CN107277839A - 基于空域与功率自适应的干扰导向方法及蜂窝通信*** - Google Patents
基于空域与功率自适应的干扰导向方法及蜂窝通信*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN107277839A CN107277839A CN201710402446.0A CN201710402446A CN107277839A CN 107277839 A CN107277839 A CN 107277839A CN 201710402446 A CN201710402446 A CN 201710402446A CN 107277839 A CN107277839 A CN 107277839A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- base station
- interference
- mrow
- targeting signal
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
- H04W24/02—Arrangements for optimising operational condition
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0413—MIMO systems
- H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
- H04W52/04—TPC
- H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
- H04W52/24—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters
- H04W52/243—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account interferences
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明属于蜂窝通信技术领域，公开了一种基于空域与功率自适应的干扰导向方法及蜂窝通信***，包括：通信发射机之间协作并共享信道状态和数据信息；通信对分别设计预编码向量与滤波向量；计算***的频谱效率；遍历得到使***频谱效率最大的导向因子组合；根据最佳导向因子组合确定导向信号的预编码以及发射功率；通信发射机构造导向信号，与期望信号一同向其目标通信接收机发送，实现干扰导向；通信接收机恢复期望数据。本发明通过自适应地调整导向信号的空间特征和发射功率，在实现干扰导向的同时，对导向信号的功率进行收集，从而最小化导向信号的副作用，使通信接收机对期望信号的接收得到改善，提高***的频谱效率。
Description
技术领域
本发明属于蜂窝通信技术领域，尤其涉及一种基于空域与功率自适应的干扰导向方法及蜂窝通信***。
背景技术
随着无线通信技术的快速发展，对于数据传输的需求不断提高，有限的区域内将存在大量的用户和数据连接。一方面努力寻求高效的资源利用方式，另一方面也意识到干扰已成为制约网络性能提升的重要因素。因此，干扰管理技术的重要性日益凸显。现有的干扰管理方式有：迫零接收(Zero-forcing,ZF)、干扰对齐(Interference Alignment,IA)、干扰中和(Interference Neutralization,IN)等，可使干扰信号在受干扰通信接收机处得到抑制或消除。但是迫零接收会导致期望信号功率的损失，并且在使用时，需要消耗通信接收机的自由度。干扰对齐可以降低干扰的维度，仍存在自由度的开销。干扰中和通过发送中和信号消除干扰，需消耗通信发射机的发射功率，并且，在多数干扰中和中，仅考虑对干扰进行完全中和，未考虑其功率开销。动态干扰中和(Dynamic Interference Neutralization,DIN)通过智能地确定干扰被中和的比例，对用于产生干扰中和信号的发射功率和传输期望信号的发射功率进行了平衡，但是以上基于干扰中和的干扰管理方法均应用于非对称的干扰拓扑，无法拓展至对称干扰拓扑。Gou T,Jafar S A,and Wang C,et al.Alignedinterference neutralization and the degrees of freedom ofthe interferencechannel[J].IEEE Transactions on Information Theory,2012,58(7):4381-4395(干扰信道中的对齐干扰中和与自由度研究)，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。Wu D,YangC,and Liu T,et al.Feasibility conditions for interference neutralization inrelay-aided interference channel[J].IEEE Transactions on Signal Processing,2014,62(6):1408-1423(中继辅助信道中采用干扰中和的可行性条件)，用户接收到来自基站直接发送的信号和中继转发的信号，通过使用IN，干扰能够被完全消除。