[发明专利]一种混合蜂窝系统中基于干扰适变选择的上行传输方法

摘要

一种混合蜂窝系统中基于干扰适变选择的上行传输方法，混合蜂窝系统包括宏用户、微微蜂窝用户、宏基站和微微蜂窝基站。微微蜂窝基站根据信道状态信息以及用户的发射功率、位置信息确定干扰模型，利用基站侧协作，实现宏用户数据和微微蜂窝用户数据的共存传输，本发明考虑了干扰的强度对干扰模型以及与模型适应的信号处理方法的影响，根据受到干扰影响的数据速率与忽略干扰的理想速率的比值选择干扰模型，当干扰强度较低时对其予以忽略，简化了系统设计，并且通信资源得到合理利用，系统性能得到提升。

主权项

一种混合蜂窝系统中基于干扰适变选择的上行传输方法，混合蜂窝系统包括宏用户、微微蜂窝用户、宏基站和微微蜂窝基站；微微蜂窝基站根据信道状态信息以及用户的发射功率、位置信息确定干扰模型，利用基站侧协作，实现宏用户数据和微微蜂窝用户数据的共存传输，其特征在于：所述基于干扰适变选择的上行传输方法包括以下步骤：(1)宏用户获取信道信息微微蜂窝用户获取信道信息和宏基站获取信道信息微微蜂窝基站获取全部信道信息，包括和其中和分别表示宏用户与宏基站以及所述微微蜂窝基站间的信道矩阵，和分别表示所述微微蜂窝用户与宏基站以及微微蜂窝基站间的信道矩阵；(2)宏用户和微微蜂窝用户分别向宏基站和微微蜂窝基站上报发射功率、位置信息，宏基站将所获信息共享给微微蜂窝基站，所述微微蜂窝基站设定干扰适变选择门限ηth，然后对和进行奇异值分解，H0m=U0mΛ0m(V0m)H=u01mu02mλ01m00λ02m(v01m)H(v02m)H]]>H1p=U1pΛ1p(V1p)H=u11pu12pλ11p00λ12p(v11p)H(v12p)H]]>其中，和分别为的左奇异矩阵与右奇异矩阵，和为信道矩阵的左奇异向量，和为的右奇异向量，为信道矩阵奇异值组成的对角矩阵，和为的奇异值，和分别为的左奇异矩阵与右奇异矩阵，和为信道矩阵的左奇异向量，和为的右奇异向量，为信道矩阵奇异值组成的对角矩阵，和为的奇异值；根据宏用户和微微蜂窝用户的发射功率、位置信息，以及信道状态信息计算带宽归一化数据速率R01、R02、和R01=log2{1+Pm2ρMU-α(λ01m)2σn2+PpρPU-α||(u01m)HH1mv11p||2}]]>R02=log2{1+Pm2ρMU-α(λ02m)2σn2+PpρPU-α||(u02m)HH1mv11p||2}]]>R~01=log2{1+Pm2ρMU-α(λ01m)2σn2}]]>R~02=log2{1+Pm2ρMU-α(λ02m)2σn2}]]>其中，Pm和Pp分别表示宏用户和微微蜂窝用户的发射功率，ρMU和ρPU表示宏用户和微微蜂窝用户与宏基站的距离，α表示路损因子，为噪声功率；(3)微微蜂窝基站将适变因子η与ηth作比较，如果η＞ηth，则微微蜂窝用户对宏蜂窝基站造成的干扰可以忽略，选择非对称干扰模型，如果η≤ηth，则所有干扰均不能忽略，选择对称干扰模型，然后微微蜂窝基站将该信息通报给所述微微蜂窝用户以及所述宏基站，宏基站与微微蜂窝基站分别向宏用户和微微蜂窝用户发送开始传输信令，通知其开始数据传输；由R01、R02、和计算适变因子η，(4)宏用户对进行奇异值分解，微微蜂窝用户对和进行奇异值分解，宏基站对进行奇异值分解，宏用户构造预编码矩阵P0，P0＝[p01 p02]，其中p01和p02是矩阵P0中的两个预编码向量；选取微微蜂窝用户根据干扰模型构造相应的预编码向量P1，对称干扰模型下非对称干扰模型下宏用户和微微蜂窝用户的数据x0＝[x01 x02]T和x1＝[x11]分别经过P0和P1的预处理，然后发送；(5)宏基站与微微蜂窝基站根据干扰模型选择对应的处理过程，分为对称干扰模型与非对称干扰模型；针对对称干扰模型，宏基站选取作为接收滤波矩阵，得到的估计信号如下：y‾m=Pm2ρMU-α2(U0m)HH0mP0x0+PpρPU-α2(U0m)HH1mP1x1+(U0m)Hn=Pm2ρMU-α2λ01mx01Pm2ρMU-α2λ02mx02+PpρPU-α2||(H1m)-1u02m||x11+(U0m)Hn]]>其中，x0＝[x01 x02]T表示宏基站发送给宏用户的数据向量，上标T表示对矩阵进行转置，x1＝[x11]为微微蜂窝基站发送给微微蜂窝用户的数据，n表示加性高斯白噪声；针对非对称干扰模型，宏基站仍选取作为接收滤波矩阵，得到的估计信号如下：y‾m=Pm2ρMU-α2(U0m)H(H0mp01x01+H0mp02x02)+(U0m)Hn]]>解出数据x01和x02并将该信息共享给所述微微蜂窝基站，微微蜂窝基站从接收到的混合信号中消去x01和x02，然后选取作为接收滤波向量，得到估计信号如下：y‾p=PprPU-α2(u11p)HH1pv11px11+(u11p)Hn]]>从而无干扰的解出x11；其中，rPU为微微蜂窝用户与微微蜂窝基站的距离。