CN107959520A - 一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，从单天线用户的全双工基站蜂窝网络入手，利用基站的分时隙工作机制，以在有限的时隙内实现干扰对齐，同时降低系统的复杂度，实现步骤为：设计全双工基站蜂窝网络通信系统模型；获取上行用户组发射信号；构造基站端预编码矩阵和下行用户端干扰消除向量；基站蜂窝网络通信系统传输第一时隙信号；基站蜂窝网络通信系统依次完成第二时隙到第T时隙的信号传输，得到第二到第T时隙下行接收信号；各下行用户获取下行合并信号；各下行用户消除来自上行用户组的干扰；各下行用户对无干扰信号向量进行解码，得到下行用户期望信号。

Description

一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，涉及一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，具体涉及一种针对全双工基站网络中上行用户对下行用户造成的干扰，在基站端通过分时隙传输的时隙干扰对齐方法，可用于全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐在实际系统中的运用。
背景技术
近年来，全双工基站技术作为下一代通信的关键技术近年被广泛研究，在全双工基站蜂窝网络中，基站可以在同一时间段或者同一频率段同时发送信息和接收信息，大大提高了频谱效率与系统容量。然而随着蜂窝网络中用户数目的急剧增加，用户间的干扰导致系统通信质量成指数下降，因此全双工基站中的干扰管理问题成为5G(The 5thGeneration Mobile Communication,5G)蜂窝网络通信一个新的挑战。
针对全双工基站网络中存在的上行用户对基站到下行用户的传输造成的干扰问题，现有的处理方式为利用正交(时间，频率，空间)接入技术，即将干扰信号和期望信号放在正交信道中。假设系统用户数目为K，正交接入方式使得每个接入用户所占的空间维度为1/K。正交接入技术可以有效抑制其它用户的干扰，但是用户数目较多时系统容量性能不佳，浪费了资源空间。
干扰对齐的提出克服了上述的缺点，对于提高系统容量产生了质的飞跃。干扰对齐的基本思想是：通过多个发射端协作设计预编码矩阵，使得每个接收端，来自不同发射段的干扰对齐在同一个维度内，而期望信号在另一个不同的维度(空间维度，时间维度，频率维度，尺度维度等)。理论上，若系统中有K个用户，干扰对齐使得每个用户可达到1/2的自由度，系统总的自由度为K/2。因此，干扰对齐技术克服了传统干扰管理的缺点，使得干扰网络中的干扰管理更加有效。
根据用户端天线数目的不同，全双工基站网络中干扰对齐方式分为基于用户端为多天线的空间干扰对齐方法和基于用户端为单天线的时隙干扰对齐方法。其中，当用户端多天线时，可以利用传统的空间干扰对齐技术，在发送端和接收端设计合理的编码矩阵，在一个时隙内完成干扰管理，实现干扰对齐。然而在实际通讯系统中，受到移动终端设备空间条件的限制，全双工基站网络中用户数为单天线的系统模型更为普遍。
因此，能否将用户端为单天线的时隙干扰对齐技术运用到全双工蜂窝网络系统中成为一个新的关注点，Wang C等人在其发表的论文“On degrees-of-freedom of multi-user MIMO full-duplex net work”(IEEE Communication letters,2014,18(5):757-760)中公开了全双工基站蜂窝网络干扰对齐方法的数学理论证明和可行性理论证明。但存在的局限性在于：第一，该方法的结论均基于理想的数学模型，当时延扩展为无穷大时，每个用户的干扰能够完全消除，若无时延扩展或者时延扩展较小时，干扰对齐的性能很差，并不能带来干扰对齐的容量增益。第二，该方法假设了上、下行用户均具有全局信道信息状态，当用户数目较多时，其获取全局信道状态信息的开销也会增大，导致系统复杂度很高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，从单天线用户的全双工基站蜂窝网络入手，利用基站的分时隙工作机制，以在有限的时隙内实现干扰对齐，同时降低系统的复杂度。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案包括如下步骤：
(1)设计全双工基站蜂窝网络通信系统模型：
