[发明专利]一种基于正交投影算子的协作迫零波束成形方法

说明书

本发明提供了一种基于正交投影算子的协作迫零波束成形方法，利用正交投影算子，得到每一个下行信道向量到其余下行信道向量的投影长度之和，通过循环计算投影长度之和，选择出参与迫零算法的用户，进而得到实现小区间干扰抑制的下行协作波束成形向量。本发明利用正交投影算子可以准确地表示信道向量之间的近似度，从而有效选择出与其余信道向量最近似的信道向量，可以直接消除参与迫零算法的用户之间的干扰，而且使不能参与迫零算法的用户所遭受的干扰得到抑制，提高小区系统的吞吐率，并且投影算子可以重复使用，可以有效减少运算复杂度。

技术领域

本发明涉及一种分布式多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中的下行协作波束成形方法，属于移动通信、干扰抑制、数字信号处理等技术领域。

背景技术

为了在多小区分布式多输入多输出-正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中抑制小区间干扰，协作波束成形技术被提出，它是通过多小区基站与用户之间的协作和MIMO 空分复用来实现小区间干扰抑制，是一种有效提升小区系统吞吐率、保持基站间较小的数据量反馈和交互负担、具有较好的分布性的干扰抑制技术。而协作迫零波束成形技术由于较低的运算复杂度，对于基于MIMO-OFDM的第四代移动通信具有重要意义。

当前协作迫零波束成形方法主要关注于在基站天线数不小于系统总协作用户数的条件下的多小区场景，这些方法对于总协作用户数大于基站天线数的系统则很难执行。对于已有的基于总协作用户数大于基站天线数条件的协作迫零波束成形方法，虽然可以通过使干扰信道与有效信道之间保持弱相关性来实现小区间干扰抑制，但是这些方法仅关注每个小区只有一个协作用户的场景，对于每小区多个协作用户的场景则没有讨论。在实际中，总协作用户数大于基站天线数和每小区存在多个协作用户是经常同时存在的场景条件，需要针对此两个条件提出新的方法。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于正交投影算子的下行协作迫零波束成形方法，利用正交投影算子，得到每一个下行信道向量到其余下行信道向量的正交投影长度之和，并通过最大投影长度和准则来选择参与迫零算法的用户，进而得到实现小区间干扰抑制的下行协作波束成形向量，提高小区吞吐率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1，确定参与协作的K个协作小区的基站BS_k，k＝1,…,K，每个协作小区的协作用户数均是M个，小区k的M个协作用户分别为k(1)…k(m)…k(M)，由基站BS_k服务，k(m)是目标用户；每个基站有N_t个发送天线，每个用户有1个接收天线；设置空集合和

步骤2，基站BS_k通过上、下信道的互易性，得到BS_k到本小区用户k(i)的信道状态向量和BS_k到其他基站BS_f服务的同频用户f(j)的信道状态向量除之外的信道向量构成下行信道集合

然后对该集合中的信道向量按照其在Ω中的顺序重新标号，即

步骤3，当N_t≥KM，将Ω中用户所对应的信道以及构建矩阵H_Ω，然后进行执行迫零运算，就是基站BS_k针对目标用户k(m)的协作波束成形向量；

步骤4，当N_tKM，基站BS_k计算到其余信道向量的正交投影长度之和其中正交投影算子-1代表矩阵的伪逆运算，H代表矩阵的共轭转置运算；

之后将S_n存入集合Φ中；