CN104901780A - Y信道中的干扰消除方法 - Google Patents

Y信道中的干扰消除方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104901780A
CN104901780A CN201510287063.4A CN201510287063A CN104901780A CN 104901780 A CN104901780 A CN 104901780A CN 201510287063 A CN201510287063 A CN 201510287063A CN 104901780 A CN104901780 A CN 104901780A
Authority
CN
China
Prior art keywords
user
decoding
code word
send
via node
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510287063.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104901780B (zh
Inventor
田心记
张延良
贾利琴
逯静
孙江峰
杨冬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan University of Technology
Original Assignee
Henan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan University of Technology filed Critical Henan University of Technology
Priority to CN201510287063.4A priority Critical patent/CN104901780B/zh
Publication of CN104901780A publication Critical patent/CN104901780A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104901780B publication Critical patent/CN104901780B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/02—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception
    • H04L1/06—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by diversity reception using space diversity
    • H04L1/0618—Space-time coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H04B7/0456—Selection of precoding matrices or codebooks, e.g. using matrices antenna weighting
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了Y信道中的干扰消除方法，适用于三个用户且用户和中继节点都配置4根天线的Y信道。在多址阶段，每个用户对其调制信号进行Alamouti编码以及预编码，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；在广播阶段，中继节点将多址阶段译码得到的信号进行Alamouti编码以及预编码，然后将预编码后的码字进行组合并且发送出去，三个用户利用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。

Description

Y信道中的干扰消除方法
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其是Y信道中干扰消除方法。
背景技术
中继技术可以扩展小区覆盖范围，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。
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三种，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(Multiple Access,MA)阶段，第二时隙称为广播(Broadcast,BC)阶段。在MA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。
文章“Performance Optimization ofMIMO Y channels:InterferenceAlignment and Signal Detection”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
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，适用于三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。
