[發明專利]一種基于優化比特分配的多小區MIMO有限反饋干擾對齊方法

有效

• 申請號: 201710305729.3
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107425898B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 謝顯中;李丹;雷維嘉
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B7/0456
• 分類號: H04B7/0456;H04B7/0426;H04L25/03
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

本發明請求保護一種基于優化比特分配的多小區MIMO有限反饋干擾對齊方法，涉及無線通信系統。首先，為克服低SNR時頻譜效率的損失，通過最大化用戶的信號功率與泄漏到其他小區的干擾與噪聲功率之和的比值來求取預編碼，通過最大化每個數據流的信干噪比來設計干擾抑制矩陣。其次，由于傳統的比特分配算法是基于干擾泄露均值的，會使系統實際用到的比特總數小于系統提供的總比特數目，而并非最優，因此本文給出了一種新穎的比特分配方案來提高系統比特利用率，以減小量化誤差的影響。最后，仿真實驗表明，采用本發明所提出的方案能有效減少量化誤差對系統性能的影響并顯著提高系統的比特利用率，使有限反饋CSI時的性能得以提升。

技術領域

本發明屬于無線通信領域，尤其涉及多小區無線通信中干擾管理。

背景技術

目前，大多數干擾對齊(Interference Alignment,IA)都是基于理想的信道狀態信息(Channel State Information,CSI)假設之下的方案。但是，在如FDD等實際的無線通信系統中，發送端的CSI是由接收端有限反饋而得的，因而所得的CSI常常不可避免地存在誤差，進而導致干擾對齊算法的性能下降。近年來，越來越多的學者開始對有限反饋CSI條件下的IA技術展開了的研究。

在量化信道矩陣方面，文獻[Zhang Yuxian,Cheng R S.On the design ofinterference alignment scheme for multi-user MIMO with limited feedback[C]//2013IEEE International Conference on Communications(ICC).Budapest:IEEE Press,2013:5646-5650.]給出了獨立矢量量化矩陣的解決方案，將量化矩陣的問題轉化為量化M+1個獨立矢量的問題，使得在更少的天線數下可以獲得更好的性能。該方案雖然給出了較好的解決方案，但是由于信道矩陣占用的空間終究比量化預編碼占用的空間大，因而造成的量化誤差較大，性能并不理想。在量化預編碼矩陣方面，文獻[Gao Hui,Lv T,Wei Long,etal.Limited feedback-based interference alignment for interfering multi-accesschannels[J].IEEE Communications Letters,2014,18(4):540-543.]改變預編碼的量化策略并給出一種聯合的量化方案，擴大用戶的獨立碼本并從擴大的復合碼本中選擇出最小化小區間干擾的量化碼字，但沒有考慮信號的傳輸質量。

不論是量化信道矩陣還是量化預編碼矩陣，傳統比特分配方案是基于干擾泄露的均值來進行的，這會使實際使用的反饋比特總數小于系統提供的總比特數目，且有的用戶速率偏低，這并非最優。另外，傳統的線性干擾對齊要求干擾嚴格對齊的條件苛刻，不能滿足實際通信系統的需要。為此，在有限反饋CSI的情況下，發明了適用于MIMO-MAC系統下的一種基于優化比特分配的多小區MIMO有限反饋干擾對齊方案。

發明內容

本發明旨在解決以上現有技術的問題。提出了一種有效減少量化誤差對系統性能的影響并顯著提高系統的比特利用率，使有限反饋CSI時的性能得以提升的基于優化比特分配的多小區MIMO有限反饋干擾對齊方法。本發明的技術方案如下：

一種基于優化比特分配的多小區MIMO有限反饋干擾對齊方法，其包括以下步驟：

101、在多小區MIMO-MAC系統中，通過最大化本小區用戶自身的信號功率與泄露到其他小區的干擾加噪聲功率和的比值來求取預編碼矩陣，通過最大化每個數據流的信干噪比來設計干擾抑制矩陣；

102、在系統總反饋比特數目固定的情況下，為每個用戶分配最佳反饋比特數目；

103、在步驟102用戶得到分配的比特數后，采用最小弦距離準則對步驟101中得到的預編碼矩陣進行量化，得到量化預編碼；