[發明專利]MIMO交替中繼系統中基于放大轉發的干擾消除方法

有效

• 申請號: 201410401558.0
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN104168237B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 劉偉;李建東;劉勤;黃鵬宇;劉朋斌
• 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: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 田文英,王品華

1.一種MIMO交替中繼系統中基于放大轉發的干擾消除方法，其步驟包括如下：

(1)設置系統：

(1a)在多輸入多輸出MIMO中繼系統中設置一個源節點S、一個目的節點D和兩個中繼節點R₁和R₂，各節點均配置M根天線，M≥2；

(1b)設置中繼系統在奇數時隙時，目的節點D接收了中繼節點R₂發送的信號，中繼節點R₁接收了源節點S發送的信號；設置在偶數時隙時，目的節點D接收了中繼節點R₁發送的信號，中繼節點R₂接收了源節點S發送的信號；

(2)源節點S發送信號：

(2a)將源節點S在當前時隙擬發送的有用信號矢量與源節點S上一個時隙已經發送的有用信號矢量相加，得到和矢量；將和矢量作為源節點S擬發送的混合有用信號矢量；

(2b)用中繼系統源節點S的級聯預編碼矩陣乘以源節點S擬發送的混合有用信號矢量，將相乘后的信號矢量作為源節點S的發送信號矢量發送出去；

(3)中繼節點R₂接收信號：

(3a)在中繼系統的第一個時隙，用中繼節點R₁接收源節點S發送的信號矢量，得到接收信號矢量y_r1(1)；

(3b)在中繼系統的第二個時隙，用中繼節點R₁的級聯預編碼矩陣T₁W₁乘以接收信號矢量y_r1(1)，得到中繼節點R₁在中繼系統第二個時隙的發送信號矢量s_r1(2)，其中，T₁W₁表示中繼節點R₁的級聯預編碼矩陣，W₁＝α₁I_M，α₁表示中繼節點R₁的功率控制因子；

(3c)中繼節點R₂在中繼系統的第二個時隙接收信號，接收到信號矢量y_r2(2)；

(4)消除中繼節點R₂處的中繼間干擾：

(4a)利用下式，消除中繼節點R₂處的中繼間干擾：

$\left[\begin{array}{ccc}{I}_M& -H_2& 0\\ I_M& 0& -F_1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{V}_1\\ A_1\\ T_1\end{array}\right]=0$

其中，I_M表示M×M維單位矩陣，H₂表示源節點S到中繼節點R₂的M×M維平坦衰落信道矩陣，F₁表示從中繼節點R₁到中繼節點R₂的M×M維平坦衰落信道矩陣，V₁表示信道矩陣H₂與信道矩陣F₁的列向量所張成的子空間的交集，A₁表示源節點S在中繼系統的時隙為偶數時的一個預編碼矩陣，A₁的維度是M×M，T₁表示中繼節點R₁的一個預編碼矩陣，T₁的維度是M×M；

(4b)將V₁＝H₂A₁＝F₁T₁代入到中繼節點R₂處的中繼間干擾H₂A₁B₁+F₁T₁W₁H₁中，得到V₁B₁+V₁W₁H₁；

(4c)判斷中繼節點R₁的功率控制因子與源節點S的功率控制因子是否相等，若相等，則執行步驟(4d)，否則，執行步驟(4e)；

(4d)用中繼節點R₁的一個預編碼矩陣W₁乘以源節點S到中繼節點R₁的M×M維平坦衰落信道矩陣H₁，將其乘積的負矩陣作為源節點S在中繼系統的時隙為偶數時的一個預編碼矩陣B₁，實現H₂A₁B₁+F₁T₁W₁H₁＝0；通過源節點S在中繼系統的時隙為偶數時的預編碼矩陣A₁、B₁和中繼節點R₁的預編碼矩陣T₁、W₁的設計消除中繼節點R₂的中繼間干擾；

(4e)比較中繼節點R₁的功率控制因子和源節點S的功率控制因子，取其中小的值作為參數γ₁進行預編碼矩陣設計，將參數γ₁與M維單位矩陣的乘積作為中繼節點R₁的一個預編碼矩陣W₁，將參數γ₁與源節點S到中繼節點R₁的M×M維平坦衰落信道矩陣H₁相乘，將得到乘積的負矩陣作為源節點S在中繼系統的時隙為偶數時的一個預編碼矩陣B₁，實現H₂A₁B₁+F₁T₁W₁H₁＝0；通過源節點S在中繼系統的時隙為偶數時的預編碼矩陣A₁、B₁和中繼節點R₁的預編碼矩陣T₁、W₁的設計消除中繼節點R₂處的中繼間干擾；

(5)中繼節點R₁接收信號：

(5a)將中繼節點R₂的級聯預編碼矩陣T₂W₂乘以接收到的信號矢量y_r2(2)，得到無中繼間干擾的信號矢量,將得到的無中繼間干擾的信號矢量發送出去；T₂和W₂分別表示中繼節點R₂的預編碼矩陣，T₂和W₂的維度均是M×M，W₂＝α₂I_M，α₂表示中繼節點R₂的功率控制因子；

(5b)在中繼系統的第三個時隙，用中繼節點R₂的級聯預編碼矩陣乘以接收信號矢量，得到中繼節點R₂在中繼系統的第三個時隙的發送信號矢量s_r2(3)；

(5c)中繼節點R₁在中繼系統的第三個時隙接收信號，接收到信號矢量y_r1(3)；

(6)消除中繼節點R₁處的中繼間干擾：

采用與步驟(4)中消除中繼節點R₂處的中繼間干擾相同的中繼間干擾消除方法，消除中繼節點R₁處的中繼間干擾；將中繼節點R₁的級聯預編碼矩陣T₁W₁乘以接收到的信號矢量y_r1(3)，得到無中繼間干擾的信號矢量；

(7)中繼節點發送信號：

中繼節點R₁和中繼節點R₂分別在中繼系統的偶數時隙和奇數時隙發送無中繼間干擾的信號矢量；

(8)目的節點D接收信號。