实现本发明的技术思路是：在MA阶段，每个用户对其调制信号进行Alamouti编码以及干扰对齐预编码，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MA阶段译码得到的信号进行Alamouti编码以及预编码，然后将预编码后的码字进行组合并且发送出去，三个用户利用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。
本发明的具体步骤如下：
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，然后三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；
B，中继节点根据用户i到中继节点的信道矩阵HRi译码每对码字的元素，i＝1,2,3；
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；
D，用户1译码得到用户2期望发送给用户1的信号以及用户3期望发送给用户1的信号；
E，用户2译码得到用户1期望发送给用户2的信号以及用户3期望发送给用户2的信号；
F，用户3译码得到用户1期望发送给用户3的信号以及用户2期望发送给用户3的信号。
进一步，所述步骤A具体包括：
A1，用户1对其调制信号sk 21进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户2的2×2的码字S21， S 21 = s 1 21 - s 2 21 * s 2 21 s 1 21 * , (·)*表示共轭，用户1对其调制信号sk 31进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户3的2×2的码字S31， S 31 = s 1 31 - s 2 31 * s 2 31 s 1 31 * , (·)*表示共轭；
A2，用户2对其调制信号sk 12进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户1的2×2的码字S12， S 12 = s 1 12 - s 2 12 * s 2 12 s 1 12 * , (·)*表示共轭，用户2对其调制信号sk 32进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户3的2×2的码字S32， S 32 = s 1 32 - s 2 32 * s 2 32 s 1 32 * , (·)*表示共轭；
A3，用户3对其调制信号sk 13进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户1的2×2的码字S13， S 13 = s 1 13 - s 2 13 * s 2 13 s 1 13 * , (·)*表示共轭，用户3对其调制信号sk 23进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户2的2×2的码字S23， S 23 = s 1 23 - s 2 23 * s 2 23 s 1 23 * , (·)*表示共轭；
A4，三个用户根据用户i到中继节点的信道矩阵HRi计算得到2×2的预编码矩阵V12、V21、V13、V23、V31、V32，i＝1,2,3，HRi的阶数为4×4，预编码矩阵满足H1V21＝H3V12、H2V31＝H5V13且H4V32＝H6V23，其中，H1是HR1的前两列组成的矩阵，H2是HR1的后两列组成的矩阵，H3是HR2的前两列组成的矩阵，H4是HR2的后两列组成的矩阵，H5是HR3的前两列组成的矩阵，H6是HR3的后两列组成的矩阵；
A5，用户1分别用V21和V31对S21和S31进行预编码，得到V21S21和V31S31；用户2分别用V12和V32对S12和S32进行预编码，得到V12S12和V32S32；用户3分别用V13和V23对S13和S23进行预编码，得到V13S13和V23S23；
A6，在相同的时间内，三个用户分别发送 V 21 S 21 V 31 S 31 , V 12 S 12 V 32 S 32 和 V 13 S 13 V 23 S 23 到中继节点。
进一步，所述步骤B具体包括：
B1，中继节点用R1表示步骤A6中的接收信号，R1可以表示为R1＝H3(S21+S12)+H5(S31+S13)+H6V23(S32+S23)+NR1，NR1是步骤A6中中继节点接收到的噪声矩阵，R1和NR1的阶数均为4×2；
B2，S21+S12、S31+S13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a1和a2表示译码S21+S12的元素得到的符号，用b1和b2表示译码S31+S13的元素得到的符号，用c1和c2表示译码S32+S23的元素得到的符号。
进一步，所述步骤C具体包括：
C1，中继节点对a1和a2进行Alamouti编码，得到码字 A = a 1 - a 2 * a 2 a 1 * , 中继节点对b1和b2进行Alamouti编码，得到码字 B = b 1 - b 2 * b 2 b 1 * , 中继节点对c1和c2进行Alamouti编码，得到码字 C = c 1 - c 2 * c 2 c 1 * ;
C2，中继节点对A和B进行预编码，得到U1A和U2B，其中，U1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U1≠U2即可；
C3，中继节点发送 U 1 A + U 2 B C .
进一步，所述步骤D具体包括：
