一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)了一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法，該方法解決了多天線D2D通信在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中D2D通信鏈路復(fù)用蜂窩下行資源情況下，蜂窩基站與D2D終端和D2D終端之間的干擾問(wèn)題；該方法通過(guò)分析本地信道信息，并經(jīng)正反向迭代運(yùn)算選取用于干擾對(duì)齊的預(yù)編碼矩陣和信道壓縮矩陣，從而降低復(fù)用下行鏈路資源時(shí)，D2D通信用戶與蜂窩用戶、基站之間的干擾，以此提高整個(gè)通信系統(tǒng)的容量和能量效率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)設(shè)及一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法，屬于計(jì)算機(jī)通訊的技 術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
D2D通信（即；終端直通通信）是由系統(tǒng)控制，允許鄰近的終端在近距離范圍內(nèi)使 用蜂窩頻譜資源，是通過(guò)直連鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男滦图夹g(shù)。下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)速率、 容量的要求越來(lái)越高，但是可用于移動(dòng)通信的頻譜資源十分有限。D2D通信是通過(guò)復(fù)用小 區(qū)資源來(lái)提高頻譜利用率，提高整個(gè)小區(qū)的通信速率。但是，D2D通信之間需要化合理的方 式對(duì)資源的復(fù)用進(jìn)行管理，無(wú)序的資源復(fù)用不僅無(wú)法改善系統(tǒng)性能，反而可能因重用相同 資源的D2D通信鏈路間距離過(guò)近而產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾。而干擾對(duì)齊可W有效解決復(fù)用相同資源 時(shí)產(chǎn)生的干擾，其基本思想是；利用信道狀態(tài)信息，在發(fā)射端對(duì)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，在相應(yīng)的 接收端，通過(guò)濾波或波束成型，將干擾信號(hào)壓縮到一個(gè)維數(shù)較低的干擾子空間中，同時(shí)保證 該干擾子空間獨(dú)立于期望信號(hào)所在的信號(hào)子空間，使接收機(jī)能夠方便地從信號(hào)子空間中獲 得期望的信號(hào)，而不受干擾信號(hào)的影響，并用自由度來(lái)描述整個(gè)系統(tǒng)的容量特征，自由度越 高，系統(tǒng)容量越大，干擾對(duì)齊方法的效果越好。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的在于提出一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法，該方法解決 了多天線D2D通信在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中D2D通信鏈路復(fù)用蜂窩下行資源情況下，蜂窩基站與D2D 終端和D2D終端之間的干擾問(wèn)題。 本專利技術(shù)解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干 擾對(duì)齊方法，該方法包括如下步驟： 步驟1;為發(fā)送端選擇任意預(yù)編碼矩陣，其中巧H蜂窩終端的預(yù)編碼矩陣，巧W是 D2D終端的預(yù)編碼矩陣；[000引步驟2 ;開(kāi)始迭代；步驟3;由【主權(quán)項(xiàng)】1. 一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法，其特征在于，所述方法包括如下步 驟： 步驟1 :為發(fā)送端選擇任意預(yù)編碼矩陣，其中Pf1是蜂窩終端的預(yù)編碼矩陣，匕是D2D 終端的預(yù)編碼矩陣； 步驟2 :開(kāi)始迭代；擾協(xié)方差矩陣]和D2D用戶接收端的干擾協(xié)方差矩陣忠]; 其中，Vdw和Udw分別是第k個(gè)D2D發(fā)送端的預(yù)編碼矩陣和干擾壓縮矩陣；V和U， 分別是第k個(gè)蜂窩發(fā)送端（基站）的預(yù)編碼矩陣和干擾消除矩陣；H代表第j個(gè)基站到 第k個(gè)D2D接收端的信道增益，F(xiàn)m代表第j個(gè)D2D發(fā)送端到第k個(gè)D2D接收端的信道增 益； 步驟4 :由計(jì)算出第k個(gè)D2D發(fā)送端的干擾消除矩陣Ud和第k 個(gè)基站（蜂窩用戶的發(fā)送端）的干擾消除矩陣#];其中，umin{eig(A)}表示矩陣A的最小 特征值對(duì)應(yīng)的特征向量； 步驟5:根據(jù)信道的互易性，得出反向蜂窩和D2D信道發(fā)送端的預(yù)編碼矩陣分別為其中，P/]和斤/]分別是第k個(gè)D2D接收端的預(yù)編碼矩陣和干擾壓縮矩陣；f力和 分別是第k個(gè)基站信號(hào)接收端的預(yù)編碼矩陣和干擾消除矩陣；fim代表第k個(gè)D2D接 收端的信道增益到第j個(gè)基站，#k]代表第k個(gè)D2D接收端到第j個(gè)D2D發(fā)送端的信道增 益； 步驟7 :由IS=DminWMgi;1,)]計(jì)算出反向信道的干擾消除矩陣； 步驟8 :根據(jù)信道的互易性，有F/A-]=記](méi),巧=忒]; 步驟9 :返回上述步驟2,直到收斂完成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法，其特征在于： 所述方法的每個(gè)用戶以最小化自身干擾泄露為目標(biāo)；所有用戶終端的干擾泄露之和小于一 個(gè)閾值，則稱為收斂。