包括全双工模式基站、由Ku个上行用户构成的半双工模式上行用户组和由Kd个下行用户构成的半双工模式上行用户组，每个用户装配一根天线，基站装配M根天线，且拥有全局瞬时信道状态信息,上行用户i到基站的信道为基站到下行用户j的信道为上行用户i到下行用户j的干扰信道为 系统在T时隙内完成一次完整传输；
(2)获取上行用户组发射信号：
设定上行用户i在第t时隙的相位旋转系数并将相位旋转系数与拟发送信号si右乘，得到第t时隙的上行用户i的发送信号si(t),其中，t∈[1,T]；
(3)根据时隙干扰对齐原理，构造基站端预编码矩阵VAF(t)和下行用户端干扰消除向量Uj：
(3a)基站根据上行用户组到下行用户组的干扰信道状态信息，构造块矩阵Aj，并按照j从小到大的顺序依次在一个空矩阵的主对角线上排列，得到块矩阵Aadd；
(3b)基站根据上行用户组到基站信道状态信息和基站到下行用户组信道状态信息，构造块矩阵Bj，并按照j从小到大的顺序依次纵向排列，得到块矩阵Badd；
(3c)基站将块矩阵Aadd与Badd横向排列，得到块矩阵Cadd，Cadd＝[Aadd Badd]；
(3d)基站根据上行用户组到下行用户组的干扰信道信息状态，构造列向量ej，并按照j从小到大的顺序依次纵向排列，得到列向量Eadd；
(3e)将列向量Eadd与块矩阵Cadd的伪逆矩阵右乘，得到列向量Fadd，并对Fadd按行划分，得到第t时隙基站端向下行用户组发送数据的预编码矩阵VAF(t)，和与预编码矩阵VAF(t)相匹配的下行用户j的干扰消除向量Uj；
(4)基站蜂窝网络通信系统传输第一时隙信号：
(4a)在第一时隙，上行用户组中各上行用户通过其对应的上行信道向基站发送信号，其中第i个上行用户通过上行信道fi发送信号si(1)；
(4b)基站接收第一时隙上行用户组信号yBS(1)，同时向下行用户组广播发送第一时隙基站信号
(4c)各下行用户接收第一时隙经过信道的基站信号，同时收到经过第一时隙干扰信道的上行信号，并将该两部分信号进行叠加，得到第一时隙下行接收信号，其中第j个下行用户的下行接收信号为yj(1)；
(5)设计第t时隙基站蜂窝网络通信系统信号传输方式，t∈[2,T]：
(5a)在第t时隙，上行用户组中各上行用户向基站发送信号，其中第i个上行用户通过上行信道fi发送信号si(t)；
(5b)基站接收第t时隙上行用户组信号yBS(t)；
(5c)在第t时隙，基站将步骤(2)所构造的基站端预编码矩阵VAF(t)与接收到的第t-1时隙上行信号yBS(t-1)左乘，并与基站下行信号第t时隙基站信号相加，得到第t时隙基站信号xBS(t)，并向下行用户组广播发送；
(5d)各下行用户接收经过信道的基站信号，同时收到经过干扰信道的上行信号，并将该两部分信号进行叠加，得到第t时隙下行接收信号，其中第j个下行用户的下行接收信号为yj(t)；
(6)基站蜂窝网络通信系统根据步骤(5)设计的信号传输方式，按照时隙顺序依次完成第二时隙到第T时隙的信号传输，得到第二到第T时隙下行接收信号；
(7)各下行用户获取下行合并信号：
下行用户组中的各个下行用户按照纵向排列方法，对第一时隙和第二到第T时隙下行接收信号分别进行合并，得到各自的下行合并信号yj；
(8)各下行用户消除来自上行用户组的干扰：
各下行用户将下行合并信号yj与步骤(2)构造的干扰消除向量Uj左乘，得到各下行用户的无干扰信号向量
(9)各下行用户对无干扰信号向量进行解码，得到下行用户期望信号dj：
各下行用户构造信道解码矩阵Rd，并将信道解码矩阵Rd与无干扰信号向量左乘，得到下行用户期望信号dj。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.本发明通过基站将上行用户端信号转发到下行用户端，使得下行用户将来自上行用户的干扰信号和来自基站转发的上行干扰信号对齐，克服了现有技术中实现干扰对齐需要无限时隙的缺点，在有限的时隙内实现了干扰对齐。
2.本发明在获取实现干扰对齐所需要的预编码矩阵时，是通过在基站端构造的预编码矩阵实现的，避免了现有技术中需要每个上行用户均构造预编码矩阵导致的信道反馈大的缺陷，有效地降低了系统复杂度。
附图说明
图1为本发明的实现流程图；
图2为本发明适用的全双工基站蜂窝网络通信系统模型图；
图3为本发明上行用户发送信号信噪比和基站与下行用户组接收信号的总容量的仿真图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细描述：
