[发明专利]基于有效信道参数半正交的干扰消除方法

摘要

本发明公开了一种基于有效信道参数半正交的干扰消除方法，包括：根据用户反馈的有用信道和交叉信道参数，基站计算用户端的有效接收信道参数，并以此参数作为半正交用户选择的依据。基站选择有效接收信道参数半正交用户以后，再进行双层预编码矢量设计，以实现消除小区间和小区内的干扰。该有效信道参数半正交的干扰消除方法不仅可以提升用户平均容量，而且大大降低了半正交用户选择的计算时间复杂度。

主权项

1.一种基于有效信道参数半正交的干扰消除方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)小区α和邻小区β共同设定预编码矩阵P＝[f₁，f₂，…f_S，0，…0]_M*M，其中f₁，f₂，…，f_s表示任意S个M*1的标准正交基，M为发射天线数，且所述小区α和所述邻小区β的基站和所有用户已知P；(2)所述小区α的基站分别发送第一信道估计信号和第二信道估计信号到所述小区α的所有N个用户和所述邻小区β的所有N个用户，所述小区α的所有N个用户接收所述第一信道估计信号，所述小区α中第k个用户根据所述第一信道估计信号计算第一信道估计值H_αk，其中k＝1，2…，N，所述邻小区β的所有N个用户接收所述第二信道估计信号，所述小区α中第k个用户根据所述第二信道估计信号计算第二信道估计值G_αk；所述邻小区β的基站分别发送所述第一信道估计信号和所述第二信道估计信号到所述小区α的所有N个用户和所述邻小区β的所有N个用户，所述邻小区β的所有N个用户接收所述第二信道估计信号，所述小区β中第k个用户根据所述第二信道估计信号计算第三信道估计值H_βk，小区α所有N个用户接收所述第一信道估计信号，所述小区β中第k个用户根据所述第一信道估计信号计算第四信道估计值G_βk；(3)所述小区α的所有N个用户反馈所述第一信道估计值H_αk和所述第二信道估计值G_βk到所述小区α的基站，并且所述邻小区β的所有N个用户反馈所述第三信道估计值H_βk和所述第四信道估计值G_αk到所述邻小区β的基站；(4)所述小区α的基站根据公式计算所述小区α内所有N个用户的接收矢量其中上标*表示矩阵的共轭转置，并根据所述接收矢量得出所述小区α内所有N个用户的有效信道参数构成的集合H_effα＝{H_eff-α1，H_eff-α2，…，H_eff-αN}，H_eff-αk表示所述小区α的第k个用户的有效信道参数，这里有效信道参数H_eff-αk是相对于直接信道参数H_αk而言的；所述邻小区β的基站根据公式计算所述邻小区β内所有N个用户的接收矢量并根据所述接收矢量得出所述邻小区β内所有用户的有效信道参数构成的集合H_effβ＝{H_eff-β1，H_eff-β2，…，H_eff-βN}，其中H_eff-βk表示所述小区β的第k个用户的有效信道参数；(5)根据以下半正交算法，所述小区α和所述邻小区β分别从有效信道参数集合H_eff-α和H_eff-β中选择K个用户的有效信道参数：(5-1)初始化计数器i和j，使得i＝j＝1，初始化所述小区α和所述邻小区β的备选有效信道参数下标的集合T_α(i＝1)＝{1，2，…，N}和T_β(j＝1)＝{1，2，…，N}，初始化一个极小值ε。(5-2)所述小区α计算所述集合+H_eff-α＝{H_eff-α1，H_eff-α2，…，H_eff-αN}的N个有效信道参数的F范数，并选择F范数(Frobenius范数)最大的一个有效信道参数作为第一个被选用户的信道矩阵g_α1＝H_{eff-απ(i＝1)}，其中eff-απ(i＝1)表示所述小区α中选择的第一个用户π(i＝1)，并从集合H_eff-α中剔除已选的有效信道参数；所述邻小区β计算所述集合H_eff-β＝{H_eff-β1，H_eff-β2，…，H_eff-βN}的N个有效信道参数的F范数，并选择F范数最大的一个有效信道参数作为第一个被选用户的信道矩阵g_β1＝H_{eff-βπ(j＝1)}，其中eff-βπ(j＝1)表示所述邻小区β中选择的第一个用户π(j＝1)，并从集合H_eff-β中剔除已选的有效信道参数。(5-3)设置i＝i+1，j＝j+1；(5-4)判断是否存在有i＜＝K且j＜＝K，若是则进入子步骤(5-5)，否则进入子步骤(5-7)；(5-5)对于所述小区α中的每个用户k∈T_αi，计算H_eff-αk在已选集合{g_α1，g_α2，…，g_α(i-1}上的投影补空间，即根据计算g_αk，将F范数最大的g_αk作为第i个被选的有效信道参数，即对于所述邻小区β的每个用户l∈T_βj，计算H_eff-βl在已选集合{g_β1，g_β2，…，g_β(j-1)}上的投影补空间，即根据gβl=Heff-βl-Σm=1j-1Heff-βlgβm*||gβm||2gβm=Heff-βl(I-Σm=1j-1gβm*gβm||gβm||2)]]>计算g_βl，将F范数最大的g_βl作为第j个被选的有效信道参数，即π(j)=argmaxl∈Tβj||gβl||;]]>(5-6)根据Tα(i+1)={k∈Tαi,k≠π(i)||Heff-αkgα(i)*|||Heff-αk||||gα(i)||<ϵ}]]>更新所述小区α的备选有效信道参数下标的集合；根据Tβ(j+1)={l∈Tβj,l≠π(j)||Heff-βlgβ(j)*|||Heff-βl||||gβ(j)||<ϵ}]]>更新所述邻小区β的备选有效信道参数下标的集合。并返回子步骤(5-3)。(5-7)所述小区α将选择的K个用户的有效信道参数构成有效信道参数矩阵H~effα=[Heff-απ(1)*,Heff-απ(2)*,...,Heff-απ(K)*]*,]]>所述邻小区β将选择的K个用户的有效信道参数构成有效信道参数矩阵H~effβ=[Heff-βπ(1)*,Heff-βπ(2)*,...,Heff-βπ(K)*]*;]]>(6)所述小区α的基站根据公式对所述矩阵求伪逆，以获得预编码矢量V_α：所述邻小区β的基站根据公式对所述矩阵求伪逆，以获得预编码矢量V_β。