D1，用户1用Y1表示步骤C3中的接收信号，Y1的阶数为4×2，其表达形式为Y1＝H11RU1A+H11RU2B+H21RC+N1R，H11R是H1R的前两列组成的矩阵，H21R是H1R的后两列组成的矩阵，H1R是中继节点到用户1的信道矩阵，H1R的阶数为4×4，N1R是阶数为4×2的噪声；
D2，用户1根据Y1的表达式以及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a1′和a2′表示译码得到的符号；
D3，用户1根据Y1的表达式以及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b1′和b2′表示译码得到的符号；
D4，用户1用a1′减s1 21并且用a2′减s2 21，得到用户2期望发送给用户1的信号，分别是a1′-s1 21和a2′-s2 21；
D5，用户1用b1′减s1 31并且用b2′减s2 31，得到用户3期望发送给用户1的信号，分别是b1′-s1 31和b2′-s2 31。
进一步，所述步骤E具体包括：
E1，用户2用Y2表示步骤C3中的接收信号，Y2的阶数为4×2，其表达形式为Y2＝H12RU1A+H12RU2B+H22RC+N2R，H12R是H2R的前两列组成的矩阵，H22R是H2R的后两列组成的矩阵，H2R是中继节点到用户2的信道矩阵，H2R的阶数为4×4，N2R是阶数为4×2的噪声；
E2，用户2根据Y2的表达式以及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a1″和a2″表示译码得到的符号；
E3，用户2根据Y2的表达式以及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c1″和c2″表示译码得到的符号；
E4，用户2用a1″减s1 12并且用a2″减s2 12，得到用户1期望发送给用户2的信号，分别是a1″-s1 12和a2″-s2 12；
E5，用户2用c1″减s1 32并且用c2″减s2 32，得到用户3期望发送给用户2的信号，分别是c1″-s1 32和c2″-s2 32。
进一步，所述步骤F具体包括：
F1，用户3用Y3表示步骤C3中的接收信号，Y3的阶数为4×2，其表达形式为Y3＝H13RU1A+H13RU2B+H23RC+N3R，H13R是H3R的前两列组成的矩阵，H23R是H3R的后两列组成的矩阵，H3R是中继节点到用户3的信道矩阵，H3R的阶数为4×4，N3R是阶数为4×2的噪声；
F2，用户3根据Y3的表达式以及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，用和表示译码得到的符号；
F3，用户3根据Y3的表达式以及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，用和表示译码得到的符号；
F4，用户3用减s1 13并且用减s2 13，得到用户1期望发送给用户3的信号，分别是和
F5，用户3用减s1 23并且用减s2 23，得到用户2期望发送给用户3的信号，分别是和
与现有方案相比，本发明的三个用户采用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，从而其减低了运算复杂度。
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MA阶段的流程图；
图4是本发明中BC阶段的流程图。
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，包括3个用户和1个中继节点，都配置4根天线。在中继的帮助下，用户i期望将码字Sji发送给用户j，同时接收来自用户j的码字Sij，i＝1,2,3，j＝1,2,3，i≠j。假定用户间不存在无线链路，所有码字的传输都要经过中继节点。Sji和Sij的表达形式如下
S ji = s 1 ji - s 2 ji * s 2 ji s 1 ji * S ij = s 1 ij - s 2 ij * s 2 ij s 1 ij *
其中，sk ji和sk ij是调制符号，k＝1,2。Sji和Sij都具有Alamouti码字的结构。
三个用户对码字进行预编码，得到VijSij，i＝1,2,3，j＝1,2,3，i≠j。Vij是预编码矩阵，为了满足发射功率不变，Vij满足||Vij||＝1，||·||表示范数。三个用户分别发送 V 21 S 21 V 31 S 31 , V 12 S 12 V 32 S 32 和 V 13 S 13 V 23 S 23 到中继节点，中继节点的接收信号为
其中，R1和NR1分别是接收信号和高斯白噪声。HRi是用户i到中继节点的信道矩阵，阶数为4×4，i＝1,2,3。Hk的阶数为4×2，k＝1,2,…,6。中继节点不需要译码每个码字的元素，只需要译码每对码字的元素即可，即译码S21+S12的元素、S31+S13的元素和S32+S23的元素。这样就要求每对码字对齐，即Vij需要满足
H1V21＝H3V12 H2V31＝H5V13 H4V32＝H6V23      (3)
满足上式的Vij有无数种取值，简单起见，令V12＝V13＝I2且 V 23 = 0 1 1 0 , 其中，I2是2×2的单位矩阵，则由式(3)可得到V21＝H1 -1H3/||H1 -1H3||，V31＝H2 -1H5/||H2 -1H5||，V32＝H4 -1H6V23/||H4 -1H6V23||，||·||表示范数。此时，式(2)可以等价表示为
R1＝H3(S21+S12)+H5(S31+S13)+H6V23(S32+S23)+NR1     (4)
