算出发射矩阵和接收矩阵的流程图；

图3为自适应流数干扰对齐与传统干扰对齐性能对比图。

具体实施方式

下面结合附图、具体实施例，进一步详细阐明本发明，应理解实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。