[发明专利]一种基于注水功率分配的干扰对齐方法

摘要

本发明公开了一种基于注水功率分配的干扰对齐方法，基站首先随机广播预编码矩阵，用户以最小化干扰泄露功率总和为目标，采用基于格拉斯曼流形的梯度下降算法沿着传输速率上升的方向设计解码矩阵，然后反转通信方向，用户将更新的解码矩阵发送给基站，基站同样更新预编码矩阵，经过迭代之后达到收敛，最终获得干扰对齐的效果。然后基站负责进行功率分配，首先根据基站预先设定的最大可用功率给每个数据流平均分配功率，然后根据不同数据流的信道增益，使用注水的功率分配方式对发送给用户的不同数据流进行迭代功率分配。本发明在不显著增加复杂度的前提下，达到干扰对齐的同时可以获得­­更高的传输速率。

主权项

一种基于注水功率分配的干扰对齐方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、初始化迭代次数q＝1，初始化步长t，初始化第k个基站的预编码矩阵Vk,0；基站将最大可用的功率平均分配给用户的数据流；步骤2、第k个基站随机产生M×d维预编码矩阵Vk,q‑1给本小区的用户，且满足其中，I是单位矩阵，M为基站天线个数，d为基站发送给用户的数据流个数，上标H为共轭转置，k＝1,2,3…,K，K为基站的总个数；第k个基站所服务的第l个用户根据最小化干扰泄露准则计算出第q‑1次迭代时第l个用户的解码矩阵Ul,q‑1，Ul,q-1=vmind(Σk≠lHklVk,q-1PkPkHVk,q-1HHklH),]]>其中，Hkl表示第k个基站到第l个用户的信道增益矩阵，l＝1,2,3,…,K，信道系数服从均值为零，方差为1的独立同分布的复高斯分布，Vk,q‑1表示第q‑1次迭代时第k个基站的预编码矩阵，表示矩阵*最小的d个特征值对应的特征向量,Pk为第k个基站的功率分配矩阵；步骤3、将Ul,q‑1沿测地线向传输速率增大的方向移动，步长t用来调节Ul,q‑1移动距离的大小，得到第q次迭代时第l个用户的解码矩阵Ul,q；步骤4、反转通信方向，第k个基站计算出第q次迭代时更新的预编码矩阵Vk,q，步骤5、更新步长t＝t×0.90；步骤6、当用户受到的最大干扰泄露功率总和不大于预设的最大干扰泄露功率，或者迭代次数达到了最大迭代次数时，此时得到的Vk,q，Ul,q即分别是使传输速率性能最好的预编码矩阵和解码矩阵此时的用户所受的干扰泄露功率为零，即达到了干扰对齐；否则令q＝q+1，重复步骤2到5；步骤7、使用二分法搜索出第k个基站的功率注水值λk的取值；步骤8、在最小化干扰泄露准则下以最大化有用信号空间功率为目标达到干扰对齐的基础上，根据获得的λk，通过注水的方式来对基站发送的不同数据流的功率pkj进行分配。