[发明专利]一种基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法

摘要

本发明公开了一种基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法，仅利用基站侧协作，通过基于干扰对齐和干扰中和的预编码向量设计，以及用户侧采用正交投影接收滤波技术消除残留干扰并恢复期望数据；与现有技术相比，本发明仅利用基站侧协作，通过发射预编码与接收滤波的联合设计，实现多路数据的并发传输。在发射端，利用IN将携带相同数据信息的两路干扰信号对齐到同一子空间相反的方向上，而采用IA将携带不同数据信息的干扰信号对齐到同一子空间。接收端采用正交投影滤波，完成残留干扰的消除和期望数据的恢复。此外，本发明利用部分数据交互且不需要用户侧协作，能够充分利用多天线系统提供的空间复用能力，实现了系统吞吐性能的改善。

主权项

一种基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法，其特征在于，该基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法，利用基站侧协作，通过基于干扰对齐和干扰中和的预编码向量设计，以及用户侧采用正交投影接收滤波技术消除残留干扰并恢复期望数据；即在预处理设计中，对携带相同数据信息的两路干扰信号，利用干扰中和IN将其对齐到同一子空间的相反方向，对于携带不同数据信息的干扰信号，采用干扰对齐IA将其对齐到同一子空间的相同方向，实现接收观测信号的降维；由于经过预处理的设计，系统的干扰并未完全消除，仍存在残留干扰；因此在发射端采用不同预编码设计的基础上，接收端分别采用正交投影滤波对期望数据进行恢复；该基于干扰对齐和干扰中和的协作多点传输方法具体包括以下步骤：步骤一，基站通过用户反馈等方式获得理想的信道状态信息，所谓理想的信道状态信息就是准确的信道状态信息，通过X2接口实现基站之间CSI共享和数据信息交互，两基站获取全部的信道信息表示基站i与用户j之间的信道矩阵；步骤二，基站侧协作且仅需要基站之间进行部分数据共享，即第一基站传输数据流x11和x2，第二基站传输数据流x12和x2，其中第一用户的期望数据流为x11和x12，第二用户的期望数据流为x2，写出第一用户和第二用户的接收混合信号为：y1＝H11p11x11+H12p12x12+(H11p21+H12p22)x2+n1    (1)y2＝(H21p21+H22p22)x2+H21p11x11+H22p12x12+n2   (2)步骤三，基站对信道矩阵Hi1(i＝1,2)进行奇异值分解，即：Hi1=Ui1Di1Vi1H=ui1(1)ui1(2)λi1(1)00λi1(2)(vi1(1))H(vi1(2))H---(3)]]>其中(·)H表示共轭转置，选取作为预编码向量，即选择增益大的空间子信道进行数据传输；步骤四，对于式(1)，两路干扰携带相同的数据信息x2，两台基站利用干扰中和IN技术设计预编码使干扰信号在第一用户处相互中和，即满足以下条件：H11p21+H12p22＝0    (4)根据p21计算出实现干扰信号中和，定义等效矩阵步骤五，对于式(2)，通过预编码设计使携带不同数据信息x1i(i＝1,2)的两路干扰在第二用户处对齐到同一子空间，实现观测信号的降维，即满足以下条件：H21p11＝H22p12    (5)根据p11计算出实现第二用户处观测信号的降维，定义等效矩阵步骤六，基于以上步骤的设计，干扰中和IN设计使基站向第二用户发送数据x2对第一用户产生的干扰在第一用户处相互抵消，干扰对齐操作使第二用户收到的来自第一基站向第一用户发送x11以及第二基站向第一用户发送x12的干扰对齐到同一子空间，实现观测信号的降维；然而干扰并未完全得到消除；因此在用户侧基于正交投影设计接收滤波矩阵进一步消除残留干扰，恢复期望信号；采用进行滤波，可得用户侧的估计信号为：y‾1=F1H(||C11||uC11x11+||C12||uC12x12+n1)---(6)]]>y‾2=F2H(||C21||uC21x2+||C22||uC22(x11+x12)+n2)---(7)]]>其中C12=H12G1v11(1)||G1v11(1)||=||H12G1v11(1)||||G1v11(1)||uC12=||C12||uC12,]]>Cij的幅度为||Cij||，表示Cij的方向；步骤七，根据步骤六用户侧的估计信号表示式，采用正交投影的接收滤波设计应该满足：<FiHuCI1,FiHuCi2>=0---(8)]]>从而计算出用户的接收滤波矩阵：fi(1)=uCi1-(uCi2)HuCi1uCi2||uCi2-(uCi2)HuCi1uCi2||fi(2)=uCi2-(uCi1)HuCi2uCi1||uCi2-(uCi1)HuCi2uCi1||---(9)]]>步骤八，通过以上基于干扰对齐和干扰中和设计预编码向量和基于正交投影设计接收滤波矩阵的步骤，最终得到的估计信号为：y‾1=||C11||(f1(1))HuC110x11+||C12||0(f1(2))HuC12x12+F1Hn1---(10)]]>y‾2=||C21||(f2(1))HuC210x2+||C22||0(f2(2))HuC22(x11+x12)+F2Hn2---(11)]]>根据式(10)，第一用户的期望数据x11和x12能够在相互正交的子空间得到恢复，根据式(11)，第二用户能够在与残留干扰相互正交的子空间内恢复出期望数据x2。