一种基于干扰对齐的预编码系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及射频领域，具体地，涉及一种基于干扰对齐的预编码系统和方法。
【背景技术】
[0002] 多小区、多用户MIM0系统指由若干个小区（每个小区内有一个基站（Base Station,BS))和若干个用户（UserEquipment,肥）组成的系统。在此系统中BS和肥都可 具有多根天线，BS使用相同的频率资源同时服务多个用户。与单用户MIM0系统相比，多用 户MIM0可有效提升系统容量，因而被认为是下一代无线通信关键技术之一，受到标准化组 织，如3GPP等的重视。
[000引然而在多小区、多用户MIM0系统下行传输中，当某个BS(发射端）向其所在小区 内的用户（接收端）发送信息时，由于系统的频率复用因子为1，该BS会对其他小区中的用 户造成干扰，此干扰为小区间干扰（inter-cellinterference,ICI);同时由于BS使用相 同的频率资源同时服务多个用户，小区内的多个用户间还会存在共信道干扰（inter-user inte计erence，IUI)。小区间干扰和小区内用户间干扰的同时存在，导致系统性能受到干扰 的严重限制，因此，有效的干扰抑制技术，是各研究机构一直努力的目标。干扰对齐技术是 近年兴起的一种极具潜力的新型干扰抑制方式，该技术可大幅提升系统容量。干扰对齐技 术使用自由度（Degreeof化eedom，DoF,又称复用增益）来评估系统容量，且评估的准确度 随信噪比（SNR)的增加而提高。干扰对齐技术的出现为干扰抑制开辟了新方向，可应用于 配置单天线/多天线的系统中，无需终端复杂的结构设计并且对无需改动现有的网络构架 和协议接口，通过利用TDD系统信道互易性，可W在不共享数据的情况下实现小区间干扰 抑制。因此干扰对齐技术受到国内外各大学术、研究机构的广泛关注。
[0004]干扰对齐的基本思想是在发射端设计预编码矩阵，将干扰信号限制在特定的接收 信号子空间内，预留出另一部分无干扰的信号空间用于数据的传输。然而利用干扰对齐技 术的基础是发射端需要获得全局信道状态信息。在多用户MIM0系统下行传输中，用户可通 过反馈链路把有用信道W及干扰信道的信道状态信息反馈给服务该用户的BS，然后在BS 问通过X2接口共享信息，进行数据传输。在多用户MIM0系统中使用干扰对齐技术设计合 适的预编码矩阵消除干扰，也需要各用户向所有BS反馈完整的CSI，该CSI未经任何处理， 所需反馈链路容量载荷较大，在一定程度上影响系统的频谱效率。因此，若将干扰对齐技术 应用于多小区、多用户MIM0系统，在BS通过反馈获得信道状态信息的反馈过程中，还有很 多问题需要解决。
[0005]在发射端天线数目为M、接收端天线数目为N的单用户MIM0系统中，即对应每个小 区中只有一个用户，且小区i中的BSi只为小区i中用户服务（此时，小区编号、小区内BS 编号，小区内用户编号都为i)要通过干扰对齐技术消除干扰并传输有用信号，必须满足W 下两个准则
【主权项】
1. 一种干扰对齐的方法，应用于多小区、多用户MIMO系统中，包括：基站将小区中的多 用户划分为若干用户组，并通知所述用户分组信息；当用户组受到邻小区的干扰时，用户组 内的用户相互协作进行干扰对齐，所述干扰对齐过程中，用户组之间不协作。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于： 所述用户组内的用户相互协作进行干扰对齐具体包括： 用户组内的用户依据干扰对齐准则联合设计各自的接收处理矩阵，使得组内所有用户 将来自相同邻小区的干扰对齐到同一或同几个干扰子空间中。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于： 所述当用户组受到邻小区的干扰时，用户组内的用户相互协作进行干扰对齐具体包 括： 用户判断来自相同邻小区的干扰是否为强干扰，若是，则用户组内的用户相互协作进 行干扰对齐。
4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于： 所述用户组内的用户联合设计各自的接收处理矩阵时，遵循以下干扰对齐准则：
其中，表示来自小区m的对小区1中用户组G中用户k的干扰信道，K'表示各用 户组中用户数目，表示来自小区m的对用户组[G，1]中所有用户的被对齐后的等效 干扰信道。
