[发明专利]一种无线局域网中的多用户多输入多输出干扰对齐方法

说明书

技术领域

本发明属于超高速短距离无线局域网技术领域，具体来说，涉及一种无线局域网中的多用户多输入多输出干扰对齐方法。

背景技术

为了给不断增加的用户设备提供网络接入，越来越多的接入点(文中简称：AP)已经部署于一些热点区域。由于所有AP都运行在仅有的几个频点上，随着AP部署得越来越密集，基本服务集（文中简称：BSS）间的干扰，尤其是同频干扰，将会成为限制系统性能的主要因素。

无线网络中，所有节点共享同一信道进行数据收发时，在基于多输入多输出(文中简称：MIMO)的通信系统中，通过空分复用，无论是单用户MIMO系统还是多用户MIMO系统，都可以同时支持多路数据流在同一信道上传输。理论也证明了当天线间的信道衰落彼此独立时，MIMO信道的容量近似地和收发两端的最小天线数成正比。例如，在M发射天线、N接收天线的点到点无线通信系统中，信道的复用增益是min(M,N)。另外，如果在发射节点或接收节点中至少有一方存在完全协作，那么信道的容量仍然正比于发射节点天线总数和接收节点天线总数之间的最小值。然而，发射节点和接收节点中任意一端都不可能存在完全协作的情况，系统则会由于用户之间的干扰而无法完全获得正比于发射节点天线总数和接收节点天线总数之间的最小值的复用增益。

虽然从理论上讲，增加发射节点或者接收节点的天线数目，以获得所期望的复用增益是一个很直接的方法。但是，从实现的角度来看，无论在发射节点还是接收节点，天线数目的增加将意味着需要更多的射频电路、更复杂的硬件设计以及更高的运算复杂度。另外，由于尺寸、成本和电源等方面的限制，也决定了实际通信网络中的大部分通信设备不可能配置大量的天线。与此相反的是，实际系统中往往是通过增加多个同时发射的节点，也就是多小区机制来提高网络的容量。

但小区间相互干扰，这样通过增加分布式的天线数目，是否也能达到正比于发射天线数的复用增益呢？有相关理论给出了肯定的答案，已提出的干扰对齐技术，可以达到小区间完全协作时的1/2的复用增益。但现有干扰对齐方法普遍采用用户（文中简称：STA）之间相互交换干扰信道信息，进行接收矢量的测算。这样在用户数较多时，需要大量的信息交互，会降低系统效率。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种无线局域网中的多用户多输入多输出干扰对齐方法，该干扰对齐方法能够有效解决无线局域网中同频段时存在多个同时发射的节点带来的小区间相互干扰的问题，提高系统效率。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种无线局域网中的多用户多输入多输出干扰对齐方法，该无线局域网中包括至少2个用户，至少2个基站，对于任何一个用户，一个基站对该用户发出有用信号，其他基站对该用户发出干扰信号；该对齐方法包括如下步骤：

步骤10）无线局域网中的每个用户估计有用信道和相邻的基本服务集的干扰信道，并将有用信道和干扰信道反馈给基本服务集内的接入点；无线局域网由用户、无线介质和接入点组成，基本服务集是无线局域网中处于某一覆盖区域之内，由1个接入点和该接入点管理的多个用户组成；

步骤20）基本服务集内的接入点根据用户反馈的有用信道和干扰信道，测算接收矢量和干扰方向；

步骤30）基本服务集内的接入点和与其相邻的基本服务集内的接入点之间交换干扰方向，并测算发射矢量；

步骤40）基本服务集内的接入点向用户前馈步骤20）测算的接收矢量；

步骤50）基本服务集内的接入点根据步骤30）测算的发射矢量向用户发送数据，用户根据步骤40）中接入点前馈的接收矢量接收数据，完成建立干扰对齐。

进一步，所述的无线局域网中的多用户多输入多输出干扰对齐方法，还包括步骤60）：间隔一定时间后，重复步骤10）到步骤50），重新完成建立干扰对齐。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

现有干扰对齐方法普遍采用STA之间相互交换干扰信道信息，进行接收矢量的测算。这样在用户数较多时，需要大量的信息交互，会降低系统效率。本发明的方法，用户统一将有用信道和干扰信道反馈给AP，在AP端进行接收矢量和干扰方向的测算，省去了STA之间大量的信息交互，AP间也只需要交互少量的干扰信息，即可实现干扰对齐。本发明所述干扰对齐方法中，需要用户统一将有用信道和干扰信道反馈给AP。这对于分布式接入WLAN系统与基于AP集中式调度的系统而言，都是易于实现的，具有普适性。而现有干扰对齐方法，在基于AP集中式调度的系统中，若想实现STA之间的信息交互，将使系统调度变得更加复杂。