CN104660535B - Mimo干扰信道中无反馈的干扰消除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了MIMO干扰信道中无反馈的干扰消除方法，适用于三个发送端和三个接收端的干扰信道，且每个发送端配置4根天线每个接收端配置2根天线。为每个发送端设计了具有Alamouti结构的空时码字，然后将码字进行线性组合并且引入了零矩阵。零矩阵的引入消除了第3个接收端的多用户干扰；然后，通过对接收信号进行线性操作，减少了前两个接收端的相互干扰的码字的数量；最后，利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性，消除了多用户干扰。

Description

MIMO干扰信道中无反馈的干扰消除方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其是一种消除MIMO干扰信道中多用户干扰的方法。

背景技术

多输入多输出(MIMO，Multi-Input Multi-Output)技术在发送端和接收端分别使用多根发送天线和多根接收天线，能显著提高系统的性能。

从系统中所支撑的用户数来划分，MIMO技术分为单用户MIMO技术和多用户MIMO技术。多用户MIMO中，多个发送端同时向多个接收端发送信号。由于无线信道的广播特性，接收端存在多用户干扰，严重影响了系统的性能。研究的最多的干扰消除方法是干扰对齐。干扰对齐就是将干扰信号对齐到一个接收信号空间的子空间内，并且保持干扰子空间与期望信号子空间相互独立。

干扰对齐研究之初，学者们研究的重点是如何提高系统的自由度，即系统容量。然而，通信系统中的系统容量和可靠性相互矛盾，系统容量较高时，可靠性就有待于提高。为了提高可靠性，有学者提出将干扰对齐和空时编码相结合，以获得空时编码带来的分集增益。2013年，文章“Combining interference alignment and alamouti codes for the3-user mimo interference channel”将Alamouti编码引入到MIMO干扰信道，通过干扰对齐以及接收端的单向协作链路消除了多用户干扰，分集增益2，然而，该方案中其中的两个发送端需要已知信道状态信息，反馈量较高，并且该方案只适用于每个发送端配置两根天线的场景。

发明内容

针对已有方案反馈量较高的问题，本发明提出了MIMO干扰信道中无反馈的干扰消除方法，适用于三个发送端和三个接收端的干扰信道，且每个发送端配置4根天线每个接收端配置2根天线。

实现本发明的技术思路是：为每个发送端设计了具有Alamouti结构的空时码字，然后将码字进行线性组合并且引入了零矩阵。零矩阵的引入消除了第3个接收端的多用户干扰；然后，通过对接收信号进行线性操作，减少了前两个接收端的相互干扰的码字的数量；最后，利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性，消除了多用户干扰。

为了实现上述技术思路，本发明提出的MIMO干扰信道中无反馈的干扰消除方法，适用于三个发送端和三个接收端的干扰信道，且每个发送端配置4根天线每个接收端配置2根天线，包括如下步骤：

A，发送端1对其调制信号c_k和s_k进行空时编码，k＝1,2,3,4，得到2×2的码字A₁和B₁，发送端2对其调制信号c_k和s_k进行空时编码，k＝5,6,7,8，得到2×2的码字A₂和B₂，发送端3对其调制信号c_k和s_k进行空时编码，k＝9,10,11,12，得到2×2的码字A₃和B₃，然后三个发送端分别将码字组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字并且发送出去；

B，接收端1根据发送端k到接收端1的信道矩阵H_1k计算对应的等效信道矩阵G₁和对应的等效信道矩阵G₂，k＝1,2；

C，接收端2根据发送端k到接收端2的信道矩阵H_2k计算对应的等效信道矩阵G₃和对应的等效信道矩阵G₄，k＝1,2；

D，接收端3根据发送端3到接收端3的信道矩阵H₃₃计算对应的等效信道矩阵G₅和对应的等效信道矩阵G₆；

E，接收端1处理其接收信号Y₁，得到接收信号的等效表达形式y₁和y₂；

F，接收端2处理其接收信号Y₂，得到接收信号的等效表达形式y₃和y₄；

G，接收端3处理其接收信号Y₃，得到接收信号的等效表达形式y₅和y₆；

H，3个接收端分别译码。

进一步，所述步骤A具体包括：

A1，发送端1对其调制信号c_k和s_k进行空时编码，k＝1,2,3,4，得到2×2的码字A₁和B₁，其中，a₁＝c₁+e^jθc₂，a₂＝c₃+e^jθc₄，b₁＝s₁+e^jθs₂，b₂＝s₃+e^jθs₄，θ的取值使得a_i和b_i非零，i＝1,2，(·)^*表示共轭；

