专利名称：基于周期性差分反馈的干扰对齐技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于周期性差分反馈的干扰对齐技术。
背景技术：
无线通信系统性能和容量常常受到干扰的限制，通过抑制或者消除干扰就能提高无线通信系统性能。干扰对齐技术通过联合设计发射端的预编码以及接收端干扰消除方案实现资源利用率的提高。但是干扰对齐技术实现的一个困难就是发送端需要信道信息来预编码分离干扰空间与信号空间，而它并不能通过自己测得。
差分反馈技术是信道传输的重要手段，即发送端需要信道信息，信道信息可通过导频等方法在接收端测得，因此可采用接收端反馈信道信息的方法解决该问题。另外如果考虑信道具有时间相关性，即发送端现在需要第η个时间段的信道信息，而它已知η-i个时间段的，接收端可以只反馈这两信道信息的差值，在发送端利用这个差值和第η-i个时间段的信道信息重建出第η个时间段的信道信息，差分反馈的方法能进一步压缩反馈比特数，并使发送端拥有信道信息以设计干扰对齐的预编码矩阵。可见，差分反馈信道信息应用于干扰对齐技术中的问题在于，它假设了信道可在接收端无误测量，并忽略了信道过期的问题，而这两个问题对于发送端获得正确的信道信息以设计干扰对齐的预编码矩阵是至关重要的，尤其信道过期是差分反馈的一个严重问题，当信道过期较严重时，会使干扰无法在接收端对齐，也就不能消除干扰的影响，导致最终通信性能下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于周期性差分反馈的干扰对齐技术，能使反馈得到的信道信息与真实值的误差最小，消除干扰的影响，实现一个周期内平均系统容量的最大化，提高通信性能。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的基于周期性差分反馈的干扰对齐技术，它包含以下步骤(I)计算最优反馈周期初始化系统，在接收端测信道信息，初算初始的反馈周期，运行系统，计算初始的反馈周期内相邻信道之间的过期程度，同时测量该相邻信道之间的误差并量化该误差，平衡初始的反馈周期对过期程度与误差的影响，在接收端计算出系统的最优反馈周期；(2)反馈差分后的信道信息在最优反馈周期的第η个周期，其中η为大于I的自然数，接收端先测量这一时刻的信道信息，并通过与第η-i个周期的信道信息差分，计算出差分信道信息，在第η个周期的反馈周期内将差分信道信息通过上行反馈信道将信道信息反馈回发射端，到第η个周期结束即第η+1个周期开始时反馈回全部信道信息；(3)重建信道信息
发送端通过第η周期的反馈，获得差分信息，与之前获得的η-i周期信道信息重建出第η个周期的信道信息；(4)在第η+1个周期时，发送端通过第η个周期的信道信息设计出预编码矩阵，并同时在接收端设计出干扰消除方案，分离并消除接收端的信号干扰。在因果性条件下，系统存在信道过期的问题，并且随着周期的增加，信道过期越来越严重。假设信道在每个时间段内不变，而且信道在时间上具有相关性，即Ηη=αΗηΛ +Vl-a:/r.淇中Hn表示第η个时间段的信道，Hlri表示第η_1个时间段的信道，它们是具有相同方差和均值的复高斯分布，α为两时刻信道间的相关系数，Wn是方差与H相同的复高斯分布的白噪声。在反馈时，只需要反馈两个时间段信道间的差值。此时，由于因果性，每个时间段反馈该时间段的信道信息，只能在后一个时间 段被用来设计发送端的预编码矩阵，即第η个时间段的信道信息在第η+1个时间段才能在发送端重建得到，所以它只能用于第η+1个时间段的预编码矩阵的设计。这就是信道过期的问题，并且随着每个周期时间变长，信道相关性下降，利用上一周期设计的预编码矩阵与干扰消除方案的干扰消除变得不彻底，信道过期问题严重。因为两周期间的信道信息相关性随周期长度增加而减小，因此信道周期越小越好。另一方面，由于反馈信道容量一定,而反馈比特数Nf = CfXT,其中Cf为上行反馈信道的信道容量，T为一个时间段的时间长度，即反馈周期。随着反馈周期变长，反馈比特数增多，量化得更精确，反馈时信道信息的量化误差减小，干扰消除得更彻底，因此信道周期越长越好。