CN108599829B - 一种实用化的干扰对齐与删除方法、终端设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信技术领域，公开了一种实用化的干扰对齐与删除方法，包括：设计两个发送节点的干扰对齐预编码，使其到两个非期望接收节点的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内；利用干扰对齐设计其他发送节点的预编码，令上述两个接收节点解码出自己的期望数据；获得数据的两个接收节点通过回程链路向第三个接收节点传送已解码数据；第三个接收节点实施干扰删除后解码出自己的期望数据和余下未解码接收节点的数据，随后第三个接收节点通过回程链路向余下未解码接收节点传送对应的期望数据。采用本发明提供的方法，能够在较低计算复杂度的条件下获得基于闭式解的最优自由度性能，且有效降低回程开销。

Description

一种实用化的干扰对齐与删除方法、终端设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种实用化的干扰对齐与删除方法、终端设备。

背景技术

随着通信技术的不断发展，干扰对齐与删除能够在基于多天线的干扰网络中实现更高的自由度，从而提升网络的吞吐量性能。在基于无线回程的密集小基站部署网络等回程链路容量受限的移动通信场景下，回程链路中的信息交互过程不允许产生较大的回程开销，因此低计算复杂度和低回程开销的干扰对齐与删除方法具有良好的实用价值。

目前的方案包括：

对于具有多个发送节点与多个接收节点的通信系统，其中每个接收节点对应接收一个或多个发送节点传送的数据，现有的基于闭式解的干扰对齐与删除方法在实施过程中没有涉及降低回程开销的问题，其方法为第一个接收节点解码出期望数据后，将此数据通过回程链路传递给其他所有接收节点，第二个接收节点利用回程链路传递过来的数据解码出自己的期望数据，随后将自己的期望数据通过回程链路传递给其他所有未得到期望数据的接收节点，依次类推，直到最后一个接收节点收到其他所有接收节点通过回程链路传递过来的数据，回程链路的数据传输过程结束，最后一个接收节点解码出自己的期望数据。由于每个已解码接收节点都要向其他所有未解码接收节点传递回程信息，上述回程链路数据传递过程将导致较大的回程开销。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明解决的技术问题是：如何在获得基于闭式解的最优自由度性能的同时有效降低回程开销。

(二)技术方案

一种实用化的干扰对齐与删除方法，所述方法包括以下步骤：

S101：设计两个发送节点的干扰对齐预编码，使其到两个非期望接收节点的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内；

S102：利用干扰对齐设计其它发送节点的干扰对齐预编码，令两个接收节点的干扰信号子空间与期望信号子空间相互正交且维度之和等于接收节点的天线数目，进而在此两个接收节点解码出相应的期望数据；

S103：所述两个获得期望数据的接收节点同时通过回程链路向第三个接收节点传送已解码数据；

S104：所述第三个接收节点实施干扰删除后解码出自己的期望数据，如果有三个以上的接收节点，第三个接收节点实施干扰删除后解码出自己的期望数据和余下未解码接收节点的期望数据，随后第三个接收节点通过回程链路向余下未解码接收节点传送对应的期望数据。

包括至少两个发送节点与至少两个接收节点，其中每个接收节点对应接收一个及一个以上的发送节点传送的数据，各节点均配备M根天线；R_k表示第k个接收节点，其中k∈{1,....,K}，T_k,i表示向R_k发送数据的第i个发送节点，N_k表示R_k对应的接收节点数目，d_k表示R_k收到的期望数据数目，这里d_k＝N_k，即每个接收节点服务的发送节点数目等于此接收节点的期望自由度；所有发送节点利用干扰对齐预编码同时发送数据，其中每个发送节点均传送一个数据。为了满足干扰对齐与删除具有闭式解的可行性条件，并且获得2M个自由度的最大自由度性能，系统的参数配置应满足如下四个条件:

d₁+d₂+d₃+d₄+...+d_K＝2M，

1≤d₁≤M-1，

1≤d₂≤M-1，

2≤d₃+d₄+...+d_K≤M。

当K＝3且d₃＝2时，所述发送节点发送数据时所使用的干扰对齐预编码的设计方法包括：

设计T_3,1和T_3,2的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_3,2到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

