[发明专利]多小区MIMO下行异构网络干扰消除方法

摘要

本发明公开了一种多小区MIMO下行异构网络干扰消除方法，主要解决MIMO下行异构网络中的干扰问题。其实现步骤是：1)设置系统参数；2)构建微小区服务用户的解码矩阵；3)根据微小区数L和宏小区服务用户数K的大小关系，分情况对宏小区服务用户进行分组；4)构建宏小区服务用户的解码矩阵；5)构建微小区配置的基站的预编码矩阵；6)构建宏小区配置的基站的预编码矩阵，消除了异构网络系统中的干扰，本发明能有效消除干扰，适用范围更广，可用于多小区MIMO下行异构网络通信系统。

主权项

1.一种多小区MIMO下行异构网络干扰消除方法，包括如下步骤：(1)设置系统参数：(1a)在一个MIMO下行异构网络中，设置1个宏小区和L个微小区，L≥2；(1b)将每个微小区配置的基站数设置为1，宏小区配置的基站数设置为1；(1c)将每个微小区服务用户数设置为1，宏小区服务用户数K，K≥4；(2)构建微小区服务用户的解码矩阵：(2a)将宏小区配置的基站对系统设置的L个微小区服务用户的干扰，对齐到一个信号子空间中；(2b)按照下式，构建每一个微小区服务用户的解码矩阵：其中，Z_L+1表示宏小区配置的基站对L个微小区服务用户干扰的信号子空间矩阵，L+1表示宏小区配置的基站为MIMO下行异构网络中的基站L+1，U_i表示第i个微小区服务用户的N_r×d_p维解码矩阵，i＝1,2,...,L，N_r表示微小区服务用户的接收天线数，d_p表示微小区配置的基站对微小区服务用户发射的数据流个数，表示属于关系，null表示取零空间操作，表示M_t×M_t维单位矩阵，表示宏小区配置的基站与第i个微小区服务用户的传输链路之间的信道矩阵，H表示共轭转置操作；(3)判断宏小区服务用户数K与微小区数L的大小关系：若K≥2L并且K/L是一个整数，则执行步骤(4)；若K≥2L并且K/L不是一个整数，则执行步骤(6)；若K＜2L并且K为偶数时，则执行步骤(8)；若K＜2L并且K为奇数，则执行步骤(10)；(4)构建宏小区服务用户的解码矩阵：(4a)将K个宏小区服务用户进行分组，每K/L个宏小区服务用户为一组，得到L组，依次设为第1～L组；(4b)将第m个微小区配置的基站对第m组宏小区服务用户的干扰，对齐到一个信号子空间；(4c)按照下式，构建宏小区服务用户的解码矩阵：其中，Z_m表示第m个微小区配置的基站对第m组宏小区服务用户干扰的信号子空间矩阵，1≤m≤L，表示第个宏小区服务用户的N′_r×d_m维解码矩阵，表示第个宏小区服务用户为MIMO下行异构网络中的用户N′_r表示宏小区服务用户的接收天线数，N'_r＝N_r，d_m表示宏小区配置的基站对每个宏小区服务用户发射的数据流个数，表示属于关系，null表示取零空间操作，表示N_t×N_t维单位矩阵，N_t表示微小区配置的基站的发射天线数，表示第m个微小区配置的基站与第个宏小区服务用户的传输链路之间的N′_r×N_t维信道矩阵，H表示共轭转置操作；(5)构建微小区配置的基站的预编码矩阵：按照下式，构建每一个微小区配置的基站的预编码矩阵,消除每一个微小区配置的基站对K个宏小区服务用户以及L‑1个微小区服务用户的小区间干扰：其中，V_m是第m个微小区配置的基站的N_t×d_p维预编码矩阵，m＝1,2,...,L+1，表示属于关系，null表示取零空间操作，Z_m表示第m个微小区配置的基站对第m组宏小区服务用