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法，其特征在于， 所述方法的每個(gè)用戶的干擾泄露為：I= ，為了衡量 總干擾泄露的收斂性，定義總的干擾泄露（WLI)為：為第k個(gè)接收端有用信號(hào)的自由度；蘆W:是第k個(gè)反向接收端，S卩：發(fā)送端的功率。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法，其特征在于， 所述方法的干擾泄露在經(jīng)過(guò)若干次迭代之后是必然收斂的，包括： WLI在第k個(gè)接收端的體現(xiàn)為：5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法，其特征在于，每一次的迭代中，總干擾泄露WLI會(huì)逐次減小，其理論最佳值為O;而在實(shí)際情況中，不可能 無(wú)線迭代下去，只需要根據(jù)鏈路情況設(shè)定相符合的閾值，經(jīng)過(guò)若干次的迭代之后，干擾泄露 總和WLI小于該閾值，則認(rèn)為本專利技術(shù)最終結(jié)果收斂，得出最終結(jié)果。【專利摘要】本專利技術(shù)公開(kāi)了一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法，該方法解決了多天線D2D通信在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中D2D通信鏈路復(fù)用蜂窩下行資源情況下，蜂窩基站與D2D終端和D2D終端之間的干擾問(wèn)題；該方法通過(guò)分析本地信道信息，并經(jīng)正反向迭代運(yùn)算選取用于干擾對(duì)齊的預(yù)編碼矩陣和信道壓縮矩陣，從而降低復(fù)用下行鏈路資源時(shí)，D2D通信用戶與蜂窩用戶、基站之間的干擾，以此提高整個(gè)通信系統(tǒng)的容量和能量效率。【IPC分類】H04L1-00【公開(kāi)號(hào)】CN104717035【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510090159【專利技術(shù)人】邵世祥, 李寧騛 【申請(qǐng)人】南京郵電大學(xué)【公開(kāi)日】2015年6月17日【申請(qǐng)日】2015年2月27日本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于D2D通信的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的干擾對(duì)齊方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：步驟1：為發(fā)送端選擇任意預(yù)編碼矩陣，其中是蜂窩終端的預(yù)編碼矩陣，是D2D終端的預(yù)編碼矩陣；步驟2：開(kāi)始迭代；步驟3：由Qc[k]=Σj=1,j≠kLP[j]d[i]H[kj]Vc[j][Vc[j]]H[H[kj]]HQd[k]=Σj=1RP[j]d[j]F[kj]Vd[j][Vd[j]]H[F[kj]]H]]>分別計(jì)算出蜂窩用戶接收端的干擾協(xié)方差矩陣和D2D用戶接收端的干擾協(xié)方差矩陣其中，Vd[k]和Ud[k]分別是第k個(gè)D2D發(fā)送端的預(yù)編碼矩陣和干擾壓縮矩陣；Vc[k]和Uc[k]分別是第k個(gè)蜂窩發(fā)送端(基站)的預(yù)編碼矩陣和干擾消除矩陣；H[kj]代表第j個(gè)基站到第k個(gè)D2D接收端的信道增益，F(xiàn)[kj]代表第j個(gè)D2D發(fā)送端到第k個(gè)D2D接收端的信道增益；步驟4：由計(jì)算出第k個(gè)D2D發(fā)送端的干擾消除矩陣Ud[k]和第k個(gè)基站(蜂窩用戶的發(fā)送端)的干擾消除矩陣其中，υmin{eig(A)}表示矩陣A的最小特征值對(duì)應(yīng)的特征向量；步驟5：根據(jù)信道的互易性，得出反向蜂窩和D2D信道發(fā)送端的預(yù)編碼矩陣分別為V←c[k]=Uc[k]]]>及V←d[k]=Uc[k];]]>步驟6：利用Q←c[j]=Σk=1,j≠kRP←[k]d←[k]H←[jk]V←c[k][V←c[k]]H[H←[jk]]HQ←d[j]=Σk=1,j≠kLP←[k]d←[k]F←[jk]V←d[k][V←d[k]]H[F←[jk]]H]]>分別計(jì)算出反向信的干擾協(xié)方差矩陣和其中，和分別是第k個(gè)D2D接收端的預(yù)編碼矩陣和干擾壓縮矩陣；和分別是第k個(gè)基站信號(hào)接收端的預(yù)編碼矩陣和干擾消除矩陣；代表第k個(gè)D2D接收端的信道增益到第j個(gè)基站，代表第k個(gè)D2D接收端到第j個(gè)D2D發(fā)送端的信道增益；步驟7：由計(jì)算出反向信道的干擾消除矩陣；步驟8：根據(jù)信道的互易性，有步驟9：返回上述步驟2，直到收斂完成。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邵世祥，李寧騛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京郵電大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32