[发明专利]一种基于认知学习的同频异构网络广播信道干扰管理方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更具体地，涉及一种基于认知学习的同频异构网络广播信道干扰管理方法。

背景技术

伴随着无线频谱的日渐稀缺，旨在提高频谱使用效率的认知无线电(cognitive radio)技术在过去的十多年里得到了极大的关注与非常广泛的研究。在如今蜂窝小区向着高密度异构分层组网的趋势下，认知无线电对复杂网络的干扰管理有重要作用。传统想法是：当检测到宏小区(macro cell)的频谱在某段时间处于空闲时，微小区(micro cell)可以利用该空闲时频资源进行通信，以避免不必要的频谱浪费。注意到在认知无线电的上述思路中很重要的一个假定是“宏小区有空闲时频资源”。然而在未来认知无线电的设计中，更需要一种宏小区维持其通信状态的同时，微小区也能在完全不影响宏小区的前提下利用相同的频谱进行可靠通信，服务于该微小区内的多用户。

因此，进一步的异构同频干扰管理方法应该使得，一方面，微小区需要保证不对宏小区产生任何干扰；另一方面，微小区还必须有效地应对来自宏小区的干扰。

发明内容

本发明的目的在于提出在异构同频通信系统下，微小区保证对宏小区的零干扰且微小区能够消除来自宏小区的干扰的方法。本方法通过以下步骤实现(在以下所有的下标中，符号“P”的含义是primary，即宏小区，而“S”则代表secondary，即微小区):

一种基于认知学习的同频异构网络广播信道干扰管理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)微小区和宏小区协作进行相关信道估计和反馈，得到宏基站到微基站的下行信道矢量H_p,s和宏基站到微小区用户k的下行信道矢量g_k,p；

(2)微基站利用信道矢量H_P,S侦听宏基站链路的发射信号，侦听时间为αT，检测出宏基站链路的广播消息x_P，其中T为宏链路的码字持续时间，α为微基站侦听时间比例，0≤α＜1；

(3)微基站选择作为预编码矩阵，该矩阵作用是将其发射信号向G_P,S所对应子空间的正交补空间投影，从而消除微小区对宏小区用户的干扰，其中G_P,S为微基站到宏小区接收机之间的信道矩阵；

(4)微小区用户k编码得到接收信号y_k，接收信号y_k表示为：

其中为从微基站到微小区用户k的等价信道矢量，h_k,S为微小区内用户k信道矢量，x_k为微小区用户k的发射信号，K为微小区总用户数，s_k＝x_Pg_k,P为宏基站对微小区用户k的外部干扰，为第k路噪声。

本发明的一个实施例中，所述步骤(1)具体包括：

(1-1)微基站通过回传链路向宏基站上报该微小区内用户使用导频序列{s_u}和微基站导频序列{s_micro}，宏基站通过该链路告知宏小区用户使用导频序列{p_u}；

(1-2)宏小区利用已知导频{s_micro}，{s_u}进行下行信道估计，得到宏基站到微基站的下行信道矢量H_p,s＝[(s_micro^Hs_micro)^-1s_micro^Hy_micro]^T和宏基站到微小区用户k的下行信道矢量g_k,p＝[(s_u,k^Hs_u,k)^-1s_u,k^Hy_u,k]^T，其中y_micro为微小区基站k发射对应导频{s_micro}时宏基站的接收信号，y_u,k为用户k发射对应导频{s_u,k}时宏基站的接收信号，s_u,k中下标k指集合{s_u}中第k个用户，上标H表示共轭转置；

(1-3)宏基站通过回传链路反馈信道矢量H_P,S，g_k,P给微基站；