CN107566018B - 多小区mimo-imac的延迟csit干扰对齐方法 - Google Patents

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CN107566018B CN201710783405.0A CN201710783405A CN107566018B CN 107566018 B CN107566018 B CN 107566018B CN 201710783405 A CN201710783405 A CN 201710783405A CN 107566018 B CN107566018 B CN 107566018B
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Abstract

本发明提出了一种多小区MIMO‑IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法，旨在实现两个及两个以上小区的MIMO‑IMAC系统的延迟CSIT的干扰对齐，并提升特定配置下两小区MIMO‑IMAC系统的自由度，实现步骤为：设置多小区MIMO‑IMAC系统参数；根据系统参数选择用户向基站发送符号使用的发送策略以及使用的时隙个数,并将时隙分段；在除最后一个阶段外的每一个阶段选择一个特定小区的用户发送信号，其他小区的用户保持静默；在最后一个阶段的每一个时隙选取两个不同的小区，这两个小区的用户利用延迟的CSIT设计发送信号矢量并同时发送设计好的发送信号矢量；基站消除干扰得到无干扰的接收信号矢量,实现干扰对齐。

Description

多小区MIMO-IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，涉及一种干扰对齐方法，具体涉及一种多小区MIMO-IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法，可用于实现两个或两个以上小区MIMO-IMAC系统的干扰对齐。
背景技术
随着无线通信技术的发展，人们对于传输速率的要求越来越高。多输入多输出MIMO技术可以利用收发端多天线的特点来提高传输速率。但是对于多小区的系统来说，如果多个小区的用户同时发送信号，不同小区用户间的干扰会严重影响传输速率，所以干扰管理成为了多小区MIMO系统的重要挑战之一。
传统的干扰管理技术如时分多址TDMA、频分多址FDMA和码分多址CDMA等可以起到消除干扰的作用，但是随着用户数目的增多，受资源限制每个用户的发送速率会急剧减少。
针对上述问题，V.R.Cadambe和S.A.Jafar在2008年在IEEE Transactions onInformation Theory上发表了名为Interference alignment and degrees of freedomof the K-user interference channel的论文，提出了一种名为干扰对齐的干扰管理方法，该方法通过设计发送波束成形矩阵和接收波束成形矩阵，使得在接收端不同时隙的接收信号的干扰信号空间重叠，从而使得接收端可以消除重叠的干扰，得到的没有干扰的接收信号，该技术能在多用户情况下确保每个用户得到相对较大的自由度。
然而干扰对齐技术要求发射端有完美的信道状态信息，这在现实中是很难实现的，因为发射端的信道状态信息一般来说都是由接收端进行估计之后再反馈给发射端的，这会带来一定的时延。
针对上述问题，M.A.Maddah-Ali和D.Tse在2012年在IEEE Transactions onInformation Theory上发表了名为Completely stale transmitter channel stateinformation is still very useful的论文，提出了一种使用延迟的发送端信道状态信息CSIT的干扰对齐方法，该方法使用延迟的CSIT设计发送信号矢量，使得在接收端不同时隙的接收信号的干扰信号空间重叠，接收端可以消除重叠的干扰得到无干扰的接收信号矢量，获得比完全不使用情况下更高的自由度。
在此基础上，W.Shin和J.Lee在2015年在IEEE Transactions on WirelessCommunications上发表了名为Retrospective interference alignment for the two-cell MIMO interfering multiple access channel的论文，提出了一种针对两小区MIMO-IMAC系统的使用延迟CSIT的干扰对齐方法，该方法将用户向基站发送信号的发送过程分为三个发送阶段，并根据不同的系统配置设置发送过程的参数，在前两个阶段只有一个特定小区的用户发送信号，另一个小区的用户保持静默，在最后一个阶段两个小区的用户使用延迟的CSIT设计发送信号矢量，并同时发送发送信号矢量，使得在接收端在不同时隙的接收信号的干扰信号空间重叠，接收端可以消除重叠的干扰得到无干扰的接收信号矢量，获得比完全不使用情况下更高的自由度。
根据以上叙述，虽然目前有针对MIMO-IMAC系统的使用延迟CSIT的干扰对齐方法，但是该方法中用户向基站发送符号使用的时隙只分为了三个阶段，并且设置参数时只考虑了两个小区，而不适用于有两个以上小区的MIMO-IMAC系统。另一方面针对两小区MIMO-IMAC系统，该方法在系统配置满足
Figure BDA0001397153270000021
不是整数时，前两个阶段的最后一个时隙发送的发送符号个数较少，并没有充分利用用户的天线，得到的自由度不够理想，其中M表示基站天线的个数，N表示用户天线的个数。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种多小区MIMO-IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法，旨在实现两个及两个以上小区的MIMO-IMAC系统的延迟CSIT的干扰对齐，并提升特定配置下两小区MIMO-IMAC系统的自由度。
本发明的技术思路是：设置多小区MIMO-IMAC系统参数，并根据系统参数选择用户向基站发送符号使用的发送策略，确定该发送策略使用的时隙个数，然后根据小区个数将这些时隙分段，在除最后一个阶段外的其他每一个阶段选择一个特定小区的所有用户发送信号，其他小区的用户保持静默，在最后一个阶段的每一个时隙选取两个不同的小区，这两个小区的用户利用延迟的CSIT来设计发送信号矢量并同时发送设计好的发送信号矢量，使得在基站在这个时隙的接收信号的干扰信号空间和之前阶段的接收信号的干扰信号空间重叠，基站可以消除重叠的干扰得到无干扰的接收信号矢量，其实现方案包括如下步骤：
(1)设置多小区MIMO-IMAC系统参数：
设多小区MIMO-IMAC系统包括L个小区，每个小区有1个基站服务K个用户，用户[k,l]表示第l个小区的第k个用户，每个基站配置M根天线，每个用户配置N根天线，且
Figure BDA0001397153270000031
为整数，
Figure BDA0001397153270000032
基站拥有全局瞬时信道状态信息，用户拥有全部和本小区用户相关的有一个时隙延迟的CSIT；
(2)设置参数
Figure BDA0001397153270000033
并判断
Figure BDA0001397153270000034
是否为整数，若是，执行步骤(3)，否则，执行步骤(7)；
(3)设置用户向基站发送符号的第一种发送策略使用的时隙个数
Figure BDA0001397153270000035
设置用户向基站发送符号的第一种发送策略使用的时隙个数为
Figure BDA0001397153270000036
其中，
Figure BDA0001397153270000037
(4)对用户向基站发送符号的第一种发送策略使用的
Figure BDA0001397153270000038
个时隙进行分段，得到
Figure BDA0001397153270000039
个阶段：
将
Figure BDA00013971532700000310
个时隙中的第1+T(c-1)个到第T+T(c-1)这T个时隙分为第
Figure BDA00013971532700000311
个阶段，并将剩余的
Figure BDA00013971532700000312
个时隙分为第
Figure BDA00013971532700000313
个阶段，得到
Figure BDA00013971532700000314
个阶段，其中，
Figure BDA00013971532700000315
(5)用户根据参数α,
Figure BDA00013971532700000316
γ,
Figure BDA00013971532700000317
采用第一种发送策略在
Figure BDA00013971532700000318
个阶段分别向基站发送信号：
(5.1)用户[k,l]在第
Figure BDA00013971532700000319
个阶段的第t个时隙
Figure BDA00013971532700000320
向基站发送发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000041
其中，
Figure BDA0001397153270000042
在第
Figure BDA0001397153270000043
个阶段只有第l个小区的用户发送信号，其中
Figure BDA0001397153270000044
其他小区的用户都保持静默，实现步骤为：
(5.11)用户[k,l]设计在时隙
Figure BDA0001397153270000045
的发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000046
用户[k,l]设计包含
Figure BDA0001397153270000047
个不同的发送符号的发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000048
当k＝tK时，
Figure BDA0001397153270000049
否则
Figure BDA00013971532700000410
同时
Figure BDA00013971532700000411
要满足
Figure BDA00013971532700000412
其中，t∈{1,…,T}，tK＝mod(t-1,K)+1；
(5.12)用户[k,l]在时隙
Figure BDA00013971532700000413
使用自己前
Figure BDA00013971532700000414
根天线发送发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000415
(5.2)用户[k,i]和用户[k,j]同时在第
Figure BDA00013971532700000416
个阶段的时隙ti,j向基站发送发送信号矢量x[k,i](ti,j)和x[k,j](ti,j)：在时隙ti,j只有第i个小区和第j个小区的用户发送信号，其他小区的用户保持静默，其中,
Figure BDA00013971532700000417
实现步骤为：
(5.21)用户[k,i]利用延迟的CSIT以及基站
Figure BDA00013971532700000418
在第
Figure BDA00013971532700000419
个阶段每个时隙
Figure BDA00013971532700000420
的接受信号
Figure BDA00013971532700000421
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700000422
其中，基站
Figure BDA00013971532700000423
表示第
Figure BDA00013971532700000424
个小区的基站，
Figure BDA00013971532700000425
(5.22)用户[k,i]基于步骤(5.21)设计的二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700000426
设计在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,i](ti,j)：
用户[k,i]构建二级发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000427
并利用
Figure BDA00013971532700000428
