Y信道中的干扰消除方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信领域，尤其是Y信道中干扰消除方法。
【背景技术】
[0002] 中继技术可W扩展小区覆盖范围，消除或减少通信盲点，是当前无线通信技术的 研究热点之一。人们对中继信道的模型从不同的角度进行了扩展，提出了多用户双向中继 信道和多用户多向中继信道等模型，Y信道就是其中的一种。
[0003] Y信道模型包含多个用户和1个中继节点。用户之间没有直接的链路，每个用户 通过中继节点向其他用户发送信息。假定所有的节点都采用半双工模式，并且都已知信道 状态信息。Y信道的传输模式分为S种，分别是TDMA模式、MU-MIMO模式和两时隙传输模 式。两时隙传输模式中，第一时隙称为多址（MultipleAccess,M)阶段，第二时隙称为广 播炬roadcast，BC)阶段。在M阶段，多个用户向中继节点发送信号。在BC阶段，中继节 点对接收到的信号译码并且对译码得到的信号进行网络编码，然后转发给所有用户。
[0004] 文章"PerformanceOptimizationofMIMOYchannels:InterferenceAlignment andSignalDetection"给出了一种Y信道中信号的传输方法及译码方法。在该方法中，用 户对其发送信号进行信号空间对齐预编码，中继节点在译码前对接收信号进行波束赋形处 理，需要多次迭代才能得到最优的波束赋形向量，计算波束赋形向量的复杂度较高。
【发明内容】
[0005] 针对已有方案运算复杂度较高的问题，本发明提出了一种Y信道中的干扰消除方 法，适用于S个用户和一个中继节点的Y信道，且用户和中继节点都配置4根天线，该方法 能降低运算复杂度。
[0006] 实现本发明的技术思路是；在M阶段，每个用户对其调制信号进行Alamouti编 码W及干扰对齐预编码，然后将预编码后的码字进行组合并且发送出去，中继节点利用 Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性进行译码；在BC阶段，中继节点将M阶段 译码得到的信号进行Alamouti编码W及预编码，然后将预编码后的码字进行组合并且发 送出去，S个用户利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性分别译码中继节点 发送的信号，进而得到自身的期望接收信号。
[0007] 本发明的具体步骤如下：
[000引A，用户1对其调制信号进行空时编码，得到两个空时码字，用户2对其调制信号进 行空时编码，得到两个空时码字，用户3对其调制信号进行空时编码，得到两个空时码字， 然后=个用户分别对码字进行预编码，最后将预编码后的码字发送出去；
[0009] B，中继节点根据用户i到中继节点的信道矩阵电译码每对码字的元素，i= 1,2,3 ；
[0010] C，中继节点对步骤B译码得到的符号进行Alamotui编码并且对其中的两个码字 进行预编码，然后将预编码后的码字组合并且发送出去；
[0011] D，用户1译码得到用户2期望发送给用户1的信号w及用户3期望发送给用户1 的信号；
[0012]E，用户2译码得到用户1期望发送给用户2的信号W及用户3期望发送给用户2 的信号；
[0013]F，用户3译码得到用户1期望发送给用户3的信号W及用户2期望发送给用户3 的信号。
[0014] 进一步，所述步骤A具体包括：
[0015]A1，用户1对其调制信号sksi进行Alamouti编码，k= 1，2,得到用户1期望发 送给用户2的2X2的码字S,i，
（?r表示共辆，用户1对其调制信 号skji进行Alamouti编码，k= 1，2,得到用户1期望发送给用户3的2X2的码字S31，
I('r表示共辆；
[0016]A2,用户2对其调制信号sk。进行Alamouti编码，k= 1，2,得到用户2期望发 送给用户1的2X2的码字Si2，
I表示共辆，用户2对其调制信 号skjs进行Alamouti编码，k= 1，2,得到用户2期望发送给用户3的2X2的码字832，
，（?r表示共辆；
[0017]A3,用户3对其调制信号sk。进行Alamouti编码，k= 1，2,得到用户3期望发 送给用户1的2X2的码字Si3，
（?r表示共辆，用户3对其调制信 号sk23进行Alamouti编码，k= 1，2,得到用户3期望发送给用户2的2X2的码字823，
，（?r表示共辆；
[001引 A4，S个用户根据用户i到中继节点的信道矩阵电计算得到2X2的预编码矩阵 Vl2、V21、Vl3、V23、V31、V32，i= 1，2,3，也的阶数为 4X4,预编码矩阵满足HiV21=H3Vi2、H2V31 =H5V1占H4V32=HeV23，其中，Hi是HK1的前两列组成的矩阵，H2是HK1的后两列组成的矩阵，H3 是咕2的前两列组成的矩阵，H4是的后两列组成的矩阵，Hg是的前两列组成的矩阵， He是的后两列组成的矩阵；
[0019]A5,用户1分别用V21和V31对S21和S31进行预编码，得到V21S21和V3&1;用户2分 另IJ用V。和V32对S12和S32进行预编码，得到V12S。和V32S32;用户3分别用V。和V23对S。和 S23进行预编码，得到V13S13和V23S23;
[0020] A6，在相同的时间内，S个用户分别发送
