[发明专利]一种基于子空间估计的预编码干扰消除方法

说明书

本发明提供的是一种基于子空间估计的预编码干扰消除方法。首先用子空间估计法估计主用户对次用户的干扰信道信息；分解接收信号协方差矩阵得到干扰协方差矩阵和噪声协方差矩阵；把次用户发射的信号投影到对主用户干扰信道的垂直空间。把次用户发射信号投影到主用户结合均衡编码的信号的垂直空间，从而消除次用户对主用户的干扰。根据主用户与次用户之间信道矩阵特征值与噪声特征值之间的比值，估计出主用户离次用户距离的远近，从而进行功率控制。

技术领域

本发明涉及的是一种射频技术领域，具体地说是一种预编码干扰消除方法和功率控制方法。

背景技术

认知无线电(Cognitive Radio)技术通过从时间和空间上充分利用空闲的频谱资源，有效地提高频谱利用率，从而解决目前频谱资源紧张的问题。然而，当认知无线电用户(次用户)和授权用户(主用户)共存时，次用户产生的干扰必须限制在某个范围内，为减少次用户对主用户的干扰，认知无线电系统中的干扰消除技术一直都是研究的热点。

多天线技术与认知无线电技术结合能进一步提高频谱利用率。在多天线的发射端进行预编码，并将发射信号投影到主用户信号空间的垂直空间，不仅能消除次用户的子信道干扰，还能消除次用户对主用户的干扰。

然而，基于空间投影的预编码干扰消除技术在求主用户信号空间的垂直空间时并未考虑主网络收发端的预编码、均衡编码，这会对次用户造成容量损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能消除次用户对主用户的干扰的基于子空间估计的预编码干扰消除方法。

本发明的目的是这样实现的：

k对次用户发射机、接收机与工作在时分双工模式下的主网络共存，并且使用相同的频段进行通信，主用户与次用户发送机和接收机都是多天线的，分别配置M_pb、M_pm、M_ct、M_cr个天线，主网络与认知无线电系统之间的信道为块衰落信道，主网络的上行信道为H_pu，主用户的下行信道为H_uk为主用户上行时主用户移动台对第k个次用户发射机的干扰信道，主用户下行时k个次用户发射机对主用户移动台的干扰信道为H_dk为主用户下行时对第k个次用户发射机的干扰信道，H_ck为第k个次用户发射机与接收机之间的信道；

步骤一：首先用子空间估计法估计主用户对次用户的干扰信道信息，当主用户上行时，第k个次用户发射机接收到的信号为

r_uk(i)＝H_ukF_pux_u(i)+n(i)，

其中，x_u(i)是主网络上行时，主用户发射的第i个符号；n为零均值，方差为的加性高斯白噪声；

设在信道估计过程中接收到的字符总数Ls，该接收信号协方差矩阵估计表示为

上述等式是的奇异值分解，其中是特征值从大到小排列的对角阵，是酉矩阵；

步骤二：分解接收信号协方差矩阵得到干扰协方差矩阵和噪声协方差矩阵，

进一步分解成主用户对次用户的干扰信号的协方差矩阵和噪声协方差矩阵，特征值大的K_p＝rank(H_uk)个向量对应干扰信号的协方差矩阵，剩下的(M_p-K_p)个特征值对应噪声协方差矩阵，其中H_uk是主用户上行时对第k个次用户发射机的干扰信道；rank(.)表示求秩；M_ct表示次用户发射机上的天线数目；

步骤三：把次用户发射的信号投影到对主用户干扰信道的垂直空间，