户干扰的信号子空间矩阵，U_a表示第a‑L个宏小区服务用户的解码矩阵,a表示第a‑L个宏小区服务用户为MIMO下行异构网络中的用户a，L+1≤a≤L+K并且a≠L+(m‑1)K/L+1,...,L+mK/L,H表示共轭转置操作，表示第m个微小区配置的基站与第a‑L个宏小区服务用户传输链路之间的N′_r×N_t维信道矩阵，N_t表示微小区配置的基站的发射天线数，U_b表示第b个微小区服务用户的解码矩阵，1≤b≤L并且b≠m，表示第m个微小区配置的基站与第b个微小区服务用户传输链路之间的N_r×N_t维信道矩阵，转至步骤(12)；(6)构建宏小区服务用户的解码矩阵：(6a)对宏小区服务用户进行分组，每t个宏小区服务用户为一组，表示向下取整操作，共得到L组，依次记为第1～L组，第Lt+1～K个宏小区服务用户不属于任何一组；(6b)构建每一个宏小区服务用户的解码矩阵，将第q个微小区配置的基站对第q组宏小区服务用户的干扰对齐到一个信号空间；(7)构建微小区配置的基站的预编码矩阵：按照下式，构建每一个微小区配置的基站的预编码矩阵，消除每一个微小区配置的基站对K个宏小区服务用户以及L‑1个微小区服务用户的小区间干扰：其中，V_q是第q个微小区配置的基站的预编码矩阵，q＝1,2,...,L，表示属于关系，null表示取零空间操作，Z_q表示第q个微小区配置的基站对第q组宏小区服务用户干扰的信号空间矩阵，表示第个宏小区服务用户的解码矩阵,a≠L+(q‑1)t+1,...,L+qt并且表示每组中的宏小区服务用户数，H表示共轭转置操作，表示第q个微小区配置的基站与第个宏小区服务用户传输链路之间的N′_r×N_t维信道矩阵，N_t表示微小区配置的基站的发射天线数，表示第个微小区服务用户的解码矩阵，并且表示第q个微小区配置的基站与第个微小区服务用户传输链路之间的N_r×N_t维信道矩阵，转至步骤(12)；(8)构建宏小区服务用户的解码矩阵：(8a)将K个宏小区服务用户进行分组，每K/2个宏小区服务用户为一组，得到2组，依次记为第1、2组；(8b)按照下式，构建K个宏小区服务用户的解码矩阵，将第o个基站对第o组宏小区服务用户的干扰，对齐到一个信号子空间：其中，Z_o表示第o个微小区配置的基站对第o组宏小区服务用户干扰的信号空间矩阵，o＝1,2，表示第o组宏小区服务用户中第个宏小区服务用户的N′_r×d_m维解码矩阵，d_m表示宏小区配置的基站对每个宏小区服务用户发射的数据流个数，表示属于关系，null表示取零空间操作，表示N_t×N_t维单位矩阵，表示第o个微小区配置的基站与第个宏小区服务用户的传输链路之间的N′_r×N_t维信道矩阵，H表示共轭转置操作；(9)构建微小区配置的基站的预编码矩阵：(9a)按照下式，构建第一个和第二个微小区配置的基站的预编码矩阵，消除第一个和第二个微小区配置的基站分别对K个宏小区服务用户以及L‑1个微小区服务用户的小区间干扰：其中，V_o是第o个微小区配置的基站的预编码矩阵，o＝1,2，表示属于关系，null表示取零空间操作，Z_o表示第o个微小区配置的基站对第o组宏小区服务用户干扰的信号子空间矩阵，表示第个宏小区服务用户的解码矩阵,并且H表示共轭转置操作，表示N′_r×M_t维第o个微小区配置的基站与第个宏小区服务用户传输链路之间的信道矩阵，M_t表示宏小区配置的基站的发射天线数，表示第个微小区服务用户的解码矩阵，并且表示N_r×N_t维第o个