CN105391511A - 消除异构网络层间干扰的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种消除异构网络层间干扰的方法及装置。该方法包括：获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息；对第一信道矩阵进行奇异值分解获得受损用户的零空间；依据零空间获得零空间的子空间；将低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到子空间，以消除宏基站或其他低功率节点对服务用户产生的层间干扰。本发明实施例通过对第一信道矩阵进行奇异值分解获得受损用户的零空间，依据零空间获得零空间的子空间，将低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到子空间获得新的信道状态信息，消除了宏基站或其他低功率节点对服务用户产生的层间干扰。

Description

消除异构网络层间干扰的方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种消除异构网络层间干扰的方法及装置。

背景技术

近年来，为了尽量满足不断增长的无缝覆盖和数据传输速率需求,LTE-A将一些低功率节点引入到宏蜂窝系统构成异构网络，异构网络的提出能有效解决宏蜂窝单独组网时存在的宏基站负载过重、盲点热点地区覆盖信号弱等问题。

典型的异构网络包含宏基站和低功率节点两种接入点，一个单天线用户可以由宏基站或某一低功率节点提供服务，若一个单天线用户由低功率节点提供服务，则该单天线用户会受到宏基站或相邻低功率节点对其产生的层间干扰。

但是现有技术中没有有效的办法解决异构网络中层间干扰的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种消除异构网络层间干扰的方法及装置，以解决异构网络中层间干扰的问题。

本发明实施例的一个方面是提供一种消除异构网络层间干扰的方法，包括：

获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息，多个所述第一信道状态信息构成第一信道矩阵；

对所述第一信道矩阵进行奇异值分解获得所述受损用户的零空间；

依据所述零空间获得所述零空间的子空间；

将所述低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到所述子空间获得新的信道状态信息，以消除宏基站或其他低功率节点对所述服务用户产生的层间干扰，多个所述新的信道状态信息组成第二信道矩阵。

本发明实施例的另一个方面是提供一种消除异构网络层间干扰的装置，包括：

获取模块，用于获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息，多个所述第一信道状态信息构成第一信道矩阵；

计算模块，用于对所述第一信道矩阵进行奇异值分解获得所述受损用户的零空间；依据所述零空间获得所述零空间的子空间；将所述低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到所述子空间获得新的信道状态信息，以消除宏基站或其他低功率节点对所述服务用户产生的层间干扰，多个所述新的信道状态信息组成第二信道矩阵。

本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法及装置，通过获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息，多个第一信道状态信息构成第一信道矩阵，对第一信道矩阵进行奇异值分解获得受损用户的零空间，依据零空间获得零空间的子空间，将低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到子空间获得新的信道状态信息，消除了宏基站或其他低功率节点对服务用户产生的层间干扰。

附图说明

图1为本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法适用的网络架构图；

图3为本发明实施例提供的信道状态信息的获取方法；

图4为本发明另一实施例提供的信道状态信息的获取方法；

图5为本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法适用的网络参数；

图6为本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法适用的网络拓扑图；

图7为本发明另一实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法适用的网络拓扑图；

图8为不同预编码算法在宏基站设置不同天线数时的功耗对比图；

图9为不同预编码算法在用户取不同速率需求时的功耗对比图；

图10为受损用户的信干噪比在不同预编码算法中的对比图；

图11为本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的装置的结构图；

图12为本发明另一实施例提供的消除异构网络层间干扰的装置的结构图。

具体实施方式

图1为本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法流程图；图2为本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法适用的网络架构图；图3为本发明实施例提供的信道状态信息的获取方法；图4为本发明另一实施例提供的信道状态信息的获取方法。本发明实施例针对现有技术中没有有效的办法解决异构网络中层间干扰的问题，提供了消除异构网络层间干扰的方法，该方法具体步骤如下：

步骤S101、获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息，多个所述第一信道状态信息构成第一信道矩阵；

