[发明专利]一种多基站协作通信系统异步干扰抑制方法

摘要

本发明实施例公开了一种多基站协作通信系统异步干扰抑制方法，包括建立基站和用户的相同码本集合；采用最小均方误差估计方法，估计出用户j(j＝1,…,K)对应的信道矩阵Hj；对用户j的信道矩阵进行量化，然后将量化后获得的量化信道的索引值反馈给基站；基站端根据索引值在码本中恢复出用户j的信道矩阵，然后根据恢复出的信道矩阵采用BD算法计算用户j的预编码矩阵；基站根据得到的预编码矩阵传输信号。本发明实施例，通过与信噪比对应的反馈比特数求得量化码本，使用该码本对用户的信道状态信息进行量化，并将量化后的信道状态信息通过BD算法求得预编码矩阵进行传输，从而改进了预编码矩阵算法，减少了系统速率损失，使得异步干扰得到更好的抑制。

主权项

一种多基站协作通信系统异步干扰抑制方法，其特征在于，所述方法包括：(1)建立基站和用户的相同码本集合；其中，每个用户生成码本集合的具体步骤均包括：(1.1)计算反馈比特数B，公式如下：B≈T3PdB+Tlog2(M2Nt(Σk=1k≠jKαkj))-Tlog2(K(MNt-Nr))-log2(CNt,Nr)]]>其中，T＝Nr(MNt‑Nr)；PdB为基站发射功率；αkj为干扰信号的相关系数；M为基站数；Nt为每个基站发射天线数；Nr为每个用户接收天线数；K为用户数；其中，αkj具体通过公式计算获得；Ts表示信号的持续时间，ρ(τ)通过公式计算获得，ρ(0)＝1且g(t)为在t时刻基站发射基带信号的线性调制信号；δkj通过公式δkj＝τkj modTs计算获得；其中，τkj＝Δτj‑Δτk表示协作基站传输给用户j的时延差和用户k的时延差之间的差值，表示相对于服务基站bj其余协作基站b传输给用户j的信号的时延差，和根据基站和用户之间的距离除以传播速度求得；(1.2)根据反馈比特数构造码本构造随机矢量量化码本，该码本的大小为2B，用来表示，其中的每一个元素Wi(i＝1,…,2B)的维数与信道矩阵的维数相同为Nr×MNt；(2)采用最小均方误差估计方法，估计出用户j(j＝1,…,K)对应的信道矩阵Hj；(3)对用户j的信道矩阵均进行量化处理，然后将量化后获得的量化信道的索引值反馈给基站，用户j的信道矩阵量化的过程具体如下：(3.1)定义子空间距离在矩阵的相关理论中，用子空间距离衡量子空间之间的间隔，在一个Nt×Nt的复空间中，两个Nr×Nt维的矩阵H1和H2之间的子空间距离为：Dd=||P1-P2||F2]]>式中，||·||F表示矩阵的F范数，P1，P2定义为：P1=H1H(H1H1H)-1H1,P2=H2H(H2H2H)-1H2]]>表示投影到H1、H2空间的投影矩阵；(3.2)定义弦距离在一个Nt×Nt的复空间中，两个Nr×Nt维的矩阵H1和H2之间的弦距离Dc为子空间距离Dd的1/2，公式为：Dc=12Dd;]]>(3.3)用户j根据弦距离准则对信道矩阵进行量化，量化公式为：H^j=argminW∈CDc2(Hj,Wi),(j=1,...,K;i=1,...,2B)]]>式中，为信道量化后的信道矩阵；(4)基站端根据索引值在码本中恢复出相应用户的信道矩阵，然后根据恢复出的信道矩阵采用BD算法计算用户j的预编码矩阵，步骤为：(4.1)计算用户j的干扰矩阵，在时刻m用户j受到的用户k的干扰不仅与用户k在时刻的信号有关而且与用户时刻的信号有关，由于信号传播的时间远远大于信号迟延，用表示在时刻n用户j的干扰信道矩阵，计算公式为：H‾j(n)=H^1(n)...H^j-1(n)H^j+1(n)...H^K(n)H^1(n-1)...H^j-1(n-1)H^j+1(n-1)...H^K(n-1)]]>(4.2)计算用户j的预编码矩阵，步骤为：(4.2.1)将用户j的干扰矩阵进行奇异值分解，公式为：H‾j=U‾j[Λ‾j,0][V‾j1,V‾j0]H]]>式中，和分别表示矩阵的左奇异向量矩阵和左奇异值组成的对角阵，和分别表示矩阵的非零右奇异值和零右奇异值对应的右奇异向量矩阵；(4.2.2)矩阵构成了矩阵的零空间，从矩阵中选取前Lj列组成预编码矩阵Tj，Lj表示信号传输的数据流数；(5)基站根据得到的预编码矩阵传输信号。