Sji和Sij都是Alamouti码字，i＝1,2,3，j＝1,2,3，i≠j，从而Sji+Sij都具有Alamouti码字的结构。文献“Combininginterferencealignmentand alamouti codes for the 3-user mimo interference channel”利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性译码每个码字的元素，此处也可以采用类似的方法译码Sji+Sij的每个元素。不妨用a1和a2表示译码S21+S12的元素得到的符号，用b1和b2表示译码S31+S13的元素得到的符号，用c1和c2表示译码S32+S23的元素得到的符号。如果译码都正确，a1＝s1 12+s1 21，a2＝s2 12+s2 21，b1＝s1 31+s1 13，b2＝s2 31+s2 13，c1＝s1 32+s1 23，c2＝s2 32+s2 23。
在BC阶段，中继节点对MA阶段译码得到的符号进行Alamouti编码，得到
A = a 1 - a 2 * a 2 a 1 *
B = b 1 - b 2 * b 2 b 1 *
C = c 1 - c 2 * c 2 c 1 *
中继节点发送 U 1 A + U 2 B C , U1和U2是归一化的预编码矩阵，U1≠U2≠I2，I2是2×2的单位矩阵。用Yi表示用户i的接收信号，其表达形式为
HiR和NiR分别表示是中继节点到用户i的信道矩阵和噪声矩阵，阶数均为4×4，H1iR表示HiR的前两列组成的矩阵，H2iR表示HiR的后两列组成的矩阵。
A、B和C都是Alamouti码字，从而可基于式(5)采用与MA阶段相同的方法译码。用户1译码A中的两个元素，即译码A的第一列的元素，用a1′和a2′表示译码得到的符号，用户1译码B中的两个元素，即译码B的第一列的元素，用b1′和b2′表示译码得到的符号。用户1用a1′减s1 21并且用a2′减s2 21，得到用户2期望发送给用户1的信号，分别是a1′-s1 21和a2′-s2 21；用户1用b1′减s1 31并且用b2′减s2 31，得到用户3期望发送给用户1的信号，分别是b1′-s1 31和b2′-s2 31。用户2和用户3可采用相同的方法得到其期望接收的信号。
下面结合附图以及预编码矩阵的设计方法，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，Y信道中的干扰消除方法的具体步骤如下：
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，然后三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；
B，中继节点根据用户i到中继节点的信道矩阵HRi译码每对码字的元素，i＝1,2,3；
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；
D，用户1译码得到用户2期望发送给用户1的信号以及用户3期望发送给用户1的信号；
E，用户2译码得到用户1期望发送给用户2的信号以及用户3期望发送给用户2的信号；
F，用户3译码得到用户1期望发送给用户3的信号以及用户2期望发送给用户3的信号。
图3是本发明方法中MA阶段的流程图。结合图2和图3，本发明中MA阶段的具体步骤如下：
A1，用户1对其调制信号sk 21进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户2的2×2的码字S21， S 21 = s 1 21 - s 2 21 * s 2 21 s 1 21 * , (·)*表示共轭，用户1对其调制信号sk 31进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户3的2×2的码字S31， S 31 = s 1 31 - s 2 31 * s 2 31 s 1 31 * , (·)*表示共轭；
A2，用户2对其调制信号sk 12进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户1的2×2的码字S12， S 12 = s 1 12 - s 2 12 * s 2 12 s 1 12 * , (·)*表示共轭，用户2对其调制信号sk 32进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户3的2×2的码字S32， S 32 = s 1 32 - s 2 32 * s 2 32 s 1 32 * , (·)*表示共轭；
A3，用户3对其调制信号sk 13进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户1的2×2的码字S13， S 13 = s 1 13 - s 2 13 * s 2 13 s 1 13 * , (·)*表示共轭，用户3对其调制信号sk 23进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户2的2×2的码字S23， S 23 = s 1 23 - s 2 23 * s 2 23 s 1 23 * , (·)*表示共轭；
A4，三个用户根据用户i到中继节点的信道矩阵HRi计算得到2×2的预编码矩阵V12、V21、V13、V23、V31、V32，i＝1,2,3，HRi的阶数为4×4，预编码矩阵满足H1V21＝H3V12、H2V31＝H5V13且H4V32＝H6V23，其中，H1是HR1的前两列组成的矩阵，H2是HR1的后两列组成的矩阵，H3是HR2的前两列组成的矩阵，H4是HR2的后两列组成的矩阵，H5是HR3的前两列组成的矩阵，H6是HR3的后两列组成的矩阵；
