[發明專利]一種多小區MIMO系統協作干擾抑制方法

有效

• 申請號: 201510362004.9
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN105162500B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 廖勇;唐英;周昕;李瑜鋒
• 申請（專利權）人: 北京中網華通設計咨詢有限公司
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/0456;H04B7/06
• 代理公司: 北京華識知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 劉艷玲

本發明提出一種多小區MIMO系統協作干擾抑制方法。該方法將單小區模式和多小區完全協作模式結合處理用戶受到的干擾。首先依據用戶受到的干擾類型和干擾程度不同，將用戶分為中心用戶和邊緣用戶。然后采用基于塊對角化技術的單小區模式抑制中心用戶受到的小區內干擾，采用多小區完全協作模式處理邊緣用戶受到的干擾——接收波束成形向量處理邊緣用戶受到的小區間干擾，塊對角化技術抑制邊緣用戶受到的小區內干擾。該方法不需要共享所有的信道狀態信息和用戶數據信息，就可以確定出哪些基站共享多少信道狀態信息和用戶數據信息。

技術領域

本發明涉及多入多出(MIMO)通信系統，特別涉及多小區MIMO系統的協作干擾抑制設計。

背景技術

多小區基站通過不同程度地分享信道狀態信息(CSI)和用戶數據，來實現多個基站間數據信息的協作傳輸，其將傳統上定義的干擾信息轉化為對用戶有用的期望信號，突破了傳統傳輸方式對頻譜效率的限制。基站協作面對的主要問題是：如何選擇協作基站，以盡量低的復雜度優化系統的性能；基站協作往往需要交換信道狀態信息和用戶數據信息，這對基站用戶間的數據鏈路造成嚴重負擔，如何簡化信息的交換量也是難題之一；以及MIMO系統中干擾抑制技術自身的復雜度以及外界條件對它的限制。

根據基站間是否共享CSI和用戶數據信息以及共享程度的大小，可以對MIMO系統進行不同的劃分。如果基站間不共享CSI和用戶數據信息，那么用戶只和所在小區的基站進行通信，各小區基站間不進行協作，也即稱為中心用戶(附圖1)。如果小區基站間需要共享CSI和用戶數據信息，則為多小區協作處理模式；而又根據基站間信息共享的程度大小分為多小區完全和部分協作模式。多小區完全協作模式，也稱為基站協作的聯合傳輸(附圖2)，是指基站間共享所有的CSI和用戶數據信息，基站側知道所有協作基站到各用戶的準確CSI，且聯合確定預編碼矩陣。多小區部分協作模式(如附圖3)可能存在3種情況：①基站間只共享CSI，不共享用戶數據信息；②基站間只共享用戶數據信息，不共享CSI；③基站間只共享部分的CSI和用戶數據信息。

對于多小區MIMO系統，就用協作技術進行干擾抑制而言，如果采用單小區模式則只能消除小區內用戶間干擾，而無法抑制小區間干擾；如果采用多小區完全協作處理模式，由于基站間要共享所有的CSI和用戶數據信息，必然會加大通信鏈路的工作量，而同時每個用戶受到干擾程度不盡相同，對于某些用戶而言，其受到的小區間干擾非常小可以忽略不計，那么此時完全可以采用單小區模式對它受到的干擾進行抑制，但將干擾信號以有用信號的形式處理，勢必會造成資源浪費；如果采用多小區部分協作處理模式，其基站間只需要共享部分的信息，而如何選擇協作基站、共享哪些信道狀態信息和用戶數據信息，又將成為一個難題，這也將增大系統干擾抑制的復雜度。基于此，考慮將單小區模式和多小區完全協作模式相結合來處理網絡MIMO系統中用戶干擾(附圖4)。

發明內容

發明目的：一種多小區MIMO系統協作干擾抑制方法，采用單小區模式處理中心用戶受到的干擾，采用多小區完全協作模式處理邊緣用戶受到的干擾。

為實現本發明的目的，其特征在于：

協作干擾抑制方法，對于中心用戶所受干擾采用基于塊對角化技術的單小區模式進行抑制，對于邊緣用戶所受干擾采用基于接收波束成形向量和塊對角化技術的多小區完全協作模式進行干擾抑制。

本發明的技術方案：

系統模型如附圖4所示，假設共有C個小區，每個小區內共有B用戶，基站端的發射天線數為M，用戶端接收天數為N。首先獲取信道矩陣，具體地，基站j對用戶(k,i)發送源數據信息后，用戶(k,i)估計每個基站的每根天線到自己的CSI，然后用戶(k,i)將CSI反饋給基站，基站依據CSI獲得i∈{1,2,...,B}，k∈{1,2,...,C}，j∈{1,2,...,C}，其中，表示基站j到用戶(k,i)的信道矩陣，用戶(k,i)表示第k個小區中的第i個用戶。假設信道經歷時間和頻率平穩衰落，每個元素相互獨立且滿足(0,1)的復高斯分布)。