如图2所示是本发明实施例所使用的网络架构图，该小区中包括一个宏基站和3个低功率节点，例如低功率节点2为其服务区内的用户手机服务，同时，低功率节点2还会对低功率节点1和低功率节点2交叉部分的干扰区中的用户手机产生干扰，另外，低功率节点2的服务区内的用户手机还会受到宏基站、低功率节点1或者低功率节点3的干扰。

本发明实施例提供两种信道状态信息的获取方法：

第一种如图3所示，宏基站向每个低功率节点例如第j个低功率节点发送第j个低功率节点对应的每个受损用户的第一信道状态信息构成的第一信道矩阵第j个低功率节点在本地进行计算以获得预编码向量T_j,i，i＝1,2,...K_j，如此，第j个低功率节点可以分布式地运行预编码并减轻宏基站的计算压力。此方法在第j个低功率节点处通过奇异值分解计算出受损用户的零空间。

第二种如图4所示，宏基站执行块对角化并将得到的零空间向量传送给第j个低功率节点。此方法中，宏基站处理了所有矩阵分解算法，这种方法适用于低功率节点设备简单的情况。此方法在宏基站处通过奇异值分解计算出受损用户的零空间。

所述第一信道矩阵为j表示所述低功率节点为第j个低功率节点，K_j表示所述第j个低功率节点对应的服务用户的个数，L_j表示所述第j个低功率节点对应的受损用户的个数，K_j+L_j≤M，M表示所述第j个低功率节点的天线个数，表示所述第j个低功率节点与第1个受损用户之间的第一信道状态信息，表示所述第j个低功率节点与第L_j个受损用户之间的第一信道状态信息。

步骤S102、对所述第一信道矩阵进行奇异值分解获得所述受损用户的零空间；

所述对所述第一信道矩阵进行奇异值分解获得所述受损用户的零空间，包括：对进行奇异值分解获得 ${\tilde{H}}_j={\tilde{U}}_j{\widetilde{\mathrm{\&Lambda;}}}_j{\tilde{V}}_j^H={\tilde{U}}_j{\&lsqb;\underset{j}{\&Sigma;}0\&rsqb;}_{L_j\&times;M}{\&lsqb;{\tilde{v}}_{j,1}{\tilde{v}}_{j,2}...{\tilde{v}}_{j,M_j}\&rsqb;}^H,$ 定义 ${\tilde{V}}_j^{\left(0\right)}=\&lsqb;{\tilde{v}}_{j,L_i+1}...{\tilde{v}}_{j,M_j}\&rsqb;,1\&le;L_j<M_j$ 为所述受损用户的零空间，其中，M_j是的维数。

步骤S103、依据所述零空间获得所述零空间的子空间；

所述零空间的子空间为

步骤S104、将所述低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到所述子空间获得新的信道状态信息，以消除宏基站或其他低功率节点对所述服务用户产生的层间干扰，多个所述新的信道状态信息组成第二信道矩阵。

所述将所述低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到所述子空间获得新的信道状态信息，包括：

将所述第j个低功率节点与第i个服务用户之间的第二信道状态信息H_j,i乘以所述零空间的子空间J_j获得所述第i个服务用户对应的新的信道状态信息P_j,i＝H_j,iJ_j；

所述第二信道矩阵为P_j， $P_j=\left[\begin{array}{c}{P}_{j,1}\\ P_{j,2}\\ ...\\ P_{j,i}\\ ...\\ P_{j,K_j}\end{array}\right],P_j\&Element;C^{K_j\&times;M},P_{j,i}\&Element;C^{1\&times;M}.$

本发明实施例通过获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息，多个第一信道状态信息构成第一信道矩阵，对第一信道矩阵进行奇异值分解获得受损用户的零空间，依据零空间获得零空间的子空间，将低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到子空间获得新的信道状态信息，消除了宏基站或其他低功率节点对服务用户产生的层间干扰。

