[发明专利]基于发射天线选择的分布式干扰对齐方案

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，针对OBSS(Overlap Basic Service Set，交叠的基本业务集)场景，在研究基于穷搜索的最优发射天线选择条件下的分布式干扰对齐技术以及基于贪心策略的低复杂度的发射天线选择算法基础上，提出了一种新的发射天线选择条件下的分布式干扰对齐技术方案。

背景技术

MIMO(多输入多输出)技术在系统发送端和接收端配置多根天线,可以有效地提高系统的可靠性，并且可以在不增加系统带宽的情况下提高信道容量。但是MIMO系统性能的提升是以极高的硬件成本换来的。比如，每个发射/接收天线都需要自己的射频链路(包括低噪声放大器，功率放大器以及模数转换器等)。随着天线数目的增加,天线射频链路的硬件成本不断增加，相对于射频链路成本，天线的成本相对较低,所以在天线组中选取最好的若干天线组成一个子天线组进行发射和接收的天线选择技术成为一个研究热点。天线选择技术用相对较少的收发射频链路来支持较多的天线，因此能够保证MIMO系统不再完全受射频成本限制，同时天线选择仍然可以保证MIMO技术所带来的吞吐量优势。

干扰对齐作为一种全新的干扰管理思想，可以有效地提高通信系统的自由度，干扰对齐的基本思想是通过在发送端设计预编码矩阵，使得接收端可以将来自其他发送端的干扰信号重叠在相同的子空间内，最后在接收端通过简单的迫零处理恢复出无干扰的有用信号。在OBSS(Overlap Basic Service Set，交叠的基本业务集)中，在每个BSS(Basic Service Set，基本业务集)内部，多个用户可以通过正交频分的方式使BSS内的用户信息承载在相互正交的子载波上，这样可以避免BSS内用户间的干扰。由此，干扰管理的关键就在于如何抑制BSS间的干扰。在OBSS场景中，由于各个小区之间不能协作，所以每个小区无法知道全局信道状态信息。因此只能采用分布式干扰对齐算法，该算法仅需要知道本地信道状态信息，并且可以适用于多用户对。目前为止，对K用户干扰信道，主要是通过迭代方式不断优化来实现干扰对齐，但是这种实现方式都是在MIMO技术下来进行运用，这样需要极高的硬件成本。因此，将发射天线选择(Transmit Antenna Selection,TAS)技术引入到采用分布式干扰对齐技术的多BSS系统中就显得尤为必要。基于发射天线的分布式干扰对齐中，采用基于穷搜索策略的天线选择，是一种最优的策略，但是该方法的算法复杂度特别大，因此，目前提出了一种适用于多小区IA的低复杂度TAS(IA-Low Complexity-TAS,IA-LC-TAS)算法，该算法利用贪心搜索策略和改进的分布式干扰对齐方法来联合降低计算复杂度，相对于最优的发射天线选择条件下的分布式干扰对齐，该算法虽然有效地降低了算法复杂度，但是复杂度依然很大，尤其是对每个小区进行贪心的时候，每次搜索都要进行分布式干扰对齐，这会严重地限制分布式干扰对齐技术在天线选择条件下的应用。

发明内容

本发明的目的在于，为克服现有技术中算法复杂度特别大，限制了天线选择条件下分布式干扰对齐技术的实际应用问题，提出一种在性能相差不大的前提下可以成倍降低算法度的方法。下面首先介绍场景。

附图1是一个OBSS场景图，总共有K个BSS，每个BSS中包含一个AP(接入点)和一个STA(终端)。对于每个BSS，AP端的发射天线数为M_t，发送数据的自由度为d，从中选择L个射频链路(M_t＞L)，STA端的接收天线个数和射频链路数均为N_r，每个AP仅与相应的STA通信，对于第i个BSS，设为BSS_i，BSS_i中的AP，设为AP_i，BSS_i中的STA，设为STA_i。假定收发之间的信道为块衰落MIMO信道，块衰落信道系数为H_ij(1≤i，j≤K)，表示从AP_j到STA_i的信道矩阵，其元素服从均值为0、方差为1的独立复高斯分布。OBSS中每个STA与所有AP之间均存在低速无延迟无差错反馈信道，可将信道状态信息和接收机重组矩阵反馈到AP，每个AP通过广播方式将预编码矩阵发送到所有STA。