参照图1，一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，包括如下步骤：
步骤1)设计全双工基站蜂窝网络通信系统模型，其结构如图2所示，包括全双工模式基站、由Ku＝4个上行用户构成的半双工模式上行用户组和由Kd＝4个下行用户构成的半双工模式上行用户组，每个用户装配一根天线，基站装配M＝4根天线，且拥有全局瞬时信道状态信息,上行用户i到基站的信道为基站到下行用户j的信道为上行用户i到下行用户j的干扰信道为具体实施例中i∈[1,2,3,4]，j∈[1,2,3,4]，系统在T＝2时隙内完成一次完整传输；
步骤2)获取上行用户组发射信号：
步骤2.1)设定上行用户i在第t时隙的相位旋转系数将2π平均分为T+i＝2+i个相位，即ω(i)＝2π/(T+i)＝2π/(2+i)，其中，t∈[1,2],i∈[1,4]；
步骤2.2)上行用户i得到第t时隙的发送信号si(t)：将相位旋转系数与拟发送信号si右乘；
步骤3)根据时隙干扰对齐原理，构造基站端预编码矩阵VAF(t)和下行用户端干扰消除向量Uj：
步骤3.1)基站根据上行用户组到下行用户组的干扰信道状态信息，构造块矩阵Aj，并按照j从小到大的顺序依次在一个空矩阵的主对角线上排列，得到块矩阵Aadd，其中表达式为：
其中表示上行用户组到下行用户组的等效信道矩阵，其表达式为：
其中，hji表示第i个上行用户到第j个下行用户干扰信道，表示第i个上行用户在t时隙相位旋转系数，t∈[1,T-n],n＝T-1；
步骤3.2)基站根据上行用户组到基站信道状态信息和基站到下行用户组信道状态信息，构造块矩阵Bj，并按照j从小到大的顺序依次纵向排列，得到块矩阵Badd，其表达式为：
其中，表示上行用户组到基站的等效信道矩阵，gj表示基站到第j个下行用户信道，的表达式为：
其中，fi表示第i个上行用户到基站的信道，表示第i个上行用户在t时隙相位旋转系数；
步骤3.3)基站将块矩阵Aadd与Badd横向排列，得到块矩阵Cadd，Cadd＝[Aadd Badd]，更进一步，Cadd的表达式为：
步骤3.4)基站根据上行用户组到下行用户组的干扰信道信息状态，构造列向量ej，并按照j从小到大的顺序依次纵向排列，得到列向量Eadd,列向量ej和Eadd的表达式分别为：
其中表示上行用户组到下行用户组的等效信道矩阵，其表达式为：
其中，hji表示第i个上行用户到第j个下行用户干扰信道，表示第i个上行用户在t时隙相位旋转系数，t∈[1,T-n],n＝T-1；
步骤3.5.1)将列向量Eadd与块矩阵Cadd的伪逆矩阵右乘，得到列向量Fadd，其表达式为：
Fadd＝Cadd -1Eadd
步骤3.5.2)将Fadd前(T-1)Kd个元素平均划分成Kd个列向量，依次得到第一个下行用户到第Kd个下行用户的干扰消除向量Uj；
步骤3.5.3)将Fadd的后[T-1]M2个元素平均划分成T-1个列向量,将每个列向量重新按列排成维度为M×M的矩阵，依次得到第二时隙到第T时隙的基站端向下行用户组发送数据的预编码矩阵VAF(t)；
步骤4)基站蜂窝网络通信系统传输第一时隙信号：
步骤4.1)在第一时隙，上行用户组中各上行用户通过其对应的上行信道向基站发送信号，其中第i个上行用户通过上行信道fi发送信号si(1)；
步骤4.2)基站接收第一时隙上行用户组信号同时向下行用户组广播发送第一时隙基站信号
步骤4.3)各下行用户接收第一时隙经过信道的基站信号，同时收到经过第一时隙干扰信道的上行信号，并将该两部分信号进行叠加，得到第一时隙下行接收信号，其中第j个下行用户的下行接收信号为
步骤5)设计第t时隙基站蜂窝网络通信系统信号传输方式，t∈[2,T]：
步骤5.1)在第t时隙，上行用户组中各上行用户向基站分别发送自己的信号，其中第i个上行用户通过上行信道fi发送信号si(t)；
步骤5.2)基站接收第t时隙上行用户组各用户的上行信号，其中第t时隙接收到上行信号的yBS(t)表达式为：
步骤5.3)在第t时隙，基站将步骤(2)所构造的基站端预编码矩阵VAF(t)与接收到的第t-1时隙上行信号yBS(t-1)左乘，并与基站第t时隙基站信号相加，得到第t时隙基站信号xBS(t)，并向下行用户组广播发送，其中第t时隙基站信号xBS(t)的表达式为:
步骤5.4)各下行用户接收经过信道的基站信号，同时收到经过干扰信道的上行信号，并将该两部分信号进行叠加，得到第t时隙下行接收信号，其中第j个下行用户的下行接收信号yj(t)的表达式为：