A5，用户1分别用V21和V31对S21和S31进行预编码，得到V21S21和V31S31；用户2分别用V12和V32对S12和S32进行预编码，得到V12S12和V32S32；用户3分别用V13和V23对S13和S23进行预编码，得到V13S13和V23S23；
A6，在相同的时间内，三个用户分别发送 V 21 S 21 V 31 S 31 , V 12 S 12 V 32 S 32 和 V 13 S 13 V 23 S 23 到中继节点；
B1，中继节点用R1表示步骤A6中的接收信号，R1可以表示为R1＝H3(S21+S12)+H5(S31+S13)+H6V23(S32+S23)+NR1，NR1是步骤A6中中继节点接收到的噪声矩阵，R1和NR1的阶数均为4×2；
B2，S21+S12、S31+S13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a1和a2表示译码S21+S12的元素得到的符号，用b1和b2表示译码S31+S13的元素得到的符号，用c1和c2表示译码S32+S23的元素得到的符号。
图4是本发明方法中BC阶段的流程图。结合图2和图4，本发明中BC阶段的具体过程如下：
C1，中继节点对a1和a2进行Alamouti编码，得到码字 A = a 1 - a 2 * a 2 a 1 * , 中继节点对b1和b2进行Alamouti编码，得到码字 B = b 1 - b 2 * b 2 b 1 * , 中继节点对c1和c2进行Alamouti编码，得到码字 C = c 1 - c 2 * c 2 c 1 * ;
C2，中继节点对A和B进行预编码，得到U1A和U2B，其中，U1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U1≠U2即可；
C3，中继节点发送 U 1 A + U 2 B C ;
D1，用户1用Y1表示步骤C3中的接收信号，Y1的阶数为4×2，其表达形式为Y1＝H11RU1A+H11RU2B+H21RC+N1R，H11R是H1R的前两列组成的矩阵，H21R是H1R的后两列组成的矩阵，H1R是中继节点到用户1的信道矩阵，H1R的阶数为4×4，N1R是阶数为4×2的噪声；
D2，用户1根据Y1的表达式以及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a1′和a2′表示译码得到的符号；
D3，用户1根据Y1的表达式以及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b1′和b2′表示译码得到的符号；
D4，用户1用a1′减s1 21并且用a2′减s2 21，得到用户2期望发送给用户1的信号，分别是a1′-s1 21和a2′-s2 21；
D5，用户1用b1′减s1 31并且用b2′减s2 31，得到用户3期望发送给用户1的信号，分别是b1′-s1 31和b2′-s2 31；
E1，用户2用Y2表示步骤C3中的接收信号，Y2的阶数为4×2，其表达形式为Y2＝H12RU1A+H12RU2B+H22RC+N2R，H12R是H2R的前两列组成的矩阵，H22R是H2R的后两列组成的矩阵，H2R是中继节点到用户2的信道矩阵，H2R的阶数为4×4，N2R是阶数为4×2的噪声；
E2，用户2根据Y2的表达式以及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a1″和a2″表示译码得到的符号；
E3，用户2根据Y2的表达式以及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c1″和c2″表示译码得到的符号；
E4，用户2用a1″减s1 12并且用a2″减s2 12，得到用户1期望发送给用户2的信号，分别是a1″-s1 12和a2″-s2 12；
E5，用户2用c1″减s1 32并且用c2″减s2 32，得到用户3期望发送给用户2的信号，分别是c1″-s1 32和c2″-s2 32；
F1，用户3用Y3表示步骤C3中的接收信号，Y3的阶数为4×2，其表达形式为Y3＝H13RU1A+H13RU2B+H23RC+N3R，H13R是H3R的前两列组成的矩阵，H23R是H3R的后两列组成的矩阵，H3R是中继节点到用户3的信道矩阵，H3R的阶数为4×4，N3R是阶数为4×2的噪声；
F2，用户3根据Y3的表达式以及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，用和表示译码得到的符号；
F3，用户3根据Y3的表达式以及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，用和表示译码得到的符号；
F4，用户3用减s1 13并且用减s2 13，得到用户1期望发送给用户3的信号，分别是和
F5，用户3用减s1 23并且用减s2 23，得到用户2期望发送给用户3的信号，分别是和
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)

1.一种Y信道中的干扰消除方法，适用于三个用户和一个中继节点的Y信道，且每个用户和中继节点都配置4根天线，其特征在于，包括如下步骤：
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，然后三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，具体过程如下：