其中，

表示发送节点Tk,i到接收节点R_j的信道矩阵，vk,i表示发送节点T_k,i的干扰对齐预编码，span(X)代表由矩阵X的列向量张成的信号空间，通过计算得到v_3,1和v_3,2为：

其中，eig(X)为取矩阵X的一个特征向量构成的向量；

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码为：

设计接收节点R₁服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的干扰对齐预编码后，每个发送节点利用其干扰对齐预编码向接收节点发送数据。

当K＝3且d₃＞2时，所述发送节点发送数据时所使用的干扰对齐预编码的设计方法还包括：

设计T_3,1和T_3,2的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_3,2到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

通过计算得到v_3,1和v_3,2为：

设计接收节点R₃服务的除T_3,1和T_3,2之外的其他N₃-2个发送节点的干扰对齐预编码，令其中任意M-d₂-1个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合，设T_3,a为上述M-d₂-1个发送节点中的任意一个，则T_3,a的干扰对齐预编码设计应满足如下条件：

解得v_3,a为：

此外，设计接收节点R₃服务的余下的N₃-2-(M-d₂-1)＝d₂+d₃-M-1个发送节点的干扰对齐预编码，令他们到接收节点R₂的干扰与

重合，设T_3,b为这d₂+d₃-M-1个发送节点中的任意一个，则T_3,b的干扰对齐预编码设计应满足如下条件：

解得v_3,b为：

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂的服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码为：

设计接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的干扰对齐预编码后，每个发送节点利用其干扰对齐预编码向接收节点发送数据。

当K＝4且d₃+d₄＝2时，所述发送节点发送数据时所使用的干扰对齐预编码的设计方法还包括：

设计T_3,1和T_4,1的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_4,1到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

通过计算得到v_3,1和v_4,1为：

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂的服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码为：

设计接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的干扰对齐预编码后，每个发送节点利用其干扰对齐预编码向接收节点发送数据。

当K≥4且d₃+d₄≥2时，所述发送节点发送数据时所使用的干扰对齐预编码的设计方法还包括：

设计T_3,1和T_4,1的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_4,1到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

通过计算得到v_3,1和v_4,1为：

设计R₃到R_K共K-2个接收节点服务的除T_3,1和T_4,1之外的其他N₃+N₄+...N_K-2个发送节点的干扰对齐预编码，令其中任意M-d₂-1个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合，设T_l,a为上述M-d₂-1个发送节点中的任意一个，l∈{3,....,K}，则T_l,a的干扰对齐预编码设计应满足如下条件：

解得v_l,a为：

此外，设计R₃到R_K共K-2个接收节点服务的余下的N₃+N₄+...N_K-2-(M-d₂-1)＝d₂+d₃+d₄+...+d_K-M-1个发送节点的干扰对齐预编码，令他们到接收节点R₂的干扰与

重合，设T_l,b为这d₂+d₃+d₄+...+d_K-M-1个发送节点中的任意一个，则Tl,b的干扰对齐预编码设计应满足如下条件：

解得v_l,b为：

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂的服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码为：

设计接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的干扰对齐预编码后，每个发送节点利用其干扰对齐预编码向接收节点发送数据。

接收节点R₁的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₂的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，当K＝3时各接收节点获得期望数据的方法包括：

接收节点R₁利用接收矩阵直接解码出d₁个期望数据，接收节点R₂利用接收矩阵直接解码出d₂个期望数据，由于接收节点R₃中有M-d₃维度的信号子空间可以用于解码M-d₃个期望数据之外的干扰数据，因此接收节点R₁和R₂仅需通过回程链路共向接收节点R₃传递任意d₁+d₂-(M-d₃)＝M个已解码数据，接收节点R₃实施干扰删除操作后利用接收矩阵解码出M个数据，其中包括d₃个R₃的期望数据。上述过程中的接收矩阵由迫零算法得到。

