CN110943798A - 基于缓存的siso x网络延迟csit干扰对齐方法 - Google Patents

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CN110943798A CN202010003872.9A CN202010003872A CN110943798A CN 110943798 A CN110943798 A CN 110943798A CN 202010003872 A CN202010003872 A CN 202010003872A CN 110943798 A CN110943798 A CN 110943798A
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Abstract

本发明提出了一种基于缓存的SISO X网络延迟CSIT干扰对齐方法，旨在提升SISO X网络系统的自由度，实现步骤为：设置两个基站多个用户的SISO X网络的系统参数，根据系统参数决定基站和用户的缓存内容，从而基站利用缓存的内容构建二阶信号，之后基站设计发送策略，发送策略分为多个阶段，根据信号的数量灵活选择不同的发送方式，每个阶段为不同个数的用户发送高阶信号，并且对用户进行分组，分别为每一组用户发送高阶信号，并且利用延迟的CSIT，在基站上生成更高阶的信号在下一个阶段发送。在最后一个阶段，基站发送最高阶信号，使得用户消除重叠的干扰空间，实现延迟CSIT的干扰对齐。

Description

基于缓存的SISO X网络延迟CSIT干扰对齐方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，涉及一种延迟CSIT干扰对齐方法，具体涉及一种基于缓存的SISO X网络延迟CSIT干扰对齐方法，可用于消除包含两个基站以及多个用户SISO X网络中的干扰。
背景技术
随着多媒体业务的发展，无线网络的传输速率要求越来越高。由于干扰是制约传输速率的主要因素，因此干扰管理在无线网络中是一个重要挑战。
针对干扰问题，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，提出了一种干扰对齐的干扰管理方法。干扰对齐的主要思想是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。干扰对齐将干扰信号压缩到干扰空间中，干扰信号空间越小，期望信号空间越大，自由度越大，传输速率越高。
然而干扰对齐技术要求发射机知晓完美的信道状态信息，这在现实生活中是很难实现的。因为发射端的信道状态信息是通过接收端进行信道估计之后再反馈给发射端，然而在信道估计是会存在误差，在反馈时存在着时延。
针对完美信道状态信息难以获得的问题，Mohammad Ali Maddah-Ali和David Tse在2012年在IEEE Transactions on Information Theory上发表了名为Completely StaleTransmitter Channel State Information is Still Very Useful的论文，在MISO BC网络中实现了一种延迟信道状态信息CSIT的干扰对齐方法，该方法通过设计发送端的发送信号，使得接收端不同时隙的干扰信号空间相互重叠，压缩了干扰空间，接收端能够消除重叠的干扰，得到无干扰的期望信号，实现延迟CSIT的干扰对齐。
在无线网络中，SISO X网络是一种常见的单输入单输出网络。在该网络中，每个基站都能够给任意一个用户发送期望信号，基站发送给每个用户的期望信号相互混合，每个用户得到混合的信号，混合信号中除了用户自身期望的信号，其余信号都属于干扰。
为此，Mohammad Javad Abdoli和Akbar Ghasemi在2013年在IEEE Tran sactionson Information Theory上发表了名为On the Degrees of Freedom of K-Us er SISOInterference and X Channels With Delayed CSIT的论文，在SISO X网络中实现了延迟CSIT的干扰对齐，该方法针对固定的信号数量使用延迟的CSIT设计从一阶信号开始的高阶信号，使得在接收端不同时隙的接收信号的干扰信号空间重叠，压缩了干扰信号的空间，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延迟CSIT下更高的自由度。另外，缓存也可以压缩干扰信号的空间，提升通信无线网络的自由度，Jingjing Zhang和Petr os Elia在2017年在IEEE Transactions on Information Theory上发表了名为Fu ndamental Limits of Cache-Aided Wireless BC:Interplay ofCoded-Caching and CSI T Feedback的论文，提出了在多输入单输出的广播信道MISO BC中，延迟CSI T干扰对齐与缓存共同压缩干扰信号空间，能够增加MISO BC系统的自由度。该方法分为两个阶段，缓存阶段和传输阶段，在缓存阶段，基站和用户根据系统参数缓存相应内容，之后在传输阶段，根据缓存阶段缓存的内容，设计延迟CSI T的干扰对齐。
