CN112821927B - 一种基于后向内外级联预编码的干扰管理方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于后向内外级联预编码的干扰管理方法及其装置；该方法包括：干扰发射机从码本中选择一个码字矩阵，并将所述码字矩阵设置为内、外部预编码矩阵级联后的矩阵设计目标；利用无线信号之间的相互作用，干扰发射机将多个干扰分量的整体作为一个等效干扰，针对该等效干扰计算等效预编码向量；然后，求解所述码字矩阵和内、外部预编码矩阵的关系方程，得到多种内、外部预编码矩阵的组合，并选择其中匹配的一组作为基于后向内外级联预编码的干扰管理方法获得的内部预编码矩阵和外部预编码矩阵；最后，干扰发射机利用所述内部预编码矩阵和所述外部预编码矩阵对发送数据进行预处理，实现对多个干扰的管理。

Description

一种基于后向内外级联预编码的干扰管理方法及其装置

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种基于后向内外级联预编码的干扰管理方法及其装置。

背景技术

随着物联网技术的迅猛发展，物联网技术越来越广泛的应用在人们的生活中，不同物联网设备在有限的区域共存、并共享相同的通信资源时，物联网设备之间会发生串扰，从而影响设备的正常工作，因此需要有效的干扰管理方法。

目前，业内常用的现有技术是这样的：现有的干扰管理方法包括干扰中和(Interference neutralization,简称为IN)，迫零接收(Zero-forcing,简称为ZF)，干扰导向(Interference steering,简称为IS)，干扰对齐(Interference alignment,简称为IA)和迫零波束成形(Zero-forcing beamforming,简称为ZFBF)等。上述方法可以分为两类：第一类是在受干扰的接收机或与受干扰接收机关联的发射机侧实现的干扰管理，例如，ZF，IN，IS等；第二类是在干扰发射机侧实现，例如ZFBF和IA。其中，IN旨在适当地组合通过不同路径到达受干扰接收机的信号，使得在受干扰接收机处保留期望信号的同时消除干扰信号。虽然IN可以消除干扰，但产生中和信号在与受干扰接收机关联的发射机处产生功率开销，也会降低***性能；IS是通过由与受干扰接收机关联的发射机产生导向信号来改变干扰的传播，从而在受干扰接收机处将原始干扰导引至与其期望传输正交的方向上。与IN相比，IS侧重于消除干扰对期望传输影响的有效部分，从而降低功率消耗，但因此也需要额外的空间自由度(Degree of freedom,DoF)来放置导向后的干扰；ZFBF应用在多输入多输出(Multiple input multiple output,MIMO)广播信道(Broadcast channel,BC)中是次优的，但随着***中用户数量趋于无穷大可以实现与脏纸编码(Dirty paper coding,DPC)相同的渐近和容量，可是该方法对自由度的需求是由期望信号和干扰的总数决定的，即每个干扰分量消耗一个DoF；IA在干扰源处调整干扰，使得多个干扰信号在受干扰接收机处被映射到一个有限子空间，即使受干扰接收机处的干扰空间被最小化，而其期望信号可以通过无干扰的信号子空间进行传输，IA的可行性高度依赖于***参数，例如发射/接收天线的数量等，并且当多个干扰来自同一个发射机时，传统的干扰对齐方法将不再适用，也就是说，IA无法解决同源多干扰的问题。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的干扰管理方法仍注重于管理个体干扰，忽略了干扰的整体效果，导致更多的自由度、功率等资源的消耗。干扰对齐无法对来自同一干扰源的多个干扰进行管理。基于受干扰接收机和/或其对应的发射机的干扰管理方法，需要受干扰方通过与干扰源协作获知干扰状态，并且消耗功率、自由度等资源，造成受干扰通信对通信性能的下降。由于适用于无线电磁传输的频谱的稀缺性，许多现有的和新兴的医疗设备以及移动设备彼此接近，甚至频谱重叠，这不可避免地导致强烈的干扰。

