[发明专利]有完美匹配的MIMO协作拓扑干扰对齐方法

说明书

本发明公开了一种有完美匹配的MIMO协作拓扑干扰对齐方法，实现步骤是：(1)设置系统参数；(2)构建多输入多输出MIMO干扰信道的部分连接模型；(3)判断发送端发送的当前期望信息是否满足对齐可行条件；(4)绘制对齐可行图；(5)判断对齐可行图中的顶点与边的关系是否满足完美匹配条件；(6)确定有完美匹配时的有效发送端；(7)以信息共享的形式，构建每个发送端的发送数据向量；(8)获得每个发送端的发送信号向量；(9)获得每个接收端接收到的信号向量；(10)有完美匹配时接收到的信号向量进行解码；(11)结束干扰对齐。本发明提高了MIMO干扰信道系统的系统传输速率。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种多输入 多输出天线MIMO(multiple input multiple output)干扰信道中协作拓扑干扰对齐 方法。本发明可用于有完美匹配的多输入多输出MIMO的干扰信道中，在仅知 道发送端与接收端网络拓扑的前提下，通过多个发送端之间信息共享的相互协 作，结合一定的信号处理手段，达到干扰对齐的目的。

背景技术

针对干扰信道，拓扑干扰对齐方法除了在发送端和接收端知道信道网络拓扑 信息外，在发送端不知道任何信道状态信息(CSI)，却能达到与传统的干扰对齐 方法同样的效果，更加适应于实际场景的应用要求，成为近些年来干扰对齐领域 的热点。

西安电子科技大学在其申请的发明专利文献“MIMO干扰信道拓扑干扰对齐 方法”(公开号：105871434A，申请号：201610187896.8)中公开了一种MIMO 干扰信道拓扑干扰对齐方法。该方法的具体步骤为：利用SISO干扰信道的部分 连接模型分别求解SISO干扰信道系统中满足干扰对齐条件的预编码向量和解码 向量，进而解出MIMO干扰信道满足干扰对齐条件的预编码矩阵和解码矩阵，再 通过对MIMO干扰信道系统中的发送信号进行时延扩展和预编码，并对接收信号 进行转置和解码，达到干扰对齐的目的。该方法虽然能在MIMO干扰信道实现拓 扑干扰对齐的目的，但仍然存在不足之处，在发送端的选择方面，它存在固定的 选取范围，并且只用到了MIMO系统中每个收发节点对中最小的天线数，而对于 收发节点中多余的天线数并未有效利用，系统性能还可以进行优化提高。

Jafar教授在其发表的论文“Topological interference management throughindex coding”(“IEEE Transactions on Information Theory”2014， 60(1)：529-568)提出了建立起了拓扑干扰管理与对应的索引编码问题之间的联 系的方法。该方法详细讲述了针对SISO系统和对称MIMO系统，通过解决索引 编码问题得到对应的拓扑干扰管理问题的结果，并给出了系统的可达对称自由 度。但是，该方案仍然存在不足，针对SISO系统与对称MIMO系统，通过把相 应的拓扑干扰对齐问题转化成对应的索引编码并进行解决，对于非对称的一般 MIMO系统并没有进行涉及，性能上还可以更优。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在的问题，提出一种有完美匹配的MIMO协作 拓扑干扰对齐方法，以解决现有拓扑干扰对齐方法发送端选取固定且单一，天线 利用率不高以及现有协作拓扑干扰对齐方法只能针对SISO系统与特殊MIMO系统 的条件限制，并提高系统的传输速率。

本发明的技术思路是：有完美匹配时，基于多个发送端之间信息共享的相互 协作，通过联合设计对于多输入多输出干扰信道的传输预编码矩阵与接收波束成 形矩阵，结合一定的信号处理手段，达到干扰对齐的目的。

为实现上述目的，本发明的主要步骤如下：

(1)设置系统参数：