消除干扰的预编码方法及系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及一种消除干扰的预编码方法和系统，上述方法包括：S1，检测多个微基站对宏基站的多个用户中每个用户的干扰值，将多个微基站中对多个用户中任一用户的干扰值大于预设值的若干个微基站进行聚类，以形成微基站群；S2，通过迫零信道反转变换和QR分解消除微基站群中的用户间干扰；S3，通过格基规约变换和迫零信道反转变换消除微基站群中的用户内干扰。通过本发明的技术方案，能够提高预编码运算的速度，提高预编码的效果，并降低预编码运算的整体复杂度，提高消除干扰的效果。
【专利说明】消除干扰的预编码方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及通信网络【技术领域】，具体而言，涉及一种消除干扰的预编码方法和一 种消除干扰的预编码系统。
【背景技术】
[0002] 在复杂网络中，宏基站和微基站组成的双层网络已成为前景最好的频谱共享网络 架构。在同信道模式下，低功率微基站凭借其高频谱效率、高室内覆盖率、高网络性能以及 节能等优势成为未来室内通信的主流。然而双层网络的系统性能受到同层网络干扰和跨层 网络干扰的严重影响。现有的技术如部分频率复用、分时复用等效率不高。多输入多输出 (ΜΙΜΟ)系统因为其潜在的容量增长能力备受关注。如果我们在发射端和接收端均使用多 个天线，并且设计一个合适的预编码矩阵，信道干扰就可以在发射端提前消除，从而实现在 不增加传输功率的情况下增强信道传输能力和性能。预编码技术利用接收端反馈的信道统 计/量化信息，在发送端通过与编码方式，对每个天线功率进行最优分配，抑制天线与小区 间干扰，提高信道容量。基于ΜΜ0的多点协作传输接收技术是一种小区内干扰消除的有效 技术。对于联合处理的多点协作传输接收技术（CoMP-JP)，编码能够达到理论上最好性能， 然而由于其非线性特点，带来了巨大的计算负担。像块对角化编码（BD)等线性预编码方案 复杂度相对较低，因此在更适合实际应用。BD预编码通过迫零来消除小区间干扰，将多用户 ΜΙΜΟ下行信道分解为若干平行的单用户信道。
[0003] 现有方案中大多更关注宏基站的干扰消除，然而随着LTE技术的成熟以及用户群 的增长，在4G系统中广泛使用的微基站间的干扰需要引起更多的重视。同时，块对角化 (BD)预编码方案在现有的蜂窝系统中应用的较为广泛，但是由于BD算法计算过程中有2次 SVD (奇异值分解）运算，使运算复杂度较高。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，如何提高预编码方案的运算速度，并降低预编码 方案中的运算复杂度。
[0005] 为此目的，本发明提出了一种消除干扰的预编码方法，包括：。S1，检测多个微基 站对宏基站的多个用户中每个用户的干扰值，将所述多个微基站中对所述多个用户中任一 用户的干扰值大于预设值的若干个微基站进行聚类，以形成微基站群；S2,通过迫零信道反 转变换和QR分解消除所述微基站群中的用户间干扰；S3,通过格基规约变换和迫零信道反 转变换消除所述微基站群中的用户内干扰。
[0006] 优选地，所述步骤S2包括：S21，对所述微基站群和所述多个用户中任一用户的组 合信道矩阵进行迫零信道反转变换，得到所述组合信道矩阵的伪逆矩阵；S22,对所述伪逆 矩阵的子矩阵进行QR分解，以确定所述微基站群中任一微基站的用户的有效信道矩阵。
[0007] 优选地，所述步骤S3包括：S31，对所述有效信道矩阵的共轭转置矩阵进行格基规 约变换；S32,对变换得到的矩阵进行迫零信道反转变换，以得到预编码矩阵。
[0008] 优选地，在所述步骤S1还包括：在对所述多个用户进行干扰对齐时，将所述微基 站群中的预设数目的天线设置为待激活状态，以消除所述微基站群与所述宏基站之间的跨 层干扰。
[0009] 优选地，所述步骤S1包括：根据所述微基站群中天线的状态生成天线选择矩阵， 将所述微基站群中任一用户的接收信号矩阵与所述天线选择矩阵相乘，以计算所述微基站 群中任一用户的预编码矩阵。