Wang Q,Dong Y,and Zhao J,et al.Instantaneous Relaying:Feasibility Conditions forInterference Neutralization[J].IEEE Communications Letters,2015,19(8):1370-1373(瞬时中继：干扰中和的可行性条件)，对采用瞬时中继(无转发时延)的通信***中IN的可行性进行研究，给出采用IN可解码的期望信号数与中继和收发端天线数的关系。Z.Li,Kang G.Shin and Lu Zhen.When and how to neutralize interference？[C].IEEEINFOCOM,2017.(何时以及如何中和干扰？)，通过动态的确定干扰信号被中和的比例，实现发射功率的合理利用。根据以上叙述，对干扰进行管理需要付出一定的代价，并且对于IN要求通信***是多跳或有中继的，比较复杂；DIN，它们需要产生射频信号用于干扰中和，而该信号会对其作用范围内的其它用户通信产生影响，即存在副作用。因此，有效的干扰管理方法应当对干扰管理的收益与其副作用进行综合考虑与优化设计。
综上所述，现有技术存在的问题是：目前的干扰导向方法应用于对称的干扰拓扑时导向信号带来的副作用，受干扰的通信接收机发送的导向信号会对干扰通信发射机所对应的通信接收机造成干扰。
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空域与功率自适应的干扰导向方法及蜂窝通信***。
本发明是这样实现的，一种基于空域与功率自适应的干扰导向方法，所述基于空域与功率自适应的干扰导向方法包括：通信发射机之间协作并共享信道状态和数据信息；通信对分别设计预编码向量与滤波向量；计算***的频谱效率；遍历得到使***频谱效率最大的导向因子组合；根据最佳导向因子组合确定导向信号的预编码以及发射功率；通信发射机构造导向信号，与期望信号一同向其目标通信接收机发送，实现干扰导向；通信接收机恢复期望数据。
进一步，所述基于空域与功率自适应的干扰导向方法具体步骤如下：
步骤一，各基站之间实现信道状态信息和数据信息共享；
步骤二，各通信对分别根据各自的信道矩阵设计通信预编码向量与滤波向量；通信对是由某个发射机和其要服务的接收机组成的，例如在文中提到的BS1和MS1是一个通信对，BS2和MS2是一个通信对；
步骤三，两个移动台根据各自的接收信号计算各自的频谱效率C0和C1，并得到整个***的频谱效率C＝C0+C1；
步骤四，通过遍历的方法得到使通信***的频谱效率最大的导向因子ki的值；
步骤五，各基站根据得到的导向因子的值计算各自的导向信号的预编码向量和发射功率的值；
步骤六，各基站构造干扰导向信号si(i＝0,1)：各基站根据干扰导向信号的预编码向量和发射功率得值构造各自的干扰导向信号si(i＝0,1)；
步骤七，各通信发射机将干扰导向信号si(i＝0,1)与期望信号一同发送给各自的通信接收机，各通信发射机采用干扰导向信号可以对其通信接收机受到的干扰进行导向，还可以最小化导向信号的副作用；通信接收机采用滤波向量对其期望数据进行恢复，使干扰得到有效的消除，并且，由于导向信号与干扰携带相同的数据信息，在产生干扰的通信发射机所对应的通信接收机处可以对导向信号的功率进行收集，最大化通信***的频谱效率。
进一步，所述步骤一具体包括：
第一步，各移动台分别估计各自的信道状态信息并反馈给各自的基站：移动台MS0估计基站BS0和BS1与移动台MS0之间的信道状态信息，得到BS0和BS1与MS0之间的信道矩阵H00和H10，移动台MS1估计基站BS1和BS0与移动台MS1之间的信道状态信息，得到BS1和BS0与MS1之间的信道矩阵H11和H01，两个移动台将估计得到的信道状态信息反馈给各自的基站；
第二步，基站BS0向自己的移动台MS0发送数据x0，基站BS1向自己的移动台MS1发送数据x1。
进一步，所述步骤二具体包括：
(1)，基站BS0根据基站BS0与移动台MS0之间的信道矩阵H00设计其通信预编码向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H00做奇异值分解，得到H00＝U0∑0(V0)H，其中令
(2)，基站BS1根据基站BS1与移动台MS1之间的信道矩阵H11设计其通信预编码向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H11做奇异值分解，得到H11＝U1∑1(V1)H，其中令
(3)，移动台MS0根据基站BS0与移动台MS0之间的信道矩阵H00设计其通信滤波向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H00做奇异值分解，得到H00＝U0∑0(V0)H，其中令
(4)，移动台MS1根据基站BS1与移动台MS1之间的信道矩阵H11设计其通信预编码向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H11做奇异值分解，得到H11＝U1∑1(V1)H，其中令
进一步，所述步骤三具体包括：
1)，各基站发送的导向信号满足其中，和分别表示移动台MSj接收到的干扰信号ii与其期望信号同向的分量和正交的分量，和分别表示基站BSi发送的导向信号si与移动台MSi的期望信号同向的分量和正交的分量，其中ki表示基站BSi发送的导向信号si的导向因子，其中导向因子ki表示和的强度的比值；
2)，基站根据导向信号si的导向因子ki以及信道矩阵Hij(i,j＝(0,1))，计算导向信号的预编码向量或(i＝1,m＝0)，其表达式为：
