[0023] 所示的步驟二中,設Hm為宏基站到第g簇宏用戶的信道向量,V"為宏基站對第g 簇宏用戶數據的外層預編碼矩陣或完整預編碼矩陣,Hpp為第g個微基站到第g個微用戶的 信道,Vp為第g個微基站的預編碼矩陣,ΗΡΠ1為宏基站到第g個微用戶的信道;P"為宏基站 發射功率與噪聲功率的歸一化功率,
,Pp為微基站發射功率與噪聲功率的歸一化 功率
,。為宏基站發射功率,PP1。。為微基站發射功率,PN為噪聲功率;g為正整 數。
[0024] 步驟2. 1,處理方式⑴下:微用戶的數據率Rpira表示為:
[0026] 其中,上角標Η表示轉置,I為單位矩陣,(1 +兄^^^^二廣為正規矩陣一等該正 規矩陣進行分解,表示為:U+ Ql為分解左側正規矩陣的中間矩陣;
[0027] (1. 1)當微用戶發射單流數據時,\為H!WQ,H,w,的最大特征值λ_對應的特征 向量X;
[0028] (1. 2)當微用戶發射η流數據時,η為大于1的整數,獲取Η丨最大的η個 特征值、并按照從大到小的順序排列為Μ,λ;?,…λη,Xl,X2,…xn分別為λ 1,λ2,…人(<對 應的特征向量,得到預編碼矩陣νρ=[Χιχ2…χη]。
[0029] 步驟2. 2,處理方式(2)下:和數據率R表示為:
[0031] 其中,上角標Η表示轉置,I為單位矩陣,將正規矩陣分解為 ·Q2為分解得到的中間矩陣;
[0032] (2. 1)當微用戶發射單流數據時,設置\為的最大特征值λ_對應的 特征向量χ;
[0033] (2.2)當微用戶發射η流數據時,η為大于1的整數,選取H=QfQ2Hpp最大的n個 特征值對應的正交特征向量XdXd…ΧηΒ成預編碼矩陣Vp,vp=[Χιχ2…χη]。
[0034] 本發明的優點與積極效果在于:與傳統方法相比,本發明的干擾抑制傳輸方法無 需進行迭代運算,只需進行一次計算即可得到預編碼矩陣的解,提高了計算效率,縮短了系 統處理時間,因此,本發明提供的干擾抑制傳輸方法對于提高通信系統效率很有意義。
【附圖說明】
[0035] 圖1是宏小區與微小區相互覆蓋的場景示意圖;
[0036]圖2是本發明大規模ΜΜ0異構網絡中的干擾抑制傳輸方法示意圖;
[0037] 圖3是不同傳輸方法的性能曲線示意圖。
【具體實施方式】
[0038] 下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0039] 本發明的大規模Μ頂0異構網絡中的干擾抑制傳輸方法,針對宏小區與微小區相 互重疊的情況,在宏基站配備大規模天線,進行協作抑制干擾。宏基站和微基站共享信道信 息和預編碼信息,微基站根據宏基站的信道信息和預編碼信息計算接收端預編碼。宏基站 可采取任意預編碼方式,如單層預編碼、兩層預編碼,兩層預編碼時外層可為模擬預編碼或 數字預編碼。微基站根據宏基站的干擾強度不同采取不同的處理方法:當干擾較強時采用 干擾刪除,當干擾較弱時將宏基站的干擾當作噪聲。
[0040] 在大規模ΜΜ)異構網場景下,考慮宏小區與微小區相互覆蓋的情形,如圖1所示。
[0041] 設宏基站為MBS,宏用戶為Muser,微基站為PBS,微用戶為Puser。宏用戶分簇,每 簇宏用戶附近有一個微小區,定義宏小區中第g簇宏用戶附近的微小區為第g個微小區,對 應微小區內的微基站和微用戶分別為第g個微基站和第g個微用戶。
[0042]宏基站天線數為Mma(:ro,第g個微基站天線數為Mpi。。BSg,第g個微用戶天線數為 MpiraUsCTg。考慮在異構網的場景下,宏小區與微小區工作在相同的頻段。宏小區為大規模ΜΠΚ)系統,宏基站配備大規模天線,設宏用戶分G個簇,用戶多天線,每個用戶接收多流數 據,每簇共接收Kg流數據,宏基站共發送S流數據;每個微小區服務1個微用戶,第g個微 用戶接收Ng流數據。宏基站發射功率為P ,微基站發射功率為Ρρι。。,噪聲功率為PN。宏 基站發射功率與噪聲功率的歸一化功率為
·微基站發射功率與噪聲功率的歸一化
[0043]設第i個宏用戶的天線數為%,其所接收到的信號71可表示為:
[0045]Η1ιηι為宏基站與第i個宏用戶之間的信道,I?,其中,表示 復向量空間,VliB1為第i個宏用戶數據的預編碼矩陣,&為第i個 宏用戶接收的數據流數,表示M_raXS維復向量空間,表示第i個宏用戶的發送