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后向内外级联预编码的干扰管理方法及其装置。

本发明是这样实现的，一种基于后向内外级联预编码的干扰管理方法，所述基于后向内外级联预编码的干扰管理方法包括：干扰发射机从码本中选择一个码字矩阵，码本是给定数量天线端口的每一个传输秩定义的一组有限的预编码矩阵的集合，收发端均有该码本，并将所述码字矩阵设置为内、外部预编码矩阵级联后的矩阵设计目标；利用无线信号之间的相互作用，干扰发射机将多个干扰分量的整体作为一个等效干扰，针对该等效干扰计算等效预编码向量；然后，干扰发射机求解所述码字矩阵和内、外部预编码矩阵的关系方程，得到多种内、外部预编码矩阵的组合，并选择其中匹配的一组作为基于后向内外级联预编码的干扰管理方法获得的内部预编码矩阵和外部预编码矩阵；最后，干扰发射机利用所述内部预编码矩阵和所述外部预编码矩阵对发送数据进行预处理，实现对多个干扰的管理。进一步，所述基于后向内外级联预编码的干扰管理方法包括以下步骤：

步骤一：受干扰接收机Rx₀估计其与期望发射机Tx₀以及干扰发射机Tx₁之间的信道状态信息H₀和H₁₀，干扰发射机Tx₁对应的接收机Rx₁估计其与干扰发射机Tx₁之间的信道状态信息H₁；Rx₀和Rx₁分别将其估计得到的信道状态信息反馈给各自关联的发射机Tx₀和Tx₁，Tx₀和Tx₁共享信道状态信息H₀和H₁₀；Tx₀到Rx₀的数据传输信道矩阵用H₀表示，Tx₁与Rx₁之间的数据传输信道矩阵用H₁表示，Tx₁与Rx₀之间的干扰信道矩阵用H₁₀表示；

步骤二：干扰发射机Tx₁从码本中选择一个码字矩阵C_i，其中i表示该码字矩阵在码本中的标号，将码字矩阵C_i作为内部预编码矩阵P₁和外部预编码矩阵G_e级联后的矩阵G_eP₁的设计目标，所述内部预编码矩阵P₁是对不同路径的数据(多路数据)进行预编码的矩阵，所述外部预编码矩阵G_e用于对不同路径(多路)干扰形成的等效干扰进行预编码的矩阵，以便实现在受干扰接收机处的干扰对齐，并对不同路径的数据的可分辨；

步骤三：干扰发射机根据其发射的K个数据流之间的相互作用关系，并随机选取α和k，将G_e的通解表达式带入关系方程G_eP₁＝C_i求解，其中外部预编码矩阵G_e需使向量

和H₀G_eP_e满足正交关系

G_e用其通解表示，

是Tx₀采用的预编码向量，P₁是待求解的内部预编码矩阵，定义

P_e是等效预编码向量，可以得到满足关系方程G_eP₁＝C_i的G_e和P₁的多种组合，记作{P₁,G_e}，G_e的通解表达式中含有三个未知参数：α、k以及P_e，其中

是一个复系数，

表示一个

的复数向量，

表示Tx₁配备的天线数；

步骤四：判断将随机选取的k代入G_e的通解表达式后得到的方程G_eP₁＝C_i是否可解，若方程可解，执行步骤五，否则返回步骤三；

步骤五：如果关系方程G_eP₁＝C_i的增广矩阵的秩与系数矩阵的秩相等，则关系方程相容，可以求得P₁和G_e的精确解，执行步骤六；否则方程G_eP₁＝C_i不相容，求出P₁和G_e的最小二乘解，执行步骤七；