[0010] 本发明还提出了一种消除干扰的预编码系统，包括：检测单元，用于检测多个微基 站对宏基站的多个用户中每个用户的干扰值；聚类单元，用于将所述多个微基站中对所述 多个用户中任一用户的干扰值大于预设值的若干个微基站进行聚类，以形成微基站群；计 算单元，用于通过迫零信道反转变换和QR分解消除所述微基站群中的用户间干扰，通过格 基规约变换和迫零信道反转变换消除所述微基站群中的用户内干扰。
[0011] 优选地，所述计算单元用于对所述微基站群和所述多个用户中任一用户的组合信 道矩阵进行迫零信道反转变换，得到所述组合信道矩阵的伪逆矩阵，以及对所述伪逆矩阵 的子矩阵进行QR分解，以确定所述微基站群中任一微基站的用户的有效信道矩阵。
[0012] 优选地，所述计算单元还用于对所述有效信道矩阵的共轭转置矩阵进行格基规约 变换，以及对变换得到的矩阵进行迫零信道反转变换，以得到预编码矩阵。
[0013] 优选地，还包括：状态设置单元，用于在对所述多个用户进行干扰对齐时，将所述 微基站群中的预设数目的天线设置为待激活状态，以消除所述微基站群与所述宏基站之间 的跨层干扰。
[0014] 优选地，所述计算单元还用于根据所述微基站群中天线的状态生成天线选择矩 阵，将所述微基站群中任一用户的接收信号矩阵与所述天线选择矩阵相乘，以计算所述微 基站群中任一用户的预编码矩阵。
[0015] 根据上述技术方案，能够通过对微基站的聚类提高预编码运算的速度，并通过将 部分天线设置为待激活状态来实现宏基站的用户零空间内的干扰对齐，从而提高预编码的 效果，以及通过迫零信道反转变换、QR分解和格基规约变化来实现预编码运算，降低预编码 运算的整体复杂度，提高消除干扰的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理 解为对本发明进行任何限制，在附图中：
[0017] 图1示出了根据本发明一个实施例的宏基站与微基站之间的干扰关系示意图；
[0018] 图2示出了根据本发明一个实施例的消除干扰的预编码方法的示意流程图；
[0019] 图3示出了根据本发明一个实施例的消除干扰的预编码系统的示意框图。
【具体实施方式】
[0020] 了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施 方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例 及实施例中的特征可以相互组合。
[0021] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开 的具体实施例的限制。
[0022] 图1示出了根据本发明一个实施例的宏基站与微基站之间的干扰关系示意图。
[0023] 如图1所示，宏基站（MBS)和在宏基站覆盖范围内随机分布的若干个微基站（FBS) 的双层微基站网络。设微基站数目为Ft(rt，宏基站和每个微基站分别装有AC和个发射天 线，每个用户（包括宏基站用户MUE和微基站用户FUE)的接收天线个数为队。微基站为单 用户ΜΜ0,宏基站为多用户ΜΜ0。对于通信系统中的多个微基站，可以根据微基站对于宏 基站用户的干扰值对微基站进行聚类，形成N个微基站群。参量匕表示第i个微基站群中 微基站的数目，群的总数为N。在同一个群内的微基站共享该群FUE的信道状态信息，宏基 站也通过反馈信道将它的MUE信道状态信息发送给相关的群。
[0024] 图2示出了根据本发明一个实施例的消除干扰的预编码方法的示意流程图。
[0025] 如图2所示，根据本发明一个实施例的消除干扰的预编码方法包括：S1，检测多个 微基站对宏基站的多个用户中每个用户的干扰值，将多个微基站中对多个用户中任一用户 的干扰值大于预设值的若干个微基站进行聚类，以形成微基站群；S2,通过迫零信道反转变 换和QR分解消除微基站群中的用户间干扰；S3,通过格基规约变换和迫零信道反转变换消 除微基站群中的用户内干扰。