根据以上叙述，虽然目前有针对SISO X网络的延迟CSIT干扰对齐方法，但是该方法在构建高阶信号时没有考虑缓存压缩干扰信号空间的作用，由于在SISO X网络中，每个基站和用户都只配置有一根天线，信号传输的空间很小，干扰信号空间难以压缩，因此，缓存对于压缩干扰空间的效果能够很大的提升SISO X网络的自由度。同时，由于现有方案在传输过程中只考虑了固定的信号数量，因此仅适用于单一的场景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提出一种基于缓存的SISO X网络延迟CSIT干扰对齐方法，旨在提升SISO X网络的自由度。
本发明的技术思路是：设置SISO X网络的系统参数，根据系统参数决定基站和用户的缓存内容，从而基站利用缓存的内容构建二阶信号，之后基站设计发送策略，发送策略分为多个阶段，根据信号的数量灵活选择不同的发送方式，每个阶段为不同个数的用户发送高阶信号，并且对用户进行分组，分别为每一组用户发送高阶信号，然后利用延迟的CSIT，在基站上生成更高阶的信号在下一个阶段发送。在最后一个阶段，基站发送最高阶信号，使得用户接收信号的干扰信号空间和之前的接收信号空间重叠，用户可以消除重叠的干扰得到无干扰的接收信号，其实现方案包括如下步骤：
(1)构建单输入单输出SISO X网络系统：
构建包括数据库、基站Txi和用户SK的单输入单输出SISO X网络系统，i表示基站的序号，i＝{1,2}，SK＝{Rx1,Rx2,…,Rxj,…,RxK}，Rxj表示第j个用户，K表示用户的总数，K≥3，其中：
所述数据库，用于存储文件W＝{W1,W2,…,Wn,…,WN}，Wn表示包含F个数据包的第n个文件，每个数据包包含B个符号，F≥2K,B≥1，且
Figure BDA0002354495900000031
为整数，N表示文件的总数，N≥K；
所述基站Txi，用于对Wn中包含的
Figure BDA0002354495900000032
个数据包进行缓存，向SK发送请求文件，获取延迟一个时隙的信道状态信息CSIT；
所述用户Rxj，用于接收Txi发送的文件，对Wn包含的
Figure BDA0002354495900000033
个数据包进行缓存，获取瞬时的全局信道状态信息；
(2)基站Txi和用户SK缓存子文件：
将Wn划分为两个各包含K个子文件的子文件集合
Figure BDA0002354495900000034
和子文件集合
Figure BDA0002354495900000035
Figure BDA0002354495900000036
Figure BDA0002354495900000037
并通过基站Tx1对
Figure BDA0002354495900000038
进行缓存，通过用户Rxj对子文件
Figure BDA0002354495900000039
进行缓存，同时通过基站Tx2对
Figure BDA00023544959000000310
进行缓存，通过用户Rxj对子文件
Figure BDA00023544959000000311
进行缓存；
(3)用户SK向基站Txi发送请求：
假设K个用户的需求各不相同，用户Rxj根据自身的需求，请求基站Txi向自己发送需求文件
Figure BDA00023544959000000312
(4)基站Txi构建二阶信号：
(4a)基站Txi对SK中每两个用户进行组合，得到包含
Figure BDA0002354495900000041
个用户对的集合S2，
Figure BDA0002354495900000042
其中
Figure BDA0002354495900000043
表示包含Rxc与比Rxc编号大的每个用户组成的用户对的集合，
Figure BDA0002354495900000044
表示由用户Rxc和用户Rxl组合的用户对；
(4b)基站Txi通过{Rxc,Rxl}中需要发送给Rxc的子文件
Figure BDA0002354495900000045
和需要发送给Rxl的子文件
Figure BDA0002354495900000046
构建包含
Figure BDA0002354495900000047
个用户Rxc和用户Rxl需要的二阶信号集合
Figure BDA0002354495900000048
Figure BDA0002354495900000049
其中，
Figure BDA00023544959000000410
表示基站Txi通过子文件
Figure BDA00023544959000000411
中的第k个符号
Figure BDA00023544959000000412
和子文件
Figure BDA00023544959000000413
中的第k个符号构建的第k个用户Rxc和用户Rxl需要的二阶信号，