其中，表示第t时隙基站向下行用户发送第t时隙基站信号，gj表示基站到下行用户j的信道，hji表示上行用户i到下行用户j的干扰信道，fi表示第i个上行用户到基站的信道，表示上行用户i在t时隙相位旋转系数，nd,j(t)表示第t时隙下行用户j的加性高斯白噪声。
步骤6)基站蜂窝网络通信系统根据步骤(5)设计的信号传输方式，按照时隙顺序依次完成第二时隙到第T时隙的信号传输，得到第二到第T时隙下行接收信号；
步骤7)各下行用户获取下行合并信号：
下行用户组中的各个下行用户按照纵向排列方法，对第一时隙和第二到第T时隙下行接收信号分别进行合并，得到各自的下行合并信号yj，其中yj的表达式为：
yj＝[yi(1) ... yj(t) ... yj(T)]T
步骤8)各下行用户消除来自上行用户组的干扰：
下行用户组中每一个下行用户将下行合并信号yj与步骤(2)构造的干扰消除向量Uj左乘，得到各下行用户的无干扰信号向量即
步骤9)各下行用户对无干扰信号向量进行解码，得到下行用户期望信号dj：
步骤9.1)各下行用户构造信道解码矩阵Rd，信道解码矩阵Rd的表达式为：
其中，
步骤9.2)将信道解码矩阵Rd与无干扰信号向量左乘，得到下行用户期望信号dj，下行用户j的期望信号向量dj表达式为：
其中为下行用户j的无干扰信号向量，(Rd)-1表示信道解码矩阵Rd的伪逆矩阵。
以下结合仿真实验，对本发明的技术效果作以说明。
1.仿真条件：
本发明的仿真使用Matlab7.10.0仿真软件，系统参数的设置与实施例中所用到的参数一致，本发明仿真中设上行用户组中的上行用户数目为4，下行用户组中的下行用户数目为4，基站天线数目为4，上、下行用户的天线数目分别为1，总时隙数T＝2,信道采用时变的瑞利平坦衰落信道。
2.仿真内容与结果：
对本发明上行用户发送信号信噪比和基站与下行用户组接收信号的总容量进行仿真，其结果如图3所示，其中，横轴表示上行用户发送信号的信噪比，单位为dB，纵轴表示系统总容量，单位为bit/sec/Hz，“——”表示本发明的系统容量。
由图3的仿真结果可见，本发明通过在基站端构造干扰对齐的预编码矩阵，并将上行用户端信号转发到下行用户端的方法，使得下行用户将来自上行用户的干扰信号和来自基站转发的上行干扰信号对齐在一个空间内。从而在有限的时隙内实现全双工基站蜂窝网络的干扰对齐，消除了上行用户组对下行用户组的干扰。

Claims (9)

1.一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)设计全双工基站蜂窝网络通信系统模型：
包括全双工模式基站、由Ku个上行用户构成的半双工模式上行用户组和由Kd个下行用户构成的半双工模式上行用户组，每个用户装配一根天线，基站装配M根天线，且拥有全局瞬时信道状态信息,上行用户i到基站的信道为基站到下行用户j的信道为上行用户i到下行用户j的干扰信道为1≤i≤Ku，1≤j≤Kd，系统在T时隙内完成一次完整传输；
(2)获取上行用户组发射信号：
设定上行用户i在第t时隙的相位旋转系数并将相位旋转系数与拟发送信号si右乘，得到第t时隙的上行用户i的发送信号si(t),其中，t∈[1,T]；
(3)根据时隙干扰对齐原理，构造基站端预编码矩阵VAF(t)和下行用户端干扰消除向量Uj：
(3a)基站根据上行用户组到下行用户组的干扰信道状态信息，构造块矩阵Aj，并按照j从小到大的顺序依次在一个空矩阵的主对角线上排列，得到块矩阵Aadd；
(3b)基站根据上行用户组到基站信道状态信息和基站到下行用户组信道状态信息，构造块矩阵Bj，并按照j从小到大的顺序依次纵向排列，得到块矩阵Badd；
(3c)基站将块矩阵Aadd与Badd横向排列，得到块矩阵Cadd，Cadd＝[Aadd Badd]；
(3d)基站根据上行用户组到下行用户组的干扰信道信息状态，构造列向量ej，并按照j从小到大的顺序依次纵向排列，得到列向量Eadd；
(3e)将列向量Eadd与块矩阵Cadd的伪逆矩阵右乘，得到列向量Fadd，并对Fadd按行划分，得到第t时隙基站端向下行用户组发送数据的预编码矩阵VAF(t)，和与预编码矩阵VAF(t)相匹配的下行用户j的干扰消除向量Uj；
(4)基站蜂窝网络通信系统传输第一时隙信号：
(4a)在第一时隙，上行用户组中各上行用户通过其对应的上行信道向基站发送信号，其中第i个上行用户通过上行信道fi发送信号si(1)；
(4b)基站接收第一时隙上行用户组信号yBS(1)，同时向下行用户组广播发送第一时隙基站信号