接收节点R₁的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₂的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，当K＞3时各接收节点获得期望数据的方法还包括：

接收节点R₁利用迫零算法设计接收矩阵从而直接解码出d₁个期望数据，接收节点R₂利用迫零算法设计接收矩阵从而直接解码出d₂个期望数据，接收节点R₁和R₂通过回程链路共向接收节点R₃传递任意M个已解码数据，接收节点R₃实施干扰删除操作后利用迫零算法设计接收矩阵解码出M个数据，其中包括d₃个R₃的期望数据、d₄个R₄的期望数据、…、d_K个R_K的期望数据，随后R₃通过回程链路分别向接收节点R₄到R_K传递其对应的期望数据。

一种终端设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～8任一项所述的实用化的干扰对齐与删除方法。

本发明提供的一种实用化的干扰对齐与删除方法，手机等发送节点的预编码和基站等接收节点的解码矩阵均为闭式解，能够以较低的计算复杂获得理论上的最优自由度性能，并且有效降低基站间回程链路的回程开销，在基于无线回程的密集小基站部署网络等回程链路容量受限的场景下具有较好的实用价值。

附图说明

图1是本发明提出的一种实用化的干扰对齐与删除方法的流程图；

图2是本发明实施方式一提供的预编码设计以及回程信息传递示意图；

图3是本发明实施方式一提供的预编码设计以及回程信息传递示意图；

图4是本发明实施方式一提供的预编码设计以及回程信息传递示意图；

图5是本发明实施方式一提供的预编码设计以及回程信息传递示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提出了一种实用化的干扰对齐与删除方法，应用于通信链路中，包括发送端和接收端，发送端包括至少两个发送节点，接收端包括至少两个接收节点。上述的发送节点可以为手机、平板电脑、物联网终端设备等，上述的接收节点可以为基站、路由器、远端射频模块等。

如图1所示，方法包括以下步骤：

S101.设计两个发送节点的干扰对齐预编码，使其到两个非期望接收节点的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内；该相同的信号子空间属于干扰信号子空间的子集或全集。

S102.利用干扰对齐设计其他发送节点的预编码，令两个接收节点的干扰信号子空间与期望信号子空间相互正交且维度之和等于接收节点的天线数目，进而在此两个接收节点解码出相应的期望数据；

S103.所述两个获得期望数据的接收节点同时通过回程链路向第三个接收节点传送已解码数据；

S104.所述第三个接收节点实施干扰删除后解码出自己的期望数据，如果有三个以上的接收节点，第三个接收节点实施干扰删除后解码出自己的期望数据和余下未解码接收节点的期望数据，随后第三个接收节点通过回程链路向余下未解码接收节点传送对应的期望数据。

本发明的方法所应用的通信系统包括多个发送节点与多个接收节点，其中每个接收节点对应接收一个或多个发送节点传送的数据，各节点均配备M根天线；R_k表示第k个接收节点，其中k∈{1,....,K}，T_k,i表示向R_k发送数据的第i个发送节点，N_k表示R_k对应的接收节点数目，d_k表示R_k收到的期望数据数目，这里d_k＝N_k，即每个接收节点服务的发送节点数目等于此接收节点的期望自由度；所有发送节点利用干扰对齐预编码同时发送数据，其中每个发送节点均传送一个数据。为了满足干扰对齐与删除具有闭式解的可行性条件，并且获得2M个自由度的最大自由度性能，系统的参数配置应满足如下四个条件:

d₁+d₂+d₃+d₄+...+d_K＝2M，

1≤d₁≤M-1，

1≤d₂≤M-1，

2≤d₃+d₄+...+d_K≤M。

上述条件下，本发明提供的实用化的干扰对齐和删除方法，发送节点的预编码和接收节点的解码矩阵均为闭式解，具有较低的计算复杂度，能够获得基于闭式解的最优自由度性能，且有效降低回程开销。