A2，发送端2对其调制信号c_k和s_k进行空时编码，k＝5,6,7,8，得到2×2的码字A₂和B₂，其中，a₃＝c₅+e^jθc₆，a₄＝c₇+e^jθc₈，b₃＝s₅+e^jθs₆，b₄＝s₇+e^jθs₈，θ的取值使得a_i和b_i非零，i＝3,4，(·)^*表示共轭；

A3，发送端3对其调制信号c_k和s_k进行空时编码，k＝9,10,11,12，得到2×2的码字A₃和B₃，其中，a₅＝c₉+e^jθc₁₀，a₆＝c₁₁+e^jθc₁₂，b₅＝s₉+e^jθs₁₀，b₆＝s₁₁+e^jθs₁₂，θ的取值使得a_i和b_i非零，i＝5,6，(·)^*表示共轭；

A4，发送端1将码字A₁和B₁进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字S，其中，0_2×2表示2×2的零矩阵；

A5，发送端2将码字A₂和B₂进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字U，其中，0_2×2表示2×2的零矩阵；

A6，发送端3将码字A₃和B₃进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字V，其中，0_2×2表示2×2的零矩阵；

A7，在相同的时间内，发送端1发送S，发送端2发送U，发送端3发送V。

进一步，所述步骤B具体包括：

B1，接收端1根据信道矩阵计算得到Z₁₁、Z₂₁、Z₃₁和Z₄₁，Z₁₁＝2(H_1,11+H_2,11)、Z₂₁＝2(H_1,12+H_2,12)、Z₃₁＝2(H_1,11-H_2,11)和Z₄₁＝2(H_1,12-H_2,12)，H_1,1k是H_1k的前两列组成的矩阵，H_2,1k是H_1k的后两列组成的矩阵，k＝1,2；

B2，令且接收端1根据Z₁₁和Z₂₁得到G₁₁、G₂₁、G₃₁和G₄₁， (·)^*表示共轭_；

B3，令且接收端1根据Z₃₁和Z₄₁得到G₅₁、G₆₁、G₇₁和G₈₁， (·)^*表示共轭_；

B4，接收端1根据G₁₁、G₂₁、G₃₁、G₄₁、G₅₁、G₆₁、G₇₁和G₈₁计算得到对应的等效信道矩阵G₁和对应的等效信道矩阵G₂，(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数。

进一步，所述步骤C具体包括：

C1，接收端2根据信道矩阵计算得到Z₁₂、Z₂₂、Z₃₂和Z₄₂，Z₁₂＝2(H_1,21+H_2,21)、Z₂₂＝2(H_1,22+H_2,22)、Z₃₂＝2(H_1,21-H_2,21)和Z₄₂＝2(H_1,22-H_2,22)，H_1,2k是H_2k的前两列组成的矩阵，H_2,2k是H_2k的后两列组成的矩阵，k＝1,2；

C2，令且接收端2根据Z₁₂和Z₂₂得到G₁₂、G₂₂、G₃₂和G₄₂， (·)^*表示共轭_；

C3，令且接收端2根据Z₃₂和Z₄₂得到G₅₂、G₆₂、G₇₂和G₈₂， (·)^*表示共轭；

C4，接收端2根据G₁₂、G₂₂、G₃₂、G₄₂、G₅₂、G₆₂、G₇₂和G₈₂计算得到对应的等效信道矩阵G₃和对应的等效信道矩阵G₄，(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数。

进一步，所述步骤D具体包括：

D1，接收端3令Z₁₃＝H_1,33且Z₂₃＝H_2,33，其中，H_1,33是H₃₃的前两列组成的矩阵，H_2,33是H₃₃的后两列组成的矩阵；

D2，令且接收端3根据Z₁₃和Z₂₃得到G₁₃、G₂₃、G₃₃和G₄₃， (·)^*表示共轭；

D3，接收端3根据G₁₃、G₂₃、G₃₃和G₄₃计算得到对应的等效信道矩阵G₅和对应的等效信道矩阵G₆，(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数。

进一步，所述步骤E具体包括：

E1，接收端1用Y₁₁表示Y₁的前两列组成的矩阵，用Y₂₁表示Y₁的第三列和第四列组成的矩阵，令Y₁′＝Y₁₁+Y₂₁且Y₂′＝Y₁₁-Y₂₁；

E2，接收端1根据Y₁′和Y₂′得到向量y₁₁、y₂₁、y₁₂和y₂₂， y¹ _im表示Y₁′的第i行第m列的元素，y² _im表示Y₂′的第i行第m列的元素，i＝1,2，m＝1,2_，(·)^*表示共轭；

