[发明专利]一种多小区多用户干扰信道系统中用户选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多小区多用户干扰信道系统中用户选择方法。

背景技术

对更高传输速率和更高频谱效率的追求是无线通信领域一个长久不变的话题。多天线技术（Multiple Input Multiple Output，MIMO）通过在发送端和接收端配置多根天线，为无线通信引入了额外的空间自由度，从而极大地提高了系统的频谱利用率和吞吐量。随着研究的深入，MIMO技术已从点对点的单用户系统扩展到了点对多点的多用户MIMO系统（Multi-User MIMO：MU-MIMO），MU-MIMO系统基于发端预编码技术，较单用户MIMO系统能够更大幅度提高系统容量和频谱效率，在3GPPLTE标准演进中，MU-MIMO技术已经被采纳为备选方案。下一代通信系统中引入多天线技术的同时，并普遍期望采用频率复用因子为1的方式进行组网，不可避免的会产生共信道干扰（Co-Channel Interference,CCI），特别是小区边缘的用户，严重地削弱了多天线技术带来的高频谱效率，现有的干扰抑制技术，如干扰随机化、干扰删除、干扰管理等，已无法很好地解决该问题，迫切要求研究更先进的干扰抑制技术以便进一步提升频谱效率。在LTE-Advanced中引入协作多点传输（Coordinated Multi Point,CoMP）技术，它通过各个基站以及用户之间的协作来抑制小区间多天线系统的干扰，而干扰对齐（Interference Alignment,IA）作为COMP技术中对抗干扰的一个有效手段，相对传统干扰抑制技术已经显示出了巨大的优势和研究潜力。

然而传统的干扰对齐技术要求各个端点已知全局信道状态信息，使得在实际系统中难以实现，且计算复杂度过高，迫切需要实用化的干扰对齐技术，于是出现了通过用户选择实现伺机干扰对齐技术（opportunisticinterference alignment user selection，OIAUS），它使用干扰信道矩阵子空间之间的弦距离（chordal distance）作为干扰对齐的测量方式，实质上是依据干扰信道矩阵之间的相关性作为基站选择用户的标准，有效地降低了用户选择的计算复杂度，但是没有考虑干扰信道自身的增益大小，相比传统基于MIN-INR准则的用户选择方案系统性能上有一定的差距，且在用户选择过程中不能生成用户接收端的后处理矩阵用于估计有用信号的大小，所以仅适用于MIN-INR准则，相比传统基于MAX-SINR准则的用户选择方案，系统性能上存在着更大差距。而传统的基于MIN-INR准则和MAX-SINR准则的用户选择方案使用特征值分解方法来进行用户选择，计算复杂度较高，不利于在实际系统中的应用。其中基于传统MIN-INR准则的用户选择公式为：

其中，发射机发射的数据流数目为L，基站1中被选中的用户k表示为k1，Bk=H1,k(2)H1,k(2)H+H1,k(3)H1,k(3)H,]]>λ_i(B_k)是矩阵B_k经过特征值分解后的第i个特征值。

而基于MAX-SINR准则的用户选择方案，在最小化干扰信号的基础上最大化有用信号的大小，同时还考虑了噪声的影响，则用户选择公式为：