步骤六：求解得到{P₁,G_e}的精确解；

步骤七：按照最小二乘的原则，干扰发射机Tx₁从上述计算得到多个{P₁,G_e}组合中选出与C_i匹配的一组，记作{P_1，*，G_e，*}，即

其中n表示采用所述基于后向内外级联预编码的干扰管理方法得到的第n个{P₁,G_e}的解。

进一步，所述步骤三包括：

(1)对于调制符号集S＝{s₁,s₂,…,s_L}，引入S中的任意符号

作为参考符号，定义

(2)G_e满足

将条件式

变形为H₁₀G_eP_e＝αd_⊥，其中d_⊥表示与Tx₀向Rx₀发送的信号正交的单位向量；

(3)对等式H₁₀G_eP_e＝αd_⊥两端均左乘矩阵H₁₀的逆

如果H₁₀不是方阵，则

应该由H₁₀的伪逆

来替代；

(4)定义向量

得到G_eP_e＝αb，其中

运用矩阵的行初等变换，可以由G_eP_e＝αb得到

其中

和

分别表示方程的系数矩阵和解向量，

是

的单位矩阵，

表示G_e的第i列，

(5)计算G_e的通解表达式为：

本发明的另一目的在于提供一种基于后向内外级联预编码的干扰管理装置，包括执行上述任意一项所述基于后向内外级联预编码的干扰管理方法的装置。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：针对传统的干扰管理方法，如IA无法对来自同一个干扰源的多个干扰进行有效的管理，以及已有的前向内外级联预编码方法F-IOP在一些信道条件下不适用的问题，提出一种后向内外级联预编码方法B-IOP，与F-IOP方法互相补充，通过对两种方法自适应，使干扰通信对的多个干扰在受干扰接收机处占用的自由度压缩至1，同时使干扰通信对具有较好的通信性能(频谱效率)。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于后向内外级联预编码的干扰管理方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的包含两个通信对的***模型示意图；

图3是本发明实施例提供的基于后向内外级联预编码的干扰管理方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的无线通信***中基于后向内外级联预编码的干扰管理方法得到的Rx₀和Rx₁处信号的空间谱。

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。

本发明可以将同源多干扰在受干扰接收机处对齐到一个方向，同时保证这些造成干扰的信号所对应的接收机能够在空域对它们进行分辨，即干扰发射机与其接收机之间的多路数据传输得以进行。

下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。

为了解决上述现有技术问题的难度和意义：如何对干扰的整体效果进行预处理，既将来自一个干扰发射机的同源多干扰在受干扰接收机处对齐到一个方向，又使这些造成干扰的信号所对应的接收机(即干扰发射机对应的接收机)能够在空域对它们进行分辨；意义在于：既在受干扰接收机处消除了来自同一干扰源的多个干扰的影响，将这些干扰占据的自由度压缩至1，又保证了干扰发射机与其接收机之间的多路数据传输得以进行，从而改善***性能。

如图1所示，本发明实施例提供的基于后向内外级联预编码的干扰管理方法的执行主体为基于后向内外级联预编码的干扰管理装置，其中该装置可以独立设置，也可以设置在干扰发射机中，该方法包括以下步骤：

S101：干扰发射机从码本中选择一个码字矩阵，令该码字矩阵作为内、外部预编码矩阵级联后的矩阵设计目标；

需要说明的是，本实施例中的干扰发射机是指在与自身对应的接收机进行通信的时候，也会给别的接收机造成干扰的发射机。

在本实施例中，码本是给定数量天线端口的每一个传输秩定义的一组有限的预编码矩阵的集合，收发端均有该码本，即干扰发射机和干扰接收机均设置有该码本。本实施例中的该码字矩阵可以是内部预编码矩阵和外部预编码矩阵级联后的结果，其中，内部预编码矩阵是对发送数据进行预处理的编码矩阵，举例来讲，干扰发射机可以根据与其对应的接收机之间的信道矩阵确定内部预编码矩阵；该外部预编码矩阵是利用各发射机和各接收机之间的无线信号相互作用，干扰发射机将多个干扰的整体等效为一个干扰，对其设计外部预编码矩阵。进一步的，干扰发射机使用上述获得的内部预编码矩阵和外部预编码矩阵进行级联的结果对发送数据进行预处理。