A1，用户1对其调制信号sk 21进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户2的2×2的码字S21， S 21 = s 1 21 - s 2 21 * s 2 21 s 1 21 * , (·)*表示共轭，用户1对其调制信号sk 31进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户1期望发送给用户3的2×2的码字S31， S 31 = s 1 31 - s 2 31 * s 2 31 s 1 31 * , (·)*表示共轭；
A2，用户2对其调制信号sk 12进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户1的2×2的码字S12， S 12 = s 1 12 - s 2 12 * s 2 12 s 1 12 * , (·)*表示共轭，用户2对其调制信号sk 32进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户2期望发送给用户3的2×2的码字S32， S 32 = s 1 32 - s 2 32 * s 2 32 s 1 32 * , (·)*表示共轭；
A3，用户3对其调制信号sk 13进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户1的2×2的码字S13， S 13 = s 1 13 - s 2 13 * s 2 13 s 1 13 * , (·)*表示共轭，用户3对其调制信号sk 23进行Alamouti编码，k＝1,2，得到用户3期望发送给用户2的2×2的码字S23， S 23 = s 1 23 - s 2 23 * s 2 23 s 1 23 * , (·)*表示共轭；
A4，三个用户根据用户i到中继节点的信道矩阵HRi计算得到2×2的预编码矩阵V12、V21、V13、V23、V31、V32，i＝1,2,3，HRi的阶数为4×4，预编码矩阵满足H1V21＝H3V12、H2V31＝H5V13且H4V32＝H6V23，其中，H1是HR1的前两列组成的矩阵，H2是HR1的后两列组成的矩阵，H3是HR2的前两列组成的矩阵，H4是HR2的后两列组成的矩阵，H5是HR3的前两列组成的矩阵，H6是HR3的后两列组成的矩阵；
A5，用户1分别用V21和V31对S21和S31进行预编码，得到V21S21和V31S31；用户2分别用V12和V32对S12和S32进行预编码，得到V12S12和V32S32；用户3分别用V13和V23对S13和S23进行预编码，得到V13S13和V23S23；
A6，在相同的时间内，三个用户分别发送 V 21 S 21 V 31 S 31 , V 12 S 12 V 32 S 32 和 V 13 S 13 V 23 S 23 到中继节点；
B，中继节点根据用户i到中继节点的信道矩阵HRi译码每对码字的元素，i＝1,2,3，具体过程如下：
B1，中继节点用R1表示步骤A6中的接收信号，R1可以表示为R1＝H3(S21+S12)+H5(S31+S13)+H6V23(S32+S23)+NR1，NR1是步骤A6中中继节点接收到的噪声矩阵，R1和NR1的阶数均为4×2；
B2，S21+S12、S31+S13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a1和a2表示译码S21+S12的元素得到的符号，用b1和b2表示译码S31+S13的元素得到的符号，用c1和c2表示译码S32+S23的元素得到的符号；
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，具体过程如下：
C1，中继节点对a1和a2进行Alamouti编码，得到码字 A = a 1 - a 2 * a 2 a 1 * , 中继节点对b1和b2进行Alamouti编码，得到码字 B = b 1 - b 2 * b 2 b 1 * , 中继节点对c1和c2进行Alamouti编码，得到码字 C = c 1 - c 2 * c 2 c 1 * ;
C2，中继节点对A和B进行预编码，得到U1A和U2B，其中，U1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U1≠U2即可；
C3，中继节点发送 U 1 A + U 2 B C ;
D，用户1译码得到用户2期望发送给用户1的信号以及用户3期望发送给用户1的信号，具体过程如下：
D1，用户1用Y1表示步骤C3中的接收信号，Y1的阶数为4×2，其表达形式为Y1＝H11RU1A+H11RU2B+H21RC+N1R，H11R是H1R的前两列组成的矩阵，H21R是H1R的后两列组成的矩阵，H1R是中继节点到用户1的信道矩阵，H1R的阶数为4×4，N1R是阶数为4×2的噪声；
D2，用户1根据Y1的表达式以及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a1′和a2′表示译码得到的符号；
D3，用户1根据Y1的表达式以及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b1′和b2′表示译码得到的符号；
D4，用户1用a1′减s1 21并且用a2′减s2 21，得到用户2期望发送给用户1的信号，分别是a1′-s1 21和a2′-s2 21；
D5，用户1用b1′减s1 31并且用b2′减s2 31，得到用户3期望发送给用户1的信号，分别是b1′-s1 31和b2′-s2 31；
E，用户2译码得到用户1期望发送给用户2的信号以及用户3期望发送给用户2的信号，具体过程如下：
