[发明专利]一种将stiefel流形和干扰对齐相结合的预编码器设计方法

说明书

本发明公开了一种将stiefel流形和干扰对齐相结合的预编码设计方法，该方法利用到了现有的单边干扰对齐方案，将stiefel流形方案应用于求单边干扰对齐预编码，该方法可以进一步提高系统的容量，通过以下技术方案实现，包括：步骤一、MIMO系统模型分析；步骤二、单边干扰对齐技术：步骤三、stiefel流形技术：步骤四、stiefel流形的最速下降单边干扰对齐算法方案；步骤五、stiefel流形的共轭梯度单边干扰对齐算法方案；相比于现有方法，本发明不仅加快了预编码函数的收敛速度，而且提高了系统容量。

技术领域

本发明涉及一种将stiefel流形和干扰对齐相结合的预编码器设计方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

干扰是移动通信系统面临的主要挑战之一。但干扰对齐可以在接收端重叠干扰信号，压缩干扰信号所占用的资源，减弱干扰信号对有用信号的影响，能更好的管理干扰使得有用信号获得更高的和速率。解决这一问题，在常系数MIMO干扰信道中提出了许多优秀的分布式干扰对齐预编码器算法方案，大部分分布式迭代预编码器算法方案需要信道互易性假设，它利用干扰信道的互易性假设和部分信道状态信息，在发射端设计预编码器，在接收端设计干扰消除滤波器的分布式干扰对齐算法方案，每进行一次迭代，发射器和接收器都要互换角色，每次迭代都要优化预编码器目标表达式，直到计算出最优预编码矩阵，这需要极大的开销。信道互易性假设使分布式干扰对齐预编码算法方案的应用场合大大受到了极大的限制。

现有技术包括：专利号201010106089.1，专利名称：高效CAVLC编码器设计方法，但是该专利的缺点是：只能通过使用CWPC(固定长度伪码)技术，并且需要依据输入符号的代表特征将CAVLC原有平面式的编码流程改为层次性的特征提取映射的处理流程。

目前现有的方案没有利用信道的互易性假设，而是将矩阵距离作为目标表达式来重叠接收器的干扰信号空间，据此提出了收发端联合干扰对齐算法，接收器的干扰信号子空间和期望信号子空间互为补空间，发射器和接收器分别建立接收干扰空间与干扰消除补空间的距离为目标表达式。虽然收发端联合干扰对齐算法方案只需要局部的信道状态信息，但是此类算法在收发端交替迭代会产生大量的同步和反馈开销。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

本发明目的在于针对上述现有技术的不足，提出了一种将stiefel流形和干扰对齐相结合的预编码器设计方法，该方法应用于大规模MIMO系统中预编码器的设计，该方法不仅加快了预编码函数的收敛速度，而且提高了系统容量，并且简化了预编码器的设计。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种将stiefel流形和干扰对齐相结合的预编码器设计方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：预编码器应用的MIMO系统模型分析；

在MIMO系统中，第K个接收器的接收信号为：

矢量s_k代表功率为的独立高斯编码码本，波束形成矢量为相应V_k的列向量，为发射器l到接收器K的复信道增益矩阵，服从连续的独立同分布，是均值为0，方差为1的复加性白色高斯噪声。

步骤2：预编码器设计中应用到单边干扰对齐技术；

单边干扰对齐技术是指仅仅在发射端进行迭代，而不需要接收端的参与，这样就可以消除不必要的冗余开销。

以前应用到的干扰对齐技术，大部分都利用了分布式干扰对齐技术，这种技术需要大量的信道开销，使得预编码器的设计变得复杂。技术改进在于，利用了仅仅发端参与的单边干扰对齐技术，利用接收端干扰子空间的弦距离最小作为判断没有干扰的条件即：