Figure BDA00023544959000000414
表示基站Txi随机生成的系数；
(5)基站Txi对二阶信号集合
Figure BDA00023544959000000415
进行划分：
基站Txi将二阶信号集合
Figure BDA00023544959000000416
划分为三个子集合
Figure BDA00023544959000000417
该三个子集合所包含的二阶信号的数量分别为p1(2K-3)、q1(K-1)和z1个，其中，
Figure BDA00023544959000000418
r1是p1的余数，z1是q1的余数，q1∈{0,1}；
(6)基站Txi判断p1＝0是否成立，若是，执行步骤(13)，否则，取计数变量u1＝1，并执行步骤(7)；
(7)基站Txi构建二阶信号向量并发送：
(7a)基站Tx1按照由小到大的顺序，从
Figure BDA0002354495900000051
中选取(K-1)个未发送的二阶信号构建二阶信号向量w[1|c,l]，并对w[1|c,l]进行预编码，得到编码二阶信号向量x[1|c,l]，x[1|c,l]＝V[1|c,l]w[1|c,l]，同时Tx2按照由小到大的顺序，从
Figure BDA0002354495900000052
中选取(K-2)个未发送的二阶信号构建二阶信号向量w[2|c,l]，并对w[2|c,l]进行预编码，得到编码二阶信号向量x[2|c,l]，x[2|c,l]＝V[2 |c,l]w[2|c,l]，其中，V[1|c,l]表示基站Tx1随机生成预编码矩阵，V[2|c,l]表示基站Tx2随机生成的预编码矩阵；
(7b)基站Tx1将编码二阶信号向量x[1|c,l]发送至用户对{Rxc,Rxl}，基站Tx2将编码二阶信号向量x[2|c,l]发送至用户对{Rxc,Rxl}；
(8)用户Rxj接收二阶信号向量：
用户Rxj接收x[1|c,l]经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure BDA0002354495900000053
与x[2|c,l]经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure BDA0002354495900000054
x[2|c,l]叠加而成的信号向量
Figure BDA0002354495900000055
Figure BDA0002354495900000056
其中，j∈{1,2,…,K}，
Figure BDA0002354495900000057
表示基站Tx1给用户对{Rxc,Rxl}发送信号向量时基站Tx1到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure BDA0002354495900000058
表示基站Tx2给用户对{Rxc,Rxl}发送信号向量时基站Tx2到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure BDA0002354495900000059
(9)用户Rxj′生成额外信号w[1|c,l；j′]：
用户SK中除用户对{Rxc,Rxl}以外的其他用户Rxj′通过所接收的信号向量
Figure BDA0002354495900000061
以及
Figure BDA0002354495900000062
的左零向量
Figure BDA0002354495900000063
生成额外信号w[1|c,l；j′]：
Figure BDA0002354495900000064
其中，j′∈SK/{Rxc,Rxl}；
(10)基站Tx1通过Txi发送
Figure BDA0002354495900000065
中的二阶信号构建三阶信号：
(10a)基站Tx1对SK中每三个用户进行组合，得到包含
Figure BDA0002354495900000066
个三个用户组合的集合S3，
Figure BDA0002354495900000067
其中
Figure BDA0002354495900000068
表示包含Rxc与比Rxc编号大的用户中的每个两个用户的用户对的组成的三个用户组合的集合，
Figure BDA0002354495900000069
表示由用户Rxj，Rxc和编号比Rxc大的每个用户组成的三个用户组合的集合；
Figure BDA00023544959000000610
，{Rxj,Rxc,Rxl}表示用户Rxj，Rxc和Rxl组合的三个用户组合；
(10b)基站Tx1通过延迟的信道状态信息重构{Rxj,Rxc,Rxl}中用户Rxj、Rxc、Rxl在基站Txi给用户对{Rxc,Rxl}、{Rxj,Rxl}、{Rxj,Rxc}发送二阶信号时生成的额外信号w[1 |c,l；j]、w[1|j,l；c]、w[1|j,c；l]，并通过该三个额外信号构建{Rxj,Rxc,Rxl}需要的三阶信号
Figure BDA00023544959000000611
Figure BDA00023544959000000612