E3，接收端1用G₂₁和G₄₁处理y₁₁和y₂₁，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

E4，接收端1用G₆₁和G₈₁处理y₁₂和y₂₂，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数。

进一步，所述步骤F具体包括：

F1，接收端2用Y₁₂表示Y₂的前两列组成的矩阵，用Y₂₂表示Y₂的第三列和第四列组成的矩阵，令Y₃′＝Y₁₂+Y₂₂且Y₄′＝Y₁₂-Y₂₂；

F2，接收端2根据Y₃′和Y₄′得到向量y₁₃、y₂₃、y₁₄和y₂₄， y³ _im表示Y₃′的第i行第m列的元素，y⁴ _im表示Y₄′的第i行第m列的元素，i＝1,2，m＝1,2_，(·)^*表示共轭；

F3，接收端2用G₁₂和G₃₂处理y₁₃和y₂₃，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

F4，接收端2用G₅₂和G₇₂处理y₁₄和y₂₄，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数。

进一步，所述步骤G具体包括：

G1，接收端3用Y₃₃表示Y₃的最后两列组成的矩阵，接收端3根据Y₃₃得到向量y₁₅和y₂₅，y³³ _im表示Y₃₃的第i行第m列的元素，i＝1,2，m＝1,2，(·)^*表示共轭；

G2，接收端3用G₂₃和G₄₃处理y₁₅和y₂₅，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

G3，接收端3用G₁₃和G₃₃处理y₁₅和y₂₅，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数。

进一步，所述步骤H具体包括：

H1，接收端1以作为等效发送信号，以G₁作为等效信道矩阵，以y₁作为等效接收信号，译码c₁、c₂、c₃和c₄；

H2，接收端1以作为等效发送信号，以G₂作为等效信道矩阵，以y₂作为等效接收信号，译码s₁、s₂、s₃和s₄；

H3，接收端2以作为等效发送信号，以G₃作为等效信道矩阵，以y₃作为等效接收信号，译码c₅、c₆、c₇和c₈；

H4，接收端2以作为等效发送信号，以G₄作为等效信道矩阵，以y₄作为等效接收信号，译码s₅、s₆、s₇和s₈；

H5，接收端3以作为等效发送信号，以G₅作为等效信道矩阵，以y₅作为等效接收信号，译码c₉、c₁₀、c₁₁和c₁₂；

H6，接收端3以作为等效发送信号，以G₆作为等效信道矩阵，以y₆作为等效接收信号，译码s₉、s₁₀、s₁₁和s₁₂。

与现有方案相比，本发明通过在码字中引入零矩阵消除了第3个接收端的多用户干扰；然后，通过对接收信号进行线性操作，减少了前两个接收端的相互干扰的码字的数量；最后，利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性，消除了多用户干扰。本发明不需要任何反馈信息。

附图说明

图1是本发明实施例的系统模型；

图2是本发明的流程图；

图3是本发明中发送端的编码和发送过程流程图；

图4是本发明中接收端的译码过程流程图；

具体实施方式

下面给出本发明的一种实施例，对本发明做进一步详细的说明。系统模型如图1所示。系统包含三个发送端和三个接收端R_i，i＝1,2,3，每个发送端配置4根天线，每个接收端配置2根天线。H_ik是第k个发送端到第i个接收端的信道矩阵，它们的阶数均为2×4，i＝1,2,3，k＝1,2,3。

A_i和B_i是第i个接收端的期望接收码字，i＝1,2,3，A_i和B_i的表达形式如下，

其中，a_m＝c_2m-1+e^jθc_2m，b_m＝s_2m-1+e^jθs_2m，m＝1,2,L,6，c_k和s_k是调制信号，k＝1,2,L,12，θ的取值使得a_m和b_m非零，(·)^*表示共轭。如果将a_m和b_m视为一个调制符号，m＝1,2,L,6，则A_i和B_i都具有Alamouti码字的结构，i＝1,2,3。

三个发送端分别对码字进行组合并且引入零矩阵，得到

其中，0_2×2表示2×2的零矩阵。

三个发送端同时发送S、U和V，则R_i的接收信号Y_i分别表示为

Y₁＝H₁₁S+H₁₂U+H₁₃V+N₁ (5)

