[发明专利]一种迭代干扰对齐方法

说明书

技术领域

本明属移动通信技术领域，具体涉及一种在不同网络之间干扰对齐的方法，该方法以消除增加网络中的干扰为目标进行优化，使所有用户都能同时进行无干扰通信。

背景技术

干扰对齐（Interference Alignment,IA）是多用户干扰网络中提高信道容量的有效方法。不同于忽略干扰、解码消除干扰和正交接入消除干扰等处理方法，IA通过预编码技术将干扰压缩在接收端的干扰子空间中，从而消除干扰对期望信号的影响。不论干扰网络中有多少干扰用户，通过使用IA，所有的用户都可以同时进行无干扰的通信，并且使系统获得最大自由度（Degree Of Freedom，DOF），从而使系统容量显著提高。

IA方案可以通过在时域、频域和空域进行符号扩展来实现，并使每个维度的DOF接近理论上限。基于软件无线电平台的试验也证实了IA可以获得明显的系统容量提升。大量关于IA的研究包括如何在有限的符号扩展中获得更多的DOF、如何达到IA的新方案以及获得IA的信道估计开销和信道估计的误差对IA的影响。

多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）技术是高速无线网络的一种有效选择。IA和MIMO的结合能显著地提升系统的容量。当今的无线产品的天线配置数量持续增加，同时基站、桌面电脑、温度传感器和光传感器等使得无线设备变得更加多样性。未来的无线通信网络将包括大量配备不同天线数的接入点（Access Point，AP）和服务提供设备。频谱资源的短缺必定导致相邻环境中的很多无线通信设备使用相同的频谱，尽管干扰对齐技术有效地解决了同一个干扰网络中不同用户的干扰问题，但不同干扰网络相互之间的同频干扰仍然是问题。

在原有MIMO多用户网络中通过IA实现多用户正常无干扰通信的情况下，增加网络中的用户可以通过增加发射天线使得原有网络中的用户的正常通信不受影响，但增加网络中用户相互之间的干扰和来自网络用户的干扰是影响增加网络中用户通信的主要因素。新增用户一个一个地逐次不断接入要求每次接入的新增用户的天线数都要比上次接入的新增用户的天线数增加以达到既不影响原有网络中用户的通信，也可以使新增用户的通信不受干扰。本发明要提出一种新方法，使新增用户能够在同时接入的情况，不影响原有网络中的用户。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使新增的干扰网络既能使用相同的频谱资源又不影响其他原有的已对齐的干扰网络的方法。该方法以消除增加网络中的干扰为目的进行优化，使所有的用户都能同时进行无干扰的通信。

为了方便地描述本发明的内容，首先对本发明中所使用的符号进行说明：

A^H表示矩阵A的共轭转置矩阵,A^T表示矩阵的转置矩阵,A^-1表示矩阵A的逆矩阵，rank(A)表示矩阵A的秩，tr(A)表示矩阵A的迹，[A]_m,n表示矩阵A的第m行第n列的元素，I_N×N表示N×N的单位矩阵。

为了方便数学描述，本发明中的数据量和天线数量都采用对称配置，即，当在已有网络中所有的发射节点配置M个天线，所有的接收节点配置N个天线，每个发射节点都只有d个数据需要同时发送到相应的接收节点，那么，在增加网络中，所有的发射节点都配置相同的M_s个天线，所有的接收节点都配置相同的N_s个天线，每个发射节点都只有d_s个数据需要同时发送到相应的接收节点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种迭代干扰对齐方法，具体包括如下步骤：

S1、初始化所有增加网络中的发射节点的子成形矩阵G_l(l=1,2,…,S)，G_l的维度为(M_s-Kd)×d_s，并且G_l满足

S2、固定所有的G_l(l=1,2,…,S)

S3、固定所有的U_k(k=1,2,…,S)，其中，U_k是接收节点k的接收矩阵；

S4、重复进行S2和S3，直到G_l和U_k收敛；

进一步地，S1所述初始化所有增加网络中的发射节点的子成形矩阵G_l包括以下步骤：