[发明专利]一种异构认知无线网络下行链路干扰对齐方法

摘要

本发明请求保护一种异构认知无线网络下行链路干扰对齐方案，涉及认知无线通信系统。针对存在多个用户的异构认知无线网络下行链路中基于干扰对齐(IA)的干扰消除问题，本发明在对多用户异构认知无线网络模型进行分析的基础上，分别为宏小区和认知小区设计了IA方案。该方案利用认知系统的感知能力，并综合运用线性迫零算法和总最小均方误差算法为认知系统设计级联的预编码矩阵和接收滤波矩阵，对跨层干扰和同层干扰进行层层处理，从而实现低功率认知小区与宏小区之间频谱共享。

主权项

1.一种异构认知无线网络下行链路干扰对齐方法，其特征在于，包括对宏小区设计干扰对齐的步骤和对认知小区设计干扰对齐的步骤，其中对宏小区设计干扰对齐的步骤包括：101、主用户根据信道估计获知自己的直接信道信息，并根据直接信道设计接收滤波向量；然后主用户将含有接收滤波向量的等效信道反馈给宏基站；最后宏基站利用线性迫零算法设计预编码来消除主用户之间的干扰；步骤101所述主用户根据信道估计获知自己的直接信道信息，并根据直接信道设计接收滤波向量具体包括：主用户[k,p]处理的输出信号变为[k,p]表示宏小区中的第k个用户，k＝1,2,…,Kp；y^[k,p]表示主用户[k,p]实际接收到的信号，s^[k,p]、v^[k,p]和n^[k,p]分别表示主用户[k,p]的发送信号、预编码和加性高斯噪声，表示基站p到主用户[k,p]的平坦瑞利衰落信道；主用户的接收滤波向量采用多用户MIMO匹配滤波器进行设计，也就是u^[k,p]为主用户[k,p]直接信道的左酉矩阵中最大奇异值所对应的列向量，用表示，u^[k,p]表示为各个主用户将反馈给宏基站；对认知小区设计干扰对齐步骤包括：102、通过认知系统设计级联的预编码矩阵和接收滤波矩阵对宏小区与认知小区间的干扰进行处理，迫除各个认知小区与宏小区之间的干扰；步骤102通过认知系统设计级联的预编码矩阵和接收滤波矩阵对宏小区与认知小区间的干扰进行处理具体包括：认知小区为两个时，两认知小区次用户[k,1]的预编码和接收滤波向量为次用户[k,1]经过级联编码处理后的输出信号变为其中，n^[k,1]表示认知小区1中第k个用户的加性高斯噪声，G₁表示认知小区1的信道，s^[k,1]表示认知小区1的主用户[k,1]的发送信号，C^[k,1]表示认知小区1的主用户[k,1]的发送信号，y^[k,1]认知小区1的主用户[k,1]实际接收的信号，表示认知小区1的主用户[k,1]直接信道的左酉矩阵中最大奇异值所对应的列向量的估计值，表示认知小区1的主用户[k,1]的约束预编码向量；实现对其他认知小区用户干扰信号白噪声化的固定预编码，其中[f₁,f₂,…,f_Ms‑Kp]为正交矩阵，为P的调整因子，认知小区的外层预编码和外层接收滤波矩阵满足此时，只需要G₁和C^[k,1]分别取和的零空间即可，和存在零空间的前提是Ms>Kp，Ms表示认知基站和次用户的天线数，Kp表示宏蜂窝小区中的主用户数；103、在认知小区内部，首先在认知小区基站端设置固定预编码P以实现对其他认知小区用户干扰信号的白噪声化；然后设计次用户接收滤波向量抑制来自其他认知小区的干扰；再设计基站端预编码消除认知小区内用户间的干扰。