[發(fā)明專(zhuān)利]一種混合蜂窩系統(tǒng)中基于干擾適變選擇的上行傳輸方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410404842.3
• 申請(qǐng)日: 2014-08-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104168574B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李釗;申彪;劉勤;趙林靖;李建東;黃鵬宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W16/14
• 分類(lèi)號(hào): H04W16/14;H04W72/08
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種混合蜂窩系統(tǒng)中基于干擾適變選擇的上行傳輸方法，混合蜂窩系統(tǒng)包括宏用戶、微微蜂窩用戶、宏基站和微微蜂窩基站；微微蜂窩基站根據(jù)信道狀態(tài)信息以及用戶的發(fā)射功率、位置信息確定干擾模型，利用基站側(cè)協(xié)作，實(shí)現(xiàn)宏用戶數(shù)據(jù)和微微蜂窩用戶數(shù)據(jù)的共存?zhèn)鬏敚涮卣髟谟冢核龌诟蓴_適變選擇的上行傳輸方法包括以下步驟：

(1)宏用戶獲取信道信息微微蜂窩用戶獲取信道信息和宏基站獲取信道信息微微蜂窩基站獲取全部信道信息，包括和其中和分別表示宏用戶與宏基站以及所述微微蜂窩基站間的信道矩陣，和分別表示所述微微蜂窩用戶與宏基站以及微微蜂窩基站間的信道矩陣；

(2)宏用戶和微微蜂窩用戶分別向宏基站和微微蜂窩基站上報(bào)發(fā)射功率、位置信息，宏基站將所獲信息共享給微微蜂窩基站，所述微微蜂窩基站設(shè)定干擾適變選擇門(mén)限η_th，然后對(duì)和進(jìn)行奇異值分解，

$H_0^m=U_0^m{\mathrm{\Λ}}_0^m{\left(V_0^m\right)}^H=\left[\begin{array}{cc}{u}_{01}^m& u_{02}^m\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\λ}}_{01}^m& 0\\ 0& {\mathrm{\λ}}_{02}^m\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\left(v_{01}^m\right)}^H\\ {\left(v_{02}^m\right)}^H\end{array}\right]$

$H_1^p=U_1^p{\mathrm{\Λ}}_1^p{\left(V_1^p\right)}^H=\left[\begin{array}{cc}{u}_{11}^p& u_{12}^p\end{array}\right]\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{\λ}}_{11}^p& 0\\ 0& {\mathrm{\λ}}_{12}^p\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{\left(v_{11}^p\right)}^H\\ {\left(v_{12}^p\right)}^H\end{array}\right]$

其中，和分別為的左奇異矩陣與右奇異矩陣，和為信道矩陣的左奇異向量，和為的右奇異向量，為信道矩陣奇異值組成的對(duì)角矩陣，和為的奇異值，和分別為的左奇異矩陣與右奇異矩陣，和為信道矩陣的左奇異向量，和為的右奇異向量，為信道矩陣奇異值組成的對(duì)角矩陣，和為的奇異值；

根據(jù)宏用戶和微微蜂窩用戶的發(fā)射功率、位置信息，以及信道狀態(tài)信息計(jì)算帶寬歸一化數(shù)據(jù)速率R₀₁、R₀₂、和

$R_{01}={\log }_2\{1+\frac{\frac{P_m}{2}{{\mathrm{\ρ}}_{MU}}^{-\mathrm{\α}}{\left({\mathrm{\λ}}_{01}^m\right)}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2+P_p{{\mathrm{\ρ}}_{PU}}^{-\mathrm{\α}}\left|\right|{\left(u_{01}^m\right)}^H{H}_1^m{v}_{11}^p|{|}^2}\}$

$R_{02}={\log }_2\{1+\frac{\frac{P_m}{2}{{\mathrm{\ρ}}_{MU}}^{-\mathrm{\α}}{\left({\mathrm{\λ}}_{02}^m\right)}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2+P_p{{\mathrm{\ρ}}_{PU}}^{-\mathrm{\α}}\left|\right|{\left(u_{02}^m\right)}^H{H}_1^m{v}_{11}^p|{|}^2}\}$

${\tilde{R}}_{01}={\log }_2\{1+\frac{\frac{P_m}{2}{{\mathrm{\ρ}}_{MU}}^{-\mathrm{\α}}{\left({\mathrm{\λ}}_{01}^m\right)}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}\}$

${\tilde{R}}_{02}={\log }_2\{1+\frac{\frac{P_m}{2}{{\mathrm{\ρ}}_{MU}}^{-\mathrm{\α}}{\left({\mathrm{\λ}}_{02}^m\right)}^2}{{\mathrm{\σ}}_n^2}\}$

