[发明专利]基于多小区多用户协作通信的干扰对齐方法

说明书

本发明公开了一种多小区多用户协作通信的干扰对齐方法，主要解决现有技术通信系统容量低、复杂度高的问题。其实现方案是：1.获取每个小区中的边缘用户数目；2.根据边缘用户数目，为每个小区选择不进行干扰对齐用户；3.随机产生每个小区中的不进行干扰对齐用户的接收滤波矩阵；4.根据进行干扰对齐用户的接收滤波矩阵，设计基站端的辅助预编码；5.根据辅助预编码，设计进行干扰对齐用户的接收滤波矩阵；6.根据用户的接收滤波矩阵，计算每个基站端的预编码矩阵；7.根据预编码矩阵和接收滤波矩阵，在收发两端进行数据传输,以消除掉干扰。本发明具有通信系统容量大、复杂度低的优点，可用于多小区多用户协作通信场景。

技术领域

本发明属于通信技术领域，进一步涉及干扰对齐方法。本发明可用于多小区多用户协作通信场景。

背景技术

干扰对齐技术作为一种新型的干扰消除技术，能够完全消除小区间ICI及用户间IUI的干扰，抑制接收端非期望信号的影响，提高系统的频谱利用率及网络容量，受到广泛关注及研究。干扰对齐技术通过在发送端设计预编码矩阵，使信号在经过无线信道传输到达接收端以后，所有的干扰信号能够对齐到一个维度较小的接收子空间里以减少干扰空间的维度，并且使期望信号在一个与之线性无关的子空间里，从而有更多的维度用来传输期望信号，使期望信号的自由度尽量大。但是传统的干扰对齐技术的可达自由度小于相同天线配置下TDMA方案的可达自由度，且收发两端对天线数量需求大，应用场景有限。

针对上述缺陷，Jie Tang(from the University of Bristol,UK)在其论文“Interference alignment techniques for MIMO multi-cell interfering broadcastchannels”中提出了一种适用于多小区多用户场景的干扰对齐方案。该方案能在不需要进行符号扩展的情况下提高干扰对齐方案的可达自由度。另外，该方案也突破了传统的干扰对齐技术对用户数和基站数的限制，扩大了干扰对齐技术的应用范围。但是，该方案却需要在用户端配置大量的天线，这与现实不符。对此，北京邮电大学的靳进在其论文“无线通信系统中干扰对齐技术的研究”中提出了一种改进的干扰对齐方案。该方案通过巧妙的设计用户的接收滤波矩阵和基站端的预编码矩阵，使得在收发两端天线数目使用最少的情况下，也能满足干扰对齐的应用条件，从而降低系统的误码率及用户端的天线数量、并提高了系统的容量。该方案的不足之处是：该方案对系统中收发两端的天线数目有着严格的规定，且对于每一个进行干扰对齐处理的用户而言，均需要按照一定的规则计算其接收滤波矩阵，复杂度较高。除此之外，该方法虽然使用的总的天线数目最少，但是系统的总的容量却和每个小区中所选择的未对齐用户的数目有着直接关系，相比传统干扰抑制而言，采用方法的通信系统的总容量提升的并不是非常明显。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于协作通信的干扰对齐方法，从而进一步提升通信系统的容量，降低系统的复杂度。

为实现上述目的，本发明技术方案包括如下：

(1)获得每个小区中的边缘用户数：

1a)测量每个小区中的用户i到当前服务小区的参考信号接收功率

1b)测量用户i到自己所有相邻小区的参考信号接收功率，记最大的参考信号接收功率值为

1c)设定一个门限值R_t，当用户i满足时，则将该用户视为该小区的边缘用户，否则，视为该小区的中心用户；

1d)统计每个小区满足的用户数量，得到该小区的边缘用户数目；

(2)为每个小区选择不进行干扰对齐用户：

2a)根据步骤(1)中测得的每个小区中的边缘用户数目，对每个小区按照边缘用户数目从少到多的顺序进行编号，假设排序后的小区编号为1、2、…、L，L为小区的总数目；