其中，k＝{2u1-1,2u1},αk,βk和γk是基站Tx1选取的随机系数；
(11)基站Tx2通过Txi发送
Figure BDA00023544959000000613
中的二阶信号构建三阶信号：
将基站Tx1从
Figure BDA00023544959000000614
中所选取的未发送的二阶信号的数量(K-1)调整为(K-2)，同时将基站Tx2从
Figure BDA00023544959000000615
中所选取的未发送的二阶信号的数量(K-2)调整为(K-1)，并执行步骤(7)-步骤(10)，得到基站Tx2所构建的{Rxj,Rxc,Rxl}需要的三阶信号
Figure BDA00023544959000000616
Figure BDA00023544959000000617
其中，k＝{2u1-1,2u1},αk,βk和γk是基站Tx2选取的随机系数；
(12)基站Txi令u1＝u1+1，并判断u1＞p1是否成立，若是，执行步骤(13)，否则，执行步骤(7)；
(13)基站Txi判断q1＝0是否成立：
基站Txi判断q1＝0是否成立，若是，执行步骤(14)，否则，基站Tx2使用一个时隙给用户对{Rxc,Rxl}发送
Figure BDA0002354495900000071
中第(K-1)个二阶信号；然后基站Tx1通过
Figure BDA0002354495900000072
中的(K-1)个二阶信号重新构建w[1|c,l]，同时Tx2从
Figure BDA0002354495900000073
中按照由小到大的顺序选取(K-2)个二阶信号重新构建w[2|c,l]，并按照步骤(7)-(10)的方法得到基站Tx1所构建的{Rxj,Rxc,Rxl}需要的两个三阶信号
Figure BDA0002354495900000074
Figure BDA0002354495900000075
并执行步骤(14)；
(14)基站Txi判断z1＝0是否成立：
基站Txi判断z1＝0是否成立，若是，执行步骤(15)，否则，通过时分多址TDMA给用户对{Rxc,Rxl}发送
Figure BDA0002354495900000076
中的z1个二阶信号，并执行步骤(15)；
(15)基站Txi判断p1＝0且q1＝0是否成立，若是，执行步骤(28)，否则，令m＝3，并执行步骤(16)；
(16)基站Txi判断m＝K是否成立：
基站Txi判断m＝K是否成立，若是，使用TDMA给SK发送K阶信号，并执行步骤(28)；否则，执行步骤(17)；
(17)基站Txi对m阶信号进行划分：
(17a)基站Txi对SK中每m个用户进行组合，得到包含
Figure BDA0002354495900000077
个m用户组合的集合Sm，
Figure BDA0002354495900000078
其中，3≤m≤K-1，
Figure BDA0002354495900000079
表示第a个m用户组合；
(17b)基站Tx1将(pm-2+qm-2)(m-1)个m阶信号划分为四个子集合
Figure BDA0002354495900000081
且
Figure BDA0002354495900000082
所包含的m阶信号数量分别为pm-1[2(K-m)+1]、qm-1(K-m+1)、zm-1和qm-2(m-1)个；基站Tx2将pm-2(m-1)个m阶信号划分为三个子集合
Figure BDA0002354495900000083
且
Figure BDA0002354495900000084
所包含的m阶信号数量分别为pm-1[2(K-m)+1]、qm-1(K-m+1)和zm-1个，其中，
Figure BDA0002354495900000085
rm-1是pm-1的余数，zm-1是qm-1的余数，qm-1∈{0,1}，pm-2和qm-2不同时为零；
(18)基站Txi判断pm-1＝0是否成立，若是，执行步骤(25)，否则，取计数变量um-1＝1，并执行步骤(19)；
(19)基站Txi构建m阶信号向量并发送：
(19a)基站Tx1按照由小到大的顺序，从
Figure BDA0002354495900000086
中选取(K-m+1)个未发送的m阶信号构建m阶信号向量
Figure BDA0002354495900000087
并对
Figure BDA0002354495900000088
进行预编码，得到编码m阶信号向量
Figure BDA0002354495900000089
同时Tx2按照由小到大的顺序，从
Figure BDA00023544959000000810
中选取(K-m)个未发送的m阶信号构建m阶信号向量
Figure BDA00023544959000000811
并对
Figure BDA00023544959000000812
进行预编码，得到编码m阶信号向量
Figure BDA00023544959000000813
其中，
Figure BDA00023544959000000814
表示基站Tx1随机生成预编码矩阵，
Figure BDA00023544959000000815