Y₂＝H₂₁S+H₂₂U+H₂₃V+N₂ (6)

Y₃＝H₃₁S+H₃₂U+H₃₃V+N₃ (7)

其中，N_i是高斯噪声，Y_i和N_i的阶数均为2×6，i＝1,2,3。

分别用H_1,1k和N₁₁表示H_1k和N₁的前两列组成的矩阵，分别用H_2,1k和N₂₁表示H_1k和N₁的第三列和第四列组成的矩阵，分别用H_3,1k和N₃₁表示H_1k和N₁的最后两列组成的矩阵，k＝1,2,3。将式(2-4)带入式(5)可得，

上式中，(·)^T表示转置，Y₁₁是Y₁的前两列组成的矩阵，Y₂₁是Y₁的第三列和第四列组成的矩阵，Y₃₁是Y₁的后两列组成的矩阵。对Y₁₁和Y₂₁分别做加减运算可得，

Y₁₁-Y₂₁＝2(H_1,11-H_2,11)B₁+2(H_1,12-H_2,12)B₂+N₁₁-N₂₁ (10)

同理，令Y_i＝[Y_1i Y_2i Y_3i]，N_i＝[N_1i N_2i N_3i]，i＝2,3，Y_ki和N_ki的阶数均为2×2，k＝1,2,3，计算可得，

Y₁₂+Y₂₂＝2(H_1,21+H_2,21)A₁+2(H_1,22+H_2,22)A₂+N₁₂+N₂₂ (11)

Y₁₂-Y₂₂＝2(H_1,21-H_2,21)B₁+2(H_1,22-H_2,22)B₂+N₁₂-N₂₂ (12)

Y₃₃＝H_1,33A₃+H_2,33B₃+N₃ (13)

式(13)包含第3个接收端的期望接收信号，而不包含第1个接收端和第2个接收端的期望接收信号，因此，零矩阵的引入消除了第3个接收端的多用户干扰；式(9-12)包含第1个接收端和第2个接收端的期望接收信号，而不包含第3个接收端的期望接收信号，因此，通过引入零矩阵并且对接收信号进行线性操作，减少了前两个接收端的多用户干扰。

R₁的期望接收信号在式(9-10)中，然而，式(9-10)还包含R₂的期望接收信号。R₂的期望接收信号在式(11-12)中，然而，式(11-12)还包含R₁的期望接收信号。要想消除R₁和R₂的多用户干扰，就要分离式(9)和式(11)中的A₁和A₂，还要分离式(10)和式(12)中的B₁和B₂。

下面给出分离式(9)中A₁和A₂的方法。令 则

y¹ _im表示Y₁′的第i行第m列的元素，n_ij表示N的第i行第m列的元素，i＝1,2，m＝1,2。G_i1是或对应的等效信道矩阵，i＝1,2,3,4。G_i1具有正交特性，满足其中，I₂表示2×2的单位矩阵，是一个常数，(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数。对y₁₁和y₂₁进行如下运算，得到y₁和y₁′，

以上处理过程分离了和即分离了A₁和A₂。同理，可采用类似的方法分离式(10-12)中的码字。

分离式(9-10)中的码字后，R₁可以分别译码A₁和B₁，而不受其他码字的干扰，从而消除了R₁的多用户干扰。分离式(11-12)中的码字后，R₂可以分别译码A₂和B₂，而不受其他码字的干扰，从而消除了R₂的多用户干扰。由式(13)可看出，R₃的期望接收信号包含在Y₃₃中，R₃可采用类似的方法分离Y₃₃中的A₃和B₃，并且分别译码A₃和B₃。

由以上分析知，该干扰消除方法不需要任何反馈信息。

下面结合附图，对本发明的具体实施过程做进一步说明。

结合本发明的流程图即图2，发送端的编码方式以及接收端的译码方式的具体步骤如下：

A，发送端1对其调制信号c_k和s_k进行空时编码，k＝1,2,3,4，得到2×2的码字A₁和B₁，发送端2对其调制信号c_k和s_k进行空时编码，k＝5,6,7,8，得到2×2的码字A₂和B₂，发送端3对其调制信号c_k和s_k进行空时编码，k＝9,10,11,12，得到2×2的码字A₃和B₃，然后三个发送端分别将码字组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字并且发送出去；