设计发送信号矢量x[k,i](ti,j)：
Figure BDA00013971532700000429
其中，
Figure BDA00013971532700000430
表示一个包含向量a的前b个元素的向量，
Figure BDA0001397153270000051
(5.23)用户[k,j]利用延迟的CSIT以及基站
Figure BDA0001397153270000052
在第
Figure BDA0001397153270000053
个阶段每个时隙
Figure BDA0001397153270000054
的接受信号
Figure BDA0001397153270000055
设计二级数据符号矢量
Figure BDA0001397153270000056
其中，
Figure BDA0001397153270000057
(5.24)用户[k,j]基于步骤(5.23)设计的二级数据符号矢量
Figure BDA0001397153270000058
设计在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,j](ti,j)：
用户[k,j]构建二级发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000059
并利用
Figure BDA00013971532700000510
设计发送信号矢量x[k,j](ti,j)：
Figure BDA00013971532700000511
其中，
Figure BDA00013971532700000512
(5.25)用户[k,i]和用户[k,j]同时在时隙ti,j发送设计好的发送信号矢量x[k,i](ti,j)和x[k,j](ti,j)；
(6)基站
Figure BDA00013971532700000513
消除在第
Figure BDA00013971532700000514
个阶段的时隙ti,j的接受信号矢量
Figure BDA00013971532700000515
中的干扰，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA00013971532700000516
实现干扰对齐，其中，
Figure BDA00013971532700000517
或者
Figure BDA00013971532700000518
Figure BDA00013971532700000519
可以表示为：
Figure BDA00013971532700000520
当
Figure BDA00013971532700000521
时，基站
Figure BDA00013971532700000522
利用基站
Figure BDA00013971532700000523
在第
Figure BDA00013971532700000524
个阶段每个时隙
Figure BDA00013971532700000525
测量到的信道矩阵
Figure BDA00013971532700000526
和接受信号矢量
Figure BDA00013971532700000527
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700000528
其中
Figure BDA00013971532700000529
并利用
Figure BDA00013971532700000530
重建用户[k,j]在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,j](ti,j)，最后利用在时隙ti,j测量的信道状态信息
Figure BDA00013971532700000531
和重建的x[k,j](ti,j)，重建公式(1)中等号右边的第二部分，再用
Figure BDA00013971532700000532
减去重建的公式(1)中等号右边的第二部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA00013971532700000533
Figure BDA0001397153270000061
当
Figure BDA0001397153270000062
时，基站
Figure BDA0001397153270000063
利用基站
Figure BDA0001397153270000064
在第
Figure BDA0001397153270000065
个阶段每个时隙
Figure BDA0001397153270000066
测量到的信道矩阵
Figure BDA0001397153270000067
和接受信号矢量
Figure BDA0001397153270000068
设计二级数据符号矢量
Figure BDA0001397153270000069
其中
Figure BDA00013971532700000610
并利用
Figure BDA00013971532700000611
重建用户[k,i]在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,i](ti,j)，最后利用在此时测量的信道状态信息
Figure BDA00013971532700000612
和重建的x[k,i](ti,j)，重建公式(1)中等号右边的第一部分，再用
Figure BDA00013971532700000613
减去重建的公式(1)中等号右边的第一部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA00013971532700000614
Figure BDA00013971532700000615
实现干扰对齐；
(7)设置用户向基站发送符号的第二种发送策略使用的时隙个数
Figure BDA00013971532700000616
假设
Figure BDA00013971532700000617
的最简分式为
Figure BDA00013971532700000618
设置用户向基站发送符号的第二种发送策略使用的时隙个数为
Figure BDA00013971532700000619
其中，b＝b1，
Figure BDA00013971532700000620
(8)对用户向基站发送符号的第二种发送策略使用的
Figure BDA00013971532700000621
个时隙进行分段，得到
Figure BDA00013971532700000622
个阶段：
将
Figure BDA00013971532700000623
个时隙中的第1+T(c-1)到第T+T(c-1)这T个时隙分为第
Figure BDA00013971532700000624
个阶段，并将剩余的
Figure BDA00013971532700000625
个时隙分为第
Figure BDA00013971532700000626
个阶段，得到
Figure BDA00013971532700000627
个阶段，其中，
Figure BDA00013971532700000628
(9)对第
Figure BDA00013971532700000629
个阶段包含的T个时隙进行分段，得到b+1个子阶段，其中，
Figure BDA00013971532700000630
将T个时隙中的第
Figure BDA0001397153270000071
到第
Figure BDA0001397153270000072
这
Figure BDA0001397153270000073
个时隙分为第
Figure BDA0001397153270000074
个子阶段，并将剩余的
Figure BDA0001397153270000075
个时隙分为第b+1个子阶段，得到b+1个子阶段，其中，
Figure BDA0001397153270000076
(10)用户根据参数α,
Figure BDA0001397153270000077
γ,
Figure BDA0001397153270000078
采用第二种发送策略在
Figure BDA0001397153270000079
个阶段分别向基站发送信号：
(10.1)用户[k,l]在第
Figure BDA00013971532700000710
个阶段包含的b+1个子阶段分别向基站发送信号，其中，
Figure BDA00013971532700000711
在第
Figure BDA00013971532700000712
个阶段只有第l个小区的用户发送信号，其他小区的用户都保持静默，其中
Figure BDA00013971532700000713
实现步骤为：
(10.11)用户[k,l]在第
Figure BDA00013971532700000714
个阶段的第
Figure BDA00013971532700000715
个子阶段的第
Figure BDA00013971532700000716
个时隙
Figure BDA00013971532700000717
向基站发送发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000718
其中，
Figure BDA00013971532700000719
(10.111)用户[k,l]设计在时隙
Figure BDA00013971532700000720
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000721
用户[k,l]设计包含
Figure BDA00013971532700000722
个不同的发送符号的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000723
当
Figure BDA00013971532700000724
时，
Figure BDA00013971532700000725
否则
Figure BDA00013971532700000726
同时
Figure BDA00013971532700000727
要满足
Figure BDA00013971532700000728
(10.112)用户[k,l]在时隙
Figure BDA00013971532700000729
使用自己前
Figure BDA00013971532700000730
根天线发送发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000731
(10.12)用户[k,l]在第
Figure BDA00013971532700000732
个阶段的第b+1个子阶段的第
Figure BDA00013971532700000733
个时隙
Figure BDA00013971532700000734
向基站发送发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000735
其中，
Figure BDA00013971532700000736
(10.121)用户[k,l]设计在时隙
Figure BDA00013971532700000737
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000738
用户[k,l]设计包含
Figure BDA00013971532700000739
个不同的发送符号的发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000081
当
Figure BDA0001397153270000082
时，
Figure BDA0001397153270000083
否则
Figure BDA0001397153270000084
同时
Figure BDA0001397153270000085
要满足
Figure BDA0001397153270000086
(10.122)用户[k,l]在时隙
Figure BDA0001397153270000087
使用自己前
Figure BDA0001397153270000088
根天线发送发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000089
(10.2)用户[k,i]和用户[k,j]同时在第
Figure BDA00013971532700000810
个阶段的包含b个连续时隙的超级时隙
Figure BDA00013971532700000811
的第
Figure BDA00013971532700000812
