具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明技术方案的优点更加清楚,下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。
本实施例提供一种信号干扰的处理方法,如图1所示,所述方法包括:
101、基站为与所述基站对应的至少一个用户设备中的各个用户设备分配正交的时频资源。
其中,所述正交的时频资源可以为不同的子载波,或者是不同的时隙,经过这样的分配,使得小区内部各个用户设备不会彼此造成干扰。
102、所述基站获取所述各个用户设备-基站对之间支持的最大自由度。
其中,各个用户设备-基站对之间支持的最大自由度即为用户设备与基站之间能够支持的空间复用流数。
具体地,所述基站配置干扰链路集为Φ={(k,l):k≠l,INRkl>Ti},并且将所述干扰链路集中各个基站-用户设备对的自由度配置为1,然后所述基站根据公式 获取中间变量s的值,所述基站根据所述s的值和预设矩阵B获取所述各个用户设备一基站对之间支持的最大自由度;当所述各个用户设备一基站对之间的自由度小于基站配备的天线数量和所述各个用户设备配备的天线数量的最小值并且s的值大于等于零时,所述基站配置所述各个用户设备一基站对的自由度加1,并判断当前s的值是否小于零;当所述s的值小于零时,所述基站获取所述各个用户设备一基站对自由度中最大的用户设备一基站对自由度并将所述最大的用户设备一基站对自由度减1;所述基站计算当前s的值;当所述基站判断所述预设矩阵B非满行秩时,所述基站获取所述各个用户设备一基站对自由度中最大的用户设备一基站对自由度并将所述最大的用户设备一基站对自由度减1;当所述基站判断所述当前s的值大于等于零并且所述预设矩阵B满行秩时,所述基站获取当前各个用户设备一基站对之间的自由度。
其中,Ti是预设门限,INRkl为干噪比,k为用户设备的编号、1为基站的编号,||||F表示F-范数,表示收端k处的本地噪声功率,Pl为基站的发射功率,N是所述基站配备的天线数量,M是为所述各个用户设备配备的天线数量,dl为所述第1个用户设备一基站对之间的自由度,dk为所述第k个用户设备一基站对之间的自由度,其中,所述预设矩阵B为#Φ×2K维的分块矩阵,#Φ表示Φ中元素的个数,所述矩阵B由矩阵和矩阵组成, (k,l)∈Φ,(k,l)∈Φ,dl为第1个用户设备一基站对之间支持的自由度,dk为第k个用户设备-基站对之间支持的自由度,属于集合 属于集合并且满足rank(Vl)=dl,满足 是dl×dk维的初等变换矩阵,具体是把m×n维的矩阵A的向量化vec(A)变换为vec(AT)的初等变换矩阵,为dl阶的单位矩阵。
103、所述基站根据所述各个用户设备一基站对之间支持的最大自由度获取所述各个用户设备的接收矩阵以及所述基站的发射矩阵。
具体地,所述基站获取任意一组发端预编码矩阵Vl和接收矩阵Uk,为所述Vl配置步长为t,并为所述Uk配置步长为t′,;所述基站根据公式计算所述足R∑,并根据公式 和 分别获取所述R∑关于所述Vl的共轭梯度和关于所述Uk共轭梯度然后所述基站根据所述Vl对应的所述t和所述调整所述Vl,并且根据所述Uk对应的t′和所述调整所述Uk;最后所述基站获取调整后的Vl和Uk,并将所述调整后的Uk发送给编号为k的用户设备。
其中, ρkl=Pl/σk,∑k是在用户设备k处的总接收信号的自相关矩阵,Φk是在用户设备k处的干扰信号与噪声信号的总和的自相关矩阵,ρkl是基站l的发射功率Pl与用户设备k的本地噪声巧σk的比值,为Vl归一后的预编码矩阵。