B，接收端1根据发送端k到接收端1的信道矩阵H_1k计算对应的等效信道矩阵G₁和对应的等效信道矩阵G₂，k＝1,2；

C，接收端2根据发送端k到接收端2的信道矩阵H_2k计算对应的等效信道矩阵G₃和对应的等效信道矩阵G₄，k＝1,2；

D，接收端3根据发送端3到接收端3的信道矩阵H₃₃计算对应的等效信道矩阵G₅和对应的等效信道矩阵G₆；

E，接收端1处理其接收信号Y₁，得到接收信号的等效表达形式y₁和y₂；

F，接收端2处理其接收信号Y₂，得到接收信号的等效表达形式y₃和y₄；

G，接收端3处理其接收信号Y₃，得到接收信号的等效表达形式y₅和y₆；

H，3个接收端分别译码。

图3是本发明方法中发送端的编码和发送过程流程图。本发明中发送端的编码和发送过程如下：

A1，发送端1对其调制信号进行空时编码，得到2×2的码字A₁和B₁，其中，a₁＝c₁+e^jθc₂，a₂＝c₃+e^jθc₄，b₁＝s₁+e^jθs₂，b₂＝s₃+e^{j θ}s₄，c_k和s_k是调制信号，k＝1,2,3,4，θ的取值使得a_i和b_i非零，i＝1,2，(·)^*表示共轭；

A2，发送端2对其调制信号进行空时编码，得到2×2的码字A₂和B₂，其中，a₃＝c₅+e^jθc₆，a₄＝c₇+e^jθc₈，b₃＝s₅+e^jθs₆，b₄＝s₇+e^jθs₈，c_k和s_k是调制信号，k＝5,6,7,8，θ的取值使得a_i和b_i非零，i＝3,4，(·)^*表示共轭；

A3，发送端3对其调制信号进行空时编码，得到2×2的码字A₃和B₃，其中，a₅＝c₉+e^jθc₁₀，a₆＝c₁₁+e^jθc₁₂，b₅＝s₉+e^jθs₁₀，b₆＝s₁₁+e^jθs₁₂，c_k和s_k是调制信号，k＝9,10,11,12，θ的取值使得a_i和b_i非零，i＝5,6，(·)^*表示共轭；

A4，发送端1将码字A₁和B₁进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字S，其中，0_2×2表示2×2的零矩阵；

A5，发送端2将码字A₂和B₂进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字U，其中，0_2×2表示2×2的零矩阵；

A6，发送端3将码字A₃和B₃进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字V，其中，0_2×2表示2×2的零矩阵；

A7，在相同的时间内，发送端1发送S，发送端2发送U，发送端3发送V。

图4是本发明方法中接收端的译码过程流程图。结合图2和图4，本发明中接收端的译码过程如下：

B1，接收端1根据信道矩阵计算得到Z₁₁、Z₂₁、Z₃₁和Z₄₁，Z₁₁＝2(H_1,11+H_2,11)、Z₂₁＝2(H_1,12+H_2,12)、Z₃₁＝2(H_1,11-H_2,11)和Z₄₁＝2(H_1,12-H_2,12)，H_1,1k是H_1k的前两列组成的矩阵，H_2,1k是H_1k的后两列组成的矩阵，k＝1,2；

B2，令且接收端1根据Z₁₁和Z₂₁得到G₁₁、G₂₁、G₃₁和G₄₁， (·)^*表示共轭；

B3，令且接收端1根据Z₃₁和Z₄₁得到G₅₁、G₆₁、G₇₁和G₈₁， (·)^*表示共轭_；

B4，接收端1根据G₁₁、G₂₁、G₃₁、G₄₁、G₅₁、G₆₁、G₇₁和G₈₁计算得到对应的等效信道矩阵G₁和对应的等效信道矩阵G₂，(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

C1，接收端2根据信道矩阵计算得到Z₁₂、Z₂₂、Z₃₂和Z₄₂，Z₁₂＝2(H_1,21+H_2,21)、Z₂₂＝2(H_1,22+H_2,22)、Z₃₂＝2(H_1,21-H_2,21)和Z₄₂＝2(H_1,22-H_2,22)，H_1,2k是H_2k的前两列组成的矩阵，H_2,2k是H_2k的后两列组成的矩阵，k＝1,2；

C2，令且接收端2根据Z₁₂和Z₂₂得到G₁₂、G₂₂、G₃₂和G₄₂， (·)^*表示共轭_；

C3，令且接收端2根据Z₃₂和Z₄₂得到G₅₂、G₆₂、G₇₂和G₈₂， (·)^*表示共轭；

C4，接收端2根据G₁₂、G₂₂、G₃₂、G₄₂、G₅₂、G₆₂、G₇₂和G₈₂计算得到对应的等效信道矩阵G₃和对应的等效信道矩阵G₄，(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

