[发明专利]联合基站用户关联的干扰消除方法

摘要

本发明公开了一种联合基站用户关联的干扰消除方法，主要解决现有干扰消除技术仅适用于求解基站用户关联固定的系统的自由度问题。其实现步骤是(1)设置系统模型；(2)将系统自由度最大化问题转化为一个最优化模型，然后求解该最优化模型；(3)根据最优化模型的解确定最优的基站用户关联关系以及系统最大可达自由度；(4)在基站用户关联关系最优的情况下，在基站端进行干扰消除，本发明适用范围更广，可提高系统最大可达自由度，有效消除干扰，可用于基站与用户之间的关联是任意的多小区MIMO的多址接入上行网络。

主权项

一种联合基站用户关联的干扰消除方法，包括：1)设置系统模型：设置G个基站和J个用户，基站与基站之间设有回程链路，每个基站和用户的天线数均为M，每个用户发送的数据流均为d，d∈{1,2,…M}，第k个基站接收Nk个用户发送来的数据流,并将第j个给基站k发送数据流的用户记作(k,j)，其中k∈[1,G]，j∈[1,Nk]，Nk大于0；针对基站和用户之间的关联是不固定的场景，设第j个用户和第k个基站的关联因子为a(k,j)，且2)把每个用户的最大数据流作为目标函数,确定目标函数需要满足的约束条件：2.1)假设期望信号和干扰信号相互独立，则约束条件为：Nkd+d≤M，其中，Nk表示能给第k个基站发送数据流的用户数；2.2)假设从第(KIA+1)个小区以后不需要进行干扰对齐，1≤KIA≤G，则在第(KIA+1)个小区的基站端，则期望信号维度与所有干扰信号维度之间的约束条件为：3)根据步骤2)的约束条件，结合图论，把系统自由度最大化问题转化为最优化模型P，即P：4)从KIA的取值范围中任选一个整数代入最优化模型P中，求解KIA取该值时基站用户的最优关联与最大数据流，将步骤3)中的最优化模型P转化为一个二次约束整数规划模型P1，即P1：5)求解二次约束整数规划模型P1；5.1)将数据流d松弛到区间内，且令d'＝1/d，使步骤3)中的二次约束整数规划模型P1转化为混合整数规划模型P2，即P2：其中表示向下取整数值；5.2)求解混合整数规划模型P2，得出最优的关联因子{a(k,j)}和d'的值；5.3)根据将步骤5.2)求出的d'转化为d，检查d是否满足二次约束整数规划模型P2的约束条件，如果满足，则二次约束整数规划模型P1求解完毕，否则继续执行步骤5.4)；5.4)将数据流d代入到混合整数规划模型P2的约束条件中,定义一个与混合整数规划模型P2的约束条件不相关的目标表达式t,形成一个混合整数线性规划模型P3，即P3：其中t∈[0,1]；5.5)求解步骤5.4)中的混合整数线性规划模型P3，得到一组最优的关联因子{a(k,j)}，则二次约束整数规划模型P1求解完毕；6)结合步骤5)，求解最优化模型P：6.1)按照步骤5)的方法，遍历所有的KIA的值，得到在不同KIA值下的一组关联因子{a(k,j)}和一组数据流；6.2)将步骤6.1)中求得的一组数据流进行比较，得到d的最大值和最优关联因{a(k,j)}，至此最优化模型P求解完毕；7)根据步骤6)中最优化模型P的解，确定系统中基站与用户之间的最优关联关系，以确保在基站端将干扰完全消除：对于第s个基站端，1≤s≤KIA，先将该基站收到的干扰信号对齐到一个最低维度的空间中，以对干扰空间进行压缩，再在压缩后的干扰空间的零空间中设计该基站的解码矩阵，实现干扰消除；对于第r个基站端，KIA+1≤r≤G，通过在该基站的干扰空间的零空间中设计解码矩阵，实现干扰消除。