进一步地,所述基站根据所述Vl对应的所述t和所述调整所述Vl具体包括:所述基站根据公式获取所述V'l,并获取所述V'l对应的R'Σ,然后所述基站判断所述RΣ与所述R'Σ的差值是否大于预设门限T,其中T大于零;当所述差值大于T时,所述基站配置所述Vl为所述V'l,配置所述RΣ为所述R'Σ,配置所述t为t=(1+α)t,α∈(0,1),当所述差值小于等于T时,所述基站配置所述t为t=(1-α)t;然后所述基站判断所述重新配置后的t是否小于预设tmin,当所述t大于等于所述预设tmin时,所述基站根据所述重新配置后的t、所述Vl、所述获取调整后发端预编码矩阵V'l,当所述t小于所述预设tmin时,所述基站获取当前Vl。
所述基站根据所述Uk对应的t'和所述调整所述Uk具体包括:所述基站根据公式获取所述调整后接收矩阵U'k,并获取所述U'k对应的R'Σ,然后所述基站判断所述RΣ与所述R'Σ的差是否大于预设门限T,其中T大于零;当所述差值大于T时,所述基站配置所述Uk为所述U'k,配置所述RΣ为所述R'Σ,配置所述t'为t′=(1+α)t′,α∈(0,1);当所述差值小于等于T时,所述基站配置所述t'为t′=(1-α)t′,所述基站判断所述重新配置后的t'是否小于预设t'min,当所述t'大于等于所述预设t'min时,所述基站根据所述重新配置后的t'、所述Uk、和所述获取调整后接收端矩阵U'k,当所述t'小于所述预设tmin时,所述基站获取当前Uk。
104、所述基站向所述各个用户设备发送所述接收矩阵。
本实施例提供的方法通过压缩在接收端的干扰维度,使得在接收端来自不同发送端的干扰信号落在同一个子空间内,提高了信道容量的同时,也提升了数据的传输速率。
本实施例提供一种信号干扰的处理装置,如图2所示,所述装置包括:分配单元21、获取单元22、发送单元23。
分配单元21,可以用于为所述至少一个用户设备中各个用户设备分配正交的时频资源。
获取单元22,可以用于获取所述各个用户设备-基站对之间支持的最大自由度。
所述获取单元22,还可以用于根据所述各个用户设备-基站对之间支持的最大自由度获取所述各个用户设备的接收矩阵以及所述基站的发射矩阵。
所述获取单元22包括:第一配置模块2201、第一获取模块2202、第二配置模块2203、第二获取模块2204、调整模块2205、发送模块2206。
第一配置模块2201,可以用于配置干扰链路集为Φ={(k,l)k≠l,INRkl>Ti},并且将所述干扰链路集中各个用户设备的自由度配置为1。
其中,Ti是预设门限,INRkl为干噪比,k为用户设备的编号、l为基站的编号,||||F表示F-范数,表示收端k处的本地噪声功率,Pl为基站的发射功率。
第一获取模块2202,可以用于根据所述基站配备的天线数量、为所述各个用户设备配备的天线数量、所述各个用户设备-基站对之间支持的自由度获取中间变量s的值。
第一获取模块2202,还可以用于根据所述s的值和预设矩阵B获取所述各个用户设备-基站对之间支持的最大自由度。
其中,所述预设矩阵B为#Φ×2K维的分块矩阵,#Φ表示Φ中元素的个数,所述矩阵B由矩阵和矩阵组成, (k,l)∈Φ,(k,l)∈Φ,dl为第l个用户设备-基站对之间支持的自由度,dk为第k个用户设备-基站对之间支持的自由度,属于集合 属于集合并且满足rank(Vl)=dl,满足 是dldk维的初等变换矩阵,具体是把m×n维的矩阵A的向量化vec(A)变换为vec(AT)的初等变换矩阵。为dl阶的单位矩阵。
第一获取模块2202,具体可以用于根据公式 获取所述s。
其中,N是所述基站配备的天线数量,M是为所述各个用户设备配备的天线数量,dl为所述第l个用户设备-基站对之间的自由度,dk为所述第k个用户设备-基站对之间的自由度。
第一获取模块2202,具体还可以用于当所述各个用户设备-基站对之间的自由度小于基站配备的天线数量和所述各个用户设备配备的天线数量的最小值并且s的值大于等于零时,配置所述各个用户设备-基站对的自由度加1,并判断当前s的值是否小于零。
