[发明专利]多小区MIMO干扰信道中的鲁棒收发机设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信技术领域的方法，具体是一种多小区MIMO干扰信道中的鲁棒收发机设计方法。

背景技术

近年来，随着无线通信技术的飞速发展，无线通信大业务量、高速率和高频谱效率的要求日益迫切。在未来无线通信系统中，发射机均采用全频率复用，使得多小区多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)系统中的小区间干扰更为复杂。作为抑制多小区MIMO系统中小区间干扰的关键技术，多个基站协作的收发机联合设计方法成为研究热点之一。

在多小区MIMO干扰信道中，联合收发机设计的目标是优化某个特定的系统效用函数。一类重要的联合收发机设计方案是基于SINR的优化方案，包括和速率最大化、用户公平策略等。

经过对现有技术的检索，M.Codreanu，A.Tolli等人2007年在IEEE Trans.Signal Process上发表的名称为“Joint design of Tx-Rx beamformers in MIMO downlink channel(MIMO下行信道中的联合收发机波束成形设计)”一文中把和速率最大化作为优化目标。和速率最大化方法把更多的资源用于信道情况好的用户能获得较高的系统容量，但是牺牲了用户的公平性。Y.-F.Liu，Y.-H.Dai，Z.-Q.Luo等人2013年在IEEE Trans.Signal Process上发表的“Max-min fairness linear tranceiver design problem for a multi-user MIMO interference channel(多用户MIMO干扰信道中最大-最小公平性线性收发机设计问题)”一文中把基于用户公平性的最大-最小信干噪比优化问题作为优化目标。R.Mochaourab，P.Cao and E.Jorswieck等人2014年在IEEE Signal Process.Letters上发表了“Alternating rate profile optimization in single stream MIMO interference channels(单流MIMO干扰信道中的交替速率优化)”一文中提出在单流MIMO信道中采用交替优化的方式实现max-min SINR优化。

但是，实际系统中，信道估计误差不可避免，发射机和接收机都很难获得理想的信道状态信息(Channel State Information，CSI)，鲁棒的波束成形算法设计是实际场景中获得有效增益的一个关键因素。在MIMO干扰信道中，SINR信号与干扰加噪声比(Signal to Interference plus Noise Ratio)依赖于发射机和接收机两方面的策略，与MISO信道相比，其耦合性更强，表达式更复杂，因此MISO情况下已有的方案不能直接扩展到MIMO场景中。E.Chiu，V.K.N.Lau，H.Huang等人2010年在IEEE Trans.Wireless Commun上发表的“Robust transceiver design for K-pairs quasi-static MIMO interference channels via semi-definite relaxation(K对准静态的MIMO干扰信道中由半正定松弛实现的鲁棒收发机设计)”一文中考虑存在有界误差情况下SINR公平性优化问题，通过半正定松弛提出了鲁棒的波束成形算法；该算法要求CSI误差完全限定在有界的误差的误差界上。有界误差模型通常用来刻画系统在最坏情况的性能；而分析误差对系统平均性能的影响通常采用统计误差模型。S.M.Razavi，and T.Ratnarajah等人2014年在IEEE Trans.Veh.Tech.发表的“Performance analysis of interference alignment under CSI mismatch(干扰对齐在CSI不匹配情况下的性能分析)”一文中分析了MIMO信道中统计误差对干扰对齐方法性能的影响；S.M.Razavi，and T.Ratnarajah等人2014年在IEEE ICASSP上发表的“Performance analysis of Max-SINR algorithm under CSI mismatch(最大化信干噪比算法在CSI不匹配情况下的性能分析)”一文中分析了统计误差对最大化SINR(Max-SINR)算法的影响。

发明内容

本发明在现有技术基础上，提出一种多小区MIMO干扰信道的鲁棒收发机设计方法。