个时隙
Figure BDA00013971532700000813
向基站发送发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000814
和
Figure BDA00013971532700000815
其中，
Figure BDA00013971532700000816
在超级时隙
Figure BDA00013971532700000817
只有小区i和小区j的用户发送信号，其他小区的用户保持静默，实现步骤为：
(10.21)用户[k,i]利用延迟的CSIT以及基站
Figure BDA00013971532700000818
在第
Figure BDA00013971532700000819
个阶段的接受信号
Figure BDA00013971532700000820
和
Figure BDA00013971532700000821
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700000822
和
Figure BDA00013971532700000823
其中，
Figure BDA00013971532700000824
(10.22)用户[k,i]基于步骤(10.21)设计的二级数据符号
Figure BDA00013971532700000825
和
Figure BDA00013971532700000826
设计在时隙
Figure BDA00013971532700000827
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000828
用户[k,i]构建二级发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000829
和
Figure BDA00013971532700000830
并利用
Figure BDA00013971532700000831
和
Figure BDA00013971532700000832
设计发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000833
当
Figure BDA00013971532700000834
时，
Figure BDA00013971532700000835
当
Figure BDA00013971532700000836
时，
Figure BDA0001397153270000091
其中，
Figure BDA0001397153270000092
包含矢量
Figure BDA0001397153270000093
的第
Figure BDA0001397153270000094
到第
Figure BDA0001397153270000095
项这
Figure BDA0001397153270000096
个元素；
(10.23)用户[k,j]利用延迟的CSIT以及基站
Figure BDA0001397153270000097
在第
Figure BDA0001397153270000098
个阶段每个时隙
Figure BDA0001397153270000099
的接受信号
Figure BDA00013971532700000910
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700000911
和
Figure BDA00013971532700000912
其中，
Figure BDA00013971532700000913
Figure BDA00013971532700000914
(10.24)用户[k,j]基于步骤(10.23)设计的二级数据符号
Figure BDA00013971532700000915
和
Figure BDA00013971532700000916
设计在时隙
Figure BDA00013971532700000917
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000918
用户[k,j]构建二级发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000919
和
Figure BDA00013971532700000920
并利用
Figure BDA00013971532700000921
和
Figure BDA00013971532700000922
设计发送信号矢量
Figure BDA00013971532700000923
当
Figure BDA00013971532700000924
时，
Figure BDA00013971532700000925
当
Figure BDA00013971532700000926
时，
Figure BDA00013971532700000927
其中，
Figure BDA00013971532700000928
包含矢量
Figure BDA0001397153270000101
的第
Figure BDA0001397153270000102
到第
Figure BDA0001397153270000103
项这
Figure BDA0001397153270000104
个元素；
(10.25)用户[k,i]和用户[k,j]同时在时隙
Figure BDA0001397153270000105
发送设计好的发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000106
和
Figure BDA0001397153270000107
(11)基站
Figure BDA0001397153270000108
消除在第
Figure BDA0001397153270000109
个阶段的时隙
Figure BDA00013971532700001010
的接受信号矢量
Figure BDA00013971532700001011
中的干扰，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA00013971532700001012
实现干扰对齐，其中,
Figure BDA00013971532700001013
或者
Figure BDA00013971532700001014
Figure BDA00013971532700001015
可以表示为：
Figure BDA00013971532700001016
当
Figure BDA00013971532700001017
时，基站
Figure BDA00013971532700001018
利用基站
Figure BDA00013971532700001019
在第
Figure BDA00013971532700001020
个阶段每个时隙
Figure BDA00013971532700001021
测量到的信道矩阵
Figure BDA00013971532700001022
和接受信号矢量
Figure BDA00013971532700001023
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001024
和
Figure BDA00013971532700001025
其中，
Figure BDA00013971532700001026
并利用
Figure BDA00013971532700001027
和
Figure BDA00013971532700001028
重建用户[k,j]在时隙
Figure BDA00013971532700001029
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001030
最后利用在时隙
Figure BDA00013971532700001031
测量的信道状态信息
Figure BDA00013971532700001032
和重建的
Figure BDA00013971532700001033
重建公式(2)中等号右边的第二部分，再用
Figure BDA00013971532700001034
减去重建的公式(2)中等号右边的第二部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA00013971532700001035
Figure BDA00013971532700001036
当
Figure BDA00013971532700001037
时，基站
Figure BDA00013971532700001038
利用基站
Figure BDA00013971532700001039
在第
Figure BDA00013971532700001040
个阶段每个时隙
Figure BDA00013971532700001041
测量到的信道矩阵
Figure BDA00013971532700001042
和接受信号矢量
Figure BDA00013971532700001043
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001044
和
Figure BDA00013971532700001045
其中，
Figure BDA00013971532700001046
并利用
Figure BDA00013971532700001047
和
Figure BDA00013971532700001048
重建用户[k,i]在时隙
Figure BDA0001397153270000111
的发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000112
最后利用在时隙
Figure BDA0001397153270000113
测量的信道状态信息
Figure BDA0001397153270000114
和重建的
Figure BDA0001397153270000115
重建公式(2)中等号右边的第一部分，再用
Figure BDA0001397153270000116
减去重建的公式(2)中等号右边的第一部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA0001397153270000117
Figure BDA0001397153270000118
实现干扰对齐。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.本发明将小区的总数作为发送策略的参数之一，并且根据小区的总数对选定发送策略使用的时隙进行分段，实现了一种适用于系统配置满足
Figure BDA0001397153270000119
为整数且
Figure BDA00013971532700001110
的两个及两个以上小区的MIMO-IMAC系统的延迟CSIT的干扰对齐，其中L表示小区个数，K表示一个小区包含的用户个数，M表示每个基站天线的个数，N表示每个用户天线的个数。
2.本发明针对系统参数满足
Figure BDA00013971532700001111
不是整数的情况下两小区MIMO-IMAC系统，将前2个阶段中的每一个阶段分为了b+1个子阶段，在第b+1个子阶段的一个时隙发送多个发送符号，避免了现有技术中这些发送符号需要使用多个时隙进行发送的缺陷，充分利用了用户的天线，从而提高了系统的自由度。
附图说明
图1是本发明的实现流程图。
具体实施方式
以下参照附图和具体实施例，对本发明的技术方案和效果作进一步详细描述。
实施例1：本实施例的
Figure BDA00013971532700001112
为整数，其中L表示小区个数，M表示基站天线的个数，N表示用户天线的个数。
参照图1，多小区MIMO-IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法包括如下步骤：
步骤1)设置多小区MIMO-IMAC系统参数：
设多小区MIMO-IMAC系统包括L＝3个小区，每个小区有1个基站服务K＝2个用户，用户[k,l]表示第l个小区的第k个用户，每个基站配置M＝3根天线，每个用户配置N＝3根天线，且
Figure BDA0001397153270000121
为整数，
Figure BDA0001397153270000122
基站拥有全局瞬时信道状态信息，用户拥有全部和本小区用户相关的有一个时隙延迟的发送端信道状态信息CSIT；
步骤2)设置参数
Figure BDA0001397153270000123