D1，接收端3令Z₁₃＝H_1,33且Z₂₃＝H_2,33，其中，H_1,33是H₃₃的前两列组成的矩阵，H_2,33是H₃₃的后两列组成的矩阵；

D2，令且接收端3根据Z₁₃和Z₂₃得到G₁₃、G₂₃、G₃₃和G₄₃， (·)^*表示共轭_；

D3，接收端3根据G₁₃、G₂₃、G₃₃和G₄₃计算得到对应的等效信道矩阵G₅和对应的等效信道矩阵G₆，(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

E1，接收端1用Y₁₁表示Y₁的前两列组成的矩阵，用Y₂₁表示Y₁的第三列和第四列组成的矩阵，令Y₁′＝Y₁₁+Y₂₁且Y₂′＝Y₁₁-Y₂₁；

E2，接收端1根据Y₁′和Y₂′得到向量y₁₁、y₂₁、y₁₂和y₂₂， y¹ _im表示Y₁′的第i行第m列的元素，y² _im表示Y₂′的第i行第m列的元素，i＝1,2，m＝1,2，(·)^*表示共轭；

E3，接收端1用G₂₁和G₄₁处理y₁₁和y₂₁，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

E4，接收端1用G₆₁和G₈₁处理y₁₂和y₂₂，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

F1，接收端2用Y₁₂表示Y₂的前两列组成的矩阵，用Y₂₂表示Y₂的第三列和第四列组成的矩阵，令Y₃′＝Y₁₂+Y₂₂且Y₄′＝Y₁₂-Y₂₂；

F2，接收端2根据Y₃′和Y₄′得到向量y₁₃、y₂₃、y₁₄和y₂₄， y³ _im表示Y₃′的第i行第m列的元素，y⁴ _im表示Y₄′的第i行第m列的元素，i＝1,2，m＝1,2，(·)^*表示共轭；

F3，接收端2用G₁₂和G₃₂处理y₁₃和y₂₃，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

F4，接收端2用G₅₂和G₇₂处理y₁₄和y₂₄，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

G1，接收端3用Y₃₃表示Y₃的最后两列组成的矩阵，接收端3根据Y₃₃得到向量y₁₅和y₂₅，y³³ _im表示Y₃₃的第i行第m列的元素，i＝1,2，m＝1,2_，(·)^*表示共轭；

G2，接收端3用G₂₃和G₄₃处理y₁₅和y₂₅，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

G3，接收端3用G₁₃和G₃₃处理y₁₅和y₂₅，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

H1，接收端1以作为等效发送信号，以G₁作为等效信道矩阵，以y₁作为等效接收信号，译码c₁、c₂、c₃和c₄；

H2，接收端1以作为等效发送信号，以G₂作为等效信道矩阵，以y₂作为等效接收信号，译码s₁、s₂、s₃和s₄；

H3，接收端2以作为等效发送信号，以G₃作为等效信道矩阵，以y₃作为等效接收信号，译码c₅、c₆、c₇和c₈；

H4，接收端2以作为等效发送信号，以G₄作为等效信道矩阵，以y₄作为等效接收信号，译码s₅、s₆、s₇和s₈；

H5，接收端3以作为等效发送信号，以G₅作为等效信道矩阵，以y₅作为等效接收信号，译码c₉、c₁₀、c₁₁和c₁₂；

H6，接收端3以作为等效发送信号，以G₆作为等效信道矩阵，以y₆作为等效接收信号，译码s₉、s₁₀、s₁₁和s₁₂。

以上实施例仅仅是对本发明的举例说明，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.MIMO干扰信道中无反馈的干扰消除方法，适用于三个发送端和三个接收端的干扰信道，且每个发送端配置4根天线每个接收端配置2根天线，其特征在于，包括如下步骤：

A，发送端1对其调制信号c₁、c₂、c₃、c₄、s₁、s₂、s₃和s₄进行空时编码，得到2×2的码字A₁和B₁，发送端2对其调制信号c₅、c₆、c₇、c₈、s₅、s₆、s₇和s₈进行空时编码，得到2×2的码字A₂和B₂，发送端3对其调制信号c₉、c₁₀、c₁₁、c₁₂、s₉、s₁₀、s₁₁和s₁₂进行空时编码，得到2×2的码字A₃和B₃，然后三个发送端分别将码字组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字并且发送出去，具体过程如下：

