消除干擾的預(yù)編碼方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種消除干擾的預(yù)編碼方法和系統(tǒng)，上述方法包括：S1，檢測多個微基站對宏基站的多個用戶中每個用戶的干擾值，將多個微基站中對多個用戶中任一用戶的干擾值大于預(yù)設(shè)值的若干個微基站進行聚類，以形成微基站群；S2，通過迫零信道反轉(zhuǎn)變換和QR分解消除微基站群中的用戶間干擾；S3，通過格基規(guī)約變換和迫零信道反轉(zhuǎn)變換消除微基站群中的用戶內(nèi)干擾。通過本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠提高預(yù)編碼運算的速度，提高預(yù)編碼的效果，并降低預(yù)編碼運算的整體復(fù)雜度，提高消除干擾的效果。
【專利說明】消除干擾的預(yù)編碼方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種消除干擾的預(yù)編碼方法和一 種消除干擾的預(yù)編碼系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中，宏基站和微基站組成的雙層網(wǎng)絡(luò)已成為前景最好的頻譜共享網(wǎng)絡(luò) 架構(gòu)。在同信道模式下，低功率微基站憑借其高頻譜效率、高室內(nèi)覆蓋率、高網(wǎng)絡(luò)性能以及 節(jié)能等優(yōu)勢成為未來室內(nèi)通信的主流。然而雙層網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性能受到同層網(wǎng)絡(luò)干擾和跨層 網(wǎng)絡(luò)干擾的嚴(yán)重影響。現(xiàn)有的技術(shù)如部分頻率復(fù)用、分時復(fù)用等效率不高。多輸入多輸出 (ΜΙΜΟ)系統(tǒng)因為其潛在的容量增長能力備受關(guān)注。如果我們在發(fā)射端和接收端均使用多 個天線，并且設(shè)計一個合適的預(yù)編碼矩陣，信道干擾就可以在發(fā)射端提前消除，從而實現(xiàn)在 不增加傳輸功率的情況下增強信道傳輸能力和性能。預(yù)編碼技術(shù)利用接收端反饋的信道統(tǒng) 計/量化信息，在發(fā)送端通過與編碼方式，對每個天線功率進行最優(yōu)分配，抑制天線與小區(qū) 間干擾，提高信道容量。基于ΜΜ0的多點協(xié)作傳輸接收技術(shù)是一種小區(qū)內(nèi)干擾消除的有效 技術(shù)。對于聯(lián)合處理的多點協(xié)作傳輸接收技術(shù)（CoMP-JP)，編碼能夠達到理論上最好性能， 然而由于其非線性特點，帶來了巨大的計算負擔(dān)。像塊對角化編碼（BD)等線性預(yù)編碼方案 復(fù)雜度相對較低，因此在更適合實際應(yīng)用。BD預(yù)編碼通過迫零來消除小區(qū)間干擾，將多用戶 ΜΙΜΟ下行信道分解為若干平行的單用戶信道。
[0003] 現(xiàn)有方案中大多更關(guān)注宏基站的干擾消除，然而隨著LTE技術(shù)的成熟以及用戶群 的增長，在4G系統(tǒng)中廣泛使用的微基站間的干擾需要引起更多的重視。同時，塊對角化 (BD)預(yù)編碼方案在現(xiàn)有的蜂窩系統(tǒng)中應(yīng)用的較為廣泛，但是由于BD算法計算過程中有2次 SVD (奇異值分解）運算，使運算復(fù)雜度較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，如何提高預(yù)編碼方案的運算速度，并降低預(yù)編碼 方案中的運算復(fù)雜度。
[0005] 為此目的，本發(fā)明提出了一種消除干擾的預(yù)編碼方法，包括：。S1，檢測多個微基 站對宏基站的多個用戶中每個用戶的干擾值，將所述多個微基站中對所述多個用戶中任一 用戶的干擾值大于預(yù)設(shè)值的若干個微基站進行聚類，以形成微基站群；S2,通過迫零信道反 轉(zhuǎn)變換和QR分解消除所述微基站群中的用戶間干擾；S3,通過格基規(guī)約變換和迫零信道反 轉(zhuǎn)變換消除所述微基站群中的用戶內(nèi)干擾。
[0006] 優(yōu)選地，所述步驟S2包括：S21，對所述微基站群和所述多個用戶中任一用戶的組 合信道矩陣進行迫零信道反轉(zhuǎn)變換，得到所述組合信道矩陣的偽逆矩陣；S22,對所述偽逆 矩陣的子矩陣進行QR分解，以確定所述微基站群中任一微基站的用戶的有效信道矩陣。
[0007] 優(yōu)選地，所述步驟S3包括：S31，對所述有效信道矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣進行格基規(guī) 約變換；S32,對變換得到的矩陣進行迫零信道反轉(zhuǎn)變換，以得到預(yù)編碼矩陣。
[0008] 優(yōu)選地，在所述步驟S1還包括：在對所述多個用戶進行干擾對齊時，將所述微基 站群中的預(yù)設(shè)數(shù)目的天線設(shè)置為待激活狀態(tài)，以消除所述微基站群與所述宏基站之間的跨 層干擾。
[0009] 優(yōu)選地，所述步驟S1包括：根據(jù)所述微基站群中天線的狀態(tài)生成天線選擇矩陣， 將所述微基站群中任一用戶的接收信號矩陣與所述天線選擇矩陣相乘，以計算所述微基站 群中任一用戶的預(yù)編碼矩陣。
[0010] 本發(fā)明還提出了一種消除干擾的預(yù)編碼系統(tǒng)，包括：檢測單元，用于檢測多個微基 站對宏基站的多個用戶中每個用戶的干擾值；聚類單元，用于將所述多個微基站中對所述 多個用戶中任一用戶的干擾值大于預(yù)設(shè)值的若干個微基站進行聚類，以形成微基站群；計 算單元，用于通過迫零信道反轉(zhuǎn)變換和QR分解消除所述微基站群中的用戶間干擾，通過格 基規(guī)約變換和迫零信道反轉(zhuǎn)變換消除所述微基站群中的用戶內(nèi)干擾。
[0011] 優(yōu)選地，所述計算單元用于對所述微基站群和所述多個用戶中任一用戶的組合信 道矩陣進行迫零信道反轉(zhuǎn)變換，得到所述組合信道矩陣的偽逆矩陣，以及對所述偽逆矩陣 的子矩陣進行QR分解，以確定所述微基站群中任一微基站的用戶的有效信道矩陣。
[0012] 優(yōu)選地，所述計算單元還用于對所述有效信道矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣進行格基規(guī)約 變換，以及對變換得到的矩陣進行迫零信道反轉(zhuǎn)變換，以得到預(yù)編碼矩陣。
[0013] 優(yōu)選地，還包括：狀態(tài)設(shè)置單元，用于在對所述多個用戶進行干擾對齊時，將所述 微基站群中的預(yù)設(shè)數(shù)目的天線設(shè)置為待激活狀態(tài)，以消除所述微基站群與所述宏基站之間 的跨層干擾。
[0014] 優(yōu)選地，所述計算單元還用于根據(jù)所述微基站群中天線的狀態(tài)生成天線選擇矩 陣，將所述微基站群中任一用戶的接收信號矩陣與所述天線選擇矩陣相乘，以計算所述微 基站群中任一用戶的預(yù)編碼矩陣。
[0015] 根據(jù)上述技術(shù)方案，能夠通過對微基站的聚類提高預(yù)編碼運算的速度，并通過將 部分天線設(shè)置為待激活狀態(tài)來實現(xiàn)宏基站的用戶零空間內(nèi)的干擾對齊，從而提高預(yù)編碼的 效果，以及通過迫零信道反轉(zhuǎn)變換、QR分解和格基規(guī)約變化來實現(xiàn)預(yù)編碼運算，降低預(yù)編碼 運算的整體復(fù)雜度，提高消除干擾的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 通過參考附圖會更加清楚的理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點，附圖是示意性的而不應(yīng)理 解為對本發(fā)明進行任何限制，在附圖中：
[0017] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的宏基站與微基站之間的干擾關(guān)系示意圖；
[0018] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的消除干擾的預(yù)編碼方法的示意流程圖；
[0019] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的消除干擾的預(yù)編碼系統(tǒng)的示意框圖。

【具體實施方式】
[0020] 了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施 方式對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例 及實施例中的特征可以相互組合。
[0021] 在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可 以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開 的具體實施例的限制。
[0022] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的宏基站與微基站之間的干擾關(guān)系示意圖。
[0023] 如圖1所示，宏基站（MBS)和在宏基站覆蓋范圍內(nèi)隨機分布的若干個微基站（FBS) 的雙層微基站網(wǎng)絡(luò)。設(shè)微基站數(shù)目為Ft(rt，宏基站和每個微基站分別裝有AC和個發(fā)射天 線，每個用戶（包括宏基站用戶MUE和微基站用戶FUE)的接收天線個數(shù)為隊。微基站為單 用戶ΜΜ0,宏基站為多用戶ΜΜ0。對于通信系統(tǒng)中的多個微基站，可以根據(jù)微基站對于宏 基站用戶的干擾值對微基站進行聚類，形成N個微基站群。參量匕表示第i個微基站群中 微基站的數(shù)目，群的總數(shù)為N。在同一個群內(nèi)的微基站共享該群FUE的信道狀態(tài)信息，宏基 站也通過反饋信道將它的MUE信道狀態(tài)信息發(fā)送給相關(guān)的群。
[0024] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的消除干擾的預(yù)編碼方法的示意流程圖。
[0025] 如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的消除干擾的預(yù)編碼方法包括：S1，檢測多個 微基站對宏基站的多個用戶中每個用戶的干擾值，將多個微基站中對多個用戶中任一用戶 的干擾值大于預(yù)設(shè)值的若干個微基站進行聚類，以形成微基站群；S2,通過迫零信道反轉(zhuǎn)變 換和QR分解消除微基站群中的用戶間干擾；S3,通過格基規(guī)約變換和迫零信道反轉(zhuǎn)變換消 除微基站群中的用戶內(nèi)干擾。
