[发明专利]基于用户压缩的MIMO拓扑干扰对齐方法

权利要求书

1.一种基于用户压缩的多输入多输出MIMO拓扑干扰对齐方法，其特征在于，将多输入多输出MIMO干扰广播信道强链路连接模型中，每个基站对应的多个用户压缩成一个超级用户，按照链路连接原则，调整每个基站与其对应超级用户之间的强链路连接，构建基站数与用户数相等的多输入多输出MIMO干扰信道的强链路连接模型，构造预编码矩阵和解码向量，利用迫零方法处理混合接收信号，得到所选基站对应用户的无干扰接收信号；该方法的具体步骤包括如下：

(1)设置系统参数：

将多输入多输出MIMO干扰广播信道系统中的每个基站配置M_i根天线，每个用户配置N_ij根天线，其中，i表示基站的序号，i∈{1,2,...,R},j表示用户的序号，j∈{1,2,...,K_i}，∈表示属于符号，R表示多输入多输出MIMO干扰广播信道系统中总的小区数，K_i表示多输入多输出MIMO干扰广播信道系统中第i个小区中的用户数；

(2)构建干扰广播信道的强链路连接模型：

(2a)将P≥η时的干扰链路作为强链路，设置为1，将P＜η时的干扰链路作为弱链路，设置为0，其中，P表示来自多个干扰链路的干扰功率之和，η表示根据多输入多输出MIMO干扰广播信道的不同传输要求设置的干扰门限；

(2b)每个基站通过强链路分别与多个用户对应连接，将所有的基站、用户、基站与用户之间的强链路，组成多输入多输出MIMO干扰广播信道的强链路连接模型；

(3)利用用户压缩方法，获得超级用户：

将多输入多输出MIMO干扰广播信道强链路连接模型中，每个基站对应的多个用户压缩成一个超级用户，得到每个基站对应的一个超级用户和相应的强链路连接，每个超级用户的天线数与基站对应的所有用户天线的总数相等；

(4)构建基站数与用户数相等的强链路连接模型：

在多输入多输出MIMO干扰广播信道的强链路连接模型中，按照链路连接原则，调整每个基站与其对应超级用户之间的强链路连接，将调整后的所有基站、超级用户、基站与超级用户之间的强链路，组成基站数与用户数相等的多输入多输出MIMO干扰信道的强链路连接模型；

所述的链路连接原则是指，若每个基站与对应多个用户中的任意一个之间存在强链路连接，则每个基站与对应超级用户之间依然有强链路连接，若每个基站与对应多个用户之间都不存在强链路连接，则每个基站与对应超级用户之间不存在强链路连接；

(5)构造预编码矩阵和解码向量：

(5a)按照下式，构造多输入多输出MIMO干扰广播信道系统中每个基站的预编码矩阵：

其中，V_i表示多输入多输出MIMO干扰广播信道系统中第i个基站的预编码矩阵，p_a表示单输入单输出SISO干扰信道系统中第a个基站的预编码向量，i和a的取值对应相等，表示克罗内克积操作，表示阶数为N_i的单位矩阵，N_i表示多输入多输出MIMO干扰广播信道系统中第i个小区中用户的天线总数；

(5b)构造一个解码向量，该向量中每个元素与单输入单输出SISO干扰信道系统中的用户解码向量中的元素对应相等；

(6)获得用户的接收信号矩阵：

(6a)任选一个未选过的基站，用扩展矩阵与所选基站上的发射数据向量克罗内克相乘，得到所选基站的发射数据矩阵；

(6b)将预编码矩阵与所选基站的发射数据信号矩阵相乘，得到所选基站的发射信号矩阵；

(6c)利用预处理方法，对所选基站的发射信号矩阵进行处理，得到所选基站的传输信号矩阵；

(6d)将信道系数矩阵与所选基站的传输信号矩阵相乘，得到所选基站对应用户的接收信号矩阵；

(7)对所选基站对应用户的接收信号矩阵进行解码：

(7a)将所选基站对应用户的接收信号矩阵进行转置，得到转置接收信号矩阵；

(7b)用解码向量与转置接收信号矩阵相乘，得到解码后所选基站对应用户的接收信号向量；

(8)获得所选基站对应用户的无干扰接收信号：

(8a)对解码处理后的所选基站对应接收信号向量进行再转置处理，得到再转置后的接收信号；

(8b)将所选基站对应的所有用户的接收信号按行叠加，得到混合接收信号；

(8c)利用迫零方法，处理混合接收信号，得到所选基站对应用户的无干扰接收信号；

(9)判断是否选取完所有的基站，若是，则执行步骤(10)，否则，执行步骤(6)；

(10)结束干扰对齐。