[发明专利]基于大规模MIMO单目标干扰导向方法、移动通信系统及应用

说明书

本发明属于移动通信技术领域，公开了一种基于大规模MIMO单目标干扰导向方法、移动通信系统及应用，通信发射机之间共享信道状态和数据信息；目标通信对和干扰通信对分别设计预编码向量与接收滤波向量；目标通信发射机针对每一路干扰信号分别设计干扰导向信号，与期望信号一同向目标通信接收机发送，将所有的干扰信号调整到与期望信号正交的同一个方向上，实现单目标干扰导向；通信接收机恢复期望数据。本发明通过将所有的干扰信号导向到同一方向上，在实现干扰导向的同时，节省干扰管理的自由度开销，使通信接收机对期望信号的接收得到改善，提高系统的频谱效率。

技术领域

本发明属于移动通信技术领域，尤其涉及一种基于大规模MIMO单目标干扰导向方法、移动通信系统及应用。

背景技术

随着移动通信技术的迅猛发展，对通信系统的容量要求越来越高。由于在高频微波频段有着极为丰富的频谱资源，现代通信系统正在向高频微波特别是毫米波频段发展。因为毫米波频段上相对较高的电波传播损耗，毫米波无线传输技术的研究初期大多侧重于短距离通信场景，相关的技术无法直接应用于大范围覆盖的移动通信场景。考虑到毫米波频段上波长相对较短，大规模天线阵列能够被同时装配到基站与用户侧。进而，通过大规模天线阵列所提供的高波束赋形增益能够补偿毫米波频段上相对较高的传播损耗。因此，探索毫米波大规模MIMO(Multipleinputmultipleoutput,多输入多输出)无线传输技术在大覆盖移动通信场景中的应用，正在成为研究者们关注的重要研究方向。大规模MIMO环境中，工作在同一个信道中的链路数目过多导致共道干扰(Co-channel Interference,CCI)增加，限制了网络能力的进一步提升，因此干扰管理技术的重要性日益凸显。在用户间干扰的强度和有用信号的强度接近的情况下，传统的干扰抑制思路是将不同用户的信号正交化处理，如时分复用(TimeDivision Multiplexing,TDM)、频分复用(FrequencyDivisionMultiplexing,FDM)等，采用该思路，用户通信与干扰存在于相互独立的资源上，但该类方法对资源的分配固定，导致利用率低。MIMO中的干扰管理方式有：迫零接收(Zero-forcing,ZF)、干扰中和(InterferenceNeutralization,IN)、干扰对齐(InterferenceAlignment,IA)等，可使干扰信号在受到干扰的接收机处得到抑制或消除。迫零接收需要将期望信号投影到与干扰正交的方向上，在抑制干扰的同时会造成期望信号功率的损失，并且需要消耗接收机处的自由度。干扰对齐可以降低干扰的维度，但需要干扰通信发射机处的信号处理，对干扰通信对的通信质量造成影响，而且将干扰对齐到空间中的一个方向也存在自由度的开销。干扰信道中的对齐中和与自由度研究，通过将IA与IN相结合，在由两级两用户干扰信道级联形成的多跳干扰网络中设计干扰对齐中和方案，实现多路数据的并发传输，但是设计方案利用了IA所以存在不可避免的自由度的消耗，同时IN也使该方案存在一定程度的功率开销。毫米波无线通信系统的干扰对齐的方案是在空间域中利用毫米波系统本身拥有的大量天线阵元的优势结合IA对干扰进行消除，该方法将大量干扰对齐到空间中的特定方向上，和占用空间阵元以获得复用增益有所矛盾，故具有严格的自由度限制条件，且会降低天线阵的方向性增益。

综上所述，现有技术存在的问题是：多干扰的管理以及进行干扰管理时自由度开销过大导致用户频谱效率降低。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于大规模MIMO单目标干扰导向方法、移动通信系统及应用。

本发明是这样实现的，一种基于大规模MIMO单目标干扰导向方法，所述基于大规模MIMO单目标干扰导向方法通信发射机之间共享信道状态和数据信息；目标通信对和干扰通信对分别设计预编码向量与接收滤波向量；目标通信发射机针对每一路干扰信号分别设计干扰导向信号，与期望信号一同向目标通信接收机发送，将所有的干扰信号调整到与期望信号正交的同一个方向上，实现单目标干扰导向；通信接收机恢复期望数据。

进一步，所述基于大规模MIMO单目标干扰导向方法包括以下步骤：