[发明专利]基于空域细力度高分波束的簇间干扰消除方法

摘要

本发明公开了一种基于空域细力度高分波束的簇间干扰消除方法，主要解决现有技术中ARSs交叠现象和路径损耗导致小区边缘用户服务质量差的问题。其实现步骤为：1)选取协作区域，计算空间相关矩阵；2)根据空间相关矩阵计算第一阶段预波束成形矩阵，进而计算等效信道维度；3)计算最优空间自由度；4)比较总自由度和最大等效信道维度，判断用户簇是否适合做干扰对齐，若是，则计算第二阶段干扰对齐编解码矩阵，否则，计算第二阶段迫零预编码矩阵；5)联合第一阶段和第二阶段编码，计算两阶段预编码矩阵。本发明边缘簇通过干扰对齐消除簇内干扰，中心簇通过迫零预编码消除簇内干扰，有效地提升了系统吞吐量，可用于大规模MIMO蜂窝网络。

主权项

一种基于空域细力度高分波束的簇间干扰消除方法，包括：(1)选取蜂窝网中由3个相邻基站组成的一个协作区域，计算其内第i个基站到第j个簇的空间相关矩阵其中，i＝{1,2,3}，j＝{1,2,...,J}，J为簇的个数；(2)计算第一阶段的预波束成形矩阵：(2.1)将空间相关矩阵特征分解成其中，为的非零特征值组成的对角矩阵，为的非零特征值对应的特征向量组成的矩阵，(.)H为矩阵的共轭转置；(2.2)计算的列在单位离散傅立叶变换DFT矩阵中的列标号索引集合，记第i个基站到第j个簇的列标号索引集合为(2.3)根据索引集合计算第i个基站到第j个簇的预波束成形矩阵(3)第i个基站根据预波束成形矩阵计算其到第j个簇的等效信道维度(4)计算3个基站到第j个簇的最优空间自由度(5)比较所有基站到第j个簇的总自由度与最大等效信道维度：若则执行步骤(6)，否则，执行步骤(7)；(6)在第j个簇内选择3个用户与协作区域内的3个基站进行干扰对齐传输，并计算第二阶段干扰对齐编解码矩阵：(6.1)每个基站向用户发送经过预波束成形的下行信道训练帧；(6.2)第j个簇内选出的3个用户进行信道估计，获取第i个基站到第j个簇中做干扰对齐的第k个用户的等效信道并将上行反馈给基站端，其中，k＝{1,2,3}；(6.3)基站端利用等效信道信息，计算3个基站到第j个簇的干扰对齐编码矩阵，以及第j个簇中做干扰对齐的3个用户的解码矩阵，记第i个基站到第j个簇的干扰对齐编码矩阵为第j个簇中做干扰对齐的第k个用户的解码矩阵为Uj,k；(7)选择等效信道维度最大的第i*个基站为第j个簇服务，并计算第二阶段迫零编码矩阵：(7.1)第i*个基站向用户发送经过预波束成形的下行信道训练帧；(7.2)第j个簇内的用户进行信道估计，获取第i*个基站到第j个簇的等效信道并将上行反馈给第i*个基站；(7.3)第i*个基站利用等效信道信息计算到第j个簇的迫零编码矩阵(8)计算两阶段联合预编码矩阵