表示基站Tx2随机生成的预编码矩阵；
(19b)基站Tx1将编码m阶信号向量
Figure BDA00023544959000000816
发送至
Figure BDA00023544959000000817
基站Tx2将编码m阶信号向量
Figure BDA00023544959000000818
发送至
Figure BDA00023544959000000819
(20)用户Rxj接收m阶信号向量：
用户Rxj接收
Figure BDA00023544959000000820
经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure BDA00023544959000000821
Figure BDA00023544959000000822
经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure BDA00023544959000000823
叠加而成的信号向量
Figure BDA00023544959000000824
Figure BDA0002354495900000091
其中，j∈{1,2,…,K}，
Figure BDA0002354495900000092
表示基站Tx1给
Figure BDA0002354495900000093
发送信号向量时基站Tx1到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure BDA0002354495900000094
表示基站Tx2给
Figure BDA0002354495900000095
发送信号向量时基站Tx2到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure BDA0002354495900000096
(21)用户Rxj′生成额外信号
Figure BDA0002354495900000097
用户SK中除
Figure BDA0002354495900000098
以外的其他用户Rxj′通过所接收的信号向量
Figure BDA0002354495900000099
以及
Figure BDA00023544959000000910
的左零向量
Figure BDA00023544959000000911
生成额外信号
Figure BDA00023544959000000912
Figure BDA00023544959000000913
其中，
Figure BDA00023544959000000914
(22)基站Tx1通过Txi发送
Figure BDA00023544959000000915
中的m阶信号构建(m+1)阶信号：
(22a)基站Tx1对SK中每(m+1)个用户进行组合，得到包含
Figure BDA00023544959000000916
个(m+1)个用户组合的集合Sm+1，
Figure BDA00023544959000000917
其中
Figure BDA00023544959000000918
表表示第a个(m+1)用户的组合；
(22b)基站Tx1通过延迟的信道状态信息重构
Figure BDA00023544959000000919
中Rxj′上生成的额外信号
Figure BDA00023544959000000920
基站Tx1通过生成m个(m+1)个额外信号的线性组合构建m个(m+1)阶信号
Figure BDA00023544959000000921
(23)基站Tx2通过Txi发送
Figure BDA00023544959000000922
中的m阶信号构建(m+1)阶信号：：
将基站Tx1从
Figure BDA00023544959000000923
中所选取的未发送的m阶信号的数量(K-m+1)调整为(K-m)，同时将基站Tx2从
Figure BDA00023544959000000924
中所选取的未发送的m阶信号的数量(K-m)调整为(K-m+1)，并执行步骤(19)-步骤(22)，得到m个(m+1)阶信号
Figure BDA0002354495900000101
(24)基站Txi令um-1＝um-1+1，并判断um-1＞pm-1是否成立，若是，执行步骤(25)，否则，执行步骤(19)；
(25)基站Txi判断qm-1＝0是否成立：
基站Txi判断qm-1＝0是否成立，若是，执行步骤(26)，否则，基站Tx2先使用一个时隙发送
Figure BDA0002354495900000102
中第(K-m+1)个m阶信号至
Figure BDA0002354495900000103
然后基站Tx1通过
Figure BDA0002354495900000104
中(K-m+1)个m阶信号重新构建
Figure BDA0002354495900000105
同时基站Tx2在
Figure BDA0002354495900000106
中按照由小到大的顺序选取(K-m)个m阶信号重新构建
