[发明专利]多小区系统中基于干扰对齐的基站天线选择方法有效
申请号: | 201310025663.4 | 申请日: | 2013-01-23 |
公开(公告)号: | CN103067062A | 公开(公告)日: | 2013-04-24 |
发明(设计)人: | 葛建华;朱斌;李靖;付少忠;张沉思;孙垂强;李静;师晓晔 | 申请(专利权)人: | 西安电子科技大学 |
主分类号: | H04B7/04 | 分类号: | H04B7/04;H04L25/02 |
代理公司: | 陕西电子工业专利中心 61205 | 代理人: | 王品华;朱红星 |
地址: | 710071*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | 本发明公开了一种多小区系统中基于干扰对齐的基站天线选择方法,主要解决现有多天线干扰对齐技术的系统硬件成本较高,以及基于干扰对齐的基站天线选择方法只能在包含3小区网络中使用的问题。其实现步骤为:估计各基站到本小区用户的信道状态信息;初始化各小区基站天线选择方案;沿着系统和容量增加的优化方向,在保持其他基站天线选择方案不变的情况下,利用部分迭代干扰对齐依次确定各小区最优的基站天线选择方案;采用传统迭代干扰对齐进行多小区干扰协调。本发明适用于具有多个小区的面向商用的LTE网络,计算复杂度低,能够降低系统硬件成本,实现系统和容量与计算复杂度的折中。 | ||
搜索关键词: | 小区 系统 基于 干扰 对齐 基站 天线 选择 方法 | ||
【主权项】:
1.一种多小区系统中基于干扰对齐的基站天线选择方法,包括如下步骤:(1)估计各基站到本小区用户的信道状态信息基站k给本小区用户k发送导频信息,用户k估计基站k各天线到自身的信道状态信息,并反馈给基站k,其中k=1,...,B,B为小区数;基站k根据本小区用户反馈的信道状态信息,确定信道矩阵
其中N和M分别代表基站k和用户k的天线数,
表示复数域;(2)初始化各小区基站天线选择方案初始化基站k的天线选择方案ωk为具有最大的F-范数的矩阵
对应的备选天线选择向量,ωk的计算公式如下:ω k = arg max l ∈ { 1,..., C N N f } | | H kk φ l | | F 2 , ]]> 其中,k=1,...,B,
表示当天线选择方案为φl时根据信道矩阵Hkk确定的基站k到本小区用户的信道矩阵,φl表示基站的第l个备选天线选择向量,
为备选天线选择向量的索引变量,Nf为基站的射频链路数,
表示从N个数中选取Nf个数的组合数,||·||F表示矩阵的F-范数;将各基站的天线选择方案组合成B个小区基站天线选择集合Ω={ω1,ω2,...,ωB};(3)沿着系统和容量增加的优化方向,在保持其他基站天线选择方案不变的情况下,利用部分迭代干扰对齐依次确定各小区最优的基站天线选择方案:3.1)初始化备选天线选择向量的索引变量l为1,同时初始化最大的系统和容量Cmax为0;3.2)将小区1的基站天线选择方案ω1更新为备选天线选择向量φl,保持其他基站的天线选择方案不变,同时将B个小区基站天线选择集合Ω中第1个元素更新为φl;3.3)根据上述天线选择方案,进行部分迭代干扰对齐,设计各小区的基站预编码矩阵和用户干扰抑制矩阵,具体实现如下:3.3a)随机初始化基站k的预编码矩阵
其中k=1,...,B,d表示基站发送数据流的维数;3.3b)初始化迭代次数指示变量c为1;3.3c)确定在第c次迭代时用户k′的干扰协方差矩阵
其中k′=1,...,B;3.3d)按照干扰泄露最小原则,根据上述干扰协方差矩阵
设计在第c次迭代时用户k′的干扰抑制矩阵
其中k′=1,...,B,υd{·}表示矩阵最小的d个特征值对应的特征向量;3.3e)根据上述干扰抑制矩阵
确定在第c次迭代时基站k的干扰协方差矩阵
其中k′=1,...,B,k=1,...,B;3.3f)按照干扰泄露最小原则,根据上述干扰协方差矩阵
设计在第c次迭代时基站k的预编码矩阵
其中k=1,...,B;3.3g)迭代次数指示变量c的值加1,如果c≤Nite,则返回步骤3.3c,继续进行迭代;否则,跳转至步骤3.4,得到Nite次迭代后基站k的预编码矩阵
和用户k′的干扰抑制矩阵
其中k=1,...,B,k′=1,...,B,Nite为部分迭代干扰对齐的迭代次数;3.4)确定基站k′到用户k′的等效信道
以及用户k′的干扰协方差矩阵
其中
表示在天线选择方案ωk′情况下基站k′到用户k′的信道矩阵,
表示Nite次迭代后基站k′的预编码矩阵,k′=1,...,B;3.5)根据部分迭代干扰对齐得到的等效信道
干扰抑制矩阵
和干扰协方差矩阵
计算系统和容量
其中
为用户k′的容量,其中k′=1,...,B;3.6)如果CΩ>Cmax,则设置Cmax=CΩ,且令最优的备选天线选择向量的索引变量l*=l,即最优的备选天线选择向量
;否则,Cmax保持不变;3.7)备选天线选择向量的索引变量l的值加1,如果
则返回步骤3.2,继续遍历其他备选天线选择向量;否则,跳至步骤3.8;3.8)确定小区1最优的基站天线选择方案
3.9)按照步骤3.1到3.8所述的方法,依次确定小区2到小区B最优的基站天线选择方案ω 2 * , ω 3 * , . . . , ω B * ; ]]> 3.10)将上述各小区最优的基站天线选择方案组合成最优的B个小区基站天线选择集合Ω * = { ω 1 * , ω 2 * , . . . , ω B * } ; ]]> (4)采用传统迭代干扰对齐进行多小区干扰协调:4.1)根据上述最优的B个小区基站天线选择集合Ω*,进行迭代次数为NI的传统迭代干扰对齐,设计各小区的基站预编码矩阵和用户干扰抑制矩阵;4.2)根据上述传统迭代干扰对齐设计的预编码矩阵和干扰抑制矩阵,各小区基站和用户分别发送和接收数据,进行多小区干扰协调,消除小区间干扰。
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