其中，为BSi发送的导向信号si的预编码向量，为关于期望信号di的投影矩阵，
3)，基站根据导向信号si的导向因子ki计算导向信号的发射功率或(i＝1,m＝0)，其表达式为：
其中，PT是基站BSi的发射总功率，为导向信号si的发射功率，a＝||k0a-b||2，b＝||k1c-d||2；
步骤3d，基站根据得到的与导向因子组合有关的各导向信号的预编码向量以及发射功率的表达式，进一步得到与导向因子组合有关的***频谱效率C＝C0+C1的表达式。
进一步，所述步骤四具体包括：
(a)，基站根据公式得到a和b的取值范围为：或者
(b)，基站根据a和b的取值范围得到k0和k1满足的条件如下：
或者
其中，aHa＝a1，bHb＝b1，cHc＝c1，dHd＝d1，aHb＝mRe+mImj，bHa＝mRe-mImj，cHd＝nRe+nImj，dHc＝nRe-nImj，上标Re与Im分别表示该数的实部和虚部；
(c)，各基站根据k0和k1的取值需要满足的约束条件，通过遍历搜索得到使通信***的频谱效率最大的导向因子组合(k0,k1)的值。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于空域与功率自适应的干扰导向方法的蜂窝通信***。
本发明的优点及积极效果为：与现有技术相比，对于对称的干扰拓扑，采用本发明可以通过确定导向信号的空间特征和发射功率，从而最小化导向信号的副作用，改善***的频谱效率；通过干扰导向因子的设计，能实现既可以管理干扰又能最小化导向信号的副作用的干扰导向。
本发明由各通信对的通信发射机进行干扰导向信号的构造与发送，各个通信接收机只需要估计其与干扰通信发射机之间的信道信息，没有增加其它的信号处理工作，便于实现；不仅适用于两个通信对、每个通信对传输一路信号的场景，还适用于通信对为两对但分别传输多路数据，通信对大于两对分别传输单路数据或多路数据，以及通信发射机和通信接收机天线数大于2的场景。
本发明不仅适用于基于信道矩阵奇异值分解的预编码向量和滤波向量设计，还适用于其它预编码向量和滤波向量的设计算法。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于空域与功率自适应的干扰导向方法流程图。
图2是本发明实施例提供的使用采用协作多点传输(CoMP)技术的下行蜂窝通信***模型图。
图3是本发明实施例提供的在NT＝NR＝2，每个基站发送一路数据的配置下***的频谱效率图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明旨在解决干扰导向方法应用于对称的干扰拓扑时导向信号带来的副作用问题，实现受干扰通信接收机处功率的收集，有效提升***的频谱效率。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于空域与功率自适应的干扰导向方法包括以下步骤：
S101：通信接收机估计信道状态信息并反馈给对应的通信发射机，通信发射机将其通信对之间的信道状态信息和数据信息共享给其他通信发射机；
S102：通信发射机与其通信接收机分别设计预编码向量及滤波向量；
S103：通信接收机计算其频谱效率，得到整个***的频谱效率；
S104：遍历得到使通信***的频谱效率最大的导向因子组合；
S105：通信发射机根据导向因子计算其导向信号的预编码向量和发射功率；
S106：通信发射机构造干扰导向信号；
S107：通信接收机使用滤波向量对期望数据进行恢复。
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步的描述。
如图2所示，本发明使用的***模型是采用协作多点传输(CoMP)技术的下行蜂窝通信***，***中包括由两个基站BS，两个移动台MS构成的两个相邻小区。由于对来自多个临近小区的多个干扰或来自一个基站的多个干扰，可以利用干扰信号的空间特征及其携带的数据信息，将其等效为一个有效信号，只需要针对上述多个干扰信号的等效信号产生导向信号进行调整即可。基站与移动台的天线数分别为NT与NR，考虑到移动台相比于基站受到更严格的硬件、成本等方面的限制，假设NT≥NR。图2所示干扰拓扑具有对称的特点，即两个通信对之间存在相互干扰。
本发明实施例提供的基于空域与功率自适应的干扰导向方法具体步骤如下：
步骤1，各基站之间实现信道状态信息和数据信息共享，实现步骤为：
步骤1a，各移动台分别估计各自的信道状态信息并反馈给各自的基站：
移动台MS0估计基站BS0和BS1与移动台MS0之间的信道状态信息，即得到BS0和BS1与MS0之间的信道矩阵H00和H10，移动台MS1估计基站BS1和BS0与移动台MS1之间的信道状态信息，即得到BS1和BS0与MS1之间的信道矩阵H11和H01，两个移动台将估计得到的信道状态信息反馈给各自的基站；
步骤1b，基站BS0向自己的移动台MS0发送数据x0，基站BS1向自己的移动台MS1发送数据x1；
步骤2，各通信对分别根据各自的信道矩阵设计通信预编码向量与滤波向量，实现步骤如下：
步骤2a，基站BS0根据基站BS0与移动台MS0之间的信道矩阵H00设计其通信预编码向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H00做奇异值分解，得到H00＝U0∑0(V0)H，其中令
步骤2b，基站BS1根据基站BS1与移动台MS1之间的信道矩阵H11设计其通信预编码向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H11做奇异值分解，得到H11＝U1∑1(V1)H，其中令