本实施例中
Figure BDA0001397153270000124
是整数；
步骤3)设置用户向基站发送符号的第一种发送策略使用的时隙个数
Figure BDA0001397153270000125
设置用户向基站发送符号的第一种发送策略使用的时隙个数为
Figure BDA0001397153270000126
Figure BDA0001397153270000127
其中，
Figure BDA0001397153270000128
步骤4)对用户向基站发送符号的第一种发送策略使用的12个时隙进行分段，得到4个阶段：
将12个时隙中的第1+3(c-1)个到第3+3(c-1)这3个时隙分为第
Figure BDA0001397153270000129
个阶段，并将剩余的3个时隙分为第4个阶段，得到4个阶段，其中，c∈{1,2,3}，
Figure BDA00013971532700001210
步骤5)用户根据参数α,
Figure BDA00013971532700001211
γ,
Figure BDA00013971532700001212
采用第一种发送策略在4个阶段分别向基站发送信号：
步骤5.1)用户[k,l]在第
Figure BDA00013971532700001213
个阶段的第t个时隙
Figure BDA00013971532700001214
向基站发送发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001215
其中，
Figure BDA00013971532700001216
在第
Figure BDA00013971532700001217
个阶段只有第l个小区的用户发送信号，其中
Figure BDA00013971532700001218
其他小区的用户都保持静默，实现步骤为：
步骤5.11)用户[k,l]设计在时隙
Figure BDA00013971532700001219
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001220
用户[k,l]设计包含
Figure BDA00013971532700001221
个不同的发送符号的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001222
当k＝tK时，
Figure BDA00013971532700001223
否则
Figure BDA00013971532700001224
其中，t∈{1,2,3}；
步骤5.12)用户[k,l]在时隙
Figure BDA0001397153270000131
使用自己前
Figure BDA0001397153270000132
根天线发送发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000133
步骤5.2)用户[k,i]和用户[k,j]同时在第4个阶段的时隙ti,j向基站发送发送信号矢量x[k,i](ti,j)和x[k,j](ti,j)：在时隙ti,j只有第i个小区和第j个小区的用户发送信号，其他小区的用户保持静默，其中i∈{1,2}，j∈{i+1,…,3}，实现步骤为：
步骤5.21)用户[k,i]利用延迟的CSIT以及基站
Figure BDA0001397153270000134
在第
Figure BDA0001397153270000135
个阶段每个时隙
Figure BDA0001397153270000136
的接受信号
Figure BDA0001397153270000137
设计二级数据符号矢量
Figure BDA0001397153270000138
其中，基站
Figure BDA0001397153270000139
表示第
Figure BDA00013971532700001310
个小区的基站，
Figure BDA00013971532700001311
步骤5.211)在时隙ti,j，定义满足下面条件的矩阵
Figure BDA00013971532700001312
Figure BDA00013971532700001313
其中，k≠tK，由于矩阵
Figure BDA00013971532700001314
的维度为3×2，所以矩阵
Figure BDA00013971532700001315
存在左零空间，所以存在矩阵
Figure BDA00013971532700001316
步骤5.212)对矩阵
Figure BDA00013971532700001317
右乘基站
Figure BDA00013971532700001318
在时隙
Figure BDA00013971532700001319
的接受信号矢量
Figure BDA00013971532700001320
得到二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001321
Figure BDA00013971532700001322
其中
Figure BDA00013971532700001323
可以表示为：
Figure BDA00013971532700001324
Figure BDA00013971532700001325
表示用户[k,l]到基站
Figure BDA00013971532700001326
在时隙
Figure BDA00013971532700001327
的信道矩阵；
步骤5.22)用户[k,i]基于步骤5.21)设计的二级数据符号矢量
Figure BDA0001397153270000141
设计在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,i](ti,j)：
用户[k,i]构建二级发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000142
并利用
Figure BDA0001397153270000143
设计发送信号矢量x[k,i](ti,j)：
Figure BDA0001397153270000144
其中，
Figure BDA0001397153270000145
步骤5.23)用户[k,j]利用延迟的CSIT以及基站
Figure BDA0001397153270000146
在第
Figure BDA0001397153270000147
个阶段每个时隙
Figure BDA0001397153270000148
的接受信号
Figure BDA0001397153270000149
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001410
其中，
Figure BDA00013971532700001411
本步骤设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001412
的方法与步骤5.21)中设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001413
的方法一样，只是
Figure BDA00013971532700001414
和
Figure BDA00013971532700001415
的取值不同；
步骤5.24)用户[k,j]基于步骤5.23)设计的二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001416
设计在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,j](ti,j)：
用户[k,j]构建二级发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001417
并利用
Figure BDA00013971532700001418
设计发送信号矢量x[k,j](ti,j)：
Figure BDA00013971532700001419
其中，
Figure BDA00013971532700001420
步骤5.25)用户[k,i]和用户[k,j]同时在时隙ti,j发送设计好的发送信号矢量x[k ,i](ti,j)和x[k,j](ti,j)，由于用户[k,i]和用户[k,j]的发送信号矢量的维度
Figure BDA00013971532700001421
所以用户可以成功发送；
步骤6)基站l消除在第4个阶段的时隙ti,j的接受信号矢量
Figure BDA00013971532700001422
中的干扰，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA00013971532700001423
实现干扰对齐，其中
Figure BDA00013971532700001424
或者
Figure BDA00013971532700001425
Figure BDA0001397153270000151
可以表示为：
Figure BDA0001397153270000152
当
Figure BDA0001397153270000153
时，基站
Figure BDA0001397153270000154
利用基站
Figure BDA0001397153270000155
在第
Figure BDA0001397153270000156
个阶段每个时隙
Figure BDA0001397153270000157
测量到的信道矩阵
Figure BDA0001397153270000158
和接受信号矢量
Figure BDA0001397153270000159
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001510
其中
Figure BDA00013971532700001511
并利用
Figure BDA00013971532700001512
重建用户[k,j]在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,j](ti,j)，最后利用在时隙ti,j测量的信道状态信息
Figure BDA00013971532700001513
和重建的x[k,j](ti,j)，重建公式(1)中等号右边的第二部分，再用
Figure BDA00013971532700001514
减去重建的公式(1)中等号右边的第二部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA00013971532700001515
Figure BDA00013971532700001516
当
Figure BDA00013971532700001517
时，基站
Figure BDA00013971532700001518
利用基站
Figure BDA00013971532700001519
在第
Figure BDA00013971532700001520
个阶段每个时隙
Figure BDA00013971532700001521
测量到的信道矩阵
Figure BDA00013971532700001522
和接受信号矢量
Figure BDA00013971532700001523
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001524
其中
Figure BDA00013971532700001525
并利用
Figure BDA00013971532700001526
重建用户[k,i]在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,i](ti,j)，最后利用在此时测量的信道状态信息
Figure BDA00013971532700001527
和重建的x[k,i](ti,j)，重建公式(1)中等号右边的第一部分，再用
Figure BDA00013971532700001528
减去重建的公式(1)中等号右边的第一部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA00013971532700001529
Figure BDA00013971532700001530
实现干扰对齐。
实施例2：本实施例的
Figure BDA00013971532700001531
不为整数。
参照图1，多小区MIMO-IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法包括如下步骤：