第一获取模块2202,具体还可以用于当所述s的值小于零时,获取所述各个用户设备-基站对自由度中最大的用户设备-基站对自由度并将所述最大的用户设备-基站对自由度减1。
第一获取模块2202,具体还可以用于计算当前s的值。
第一获取模块2202,具体还可以用于当判断所述当前s的值大于等于零并且所述预设矩阵B满行秩时,获取当前各个用户设备-基站对之间的自由度。
第一获取模块2202,具体还可以用于当所述预设矩阵B非满行秩时,获取所述各个用户设备-基站对自由度中最大的用户设备-基站对自由度并将所述最大的用户设备-基站对自由度减1。
第二配置模块2203,可以用于获取任意一组发端预编码矩阵Vl和接收矩阵Uk,为所述Vl配置步长为t,并为所述Uk配置步长为t',其中,
第二获取模块2204,可以用于根据所述Vl和所述Uk获取和速率RΣ,并根据所述RΣ分别获取所述RΣ关于所述Vl的共轭梯度和关于所述Uk共轭梯度
调整模块2205,可以用于根据所述Vl对应的所述t和所述调整所述Vl,并且根据所述Uk对应的t'和所述调整所述Uk。
发送模块2206,可以用于获取调整后的Vl和Uk,并将所述调整后的Uk发送给编号为k的用户设备。
所述第二获取模块2204,具体可以用于根据公式 计算所述RΣ。
其中, ρkl=Pl/σk,Σk是在用户设备k处的总接收信号,Φk是在用户设备k处的干扰信号与噪声信号的总和的自相关矩阵,ρkl是基站l的发射功率Pl与用户设备k的本地噪声σk的比值,为Vl归一后的预编码矩阵;
所述第二获取模块2204,具体还可以用于根据公式 计算所述其中,为发射功率归一化因子。
所述第二获取模块2204,具体还可以用于根据公式 计算所述
所述调整模块2205,具体可以用于根据所述Vl、所述t和所述获取调整后发端预编码矩阵V′l或者根据公式获取所述并获取所述V′l对应的R′∑。
所述调整模块2205,具体还可以用于判断所述R∑与所述R′∑的差值是否大于预设门限T,其中T大于零,当所述差值大于T时,配置所述Vl为所述V′l,配置所述R∑为所述R′∑,配置所述t为t=(1+α)t,α∈(0,1)。
所述调整模块2205,具体还可以用于当所述差值小于等于T时,配置所述t为t=(1-α)t,并判断所述重新配置后的t是否小于预设tmin。
所述调整模块2205,具体还可以用于当所述t大于等于所述预设tmin时,根据所述重新配置后的t、所述Vl、所述获取调整后发端预编码矩阵V′l;当所述t小于所述预设tmin时,获取当前Vl。
所述调整模块2205,具体还可以用于当所述V′l,对应的R′∑与所述R∑差值大于T时,根据所述Uk、所述t′和所述获取调整后接收矩阵U′k或者根据公式获取所述并获取所述U′k对应的R′∑。
所述调整模块2205,具体还用于判断所述R∑与所述R′∑的差是否大于预设门限T,其中T大于零;当所述差值大于T时,配置所述Uk为所述U′k,配置所述R∑为所述R′∑,配置所述t′为t′=(1+α)t′,α∈(0,1)。
所述调整模块2205,具体还可以用于当所述差值小于等于T时,配置所述t'为t′=(1-α)t′,并判断所述重新配置后的t'是否小于预设t'min。
所述调整模块2205,具体还可以用于当所述t'大于等于所述预设t'min时,根据所述重新配置后的t'、所述Uk、和所述获取调整后接收端矩阵U'k。
所述调整模块2205,具体还可以用于当所述t'小于所述预设tmin时,获取当前Uk。
发送单元23,可以用于向所述各个用户设备发送所述接收矩阵。
本实施例提供的装置通过压缩在接收端的干扰维度,使得在接收端来自不同发送端的干扰信号落在同一个子空间内,提高了信道容量的同时,也提升了数据的传输速率。