其中，P_m和P_p分別表示宏用戶和微微蜂窩用戶的發(fā)射功率，ρ_MU和ρ_PU表示宏用戶和微微蜂窩用戶與宏基站的距離，α表示路損因子，為噪聲功率；

(3)微微蜂窩基站將適變因子η與η_th作比較，如果η＞η_th，則微微蜂窩用戶對(duì)宏蜂窩基站造成的干擾可以忽略，選擇非對(duì)稱(chēng)干擾模型，如果η≤η_th，則所有干擾均不能忽略，選擇對(duì)稱(chēng)干擾模型，然后微微蜂窩基站將該信息通報(bào)給所述微微蜂窩用戶以及所述宏基站，宏基站與微微蜂窩基站分別向宏用戶和微微蜂窩用戶發(fā)送開(kāi)始傳輸信令，通知其開(kāi)始數(shù)據(jù)傳輸；由R₀₁、R₀₂、和計(jì)算適變因子η，

(4)宏用戶對(duì)進(jìn)行奇異值分解，微微蜂窩用戶對(duì)和進(jìn)行奇異值分解，宏基站對(duì)進(jìn)行奇異值分解，宏用戶構(gòu)造預(yù)編碼矩陣P₀，P₀＝[p₀₁ p₀₂]，其中p₀₁和p₀₂是矩陣P₀中的兩個(gè)預(yù)編碼向量；選取微微蜂窩用戶根據(jù)干擾模型構(gòu)造相應(yīng)的預(yù)編碼向量P₁，對(duì)稱(chēng)干擾模型下非對(duì)稱(chēng)干擾模型下宏用戶和微微蜂窩用戶的數(shù)據(jù)x₀＝[x₀₁ x₀₂]^T和x₁＝[x₁₁]分別經(jīng)過(guò)P₀和P₁的預(yù)處理，然后發(fā)送；

(5)宏基站與微微蜂窩基站根據(jù)干擾模型選擇對(duì)應(yīng)的處理過(guò)程，分為對(duì)稱(chēng)干擾模型與非對(duì)稱(chēng)干擾模型；

針對(duì)對(duì)稱(chēng)干擾模型，宏基站選取作為接收濾波矩陣，得到的估計(jì)信號(hào)如下：

$\begin{array}{c}{\stackrel{\‾}{y}}_m=\sqrt{\frac{P_m}{2}}{\mathrm{\ρ}}_{MU}^{-\frac{\mathrm{\α}}{2}}{\left(U_0^m\right)}^H{H}_0^m{P}_0{x}_0+\sqrt{P_p}{\mathrm{\ρ}}_{PU}^{-\frac{\mathrm{\α}}{2}}{\left(U_0^m\right)}^H{H}_1^m{P}_1{x}_1+{\left(U_0^m\right)}^{H}n\\ =\left[\begin{array}{c}\sqrt{\frac{P_m}{2}}{\mathrm{\ρ}}_{MU}^{-\frac{\mathrm{\α}}{2}}{\mathrm{\λ}}_{01}^m{x}_{01}\\ \sqrt{\frac{P_m}{2}}{\mathrm{\ρ}}_{MU}^{-\frac{\mathrm{\α}}{2}}{\mathrm{\λ}}_{02}^m{x}_{02}+\frac{\sqrt{P_p}{\mathrm{\ρ}}_{PU}^{-\frac{\mathrm{\α}}{2}}}{\left|\right|{\left(H_1^m\right)}^{-1}{u}_{02}^m\left|\right|}{x}_{11}\end{array}\right]+{\left(U_0^m\right)}^{H}n\end{array}$

其中，x₀＝[x₀₁ x₀₂]^T表示宏基站發(fā)送給宏用戶的數(shù)據(jù)向量，上標(biāo)T表示對(duì)矩陣進(jìn)行轉(zhuǎn)置，x₁＝[x₁₁]為微微蜂窩基站發(fā)送給微微蜂窩用戶的數(shù)據(jù)，n表示加性高斯白噪聲；

針對(duì)非對(duì)稱(chēng)干擾模型，宏基站仍選取作為接收濾波矩陣，得到的估計(jì)信號(hào)如下：

${\stackrel{\‾}{y}}_m=\sqrt{\frac{P_m}{2}}{\mathrm{\ρ}}_{MU}^{-\frac{\mathrm{\α}}{2}}{\left(U_0^m\right)}^H(H_0^m{p}_{01}{x}_{01}+H_0^m{p}_{02}{x}_{02})+{\left(U_0^m\right)}^{H}n$

解出數(shù)據(jù)x₀₁和x₀₂并將該信息共享給所述微微蜂窩基站，微微蜂窩基站從接收到的混合信號(hào)中消去x₀₁和x₀₂，然后選取作為接收濾波向量，得到估計(jì)信號(hào)如下：

${\stackrel{\‾}{y}}_p=\sqrt{P_p}{r}_{PU}^{-\frac{\mathrm{\α}}{2}}{\left(u_{11}^p\right)}^H{H}_1^p{v}_{11}^p{x}_{11}+{\left(u_{11}^p\right)}^{H}n$

從而無(wú)干擾的解出x₁₁；其中，r_PU為微微蜂窩用戶與微微蜂窩基站的距離。