(4c)各下行用户接收第一时隙经过信道的基站信号，同时收到经过第一时隙干扰信道的上行信号，并将该两部分信号进行叠加，得到第一时隙下行接收信号，其中第j个下行用户的下行接收信号为yj(1)；
(5)设计第t时隙基站蜂窝网络通信系统信号传输方式，t∈[2,T]：
(5a)在第t时隙，上行用户组中各上行用户向基站发送信号，其中第i个上行用户通过上行信道fi发送信号si(t)；
(5b)基站接收第t时隙上行用户组信号yBS(t)；
(5c)在第t时隙，基站将步骤(2)所构造的基站端预编码矩阵VAF(t)与接收到的第t-1时隙上行信号yBS(t-1)左乘，并与基站下行信号第t时隙基站信号相加，得到第t时隙基站信号xBS(t)，并向下行用户组广播发送；
(5d)各下行用户接收经过信道的基站信号，同时收到经过干扰信道的上行信号，并将该两部分信号进行叠加，得到第t时隙下行接收信号，其中第j个下行用户的下行接收信号为yj(t)；
(6)基站蜂窝网络通信系统根据步骤(5)设计的信号传输方式，按照时隙顺序依次完成第二时隙到第T时隙的信号传输，得到第二到第T时隙下行接收信号；
(7)各下行用户获取下行合并信号：
下行用户组中的各个下行用户按照纵向排列方法，对第一时隙和第二到第T时隙下行接收信号分别进行合并，得到各自的下行合并信号yj；
(8)各下行用户消除来自上行用户组的干扰：
各下行用户将下行合并信号yj与步骤(2)构造的干扰消除向量Uj左乘，得到各下行用户的无干扰信号向量
(9)各下行用户对无干扰信号向量进行解码，得到下行用户期望信号dj：
各下行用户构造信道解码矩阵Rd，并将信道解码矩阵Rd与无干扰信号向量左乘，得到下行用户期望信号dj。
2.根据权利要求1中所述的一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，其特征在于，步骤(2)中所述的相位旋转系数和第t时隙的上行用户i的发送信号si(t)，其表达式分别为：
相位旋转系数的表达式为：
<mrow> <msubsup> <mi>v</mi> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <mi>e</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>&amp;omega;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>i</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mi>t</mi> </msup> </mrow>
其中，ω(i)＝2π/(T+i)；
第t时隙的上行用户i的发送信号si(t)的表达式为：
<mrow> <msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>v</mi> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> </msub> </mrow>
其中，si表示上行用户i的拟发送信号，表示第i个上行用户在t时隙相位旋转系数。
3.根据权利要求1中所述的一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，其特征在于，步骤(3a)中所述的块矩阵Aj和Aadd，步骤(3d)中所述的列向量ej和Eadd，其表达式分别为：
块矩阵Aj和Aadd的表达式分别为：
列向量ej和Eadd的表达式分别为：
其中表示上行用户组到下行用户组的等效信道矩阵，其表达式为：
其中，hji表示第i个上行用户到第j个下行用户干扰信道，表示第i个上行用户在t时隙相位旋转系数，t∈[1,T-n],n＝T-1。
4.根据权利要求1中所述的一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，其特征在于，步骤(3b)中所述的块矩阵Bj和Badd，其表达式分别为：
其中，表示上行用户组到基站的等效信道矩阵，gj表示基站到第j个下行用户信道，的表达式为：
其中，fi表示第i个上行用户到基站的信道，表示第i个上行用户在t时隙相位旋转系数。
5.根据权利要求1中所述的一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，其特征在于，步骤(3e)中所述的对Fadd按行划分，实现步骤为：