步骤1)设置多小区MIMO-IMAC系统参数：
设多小区MIMO-IMAC系统包括L＝3个小区，每个小区有1个基站服务K＝2个用户，用户[k,l]表示第l个小区的第k个用户，每个基站配置M＝7根天线，每个用户配置N＝6根天线，且
Figure BDA0001397153270000161
为整数，
Figure BDA0001397153270000162
基站拥有全局瞬时信道状态信息，用户拥有全部和本小区用户相关的有一个时隙延迟的发送端信道状态信息CSIT；
步骤2)设置参数
Figure BDA0001397153270000163
本实施例中
Figure BDA0001397153270000164
不是整数；
步骤3)设置用户向基站发送符号的第二种发送策略使用的时隙个数
Figure BDA0001397153270000165
假设
Figure BDA0001397153270000166
的最简分式为
Figure BDA0001397153270000167
设置用户向基站发送符号的第二种发送策略使用的时隙个数为
Figure BDA0001397153270000168
其中，b＝b1＝2，
Figure BDA0001397153270000169
步骤4)对用户向基站发送符号的第二种发送策略使用的27个时隙进行分段，得到4个阶段：
将27个时隙中的第1+7(c-1)到第7+7(c-1)这7个时隙分为第
Figure BDA00013971532700001610
个阶段，并将剩余的6个时隙分为第4个阶段，得到4个阶段，其中，c∈{1,2,3}，
Figure BDA00013971532700001611
步骤5)对第
Figure BDA00013971532700001612
个阶段包含的7个时隙进行分段，得到3个子阶段，其中，
Figure BDA00013971532700001613
将T个时隙中的第
Figure BDA00013971532700001614
到第
Figure BDA00013971532700001615
这3个时隙分为第
Figure BDA00013971532700001616
个子阶段，并将剩余的1个时隙分为第3个子阶段，得到3个子阶段，其中，
Figure BDA00013971532700001617
Figure BDA00013971532700001618
步骤6)用户根据参数α,
Figure BDA00013971532700001619
γ,
Figure BDA00013971532700001620
采用第二种发送策略在4个阶段分别向基站发送信号：
步骤6.1)用户[k,l]在第
Figure BDA00013971532700001621
个阶段包含的3个子阶段分别向基站发送信号，其中，
Figure BDA0001397153270000171
在第
Figure BDA0001397153270000172
个阶段只有第l个小区的用户发送信号，其他小区的用户都保持静默，其中
Figure BDA0001397153270000173
实现步骤为：
步骤6.11)用户[k,l]在第
Figure BDA0001397153270000174
个阶段的第
Figure BDA0001397153270000175
个子阶段的第
Figure BDA0001397153270000176
个时隙
Figure BDA0001397153270000177
向基站发送发送信号矢量
Figure BDA0001397153270000178
其中，
Figure BDA0001397153270000179
步骤6.111)用户[k,l]设计在时隙
Figure BDA00013971532700001710
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001711
用户[k,l]设计包含
Figure BDA00013971532700001712
个不同的发送符号的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001713
当
Figure BDA00013971532700001714
时，
Figure BDA00013971532700001715
否则
Figure BDA00013971532700001716
步骤6.112)用户[k,l]在时隙
Figure BDA00013971532700001717
使用自己前
Figure BDA00013971532700001718
根天线发送发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001719
步骤6.12)用户[k,l]在第
Figure BDA00013971532700001720
个阶段的第3个子阶段的第1个时隙(1,3)向基站发送发送信号矢量x[k,l](1,3)：
步骤6.121)用户[k,l]设计在时隙(1,3)的发送信号矢量x[k,l](1,3)：
用户[k,l]设计包含
Figure BDA00013971532700001721
个不同的发送符号的发送信号矢量x[k,l](1,3)，当k＝2时，
Figure BDA00013971532700001722
否则
Figure BDA00013971532700001723
步骤6.122)用户[k,l]在时隙(1,3)使用自己前
Figure BDA00013971532700001724
根天线发送发送信号矢量x[k,l](1,3)；
步骤6.2)用户[k,i]和用户[k,j]同时在第4个阶段的包含2个连续时隙的超级时隙
Figure BDA00013971532700001725
的第
Figure BDA00013971532700001726
个时隙
Figure BDA00013971532700001727
向基站发送发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001728
和
Figure BDA00013971532700001729
其中，i∈{1,2}，j∈{i+1,…,3}，
Figure BDA00013971532700001730
在超级时隙
Figure BDA00013971532700001731
只有小区i和小区j的用户发送信号，其他小区的用户保持静默，实现步骤为：
步骤6.21)用户[k,i]利用延迟的发送端信道状态信息CSIT以及基站
Figure BDA00013971532700001732
在第
Figure BDA00013971532700001733
个阶段的接受信号
Figure BDA00013971532700001734
和
Figure BDA00013971532700001735
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001736
和
Figure BDA0001397153270000181
其中，
Figure BDA0001397153270000182
步骤6.211)设计二级数据符号矢量
Figure BDA0001397153270000183
步骤6.2111)定义满足下面条件矩阵
Figure BDA0001397153270000184
Figure BDA0001397153270000185
其中，
Figure BDA0001397153270000186
由于
Figure BDA0001397153270000187
的维度是7×5，所以存在
Figure BDA0001397153270000188
步骤6.2112)对矩阵
Figure BDA0001397153270000189
右乘基站l的接受信号矢量
Figure BDA00013971532700001810
得到的信号矢量
Figure BDA00013971532700001811
可以表示为
Figure BDA00013971532700001812
步骤6.212)设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001813
步骤6.2121)定义矩阵
Figure BDA00013971532700001814
满足下面条件：
Figure BDA00013971532700001815
由于
Figure BDA00013971532700001816
的维度是7×5，所以存在
Figure BDA00013971532700001817
步骤6.2122)对矩阵
Figure BDA00013971532700001818
右乘基站
Figure BDA00013971532700001819
的接受信号矢量
Figure BDA00013971532700001820
得到二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001821
Figure BDA00013971532700001822
步骤6.22)用户[k,i]基于步骤6.21)设计的二级数据符号
Figure BDA00013971532700001823
和
Figure BDA00013971532700001824
设计在时隙
Figure BDA00013971532700001825
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001826
用户[k,i]构建二级发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001827
和
Figure BDA00013971532700001828
并利用
Figure BDA00013971532700001829
和
Figure BDA00013971532700001830
设计发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001831
当k＝1时，
Figure BDA0001397153270000191
当k＝2时，
Figure BDA0001397153270000192
其中，
Figure BDA0001397153270000193
包含矢量
Figure BDA0001397153270000194
的第
Figure BDA0001397153270000195
项这1个元素；
步骤6.23)用户[k,j]利用延迟的CSIT以及基站
Figure BDA0001397153270000196
在第
Figure BDA0001397153270000197
个阶段每个时隙
Figure BDA0001397153270000198
的接受信号
Figure BDA0001397153270000199
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001910
和
Figure BDA00013971532700001911
其中，
Figure BDA00013971532700001912
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001913
和
Figure BDA00013971532700001914
的方法和步骤10.21)中设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700001915
和
Figure BDA00013971532700001916
的方法一样，只是
Figure BDA00013971532700001917
和
Figure BDA00013971532700001918
的取值不同；
步骤6.24)用户[k,j]基于步骤6.23)设计的二级数据符号
Figure BDA00013971532700001919
和
Figure BDA00013971532700001920
设计在时隙
Figure BDA00013971532700001921
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001922
用户[k,j]构建二级发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001923
和
Figure BDA00013971532700001924
并利用
Figure BDA00013971532700001925
和
Figure BDA00013971532700001926
