[發(fā)明專利]自適應降低峰值平均功率比的干擾對齊方法

有效

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• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103441825A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設計）人: 李紅艷;馬建鵬;周墨淼;王璽鈞;黃鵬宇;侯蓉暉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L1/06
• 分類號: H04L1/06;H04B7/04
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發(fā)明屬于通信技術領域，更進一步涉及一種自適應降低峰值平均功率比PAPR的干擾對齊方法，可用于解決無線通信中的同頻干擾問題。

背景技術

業(yè)內周知，對于更高傳輸速率和更高無線頻譜利用率的追求是無線通信領域一個永久性的研究課題。進年來，在新的無線蜂窩系統(tǒng)中，引入了可以獲得更高頻譜效率的多輸入多輸出技術MIMO，即多天線技術，并普遍期望采用頻率復用因子為1的方式進行組網，從而提高無線頻譜的利用率和系統(tǒng)吞吐量。在這種場景下，多小區(qū)多天線系統(tǒng)不可避免的會產生同頻干擾CCI，這種同頻干擾會嚴重地削弱MIMO技術帶來的高頻譜效率。因此對多小區(qū)多天線系統(tǒng)干擾信道的研究和多小區(qū)的干擾控制已經顯得尤為必要。現有的干擾抑制技術，如干擾隨機化、干擾刪除、干擾管理等，已經無法很好的解決該問題，迫切地需要研究新的干擾抑制技術以進一步提升頻譜利用率。干擾對齊技術IA是近年出現的一種新的干擾抑制技術，干擾對齊技術通過基站端的聯合處理，增加多小區(qū)多天線系統(tǒng)發(fā)送自由度DOF，以有效地降低小區(qū)多天線系統(tǒng)的干擾，尤其是對小區(qū)邊緣用戶的干擾，從而可以顯著地提高整個多小區(qū)多天線系統(tǒng)的吞吐量。

干擾對齊很重要的一個步驟是對調制后的符號數據乘以預編碼矩陣，使不同用戶的發(fā)送數據對齊在不同的方向，而預編碼矩陣是隨著無線信道變化的，所以預編碼矩陣的數值大小有較大的起伏變化，導致預編碼結果PAPR很大，發(fā)射機數模轉換模塊會產生較大相對誤差，尤其是對數值較小的預編碼結果，接收機干擾對齊解碼模塊無法求解出正確結果，嚴重影響干擾對齊效果。這是因為數模轉換的位數是有限的，為了保證數值較大的預編碼結果不發(fā)生溢出，數模轉換模塊必須留出足夠多的位數給整數部分，這樣留給小數部分的位數就太少，因而對于數值較小的預編碼結果將會產生很大的相對誤差。下面舉例說明這個問題，假設數模轉換模塊的位寬是12，第一位留作符號位，剩余11位分成整數部分和小數部分。預編碼結果可能會出現19等較大的數值，為了保證其精度，需要分配5位給整數部分，剩余的6位留作小數部分，6位二進制小數能達到的精度為0.015625，但是預編碼結果可能出現0.008等較小的數值，用6位二進制表示的話，它只能被表示為0.015625，這種表示的相對誤差達到了95.3%，所以會對干擾對齊產生嚴重的不利影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種自適應降低峰值平均功率比的干擾對齊方法，以減小發(fā)射機數模轉換對數值較小的預編碼結果的轉換誤差，提高干擾對齊效果。

本發(fā)明的主要思想是：給發(fā)射機的數模轉換模塊留出足夠的位數作為預編碼結果的整數位，保證預編碼矩陣數值較大時不會溢出；當預編碼矩陣數值較小時，將預編碼結果幅度自適應擴大，以減小預編碼結果較小時由于數模轉換留給小數部分位數有限帶來的相對誤差。其實現步驟包括如下：

（1）發(fā)射機對要發(fā)送的比特數據進行相位調制，得到調制符號波形數據S集:

S＝{s₁,s₂,…，s_k,…，s_Z}

其中，k＝{1,2,3,…,Z}，Z表示在一個調制符號波形數據集S中元素的個數，S中的每個元素s_k都是復數；

（2）將調制符號波形數據集S與預編碼矩陣V相乘，得到預編碼結果Y；

其中，預編碼矩陣V＝[v₁,…,v_j,…,v_J]^T?j＝{1,2,…,J}，J表示發(fā)射機天線數目，Y中的每個元素都是復數；

（3）根據預編碼結果Y中元素的大小，對預編碼結果Y進行幅度調整，降低Y的峰值平均功率比:

（3a）求出預編碼結果Y中的所有元素實部絕對值的最大值，記為maxR，求出預編碼結果Y中的所有元素虛部絕對值的最大值，記為maxI，比較maxR與maxI，從這兩個最大值中得出一個較大數為：G＝max(maxR,maxI),max為求最大值函數；

（3b）根據上述G，求出幅度調整系數：a=TOP/G，其中TOP表示數模轉換模塊能接受的最大值，這個參數由選擇的數模轉換模塊的硬件特征給出；

（3c）將預編碼結果Y的每個元素乘以幅度調整系數a,得到調整后的幅度編碼結果Y’：

（4）發(fā)射機將調整后的幅度編碼結果Y’進行數模轉換，并通過射頻發(fā)送；