Figure BDA0002354495900000107
并按照步骤(19)-(22)的方法得到基站Tx1所构建的m个(m+1)阶信号
Figure BDA0002354495900000108
Figure BDA0002354495900000109
并执行步骤(26)；
(26)基站Txi判断zm-1＝0是否成立：
基站Txi判断zm-1＝0是否成立，若是，执行步骤(27)，否则，使用TDMA给
Figure BDA00023544959000001010
发送
Figure BDA00023544959000001011
中的zm-1个m阶信号，并执行步骤(27)；
(27)基站Tx1判断qm-2＝0是否成立：
基站Tx1判断qm-2＝0是否成立，若是，执行步骤(28)，否则，使用TDMA发送
Figure BDA00023544959000001012
中的qm-2(m-1)个m阶信号至
Figure BDA00023544959000001013
并执行步骤(28)；
(28)基站Txi判断p1＝0且q1＝0，或pm-1＝0且qm-1＝0，或m＝K是否成立：
基站Txi判断p1＝0且q1＝0，或pm-1＝0且qm-1＝0，或m＝K是否成立，若是，实现延迟CSIT的干扰对齐，否则，令m＝m+1，并执行步骤(16)。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1.本发明中基站通过每两个用户缓存的信号直接构建二阶信号，将两个用户缓存信号的空间重叠，由于两个用户缓存的信号对各自的用户都是干扰，从而使得干扰信号叠加到同一空间中，压缩了干扰信号空间，提升了系统的自由度，从而提高了系统的传输速率，仿真结果表明，本发明所获取的SISO X网络的自由度为2.58，与现有技术相比，提升了79％。
2.本发明在传输过程中考虑了任意的信号数量，使得基站在信号数量不同的情况下，灵活切换发送信号的策略，克服了现有的技术中基站只能发送固定的信号数量，仅能够在简单场景下实现延迟CSIT干扰对齐的问题，使得本发明应用场景更广，更符合现代通信的需求。
附图说明
图1是本发明的实现流程图。
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，本发明包括如下步骤：
步骤1)构建单输入单输出SISO X网络系统：
构建包括数据库、基站Txi和用户SK的单输入单输出SISO X网络系统，i表示基站的序号，i＝{1,2}，SK＝{Rx1,Rx2,Rx3}，Rxj表示第j个用户，j∈{1,2,3}，K表示用户的总数，K＝3，其中：
所述数据库，用于存储文件W＝{W1,W2,W3}，Wn,n∈{1,2,3}表示包含F个数据包的第n个文件，每个数据包包含B个符号，F＝6,B＝3；
所述基站Txi，用于对Wn中包含的3个数据包进行缓存，向SK发送请求文件，获取延迟一个时隙的信道状态信息CSIT；
所述用户Rxj，用于接收Txi发送的文件，对Wn包含的2个数据包进行缓存，获取瞬时的全局信道状态信息；
步骤2)基站Txi和用户SK缓存子文件：
将Wn划分为两个各包含K个子文件的子文件集合
Figure BDA0002354495900000111
和子文件集合
Figure BDA0002354495900000112
Figure BDA0002354495900000113
并通过基站Tx1对
Figure BDA0002354495900000114
进行缓存，通过用户Rxj对子文件
Figure BDA0002354495900000115
进行缓存，同时通过基站Tx2对
Figure BDA0002354495900000116
进行缓存，通过用户Rxj对子文件
Figure BDA0002354495900000117
进行缓存；
步骤3)用户SK向基站Txi发送请求：
假设K＝3个用户的需求各不相同，用户Rx1请求基站Txi向自己发送需求文件W1，用户Rx2请求基站Txi向自己发送需求文件W2，用户Rx3请求基站Txi向自己发送需求文件W3，；
步骤4)基站Txi构建二阶信号：
步骤4a)基站Txi对SK中每两个用户进行组合，得到包含3个用户对的集合S2，S2＝{{Rx1,Rx2},{Rx1,Rx3},{Rx2,Rx3}}，{Rxc,Rxl}表示由用户Rxc和用户Rxl组合的用户对；
步骤4b)基站Txi通过{Rx1,Rx2}中需要发送给Rx1的子文件
Figure BDA0002354495900000121
和需要发送给Rx2的子文件
Figure BDA0002354495900000122
构建包含
Figure BDA0002354495900000123
个用户Rx1和用户Rx2需要的二阶信号集合
Figure BDA0002354495900000124
Figure BDA0002354495900000125
其中，
Figure BDA0002354495900000126
表示基站Txi通过子文件
Figure BDA0002354495900000127
中的第k个符号