步骤2c，移动台MS0根据基站BS0与移动台MS0之间的信道矩阵H00设计其通信滤波向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H00做奇异值分解，得到H00＝U0∑0(V0)H，其中令
步骤2d，移动台MS1根据基站BS1与移动台MS1之间的信道矩阵H11设计其通信预编码向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H11做奇异值分解，得到H11＝U1∑1(V1)H，其中令
步骤3，两个通信对根据各自的接收信号计算各自的频谱效率C0和C1，并得到整个***的频谱效率C＝C0+C1，步骤如下：
步骤3a，各基站发送的导向信号满足其中，和分别表示移动台MSj接收到的干扰信号ii与其期望信号同向的分量和正交的分量，和分别表示基站BSi发送的导向信号si与移动台MSi的期望信号同向的分量和正交的分量，其中ki表示基站BSi发送的导向信号si的导向因子，其中导向因子ki表示和的强度的比值；
步骤3b，基站根据导向信号si的导向因子ki以及信道矩阵Hij(i,j＝(0,1))，计算导向信号的预编码向量或(i＝1,m＝0)，其表达式为：
其中，为BSi发送的导向信号si的预编码向量，为关于期望信号di的投影矩阵，
步骤3c，基站根据导向信号si的导向因子ki计算导向信号的发射功率或(i＝1,m＝0)，其表达式为：
其中，PT是基站BSi的发射总功率，为导向信号si的发射功率，a＝||k0a-b||2，b＝||k1c-d||2；
步骤3d，基站根据得到的与导向因子组合有关的各导向信号的预编码向量以及发射功率的表达式，进一步得到与导向因子组合有关的***频谱效率C＝C0+C1的表达式。
步骤4，通过遍历的方法得到使通信***的频谱效率最大的导向因子ki的值，实现步骤为：
步骤4a，基站根据公式得到a和b的取值范围为：或者
步骤4b，基站根据a和b的取值范围得到k0和k1满足的条件如下：
或者
其中，aHa＝a1，bHb＝b1，cHc＝c1，dHd＝d1，aHb＝mRe+mImj，bHa＝mRe-mImj，cHd＝nRe+nImj，dHc＝nRe-nImj，上标Re与Im分别表示该数的实部和虚部；
步骤4c，各基站根据k0和k1的取值需要满足的约束条件，通过遍历搜索得到使通信***的频谱效率最大的导向因子组合(k0,k1)的值。
步骤5，各基站根据得到的导向因子的值计算各自的导向信号的预编码向量和发射功率的值。
步骤6，各基站构造干扰导向信号si(i＝0,1)：
各基站根据干扰导向信号的预编码向量和发射功率得值构造各自的干扰导向信号si(i＝0,1)。
步骤7，各基站向其移动台发送干扰导向信号：
各基站将干扰导向信号si(i＝0,1)与期望信号一同发送给各自的移动台，各基站用此干扰导向信号不仅可以对其移动台受到的干扰进行导向，还可以最小化导向信号的副作用，通信接收机采用滤波向量对其期望数据进行恢复，使干扰得到有效的消除，并且，由于导向信号与干扰携带相同的数据信息，在产生干扰的基站所对应的移动台处可以对导向信号的功率进行收集，从而最大化通信***的频谱效率。
下面结合仿真对本发明的应用效果作详细的描述。
一、仿真条件：
仿真对象：本发明提出的基于空域与功率自适应的干扰导向算法所达到的***频谱效率与导向因子k0、k1的关系。为了简化讨论，令ki(i＝0,1)的取值范围为[-5,5]，当其中一个通信发射机发送导向信号的功率开销大于它的总发射功率，即k0与k1的取值不满足其取值的约束条件时，***的总频谱效率记为零。通过遍历的方法考察全部导向因子对的组合，从中选取最大的***频谱效率作为遍历方法的频谱效率。
仿真参数：表1中列出了蜂窝***的仿真参数设置，两基站都为宏基站，发射功率为PT，PT减去产生导向信号的功率开销后，剩余的部分分配给移动台的期望信号发送。L为基站到用户的路径损耗，根据宏蜂窝路损计算可得。基站与用户的天线数均为NT＝NR＝2。
表1混合蜂窝网络仿真环境参数设置
二、仿真内容及分析：
对NT＝NR＝2，ki(i＝0,1)的取值范围为[-5,5]时***的频谱效率进行仿真，结果如图3所示。由图3中的曲面有最高点可知，存在k0与k1的最佳组合使***频谱效率最大。当信噪比取其它值时，也可以得到相同的结论。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于空域与功率自适应的干扰导向方法，其特征在于，所述基于空域与功率自适应的干扰导向方法包括：通信发射机之间协作并共享信道状态和数据信息；通信对分别设计预编码向量与滤波向量；计算***的频谱效率；遍历得到使***频谱效率最大的导向因子组合；根据最佳导向因子组合确定导向信号的预编码以及发射功率；通信发射机构造导向信号，与期望信号一同向其目标通信接收机发送，实现干扰导向；通信接收机恢复期望数据。
2.如权利要求1所述的基于空域与功率自适应的干扰导向方法，其特征在于，所述基于空域与功率自适应的干扰导向方法具体步骤如下：
步骤一，各基站之间实现信道状态信息和数据信息共享；
步骤二，各通信对分别根据各自的信道矩阵设计通信预编码向量与滤波向量；
步骤三，两个通信对根据各自的接收信号计算各自的频谱效率C0和C1，并得到整个***的频谱效率C＝C0+C1；
步骤四，通过遍历的方法得到使通信***的频谱效率最大的导向因子ki的值；
步骤五，各基站根据得到的导向因子的值计算各自的导向信号的预编码向量和发射功率的值；