在上述实施例的基础上，所述将所述低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到所述子空间获得新的信道状态信息，以消除宏基站或其他低功率节点对所述服务用户产生的层间干扰，多个所述新的信道状态信息组成第二信道矩阵之后，还包括：

将第一预编码矩阵中由多个所述第二信道状态信息构成的第三信道矩阵替换为所述第二信道矩阵获得第二预编码矩阵，所述第二预编码矩阵的各个列向量为预编码向量，第i个预编码向量对应所述第i个服务用户；将所述第j个低功率节点发送给所述第i个服务用户的信号乘以所述第i个预编码向量，以消除所述第i个服务用户对其他服务用户产生的干扰。

本发明实施例中第一预编码矩阵为该第一预编码矩阵为现有技术中的迫零预编码矩阵，其中，β表示功率控制因子，H表示所述第三信道矩阵，H^H表示H的共轭转置，B＝H^H(HH^H)^-1，P_tr表示所述低功率节点的发送功率。

将第一预编码矩阵中由多个所述第二信道状态信息构成的第三信道矩阵H替换为所述第二信道矩阵P_j获得第二预编码矩阵 $T_{j,ZF}=\frac{1}{{\mathrm{\&beta;}}_j}{P}_j^H{\left(P_j{P}_j^H\right)}^{-1},$ 其中， ${\mathrm{\&beta;}}_j=\sqrt{\frac{tr\left(B_j{B}_j^H\right)}{P_{tr,j}}},B_j=P_j^H{\left(P_j{P}_j^H\right)}^{-1},$ 表示P_j的共轭转置，P_tr,j表示所述第j个低功率节点的发送功率。

并且本发明实施例不对第一预编码矩阵进行限制，即第一预编码矩阵可以是现有技术中的任意一种预编码矩阵，例如，还可以为最大比传输预编码矩阵，通过本发明实施例的方法可以对现有技术中任意一种预编码矩阵进行改进。

所述第二预编码矩阵的各个列向量为预编码向量，第i个预编码向量对应所述第i个服务用户,具体的，的第i个列向量为T_j,i，T_j,i乘以将所述第j个低功率节点发送给所述第i个服务用户的信号可消除所述第i个服务用户对其他服务用户产生的干扰。

由上述实施例可知，第j个低功率节点对应有K_j个服务用户和L_j个受损用户，假设k是第j个低功率节点对应的任意一个用户，第k个用户接收到的信号可表示为 $y_{j,k}=H_{j,k}\underset{i=1}{\overset{K_j}{\&Sigma;}}{T}_{j,i}{s}_{j,i}+H_{0,k}{T}_{0,k}{s}_0+w_{j,k},$ 其中，T_j,i∈C^M×1表示第j个低功率节点对第i个用户的预编码向量。S₀表示基站传输的信号，S_j,i表示第j个低功率节点传给第i个用户的信号，i≤K_j，w_j,k表示均值为0方差为δ²的加性高斯白噪声。

本发明实施例还包括：依据Blog₂(1+SINR_j,i)≥R_j,i计算SINR_j,i，其中，R_j,i表示所述第j个低功率节点对应的第i个服务用户的数据传输速率，B表示所述第j个低功率节点的带宽；依据 ${\mathrm{SINR}}_{j,i}=\frac{P_{tr,j}|H_{j,i}{\&lsqb;P_j^H{\left(P_j{P}_j^H\right)}^{-1}\&rsqb;}_{j,i}{|}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}_{j,i}^{2}tr\left(B_j{B}_j^H\right)+\underset{k^{\&prime;}\&NotEqual;i}{\overset{K_j}{\underset{k^{\&prime;}=1}{\mathrm{\&Sigma;}}}}{P}_{tr,i}|H_{j,i}{\&lsqb;P_j^H{\left(P_j{P}_j^H\right)}^{-1}\&rsqb;}_{j,k^{\&prime;}}{|}^2}$ 计算P_tr,j，其中，σ_j,i表示所述第j个低功率节点和第i个服务用户之前信道的高斯白噪声方差和所述第i个服务用户从宏基站收到的信息的加和。