设计发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001927
当k＝1时，
Figure BDA00013971532700001928
当k＝2时，
Figure BDA00013971532700001929
其中，
Figure BDA00013971532700001930
包含矢量
Figure BDA00013971532700001931
的第
Figure BDA00013971532700001932
项这1个元素；
步骤6.25)用户[k,i]和用户[k,j]同时在时隙
Figure BDA00013971532700001933
发送设计好的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700001934
和
Figure BDA00013971532700001935
步骤7)基站
Figure BDA00013971532700001936
消除在第4个阶段的时隙
Figure BDA00013971532700001937
的接受信号矢量
Figure BDA00013971532700001938
中的干扰，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA0001397153270000201
实现干扰对齐，其中
Figure BDA0001397153270000202
或者
Figure BDA0001397153270000203
Figure BDA0001397153270000204
可以表示为：
Figure BDA0001397153270000205
当
Figure BDA0001397153270000206
时，基站
Figure BDA0001397153270000207
利用基站
Figure BDA0001397153270000208
在第
Figure BDA0001397153270000209
个阶段每个时隙
Figure BDA00013971532700002010
测量到的信道矩阵
Figure BDA00013971532700002011
和接受信号矢量
Figure BDA00013971532700002012
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700002013
和
Figure BDA00013971532700002014
其中，
Figure BDA00013971532700002015
并利用
Figure BDA00013971532700002016
和
Figure BDA00013971532700002017
重建用户[k,j]在时隙
Figure BDA00013971532700002018
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700002019
最后利用在时隙
Figure BDA00013971532700002020
测量的信道状态信息
Figure BDA00013971532700002021
和重建的
Figure BDA00013971532700002022
重建公式(2)中等号右边的第二部分，再用
Figure BDA00013971532700002023
减去重建的公式(2)中等号右边的第二部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA00013971532700002024
Figure BDA00013971532700002025
当
Figure BDA00013971532700002026
时，基站
Figure BDA00013971532700002027
利用基站
Figure BDA00013971532700002028
在第
Figure BDA00013971532700002029
个阶段每个时隙
Figure BDA00013971532700002030
测量到的信道矩阵
Figure BDA00013971532700002031
和接受信号矢量
Figure BDA00013971532700002032
设计二级数据符号矢量
Figure BDA00013971532700002033
和
Figure BDA00013971532700002034
其中，
Figure BDA00013971532700002035
并利用
Figure BDA00013971532700002036
和
Figure BDA00013971532700002037
重建用户[k,i]在时隙
Figure BDA00013971532700002038
的发送信号矢量
Figure BDA00013971532700002039
最后利用在时隙
Figure BDA00013971532700002040
测量的信道状态信息
Figure BDA00013971532700002041
和重建的
Figure BDA00013971532700002042
重建公式(2)中等号右边的第一部分，再用
Figure BDA00013971532700002043
减去重建的公式(2)中等号右边的第一部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure BDA00013971532700002044
Figure BDA00013971532700002045
实现干扰对齐。

Claims (3)

1.一种多小区MIMO-IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法，包括如下步骤：
(1)设置多小区MIMO-IMAC系统参数：
设多小区MIMO-IMAC系统包括L个小区，每个小区有一个基站服务K个用户，用户[k,l]表示第l个小区的第k个用户，每个基站配置M根天线，每个用户配置N根天线，且
Figure FDA0002360883540000011
为整数，
Figure FDA0002360883540000012
基站拥有全局瞬时信道状态信息，用户拥有全部和本小区用户相关的有一个时隙延迟的发送端信道状态信息CSIT；
(2)设置参数
Figure FDA0002360883540000013
并判断
Figure FDA0002360883540000014
是否为整数，若是，执行步骤(3)，否则，执行步骤(7)；
(3)设置用户向基站发送符号的第一种发送策略使用的时隙个数
Figure FDA0002360883540000015
Figure FDA0002360883540000016
其中，
Figure FDA0002360883540000017
(4)对用户向基站发送符号的第一种发送策略使用的
Figure FDA0002360883540000018
个时隙进行分段，得到
Figure FDA0002360883540000019
个阶段：
将
Figure FDA00023608835400000110
个时隙中的第1+T(c-1)个到第T+T(c-1)这T个时隙分为第
Figure FDA00023608835400000111
个阶段，并将剩余的
Figure FDA00023608835400000112
个时隙分为第
Figure FDA00023608835400000113
个阶段，得到
Figure FDA00023608835400000114
个阶段，其中，
Figure FDA00023608835400000115
(5)用户根据参数α,
Figure FDA00023608835400000116
γ,
Figure FDA00023608835400000117
采用第一种发送策略在
Figure FDA00023608835400000118
个阶段分别向基站发送信号：
(5.1)用户[k,l]在第
Figure FDA00023608835400000119
个阶段的第t个时隙
Figure FDA00023608835400000120
向基站发送发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000121
其中，
Figure FDA00023608835400000122
在第
Figure FDA00023608835400000123
个阶段只有第l个小区的用户发送信号，其中
Figure FDA00023608835400000124
其他小区的用户都保持静默，实现步骤为：
(5.11)用户[k,l]设计在时隙
Figure FDA0002360883540000021
的发送信号矢量
Figure FDA0002360883540000022
用户[k,l]设计包含
Figure FDA0002360883540000023
个不同的发送符号的发送信号矢量
Figure FDA0002360883540000024
当k＝tK时，
Figure FDA0002360883540000025
否则
Figure FDA0002360883540000026
同时
Figure FDA0002360883540000027
要满足
Figure FDA0002360883540000028
其中，t∈{1,…,T}，tK＝mod(t-1,K)+1；
(5.12)用户[k,l]在时隙
Figure FDA0002360883540000029
使用自己前
Figure FDA00023608835400000210
根天线发送发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000211
(5.2)用户[k,i]和用户[k,j]同时在第
Figure FDA00023608835400000212
个阶段的时隙ti,j向基站发送发送信号矢量x[k,i](ti,j)和x[k,j](ti,j)：在时隙ti,j只有第i个小区和第j个小区的用户发送信号，其他小区的用户保持静默，其中,
Figure FDA00023608835400000213
实现步骤为：
(5.21)用户[k,i]利用延迟的CSIT以及基站
Figure FDA00023608835400000214
在第
Figure FDA00023608835400000215
个阶段每个时隙
Figure FDA00023608835400000216
的接收信号
Figure FDA00023608835400000217
设计二级数据符号矢量
Figure FDA00023608835400000218
其中，基站
Figure FDA00023608835400000219
表示第
Figure FDA00023608835400000220
个小区的基站，
Figure FDA00023608835400000221
(5.22)用户[k,i]基于步骤(5.21)设计的二级数据符号矢量
Figure FDA00023608835400000222
设计在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,i](ti,j)：
用户[k,i]构建二级发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000223
并利用
Figure FDA00023608835400000224
设计发送信号矢量x[k,i](ti,j)：
Figure FDA00023608835400000225
其中，
Figure FDA00023608835400000226
表示一个包含向量a的前b个元素的向量，
Figure FDA00023608835400000227
Figure FDA00023608835400000228
(5.23)用户[k,j]利用延迟的CSIT以及基站
Figure FDA0002360883540000031
在第
Figure FDA0002360883540000032
个阶段每个时隙
Figure FDA0002360883540000033
的接收信号
Figure FDA0002360883540000034
设计二级数据符号矢量
Figure FDA0002360883540000035
其中，
Figure FDA0002360883540000036
(5.24)用户[k,j]基于步骤(5.23)设计的二级数据符号矢量
Figure FDA0002360883540000037