步骤六，各基站构造干扰导向信号si(i＝0,1)：各基站根据干扰导向信号的预编码向量和发射功率的值构造各自的干扰导向信号si(i＝0,1)；
步骤七，各通信发射机将干扰导向信号si(i＝0,1)与期望信号一同发送给各自的通信接收机，各通信发射机采用干扰导向信号可以对其通信接收机受到的干扰进行导向，还可以最小化导向信号的副作用；通信接收机采用滤波向量对其期望数据进行恢复，使干扰得到有效的消除，并且，由于导向信号与干扰携带相同的数据信息，在产生干扰的通信发射机所对应的通信接收机处可以对导向信号的功率进行收集，最大化通信***的频谱效率。
3.如权利要求2所述的基于空域与功率自适应的干扰导向方法，其特征在于，所述步骤一具体包括：
第一步，各移动台分别估计各自的信道状态信息并反馈给各自的基站：移动台MS0估计基站BS0和BS1与移动台MS0之间的信道状态信息，得到BS0和BS1与MS0之间的信道矩阵H00和H10，移动台MS1估计基站BS1和BS0与移动台MS1之间的信道状态信息，得到BS1和BS0与MS1之间的信道矩阵H11和H01，两个移动台将估计得到的信道状态信息反馈给各自的基站；
第二步，基站BS0向自己的移动台MS0发送数据x0，基站BS1向自己的移动台MS1发送数据x1。
4.如权利要求2所述的基于空域与功率自适应的干扰导向方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：
(1)，基站BS0根据基站BS0与移动台MS0之间的信道矩阵H00设计其通信预编码向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H00做奇异值分解，得到H00＝U0∑0(V0)H，其中令
(2)，基站BS1根据基站BS1与移动台MS1之间的信道矩阵H11设计其通信预编码向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H11做奇异值分解，得到H11＝U1∑1(V1)H，其中令
(3)，移动台MS0根据基站BS0与移动台MS0之间的信道矩阵H00设计其通信滤波向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H00做奇异值分解，得到H00＝U0∑0(V0)H，其中令
(4)，移动台MS1根据基站BS1与移动台MS1之间的信道矩阵H11设计其通信预编码向量用基于SVD的信号处理，对信道矩阵H11做奇异值分解，得到H11＝U1∑1(V1)H，其中令
5.如权利要求2所述的基于空域与功率自适应的干扰导向方法，其特征在于，所述步骤三具体包括：
1)，各基站发送的导向信号满足其中，和分别表示移动台MSj接收到的干扰信号ii与其期望信号同向的分量和正交的分量，和分别表示基站BSi发送的导向信号si与移动台MSi的期望信号同向的分量和正交的分量，其中ki表示基站BSi发送的导向信号si的导向因子，其中导向因子ki表示和的强度的比值；
2)，基站根据导向信号si的导向因子ki以及信道矩阵Hij(i,j＝(0,1))，计算导向信号的预编码向量或(i＝1,m＝0)，其表达式为：
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msubsup>
<mi>p</mi>
<mn>0</mn>
<msub>
<mi>x</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>k</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mi>a</mi>
<mo>-</mo>
<mi>b</mi>
</mrow>
<mrow>
<mo>|</mo>
<mo>|</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
<mi>a</mi>
<mo>-</mo>
<mi>b</mi>
<mo>|</mo>
<mo>|</mo>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msubsup>
<mi>p</mi>
<mn>1</mn>
<msub>
<mi>x</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>k</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mi>c</mi>
<mo>-</mo>
<mi>d</mi>
</mrow>
<mrow>
<mo>|</mo>
<mo>|</mo>
<msub>
<mi>k</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
<mi>c</mi>
<mo>-</mo>
<mi>d</mi>
<mo>|</mo>
<mo>|</mo>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，为BSi发送的导向信号si的预编码向量，为关于期望信号di的投影矩阵，
3)，基站根据导向信号si的导向因子ki计算导向信号的发射功率或(i＝1,m＝0)，其表达式为：
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msubsup>
<mi>P</mi>
<mn>0</mn>
<msub>
<mi>x</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mi>b</mi>