如图2所示，为本发明提供的一种K＝3且d₃＝2条件下既可获得基于闭式解的最优自由度性能又能够有效降低回程开销的干扰对齐与删除方法的一种实施方式。该实施方式具体包括：

步骤201：发送节点发送数据时所使用干扰对齐预编码的设计；

设计T_3,1和T_3,2的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_3,2到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

其中，

表示发送节点T_k,i到接收节点R_j的信道矩阵，v_k,i表示发送节点T_k,i的预编码，span(X)代表由矩阵X的列向量张成的信号空间，通过计算得到v_3,1和v_3,2为：

其中，eig(X)为取矩阵X的一个特征向量构成的向量；

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码为：

设计接收节点R₁服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的预编码后，每个发送节点利用其预编码向接收节点发送数据。

步骤202：解码和回程信息传递的设计；

由于接收节点R₁的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₁利用迫零算法设计接收矩阵从而直接解码出d₁个期望数据；此外接收节点R₂的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₂利用迫零算法设计接收矩阵从而直接解码出d₂个期望数据。

考虑到接收节点R₃中有M-d₃维度的信号子空间可以用于解码M-d₃个期望数据之外的干扰数据，因此接收节点R₁和R₂仅需通过回程链路共向接收节点R₃传递任意d₁+d₂-(M-d₃)＝M个已解码数据，接收节点R₃实施干扰删除操作后利用迫零算法设计接收矩阵解码出M个数据，其中包括d₃个R₃的期望数据。

本发明上述实施方式中获得2M个自由度的最大自由度性能时在回程链路中仅需传递M个已解码数据，其回程开销低于现有的干扰对齐与删除方法；且提供了具有闭式解的干扰对齐与删除方法，因而具有较低的计算复杂度。

如图3所示，在上述第一种实施方式的基础上，本发明还提供了一种在K＝3且d₃＞2条件下既可获得基于闭式解的最优自由度性能又能够有效降低回程开销的干扰对齐与删除方法的第二种实施方式，该实施方式的预编码设计以及回程信息传递示意图如图3所示，具体包括：

步骤301：发送节点发送数据时所使用预编码的设计；

设计T_3,1和T_3,2的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_3,2到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

通过计算得到v_3,1和v_3,2为：

设计接收节点R₃服务的除T_3,1和T_3,2之外的其他N₃-2个发送节点的预编码，令其中任意M-d₂-1个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合，设T_3,a为上述M-d₂-1个发送节点中的任意一个，则T_3,a的预编码设计应满足如下条件：

解得v_3,a为：

此外，设计接收节点R₃服务的余下的N₃-2-(M-d₂-1)＝d₂+d₃-M-1个发送节点的预编码，令他们到接收节点R₂的干扰与

重合，设T_3,b为这d₂+d₃-M-1个发送节点中的任意一个，则T_3,b的预编码设计应满足如下条件：

解得v_3,b为：

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂服务的N₂个发送节点的预编码为：

设计接收节点R₁服务的N₁个发送节点的预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁服务的N₁个发送节点的预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的预编码后，每个发送节点利用其预编码向接收节点发送数据。

步骤302：解码和回程信息传递的设计；

由于接收节点R₁的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₁利用迫零算法设计接收矩阵从而直接解码出d₁个期望数据；此外接收节点R₂的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₂利用迫零算法设计接收矩阵从而直接解码出d₂个期望数据。

考虑到接收节点R₃中有M-d₃维度的信号子空间可以用于解码M-d₃个期望数据之外的干扰数据，因此接收节点R₁和R₂仅需通过回程链路共向接收节点R₃传递任意d₁+d₂-(M-d₃)＝M个已解码数据，接收节点R₃实施干扰删除操作后利用迫零算法设计接收矩阵解码出M个数据，其中包括d₃个R₃的期望数据。

