[发明专利]自适应降低峰值平均功率比的干扰对齐方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及一种自适应降低峰值平均功率比PAPR的干扰对齐方法，可用于解决无线通信中的同频干扰问题。

背景技术

业内周知，对于更高传输速率和更高无线频谱利用率的追求是无线通信领域一个永久性的研究课题。进年来，在新的无线蜂窝系统中，引入了可以获得更高频谱效率的多输入多输出技术MIMO，即多天线技术，并普遍期望采用频率复用因子为1的方式进行组网，从而提高无线频谱的利用率和系统吞吐量。在这种场景下，多小区多天线系统不可避免的会产生同频干扰CCI，这种同频干扰会严重地削弱MIMO技术带来的高频谱效率。因此对多小区多天线系统干扰信道的研究和多小区的干扰控制已经显得尤为必要。现有的干扰抑制技术，如干扰随机化、干扰删除、干扰管理等，已经无法很好的解决该问题，迫切地需要研究新的干扰抑制技术以进一步提升频谱利用率。干扰对齐技术IA是近年出现的一种新的干扰抑制技术，干扰对齐技术通过基站端的联合处理，增加多小区多天线系统发送自由度DOF，以有效地降低小区多天线系统的干扰，尤其是对小区边缘用户的干扰，从而可以显著地提高整个多小区多天线系统的吞吐量。

干扰对齐很重要的一个步骤是对调制后的符号数据乘以预编码矩阵，使不同用户的发送数据对齐在不同的方向，而预编码矩阵是随着无线信道变化的，所以预编码矩阵的数值大小有较大的起伏变化，导致预编码结果PAPR很大，发射机数模转换模块会产生较大相对误差，尤其是对数值较小的预编码结果，接收机干扰对齐解码模块无法求解出正确结果，严重影响干扰对齐效果。这是因为数模转换的位数是有限的，为了保证数值较大的预编码结果不发生溢出，数模转换模块必须留出足够多的位数给整数部分，这样留给小数部分的位数就太少，因而对于数值较小的预编码结果将会产生很大的相对误差。下面举例说明这个问题，假设数模转换模块的位宽是12，第一位留作符号位，剩余11位分成整数部分和小数部分。预编码结果可能会出现19等较大的数值，为了保证其精度，需要分配5位给整数部分，剩余的6位留作小数部分，6位二进制小数能达到的精度为0.015625，但是预编码结果可能出现0.008等较小的数值，用6位二进制表示的话，它只能被表示为0.015625，这种表示的相对误差达到了95.3%，所以会对干扰对齐产生严重的不利影响。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种自适应降低峰值平均功率比的干扰对齐方法，以减小发射机数模转换对数值较小的预编码结果的转换误差，提高干扰对齐效果。

本发明的主要思想是：给发射机的数模转换模块留出足够的位数作为预编码结果的整数位，保证预编码矩阵数值较大时不会溢出；当预编码矩阵数值较小时，将预编码结果幅度自适应扩大，以减小预编码结果较小时由于数模转换留给小数部分位数有限带来的相对误差。其实现步骤包括如下：

（1）发射机对要发送的比特数据进行相位调制，得到调制符号波形数据S集:

S＝{s₁,s₂,…，s_k,…，s_Z}

其中，k＝{1,2,3,…,Z}，Z表示在一个调制符号波形数据集S中元素的个数，S中的每个元素s_k都是复数；

（2）将调制符号波形数据集S与预编码矩阵V相乘，得到预编码结果Y；

其中，预编码矩阵V＝[v₁,…,v_j,…,v_J]^T j＝{1,2,…,J}，J表示发射机天线数目，Y中的每个元素都是复数；

（3）根据预编码结果Y中元素的大小，对预编码结果Y进行幅度调整，降低Y的峰值平均功率比:

（3a）求出预编码结果Y中的所有元素实部绝对值的最大值，记为maxR，求出预编码结果Y中的所有元素虚部绝对值的最大值，记为maxI，比较maxR与maxI，从这两个最大值中得出一个较大数为：G＝max(maxR,maxI),max为求最大值函数；

（3b）根据上述G，求出幅度调整系数：a=TOP/G，其中TOP表示数模转换模块能接受的最大值，这个参数由选择的数模转换模块的硬件特征给出；

（3c）将预编码结果Y的每个元素乘以幅度调整系数a,得到调整后的幅度编码结果Y’：

（4）发射机将调整后的幅度编码结果Y’进行数模转换，并通过射频发送；