通过以上分析，接收端测量误差，量化误差以及信道过期的诸多实际应用中会遇到的问题，他们会大幅降低系统性能，并且对系统容量产生影响。据此这些影响是对于信道反馈周期敏感的，反馈周期增加会加大量化误差而减小信道过期的影响，反馈周期长度存在一个权衡的问题，并且存在一个最优值，本发明旨在计算出这个最优的反馈周期，使发送端得到的信道信息与真实值间误差最小，并将此算法应用于干扰消除技术中，优化干扰消除能力与系统性能。本发明方法的有益效果在于通过联合考虑信道反馈周期的影响因素，在上行反馈信道容量给定的情况下，计算出最优的反馈周期，使反馈得到的信道信息与真实值的误差最小，使接收端能够从信号中分离出干扰并将其消除，实现了一个周期内平均系统容量的最大化，优化了干扰消除能力与系统性能。
图I为本发明的原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。如图I，基于周期性差分反馈的干扰对齐技术，它包含以下步骤(I)计算最优反馈周期初始化系统，在接收端R测信道信息，初算初始的反馈周期，运行系统，计算初始的反馈周期内相邻信道之间的过期程度，同时测量该相邻信道之间的误差并量化该误差，平衡初始的反馈周期对过期程度与误差的影响，在接收端R计算出系统的最优反馈周期；(2)反馈差分后的信道信息在最优反馈周期的第η个周期，其中η为大于I的自然数，接收端R先测量这一时刻的信道信息，并通过与第η-i个周期的信道信息差分，计算出差分信道信息，在第η个周期的反馈周期内将差分信道信息通过上行反馈信道将信道信息反馈回发射端，到第η个周期结束即第η+1个周期开始时反馈回全部信道信息；(3)重建信道信息发送端T通过第η周期的反馈，获得差分信息，与之前获得的 η-i周期信道信息重建出第η个周期的信道信息；(4)在第η+1个周期时，发送端T通过第η个周期的信道信息设计出预编码矩阵，并同时在接收端R设计出干扰消除方案，分离并消除接收端R的信号干扰。另外本发明通过联合考虑测量误差，量化误差以及信道过期问题而提出的最优化反馈周期的算法，不仅可应用于干扰对齐技术，还可应用于3G，4G等各种在发送端需要信道信息的场景下，最优化反馈周期的差分反馈可以最大限度减小反馈比特数和待反馈的信道信息与真实信道信息的误差，从而提升通信系统性能。
权利要求
1.基于周期性差分反馈的干扰对齐技术，其主要特征在于它包含以下步骤 (1)计算最优反馈周期 初始化系统，在接收端测信道信息，初算初始的反馈周期，运行系统，计算初始的反馈周期内相邻信道之间的过期程度，同时测量该相邻信道之间的误差并量化该误差，平衡初始的反馈周期对过期程度与误差的影响，在接收端计算出系统的最优反馈周期； (2)反馈差分后的信道信息 在最优反馈周期的第η个周期，其中η为大于I的自然数，接收端先测量这一时刻的信道信息，并通过与第η-i个周期的信道信息差分，计算出差分信道信息，在第η个周期的反馈周期内将差分信道信息通过上行反馈信道将信道信息反馈回发射端，到第η个周期结束即第η+1个周期开始时反馈回全部信道信息； (3)重建信道信息 发送端通过第η周期的反馈，获得差分信息，与之前获得的η-i周期信道信息重建出第η个周期的信道信息； (4)在第η+1个周期时，发送端通过第η个周期的信道信息设计出预编码矩阵，并同时在接收端设计出干扰消除方案，分离并消除接收端的信号干扰。
全文摘要
本发明公开了基于周期性差分反馈的干扰对齐技术，它包含以下步骤(1)计算最优反馈周期；(2)反馈差分后的信道信息；(3)重建信道信息；(4)在第n+1个周期时，发送端通过第n个周期的信道信息设计出预编码矩阵，并同时在接收端设计出干扰消除方案，分离并消除接收端的信号干扰。本发明的有益效果是通过联合考虑信道反馈周期的影响因素，在上行反馈信道容量给定的情况下，计算出最优的反馈周期，使反馈得到的信道信息与真实值的误差最小，使接收端能够从信号中分离出干扰并将其消除，实现了一个周期内平均系统容量的最大化，优化了干扰消除能力与系统性能。
文档编号H04L1/00GK102769518SQ20121024570
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者周明昕, 宋令阳 申请人:遵义天义利威机电有限责任公司