[发明专利]一种基于子空间估计的预编码干扰消除方法

摘要

本发明提供的是一种基于子空间估计的预编码干扰消除方法。首先用子空间估计法估计主用户对次用户的干扰信道信息；分解接收信号协方差矩阵得到干扰协方差矩阵和噪声协方差矩阵；把次用户发射的信号投影到对主用户干扰信道的垂直空间。把次用户发射信号投影到主用户结合均衡编码的信号的垂直空间，从而消除次用户对主用户的干扰。根据主用户与次用户之间信道矩阵特征值与噪声特征值之间的比值，估计出主用户离次用户距离的远近，从而进行功率控制。

主权项

1.一种基于子空间估计的预编码干扰消除方法，其特征是：k对次用户发射机、接收机与工作在时分双工模式下的主网络共存，并且使用相同的频段进行通信，主用户与次用户发送机和接收机都是多天线的，分别配置Mpb、Mpm、Mct、Mcr个天线，主网络与认知无线电系统之间的信道为块衰落信道，主网络的上行信道为Hpu，主用户的下行信道为Huk为主用户上行时主用户移动台对第k个次用户发射机的干扰信道，主用户下行时k个次用户发射机对主用户移动台的干扰信道为Hdk为主用户下行时对第k个次用户发射机的干扰信道，Hck为第k个次用户发射机与接收机之间的信道；步骤一：首先用子空间估计法估计主用户对次用户的干扰信道信息，当主用户上行时，第k个次用户发射机接收到的信号为ruk(i)＝HukFpuxu(i)+n(i)，其中，xu(i)是主网络上行时，主用户发射的第i个符号；n为零均值，方差为的加性高斯白噪声；设在信道估计过程中接收到的字符总数Ls，该接收信号协方差矩阵估计表示为 R ^ u k = 1 L s Σ i = 1 L s r u k ( i ) r u k H ( i ) = U ^ Λ ^ U ^ H = U ^ G Λ ^ G U ^ G H + U ^ n Λ ^ n U ^ n H , ]]>上述等式是的奇异值分解，其中是特征值从大到小排列的对角阵，是酉矩阵；步骤二：分解接收信号协方差矩阵得到干扰协方差矩阵和噪声协方差矩阵，进一步分解成主用户对次用户的干扰信号的协方差矩阵和噪声协方差矩阵，特征值大的Kp＝rank(Huk)个向量对应干扰信号的协方差矩阵，剩下的(Mp-Kp)个特征值对应噪声协方差矩阵，其中Huk是主用户上行时对第k个次用户发射机的干扰信道；rank(.)表示求秩；Mct表示次用户发射机上的天线数目；步骤三：把次用户发射的信号投影到对主用户干扰信道的垂直空间，在主用户下行时，主用户接收机接收到的干扰如下式： F p u T H u k T F c s = 0 , ]]>其中Fc为次用户发射端预编码矩阵；为上行时主网络基站的均衡编码；s为次用户发射信号向量，在上行估计时，已对HukFpu所在空间进行了估计，把次用户信道Hck投影到次用户对主用户的干扰信道的垂直空间为 H ⊥ = Δ H c k ( I - U G U G H ) , ]]>对H⊥进行奇异值分解 H ⊥ = V ⊥ Λ ⊥ U ⊥ H , ]]>次用户发射机预编码矩阵即为：Fc＝U⊥，利用发射机预编码方法把次用户发射的信号投影到次用户对主用户的干扰的垂直空间上，次网络根据上行时估计的信息，在信道相干时间内，在主用户下行时通信；同理，次网络根据下行时估计的信息，在信道相干时间内，在主用户上行时通信。