微小区配置的基站与第个微小区服务用户传输链路之间的信道矩阵；(9b)按照下式，构建第3～L个微小区配置的基站的预编码矩阵，消除第3～L个微小区配置的基站分别对K个宏小区服务用户的小区间干扰和对微小区服务用户的小区间干扰：其中，是第个微小区配置的基站的预编码矩阵，表示属于关系，null表示取零空间操作，表示第个宏小区服务用户的解码矩阵,H表示共轭转置操作，表示第个微小区配置的基站与第个宏小区服务用户传输链路之间的N′_r×N_t维信道矩阵，N_t表示微小区配置的基站的发射天线数，表示第个微小区服务用户的解码矩阵，并且表示第个微小区配置的基站与第个微小区服务用户传输链路之间的N_r×N_t维信道矩阵，转至步骤(12)；(10)构建宏小区服务用户的解码矩阵：(10a)将K个宏小区服务用户进行分组，每(K‑1)/2个宏小区服务用户为一组，共得到2组，依次记为第1、2组，第K个宏小区服务用户不属于任何一组；(10b)构建宏小区服务用户的解码矩阵，使第r个基站对第r组宏小区服务用户的干扰对齐到一个信号空间；(11)构建微小区配置的基站的预编码矩阵：(11a)按照下式，构建第一个和第二个微小区配置的基站的预编码矩阵，消除第一个和第二个微小区配置的基站发射信号对K个宏小区服务用户以及L‑1个微小区服务用户的小区间干扰：其中，V_r是第r个微小区配置的基站的预编码矩阵，r＝1,2，表示属于关系，null表示取零空间操作，Z_r表示第r个微小区配置的基站对第r组宏小区服务用户干扰的信号子空间矩阵，表示第个宏小区服务用户的解码矩阵，并且H表示共轭转置操作，表示第r个微小区配置的基站与第个宏小区服务用户传输链路之间的N′_r×N_t维信道矩阵，N_t表示微小区配置的基站的发射天线数，表示第个微小区服务用户的解码矩阵，并且表示第m个微小区配置的基站与第个微小区服务用户传输链路之间的N_r×N_t维信道矩阵；(11b)按照下式，构建第3～L个微小区配置的基站的预编码矩阵，消除第3～L个微小区配置的基站对K个宏小区服务用户以及L‑1个微小区服务用户的小区间干扰：其中，是第个微小区配置的基站的N_t×d_p维预编码矩阵，N_t表示微小区配置的基站的发射天线数，d_p表示微小区配置的基站对微小区服务用户发射的数据流数，表示属于关系，null表示取零空间操作，表示第个宏小区服务用户的解码矩阵,H表示共轭转置操作，表示第个微小区配置的基站与第个宏小区服务用户传输链路之间的N′_r×N_t维信道矩阵，表示第个微小区服务用户的解码矩阵，并且表示第个微小区配置的基站与第个微小区服务用户传输链路之间的N_r×N_t维信道矩阵；(12)构建宏小区配置的基站的预编码矩阵：按照下式，构建宏小区配置的基站的对每个宏小区服务用户的预编码矩阵，消除宏小区配置的基站对微小区服务用户的小区间干扰和宏小区内的用户间干扰：其中，V_c表示宏小区配置的基站对第c‑L个宏小区服务用户的M_t×d_m维预编码矩阵，L+1≤c≤L+K,M_t表示宏小区配置的基站的发射天线数，d_m表示宏小区配置的基站对宏小区服务用户发射的数据流数，表示属于关系，null表示取零空间操作，Z_L+1表示宏小区配置的基站对L个微小区服务用户干扰的信号子空间矩阵，U_g表示第g‑L个宏小区服务用户的解码矩阵，L+1≤g≤L+K并且g≠c，H表示共轭转置操作，表示宏小区配置的基站与第g‑L个宏小区服务用户传输链路之间的N′_r×M_t维信道矩阵。