[發明專利]非理想信道狀態下MIMO系統中基于組合干擾對齊方法

有效

• 申請號: 201710014827.1
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN106850020B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 傅友華;劉維;王海榮
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B7/0452
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵;劉莎

本發明公開了一種非理想信道狀態下MIMO系統中基于組合干擾對齊方法，根據Max?SINR算法與Min?WLI算法兩種算法各自的特點，在復雜度和性能兩方面進行折中，由于Max?SINR算法與Min?WLI算法的迭代過程都是處理預編碼矩陣與干擾抑制矩陣，且它們的迭代過程是相互獨立的，所以可先對系統進行Min?Leakage算法迭代，迭代完成后在進行Max?SINR算法迭代，這樣可有效降低算法的復雜度。

技術領域

本發明涉及一種非理想信道狀態下MIMO系統中基于組合干擾對齊方法，屬于干擾管理技術領域。

背景技術

干擾對齊(Interference alignment,IA)技術是當前無線通信領域的研究熱點之一，它一種高效的干擾管理機制，通過在發送端對發送信號進行預編碼處理，來自多個其他發送用戶的干擾信號在接收端重疊，從而解決干擾問題，使得系統容量得到極大的提高。

現在對于干擾對齊技術的研究還處于起步階段，還有很多方面的問題有待解決。比如，目前大多數的有關于干擾對齊技術的研究都是在有理想信道狀態信息的前提下進行的，然而在實際的通信系統中，由于信道估計誤差，反饋時延等因素的影響，信道狀態信息會存在誤差，而且如果要獲取全局的狀態信息，會給系統帶來很大的開銷。因此非理想信道狀態信息下的干擾對齊技術的研究具有十分重要的意義。

現有的干擾對齊技術都有著各自的特點，如最小化干擾泄露(Min-Leakage)算法，復雜度低但是性能不高；最大化信干噪比(Max-SINR)算法，性能高但是復雜度也高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種非理想信道狀態下MIMO系統中基于組合干擾對齊方法，該方法能夠有效降低現有算法的復雜度，從而克服現有技術的缺陷。

本發明根據兩種算法各自的特點，在復雜度和性能兩方面進行折中，由于Max-SINR算法與Min-WLI算法的迭代過程都是處理預編碼矩陣與干擾抑制矩陣，且它們的迭代過程是相互獨立的，所以可先對系統進行Min-Leakage算法迭代，迭代完成后在進行Max-SINR算法迭代，這樣可有效降低算法的復雜度。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明提供一種非理想信道狀態下MIMO系統中基于組合干擾對齊方法，具體步驟如下：

步驟1，初始化參數并獲取非理想信道狀態下的信道模型；

步驟2，在非理想信道狀態信息條件下進行干擾對齊，采用最小化干擾泄露算法，求得用戶的預編碼矩陣和干擾抑制矩陣；

步驟3，以步驟2中得到的預編碼矩陣為初始值，采用最大化信干噪比算法進行優化，更新用戶的預編碼矩陣和干擾抑制矩陣；

步驟4，將步驟3中更新后的預編碼矩陣分配給用戶，以便用戶使用分配到的預編碼矩陣傳輸數據。

作為本發明的進一步優化方案，步驟1中非理想信道狀態下的信道模型H_k,j為：

其中，H_k,j為用戶j的發送端到用戶k的接收端之間的實際信道狀態矩陣；為H_k,j的估計值，是發送系統能夠獲得的信道矩陣；為用戶j的發送端到用戶k的接收端之間的信道誤差估計矩陣，其滿足且與無關，其中，vec(·)表示對矩陣進行向量化處理，N(0,·)表示服從均值為0、方差為“·”的正態分布，I表示單位向量，τ為H_k,j與之間的誤差矩陣E_k,j的方差；E_k,j滿足vec(E_k,j)～N(0,τI),τ＝βρ^-α,α≥0，α和β是影響τ的兩個參數，ρ表示系統的信噪比，且E_k,j與H_k,j相互獨立。