到中继节 点。
[0021] 进一步，所述步骤B具体包括：
[00。] B1，中继节点用Ri表示步骤A6中的接收信号，R河W表示为Ri=H3(S2i+Si2)+Hs( S3i+Si3)+HeV23(S32+S23)+NKl，Nm是步骤A6中中继节点接收到的噪声矩阵，Ri和Nm的阶数均 为 4X2 ;
[002引 B2，S2i+Si2、S3i+S。和S32+S23都具有Alamouti码字的结构，中继节点利用Alamouti 码字对应的等效信道矩阵的正交特性译码S21+S12的元素、S31+S13的元素和S32+S23的元素， 用ai和a2表示译码S21+S。的元素得到的符号，用b1和b2表示译码S31+S。的元素得到的符 号，用Cl和C康示译码S32+S23的元素得到的符号。
[0024] 进一步，所述步骤C具体包括；
[0025] C1，中继节点对ai和曰2进行Alamouti编码，得到码字
中继节点对 bi和bg进行Alamouti编码，得到码字
，中继节点对Ci和c2进行Alamouti编 码，得到码字
[0026] C2,中继节点对A和B进行预编码，得到UiA和峭，其中，Ui和U2是用户和中继节 点都已知的预编码矩阵，两者的取值只要满足Ui声U2即可；
[0027] C3,中继节点发送
[002引进一步，所述步骤D具体包括：
[0029]D1，用户1用Yi表示步骤C3中的接收信号，Y1的阶数为4X2,其表达形式为Y1= 化B+H2ikC+Nie，Hue是H1E的前两列组成的矩阵，H21K是H1K的后两列组成的矩阵，H1K 是中继节点到用户1的信道矩阵，Hic的阶数为4X4,N1C是阶数为4X2的噪声；
[0030] D2,用户1根据Yi的表达式W及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性， 译码A中的两个元素，即译码A的第一列的元素，用a/和32'表示译码得到的符号；
[0031] D3,用户1根据Yi的表达式W及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性， 译码B中的两个元素，即译码B的第一列的元素，用V和b2'表示译码得到的符号；
[0032] D4,用户1用a/减sisi并且用32'减s22i，得到用户2期望发送给用户1的信号， 分别是a/ -slsi和 32' -s22i;
[0033] D5,用户1用bi'减SI31并且用b2'减s23i，得到用户3期望发送给用户1的信号， 分别是b/ -gigi和ba'
[0034] 进一步，所述步骤E具体包括：
[003引 E1，用户2用Y2表示步骤C3中的接收信号，Y2的阶数为4X2,其表达形式为Y2= H121AA+H。化B+H22KC+N2K，Hi2k是H的前两列组成的矩阵，H22K是H的后两列组成的矩阵，H是中继节点到用户2的信道矩阵，H2C的阶数为4X4,N2K是阶数为4X2的噪声；
[0036] E2,用户2根据Y2的表达式W及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性， 译码A中的两个元素，即译码A的第一列的元素，用ai"和32"表示译码得到的符号；[0037] E3,用户2根据Y2的表达式W及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性， 译码C中的两个元素，即译码C的第一列的元素，用Cl"和C2"表示译码得到的符号；
[003引 E4,用户2用a/减s\2并且用32"减得到用户1期望发送给用户2的信号， 分别是a/' -s\2和 32" -s2i2;
[0039]E5,用户2用Cl"减SI32并且用C2"减s232,得到用户3期望发送给用户2的信号， 分别是Cl" -SI32和C2" -s232。
[0040] 进一步，所述步骤F具体包括；
[0041] F1，用户3用Ys表示步骤C3中的接收信号，Y3的阶数为4X2,其表达形式为Y3 = Hi3kUiA+Hi3kU2B+H23kC+N3k，Hi3k是H3K的前两列组成的矩阵，H23K是H3K的后两列组成的矩阵，H3K 是中继节点到用户3的信道矩阵，Hsc的阶数为4X4,N3K是阶数为4X2的噪声；
[0042]F2,用户3根据Ys的表达式W及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性， 译码B中的两个元素，即译码B的第一列的元素，用4和4表示译码得到的符号；
[0043]F3,用户3根据Ys的表达式W及Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性， 译码C中的两个元素，即译码C的第一列的元素，用q和4表示译码得到的符号；
[0044] F4,用户3用&减si。并且用4减s2。，得到用户1期望发送给用户3的信号，分别 是 和；
[0045]F5,用户3用马减si23并且用句减s223,得到用户2期望发送给用户3的信号，分别 乃￡Cj_ 5。和 <?2 _ 占。。
[0046] 与现有方案相比，本发明的S个用户采用Alamouti编码，中继节点利用Alamouti 码字对应的等效信道矩阵的正交特性译码每对码字的元素，不需要对接收信号进行波束赋 形，从而其减低了运