本发明实施例中，若已知第j个低功率节点对应的第i个服务用户的数据传输速率R_j,i具体可以为第i个服务用户对数据传输速率的要求，以及所述第j个低功率节点的带宽，通过Blog₂(1+SINR_j,i)≥R_j,i可计算出SINR_j,i，通过将SINR_j,i带入到 ${\mathrm{SINR}}_{j,i}=\frac{P_{tr,j}|H_{j,i}{\&lsqb;P_j^H{\left(P_j{P}_j^H\right)}^{-1}\&rsqb;}_{j,i}{|}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}_{j,i}^{2}tr\left(B_j{B}_j^H\right)+\underset{k^{\&prime;}\&NotEqual;i}{\overset{K_j}{\underset{k^{\&prime;}=1}{\mathrm{\&Sigma;}}}}{P}_{tr,i}|H_{j,i}{\&lsqb;P_j^H{\left(P_j{P}_j^H\right)}^{-1}\&rsqb;}_{j,k^{\&prime;}}{|}^2}$ 中，计算出所述第j个低功率节点最小的发送功率，其中，σ_j,i表示所述第j个低功率节点和第i个服务用户之前信道的高斯白噪声方差和所述第i个服务用户从宏基站收到的信息的加和。

本发明实施例通过服务用户对数据传输速率的要求计算低功率节点最小的发送功率，可节省低功率节点的发送功率；同时，可以对现有技术中任意一种预编码矩阵进行改进，通过改进后的预编码矩阵，可进一步消除层内用户间的干扰。

图5为本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法适用的网络参数；图6为本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法适用的网络拓扑图；图7为本发明另一实施例提供的消除异构网络层间干扰的方法适用的网络拓扑图；图8为不同预编码算法在宏基站设置不同天线数时的功耗对比图；图9为不同预编码算法在用户取不同速率需求时的功耗对比图；图10为受损用户的信干噪比在不同预编码算法中的对比图。

如图5所示，取用户数为42，用户速率需求为2Mbps，宏基站天线数为60，低功率节点数为4，每个低功率节点配置6根天线，其中3根天线用来获得受损用户的信道状态信息。图6和图7为依据图5所示参数生成的网络拓扑图。当取不同天线数以及结合其它线性预编码算法时，得到的所需功率不同，如图8所示，随着宏基站天线数的增加，宏基站所需的发送功率逐渐减少，而运用基于零空间的迫零预编码方案和基于零空间的最大比传输预编码方案时所需的发送功率远小于运用传统迫零预编码方案时所需的发送功率，说明运用本发明实施例方法在同样满足用户需求的情况下可以节省功耗。

如图9所示，在不同的用户速率需求条件下，随着用户速率需求的提升，功耗逐渐增加，而运用基于零空间的迫零预编码方案和基于零空间的最大比传输预编码方案时所需的发送功率远小于运用传统迫零预编码方案时所需的发送功率。

如图10所示，随着额外天线数的增多，运用传统迫零预编码方案时受损用户的性干噪比不变，但是运用基于零空间的迫零预编码方案时受损用户的性干噪比逐渐增大。

本发明实施例通过基于零空间的迫零预编码方案、基于零空间的最大比传输预编码方案与传统迫零预编码方案相比较，说明运用本发明实施例方法在同样满足用户需求的情况下可以节省功耗。

图11为本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的装置的结构图。本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的装置可以执行消除异构网络层间干扰的方法实施例提供的处理流程，如图11所示，消除异构网络层间干扰的装置110包括获取模块111和计算模块112，其中，获取模块111用于获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息，多个所述第一信道状态信息构成第一信道矩阵；计算模块112用于对所述第一信道矩阵进行奇异值分解获得所述受损用户的零空间；依据所述零空间获得所述零空间的子空间；将所述低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到所述子空间获得新的信道状态信息，以消除宏基站或其他低功率节点对所述服务用户产生的层间干扰，多个所述新的信道状态信息组成第二信道矩阵。