E1，用户2用Y2表示步骤C3中的接收信号，Y2的阶数为4×2，其表达形式为Y2＝H12RU1A+H12RU2B+H22RC+N2R，H12R是H2R的前两列组成的矩阵，H22R是H2R的后两列组成的矩阵，H2R是中继节点到用户2的信道矩阵，H2R的阶数为4×4，N2R是阶数为4×2的噪声；
E2，用户2根据Y2的表达式以及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a1″和a2″表示译码得到的符号；
E3，用户2根据Y2的表达式以及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c1″和c2″表示译码得到的符号；
E4，用户2用a1″减s1 12并且用a2″减s2 12，得到用户1期望发送给用户2的信号，分别是a1″-s1 12和a2″-s2 12；
E5，用户2用c1″减s1 32并且用c2″减s2 32，得到用户3期望发送给用户2的信号，分别是c1″-s1 32和c2″-s2 32；
F，用户3译码得到用户1期望发送给用户3的信号以及用户2期望发送给用户3的信号，具体过程如下：
F1，用户3用Y3表示步骤C3中的接收信号，Y3的阶数为4×2，其表达形式为Y3＝H13RU1A+H13RU2B+H23RC+N3R，H13R是H3R的前两列组成的矩阵，H23R是H3R的后两列组成的矩阵，H3R是中继节点到用户3的信道矩阵，H3R的阶数为4×4，N3R是阶数为4×2的噪声；
F2，用户3根据Y3的表达式以及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，用和表示译码得到的符号；
F3，用户3根据Y3的表达式以及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，用和表示译码得到的符号；
F4，用户3用减s1 13并且用减s2 13，得到用户1期望发送给用户3的信号，分别是和
F5，用户3用减s1 23并且用减s2 23，得到用户2期望发送给用户3的信号，分别是和
CN201510287063.4A 2015-05-28 2015-05-28 Y信道中的干扰消除方法 Expired - Fee Related CN104901780B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510287063.4A CN104901780B (zh) 2015-05-28 2015-05-28 Y信道中的干扰消除方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510287063.4A CN104901780B (zh) 2015-05-28 2015-05-28 Y信道中的干扰消除方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104901780A true CN104901780A (zh) 2015-09-09
CN104901780B CN104901780B (zh) 2017-12-08

Family

ID=54034190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510287063.4A Expired - Fee Related CN104901780B (zh) 2015-05-28 2015-05-28 Y信道中的干扰消除方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104901780B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105429684A (zh) * 2015-10-29 2016-03-23 河南理工大学 Y信道中低复杂度的干扰消除方法
CN105812041A (zh) * 2016-03-31 2016-07-27 河南理工大学 两小区的mimo广播信道中一种消除多用户干扰的方法
CN109842463A (zh) * 2017-11-27 2019-06-04 深圳超级数据链技术有限公司 数据传输方法、装置、存储介质及处理器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009021787A (ja) * 2007-07-11 2009-01-29 Mitsubishi Electric Corp 基地局
CN102510324A (zh) * 2012-01-02 2012-06-20 西安电子科技大学 多输入多输出 y 信道中基于网络编码的信号传输方法
CN104660535A (zh) * 2015-03-05 2015-05-27 河南理工大学 Mimo干扰信道中无反馈的干扰消除方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009021787A (ja) * 2007-07-11 2009-01-29 Mitsubishi Electric Corp 基地局
CN102510324A (zh) * 2012-01-02 2012-06-20 西安电子科技大学 多输入多输出 y 信道中基于网络编码的信号传输方法