本发明上述实施方式获得2M个自由度的最大自由度性能时在回程链路中仅需传递M个已解码数据，其回程开销低于现有的干扰对齐与删除方法；本发明实施且提供了具有闭式解的干扰对齐与删除方法，因而具有较低的计算复杂度。

如图4所示，在第一种实施方式的基础上，本发明还提供了一种在K＝4且d₃+d₄＝2条件下既可获得基于闭式解的最优自由度性能又能够有效降低回程开销的干扰对齐与删除方法的第二种实施方式，该实施方式的预编码设计以及回程信息传递示意图如图4所示，具体包括：

步骤401：发送节点发送数据时所使用预编码的设计；

设计T_3,1和T_4,1的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_4,1到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

通过计算得到v_3,1和v_4,1为：

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂的服务的N₂个发送节点的预编码为：

设计接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的预编码后，每个发送节点利用其预编码向接收节点发送数据。

步骤402：解码和回程信息传递的设计；

由于接收节点R₁的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₁利用迫零算法设计接收矩阵从而直接解码出d₁个期望数据；此外接收节点R₂的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₂利用迫零算法设计接收矩阵从而直接解码出d₂个期望数据。

接收节点R₁和R₂通过回程链路共向接收节点R₃传递任意M个已解码数据，接收节点R₃实施干扰删除操作后利用迫零算法设计接收矩阵解码出M个数据，其中包括d₃个R₃的期望数据、d₄个R₄的期望数据，随后R₃通过回程链路向接收节点R₄传递d₄个R₄对应的期望数据。

本实施方式获得2M个自由度的最大自由度性能时在回程链路中仅需传递M+d₄个已解码数据，其回程开销低于现有的干扰对齐与删除方法；且提供了具有闭式解的干扰对齐与删除方法，因而具有较低的计算复杂度。

在上述的第一种实施方式的基础上，本发明还提供了一种在K≥4且d₃+d₄≥2条件下既可获得基于闭式解的最优自由度性能又能够有效降低回程开销的干扰对齐与删除方法的第四种实施方式，该第四种实施方式如图5所示，具体包括：

步骤501：发送节点发送数据时所使用预编码的设计；

设计T_3,1和T_4,1的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_4,1到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

通过计算得到v_3,1和v_4,1为：

设计R₃到R_K共K-2个接收节点服务的除T_3,1和T_4,1之外的其他N₃+N₄+...N_K-2个发送节点的预编码，令其中任意M-d₂-1个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合，设T_l,a为上述M-d₂-1个发送节点中的任意一个，l∈{3,....,K}，则T_l,a的预编码设计应满足如下条件：

解得v_l,a为：

此外，设计R₃到R_K共K-2个接收节点服务的余下的N₃+N₄+...N_K-2-(M-d₂-1)＝d₂+d₃+d₄+...+d_K-M-1个发送节点的预编码，令他们到接收节点R₂的干扰与

重合，设T_l,b为这d₂+d₃+d₄+...+d_K-M-1个发送节点中的任意一个，则T_l,b的预编码设计应满足如下条件：

解得v_l,b为：

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂服务的N₂个发送节点的预编码为：

设计接收节点R₁服务的N₁个发送节点的预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁服务的N₁个发送节点的预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的预编码后，每个发送节点利用其预编码向接收节点发送数据。

步骤502：解码和回程信息传递的设计；

由于接收节点R₁的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₁利用迫零算法设计接收矩阵从而直接解码出d₁个期望数据；此外接收节点R₂的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₂利用迫零算法设计接收矩阵从而直接解码出d₂个期望数据。

接收节点R₁和R₂通过回程链路共向接收节点R₃传递任意M个已解码数据，接收节点R₃实施干扰删除操作后利用迫零算法设计接收矩阵解码出M个数据，其中包括d₃个R₃的期望数据、d₄个R₄的期望数据、…、d_K个R_K的期望数据，随后R₃通过回程链路分别向接收节点R₄到R_K传递其对应的期望数据。

