一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法.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CN107959520A(43)申请公布日2018.04.24(21)申请号201710954595.8H04W72/08(2009.01)(22)申请日2017.10.13(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人刘祖军刘琼李帆孙德春孙永军(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人韦全生王品华(51)Int.Cl.H04B7/0456(2017.01)H04B7/06(2006.01)H04B7/08(2006.01)H04W72/04(2009.01)权利要求书4页说明书7页附图2页(54)发明名称一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法(57)摘要本发明提出了一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，从单天线用户的全双工基站蜂窝网络入手，利用基站的分时隙工作机制，以在有限的时隙内实现干扰对齐，同时降低系统的复杂度，实现步骤为：设计全双工基站蜂窝网络通信系统模型；获取上行用户组发射信号；构造基站端预编码矩阵和下行用户端干扰消除向量；基站蜂窝网络通信系统传输第一时隙信号；基站蜂窝网络通信系统依次完成第二时隙到第T时隙的信号传输，得到第二到第T时隙下行接收信号；各下行用户获取下行合并信号；各下行用户消除来自上行用户组的干扰；各下行用户对无干扰信号向量进行解码，得到下行用户期望信号。CN107959520ACN107959520A权利要求书1/4页1.一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，其特征在于包括如下步骤：(1)设计全双工基站蜂窝网络通信系统模型：包括全双工模式基站、由Ku个上行用户构成的半双工模式上行用户组和由Kd个下行用户构成的半双工模式上行用户组，每个用户装配一根天线，基站装配M根天线，且拥有全局瞬时信道状态信息,上行用户i到基站的信道为基站到下行用户j的信道为上行用户i到下行用户j的干扰信道为1≤i≤Ku，1≤j≤Kd，系统在T时隙内完成一次完整传输；(2)获取上行用户组发射信号：设定上行用户i在第t时隙的相位旋转系数并将相位旋转系数与拟发送信号si右乘，得到第t时隙的上行用户i的发送信号si(t),其中，t∈[1,T]；(3)根据时隙干扰对齐原理，构造基站端预编码矩阵VAF(t)和下行用户端干扰消除向量Uj：(3a)基站根据上行用户组到下行用户组的干扰信道状态信息，构造块矩阵Aj，并按照j从小到大的顺序依次在一个空矩阵的主对角线上排列，得到块矩阵Aadd；(3b)基站根据上行用户组到基站信道状态信息和基站到下行用户组信道状态信息，构造块矩阵Bj，并按照j从小到大的顺序依次纵向排列，得到块矩阵Badd；(3c)基站将块矩阵Aadd与Badd横向排列，得到块矩阵Cadd，Cadd＝[AaddBadd]；(3d)基站根据上行用户组到下行用户组的干扰信道信息状态，构造列向量ej，并按照j从小到大的顺序依次纵向排列，得到列向量Eadd；(3e)将列向量Eadd与块矩阵Cadd的伪逆矩阵右乘，得到列向量Fadd，并对Fadd按行划分，得到第t时隙基站端向下行用户组发送数据的预编码矩阵VAF(t)，和与预编码矩阵VAF(t)相匹配的下行用户j的干扰消除向量Uj；(4)基站蜂窝网络通信系统传输第一时隙信号：(4a)在第一时隙，上行用户组中各上行用户通过其对应的上行信道向基站发送信号，其中第i个上行用户通过上行信道fi发送信号si(1)；(4b)基站接收第一时隙上行用户组信号yBS(1)，同时向下行用户组广播发送第一时隙基站信号(4c)各下行用户接收第一时隙经过信道的基站信号，同时收到经过第一时隙干扰信道的上行信号，并将该两部分信号进行叠加，得到第一时隙下行接收信号，其中第j个下行用户的下行接收信号为yj(1)；(5)设计第t时隙基站蜂窝网络通信系统信号传输方式，t∈[2,T]：(5a)在第t时隙，上行用户组中各上行用户向基站发送信号，其中第i个上行用户通过上行信道fi发送信号si(t)；(5b)基站接收第t时隙上行用户组信号yBS(t)；(5c)在第t时隙，基站将步骤(2)所构造的基站端预编码矩阵VAF(t)与接收到的第t-1时隙上行信号yBS(t-1)左乘，并与基站下行信号第t时隙基站信号相加，得到第t时隙基站信号xBS(t)，并向下行用户组广播发送；2CN107959520A权利要求书2/4页(5d)各下行用户接收经过信道的基站信号，同时收到经过干扰信道的上行信号，并将该两部分信号进行叠加，得到第t时隙下行接收信号，其中第j个下行用户的下行接收信号为yj(t)；(6)基站蜂窝网络通信系统根据步骤(5)设计的信号传输方式，按照时隙顺序依次完成第二时隙到第T时隙的信号传输，得到第二到第T时隙