A1，发送端1对其调制信号c₁、c₂、c₃、c₄、s₁、s₂、s₃和s₄进行空时编码，得到2×2的码字A₁和B₁，其中，a₁＝c₁+e^jθc₂，a₂＝c₃+e^jθc₄，b₁＝s₁+e^jθs₂，b₂＝s₃+e^jθs₄，θ的取值使得a₁、a₂、b₁和b₂非零，(·)^*表示共轭；

A2，发送端2对其调制信号c₅、c₆、c₇、c₈、s₅、s₆、s₇和s₈进行空时编码，得到2×2的码字A₂和B₂，其中，a₃＝c₅+e^jθc₆，a₄＝c₇+e^jθc₈，b₃＝s₅+e^jθs₆，b₄＝s₇+e^jθs₈，θ的取值使得a₃、a₄、b₃和b₄非零，(·)^*表示共轭；

A3，发送端3对其调制信号c₉、c₁₀、c₁₁、c₁₂、s₉、s₁₀、s₁₁和s₁₂进行空时编码，得到2×2的码字A₃和B₃，其中，a₅＝c₉+e^jθc₁₀，a₆＝c₁₁+e^jθc₁₂，b₅＝s₉+e^jθs₁₀，b₆＝s₁₁+e^jθs₁₂，θ的取值使得a₅、a₆、b₅和b₆非零，(·)^*表示共轭；

A4，发送端1将码字A₁和B₁进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字S，其中，0_2×2表示2×2的零矩阵；

A5，发送端2将码字A₂和B₂进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字U，其中，0_2×2表示2×2的零矩阵；

A6，发送端3将码字A₃和B₃进行组合并且引入零矩阵，得到4×6的码字V，其中，0_2×2表示2×2的零矩阵；

A7，在相同的时间内，发送端1发送S，发送端2发送U，发送端3发送V；

B，接收端1根据发送端1到接收端1的信道矩阵H₁₁和发送端2到接收端1的信道矩阵H₁₂计算对应的等效信道矩阵G₁和对应的等效信道矩阵G₂，具体过程如下：

B1，接收端1根据信道矩阵计算得到Z₁₁、Z₂₁、Z₃₁和Z₄₁，Z₁₁＝2(H_1,11+H_2,11)、Z₂₁＝2(H_1,12+H_2,12)、Z₃₁＝2(H_1,11-H_2,11)和Z₄₁＝2(H_1,12-H_2,12)，H_1,11是H₁₁的前两列组成的矩阵，H_1,12是H₁₂的前两列组成的矩阵，H_2,11是H₁₁的后两列组成的矩阵，H_2,12是H₁₂的后两列组成的矩阵；

B2，令且接收端1根据Z₁₁和Z₂₁得到G₁₁、G₂₁、G₃₁和G₄₁， (·)^*表示共轭；

B3，令且接收端1根据Z₃₁和Z₄₁得到G₅₁、G₆₁、G₇₁和G₈₁， (·)^*表示共轭；

B4，接收端1根据G₁₁、G₂₁、G₃₁、G₄₁、G₅₁、G₆₁、G₇₁和G₈₁计算得到对应的等效信道矩阵G₁和对应的等效信道矩阵G₂，(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

C，接收端2根据发送端1到接收端2的信道矩阵H₂₁和发送端2到接收端2的信道矩阵H₂₂计算对应的等效信道矩阵G₃和对应的等效信道矩阵G₄，具体过程如下：

C1，接收端2根据信道矩阵计算得到Z₁₂、Z₂₂、Z₃₂和Z₄₂，Z₁₂＝2(H_1,21+H_2,21)、Z₂₂＝2(H_1,22+H_2,22)、Z₃₂＝2(H_1,21-H_2,21)和Z₄₂＝2(H_1,22-H_2,22)，H_1,21是H₂₁的前两列组成的矩阵，H_1,22是H₂₂的前两列组成的矩阵，H_2,21是H₂₁的后两列组成的矩阵，H_2,22是H₂₂的后两列组成的矩阵；

C2，令且接收端2根据Z₁₂和Z₂₂得到G₁₂、G₂₂、G₃₂和G₄₂， (·)^*表示共轭；

C3，令且接收端2根据Z₃₂和Z₄₂得到G₅₂、G₆₂、G₇₂和G₈₂， (·)^*表示共轭；

C4，接收端2根据G₁₂、G₂₂、G₃₂、G₄₂、G₅₂、G₆₂、G₇₂和G₈₂计算得到对应的等效信道矩阵G₃和对应的等效信道矩阵G₄，(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