本发明该实施方式获得2M个自由度的最大自由度性能时在回程链路中仅需传递M+d₄+d₅+...+d_K个已解码数据，其回程开销低于现有的干扰对齐与删除方法；且具有闭式解的干扰对齐与删除方法，因而具有较低的计算复杂度。

本发明还提供一种终端设备，该终端设备可以为一个终端设备，也可以为多个相互之间进行配合的终端设备，例如本发明的发送端和接收端，均可以为一个终端设备，也可以为多个终端设备，每个终端设备均包括存储器、处理器和存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行存储的计算机程序时实现上述本发明的干扰对齐与删除方法。

上述的终端设备可以为手机、计算机、笔记本、掌上电脑、云端服务器等计算设备，而终端设备的组成包括但不限于存储器、处理器。处理器为现有的通用处理器。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种实用化的干扰对齐与删除方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S101：设计两个发送节点的干扰对齐预编码，使其到两个非期望接收节点的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内；

S102：利用干扰对齐设计其它发送节点的干扰对齐预编码，令两个接收节点的干扰信号子空间与期望信号子空间相互正交且维度之和等于接收节点的天线数目，进而在此两个接收节点解码出相应的期望数据；

S103：所述两个获得期望数据的接收节点同时通过回程链路向第三个接收节点传送已解码数据；

S104：所述第三个接收节点实施干扰删除后解码出自己的期望数据，如果有三个以上的接收节点，第三个接收节点实施干扰删除后解码出自己的期望数据和余下未解码接收节点的期望数据，随后第三个接收节点通过回程链路向余下未解码接收节点传送对应的期望数据；

包括至少两个发送节点与至少两个接收节点，其中每个接收节点对应接收一个及一个以上的发送节点传送的数据，各节点均配备M根天线；R_k表示第k个接收节点，其中k∈{1,....,K}，T_k,i表示向R_k发送数据的第i个发送节点，N_k表示R_k对应的接收节点数目，d_k表示R_k收到的期望数据数目，这里d_k＝N_k，即每个接收节点服务的发送节点数目等于此接收节点的期望自由度；所有发送节点利用干扰对齐预编码同时发送数据，其中每个发送节点均传送一个数据， 为了满足干扰对齐与删除具有闭式解的可行性条件，并且获得2M个自由度的最大自由度性能，系统的参数配置应满足如下四个条件:

d₁+d₂+d₃+d₄+...+d_K＝2M，

1≤d₁≤M-1，

1≤d₂≤M-1，

2≤d₃+d₄+...+d_K≤M。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当K＝3且d₃＝2时，所述发送节点发送数据时所使用的干扰对齐预编码的设计方法包括：

设计T_3,1和T_3,2的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_3,2到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

其中，

表示发送节点T_k,i到接收节点R_j的信道矩阵，v_k,i表示发送节点T_k,i的干扰对齐预编码，span(X)代表由矩阵X的列向量张成的信号空间，通过计算得到v_3,1和v_3,2为：

其中，eig(X)为取矩阵X的一个特征向量构成的向量；

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码为：

设计接收节点R₁服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的干扰对齐预编码后，每个发送节点利用其干扰对齐预编码向接收节点发送数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当K＝3且d₃＞2时，所述发送节点发送数据时所使用的干扰对齐预编码的设计方法还包括：

设计T_3,1和T_3,2的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_3,2到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

通过计算得到v_3,1和v_3,2为：

设计接收节点R₃服务的除T_3,1和T_3,2之外的其他N₃-2个发送节点的干扰对齐预编码，令其中任意M-d₂-1个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合，设T_3,a为上述M-d₂-1个发送节点中的任意一个，则T_3,a的干扰对齐预编码设计应满足如下条件：

