[发明专利]一种异构网络中针对多用户的干扰管理预编码方法

摘要

本发明在多个毫微微蜂窝网络与宏蜂窝网络共存的无线网络环境下，提出了一种异构网络中针对多用户的干扰管理预编码技术，在一个小区中覆盖了一个宏蜂窝基站和多个毫微微蜂窝基站，定义宏蜂窝网络对毫微微蜂窝网络造成的干扰为跨层干扰，毫微微蜂窝网络之间的干扰为同层干扰，分别对毫微微蜂窝用户和宏蜂窝用户进行预编码，宏蜂窝用户的预编码使得跨层干扰最小，使之可比拟于背景噪声，毫微微蜂窝用户的预编码与毫微微蜂窝基站的后置编码进行迭代，以最小均方误差准则输出，最终极大的降低了毫微微蜂窝基站所受的干扰，保证了毫微微蜂窝用户的服务质量。

主权项

1.一种异构网络中针对多用户的干扰管理预编码方法，其特征在于，包括：设定通信场景中M个宏蜂窝用户(MU₁,...,MU_M)与一个宏蜂窝基站进行通信，K个毫微微蜂窝对应K个毫微微蜂窝基站(BS₁,BS₂,...,BS_K)，每个毫微微蜂窝拥有1个毫微微蜂窝用户，记为FU_k(k＝1,2,...,K)；其中，FU_k(k＝1,2,...,K)、MU_m(m＝1,2,…,M)各自具有N_t根发射天线，毫微微蜂窝基站、宏蜂窝基站各自具有N_f根接收天线；各毫微微蜂窝用户的发送端向各个毫微微蜂窝基站发送上行信号，毫微微蜂窝基站反馈信道信息，各毫微微蜂窝用户的发送端获取信道状况；根据后台共享，各毫微微蜂窝用户的发送端可以获取自身传输信道以及干扰信道的信道状态信息；其中，设定h_km，维数是N_f×N_t，为第m(m＝1,2,…,M)个宏蜂窝用户到第k(k＝1,2,...,K)个毫微微蜂窝基站的信道系数矩阵；设定H_ij，维数是N_f×N_t，为第j个毫微微蜂窝用户到第i个毫微微蜂窝基站的信道系数矩阵(i,j＝1,2,...,K)；记FU_k的发射信号为s_k，是均值为0方差为1的随机信号，BS_k接收到的噪声向量记做n_k，维数是N_f×1，服从均值为0，方差为σ²的高斯分布，E(n_k×(n_k)^H)＝σ²I，I为N_f阶的单位矩阵，上标H表示取共轭转置；设计MU_m的预编码T_m，维数是N_t×1，使得所有毫微微蜂窝基站所受宏蜂窝用户的总干扰噪声功率J_sum最小：其中，J_k为第k个毫微微蜂窝基站受到来自M个宏蜂窝用户的干扰加噪声的平均功率：对J_sum求梯度，令▽J_sum＝0，得到：其中Q_k＝(h_k1,…,h_kM)^H(h_k1,…,h_kM)，R＝(T₁^H,T₂^H,…,T_M^H)，P_k＝(h_k1,…,h_kM)^Hn_k；所得矩阵R中的分量T_m即为MU_m上的预编码(m＝1,2,…,M)；设计FU_k上的预编码w_k，维数是N_t×1；设计BS_k上的干扰抑制矩阵g_k，维数是N_f×1；第k个毫微微蜂窝基站接收端信号的均方误差记为ε_k，表示为：则在功率受限的条件下，使所有毫微微蜂窝基站接收端信号均方误差最小，即：由于ε_k为凸，所以上式必存在唯一解w_k、g_k；其中，N_f和N_t分别为维数，其为自然数。