本发明实施例提供的装置的实体可以为基站,如图3所示,所述基站包括:中央处理器31、输入设备32、输出设备33、存储器34,所述输入设备32、输出设备33、存储器34与所述中央处理器31连接。
所述中央处理器31包括:分配单元3101、获取单元3102、发送单元3103。
分配单元3101,可以用于为所述至少一个用户设备中的各个用户设备分配正交的时频资源。
获取单元3102,可以用于获取所述各个用户设备-基站对之间支持的最大自由度。
所述获取单元3102,还可以用于根据所述各个用户设备-基站对之间支持的最大自由度获取所述各个用户设备的接收矩阵以及所述基站的发射矩阵。
所述获取单元3102包括:第一配置模块310201、第一获取模块310202、第二配置模块310203、第二获取模块310204、调整模块310205、发送模块310206。
第一配置模块310201,可以用于配置干扰链路集为Φ={(k,l)k≠l,INRkl>Ti},并且将所述干扰链路集中各个用户设备的自由度配置为1。
其中,Ti是预设门限,INRkl为干噪比,k为用户设备的编号、l为基站的编号,||||F表示F-范数,表示收端k处的本地噪声功率,Pl为基站的发射功率。
第一获取模块310202,可以用于根据所述基站配备的天线数量、为所述各个用户设备配备的天线数量、所述各个用户设备-基站对之间支持的自由度获取中间变量s的值。
第一获取模块310202,还可以用于根据所述s的值和预设矩阵B获取所述各个用户设备-基站对之间支持的最大自由度。
其中,所述预设矩阵B为#Φ×2K维的分块矩阵,#Φ表示Φ中元素的个数,所述矩阵B由矩阵和矩阵组成, (k,l)∈Φ,(k,l)∈Φ,dl为第l个用户设备-基站对之间支持的自由度,dk为第k个用户设备-基站对之间支持的自由度,属于集合 属于集合并且满足rank(Vl)=dl,满足 是dldk维的初等变换矩阵,具体是把m×n维的矩阵A的向量化vec(A)变换为vec(AT)的初等变换矩阵,为dl阶的单位矩阵。
第一获取模块310202,具体可以用于根据公式 获取所述s。
其中,N是所述基站配备的天线数量,M是为所述各个用户设备配备的天线数量,dl为所述第l个用户设备-基站对之间的自由度,dk为所述第k个用户设备-基站对之间的自由度。
第一获取模块310202,具体还可以用于当所述各个用户设备-基站对之间的自由度小于基站配备的天线数量和所述各个用户设备配备的天线数量的最小值并且s的值大于等于零时,配置所述各个用户设备-基站对的自由度加1,并判断当前s的值是否小于零。
第一获取模块310202,具体还可以用于当所述s的值小于零时,获取所述各个用户设备-基站对自由度中最大的用户设备-基站对自由度并将所述最大的用户设备-基站对自由度减1。
第一获取模块310202,具体还可以用于计算当前s的值。
第一获取模块310202,具体还可以用于当判断所述当前s的值大于等于零并且所述预设矩阵B满行秩时,获取当前各个用户设备-基站对之间的自由度。
第一获取模块310202,具体还可以用于当所述预设矩阵B非满行秩时,获取所述各个用户设备-基站对自由度中最大的用户设备-基站对自由度并将所述最大的用户设备-基站对自由度减1。
第二配置模块310203,可以用于获取任意一组发端预编码矩阵Vl和接收矩阵Uk,为所述Vl配置步长为t,并为所述Uk配置步长为t',其中,
第二获取模块310204,可以用于根据所述Vl和所述Uk获取和速率RΣ,并根据所述RΣ分别获取所述RΣ关于所述Vl的共轭梯度和关于所述Uk共轭梯度
调整模块310205,可以用于根据所述Vl对应的所述t和所述调整所述Vl,并且根据所述Uk对应的t'和所述调整所述Uk。
发送模块310206,可以用于获取调整后的Vl和Uk,并将所述调整后的Uk发送给编号为k的用户设备。