解得v_3,a为：

此外，设计接收节点R₃服务的余下的N₃-2-(M-d₂-1)＝d₂+d₃-M-1个发送节点的干扰对齐预编码，令他们到接收节点R₂的干扰与

重合，设T_3,b为这d₂+d₃-M-1个发送节点中的任意一个，则T_3,b的干扰对齐预编码设计应满足如下条件：

解得v_3,b为：

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂的服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码为：

设计接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的干扰对齐预编码后，每个发送节点利用其干扰对齐预编码向接收节点发送数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当K＝4且d₃+d₄＝2时，所述发送节点发送数据时所使用的干扰对齐预编码的设计方法还包括：

设计T_3,1和T_4,1的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_4,1到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

通过计算得到v_3,1和v_4,1为：

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂的服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码为：

设计接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的干扰对齐预编码后，每个发送节点利用其干扰对齐预编码向接收节点发送数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当K≥4且d₃+d₄≥2时，所述发送节点发送数据时所使用的干扰对齐预编码的设计方法还包括：

设计T_3,1和T_4,1的干扰对齐预编码，使T_3,1和T_4,1到接收节点R₁和R₂的干扰分别合并到这两个接收节点相同的信号子空间内：

通过计算得到v_3,1和v_4,1为：

设计R₃到R_K共K-2个接收节点服务的除T_3,1和T_4,1之外的其他N₃+N₄+...N_K-2个发送节点的干扰对齐预编码，令其中任意M-d₂-1 个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合，设T_l,a为上述M-d₂-1个发送节点中的任意一个，l∈{3,....,K}，则T_l,a的干扰对齐预编码设计应满足如下条件：

解得v_l,a为：

此外，设计R₃到R_K共K-2个接收节点服务的余下的N₃+N₄+...N_K-2-(M-d₂-1)＝d₂+d₃+d₄+...+d_K-M-1个发送节点的干扰对齐预编码，令他们到接收节点R₂的干扰与

重合，设T_l,b为这d₂+d₃+d₄+...+d_K-M-1个发送节点中的任意一个，则T_l,b的干扰对齐预编码设计应满足如下条件：

解得v_l,b为：

设计接收节点R₂服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₂个发送节点到接收节点R₁的干扰与

重合：

通过计算得到接收节点R₂的服务的N₂个发送节点的干扰对齐预编码为：

设计接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码，令此N₁个发送节点到接收节点R₂的干扰与

张成相同的信号空间：

通过计算得到接收节点R₁的服务的N₁个发送节点的干扰对齐预编码为：

利用上述设计方法得到所有发送节点的干扰对齐预编码后，每个发送节点利用其干扰对齐预编码向接收节点发送数据。

6.根据权利要求2～5任一项所述的方法，其特征在于，接收节点R₁的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₂的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，当K＝3时各接收节点获得期望数据的方法包括：

接收节点R₁直接解码出d₁个期望数据，接收节点R₂直接解码出d₂个期望数据，由于接收节点R₃中有M-d₃维度的信号子空间可以用于解码M-d₃个期望数据之外的干扰数据，因此接收节点R₁和R₂仅需通过回程链路共向接收节点R₃传递任意d₁+d₂-(M-d₃)＝M个已解码数据，接收节点R₃实施干扰删除操作后解码出M个数据，其中包括d₃个R₃的期望数据。

7.根据权利要求2～5任一项所述的方法，其特征在于，接收节点R₁的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，接收节点R₂的接收信号的干扰空间与期望信号空间相互正交且维度之和为M，当K＞3时各接收节点获得期望数据的方法还包括：

接收节点R₁直接解码出d₁个期望数据，接收节点R₂直接解码出d₂个期望数据，接收节点R₁和R₂通过回程链路共向接收节点R₃传递任意M个已解码数据，接收节点R₃实施干扰删除操作后解码出M个数据，其中包括d₃个R₃的期望数据、d₄个R₄的期望数据、…、d_K个R_K的期望数据，随后R₃通过回程链路分别向接收节点R₄到R_K传递其对应的期望数据。

8.一种终端设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1～7任一项所述的实用化的干扰对齐与删除方法。

Images