[发明专利]基于全双工基站的多小区蜂窝网络干扰对齐方法

摘要

本发明提出了一种基于全双工基站的多小区蜂窝网络干扰对齐的方法，旨在提高多小区蜂窝网络系统的系统容量，实现步骤为：确定蜂窝小区位置坐标；选择用户组；构造干扰对齐矩阵、解码矩阵和接收矩阵；上行用户发送第一时隙上行信号，基站解码第一时隙上行信号，同时发送第一时隙下行信号；上行用户发送第二时隙上行信号，同时基站发送第二时隙下行信号；下行用户获取解码信号。本发明在每个蜂窝小区采用全双工基站，上行用户和基站分别通过两个时隙向基站和下行用户发送信号，并且每个蜂窝小区的基站与相邻小区的基站联合发送和解码信号，有效地消除了多蜂窝小区全双工通信的上下行干扰和小区间干扰，与现有技术相比，提高了系统的系统容量。

主权项

1.一种基于全双工基站的多小区蜂窝网络干扰对齐方法，其特征在于包括如下步骤：(1)确定每个蜂窝小区位置的坐标：以包括L个蜂窝小区的全双工基站蜂窝网络中任意一个蜂窝小区为原点小区，L≥5，其位置坐标为(0，0)，以(0，0)和任意与原点小区相邻的蜂窝小区的中心点的连线为实轴正方向，采用爱斯坦森整数Z(ω)＝a+bω确定其他L‑1个蜂窝小区位置的坐标(a,b)，i为虚数单位；(2)选择每个蜂窝小区的用户组：选择每个蜂窝小区中的一个上行用户和两个下行用户组成用户组；(3)利用全局信道状态信息，构造解码矩阵干扰对齐矩阵和接收矩阵其中，h_ik,j表示坐标为j的蜂窝小区的基站与坐标为i的蜂窝小区的第k个下行用户间的信道系数，l_i,j表示坐标为j的蜂窝小区的基站与坐标为i的蜂窝小区的上行用户间的信道系数，表示坐标为j的蜂窝小区的第k个下行用户在第m个时隙的接收矩阵，和分别表示坐标为j的小区的基站和上行用户在第二时隙的附加相位，i,j∈{Z₀,Z₁,Z₂,Z₃,Z₄}，k＝1,2，[·]^‑1表示对矩阵求逆；(4)每个用户组中的上行用户发送第一时隙的上行信号，基站解码第一时隙的上行信号，同时发送第一时隙的下行信号：(4a)每个用户组中的上行用户向基站发送第一时隙的上行信号：坐标为z的蜂窝小区的上行用户向同小区的基站发送第一时隙的上行信号坐标为z+1的蜂窝小区和坐标为z‑1‑ω的蜂窝小区的上行用户，各自向同小区的基站发送第一时隙的上行信号和(4b)每个用户组中的基站对第一时隙的上行信号进行解码：坐标为z、z‑1和z+1+ω的蜂窝小区的基站采用解码矩阵，联合对各自接收到的的第一时隙上行信号和进行解码，得到解码的第一时隙上行信号和(4c)每个用户组中的基站向下行用户发送第一时隙的下行信号：将坐标为z的蜂窝小区的基站拟向同小区两个下行用户发送的下行信号以及坐标为z+1的蜂窝小区和坐标为z‑1‑ω的蜂窝小区的基站各自拟向同小区的两个下行用户发送的下行信号和组成列向量，并将干扰对齐矩阵与该列向量左乘，得到过渡矩阵，再将过渡矩阵的一二行三四行和五六行分别作为上述三个坐标为z、z+1和z‑1‑ω小区基站的预编码矩阵，分别与各自对应的和左乘，将左乘结果和作为第一时隙的下行信号，发送给各基站对应的下行用户；(5)每个用户组中的上行用户发送第二时隙的上行信号，同时基站发送第二时隙的下行信号：(5a)坐标为z的蜂窝小区的上行用户将第二时隙的附加相位与第一时隙发送的上行信号左乘，坐标为z+1的蜂窝小区的上行用户将第二时隙的附加相位与第一时隙发送的上行信号左乘，坐标为z‑1‑ω的蜂窝小区的上行用户将第二时隙的附加相位与第一时隙发送的上行信号左乘，并将左乘结果和分别作为上述三个坐标为z、z+1和z‑1‑ω小区第二时隙的上行信号，发送给各小区上行用户对应的基站；(5b)坐标为z的蜂窝小区的基站将第二时隙的附加相位与第一时隙发送的下行信号左乘，坐标为z+1的蜂窝小区的基站将第二时隙的附加相位与第一时隙发送的下行信号左乘，坐标为z‑1‑ω的蜂窝小区的基站将第二时隙的附加相位与第一时隙发送的下行信号左乘，并将左乘结果和分别作为上述三个坐标为z、z+1和z‑1‑ω小区第二时隙的下行信号，发送给各小区基站对应的下行用户；(6)每个蜂窝小区的用户组的下行用户获取解码信号：(6a)坐标为z的蜂窝小区的两个下行用户将第一时隙的接收矩阵和第二时隙的接收矩阵和分别与第一时隙的接收信号和第二时隙的接收信号和左乘，两者相加得到每个下行用户的解码信号和(6b)坐标为z+1的蜂窝小区的两个下行用户将第一时隙的接收矩阵和第二时隙的接收矩阵分别为和分别与第一时隙时的接收信号和第二时隙的接收信号和左乘，两者相加得到每个下行用户的解码信号和(6c)坐标为z‑1‑ω的蜂窝小区的两个下行用户将第一时隙的接收矩阵和第二时隙的接收矩阵和分别与第一时隙的接收信号和第二时隙的接收信号和左乘，两者相加得到每个下行用户的解码信号和