S102：利用无线信号之间的相互作用，干扰发射机将多个干扰分量的整体作为一个等效干扰，并对该等效干扰计算等效预编码向量；

S103：干扰发射机求解所述码字矩阵和内、外部预编码矩阵的关系方程，得到多种内、外部预编码矩阵的组合，并选择其中匹配的一组作为基于后向内外级联预编码的干扰管理方法获得的内部预编码矩阵和外部预编码矩阵；

S104：干扰发射机利用所述内部预编码矩阵和所述外部预编码矩阵对发送数据进行预处理，以实现对多个干扰的管理。

下面结合附图对本发明的应用原理做进一步的描述。

如图2所示，本发明的***模型是包含两个通信对的Z型干扰信道(Z-Interference Channel,ZIC)，Z型干扰信道由两个干扰发射机和两个干扰接收机组成，一个接收机接收到无干扰的信号，而另一个接收机会接收到无干扰和有干扰的信号，其中接收机Rx₀受到来自干扰发射机Tx₁的干扰，而Rx₁不受干扰。Tx_i和Rx_i(i＝1,2)分别配备有

和

根天线，Tx_i的发射功率为P_T。从Tx_i到Rx_i的数据传输信道矩阵为

其中i＝1,2，从Tx₁到Rx₀的干扰信道矩阵表示为

使用空间不相关的瑞利平坦衰落信道模型将H_i和H₁₀的元素建模为独立且同分布的零均值单位方差复高斯随机变量。假设所有用户经历块衰落，即信道参数在由几个连续时隙组成的块内保持恒定，在块间随机变化。Rx_i可以准确估计其与期望发射机以及干扰发射机之间的信道状态信息，并通过低速率、无差错的链路将其反馈到与之关联的Tx_i。假设与信道状态变化的时间尺度相比，反馈延迟可以忽略。需要说明的是，图2所示的实施例场景是本发明实施例的适用场景之一，本发明实施例的适用场景不以此为限。

如图3所示，本发明实施例提供的基于后向内外级联预编码的干扰管理方法的应用效果如下：

步骤301：干扰发射机Tx₁确定信道信息。

具体的，受干扰接收机Rx₀估计其与期望发射机Tx₀以及干扰发射机Tx₁之间的信道状态信息H₀和H₁₀，干扰发射机Tx₁对应的接收机Rx₁估计其与干扰发射机Tx₁之间的信道状态信息H₁；Rx₀和Rx₁分别将其估计得到的信道状态信息反馈给各自关联的发射机Tx₀和Tx₁，Tx₀和Tx₁通过共享信道状态信息从而Tx₀和Tx₁分别可以获得信道信息H₀和H₁₀；Tx₀到Rx₀的数据传输信道矩阵用H₀表示，Tx₁与Rx₁之间的数据传输信道矩阵用H₁表示，Tx₁与Rx₀之间的干扰信道矩阵用H₁₀表示；

步骤302：干扰发射机Tx₁从码本中选择一个码字矩阵C_i，其中i表示该码字矩阵在码本中的标号，将码字矩阵C_i作为内、外部预编码矩阵级联后的矩阵G_eP₁的设计目标；

具体的，干扰发射机Tx₁根据预设规则，从码本中选择一个码字矩阵C_i。其中，所述内部预编码矩阵P₁用于对不同路径的数据进行预编码的矩阵，所述外部预编码矩阵G_e用于对不同路径干扰形成的等效干扰进行预编码的矩阵，以使在受干扰接收机处的干扰对齐，并对不同路径的数据的可分辨。

