[發明專利]超密集網絡中的簇內干擾消除方法

有效

• 申請號: 201710123731.9
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN108449155B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 田心記;張長森;李賡;孫江峰;張浩天;賈文杰
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: H04J11/00
• 分類號: H04J11/00
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 楊妙琴

本發明公開了超密集網絡中基于空時編碼和聯合傳輸模式的簇內干擾消除方法，適用于有M個小小區且每個小小區有1個基站和2個用戶的簇，M≥3，每個基站配置N根天線，每個用戶配置L根天線，N≥2L，實現本發明的技術思路是：首先，基站間交換信道狀態信息和將要傳輸的數據，為聯合傳輸做準備；然后，基站根據信道狀態信息得到干擾碼字中和預編碼矩陣，其次，每個基站將發送給同一個小小區的兩個用戶的調制符號編碼在一個正交的空時碼字內，使得這兩個調制符號正交傳輸，從而消除了小小區內的干擾；最后，對碼字進行干擾碼字中和預編碼后發送出去，干擾碼字中和預編碼消除了每個用戶收到了非期望接收碼字，這樣就消除了小小區間的干擾。

技術領域

本發明涉及通信領域，尤其是超密集網絡中基于空時編碼和聯合傳輸模式的簇內干擾消除方法。

背景技術

超密集網絡(UDN,Ultra Dense Network)、毫米波與大規模多入多出被視為5G中最具有前景的關鍵技術。UDN帶來的網絡容量增益大約為10～100倍，因此，國內外的很多學者和研究機構對UDN展開了研究。UDN中大量的宏基站和微基站并存，存在嚴重的干擾，如何消除干擾是UDN的重要研究課題。

分簇是目前提出的UDN的干擾消除方法之一。通過分簇，將整個網絡分成若干個小網絡，每個小網絡包括多個微基站即多個小小區。從一個簇內的多個微基站中選擇一個作為簇頭，簇頭負責本簇內的資源分配。分簇能縮小網絡規模、減少運算量、提高網絡運行的效率和性能。若簇內的基站采用相同的頻段，將會存在嚴重的簇內干擾。簇內干擾消除方法有協作多點傳輸(CoMP,Coordinated Multiple Points Transmission)以及干擾對齊等。

CoMP是指多個微基站通過不同的協作方式為某一用戶或者多個用戶同時進行傳輸。CoMP主要有兩種實現方式：協作調度/協作波束賦形(CoMP-CS/CB)和聯合處理(CoMP-JP)。CoMP-JP也稱為“干擾利用”，其核心思想是同一簇中的多個微基站在同一資源塊上共享為某個用戶傳輸的數據，即用戶的數據在多個微基站上可用。根據用戶接收的數據是否同時來自不同的微基站，CoMP-JP又分為聯合傳輸(Joint Transmission,JT)模式、動態傳輸點選擇模式和動態傳輸點留空模式。JT傳輸模式下，多個微基站在同一時頻資源塊上為同一個用戶發送數據，將小小區間的干擾信號轉換為有用信號，能最大限度地提高系統性能。

干擾對齊本質上是預編碼，通過設計預編碼矩陣將期望信號和干擾信號分別映射到不同的子空間，從而達到了消除多用戶干擾的目的。目前，將干擾對齊應用到UDN的文獻較少，通常都與JT傳輸模式結合在一起。文獻“Coordinated Multi-Point TransmissionsBased On Interference Alignment and Neutralization”提出了基于干擾對齊和干擾中和的JT傳輸方案，對于攜帶相同信息的干擾，采用干擾中和將干擾信號映射到相反的空間中以消除干擾，對于攜帶不同信息的干擾，采用干擾對齊將干擾落在相同的空間中，接收端采用迫零算法消除干擾。然而，目前已有的基于干擾對齊或干擾中和的干擾消除方法都假定每個小小區有1個用戶，模型較簡單，每個小小區有多個用戶場景的干擾消除方法有待于研究。

發明內容

本發明公開了超密集網絡中基于空時編碼和聯合傳輸模式的簇內干擾消除方法，適用于有M個小小區且每個小小區有1個基站和2個用戶的簇，M≥3，每個基站配置N根天線，每個用戶配置L根天線，N≥2L。

實現本發明的技術思路是：首先，基站間交換信道狀態信息和將要傳輸的數據，為聯合傳輸做準備，然后，基站根據信道狀態信息得到干擾碼字中和預編碼矩陣，其次，每個基站將發送給同一個小小區的兩個用戶的調制符號編碼在一個正交的空時碼字內，使得這兩個調制符號正交傳輸，從而消除了小小區內的干擾；最后，對碼字進行干擾碼字中和預編碼后發送出去，干擾碼字中和預編碼消除了每個用戶收到了非期望接收碼字，這樣就消除了小小區間的干擾，其具體步驟包括如下：