[发明专利]信道信息存在统计误差的MIMO干扰信道收发方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的方法，具体是一种信道信息存在统计误差的MIMO干扰信道收发方法。

背景技术

一直以来，多输入多输出（multiple-input-multiple-output,MIMO）系统由于其在提高系统容量和链路可靠性方面的优势，受到了非常多的关注。经过多年研究，已经有大量关于单用户MIMO、MIMO多接入信道以及MIMO广播信道等的文献。然而，随着无线通信的迅速发展，多点协作（coordinated multipoint，CoMP）传输已经成为了新的研究热点，因此，MIMO系统的研究也转向了MIMO干扰信道以及MIMO干扰广播信道。目前，MIMO干扰信道的容量域还未能确定，普遍采用的方法是将干扰当作噪声进行单用户或者单数据流检测。

现有技术中公开了Q.J.Shi,M.Razaviyayn,Z.Q.Luo,and C.He的文献“An iteratively weighted MMSE approach to distributed sum-utility maximization for a MIMO interfering broadcast channel(MIMO干扰广播信道和利用率最大化的分布式迭代加权最小均方误差方法),”IEEE Trans.on Signal Process.,vol.59,no.9,pp.4331–4340,Sept.2011，利用加权和均方误差和加权和速率的关系设计迭代的WMMSE（Weighted Minimum Mean Square Error）算法解决MIMO广播干扰信道的加权和速率最大化问题。

K.Gomadam,V.Cadambe,and S.Jafar的文献“Approaching the capacity of wireless networks through distributed interference alignment(达到无线网络容量的分布式干扰对齐方法),”in2008IEEE Global Telecommunications Conference,Dec.2008，公开了可以分布式计算的干扰对齐方法，将干扰与有用信号分离到不同维度空间，从而消除干扰，达到传输自由度。

H.Shen,B.Li,M.Tao,and X.Wang的文献“MSE-Based transceiver designs for the MIMO interference channel(基于MSE的MIMO干扰信道收发机设计),”IEEE Trans.on Wireless Commun.,vol.9,no.11,pp.3480–3489,Nov.2010，公开了两种以MSE为设计目标的MIMO干扰信道收发机设计方法，分别为和MSE最小化和最差用户MSE最小化，仿真结果证明两种基于MSE的收发机设计方法比干扰对齐方法具有更好的误比特率（bit error rate，BER）性能，而且基于最差用户MSE最小化的方法能够保证用户间的公平性并获得较好的性能。

MIMO干扰信道模型可以很好地模拟蜂窝网络CoMP传输，但是，这些算法的性能都依赖于基站获得全部且准确的信道状态信息，而在实际系统中，由于信道估计、时延等影响，基站往往只能获得有误差的信道信息（channel state information，CSI）。一种普遍采用的误差模型是假设误差项服从某个特定的分布，即统计误差模型。该模型既可以用于描述TDD系统中基站进行信道估计的误差，也可以描述TDD系统上下行传输间隔或FDD系统backhaul链路CSI共享造成的时延影响。上述H.Shen,B.Li,M.Tao,and X.Wang的文献中考虑了统计误差模型，分别给出了两种基于和MSE和最差用户MSE的鲁棒MIMO干扰信道收发机设计算法。

发明内容

本发明在现有技术基础上，提出一种信道信息存在统计误差的MIMO干扰信道收发算法，考虑到BER性能在高信噪比时主要取决于最大的数据流MSE，本发明在统计误差范围内对每个数据流MSE取均值，以最差数据流平均MSE作为优化目标，利用二阶锥规划（second-order conic programming，SOCP）和MMSE接收迭代更新发送和接收矩阵，以保障系统的平均BER性能有效提升。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：