本发明实施例通过获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息，多个第一信道状态信息构成第一信道矩阵，对第一信道矩阵进行奇异值分解获得受损用户的零空间，依据零空间获得零空间的子空间，将低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到子空间获得新的信道状态信息，消除了宏基站或其他低功率节点对服务用户产生的层间干扰。

图12为本发明另一实施例提供的消除异构网络层间干扰的装置的结构图。在上述实施例的基础上，所述第一信道矩阵为j表示所述低功率节点为第j个低功率节点，K_j表示所述第j个低功率节点对应的服务用户的个数，L_j表示所述第j个低功率节点对应的受损用户的个数，K_j+L_j≤M，M表示所述第j个低功率节点的天线个数，表示所述第j个低功率节点与第1个受损用户之间的第一信道状态信息，表示所述第j个低功率节点与第L_j个受损用户之间的第一信道状态信息；

计算模块112具体用于对进行奇异值分解获得 ${\tilde{H}}_j={\tilde{U}}_j{\widetilde{\mathrm{\&Lambda;}}}_j{\tilde{V}}_j^H={\tilde{U}}_j{\&lsqb;\underset{j}{\&Sigma;}0\&rsqb;}_{L_j\&times;M}{\&lsqb;{\tilde{v}}_{j,1}{\tilde{v}}_{j,2}...{\tilde{v}}_{j,M_j}\&rsqb;}^H,$ 定义 ${\tilde{V}}_j^{\left(0\right)}=\&lsqb;{\tilde{v}}_{j,L_i+1}...{\tilde{v}}_{j,M_j}\&rsqb;,1\&le;L_j<M_j$ 为所述受损用户的零空间，其中，M_j是的维数；计算所述零空间的子空间将所述第j个低功率节点与第i个服务用户之间的第二信道状态信息H_j,i乘以所述零空间的子空间J_j获得所述第i个服务用户对应的新的信道状态信息P_j,i＝H_j,iJ_j；

所述第二信道矩阵为P_j， $P_j=\left[\begin{array}{c}{P}_{j,1}\\ P_{j,2}\\ ...\\ P_{j,i}\\ ...\\ P_{j,K_j}\end{array}\right],P_j\&Element;C^{K_j\&times;M},P_{j,i}\&Element;C^{1\&times;M}.$

消除异构网络层间干扰的装置110还包括替换模块113，替换模块113用于将第一预编码矩阵中由多个所述第二信道状态信息构成的第三信道矩阵替换为所述第二信道矩阵获得第二预编码矩阵，所述第二预编码矩阵的各个列向量为预编码向量，第i个预编码向量对应所述第i个服务用户；

计算模块112还用于将所述第j个低功率节点发送给所述第i个服务用户的信号乘以所述第i个预编码向量，以消除所述第i个服务用户对其他服务用户产生的干扰。

所述第一预编码矩阵为其中，β表示功率控制因子，H表示所述第三信道矩阵，H^H表示H的共轭转置，B＝H^H(HH^H)^-1，P_tr表示所述低功率节点的发送功率；