Figure BDA0002354495900000128
和子文件
Figure BDA0002354495900000129
中的第k个符号
Figure BDA00023544959000001210
构建的第k个{Rx1,Rx2}需要的二阶信号，
Figure BDA00023544959000001211
表示基站Txi随机生成的系数，k∈{1,2,3}；在之后传输过程中，
Figure BDA00023544959000001212
对于Rx1是干扰信号，
Figure BDA00023544959000001213
对于Rx2是干扰信号，二阶信号
Figure BDA00023544959000001214
将两个干扰信号压缩到同一空间中；如果{Rx1,Rx2}能够得到
Figure BDA00023544959000001215
Rx1因为已经缓存
Figure BDA00023544959000001216
便能消除
Figure BDA00023544959000001217
得到
Figure BDA00023544959000001218
Rx2因为已经缓存
Figure BDA00023544959000001219
便能消除
Figure BDA00023544959000001220
得到
Figure BDA00023544959000001221
同样，基站Txi构建包含三个{Rx1,Rx3}需要的二阶信号集合
Figure BDA00023544959000001222
构建包含三个{Rx2,Rx3}需要的二阶信号集合
Figure BDA0002354495900000131
步骤5)基站Txi对二阶信号集合
Figure BDA0002354495900000132
进行划分：
基站Txi将二阶信号集合
Figure BDA0002354495900000133
划分为三个子集合
Figure BDA0002354495900000134
该三个子集合所包含的二阶信号的数量分别为p1(2K-3)＝3、q1(K-1)＝0和z1＝0个，其中，
Figure BDA0002354495900000135
r1＝0是p1的余数，z1＝0是q1的余数，q1∈{0,1}；
步骤6)基站Txi判断p1＝0是否成立，若是，执行步骤13)，否则，取计数变量u1＝1，并执行步骤7)；
步骤7)基站Txi构建二阶信号向量并发送：
步骤7a)基站Tx1按照由小到大的顺序，从
Figure BDA0002354495900000136
中选取(K-1)＝2个未发送的二阶信号构建二阶信号向量
Figure BDA0002354495900000137
并对w[1|1,2]进行预编码，得到编码二阶信号向量
Figure BDA0002354495900000138
x[1|1,2]＝V[1|1,2]w[1|1,2]，同时Tx2按照由小到大的顺序，从
Figure BDA0002354495900000139
中选取(K-2)＝1个未发送的二阶信号
Figure BDA00023544959000001310
并对w1 [2|1,2]进行预编码，得到编码二阶信号向量
Figure BDA00023544959000001311
x[2|1,2]＝V[2|1,2]w1 [2|1,2]，其中，
Figure BDA00023544959000001312
表示基站Tx1随机生成预编码矩阵，
Figure BDA00023544959000001313
表示基站Tx2随机生成的预编码向量；
步骤7b)基站Tx1将编码二阶信号向量x[1|1,2]发送至用户对{Rx1,Rx2}，基站Tx2将编码二阶信号向量x[2|1,2]发送至用户对{Rx1,Rx2}；
步骤8)用户Rxj接收二阶信号向量：
用户Rxj接收x[1|1,2]经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure BDA00023544959000001314
x[1|1,2]与x[2|1,2]经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure BDA00023544959000001315
叠加而成的信号向量
Figure BDA00023544959000001316
Figure BDA0002354495900000141
其中，j∈{1,2,3}，
Figure BDA0002354495900000142
表示基站Tx1给用户对{Rx1,Rx2}发送信号向量时基站Tx1到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure BDA0002354495900000143
表示基站Tx2给用户对{Rx1,Rx2}发送信号向量时基站Tx2到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure BDA0002354495900000144
步骤9)用户Rx3、Rx2、Rx1生成额外信号w[1|1,2；3]、w[1|1,3；2]、w[1|2,3；1]：
