[发明专利]有哈密尔顿环的MIMO协作拓扑干扰对齐方法

说明书

本发明公开了一种有哈密尔顿环的MIMO协作拓扑干扰对齐方法，本发明的实现步骤是：(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)确定哈密尔顿环场景下的有效发送端；(5)以信息共享的形式，构建每个发送端的发送数据向量；(6)获得每个发送端的发送信号向量；(7)获得每个接收端接收到的信号向量；(8)对哈密尔顿环场景下接收到的信号向量进行解码；(9)结束干扰对齐。本发明实现了在有哈密尔顿环场景下协作拓扑干扰对齐方法，可用于提高MIMO干扰信道系统的传输速率。

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有哈密尔顿环的多输入多输出天线MIMO(multiple input multiple out)协作拓扑干扰对齐方法。本发明可用于有哈密尔顿环的多输入多输出MIMO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，达到干扰对齐的目的。

背景技术

针对干扰信道，拓扑干扰对齐方法因其可以在发送端不知道任何信道状态信息(CSI)，而仅需在发送端和接收端知道网络拓扑信息，通过一定的信号处理手段，最终可以达到干扰对齐的目的，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：基于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和MIMO干扰信道满足干扰对齐条件的预编码矩阵和解码矩阵，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，实现干扰对齐的效果。该方法虽然能在MIMO干扰信道实现拓扑干扰对齐的目的，但该方法仍然存在不足之处，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，最终的系统性能还可以进行优化提高。

X.Yi和D.Gesbert教授在其发表的论文“Topological interference managementwithtransmitter cooperation”(“IEEE Transactions on Information Theory”2015，61(11)：1921-1934)提出了一种带有传输协作的拓扑干扰对齐方法。该方法的具体步骤为：针对SISO干扰信道，基于多个传输端的相互协作，通过设计预编码与解码矩阵达到干扰对齐的目的，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，它仅仅从SISO干扰信道的角度出发研究了相应的协作拓扑干扰对齐方案，对于在更复杂场景下的具体方案并未涉及，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，提出一种有哈密尔顿环的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干扰信道系统的条件限制，并提高系统的传输速率。

本发明的技术思路是：在有哈密尔顿环的场景下，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：

将多输入多输出MIMO干扰信道系统中的每个发送端配置M_i根天线，每个接收端配置N_j根天线，其中，发送端与接收端的数目相等且M_i,N_j≥2，i表示发送端的序号，j表示接收端的序号，i,j∈{1,2...,K}，∈表示属于符号，K表示发送端与接收端的数目；