设计在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,j](ti,j)：
用户[k,j]构建二级发送信号矢量
Figure FDA0002360883540000038
并利用
Figure FDA0002360883540000039
设计发送信号矢量x[k,j](ti,j)：
Figure FDA00023608835400000310
其中，
Figure FDA00023608835400000311
(5.25)用户[k,i]和用户[k,j]同时在时隙ti,j发送设计好的发送信号矢量x[k,i](ti,j)和x[k,j](ti,j)；
(6)基站
Figure FDA00023608835400000312
消除在第
Figure FDA00023608835400000313
个阶段的时隙ti,j的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000314
中的干扰，得到无干扰的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000315
实现干扰对齐，其中，
Figure FDA00023608835400000316
或者
Figure FDA00023608835400000317
Figure FDA00023608835400000318
可以表示为：
Figure FDA00023608835400000319
当
Figure FDA00023608835400000320
时，基站
Figure FDA00023608835400000321
利用基站
Figure FDA00023608835400000322
在第
Figure FDA00023608835400000323
个阶段每个时隙
Figure FDA00023608835400000324
测量到的信道矩阵
Figure FDA00023608835400000325
和接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000326
设计二级数据符号矢量
Figure FDA00023608835400000327
其中
Figure FDA00023608835400000328
并利用
Figure FDA00023608835400000329
重建用户[k,j]在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,j](ti,j)，最后利用在时隙ti,j测量的信道状态信息
Figure FDA00023608835400000330
和重建的x[k,j](ti,j)，重建公式(1)中等号右边的第二部分，再用
Figure FDA00023608835400000331
减去重建的公式(1)中等号右边的第二部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000332
Figure FDA0002360883540000041
当
Figure FDA0002360883540000042
时，基站
Figure FDA0002360883540000043
利用基站
Figure FDA0002360883540000044
在第
Figure FDA0002360883540000045
个阶段每个时隙
Figure FDA0002360883540000046
测量到的信道矩阵
Figure FDA0002360883540000047
和接收信号矢量
Figure FDA0002360883540000048
设计二级数据符号矢量
Figure FDA0002360883540000049
其中
Figure FDA00023608835400000410
并利用
Figure FDA00023608835400000411
重建用户[k,i]在时隙ti,j的发送信号矢量x[k,i](ti,j)，最后利用在此时测量的信道状态信息
Figure FDA00023608835400000412
和重建的x[k,i](ti,j)，重建公式(1)中等号右边的第一部分，再用
Figure FDA00023608835400000413
减去重建的公式(1)中等号右边的第一部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000414
Figure FDA00023608835400000415
实现干扰对齐；
(7)设置用户向基站发送符号的第二种发送策略使用的时隙个数
Figure FDA00023608835400000416
假设
Figure FDA00023608835400000417
的最简分式为
Figure FDA00023608835400000418
设置用户向基站发送符号的第二种发送策略使用的时隙个数为
Figure FDA00023608835400000419
Figure FDA00023608835400000420
其中，b＝b1，
Figure FDA00023608835400000421
(8)对用户向基站发送符号的第二种发送策略使用的
Figure FDA00023608835400000422
个时隙进行分段，得到
Figure FDA00023608835400000423
个阶段：
将
Figure FDA00023608835400000424
个时隙中的第1+T(c-1)到第T+T(c-1)这T个时隙分为第
Figure FDA00023608835400000425
个阶段，并将剩余的
Figure FDA00023608835400000426
个时隙分为第
Figure FDA00023608835400000427
个阶段，得到
Figure FDA00023608835400000428
个阶段，其中，
Figure FDA00023608835400000429
(9)对第
Figure FDA00023608835400000430
个阶段包含的T个时隙进行分段，得到b+1个子阶段，其中，
Figure FDA00023608835400000431
将T个时隙中的第
Figure FDA0002360883540000051
到第
Figure FDA0002360883540000052
这
Figure FDA0002360883540000053
个时隙分为第
Figure FDA0002360883540000054
个子阶段，并将剩余的
Figure FDA0002360883540000055
个时隙分为第b+1个子阶段，得到b+1个子阶段，其中，
Figure FDA0002360883540000056
(10)用户根据参数α,
Figure FDA0002360883540000057
γ,
Figure FDA0002360883540000058
采用第二种发送策略在
Figure FDA0002360883540000059
个阶段分别向基站发送信号：
(10.1)用户[k,l]在第
Figure FDA00023608835400000510
个阶段包含的b+1个子阶段分别向基站发送信号，其中，
Figure FDA00023608835400000511
在第
Figure FDA00023608835400000512
个阶段只有第l个小区的用户发送信号，其他小区的用户都保持静默，其中
Figure FDA00023608835400000513
实现步骤为：
(10.11)用户[k,l]在第
Figure FDA00023608835400000514
个阶段的第
Figure FDA00023608835400000515
个子阶段的第
Figure FDA00023608835400000516
个时隙
Figure FDA00023608835400000517
向基站发送发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000518
其中，
Figure FDA00023608835400000519
(10.111)用户[k,l]设计在时隙
Figure FDA00023608835400000520
的发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000521
用户[k,l]设计包含
Figure FDA00023608835400000522
个不同的发送符号的发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000523
当
Figure FDA00023608835400000524
时，
Figure FDA00023608835400000525
否则
Figure FDA00023608835400000526
同时
Figure FDA00023608835400000527
要满足
Figure FDA00023608835400000528
(10.112)用户[k,l]在时隙
Figure FDA00023608835400000529
使用自己前
Figure FDA00023608835400000530
根天线发送发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000531
(10.12)用户[k,l]在第
Figure FDA00023608835400000532
个阶段的第b+1个子阶段的第
Figure FDA00023608835400000533
个时隙
Figure FDA00023608835400000534
向基站发送发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000535
其中，
Figure FDA00023608835400000536
(10.121)用户[k,l]设计在时隙
Figure FDA00023608835400000537
的发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000538
用户[k,l]设计包含
Figure FDA0002360883540000061
个不同的发送符号的发送信号矢量
Figure FDA0002360883540000062
当
Figure FDA0002360883540000063
时，
Figure FDA0002360883540000064
否则
Figure FDA0002360883540000065
同时
Figure FDA0002360883540000066
要满足
Figure FDA0002360883540000067
(10.122)用户[k,l]在时隙
Figure FDA0002360883540000068
使用自己前
Figure FDA0002360883540000069
根天线发送发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000610
(10.2)用户[k,i]和用户[k,j]同时在第
Figure FDA00023608835400000611
个阶段的包含b个连续时隙的超级时隙
Figure FDA00023608835400000612
的第
Figure FDA00023608835400000613
个时隙
Figure FDA00023608835400000614
向基站发送发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000615
和
Figure FDA00023608835400000616
其中，
Figure FDA00023608835400000617
在超级时隙
Figure FDA00023608835400000618
只有小区i和小区j的用户发送信号，其他小区的用户保持静默，实现步骤为：
(10.21)用户[k,i]利用延迟的CSIT以及基站
Figure FDA00023608835400000619
在第
Figure FDA00023608835400000620
个阶段的接收信号
Figure FDA00023608835400000621
和
Figure FDA00023608835400000622
设计二级数据符号矢量
Figure FDA00023608835400000623
和
Figure FDA00023608835400000624
其中，
Figure FDA00023608835400000625