<mo>-</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mi>b</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mfrac>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>T</mi>
</msub>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msubsup>
<mi>P</mi>
<mn>1</mn>
<msub>
<mi>x</mi>
<mn>0</mn>
</msub>
</msubsup>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mi>b</mi>
<mo>-</mo>
<mi>b</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mi>b</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mfrac>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>T</mi>
</msub>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中，PT是基站BSi的发射总功率，为导向信号si的发射功率，a＝||k0a-b||2，b＝||k1c-d||2；
步骤3d，基站根据得到的与导向因子组合有关的各导向信号的预编码向量以及发射功率的表达式，进一步得到与导向因子组合有关的***频谱效率C＝C0+C1的表达式。
6.如权利要求2所述的基于空域与功率自适应的干扰导向方法，其特征在于，所述步骤四具体包括：
(a)，基站根据公式得到a和b的取值范围为：或者
(b)，基站根据a和b的取值范围得到k0和k1满足的条件如下：
或者
其中，aHa＝a1，bHb＝b1，cHc＝c1，dHd＝d1，aHb＝mRe+mImj，bHa＝mRe-mImj，cHd＝nRe+nImj，dHc＝nRe-nImj，上标Re与Im分别表示该数的实部和虚部；
(c)，各基站根据k0和k1的取值需要满足的约束条件，通过遍历搜索得到使通信***的频谱效率最大的导向因子组合(k0,k1)的值。
7.一种应用权利要求1～6任意一项所述基于空域与功率自适应的干扰导向方法的蜂窝通信***。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710402446.0A CN107277839B (zh) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | 基于空域与功率自适应的干扰导向方法及蜂窝通信*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710402446.0A CN107277839B (zh) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | 基于空域与功率自适应的干扰导向方法及蜂窝通信*** |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107277839A true CN107277839A (zh) | 2017-10-20 |
| CN107277839B CN107277839B (zh) | 2020-05-22 |
Family
ID=60065057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710402446.0A Active CN107277839B (zh) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | 基于空域与功率自适应的干扰导向方法及蜂窝通信*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107277839B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108092928A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-29 | 西安电子科技大学 | 聚合干扰导向干扰管理方法、混合蜂窝网络、无线局域网 |
| CN108173583A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-06-15 | 西安电子科技大学 | 基于大规模mimo单目标干扰导向方法、移动通信***及应用 |
| CN108880729A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-11-23 | 西安电子科技大学 | 无线通信***中对称干扰拓扑的功率自适应干扰中和方法 |
| CN113541752A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-10-22 | 西安电子科技大学 | 基于信号虚拟分解空域和功率域联合多址接入方法及*** |
