[发明专利]干扰对齐预编码方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，尤其涉及多小区协作通信中的干扰管理技术。

背景技术

在多小区多天线系统中，当多个用户进行通信时，相互之间会存在干扰，而干扰会影响信号接收质量，减小接收机的信道容量。干扰对齐是一种有效的干扰管理技术，通过预编码技术使干扰在接收端重叠在一起，以彻底消除干扰对有用信号的影响。通常的干扰对齐过程如下：通过在例如基站的发送端设计的预编码矩阵对发送的信号进行预处理，使得其他小区对本小区的干扰信号对齐到一个特定的子空间内，然后在接收端通过简单的迫零处理将其它小区的干扰完全消除。其中关键的技术是如何设计预编码矩阵。传统的干扰对齐方法中从预编码矢量集合中随机选取矢量组成预编码矩阵，没有考虑信号所实际经历的信道状况，影响了系统吞吐量。文献1(Sung H，Park S H，Lee K J and Lee I，2009.A two stage precoding method based on interference alignment for interference channel systems[C]，IEEE Global Telecommunications Conference.)提出最大弦方法，选择使接收端有用信号和干扰信号尽可能正交的预编码矩阵来对发送的信号进行预处理，这样在接收端干扰信号空间与有用信号空间的距离最大，在迫零的过程中有用信号就不会损失过大。但这种方法只考虑到了信号方向而忽略了信号强度，因此如果有用信号虽然方向与干扰信号尽可能的正交了但是信号强度可能很小，这样就不能达到提高系统性能的目的。奇异值分解方法(CN101908948A)利用本小区基站到本小区用户的信道矩阵做奇异值分解得到最好的一组特征子信道，然后选择与特征子信道最接近的特征子向量组成预编码矩阵，使基站发送的信号经历最好的一组特征子信道，减小了信道传输损失，保证了接收到的有用信号(迫零前)模值最大，不过采用迫零接收后，如果有用信号在接收端与干扰信号很接近的话，有用信号会损失很大。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于干扰对齐的新的预编码方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种干扰对齐预编码方法，包括：

步骤1)根据多小区干扰对齐的条件得到预编码矢量的集合；

步骤2)从预编码矢量集合中选择使得接收端有用信号在迫零向量上的投影的模值最大的一组预编码矢量作为预编码矩阵；

步骤3)基于该预编码矩阵对待发送的信号进行处理及发送。

上述方法中，所述步骤2)中接收端有用信号在迫零向量上的投影可以为接收端的迫零矩阵的投影因子与接收端有用信号的乘积。

上述方法中，所述步骤2)第i个小区接收端迫零矩阵U_i的投影因子<>表示求矩阵内积的运算符号，是U_i的转置矩阵；第i个小区接收端有用信号在迫零向量上的投影H_iiW_i表示第i个小区接收端有用信号。

上述方法中，对于3个小区的蜂窝系统，其中基站和用户分别配置M根天线，M为偶数，所述步骤2包括：

2-1)对于第1个小区基站，从所述预编码矢量的集合中任取M／2个特征矢量作为该基站的当前的预编码矩阵W₁，并根据三小区干扰对齐的条件获得第2和3小区基站的当前的预编码矩阵W₂，W₃；

2-2)基于基站到用户的信道矩阵以及基站的预编码矩阵计算各小区接收端的迫零矩阵U₁，U₂，U₃；

2-3)计算每个迫零矩阵的投影因子其中i=1，2，3。

2-4)计算的值，并保存该值及其对应的当前的预编码矩阵组合W₁，W₂，W₃，其中，

2-5)重复执行上述步骤，直到遍历完所述预编码矢量的集合中所有可能的M／2个特征矢量的组合为止；

2-6)取最大值对应的W₁、W₂、W₃作为最终确定的预编码矩阵。

另一方面，本发明提供了一种干扰对齐预编码系统，包括：

用于根据多小区干扰对齐的条件得到预编码矢量的集合的装置；