[發明專利]基于子空間優化與Rayleigh商的MIMO干擾對齊方法

有效

• 申請號: 201410311759.1
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104253778B
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 李建東;董全;趙林靖;陳睿;閆繼壘;李釗;黃金晶;劉偉;盛敏;李紅艷
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04B7/0413
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于子空間優化與Rayleigh商的MIMO干擾對齊算法，主要解決了傳統干擾對齊方法不能很好地提升網絡的總速率的問題，其具體過程為：(1)初始化用戶發送端的預編碼矩陣V_l(l＝1，L，K)；(2)構建速率最大的優化目標；(3)求得解碼矩陣U_k(k＝1，L，K)；(4)得到解碼矩陣U_k后，獲得預編碼矩陣V_l；(5)循環(3)?(4)，直到收斂。本發明能較好地提升網絡的總速率，可用于多用戶同時傳輸時干擾對齊預編碼和解碼矩陣的設計，也可用于在多網絡并存的干擾網絡的環境下為減小相互干擾的網絡預編碼設計。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及多用戶的MIMO系統干擾對齊預編碼和解碼矩陣的設計，可用于多用戶同時傳輸時干擾對齊預編碼和解碼矩陣的設計，也可用于在多網絡并存的干擾網絡的環境下為減小相互干擾的網絡預編碼設計。

背景技術

為最大化傳輸無干擾的數據流，干擾對齊技術常用于消除用戶之間的干擾，使用戶達到獨立的傳輸數據。干擾對齊技術是無線通信和未來通信亟待解決的技術。

現有的干擾對齊技術不能滿足現實的需求。以擴展時隙或頻域等方式實現的干擾對齊技術，由于所需要的時隙或頻域等空間過大，在實際應用中，很難滿足如此大的空間要求。這種方式的干擾對齊技術的經典結論是：K對用戶同時傳輸數據，每個用戶實現1/2個自由度所需要的時隙或頻域等空間維度為當信道的狀態變化較快時，這種方法所形成的干擾對齊很難適用。以最小化干擾泄漏為目標的干擾對齊技術，由于忽略了有用信號的功率，從而導致了低的信噪比和低的功率，不能滿足最大化數據速率的需求。如交替最小化方法(Alternating Minimization)和最小化干擾泄漏方法(Min Leakage)，都是將最小化干擾泄漏作為優化目標進行迭代，去最小化消除不了的干擾功率或干擾泄漏而獲得預編碼和解碼矩陣，這些方法在低信噪比時對干擾的抑制相對明顯，當信噪比較高時，干擾泄漏就會增大而導致低的速率。文獻【B.Zhu，J.Ge，J.Li，and C.Sun，“Subspaceoptimisation-based iterative interference alignment algorithm on theGrassmann manifold，”IET Commun.，vol.6，no.18，pp.3084-3090，Dec.2012.】提出了一種增大有用信號空間的干擾對齊方法(GM-SOIIA)，先通過交替最小化方法得到預編碼，然后再按增大有用信號空間的方向去尋找預編碼，從而更新得到新的預編碼。在仿真中我們發現這種方法很難操作，因為使用交替最小化方法所得到的預編碼和干擾滿足一種“準正交”的關系，當更新預編碼后，這種“準正交”很難保持，從而增大干擾，降低有用信號的速率。文獻【J.Li，and Q.Dong，“Subspace optimization-based interference alignmentalgorithms for MIMO interference channel，”in IEEE WCNC，Istanbul，Turkey，Apr.2014】提出了兩種增大有用信號空間的干擾對齊方法，MUSI-SDP方法和MUSI-CGGM方法，目標是增大有用信號的空間并抑制干擾，但由于迭代的方式會帶來較大的計算誤差和較高的復雜度。因而，為增大有用信號的速率并降低復雜度，必須提出新的計算方式以滿足現實適用的需求。

發明的內容

本發明的目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種最大化有用信號且抑制干擾的，并通過Rayleigh商求解的MIMO干擾對齊方法(MUSI-RQ)，既能將用戶接收的來自其他用戶的干擾進行抑制，又能有效地提升有用信號的速率，從而增加網絡的總速率。另外，本發明方法復雜度較低，能夠滿足現實的應用需求。