(10.22)用户[k,i]基于步骤(10.21)设计的二级数据符号
Figure FDA00023608835400000626
和
Figure FDA00023608835400000627
设计在时隙
Figure FDA00023608835400000628
的发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000629
用户[k,i]构建二级发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000630
和
Figure FDA00023608835400000631
并利用
Figure FDA00023608835400000632
和
Figure FDA00023608835400000633
设计发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000634
当
Figure FDA00023608835400000635
时，
Figure FDA00023608835400000636
当
Figure FDA0002360883540000071
时，
Figure FDA0002360883540000072
其中，
Figure FDA0002360883540000073
包含矢量
Figure FDA0002360883540000074
的第
Figure FDA0002360883540000075
到第
Figure FDA0002360883540000076
项这
Figure FDA0002360883540000077
个元素；
(10.23)用户[k,j]利用延迟的CSIT以及基站
Figure FDA0002360883540000078
在第
Figure FDA0002360883540000079
个阶段每个时隙
Figure FDA00023608835400000710
的接收信号
Figure FDA00023608835400000711
设计二级数据符号矢量
Figure FDA00023608835400000712
和
Figure FDA00023608835400000713
其中，
Figure FDA00023608835400000714
(10.24)用户[k,j]基于步骤(10.23)设计的二级数据符号
Figure FDA00023608835400000715
和
Figure FDA00023608835400000716
设计在时隙
Figure FDA00023608835400000717
的发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000718
用户[k,j]构建二级发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000719
和
Figure FDA00023608835400000720
并利用
Figure FDA00023608835400000721
和
Figure FDA00023608835400000722
设计发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000723
当
Figure FDA00023608835400000724
时，
Figure FDA00023608835400000725
当
Figure FDA00023608835400000726
时，
Figure FDA0002360883540000081
其中，
Figure FDA0002360883540000082
包含矢量
Figure FDA0002360883540000083
的第
Figure FDA0002360883540000084
到第
Figure FDA0002360883540000085
项这
Figure FDA0002360883540000086
个元素；
(10.25)用户[k,i]和用户[k,j]同时在时隙
Figure FDA0002360883540000087
发送设计好的发送信号矢量
Figure FDA0002360883540000088
和
Figure FDA0002360883540000089
(11)基站
Figure FDA00023608835400000810
消除在第
Figure FDA00023608835400000811
个阶段的时隙
Figure FDA00023608835400000812
的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000813
中的干扰，得到无干扰的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000814
实现干扰对齐，其中,
Figure FDA00023608835400000815
或者
Figure FDA00023608835400000816
Figure FDA00023608835400000817
可以表示为：
Figure FDA00023608835400000818
当
Figure FDA00023608835400000819
时，基站
Figure FDA00023608835400000820
利用基站
Figure FDA00023608835400000821
在第
Figure FDA00023608835400000822
个阶段每个时隙
Figure FDA00023608835400000823
测量到的信道矩阵
Figure FDA00023608835400000824
和接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000825
设计二级数据符号矢量
Figure FDA00023608835400000826
和
Figure FDA00023608835400000827
其中，
Figure FDA00023608835400000828
并利用
Figure FDA00023608835400000829
和
Figure FDA00023608835400000830
重建用户[k,j]在时隙
Figure FDA00023608835400000831
的发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000832
最后利用在时隙
Figure FDA00023608835400000833
测量的信道状态信息
Figure FDA00023608835400000834
和重建的
Figure FDA00023608835400000835
重建公式(2)中等号右边的第二部分，再用
Figure FDA00023608835400000836
减去重建的公式(2)中等号右边的第二部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000837
Figure FDA0002360883540000091
当
Figure FDA0002360883540000092
时，基站
Figure FDA0002360883540000093
利用基站
Figure FDA0002360883540000094
在第
Figure FDA0002360883540000095
个阶段每个时隙
Figure FDA0002360883540000096
测量到的信道矩阵
Figure FDA0002360883540000097
和接收信号矢量
Figure FDA0002360883540000098
设计二级数据符号矢量
Figure FDA0002360883540000099
和
Figure FDA00023608835400000910
其中，
Figure FDA00023608835400000911
并利用
Figure FDA00023608835400000912
和
Figure FDA00023608835400000913
重建用户[k,i]在时隙
Figure FDA00023608835400000914
的发送信号矢量
Figure FDA00023608835400000915
最后利用在时隙
Figure FDA00023608835400000916
测量的信道状态信息
Figure FDA00023608835400000917
和重建的
Figure FDA00023608835400000918
重建公式(2)中等号右边的第一部分，再用
Figure FDA00023608835400000919
减去重建的公式(2)中等号右边的第一部分，得到无干扰的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000920
Figure FDA00023608835400000921
实现干扰对齐。
2.根据权利要求1所述的多小区MIMO-IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法，步骤(5.21)中所述的设计二级数据符号矢量
Figure FDA00023608835400000922
实现步骤为：
(5.211)在时隙ti,j，定义满足下面条件的矩阵
Figure FDA00023608835400000923
Figure FDA00023608835400000924
(5.212)对矩阵
Figure FDA00023608835400000925
右乘基站
Figure FDA00023608835400000926
在时隙
Figure FDA00023608835400000927
的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400000928
得到二级数据符号矢量
Figure FDA00023608835400000929
Figure FDA00023608835400000930
其中
Figure FDA00023608835400000931
可以表示为：
Figure FDA0002360883540000101
Figure FDA0002360883540000102
表示用户[k,l]到基站
Figure FDA0002360883540000103
在时隙
Figure FDA0002360883540000104
的信道矩阵。
3.根据权利要求1所述的多小区MIMO-IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法，步骤(10.21)中所述的设计二级数据符号矢量
Figure FDA0002360883540000105
和
Figure FDA0002360883540000106
实现步骤为：
(10.211)设计二级数据符号矢量
Figure FDA0002360883540000107
(10.2111)定义满足下面条件矩阵
Figure FDA0002360883540000108
Figure FDA0002360883540000109
(10.2112)对矩阵
Figure FDA00023608835400001010
右乘基站
Figure FDA00023608835400001011
的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400001012
得到的信号矢量
Figure FDA00023608835400001013
可以表示为
Figure FDA00023608835400001014
(10.212)设计二级数据符号矢量
Figure FDA00023608835400001015
(10.2121)定义矩阵
Figure FDA00023608835400001016
满足下面条件：
Figure FDA00023608835400001017
(10.2122)对矩阵
Figure FDA00023608835400001018
右乘基站
Figure FDA00023608835400001019
的接收信号矢量
Figure FDA00023608835400001020
得到二级数据符号矢量
Figure FDA00023608835400001021
Figure FDA00023608835400001022
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