[发明专利]一种基于D2D通信的蜂窝网络的干扰对齐方法

说明书

本发明公开了一种基于D2D通信的蜂窝网络的干扰对齐方法，该方法解决了多天线D2D通信在蜂窝网络中D2D通信链路复用蜂窝下行资源情况下，蜂窝基站与D2D终端和D2D终端之间的干扰问题；该方法通过分析本地信道信息，并经正反向迭代运算选取用于干扰对齐的预编码矩阵和信道压缩矩阵，从而降低复用下行链路资源时，D2D通信用户与蜂窝用户、基站之间的干扰，以此提高整个通信系统的容量和能量效率。

技术领域

本发明涉及一种基于D2D通信的蜂窝网络的干扰对齐方法，属于计算机通讯的技术领域。

背景技术

D2D通信(即：终端直通通信)是由系统控制，允许邻近的终端在近距离范围内使用蜂窝频谱资源，是通过直连链路进行数据传输的新型技术。下一代移动通信系统对速率、容量的要求越来越高，但是可用于移动通信的频谱资源十分有限。D2D通信是通过复用小区资源来提高频谱利用率，提高整个小区的通信速率。但是，D2D通信之间需要以合理的方式对资源的复用进行管理，无序的资源复用不仅无法改善系统性能，反而可能因重用相同资源的D2D通信链路间距离过近而产生强烈干扰。而干扰对齐可以有效解决复用相同资源时产生的干扰，其基本思想是：利用信道状态信息，在发射端对信号进行预处理，在相应的接收端，通过滤波或波束成型，将干扰信号压缩到一个维数较低的干扰子空间中，同时保证该干扰子空间独立于期望信号所在的信号子空间，使接收机能够方便地从信号子空间中获得期望的信号，而不受干扰信号的影响，并用自由度来描述整个系统的容量特征，自由度越高，系统容量越大，干扰对齐方法的效果越好。

发明内容

本发明目的在于提出一种基于D2D通信的蜂窝网络的干扰对齐方法，该方法解决了多天线D2D通信在蜂窝网络中D2D通信链路复用蜂窝下行资源情况下，蜂窝基站与D2D终端和D2D终端之间的干扰问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于D2D通信的蜂窝网络的干扰对齐方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：为发送端选择任意预编码矩阵，其中蜂窝终端的预编码矩阵，是D2D终端的预编码矩阵；

步骤2：开始迭代；

步骤3：由分别计算出蜂窝用户接收端的干扰协方差矩阵和D2D用户接收端的干扰协方差矩阵

其中，V_d^[k]和U_d^[k]分别是第k个D2D发送端的预编码矩阵和干扰压缩矩阵；V_c^[k]和U_c^[k]分别是第k个蜂窝发送端(基站)的预编码矩阵和干扰消除矩阵；H^[kj]代表第j个基站到第k个D2D接收端的信道增益，F^[kj]代表第j个D2D发送端到第k个D2D接收端的信道增益；

步骤4：由计算出第k个D2D发送端的干扰消除矩阵U_d^[k]和第k个基站(蜂窝用户的发送端)的干扰消除矩阵其中，υ_min{eig(A)}表示矩阵A的最小特征值对应的特征向量；

步骤5：根据信道的互易性，得出反向蜂窝和D2D信道发送端的预编码矩阵分别为及

步骤6：利用分别计算出反向信的干扰协方差矩阵和

其中，和分别是第k个D2D接收端的预编码矩阵和干扰压缩矩阵；和分别是第k个基站信号接收端的预编码矩阵和干扰消除矩阵；代表第k个D2D接收端的信道增益到第j个基站，代表第k个D2D接收端到第j个D2D发送端的信道增益；

步骤7：由计算出反向信道的干扰消除矩阵；

步骤8：根据信道的互易性，有

步骤9：返回上述步骤2，直到收敛完成。