所述第二预编码矩阵为其中， 表示P_j的共轭转置，P_tr,j表示所述第j个低功率节点的发送功率。

计算模块112还用于依据Blog₂(1+SINR_j,i)≥R_j,i计算SINR_j,i，其中，R_j,i表示所述第j个低功率节点对应的第i个服务用户的数据传输速率，B表示所述第j个低功率节点的带宽；依据 ${\mathrm{SINR}}_{j,i}=\frac{P_{tr,j}|H_{j,i}{\&lsqb;P_j^H{\left(P_j{P}_j^H\right)}^{-1}\&rsqb;}_{j,i}{|}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}_{j,i}^{2}tr\left(B_j{B}_j^H\right)+\underset{k^{\&prime;}\&NotEqual;i}{\overset{K_j}{\underset{k^{\&prime;}=1}{\mathrm{\&Sigma;}}}}{P}_{tr,i}|H_{j,i}{\&lsqb;P_j^H{\left(P_j{P}_j^H\right)}^{-1}\&rsqb;}_{j,k^{\&prime;}}{|}^2}$ 计算P_tr,j，其中，σ_j,i表示所述第j个低功率节点和第i个服务用户之前信道的高斯白噪声方差和所述第i个服务用户从宏基站收到的信息的加和。

本发明实施例提供的消除异构网络层间干扰的装置可以具体用于执行上述图1所提供的方法实施例，具体功能此处不再赘述。

本发明实施例通过服务用户对数据传输速率的要求计算低功率节点最小的发送功率，可节省低功率节点的发送功率；同时，可以对现有技术中任意一种预编码矩阵进行改进。

综上所述，本发明实施例通过获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息，多个第一信道状态信息构成第一信道矩阵，对第一信道矩阵进行奇异值分解获得受损用户的零空间，依据零空间获得零空间的子空间，将低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到子空间获得新的信道状态信息，消除了宏基站或其他低功率节点对服务用户产生的层间干扰；通过服务用户对数据传输速率的要求计算低功率节点最小的发送功率，可节省低功率节点的发送功率；同时，可以对现有技术中任意一种预编码矩阵进行改进，通过改进后的预编码矩阵，可进一步消除层内用户间的干扰；通过基于零空间的迫零预编码方案、基于零空间的最大比传输预编码方案与传统迫零预编码方案相比较，说明运用本发明实施例方法在同样满足用户需求的情况下可以节省功耗。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccessMemory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种消除异构网络层间干扰的方法，其特征在于，包括：

获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息，多个所述第一信道状态信息构成第一信道矩阵；

对所述第一信道矩阵进行奇异值分解获得所述受损用户的零空间；

依据所述零空间获得所述零空间的子空间；

将所述低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到所述子空间获得新的信道状态信息，以消除宏基站或其他低功率节点对所述服务用户产生的层间干扰，多个所述新的信道状态信息组成第二信道矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一信道矩阵为j表示所述低功率节点为第j个低功率节点，K_j表示所述第j个低功率节点对应的服务用户的个数，L_j表示所述第j个低功率节点对应的受损用户的个数，K_j+L_j≤M，M表示所述第j个低功率节点的天线个数，表示所述第j个低功率节点与第1个受损用户之间的第一信道状态信息，表示所述第j个低功率节点与第L_j个受损用户之间的第一信道状态信息；

所述对所述第一信道矩阵进行奇异值分解获得所述受损用户的零空间，包括：

对 ${\tilde{H}}_j={\&lsqb;{H_{j,K_j+1}}^H\mathrm{...}{H_{j,K_j+L_j}}^H\&rsqb;}^H$ 进行奇异值分解获得 ${\tilde{H}}_j={\tilde{U}}_j{\widetilde{\mathrm{\&Lambda;}}}_j{\tilde{V}}_j^H={\tilde{U}}_j{\&lsqb;\underset{j}{\&Sigma;}0\&rsqb;}_{L_j\&times;M}{\&lsqb;{\tilde{v}}_{j,1}{\tilde{v}}_{j,2}\mathrm{...}{\tilde{v}}_{j,M_j}\&rsqb;}^H,$ 定义 ${\tilde{V}}_j^{\left(0\right)}=\&lsqb;{\tilde{v}}_{j,L_i+1}\mathrm{...}{\tilde{v}}_{j,M_j}\&rsqb;,1\&le;L_j<M_j$ 为所述受损用户的零空间，其中，M_j是的维数；