步骤303：干扰发射机随机选取α和k，将G_e的通解表达式带入方程G_eP₁＝C_i求解，其中外部预编码矩阵G_e需满足关系

G_e用其通解表示，P₁是待求解的内部预编码矩阵，此时，G_e的通解表达式中含有三个未知参数：α、k以及P_e；

具体的，干扰发射机根据其发射的K个数据流之间的相互作用关系，随机选取α和k，将G_e的通解表达式带入关系方程G_eP₁＝C_i求解，其中，所述外部预编码矩阵G_e用于使向量

和H₀G_eP_e满足正交关系

G_e用其通解表示，

是Tx₀采用的预编码向量，P₁是待求解的内部预编码矩阵，定义

P_e是等效预编码向量，可以得到满足关系方程G_eP₁＝C_i的G_e和P₁的多种组合，记作{P₁,G_e}，G_e的通解表达式中含有三个未知参数：α、k以及P_e，其中

是一个复系数，

表示一个

的复数向量，

表示Tx₁配备的天线数。

步骤304：判断将随机选取的k代入G_e的通解表达式后得到的关系方程G_eP₁＝C_i是否可解。

具体的，若方程可解，执行步骤305，否则返回步骤303。

举例来讲，以

为例，求解方程G_eP₁＝C_i，将G_e的通解表达式带入关系方程进行变换后得到方程，如公式(1)所示：

令Tx₁发送的所有数据流均采用二进制相移键控(Binary Phase Shift Keying，简称BPSK)调制方式，设

和

并且

为参考符号，公式(1)中b⁽¹⁾和b⁽²⁾是由期望信道H₀和干扰信道H₁₀确定的已知参数，其中，

k⁽³⁾，k⁽⁴⁾是k的第三个和第四个元素，而

和

为未知数。因为

将

和

代入公式(1)，未知数减少为四个，公式(1)化简为包含四个未知数、四个方程的方程组；

参数k⁽³⁾和k⁽⁴⁾的取值可能会使公式(1)无最小二乘解。例如当k⁽³⁾＝k⁽⁴⁾＝0时，公式(1)为一个矛盾的齐次方程组，此时公式(1)无解，因此需要重新设置新的参数k的值求解内外部预编码矩阵；

步骤305：如果关系方程G_eP₁＝C_i的增广矩阵的秩与系数矩阵的秩相等，则关系方程相容，求得P₁和G_e的精确解，执行步骤306；否则方程G_eP₁＝C_i不相容，求出P₁和G_e的最小二乘解，执行步骤307；

举例来讲，以

为例计算G_e和P₁，其中C₂是从两天线数据传输的码本中选择的码字，j是变量；定义

以及

将公式(1)改写为

对该方程的增广矩阵进行初等行变换得到

因为方程的系数矩阵的秩为2，而rank(Ω)＝4＞2，所以方程是不相容的，即方程没有精确解，需求解最小二乘解；

步骤306：求解得到{P₁,G_e}的精确解；

步骤307：按照最小二乘的原则，从所述步骤304计算得到多个{P₁,G_e}组合中选出与C_i匹配的一组；

具体的，按照最小二乘的原则，所述干扰发射机Tx₁从所述步骤304计算得到多个{P₁,G_e}组合中选出与C_i匹配的一组，记作{P_1，*，G_e，*}，即

其中n表示采用所述基于后向内外级联预编码的干扰管理方法得到的第n个{P₁,G_e}的解；

获取方程组的最小二乘解可根据定理：非齐次线性方程组Ax＝b，其中

给定，

为解向量；x是方程组Ax＝b的最小二乘解的充要条件是：x是A^HAx＝A^Hb的解，其中A^HAx＝A^Hb是Ax＝b的正规方程组。内、外部预编码矩阵可分别表示为：

