[发明专利]基于空域细力度高分波束的簇间干扰消除方法

权利要求书

1.一种基于空域细力度高分波束的簇间干扰消除方法，包括：

(1)选取蜂窝网中由3个相邻基站组成的一个协作区域，计算其内第i个基站到第j个簇的空间相关矩阵其中，i＝{1,2,3}，j＝{1,2,...,J}，J为簇的个数；

(2)计算第一阶段的预波束成形矩阵：

(2.1)将空间相关矩阵特征分解成其中，为的非零特征值组成的对角矩阵，为的非零特征值对应的特征向量组成的矩阵，(.)^H为矩阵的共轭转置；

(2.2)计算的列在单位离散傅立叶变换DFT矩阵中的列标号索引集合，记第i个基站到第j个簇的列标号索引集合为

(2.3)根据索引集合计算第i个基站到第j个簇的预波束成形矩阵

(3)第i个基站根据预波束成形矩阵计算其到第j个簇的等效信道维度

(4)计算3个基站到第j个簇的最优空间自由度

(5)比较所有基站到第j个簇的总自由度与最大等效信道维度：

若则执行步骤(6)，否则，执行步骤(7)；

(6)在第j个簇内选择3个用户与协作区域内的3个基站进行干扰对齐传输，并计算第二阶段干扰对齐编解码矩阵：

(6.1)每个基站向用户发送经过预波束成形的下行信道训练帧；

(6.2)第j个簇内选出的3个用户进行信道估计，获取第i个基站到第j个簇中做干扰对齐的第k个用户的等效信道并将上行反馈给基站端，其中，k＝{1,2,3}；

(6.3)基站端利用等效信道信息，计算3个基站到第j个簇的干扰对齐编码矩阵，以及第j个簇中做干扰对齐的3个用户的解码矩阵，记第i个基站到第j个簇的干扰对齐编码矩阵为第j个簇中做干扰对齐的第k个用户的解码矩阵为U_j,k；

(7)选择等效信道维度最大的第i^*个基站为第j个簇服务，并计算第二阶段迫零编码矩阵：

(7.1)第i^*个基站向用户发送经过预波束成形的下行信道训练帧；

(7.2)第j个簇内的用户进行信道估计，获取第i^*个基站到第j个簇的等效信道并将上行反馈给第i^*个基站；

(7.3)第i^*个基站利用等效信道信息计算到第j个簇的迫零编码矩阵

(8)计算两阶段联合预编码矩阵

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的空间相关矩阵按如下公式计算：

其中，为N_t×N_t的矩阵，N_t为基站天线数，p、q分别为行和列标号，p＝{1,2,...,N_t}，q＝{1,2,...,N_t}，为第i个基站到第j个簇的方位角，为第i个基站到第j个簇的角度扩展，R_j为第j个簇的半径，为第i个基站到第j个簇的距离，τ为基站天线单元间距。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2.2)中第i个基站到第j个簇的列标号索引集合按如下公式计算：

其中，N_t为基站天线数，λ为载波波长，为第i个基站到第j个簇的方位角，为第i个基站到第j个簇的角度扩展，R_j为第j个簇的半径，为第i个基站到第j个簇的距离，τ为基站天线单元间距。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2.3)中的预波束成形矩阵按如下公式计算：

其中，f_n为DFT矩阵的第n列，∪为求集合的并集，为第i个基站到第j'个簇的列标号索引集合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的第i个基站到第j个簇的等效信道维度按如下公式计算：

其中，rank{.}为求矩阵的秩，|.|为求集合中元素的个数，∪为求集合的并集，为第i个基站到第j'个簇的列标号索引集合。