[發明專利]一種無線局域網中的多用戶多輸入多輸出干擾對齊方法

有效

• 申請號: 201310557015.3
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN103560817B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 俞菲;孫英明;王敏;李長庚;楊綠溪;李靜一
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04B7/0452
• 分類號: H04B7/0452;H04W84/12;H04L25/03
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明屬于超高速短距離無線局域網技術領域，具體來說，涉及一種無線局域網中的多用戶多輸入多輸出干擾對齊方法。

背景技術

為了給不斷增加的用戶設備提供網絡接入，越來越多的接入點(文中簡稱：AP)已經部署于一些熱點區域。由于所有AP都運行在僅有的幾個頻點上，隨著AP部署得越來越密集，基本服務集（文中簡稱：BSS）間的干擾，尤其是同頻干擾，將會成為限制系統性能的主要因素。

無線網絡中，所有節點共享同一信道進行數據收發時，在基于多輸入多輸出(文中簡稱：MIMO)的通信系統中，通過空分復用，無論是單用戶MIMO系統還是多用戶MIMO系統，都可以同時支持多路數據流在同一信道上傳輸。理論也證明了當天線間的信道衰落彼此獨立時，MIMO信道的容量近似地和收發兩端的最小天線數成正比。例如，在M發射天線、N接收天線的點到點無線通信系統中，信道的復用增益是min(M,N)。另外，如果在發射節點或接收節點中至少有一方存在完全協作，那么信道的容量仍然正比于發射節點天線總數和接收節點天線總數之間的最小值。然而，發射節點和接收節點中任意一端都不可能存在完全協作的情況，系統則會由于用戶之間的干擾而無法完全獲得正比于發射節點天線總數和接收節點天線總數之間的最小值的復用增益。

雖然從理論上講，增加發射節點或者接收節點的天線數目，以獲得所期望的復用增益是一個很直接的方法。但是，從實現的角度來看，無論在發射節點還是接收節點，天線數目的增加將意味著需要更多的射頻電路、更復雜的硬件設計以及更高的運算復雜度。另外，由于尺寸、成本和電源等方面的限制，也決定了實際通信網絡中的大部分通信設備不可能配置大量的天線。與此相反的是，實際系統中往往是通過增加多個同時發射的節點，也就是多小區機制來提高網絡的容量。

但小區間相互干擾，這樣通過增加分布式的天線數目，是否也能達到正比于發射天線數的復用增益呢？有相關理論給出了肯定的答案，已提出的干擾對齊技術，可以達到小區間完全協作時的1/2的復用增益。但現有干擾對齊方法普遍采用用戶（文中簡稱：STA）之間相互交換干擾信道信息，進行接收矢量的測算。這樣在用戶數較多時，需要大量的信息交互，會降低系統效率。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提供一種無線局域網中的多用戶多輸入多輸出干擾對齊方法，該干擾對齊方法能夠有效解決無線局域網中同頻段時存在多個同時發射的節點帶來的小區間相互干擾的問題，提高系統效率。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種無線局域網中的多用戶多輸入多輸出干擾對齊方法，該無線局域網中包括至少2個用戶，至少2個基站，對于任何一個用戶，一個基站對該用戶發出有用信號，其他基站對該用戶發出干擾信號；該對齊方法包括如下步驟：

步驟10）無線局域網中的每個用戶估計有用信道和相鄰的基本服務集的干擾信道，并將有用信道和干擾信道反饋給基本服務集內的接入點；無線局域網由用戶、無線介質和接入點組成，基本服務集是無線局域網中處于某一覆蓋區域之內，由1個接入點和該接入點管理的多個用戶組成；

步驟20）基本服務集內的接入點根據用戶反饋的有用信道和干擾信道，測算接收矢量和干擾方向；

步驟30）基本服務集內的接入點和與其相鄰的基本服務集內的接入點之間交換干擾方向，并測算發射矢量；

步驟40）基本服務集內的接入點向用戶前饋步驟20）測算的接收矢量；

步驟50）基本服務集內的接入點根據步驟30）測算的發射矢量向用戶發送數據，用戶根據步驟40）中接入點前饋的接收矢量接收數據，完成建立干擾對齊。

進一步，所述的無線局域網中的多用戶多輸入多輸出干擾對齊方法，還包括步驟60）：間隔一定時間后，重復步驟10）到步驟50），重新完成建立干擾對齊。

有益效果：與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下有益效果：

現有干擾對齊方法普遍采用STA之間相互交換干擾信道信息，進行接收矢量的測算。這樣在用戶數較多時，需要大量的信息交互，會降低系統效率。本發明的方法，用戶統一將有用信道和干擾信道反饋給AP，在AP端進行接收矢量和干擾方向的測算，省去了STA之間大量的信息交互，AP間也只需要交互少量的干擾信息，即可實現干擾對齊。本發明所述干擾對齊方法中，需要用戶統一將有用信道和干擾信道反饋給AP。這對于分布式接入WLAN系統與基于AP集中式調度的系統而言，都是易于實現的，具有普適性。而現有干擾對齊方法，在基于AP集中式調度的系統中，若想實現STA之間的信息交互，將使系統調度變得更加復雜。