[0026] 因为每个FBS的天线数是有限的，将所有微基站对每个MUE的干扰消除是难以实 现的。所以可以通过对微基站进行聚类，实现选择算法，将多个微基站中对多个用户中任一 用户的干扰值大于预设值的若干个微基站进行聚类，即将某个MUE的干扰值大于预设值的 微基站进行聚类形成一个微基站群，然后至将该微基站群中的微基站与该MUE进行干扰对 齐，从而减少了进行干扰对齐的微基站和MUE的数量，提高了干扰对齐的速度，进而提高预 编码的速度。
[0027] 可以在微基站中设置信号检测单元，通过检测环境环境中的信号来确定它们下行 信号干扰的附近MUE以及将受干扰值大于预设值的MUE进行上报。将上述MUE定义为X = {XU2，···，}为，这里：
【权利要求】
1. 一种消除干扰的预编码方法，其特征在于，包括：。 S1，检测多个微基站对宏基站的多个用户中每个用户的干扰值，将所述多个微基站中 对所述多个用户中任一用户的干扰值大于预设值的若干个微基站进行聚类，以形成微基站 群； 52, 通过迫零信道反转变换和QR分解消除所述微基站群中的用户间干扰； 53, 通过格基规约变换和迫零信道反转变换消除所述微基站群中的用户内干扰。
2. 根据权利要求1所述消除干扰的预编码方法，其特征在于，所述步骤S2包括： S21，对所述微基站群和所述多个用户中任一用户的组合信道矩阵进行迫零信道反转 变换，得到所述组合信道矩阵的伪逆矩阵； S22,对所述伪逆矩阵的子矩阵进行QR分解，以确定所述微基站群中任一微基站的用 户的有效信道矩阵。
3. 根据权利要求2所述消除干扰的预编码方法，其特征在于，所述步骤S3包括： S31，对所述有效信道矩阵的共轭转置矩阵进行格基规约变换； S32,对变换得到的矩阵进行迫零信道反转变换，以得到预编码矩阵。
4. 根据权利要求1所述消除干扰的预编码方法，其特征在于，在所述步骤S1还包括： 在对所述多个用户进行干扰对齐时，将所述微基站群中的预设数目的天线设置为待激活状 态，以消除所述微基站群与所述宏基站之间的跨层干扰。
5. 根据权利要求4所述消除干扰的预编码方法，其特征在于，所述步骤S1包括：根据 所述微基站群中天线的状态生成天线选择矩阵，将所述微基站群中任一用户的接收信号矩 阵与所述天线选择矩阵相乘，以计算所述微基站群中任一用户的预编码矩阵。
6. -种消除干扰的预编码系统，其特征在于，包括： 检测单元，用于检测多个微基站对宏基站的多个用户中每个用户的干扰值； 聚类单元，用于将所述多个微基站中对所述多个用户中任一用户的干扰值大于预设值 的若干个微基站进行聚类，以形成微基站群； 计算单元，用于通过迫零信道反转变换和QR分解消除所述微基站群中的用户间干扰， 通过格基规约变换和迫零信道反转变换消除所述微基站群中的用户内干扰。
7. 根据权利要求6所述消除干扰的预编码系统，其特征在于，所述计算单元用于对所 述微基站群和所述多个用户中任一用户的组合信道矩阵进行迫零信道反转变换，得到所述 组合信道矩阵的伪逆矩阵，以及对所述伪逆矩阵的子矩阵进行QR分解，以确定所述微基站 群中任一微基站的用户的有效信道矩阵。
8. 根据权利要求7所述消除干扰的预编码系统，其特征在于，所述计算单元还用于对 所述有效信道矩阵的共轭转置矩阵进行格基规约变换，以及对变换得到的矩阵进行迫零信 道反转变换，以得到预编码矩阵。
9. 根据权利要求6所述消除干扰的预编码系统，其特征在于，还包括： 状态设置单元，用于在对所述多个用户进行干扰对齐时，将所述微基站群中的预设数 目的天线设置为待激活状态，以消除所述微基站群与所述宏基站之间的跨层干扰。
10. 根据权利要求9所述消除干扰的预编码系统，其特征在于，所述计算单元还用于根 据所述微基站群中天线的状态生成天线选择矩阵，将所述微基站群中任一用户的接收信号 矩阵与所述天线选择矩阵相乘，以计算所述微基站群中任一用户的预编码矩阵。
【文档编号】H04B7/04GK104158573SQ201410311245
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】张轶凡, 冯志勇, 田玉成, 提亚哥, 晏潇 申请人:北京邮电大学