[发明专利]基于串行干扰消除的数据传输方法

说明书

本发明提供了一种基于串行干扰消除的数据传输方法，属于数据传输技术领域，该方法首先用户端对原始信息进行扩展的嵌套网格编码；基站将嵌套网格编码后的信号表示为用户码字的线性组合通过前传链路传递给中心处理单元CPU，确定用户端的最佳发送功率，再根据所述最佳发送功率计算剩余的线性组合在边信息下的参与解码的顺序；最后以最大化系统吞吐量为目标确定用户端解码顺序，并根据嵌套网格依次解出原始信息。本发明适用于第五代移动通信系统的传输机制，考虑了用户间干扰对系统吞吐量的影响和前传链路容量受限，采用基于扩展的嵌套网格编码方法的计算转发机制(ECF)，可以消除用户间干扰，避免对前传链路容量需求的扩大，有效提高系统的总吞吐量。

技术领域

本发明涉及数据传输技术领域，具体涉及一种能够在不增加前传链路容量需求的基础上提高系统总吞吐量的用于去蜂窝大规模MIMO系统的基于串行干扰消除的数据传输方法。

背景技术

在Cell-free大规模MIMO系统中，由于分布式基站的数目远多于用户的数目，因此基站与用户间的距离被缩短，导致路径损耗变小而宏分集增益提高，因此用户可以得到更高质量的服务。分布式基站通过前传链路与中心处理单元(central processing unit,CPU)连接，在上行数据传输中基站将收到的信号通过前传链路传送给CPU，由CPU恢复出各用户的信息。

由于基站的数目是有限的，无法保证系统中最佳传播信道(favorablepropagation)特性的存在，因此用户之间的信道的方向并不是严格正交的。在上行链路传输中，在基站处若采用传统的最大比值合并(maximum ratio combining,MRC)方法检测用户的信号，即将接收到的信号与用户信道的共轭转置相乘来分离出不同用户的信号，由于用户间信道方向非正交会使得分离出的信号含有用户间干扰。受到用户间干扰影响的用户的吞吐量会降低，最终导致系统的总吞吐量降低。除此之外，由于各基站会将接收到并分离出的所有用户的信息传递给CPU，对前传链路的容量需求也会非常大。因此，如何在不增加前传链路容量的情况下提高系统的吞吐量是cell-free大规模MIMO系统亟待解决的问题之一。

计算转发(compute-and-forward,CF)机制利用结构编码，在基站处计算所有用户信息的线性组合而不是直接解码单个用户的信息，从而避免了用户间干扰对系统吞吐量的影响。但是，CF机制要求所有用户的发送功率完全相同。然而，在cell-free大规模MIMO系统中，由于用户与基站间的距离各不相同，通过对用户的发送功率进行控制，即用户以不同的发送功率发送数据，可以显著提高系统的吞吐量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在不增加前传链路容量需求的基础上使系统总吞吐量进一步得到提高的用于去蜂窝大规模MIMO系统的基于串行干扰消除的数据传输方法，以解决上述背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

本发明提供的一种基于串行干扰消除的数据传输方法，该方法包括如下流程步骤：

步骤S110：用户端对原始信息进行扩展的嵌套网格编码；

步骤S120：基站通过计算均衡因子和组合系数，将用户端通过信道发来的嵌套网格编码后的信号表示为用户码字的线性组合；

步骤S130：基站将所述用户码字的线性组合通过前传链路传递给中心处理单元CPU；其中，前传链路中传递的数据的维度与所述嵌套网格编码后码字的维度相同；

步骤S140：CPU在接收到一定数量的所述用户码字的线性组合后，以有效噪声最小的用户码字的线性组合作为第一个参与解码的线性组合，并确定用户端的最佳发送功率；

步骤S150：CPU根据所述最佳发送功率以最小有效噪声为标准计算剩余的所述用户码字的线性组合在边信息下的参与解码的顺序；