[發(fā)明專利]無線局域網(wǎng)分布式干擾對齊中的流數(shù)自適應(yīng)方法

有效

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• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103368702A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 俞菲;孫英明;李靜一;王敏;楊綠溪
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: H04L1/06
• 分類號: H04L1/06;H04L25/02
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無線局域網(wǎng)中多用戶MIMO分布式干擾對齊中的流數(shù)自適應(yīng)的方法，屬于超高速短距離無線局域網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

經(jīng)典干擾對齊理論雖然已證明:干擾信道中每個用戶可以在一半的無干擾空間內(nèi)收發(fā)信號，同時將所有干擾對齊到另一半空間內(nèi)；但隨著用戶數(shù)的增加干擾對齊很難獲得解析解。

現(xiàn)存在可以求得解析解來對齊部分干擾的方法，但會要求每個用戶配置固定的天線數(shù)。而在實際系統(tǒng)中，很難要求每個用戶配置固定的天線數(shù)，并且有些場景下無法實現(xiàn)AP間交換信道信息。WLAN是一個TDD的系統(tǒng)，其上下行的信道是互易的，這一特性可以被利用，實現(xiàn)一種分布式的干擾對齊，其只需要每個用戶知道其本地的信道信息，然后通過迭代的方式即可逼近最優(yōu)解。

傳統(tǒng)的干擾對齊算法中，只考慮每個用戶發(fā)送一半自由度的信號流數(shù)，這在高信噪比下是最優(yōu)的。然而實際系統(tǒng)中只能獲得中低信噪比，此時傳統(tǒng)的干擾對齊算法不是最優(yōu)的。這時如果根據(jù)功率分配算法，將有限的功率分配在信道條件較好的子信道上將能獲得更大的信道容量；另一方面，當干擾信道的功率遠小于有用信道功率時，此時應(yīng)該發(fā)送更多的流數(shù)；因此干擾對齊中的流數(shù)自適應(yīng)方法是需要的。理論上最優(yōu)的算法是窮舉法：每個用戶在要建立干擾對齊時，分別迭代計算出發(fā)送最大流數(shù)及小于它的所有流數(shù)的情況下各自的發(fā)射矩陣和接收矩陣；然后逐個計算出每個流數(shù)對應(yīng)的不同信道容量；再依此選出信道容量最大時對應(yīng)的流數(shù)作為最終干擾對齊建立時的初始化流數(shù)。但窮舉法需要每個流數(shù)下都迭代并達到收斂，計算太過復雜，針對這一問題，本發(fā)明提出了一種干擾對齊中的復雜度較低且易于分布式實現(xiàn)的自適應(yīng)流數(shù)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種復雜度較低且易于分布式實現(xiàn)的無線局域網(wǎng)中的多用戶MIMO分布式干擾對齊中的流數(shù)自適應(yīng)的方法，用以提高干擾對齊時系統(tǒng)的性能。

本發(fā)明為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

一種無線局域網(wǎng)中的多用戶MIMO分布式干擾對齊中的流數(shù)自適應(yīng)的方法，包括如下步驟：

（1）在中低信噪比條件下，忽略干擾對齊算法所消除的干擾部分，此條件應(yīng)用于步驟（2）中接收矩陣的簡化估算；

（2）每個用戶在要建立干擾對齊之前，獲取發(fā)射端到接收端的信道矩陣及待發(fā)送信號的自相關(guān)矩陣，利用步驟（1）中簡化條件，計算可發(fā)送的最大流數(shù)及小于它的所有流數(shù)下的估算的接收矩陣，之后將各接收矩陣分別帶入信道容量表達式，計算出各流數(shù)對應(yīng)的不同信道容量；

（3）每個用戶選出信道容量最大時對應(yīng)的流數(shù)作為最終干擾對齊建立時的初始化流數(shù)；

（4）初始化每個用戶各自的流數(shù)，迭代計算出各自的發(fā)射矩陣和接收矩陣；

（5）接入點AP根據(jù)所述發(fā)射矩陣發(fā)送數(shù)據(jù)，用戶根據(jù)所述接收矩陣接收數(shù)據(jù)，完成包含流數(shù)自適應(yīng)的干擾對齊建立；

（6）固定時間間隔后刷新，重復步驟（1）到（5），按以上過程再次重新建立包含流數(shù)自適應(yīng)的干擾對齊。

針對上述的步驟（4），即每個用戶在要建立干擾對齊時，迭代計算出發(fā)射矩陣和接收矩陣的步驟如下：

（1）設(shè)定初始通信方向為原方向，通信方向調(diào)換后為反方向，用戶任意選取原方向上的發(fā)射端的初始化發(fā)射酉矩陣然后開始迭代運算；

（2）計算原方向上的用戶接收端干擾自相關(guān)矩陣

（3）在每個接收端計算出原方向上的干擾抑制矩陣

（4）調(diào)換通信方向，根據(jù)信道互易性，設(shè)置反方向上的發(fā)射矩陣

（5）在新的接收端計算反方向上的干擾自相關(guān)矩陣

（6）在每個新的接收端計算反方向上的干擾抑制矩陣

（7）再次調(diào)換通信方向，根據(jù)信道互易性，設(shè)置

（8）重復（2）至（7）的迭代直到收斂，得到發(fā)射矩陣和接收矩陣。

本發(fā)明的有益效果如下：可應(yīng)用于多用戶MIMO系統(tǒng)中，計算過程可以分布式實現(xiàn)，流數(shù)自適應(yīng)可以提高系統(tǒng)的性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中流數(shù)自適應(yīng)方法的流程圖；

圖2為用戶迭代計算出發(fā)射矩陣和接收矩陣的流程圖；

圖3為自適應(yīng)流數(shù)干擾對齊與傳統(tǒng)干擾對齊性能對比圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖、具體實施例，進一步詳細闡明本發(fā)明，應(yīng)理解實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。