D，接收端3根据发送端3到接收端3的信道矩阵H₃₃计算对应的等效信道矩阵G₅和对应的等效信道矩阵G₆，具体过程如下：

D1，接收端3令Z₁₃＝H_1,33且Z₂₃＝H_2,33，其中，H_1,33是H₃₃的前两列组成的矩阵，H_2,33是H₃₃的后两列组成的矩阵；

D2，令且接收端3根据Z₁₃和Z₂₃得到G₁₃、G₂₃、G₃₃和G₄₃， (·)^*表示共轭；

D3，接收端3根据G₁₃、G₂₃、G₃₃和G₄₃计算得到对应的等效信道矩阵G₅和对应的等效信道矩阵G₆，(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

E，接收端1处理其接收信号Y₁，得到接收信号的等效表达形式y₁和y₂，具体过程如下：

E1，接收端1用Y₁₁表示Y₁的前两列组成的矩阵，用Y₂₁表示Y₁的第三列和第四列组成的矩阵，令Y₁′＝Y₁₁+Y₂₁且Y₂′＝Y₁₁-Y₂₁；

E2，接收端1根据Y₁′和Y₂′得到向量y₁₁、y₂₁、y₁₂和y₂₂， 表示Y₁′的第i₁行第m₁列的元素，表示Y₂′的第i₂行第m₂列的元素，i₁＝1,2，m₁＝1,2，i₂＝1,2，m₂＝1,2，(·)^*表示共轭；

E3，接收端1用G₂₁和G₄₁处理y₁₁和y₂₁，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

E4，接收端1用G₆₁和G₈₁处理y₁₂和y₂₂，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

F，接收端2处理其接收信号Y₂，得到接收信号的等效表达形式y₃和y₄，具体过程如下：

F1，接收端2用Y₁₂表示Y₂的前两列组成的矩阵，用Y₂₂表示Y₂的第三列和第四列组成的矩阵，令Y₃′＝Y₁₂+Y₂₂且Y₄′＝Y₁₂-Y₂₂；

F2，接收端2根据Y₃′和Y₄′得到向量y₁₃、y₂₃、y₁₄和y₂₄， 表示Y₃′的第i₃行第m₃列的元素，表示Y₄′的第i₄行第m₄列的元素，i₃＝1,2，m₃＝1,2，i₄＝1,2，m₄＝1,2，(·)^*表示共轭；

F3，接收端2用G₁₂和G₃₂处理y₁₃和y₂₃，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

F4，接收端2用G₅₂和G₇₂处理y₁₄和y₂₄，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

G，接收端3处理其接收信号Y₃，得到接收信号的等效表达形式y₅和y₆，具体过程如下：

G1，接收端3用Y₃₃表示Y₃的最后两列组成的矩阵，接收端3根据Y₃₃得到向量y₁₅和y₂₅， 表示Y₃₃的第i₅行第m₅列的元素，i₅＝1,2，m₅＝1,2，(·)^*表示共轭；

G2，接收端3用G₂₃和G₄₃处理y₁₅和y₂₅，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

G3，接收端3用G₁₃和G₃₃处理y₁₅和y₂₅，得到(·)^H表示共轭转置，||·||表示范数；

H，3个接收端分别译码，具体过程如下：

H1，接收端1以作为等效发送信号，以G₁作为等效信道矩阵，以y₁作为等效接收信号，译码c₁、c₂、c₃和c₄；

H2，接收端1以作为等效发送信号，以G₂作为等效信道矩阵，以y₂作为等效接收信号，译码s₁、s₂、s₃和s₄；

H3，接收端2以作为等效发送信号，以G₃作为等效信道矩阵，以y₃作为等效接收信号，译码c₅、c₆、c₇和c₈；

H4，接收端2以作为等效发送信号，以G₄作为等效信道矩阵，以y₄作为等效接收信号，译码s₅、s₆、s₇和s₈；

H5，接收端3以作为等效发送信号，以G₅作为等效信道矩阵，以y₅作为等效接收信号，译码c₉、c₁₀、c₁₁和c₁₂；

H6，接收端3以作为等效发送信号，以G₆作为等效信道矩阵，以y₆作为等效接收信号，译码s₉、s₁₀、s₁₁和s₁₂。