和

其中

α，k⁽³⁾，k⁽⁴⁾，μ₃，μ₄可以取任意值从而产生不同的G_e和P₁，其中μ₃，μ₄需满足等式k⁽³⁾μ₄＝k⁽⁴⁾μ₃。

在上述实施例的基础上，步骤303可以具体包括：

(1)对于调制符号集S＝{s₁,s₂,…,s_L}，引入S中的任意符号

作为参考符号，定义

(2)G_e满足

将条件式

变形为H₁₀G_eP_e＝αd_⊥，其中d_⊥表示与Tx₀向Rx₀发送的信号正交的单位向量；

(3)对等式H₁₀G_eP_e＝αd_⊥两端均左乘矩阵H₁₀的逆

如果H₁₀不是方阵，则

由H₁₀的伪逆

来替代；

(4)定义向量

得到G_eP_e＝αb，其中

运用矩阵的行初等变换，可以由G_eP_e＝αb得到

其中

和

分别表示方程的系数矩阵和解向量，

是

的单位矩阵，

表示G_e的第i列，

(5)计算G_e的通解表达式为：

下面结合仿真对本发明的应用效果做详细的描述。

1.仿真条件：

仿真对象：

本发明提供的基于内外级联预编码的干扰管理方法，采用多重信号分类算法(Multiple Signal Classification,MUSIC)对信号到达角进行估计，通过MATLAB仿真获得接收端观测到的信号的空间谱。

仿真参数：

Tx₀与Tx₁采用相同的发射功率。Tx_i和Rx_i(i＝1,2)分别配备有N_Ti＝2和

根天线。Tx₀向Rx₀发送1路数据

干扰发射机Tx₁向Rx₁发送2路数据

和

Tx₁对Rx₀产生干扰。其中Tx₁采用BPSK的调制方式。

输入信号的中心频率为f₀＝2.4GHZ，发射功率与噪声的比值(SNR)为20dB，天线单元间距至少为信号波长的一半。

2.仿真内容及其分析：

对使用本发明提供的B-IOP方法在Tx₁进行预编码时，接收机Rx₀和Rx₁处观测到的信号的空间谱进行MATLAB仿真，其结果图4所示，其中，纵轴表示空间谱的归一化幅度，横轴表示信号的到达角度。由图4(a)可以看出，在Rx₀处，两个干扰形成的等效干扰被对齐到了次特征模式上，即等效干扰与Rx₀的期望信号相互正交。由图4(b)可以看出，Rx₁接收到的两路期望信号在空间上是可分辨的。

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 (4)

1.一种基于后向内外级联预编码的干扰管理方法，其特征在于，包括：

干扰发射机从码本中选择一个码字矩阵，并将所述码字矩阵设置为内部预编码矩阵与外部预编码矩阵级联后的矩阵的设计目标；

所述干扰发射机利用无线信号之间的相互作用，将多个干扰分量的整体作为一个等效干扰，并对所述等效干扰计算等效预编码向量；

所述干扰发射机求解所述码字矩阵和内、外部预编码矩阵的关系方程，得到多种内、外部预编码矩阵的组合，并选择其中匹配的一组作为基于后向内外级联预编码的干扰管理方法获得的内部预编码矩阵和外部预编码矩阵；

所述干扰发射机利用所述内部预编码矩阵和所述外部预编码矩阵对发送数据进行预处理，以实现对多个干扰的管理；

所述干扰发射机求解所述码字矩阵和内、外部预编码矩阵的关系方程，得到多种内、外部预编码矩阵的组合，并选择其中匹配的一组作为基于后向内外级联预编码的干扰管理方法获得的内部预编码矩阵和外部预编码矩阵，包括：

步骤3：所述干扰发射机Tx₁根据其发射的K个数据流之间的相互作用关系，随机选取α和k，将G_e的通解表达式带入关系方程G_eP₁＝C_i求解，其中，所述外部预编码矩阵G_e需使向量

和H₀G_eP_e满足正交关系

G_e用其通解表示，

是Tx₀采用的预编码向量，P₁是待求解的内部预编码矩阵，定义

P_e是等效预编码向量，得到满足关系方程G_eP₁＝C_i的G_e和P₁的多种组合，记作{P₁,G_e}，G_e的通解表达式中含有三个未知参数：α、k以及P_e，其中