5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于： 所述基站将小区中的多用户划分为若干用户组时考虑以下因素的一种或多种： 用户所在地理区域、资源调度、资源分配。
6. -种基于干扰对齐的预编码方法，应用于多小区、多用户MIMO系统中，包括： 基站将小区中的多用户划分为若干用户组，并通知所述用户分组信息； 当用户组受到邻小区的干扰时，用户组内的用户相互协作进行干扰对齐，所述干扰对 齐过程中，用户组之间不协作； 所述用户将有用信道信息上报给为其服务的基站，以及将干扰空间信息上报给所述干 扰的邻小区的基站； 基站根据用户上报的所述有用信道信息和干扰空间信息为用户进行预编码。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于： 所述用户组内的用户相互协作进行干扰对齐具体包括： 用户组内的用户依据干扰对齐准则联合设计各自的接收处理矩阵，使得组内所有用户 将来自相同邻小区的干扰对齐到同一或同几个干扰子空间中。
8. 如权利要求6所述的方法，其特征在于： 所述当用户组受到邻小区的干扰时，用户组内的用户相互协作进行干扰对齐具体包 括： 用户判断来自相同邻小区的干扰是否为强干扰，若是，则用户组内的用户相互协作进 行干扰对齐。
9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于： 所述每组内的用户联合设计各自的接收处理矩阵时，遵循以下干扰对齐准则：
其中，表示来自小区m的对小区1中用户组G中用户k的干扰信道，K'表示各用 户组中用户数目，二尸表示来自小区m的对用户组[G，1]中所有用户的被对齐后的等效 干扰信道。
10. 如权利要求6所述的方法，其特征在于： 所述基站将小区中的多用户划分为若干用户组时考虑以下因素的一种或多种： 用户所在地理区域、资源调度、资源分配。
11. 如权利要求6所述的方法，其特征在于： 所述用户上报的有用信道信息为将用户的信道信息进行降秩处理后获得。
12. -种用户设备，其特征在于，包括： 协商模块，用于与用户组内的其他用户设备协商互通信息； 干扰对齐模块，用于在当用户组受到邻小区的干扰时，通过所述协商模块与组内的其 他用户相互协作进行干扰对齐，所述干扰对齐过程中，用户组之间不协作。
13. 如权利要求12所述的用户设备，其特征在于： 所述用户设备还包括： 干扰检测模块，用于当用户受到邻小区的干扰时，通知协商模块和干扰对齐模块与用 户组的其他用户协商进行干扰对齐。
14. 如权利要求12或13所述的用户设备，其特征在于： 所述用户组内的用户相互协作进行干扰对齐具体包括： 用户组内的用户依据干扰对齐准则联合设计各自的接收处理矩阵，使得组内所有用户 将来自相同邻小区的干扰对齐到同一或同几个干扰子空间中。
15. -种基站，其特征在于，包括： 用户分组模块，用于将小区中的多用户划分为若干用户组，并通知所述用户分组信 息； 用户反馈接收模块，用于接收用户组内的用户反馈的有用信道信息以及干扰空间信 息； 预编码模块，用于根据所述用户反馈接收模块接收的所述有用信道信息以及干扰空间 信息为用户进行预编码。
16. -种基于干扰对齐的预编码系统，包括用户设备组和基站，其特征在于： 基站，用于将小区中的多用户划分为若干用户组，并通知所述用户分组信息，以及接收 用户组内的用户反馈的有用信道信息以及干扰空间信息后，为用户进行预编码； 用户设备组，包括若干用户设备，用于当用户组受到邻小区的干扰时，用户组内的用户 相互协作进行干扰对齐，所述干扰对齐过程中，用户组之间不协作，以及将有用信道信息上 报给为其服务的基站，以及将干扰空间信息上报给所述干扰的邻小区的基站。
【专利摘要】本发明公开了一种干扰对齐的方法，应用于多小区、多用户MIMO系统中，包括：基站将小区中的多用户划分为若干用户组，并通知所述用户分组信息；当用户组受到邻小区的干扰时，用户组内的用户相互协作进行干扰对齐，所述干扰对齐过程中，用户组之间不协作。本发明还公开了一种基于干扰对齐的预编码方法和系统。本发明通过用户的分组联合处理，设计用户各自的接收矩阵，使干扰达到在BS的发射信号空间中对齐的效果。
【IPC分类】H04L1-00, H04L5-00
【公开号】CN104717033
【申请号】CN201310688979
【发明人】王朝炜, 李楠, 张万方, 王程, 张骁, 王帅, 黄琛
【申请人】中兴通讯股份有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年12月13日
【公告号】WO2014180449A1