[发明专利]基于多天线技术的非对称TDD异构网络中跨层干扰减轻方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及基于多天线技术的跨层干扰减轻技术，特别是最优的编解码矩阵设计。

背景技术

随着无线用户对移动业务需求的快速的增长，如何为用户提供无处不在的高速数据接入服务正成为无线通信面临的重要问题。已有研究表明，通过在宏蜂窝小区中的热点地区及覆盖盲点地区布设picocell，可以有效的提高频谱资源的利用效率，从而增加无线蜂窝网络的容量。但是，在这种异构网络中，picocell与宏蜂窝网络复用相同的频谱资源，这导致了异构网络中存在严重的干扰问题。

在异构蜂窝网络中同时存在严重的跨层干扰。跨层干扰指的是异构蜂窝网络中不同层次的小区间的干扰，例如宏蜂窝跟picocell间的相互干扰。现有的干扰管理的方法主要是通过资源划分的方法来实现。这种方法通过将频谱资源从时间域或频率域上进行正交划分，然后给相互干扰的小区分配正交的资源，从而达到干扰避免的目的。但这种方法大大降低了频谱的利用效率。

多天线技术提供了一种抑制干扰、提高频谱利用率的方法，例如波束成形、干扰消除、干扰对齐。其中干扰对齐可以通过将多个干扰信号对齐到一个子空间上使得其他子空间可以进行无干扰的传输，从而解决干扰问题。对于具有K条通信链路的MIMO干扰信道，干扰对齐技术通过设计发送端的发送波束成形矩阵，使得在每个接收端处来自K-1个干扰链路的信号对齐到同一信号空间中，然后每个接收端通过迫零接收得到自己需要的信号。由于异构网络中不同层发射功率的不同，干扰情况不同于以往的干扰对齐场景。

发明内容

本发明实施例的目的在于利用非对称TDD异构网络特点提供一种基于多天线技术的跨层干扰减轻方法。通过改变picocell上下行帧顺序使得干扰链路与之前的干扰链路所不同，分别称之为基站间干扰和用户间干扰。对于基站间干扰，基站间可以通过回程链路进行有限协作并利用多天线技术来降低之间的干扰。具体地说，对于宏基站对picocell基站的下行干扰，picocell基站可以利用干扰消除技术来减轻；对于picocell基站对宏基站的上行干扰，每个picocell基站需要将自身信号对齐到宏基站的空闲子空间上。

本发明实施例一种基于多天线技术的非对称TDD异构网络中跨层干扰减轻方法包括以下步骤：

■宏基站的下行传输

步骤1  宏基站对下行信道矩阵进行如下SVD分解：

其中为奇异值按照由大到小排列所构成的对角矩阵。假设宏蜂窝下行链路传输个数据流，则宏基站下行传输的预编码矩阵T₀和宏用户解码矩阵可设计为

T0=V0‾0[×d0‾0],]]>

其中为前个列向量构成的矩阵。

步骤2  宏基站将具所使用的预编码矩阵T₀广播给其覆盖区域内的所有picocell基站；

步骤3  每个picocell基站根据宏基站的预编码矩阵T₀和自身的上行信道矩阵设计出最优的编解码矩阵。picocell用户的预编码矩阵和picocell基站的解码矩阵W_k的设计按照如下公式进行：

其中