所述零空间的子空间为

所述将所述低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到所述子空间获得新的信道状态信息，包括：

将所述第j个低功率节点与第i个服务用户之间的第二信道状态信息H_j,i乘以所述零空间的子空间J_j获得所述第i个服务用户对应的新的信道状态信息P_j,i＝H_j,iJ_j；

所述第二信道矩阵为P_j， $P_j=\left[\begin{array}{c}{P}_{j,1}\\ P_{j,2}\\ \mathrm{...}\\ P_{j,i}\\ \mathrm{...}\\ P_{j,K_j}\end{array}\right],P_j\&Element;C^{K_j\&times;M},P_{j,i}\&Element;C^{1\&times;M}.$

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到所述子空间获得新的信道状态信息，以消除宏基站或其他低功率节点对所述服务用户产生的层间干扰，多个所述新的信道状态信息组成第二信道矩阵之后，还包括：

将第一预编码矩阵中由多个所述第二信道状态信息构成的第三信道矩阵替换为所述第二信道矩阵获得第二预编码矩阵，所述第二预编码矩阵的各个列向量为预编码向量，第i个预编码向量对应所述第i个服务用户；

将所述第j个低功率节点发送给所述第i个服务用户的信号乘以所述第i个预编码向量，以消除所述第i个服务用户对其他服务用户产生的干扰。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预编码矩阵为 $T_{ZF}=\frac{1}{\mathrm{\&beta;}}{H}^H{\left({\mathrm{HH}}^H\right)}^{-1},$ 其中，β表示功率控制因子，H表示所述第三信道矩阵，H^H表示H的共轭转置，B＝H^H(HH^H)^-1，P_tr表示所述低功率节点的发送功率；

所述第二预编码矩阵为其中，P_j ^H表示P_j的共轭转置，P_tr,j表示所述第j个低功率节点的发送功率。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

依据Blog₂(1+SINR_j,i)≥R_j,i计算SINR_j,i，其中，R_j,i表示所述第j个低功率节点对应的第i个服务用户的数据传输速率，B表示所述第j个低功率节点的带宽；

依据 ${\mathrm{SINR}}_{j,i}=\frac{P_{tr,j}{\left|H_{j,i}{\&lsqb;P_j^H{\left(P_j{P_j}^H\right)}^{-1}\&rsqb;}_{j,i}\right|}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}_{j,i}^{2}tr\left(B_j{B}_j^H\right)+\underset{k^{\&prime;}\&NotEqual;i}{\overset{K_j}{\underset{k^{\&prime;}=1}{\&Sigma;}}}{P}_{tr,i}{\left|H_{j,i}{\&lsqb;P_j^H{\left(P_j{P_j}^H\right)}^{-1}\&rsqb;}_{j,k^{\&prime;}}\right|}^2}$ 计算P_tr,j，其中，σ_j,i表示所述第j个低功率节点和第i个服务用户之前信道的高斯白噪声方差和所述第i个服务用户从宏基站收到的信息的加和。

6.一种消除异构网络层间干扰的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取低功率节点对应的多个受损用户中每个受损用户的第一信道状态信息，多个所述第一信道状态信息构成第一信道矩阵；

计算模块，用于对所述第一信道矩阵进行奇异值分解获得所述受损用户的零空间；依据所述零空间获得所述零空间的子空间；将所述低功率节点对应的多个服务用户中每个服务用户的第二信道状态信息投影到所述子空间获得新的信道状态信息，以消除宏基站或其他低功率节点对所述服务用户产生的层间干扰，多个所述新的信道状态信息组成第二信道矩阵。

7.根据权利要求6所述的消除异构网络层间干扰的装置，其特征在于，所述第一信道矩阵为j表示所述低功率节点为第j个低功率节点，K_j表示所述第j个低功率节点对应的服务用户的个数，L_j表示所述第j个低功率节点对应的受损用户的个数，K_j+L_j≤M，M表示所述第j个低功率节点的天线个数，表示所述第j个低功率节点与第1个受损用户之间的第一信道状态信息，表示所述第j个低功率节点与第L_j个受损用户之间的第一信道状态信息；