(3e1)将Fadd前(T-1)Kd个元素平均划分成Kd个列向量，依次得到第一个下行用户到第Kd个下行用户的干扰消除向量Uj；
(3e2)将Fadd的后[T-1]M2个元素平均划分成T-1个列向量,将每个列向量重新按列排成维度为M×M的矩阵，依次得到第二时隙到第T时隙的基站端向下行用户组发送数据的预编码矩阵VAF(t)。
6.根据权利要求1中所述的一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，其特征在于，步骤(4c)所述的第一时隙第j个下行用户的下行接收信号为yj(1)，其表达式为：
<mrow> <msub> <mi>y</mi> <mi>j</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>g</mi> <mi>j</mi> </msub> <msub> <mover> <mi>x</mi> <mo>~</mo> </mover> <mi>d</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>K</mi> <mi>u</mi> </msub> </munderover> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msubsup> <mi>v</mi> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，表示第一时隙基站向下行用户发送第一时隙基站信号，gj表示基站到下行用户j的信道，hji表示上行用户i到下行用户j的干扰信道，表示上行用户i在t时隙相位旋转系数，nd,j(1)示第一时隙下行用户j的加性高斯白噪声。
7.根据权利要求1中所述的一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，其特征在于，步骤(5b)中所述的第t时隙上行用户组信号yBS(t)，其表达式为：
<mrow> <msub> <mi>y</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mi>S</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>K</mi> <mi>u</mi> </msub> </munderover> <msub> <mi>f</mi> <mi>i</mi> </msub> <msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>u</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，si(t)表示第t时隙的上行用户i的发送信号，fi表示第i个上行用户到基站的信道，nu(t)表示第t时隙基站端的加性高斯白噪声。
8.根据权利要求1中所述的一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，其特征在于，步骤(5d)中所述的第j个下行用户的下行接收信号yj(t)，其表达式为：
<mrow> <msub> <mi>y</mi> <mi>j</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>g</mi> <mi>j</mi> </msub> <msub> <mover> <mi>x</mi> <mo>~</mo> </mover> <mi>d</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>g</mi> <mi>j</mi> </msub> <msup> <mi>V</mi> <mrow> <mi>A</mi> <mi>F</mi> </mrow> </msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>K</mi> <mi>u</mi> </msub> </munderover> <msub> <mi>f</mi> <mi>i</mi> </msub> <msubsup> <mi>v</mi> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>K</mi> <mi>u</