為第i個宏用戶受到的其他宏用戶產生的干擾,\"為第k個宏用戶數 據的預編碼矩陣,表示第k個宏用戶的發送數據;HipVpXp表示第i個宏用戶受到的來自 微用戶的干擾,H1P為微基站到第i個宏用戶的干擾信道,Vp為微基站的預編碼矩陣,%為 微基站的發送數據;叫表示第i個宏用戶的噪聲,n,.~c_v(ai),α_ν(αι)表示服從均值為0, 方差為I的分布。其中,I表示單位矩陣,也就是說,叫的自相關值為1,且多次隨機生成相 互獨立。本發明方法中基站與用戶之間的信道,是指的下行信道。
[0046] 由于各簇宏用戶在地理位置上相距較遠,因此,不同微小區之間的干擾以及非鄰 近簇對微用戶構成的干擾可忽略不計。因此,第g個微用戶接收到的信號yg可表示為:
[0047] yg=PpHg.pVg.pXg.p+Pn.H^VA+rip
[0048]L為第g個微用戶與服務其的微基站之間的信道, 表不Mpi。。UsCTgXMpi。。BSg維復向量空間,VgiP表不第g個微用戶數據的預編碼矩陣,XgiP為微 基站發送的數據,^表示義維復向量空間,為從宏基站到該 微用戶之間的干擾信道,^表不Mpi。。UsCTgXMmat::r。維復向量空間,x,"e<C6為宏基站 發送的數據,Gs表示S維復向量空間,PJlpJmXmS該用戶受到的來自宏基站的干擾,np表示 微用戶的噪聲,本發明將微用戶受到的噪聲統一用np來表示,\~CVm)為噪聲。ΗΡΠ1表示 微基站到宏用戶的信道,V"表示宏基站的預編碼矩陣,Xni表示宏基站的發送數據。
[0049] 宏基站可采用單層預編碼或兩層預編碼,且兩層預編碼的外層可以是模擬或數字 預編碼。這里需要指出的是,宏用戶與微用戶均需要給基站反饋信道信息,且在任何時候, 微基站均需從宏基站處接收宏小區的信道信息。同時,當宏基站采用單層預編碼時,微基站 需要利用宏基站的全部預編碼信息。當宏基站采用兩層預編碼時,微基站只需要利用宏基 站外層預編碼的信息。這些信息都需要宏基站向微基站發送。
[0050] 根據宏基站對微基站產生的干擾不同,微基站在不同的信干噪比場景下采用不同 的預編碼方案,即:場景(1)微用戶受到弱干擾,將干擾當作噪聲直接解接收數據;場景(2) 微用戶受到強干擾,采用主動干擾刪除的方法消除干擾的影響。在不同的場景下,微基站的 預編碼形式不同。
[0051] 由于宏用戶各簇之間的空間位置不同,不同簇用戶的信道之間相關性較差,因此, 在微基站進行跨層干擾抑制時,設第g個微用戶只受到第g簇宏用戶的信號產生的干擾。
[0052] 首先對涉及的字符定義進行說明:Hm為宏基站到第g簇宏用戶的信道,為宏基 站對第g簇宏用戶數據的外層預編碼矩陣或完整預編碼矩陣,Hpp為第g個微基站到第g個 微用戶的信道,Vp為第g個微基站的預編碼矩陣,ΗΡΠ1為宏基站到第g個微用戶的信道,Η^ 為第g個微基站到第g簇宏用戶的信道。
[0053] 本發明的大規模ΜΜ0異構網絡中的干擾抑制傳輸方法,主要包括兩大步驟,如圖 2所示:第一步,判斷宏基站所產生的干擾強度;第二步,微基站根據宏基站的干擾強度不 同采取對應不同的處理方式:當是強干擾時進行干擾刪除,當是弱干擾時將宏基站的干擾 當作噪聲。
[0054] 首先,判斷宏基站所產生的干擾強度可采用以下2種方法:
[0055] (1)在微基站端事先計算兩種處理方式對應的數據率:若干擾當作噪聲的數據率 高于干擾刪除的數據率,則認為宏基站的干擾強度是弱干擾,將干擾當作噪聲;反之,則認 為宏基站的干擾強度是強干擾,將進行干擾刪除。
[0056] (2)在微用戶接收端計算信道矩陣的2范數:若微基站到微用戶直傳鏈路信道矩 陣的2范數大于宏基站到微用戶的交叉鏈路信道矩陣的2范數,則視為弱干擾場景,直接將 干擾當作噪聲;反之,則認為是強干擾場景,進行干擾刪除。
[0057] 當微基站采取不同的接收端處理方式時,其預編碼矩陣也不同,預編碼根據宏基 站預編碼信息、宏小區和微小區信道信息計算得到解析解。
[0058] 下面分別說明將宏基站干擾當噪聲與進行干擾刪除處理方式下,計算獲得微基站 的預編碼,使得數據率最大化的實現過程。
[0059] 步驟2. 1,微用戶將宏基站干擾當噪聲處理。
[0060] 首先考慮微用戶發射單流數據的情況。在宏基站對微用戶產生的干擾較弱時,微 用戶可將宏基站產生的干擾當作噪聲,此時,微用戶的數據率RP1。。為:
[0064] 其中,上角標Η表示轉置,I為單位矩陣,(1 +慫為正規矩陣,將該正 規矩陣進行分解,可寫作:
[0066] 其中,Qi為分解左側正規矩陣的中間矩陣,為矩陣仏的轉置矩陣。
[0067] 因此,可得到:
[0069] 利用|I+BC| = |I+CB|的矩陣性質,可得:
[0071] 將I+ 寫作奇異值分解的形式=UAUH,其 中,U為矩陣的特征向量矩陣,A