[發(fā)明專利]基于空域與功率自適應(yīng)的干擾導(dǎo)向方法及蜂窩通信系統(tǒng)有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710402446.0 | 申請(qǐng)日: | 2017-06-01 |
| 公開(公告)號(hào): | CN107277839B | 公開(公告)日: | 2020-05-22 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 李釗;郭風(fēng)娟;舒燦宇;肖麗媛;丁漢清 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 西安電子科技大學(xué) |
| 主分類號(hào): | H04W24/02 | 分類號(hào): | H04W24/02;H04W52/24;H04B7/0456 |
| 代理公司: | 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司 61227 | 代理人: | 黃偉洪 |
| 地址: | 710071 陜西省*** | 國(guó)省代碼: | 陜西;61 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 基于 空域 功率 自適應(yīng) 干擾 導(dǎo)向 方法 蜂窩 通信 系統(tǒng) | ||
1.一種基于空域與功率自適應(yīng)的干擾導(dǎo)向方法,其特征在于,所述基于空域與功率自適應(yīng)的干擾導(dǎo)向方法包括:通信發(fā)射機(jī)之間協(xié)作并共享信道狀態(tài)和數(shù)據(jù)信息;通信對(duì)分別設(shè)計(jì)預(yù)編碼向量與濾波向量;計(jì)算系統(tǒng)的頻譜效率;遍歷得到使系統(tǒng)頻譜效率最大的導(dǎo)向因子組合;根據(jù)最佳導(dǎo)向因子組合確定導(dǎo)向信號(hào)的預(yù)編碼以及發(fā)射功率;通信發(fā)射機(jī)構(gòu)造導(dǎo)向信號(hào),與期望信號(hào)一同向其目標(biāo)通信接收機(jī)發(fā)送,實(shí)現(xiàn)干擾導(dǎo)向;通信接收機(jī)恢復(fù)期望數(shù)據(jù);
所述基于空域與功率自適應(yīng)的干擾導(dǎo)向方法具體步驟如下:
步驟一,各基站之間實(shí)現(xiàn)信道狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)信息共享;
步驟二,各通信對(duì)分別根據(jù)各自的信道矩陣設(shè)計(jì)通信預(yù)編碼向量與濾波向量;
步驟三,兩個(gè)通信對(duì)根據(jù)各自的接收信號(hào)計(jì)算各自的頻譜效率C0和C1,并得到整個(gè)系統(tǒng)的頻譜效率C=C0+C1;
步驟四,通過遍歷的方法得到使通信系統(tǒng)的頻譜效率最大的導(dǎo)向因子ki的值;
步驟五,各基站根據(jù)得到的導(dǎo)向因子的值計(jì)算各自的導(dǎo)向信號(hào)的預(yù)編碼向量和發(fā)射功率的值;
步驟六,各基站構(gòu)造干擾導(dǎo)向信號(hào)si(i=0,1):各基站根據(jù)干擾導(dǎo)向信號(hào)的預(yù)編碼向量和發(fā)射功率的值構(gòu)造各自的干擾導(dǎo)向信號(hào)si(i=0,1);
步驟七,各通信發(fā)射機(jī)將干擾導(dǎo)向信號(hào)si(i=0,1)與期望信號(hào)一同發(fā)送給各自的通信接收機(jī),各通信發(fā)射機(jī)采用干擾導(dǎo)向信號(hào)可以對(duì)其通信接收機(jī)受到的干擾進(jìn)行導(dǎo)向,還可以最小化導(dǎo)向信號(hào)的副作用;通信接收機(jī)采用濾波向量對(duì)其期望數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù),使干擾得到有效的消除,并且,由于導(dǎo)向信號(hào)與干擾攜帶相同的數(shù)據(jù)信息,在產(chǎn)生干擾的通信發(fā)射機(jī)所對(duì)應(yīng)的通信接收機(jī)處可以對(duì)導(dǎo)向信號(hào)的功率進(jìn)行收集,最大化通信系統(tǒng)的頻譜效率;
所述步驟三具體包括:
1),各基站發(fā)送的導(dǎo)向信號(hào)滿足其中,和分別表示移動(dòng)臺(tái)MSj接收到的干擾信號(hào)ii與其期望信號(hào)同向的分量和正交的分量,和分別表示基站BSi發(fā)送的導(dǎo)向信號(hào)si與移動(dòng)臺(tái)MSi的期望信號(hào)同向的分量和正交的分量,其中ki表示基站BSi發(fā)送的導(dǎo)向信號(hào)si的導(dǎo)向因子,其中導(dǎo)向因子ki表示和的強(qiáng)度的比值;
2),基站根據(jù)導(dǎo)向信號(hào)si的導(dǎo)向因子ki以及信道矩陣Hij(i,j=(0,1)),計(jì)算導(dǎo)向信號(hào)的預(yù)編碼向量或(i=1,m=0),其表達(dá)式為:
其中,為BSi發(fā)送的導(dǎo)向信號(hào)si的預(yù)編碼向量,為關(guān)于期望信號(hào)di的投影矩陣,
3),基站根據(jù)導(dǎo)向信號(hào)si的導(dǎo)向因子ki計(jì)算導(dǎo)向信號(hào)的發(fā)射功率或(i=1,m=0),其表達(dá)式為:
其中,PT是基站BSi的發(fā)射總功率,為導(dǎo)向信號(hào)si的發(fā)射功率,a=||k0a-b||2,b=||k1c-d||2;
步驟3d,基站根據(jù)得到的與導(dǎo)向因子組合有關(guān)的各導(dǎo)向信號(hào)的預(yù)編碼向量以及發(fā)射功率的表達(dá)式,進(jìn)一步得到與導(dǎo)向因子組合有關(guān)的系統(tǒng)頻譜效率C=C0+C1的表達(dá)式;
所述步驟四具體包括:
(a),基站根據(jù)公式得到a和b的取值范圍為:或者
(b),基站根據(jù)a和b的取值范圍得到k0和k1滿足的條件如下:
或者
其中,aHa=a1,bHb=b1,cHc=c1,dHd=d1,aHb=mRe+mImj,bHa=mRe-mImj,cHd=nRe+nImj,dHc=nRe-nImj,上標(biāo)Re與Im分別表示該數(shù)的實(shí)部和虛部;
(c),各基站根據(jù)k0和k1的取值需要滿足的約束條件,通過遍歷搜索得到使通信系統(tǒng)的頻譜效率最大的導(dǎo)向因子組合(k0,k1)的值。
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