是一个复系数，

表示一个

的复数向量，

表示Tx₁配备的天线数，Tx₀到Rx₀的数据传输信道矩阵用H₀表示；

步骤4：判断将随机选取的k代入G_e的通解表达式后得到的方程G_eP₁＝C_i是否可解，若方程可解，执行步骤5，否则返回步骤3；

步骤5：如果关系方程G_eP₁＝C_i的增广矩阵的秩与系数矩阵的秩相等，则关系方程相容，求得P₁和G_e的精确解，执行步骤6；否则方程G_eP₁＝C_i不相容，求出P₁和G_e的最小二乘解，执行步骤7；

步骤6：求解得到{P₁,G_e}的精确解；

步骤7：按照最小二乘的原则，干扰发射机Tx₁从上述计算得到多个{P₁,G_e}组合中选出与C_i匹配的一组，记作{P_1,*,G_e,*}，即

其中n表示采用所述基于后向内外级联预编码的干扰管理方法得到的第n个{P₁,G_e}的解。

2.如权利要求1所述的基于后向内外级联预编码的干扰管理方法，其特征在于，所述干扰发射机从码本中选择一个码字矩阵，并将所述码字矩阵设置为内部预编码矩阵、外部预编码矩阵级联后的矩阵设计目标之前，还包括：

步骤1：受干扰接收机Rx₀估计其与期望发射机Tx₀以及干扰发射机Tx₁之间的信道状态信息H₀和H₁₀，干扰发射机Tx₁对应的接收机Rx₁估计其与干扰发射机Tx₁之间的信道状态信息H₁，Rx₀和Rx₁分别将其估计得到的信道状态信息反馈给各自关联的发射机Tx₀和Tx₁，Tx₀和Tx₁共享信道状态信息H₀和H₁₀，Tx₁与Rx₁之间的数据传输信道矩阵用H₁表示，Tx₁与Rx₀之间的干扰信道矩阵用H₁₀表示；

所述干扰发射机从码本中选择一个码字矩阵，并将所述码字矩阵设置为内、外部预编码矩阵级联后的矩阵设计目标，包括：

步骤2：所述干扰发射机Tx₁从所述码本中选择一个码字矩阵C_i，其中i表示该码字矩阵在码本中的标号，将所述码字矩阵C_i作为内部预编码矩阵P₁和外部预编码矩阵G_e级联后的矩阵G_eP₁的设计目标，所述内部预编码矩阵P₁用于对不同路径的数据进行预编码的矩阵，所述外部预编码矩阵G_e用于对不同路径干扰形成的等效干扰进行预编码的矩阵，以使在受干扰接收机处的干扰对齐，并对不同路径的数据的可分辨。

3.如权利要求2所述的基于后向内外级联预编码的干扰管理方法，其特征在于，所述步骤3包括：

(1)对于调制符号集S＝{s₁,s₂,…,s_L}，引入S中的任意符号

作为参考符号，定义

(2)G_e满足

将条件式

变形H₁₀G_eP_e＝αd_⊥，其中d_⊥表示与Tx₀向Rx₀发送的信号正交的单位向量；

(3)对等式H₁₀G_eP_e＝αd_⊥两端均左乘矩阵H₁₀的逆

如果H₁₀不是方阵，则

由H₁₀的伪逆

来替代；

(4)定义向量

得到G_eP_e＝αb，其中

运用矩阵的行初等变换，由G_eP_e＝αb得到

其中

和

分别表示方程的系数矩阵和解向量，

是

的单位矩阵，

表示G_e的第i列，

(5)计算G_e的通解表达式为：

4.一种基于后向内外级联预编码的干扰管理装置，包括执行权利要求1～3任意一项所述基于后向内外级联预编码的干扰管理方法的装置。

Images