| CN113595675A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-11-02 | 西安电子科技大学 | 一种最大化安全数据传输速率的干扰管理方法及其*** |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100048233A1 (en) * | 2008-08-22 | 2010-02-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for selecting precoding matrix in multiple antenna wireless communication system |
| US20120163433A1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-28 | Toshiaki Koike-Akino | Method for Reducing Interference in Multi-Cell Multi-User Wireless Networks |
| CN103778102A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-05-07 | 河南科技大学 | 基于干扰噪声矩阵重构的自适应波束形成方法 |
| CN106028434A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-10-12 | 西安电子科技大学 | 一种动态干扰导向方法 |
-
2017
- 2017-06-01 CN CN201710402446.0A patent/CN107277839B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100048233A1 (en) * | 2008-08-22 | 2010-02-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for selecting precoding matrix in multiple antenna wireless communication system |
| US20120163433A1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-28 | Toshiaki Koike-Akino | Method for Reducing Interference in Multi-Cell Multi-User Wireless Networks |
| CN103778102A (zh) * | 2014-01-15 | 2014-05-07 | 河南科技大学 | 基于干扰噪声矩阵重构的自适应波束形成方法 |
| CN106028434A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-10-12 | 西安电子科技大学 | 一种动态干扰导向方法 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108092928A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-05-29 | 西安电子科技大学 | 聚合干扰导向干扰管理方法、混合蜂窝网络、无线局域网 |
| CN108173583A (zh) * | 2017-12-07 | 2018-06-15 | 西安电子科技大学 | 基于大规模mimo单目标干扰导向方法、移动通信***及应用 |
| CN108092928B (zh) * | 2017-12-07 | 2021-01-01 | 西安电子科技大学 | 聚合干扰导向干扰管理方法、混合蜂窝网络、无线局域网 |
| CN108173583B (zh) * | 2017-12-07 | 2021-06-04 | 西安电子科技大学 | 基于大规模mimo单目标干扰导向方法、移动通信***及应用 |
| CN108880729A (zh) * | 2018-05-03 | 2018-11-23 | 西安电子科技大学 | 无线通信***中对称干扰拓扑的功率自适应干扰中和方法 |
| CN108880729B (zh) * | 2018-05-03 | 2019-10-01 | 西安电子科技大学 | 无线通信***中对称干扰拓扑的功率自适应干扰中和方法 |
| CN113541752A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-10-22 | 西安电子科技大学 | 基于信号虚拟分解空域和功率域联合多址接入方法及*** |
| CN113541752B (zh) * | 2021-05-17 | 2022-12-13 | 西安电子科技大学 | 基于信号虚拟分解空域和功率域联合多址接入方法及*** |
| CN113595675A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-11-02 | 西安电子科技大学 | 一种最大化安全数据传输速率的干扰管理方法及其*** |
