一种基于天线选择和干扰对齐的异构蜂窝网络干扰抑制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108631839A(43)申请公布日2018.10.09(21)申请号201810177926.6(22)申请日2018.03.05(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区（西区）西源大道2006号(72)发明人易方林杨海芬钱成陈一丰严素馨焦鹏(74)专利代理机构电子科技大学专利中心51203代理人陈一鑫(51)Int.Cl.H04B7/0456(2017.01)H04B7/06(2006.01)H04L25/03(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于天线选择和干扰对齐的异构蜂窝网络干扰抑制方法(57)摘要本发明公开了一种基于天线选择和干扰对齐的异构蜂窝网络干扰抑制方法,本发明属于移动无线通信技术领域，特别涉及在异构蜂窝网中基于天线选择与干扰对齐联合优化的下行干扰抑制方法。一方面通过天线选择与干扰对齐联合优化得到的系统容量比将这两步分开进行得到的系统容量有明显提升。另一方面通过贪心算法而非遍历所有可能天线组合，在宏蜂窝基站天线数目M取值较大时能大大降低算法的执行时间。同时在干扰对齐的时候选择了最优的预编码矩阵，进一步使系统容量得到提升。CN108631839ACN108631839A权利要求书1/2页1.一种基于天线选择和干扰对齐的异构蜂窝网络干扰抑制方法，该方法包括：步骤1：构建3用户对的异构蜂窝网络模型，包括一个宏蜂窝基站和两个微型基站，宏蜂窝基站用编号1表示，两个微型基站用编号2、3表示；每个基站服务一个特定用户；宏蜂窝基站部署M根天线，微型基站和所有用户部署N根天线；步骤2：基站端通过上行导频信号获取信道状态信息；用Hij表示基站j与用户i之间的信道矩阵，其中Hi1,(i＝1,2,3)表示宏基站到用户的信道矩阵，维数为N×M；Hij,(i＝1,2,3；j≠1)表示微基站到用户的信道矩阵，维数为N×N；步骤3：宏蜂窝基站进行天线选择，用Hfull表示宏蜂窝基站到用户的N×M阶信道矩阵，用Has表示天线选择后得到的N×N阶信道矩阵；具体选择过程如下：(a)用Hfull的前N列初始化Has，并设置如果Hfull前N列的标志位为1转入步骤4计算此种天线选择得到的系统容量；(b)对Has中的第j列，固定Has中的其余列，遍历Hfull中标志位0的所有列，用Hfull中标志位为0的第i列代替Has中第j列，并将Hfull中的第i列标志位设置为1，转入步骤4计算此种天线选择得到的系统容量，如果该系统容量比之前的大，则将Has的第j列更新为Hfull中的第i列，否则将Hfull中的这一列标志位恢复为0；步骤4：设计发送端预编码矩阵；由现行干扰对齐可得：求解方程1-3得到：其中：span(·)表示对应矩阵张开的空间，Has_i1表示经过天线选择后宏基站与第i个用户之间的信道矩阵，Vi表示第i个基站的发送预编码矩阵，λ为一个非零常数。对进行特征值分解，得到N个特征向量，从N个特征向量中选取d个组成宏蜂窝基站的预编码矩阵，d表示每个基站发送给用户的独立数据流数目，此处共有中不同的组合数，用表示第k种组合下得到的归一化预编码矩阵；根据公式(5)(6)计算和并做归一化处理；步骤5：设计接收端干扰抑制矩阵；根据计算每个用户的干扰抑制矩阵，其中表示矩阵的伪逆矩阵，表示第i个用户k在发送端选取第k种预编码矩的前提下得到的干扰抑制矩阵，Vi表示第i个基站的第k种预编码矩阵，H[:,d(i-1)+1:di]表示由矩阵H中得第d(i-1)+1列到第di列组成的子矩阵；步骤6：根据计算系统容量，表示取第k种预编码2CN108631839A权利要求书2/2页矩阵时对应的系统总容量，Id表示维度为d的单位矩阵，N0表示高斯白噪声，det(·)表示矩阵的行列式值，如果此时得到的系统容量大于前一次得到的系统容量，则更新系统容量为当前计算所得，并更新系统的预编码矩阵和干扰抑制矩阵为本次所得；返回步骤4选取下一中预编码向量组合方式，若遍历完所有组合方式，转至步骤7；步骤7：若得到的系统容量大于之前天线子集得到的系统容量，则更新天线选择子集；若还有天线选择子集未考虑，则转至步骤3(b)获取下一种宏蜂窝基站天线选择子集，重复执行步骤3(b)到步骤6，否者结束算法，得到最终的天线选择子集。3CN108631839A说明书1/5页一种基于天线选择和干扰对齐的异构蜂窝网络干扰抑制方法技术领域[0001]本发明属于移动无线通信技术领域，特别涉及在异构蜂窝网中基于天线选择与干扰对齐联合优化的下行干扰抑制方法。背景技术[0002]技术通过在收发端部署多根天线，使得系统容量得到提升。其带来的空间复用增益与空间分集增益，也能用于抑制信道衰落从而提高信道可靠