CN104660535A (zh) * 2015-03-05 2015-05-27 河南理工大学 Mimo干扰信道中无反馈的干扰消除方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUA MU等: "Achievable Degrees of Freedom for K-User MIMO Y Channels Using Signal Group Based Alignment", 《IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS》 *
KEOV KOLYAN TEAV等: "Performance Optimization of MIMO Y Channels:Interference Alignment and Signal Detection", 《IEEE COMMUNICATIONS LETTERS》 *
田心记等: "MIMO-MAC中一种改进的干扰消除方法", 《计算机工程》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105429684A (zh) * 2015-10-29 2016-03-23 河南理工大学 Y信道中低复杂度的干扰消除方法
CN105429684B (zh) * 2015-10-29 2019-03-22 河南理工大学 Y信道中低复杂度的干扰消除方法
CN105812041A (zh) * 2016-03-31 2016-07-27 河南理工大学 两小区的mimo广播信道中一种消除多用户干扰的方法
CN105812041B (zh) * 2016-03-31 2018-10-09 河南理工大学 两小区的mimo广播信道中一种消除多用户干扰的方法
CN109842463A (zh) * 2017-11-27 2019-06-04 深圳超级数据链技术有限公司 数据传输方法、装置、存储介质及处理器

Also Published As

Publication number Publication date
CN104901780B (zh) 2017-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103957086B (zh) Mu‑mimo预编码实现方法
CN102510324B (zh) 多输入多输出 y 信道中基于网络编码的信号传输方法
US10271222B2 (en) Omni-directional transmission in large-scale MIMO systems
CN104243106A (zh) 一种基于3d交叉极化信道大规模mimo系统的码本构造方法
US8861392B2 (en) Pre-coding method in cooperative relay system, communication apparatus, and relay apparatus
CN103051432A (zh) 一种消除x信道中多用户干扰的方法
CN104901780A (zh) Y信道中的干扰消除方法
US10225114B2 (en) System for resolving channel sparsity in multiple-input multiple-output systems using (re)configurable antennas, and methods of making and using the same
CN107959520B (zh) 一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法
CN103701571A (zh) 用于td-lte-a中继系统的八天线双码本设计方法
CN104113399A (zh) 多用户mimo系统中基于矩阵条件数的用户选择方法
CN103401657A (zh) 一种协作通信部分相干非差分分布式空时编码方法
CN105812041A (zh) 两小区的mimo广播信道中一种消除多用户干扰的方法
CN104022987B (zh) Mimo交替中继系统中基于解码转发的干扰消除方法
CN105429685A (zh) 大规模mimo中高效的上行传输方式
CN102857292B (zh) 多用户双向中继传输系统及方法
US8873954B2 (en) System and method for exchanging information over a jacobi MIMO channel
CN104660535A (zh) Mimo干扰信道中无反馈的干扰消除方法
CN103929385B (zh) 基于信号子空间对齐的多源异质信号干扰抑制方法
CN105429684A (zh) Y信道中低复杂度的干扰消除方法
US8923458B2 (en) Method and device for decoding in a differential orthogonal space-time block coded system
CN104901781A (zh) Y信道中的空时码传输方法及译码方法
CN105471523A (zh) 多天线系统的协作分集互易性校准方法
CN103051433A (zh) 一种消除多用户干扰的方法
Li et al. Grassmannian-euclidean superposition for MIMO broadcast channels

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171208

Termination date: 20200528

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee