專利名稱：基于周期性差分反饋的干擾對齊技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及基于周期性差分反饋的干擾對齊技術。
背景技術：
無線通信系統性能和容量常常受到干擾的限制，通過抑制或者消除干擾就能提高無線通信系統性能。干擾對齊技術通過聯合設計發射端的預編碼以及接收端干擾消除方案實現資源利用率的提高。但是干擾對齊技術實現的一個困難就是發送端需要信道信息來預編碼分離干擾空間與信號空間，而它并不能通過自己測得。
差分反饋技術是信道傳輸的重要手段，即發送端需要信道信息，信道信息可通過導頻等方法在接收端測得，因此可采用接收端反饋信道信息的方法解決該問題。另外如果考慮信道具有時間相關性，即發送端現在需要第η個時間段的信道信息，而它已知η-i個時間段的，接收端可以只反饋這兩信道信息的差值，在發送端利用這個差值和第η-i個時間段的信道信息重建出第η個時間段的信道信息，差分反饋的方法能進一步壓縮反饋比特數，并使發送端擁有信道信息以設計干擾對齊的預編碼矩陣。可見，差分反饋信道信息應用于干擾對齊技術中的問題在于，它假設了信道可在接收端無誤測量，并忽略了信道過期的問題，而這兩個問題對于發送端獲得正確的信道信息以設計干擾對齊的預編碼矩陣是至關重要的，尤其信道過期是差分反饋的一個嚴重問題，當信道過期較嚴重時，會使干擾無法在接收端對齊，也就不能消除干擾的影響，導致最終通信性能下降。
發明內容
本發明的目的在于提供一種基于周期性差分反饋的干擾對齊技術，能使反饋得到的信道信息與真實值的誤差最小，消除干擾的影響，實現一個周期內平均系統容量的最大化，提高通信性能。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的基于周期性差分反饋的干擾對齊技術，它包含以下步驟(I)計算最優反饋周期初始化系統，在接收端測信道信息，初算初始的反饋周期，運行系統，計算初始的反饋周期內相鄰信道之間的過期程度，同時測量該相鄰信道之間的誤差并量化該誤差，平衡初始的反饋周期對過期程度與誤差的影響，在接收端計算出系統的最優反饋周期；(2)反饋差分后的信道信息在最優反饋周期的第η個周期，其中η為大于I的自然數，接收端先測量這一時刻的信道信息，并通過與第η-i個周期的信道信息差分，計算出差分信道信息，在第η個周期的反饋周期內將差分信道信息通過上行反饋信道將信道信息反饋回發射端，到第η個周期結束即第η+1個周期開始時反饋回全部信道信息；(3)重建信道信息
發送端通過第η周期的反饋，獲得差分信息，與之前獲得的η-i周期信道信息重建出第η個周期的信道信息；(4)在第η+1個周期時，發送端通過第η個周期的信道信息設計出預編碼矩陣，并同時在接收端設計出干擾消除方案，分離并消除接收端的信號干擾。在因果性條件下，系統存在信道過期的問題，并且隨著周期的增加，信道過期越來越嚴重。假設信道在每個時間段內不變，而且信道在時間上具有相關性，即Ηη=αΗηΛ +Vl-a:/r.淇中Hn表示第η個時間段的信道，Hlri表示第η_1個時間段的信道，它們是具有相同方差和均值的復高斯分布，α為兩時刻信道間的相關系數，Wn是方差與H相同的復高斯分布的白噪聲。在反饋時，只需要反饋兩個時間段信道間的差值。此時，由于因果性，每個時間段反饋該時間段的信道信息，只能在后一個時間 段被用來設計發送端的預編碼矩陣，即第η個時間段的信道信息在第η+1個時間段才能在發送端重建得到，所以它只能用于第η+1個時間段的預編碼矩陣的設計。這就是信道過期的問題，并且隨著每個周期時間變長，信道相關性下降，利用上一周期設計的預編碼矩陣與干擾消除方案的干擾消除變得不徹底，信道過期問題嚴重。因為兩周期間的信道信息相關性隨周期長度增加而減小，因此信道周期越小越好。另一方面，由于反饋信道容量一定,而反饋比特數Nf = CfXT,其中Cf為上行反饋信道的信道容量，T為一個時間段的時間長度，即反饋周期。隨著反饋周期變長，反饋比特數增多，量化得更精確，反饋時信道信息的量化誤差減小，干擾消除得更徹底，因此信道周期越長越好。通過以上分析，接收端測量誤差，量化誤差以及信道過期的諸多實際應用中會遇到的問題，他們會大幅降低系統性能，并且對系統容量產生影響。據此這些影響是對于信道反饋周期敏感的，反饋周期增加會加大量化誤差而減小信道過期的影響，反饋周期長度存在一個權衡的問題，并且存在一個最優值，本發明旨在計算出這個最優的反饋周期，使發送端得到的信道信息與真實值間誤差最小，并將此算法應用于干擾消除技術中，優化干擾消除能力與系統性能。本發明方法的有益效果在于通過聯合考慮信道反饋周期的影響因素，在上行反饋信道容量給定的情況下，計算出最優的反饋周期，使反饋得到的信道信息與真實值的誤差最小，使接收端能夠從信號中分離出干擾并將其消除，實現了一個周期內平均系統容量的最大化，優化了干擾消除能力與系統性能。
圖I為本發明的原理示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖進一步描述本發明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。如圖I，基于周期性差分反饋的干擾對齊技術，它包含以下步驟(I)計算最優反饋周期初始化系統，在接收端R測信道信息，初算初始的反饋周期，運行系統，計算初始的反饋周期內相鄰信道之間的過期程度，同時測量該相鄰信道之間的誤差并量化該誤差，平衡初始的反饋周期對過期程度與誤差的影響，在接收端R計算出系統的最優反饋周期；(2)反饋差分后的信道信息在最優反饋周期的第η個周期，其中η為大于I的自然數，接收端R先測量這一時刻的信道信息，并通過與第η-i個周期的信道信息差分，計算出差分信道信息，在第η個周期的反饋周期內將差分信道信息通過上行反饋信道將信道信息反饋回發射端，到第η個周期結束即第η+1個周期開始時反饋回全部信道信息；(3)重建信道信息發送端T通過第η周期的反饋，獲得差分信息，與之前獲得的 η-i周期信道信息重建出第η個周期的信道信息；(4)在第η+1個周期時，發送端T通過第η個周期的信道信息設計出預編碼矩陣，并同時在接收端R設計出干擾消除方案，分離并消除接收端R的信號干擾。另外本發明通過聯合考慮測量誤差，量化誤差以及信道過期問題而提出的最優化反饋周期的算法，不僅可應用于干擾對齊技術，還可應用于3G，4G等各種在發送端需要信道信息的場景下，最優化反饋周期的差分反饋可以最大限度減小反饋比特數和待反饋的信道信息與真實信道信息的誤差，從而提升通信系統性能。
權利要求
1.基于周期性差分反饋的干擾對齊技術，其主要特征在于它包含以下步驟 (1)計算最優反饋周期 初始化系統，在接收端測信道信息，初算初始的反饋周期，運行系統，計算初始的反饋周期內相鄰信道之間的過期程度，同時測量該相鄰信道之間的誤差并量化該誤差，平衡初始的反饋周期對過期程度與誤差的影響，在接收端計算出系統的最優反饋周期； (2)反饋差分后的信道信息 在最優反饋周期的第η個周期，其中η為大于I的自然數，接收端先測量這一時刻的信道信息，并通過與第η-i個周期的信道信息差分，計算出差分信道信息，在第η個周期的反饋周期內將差分信道信息通過上行反饋信道將信道信息反饋回發射端，到第η個周期結束即第η+1個周期開始時反饋回全部信道信息； (3)重建信道信息 發送端通過第η周期的反饋，獲得差分信息，與之前獲得的η-i周期信道信息重建出第η個周期的信道信息； (4)在第η+1個周期時，發送端通過第η個周期的信道信息設計出預編碼矩陣，并同時在接收端設計出干擾消除方案，分離并消除接收端的信號干擾。
全文摘要
本發明公開了基于周期性差分反饋的干擾對齊技術，它包含以下步驟(1)計算最優反饋周期；(2)反饋差分后的信道信息；(3)重建信道信息；(4)在第n+1個周期時，發送端通過第n個周期的信道信息設計出預編碼矩陣，并同時在接收端設計出干擾消除方案，分離并消除接收端的信號干擾。本發明的有益效果是通過聯合考慮信道反饋周期的影響因素，在上行反饋信道容量給定的情況下，計算出最優的反饋周期，使反饋得到的信道信息與真實值的誤差最小，使接收端能夠從信號中分離出干擾并將其消除，實現了一個周期內平均系統容量的最大化，優化了干擾消除能力與系統性能。
文檔編號H04L1/00GK102769518SQ20121024570
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者周明昕, 宋令陽 申請人:遵義天義利威機電有限責任公司