[0026] 因為每個FBS的天線數(shù)是有限的，將所有微基站對每個MUE的干擾消除是難以實 現(xiàn)的。所以可以通過對微基站進行聚類，實現(xiàn)選擇算法，將多個微基站中對多個用戶中任一 用戶的干擾值大于預(yù)設(shè)值的若干個微基站進行聚類，即將某個MUE的干擾值大于預(yù)設(shè)值的 微基站進行聚類形成一個微基站群，然后至將該微基站群中的微基站與該MUE進行干擾對 齊，從而減少了進行干擾對齊的微基站和MUE的數(shù)量，提高了干擾對齊的速度，進而提高預(yù) 編碼的速度。
[0027] 可以在微基站中設(shè)置信號檢測單元，通過檢測環(huán)境環(huán)境中的信號來確定它們下行 信號干擾的附近MUE以及將受干擾值大于預(yù)設(shè)值的MUE進行上報。將上述MUE定義為X = {XU2，···，}為，這里：

【權(quán)利要求】
1. 一種消除干擾的預(yù)編碼方法，其特征在于，包括：。 S1，檢測多個微基站對宏基站的多個用戶中每個用戶的干擾值，將所述多個微基站中 對所述多個用戶中任一用戶的干擾值大于預(yù)設(shè)值的若干個微基站進行聚類，以形成微基站 群； 52, 通過迫零信道反轉(zhuǎn)變換和QR分解消除所述微基站群中的用戶間干擾； 53, 通過格基規(guī)約變換和迫零信道反轉(zhuǎn)變換消除所述微基站群中的用戶內(nèi)干擾。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述消除干擾的預(yù)編碼方法，其特征在于，所述步驟S2包括： S21，對所述微基站群和所述多個用戶中任一用戶的組合信道矩陣進行迫零信道反轉(zhuǎn) 變換，得到所述組合信道矩陣的偽逆矩陣； S22,對所述偽逆矩陣的子矩陣進行QR分解，以確定所述微基站群中任一微基站的用 戶的有效信道矩陣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述消除干擾的預(yù)編碼方法，其特征在于，所述步驟S3包括： S31，對所述有效信道矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣進行格基規(guī)約變換； S32,對變換得到的矩陣進行迫零信道反轉(zhuǎn)變換，以得到預(yù)編碼矩陣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述消除干擾的預(yù)編碼方法，其特征在于，在所述步驟S1還包括： 在對所述多個用戶進行干擾對齊時，將所述微基站群中的預(yù)設(shè)數(shù)目的天線設(shè)置為待激活狀 態(tài)，以消除所述微基站群與所述宏基站之間的跨層干擾。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述消除干擾的預(yù)編碼方法，其特征在于，所述步驟S1包括：根據(jù) 所述微基站群中天線的狀態(tài)生成天線選擇矩陣，將所述微基站群中任一用戶的接收信號矩 陣與所述天線選擇矩陣相乘，以計算所述微基站群中任一用戶的預(yù)編碼矩陣。
6. -種消除干擾的預(yù)編碼系統(tǒng)，其特征在于，包括： 檢測單元，用于檢測多個微基站對宏基站的多個用戶中每個用戶的干擾值； 聚類單元，用于將所述多個微基站中對所述多個用戶中任一用戶的干擾值大于預(yù)設(shè)值 的若干個微基站進行聚類，以形成微基站群； 計算單元，用于通過迫零信道反轉(zhuǎn)變換和QR分解消除所述微基站群中的用戶間干擾， 通過格基規(guī)約變換和迫零信道反轉(zhuǎn)變換消除所述微基站群中的用戶內(nèi)干擾。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述消除干擾的預(yù)編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述計算單元用于對所 述微基站群和所述多個用戶中任一用戶的組合信道矩陣進行迫零信道反轉(zhuǎn)變換，得到所述 組合信道矩陣的偽逆矩陣，以及對所述偽逆矩陣的子矩陣進行QR分解，以確定所述微基站 群中任一微基站的用戶的有效信道矩陣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述消除干擾的預(yù)編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述計算單元還用于對 所述有效信道矩陣的共軛轉(zhuǎn)置矩陣進行格基規(guī)約變換，以及對變換得到的矩陣進行迫零信 道反轉(zhuǎn)變換，以得到預(yù)編碼矩陣。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述消除干擾的預(yù)編碼系統(tǒng)，其特征在于，還包括： 狀態(tài)設(shè)置單元，用于在對所述多個用戶進行干擾對齊時，將所述微基站群中的預(yù)設(shè)數(shù) 目的天線設(shè)置為待激活狀態(tài)，以消除所述微基站群與所述宏基站之間的跨層干擾。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述消除干擾的預(yù)編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述計算單元還用于根 據(jù)所述微基站群中天線的狀態(tài)生成天線選擇矩陣，將所述微基站群中任一用戶的接收信號 矩陣與所述天線選擇矩陣相乘，以計算所述微基站群中任一用戶的預(yù)編碼矩陣。
【文檔編號】H04B7/04GK104158573SQ201410311245
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】張軼凡, 馮志勇, 田玉成, 提亞哥, 晏瀟 申請人:北京郵電大學(xué)