| CN113595675B (zh) * | 2021-06-09 | 2024-01-23 | 西安电子科技大学 | 一种最大化安全数据传输速率的干扰管理方法及其*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107277839B (zh) | 2020-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wang et al. | Multi-objective resource allocation in a NOMA cognitive radio network with a practical non-linear energy harvesting model | |
| CN107277839A (zh) | 基于空域与功率自适应的干扰导向方法及蜂窝通信*** | |
| Han et al. | Energy efficiency and spectrum efficiency co-design: From NOMA to network NOMA | |
| CN104104425B (zh) | 一种基于期望与干扰信号关系的多用户mimo自适应接收方法 | |
| CN106028434B (zh) | 一种动态干扰导向方法 | |
| CN105636215B (zh) | 基于功率动态分配的干扰中和方法 | |
| Anokye et al. | Achievable sum-rate analysis of massive MIMO full-duplex wireless backhaul links in heterogeneous cellular networks | |
| CN107769823A (zh) | 一种基于认知双向中继网络的信息能量协作波束成形方法 | |
| Fang et al. | Massive MIMO for full-duplex cellular two-way relay network: A spectral efficiency study | |
| Salem et al. | Wireless power transfer in distributed antenna systems | |
| US8976888B2 (en) | Method for uplink multi-user cooperation communication | |
| CN108092928B (zh) | 聚合干扰导向干扰管理方法、混合蜂窝网络、无线局域网 | |
| CN108173583A (zh) | 基于大规模mimo单目标干扰导向方法、移动通信***及应用 | |
| CN104202790A (zh) | 一种基于功率自适应的mimo-ccrn瓶颈效应消除方法 | |
| CN106507391B (zh) | 无线局域网中的干扰导向方法 | |
| Xiao et al. | High-performance multicast services in 5G big data network with massive MIMO | |
| CN104202277A (zh) | 一种认知中继网络的次用户网络线性收发机的设计方法 | |
| Asiedu et al. | Review of simultaneous wireless information and power transfer in wireless sensor networks | |
| CN102647247B (zh) | 一种发射信号预处理发送方法及装置 | |
| CN109450506B (zh) | 一种基于双路干扰信号调整的多干扰协作干扰对齐方法 | |
| Gao et al. | Low-complexity downlink coordination scheme for multi-user CoMP in LTE-advanced system | |
| Nugraha et al. | Block diagonalization precoding and power allocation for clustering small-cell networks | |
| Zhai et al. | 3D position optimization for the UAV-assisted relay networks enhancing by NOMA and MRC | |
| Biswas | Future cellular systems: fundamentals and the role of large antenna arrays | |
| Nouri et al. | Directional relays for multi-hop cooperative cognitive radio networks |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210709 Address after: 210042 building 18, 699-22 Xuanwu Avenue, Xuanwu District, Nanjing City, Jiangsu Province Patentee after: CERTUSNET Corp. Address before: 710071 Xi'an Electronic and Science University, 2 Taibai South Road, Shaanxi, Xi'an Patentee before: XIDIAN University |