mi> </msub> </munderover> <msub> <mi>h</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>i</mi> </mrow> </msub> <msubsup> <mi>v</mi> <mi>u</mi> <mi>i</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>s</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>n</mi> <mrow> <mi>d</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
其中，表示第t时隙基站向下行用户发送第t时隙基站信号，gj表示基站到下行用户j的信道，hji表示上行用户i到下行用户j的干扰信道，fi表示第i个上行用户到基站的信道，表示上行用户i在t时隙相位旋转系数，nd,j(t)示第t时隙下行用户j的加性高斯白噪声。
9.根据权利要求1中所述的一种全双工基站蜂窝网络的时隙干扰对齐方法，其特征在于，步骤(8)中所述的信道解码矩阵Rd与下行用户j的期望信号向量dj，其表达式分别为：
信道解码矩阵Rd的表达式为：
<mrow> <msup> <mi>R</mi> <mi>d</mi> </msup> <mo>=</mo> <mfenced open = "[" close = "]"> <mtable> <mtr> <mtd> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>U</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mi>e</mi> <mi>q</mi> </mrow> </msubsup> <msubsup> <mi>G</mi> <mn>1</mn> <mn>1</mn> </msubsup> </mrow> </mtd> <mtd> <msubsup> <mi>G</mi> <mn>1</mn> <mrow> <mi>T</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> </mtd> </mtr> </mtable> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mo>.</mo> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msubsup> <mi>U</mi> <msub> <mi>K</mi> <mi>d</mi> </msub> <mrow> <mi>e</mi> <mi>q</mi> </mrow> </msubsup> <msubsup> <mi>G</mi> <msub> <mi>K</mi> <mi>d</mi> </msub> <mn>1</mn> </msubsup> </mrow> </mtd> <mtd> <msubsup> <mi>G</mi> <msub> <mi>K</mi> <mi>d</mi> </msub> <mrow> <mi>T</mi> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msubsup> </mtd> </mtr> </mtable> </mtd> </mtr> </mtable> </mfenced> </mrow>
其中，
下行用户j的期望信号向量dj表达式为：
<mrow> <msub> <mi>d</mi> <mi>j</mi> </msub> <mo>=</mo> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <mi>R</mi> <mi>d</mi> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <msubsup> <mi>y</mi> <mi>j</mi> <mi>d</mi> </msubsup> </mrow>
其中为下行用户j的无干扰信号向量，(Rd)-1表示信道解码矩阵Rd的伪逆矩阵。
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