所述第二获取模块310204,具体可以用于根据公式 计算所述R∑。
其中, ρkl=Pl/σk,∑k是在用户设备k处的总接收信号,Φk是在用户设备k处的干扰信号与噪声信号的总和的自相关矩阵,ρkl是基站l的发射功率Pl与用户设备k的本地噪声σk的比值,为Vl归一后的预编码矩阵;
所述第二获取模块310204,具体还可以用于根据公式 计算所述其中,为发射功率归一化因子。
所述第二获取模块310204,具体还可以用于根据公式 计算所述
所述调整模块310205,具体可以用于根据所述Vl、所述t和所述获取调整后发端预编码矩阵V′l或者根据公式获取所述并获取所述V′l对应的R′∑。
所述调整模块310205,具体还可以用于判断所述R∑与所述R′∑的差值是否大于预设门限T,其中T大于零,当所述差值大于T时,配置所述Vl为所述V′l,配置所述R∑为所述R′∑,配置所述t为t=(1+α)t,α∈(0,1)。
所述调整模块310205,具体还可以用于当所述差值小于等于T时,配置所述t为t=(1-α)t,并判断所述重新配置后的t是否小于预设tmin。
所述调整模块310205,具体还可以用于当所述t大于等于所述预设tmin时,根据所述重新配置后的t、所述Vl、所述获取调整后发端预编码矩阵V′l;当所述t小于所述预设tmin时,获取当前Vl。
所述调整模块310205,具体还可以用于当所述V′l对应的R′∑与所述R∑差值大于T时,根据所述Uk、所述t′和所述获取调整后接收矩阵U′k或者根据公式获取所述并获取所述U′k对应的片R′∑。
所述调整模块310205,具体还用于判断所述R∑与所述R′∑的差是否大于预设门限T,其中T大于零;当所述差值大于T时,配置所述Uk为所述U′k,配置所述R∑为所述R′∑,配置所述t′为t′=(1+α)t′,α∈(0,1)。
所述调整模块310205,具体还可以用于当所述差值小于等于T时,配置所述t′为t′=(1-α)t′,并判断所述重新配置后的t′是否小于预设t′min。
所述调整模块310205,具体还可以用于当所述t′大于等于所述预设t′min时,根据所述重新配置后的t′、所述Uk、和所述获取调整后接收端矩阵U′k。
所述调整模块310205,具体还可以用于当所述t′小于所述预设tmin时,获取当前Uk。
发送单元3103,可以用于向所述各个用户设备发送所述接收矩阵。
本发明实施例提供的信号干扰的处理方法及装置,首先基站接收至少一个用户设备发送的信道状态信息CSI,并且为所述至少一个用户设备中各个用户设备分配正交的时频资源;然后所述基站获取所述各个用户设备一基站对之间支持的最大自由度,再根据所述各个用户设备一基站对之间支持的最大自由度获取所述各个用户设备的接收矩阵以及所述基站的发射矩阵;最后所述基站向所述各个用户设备发送所述接收矩阵。通过JT/JR和CBF虽然能够降低ACI,但是通过JT/JR来降低ACI的过程中,会对基站间的通信造成很大压力,而通过CBF来降低ACI的过程中,虽然不会对基站间的通信造成很大压力,但是通过CBF只能分配信道容量而不同用户设备不能共享信道容量。造成信道容量损失很大。本发明通过压缩在接收端的干扰维度,使得在接收端来自不同发送端的干扰信号落在同一个子空间内,提高了信道容量的同时,也提升了数据的传输速率。
本发明实施例提供的信号干扰的处理装置可以实现上述提供的方法实施例,具体功能实现请参见方法实施例中的说明,在此不再赘述。本发明实施例提供的信号干扰的处理方法及装置可以适用于通信系统领域,但不仅限于此。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory,RAM)等。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。