所述计算模块具体用于对进行奇异值分解获得 ${\tilde{H}}_j={\tilde{U}}_j{\widetilde{\mathrm{\&Lambda;}}}_j{\tilde{V}}_j^H={\tilde{U}}_j{\&lsqb;\underset{j}{\&Sigma;}0\&rsqb;}_{L_j\&times;M}{\&lsqb;{\tilde{v}}_{j,1}{\tilde{v}}_{j,2}\mathrm{...}{\tilde{v}}_{j,M_j}\&rsqb;}^H,$ 定义 ${\tilde{V}}_j^{\left(0\right)}=\&lsqb;{\tilde{v}}_{j,L_i+1}\mathrm{...}{\tilde{v}}_{j,M_j}\&rsqb;,1\&le;L_j<M_j$ 为所述受损用户的零空间，其中，M_j是的维数；计算所述零空间的子空间将所述第j个低功率节点与第i个服务用户之间的第二信道状态信息H_j,i乘以所述零空间的子空间J_j获得所述第i个服务用户对应的新的信道状态信息P_j,i＝H_j,iJ_j；

所述第二信道矩阵为P_j， $P_j=\left[\begin{array}{c}{P}_{j,1}\\ P_{j,2}\\ \mathrm{...}\\ P_{j,i}\\ \mathrm{...}\\ P_{j,K_j}\end{array}\right],P_j\&Element;C^{K_j\&times;M},P_{j,i}\&Element;C^{1\&times;M}.$

8.根据权利要求7所述的消除异构网络层间干扰的装置，其特征在于，还包括：

替换模块，用于将第一预编码矩阵中由多个所述第二信道状态信息构成的第三信道矩阵替换为所述第二信道矩阵获得第二预编码矩阵，所述第二预编码矩阵的各个列向量为预编码向量，第i个预编码向量对应所述第i个服务用户；

所述计算模块还用于将所述第j个低功率节点发送给所述第i个服务用户的信号乘以所述第i个预编码向量，以消除所述第i个服务用户对其他服务用户产生的干扰。

9.根据权利要求8所述的消除异构网络层间干扰的装置，其特征在于，所述第一预编码矩阵为其中，β表示功率控制因子，H表示所述第三信道矩阵，H^H表示H的共轭转置，B＝H^H(HH^H)^-1，P_tr表示所述低功率节点的发送功率；

所述第二预编码矩阵为其中， 表示P_j的共轭转置，P_tr,j表示所述第j个低功率节点的发送功率。

10.根据权利要求9所述的消除异构网络层间干扰的装置，其特征在于，所述计算模块还用于依据Blog₂(1+SINR_j,i)≥R_j,i计算SINR_j,i，其中，R_j,i表示所述第j个低功率节点对应的第i个服务用户的数据传输速率，B表示所述第j个低功率节点的带宽；依据 ${\mathrm{SINR}}_{j,i}=\frac{P_{tr,j}{\left|H_{j,i}{\&lsqb;P_j^H{\left(P_j{P_j}^H\right)}^{-1}\&rsqb;}_{j,i}\right|}^2}{{\mathrm{\&sigma;}}_{j,i}^{2}tr\left(B_j{B}_j^H\right)+\underset{k^{\&prime;}\&NotEqual;i}{\overset{K_j}{\underset{k^{\&prime;}=1}{\&Sigma;}}}{P}_{tr,i}{\left|H_{j,i}{\&lsqb;P_j^H{\left(P_j{P_j}^H\right)}^{-1}\&rsqb;}_{j,k^{\&prime;}}\right|}^2}$ 计算P_tr,j，其中，σ_j,i表示所述第j个低功率节点和第i个服务用户之前信道的高斯白噪声方差和所述第i个服务用户从宏基站收到的信息的加和。