用户SK中除用户对{Rx1,Rx2}以外的其他用户Rx3通过所接收的信号向量
Figure BDA0002354495900000145
以及
Figure BDA0002354495900000146
的左零向量
Figure BDA0002354495900000147
生成额外信号w[1|1,2；3]：
Figure BDA0002354495900000148
同样，Txi按照步骤7)的方法给用户对{Rx1,Rx3}发送二阶信号，从而Rx2生成额外信号w[1|1,3；2]，Txi按照步骤7)的方法给用户对{Rx2,Rx3}发送二阶信号，从而Rx1生成额外信号w[1|2,3；1]；
步骤10)基站Tx1通过Txi发送
Figure BDA0002354495900000149
中的二阶信号构建三阶信号：
步骤10a)基站Tx1对SK中三个用户进行组合，得到一个组合{Rx1,Rx2,Rx3}；
步骤10b)基站Tx1通过延迟的信道状态信息重构{Rx1,Rx2,Rx3}中用户Rx1、Rx2、Rx3在基站Txi给用户对{Rx2,Rx3}、{Rx1,Rx3}、{Rx1,Rx2}发送二阶信号时生成的额外信号w[1 |2,3；1]、w[1|1,3；2]、w[1|1,2；3]，并通过该三个额外信号构建{Rx1,Rx2,Rx3}需要的三阶信号
Figure BDA00023544959000001410
Figure BDA00023544959000001411
其中，k＝{1,2},αk,βk和γk是基站Tx1选取的随机系数；
步骤11)基站Tx2通过Txi发送
Figure BDA00023544959000001412
中的二阶信号构建三阶信号：
步骤11a)基站Tx1按照由小到大的顺序，从
Figure BDA0002354495900000151
中选取(K-1)＝1个未发送的二阶信号w3 [1|1,2]，并对w3 [1|1,2]进行预编码，得到编码二阶信号向量
Figure BDA0002354495900000152
x[1|1,2]＝V[1|1,2]w[1|1,2]，同时Tx2按照由小到大的顺序，从
Figure BDA0002354495900000153
中选取(K-2)＝2个未发送的二阶信号w[2|1,2]＝[w2 [2|1,2],w3 [2|1,2]]H，并对w[2|1,2]进行预编码，得到编码二阶信号向量
Figure BDA0002354495900000154
x[2|1,2]＝V[2|1,2]w[2|1,2]，其中，
Figure BDA0002354495900000155
表示基站Tx1随机生成预编码向量，
Figure BDA0002354495900000156
表示基站Tx2随机生成的预编码矩阵；
步骤11b)基站Tx1将编码二阶信号向量x[1|1,2]发送至用户对{Rx1,Rx2}，基站Tx2将编码二阶信号向量x[2|1,2]发送至用户对{Rx1,Rx2}；
步骤11c)用户Rxj接收二阶信号向量：
用户Rxj接收x[1|1,2]经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure BDA0002354495900000157
x[1|1,2]与x[2|1,2]经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure BDA0002354495900000158
x[2|1,2]叠加而成的信号向量
Figure BDA0002354495900000159
Figure BDA00023544959000001510
其中，j∈{1,2,3}，
Figure BDA00023544959000001511
表示基站Tx1给用户对{Rx1,Rx2}发送信号向量时基站Tx1到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure BDA00023544959000001512
表示基站Tx2给用户对{Rx1,Rx2}发送信号向量时基站Tx2到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure BDA00023544959000001513
步骤11d)用户Rx3、Rx2、Rx1生成额外信号w[2|1,2；3]、w[2|1,3；2]、w[2|2,3；1]：
用户SK中除用户对{Rx1,Rx2}以外的其他用户Rx3通过所接收的信号向量
Figure BDA00023544959000001514
以及
Figure BDA00023544959000001515
的左零向量
Figure BDA00023544959000001516
生成额外信号w[2|1,2；3]：
Figure BDA0002354495900000161
同样，Txi按照步骤11a)的方法给用户对{Rx1,Rx3}发送二阶信号，从而Rx2生成额外信号w[2|1,3；2]，Txi按照步骤11b)的方法给用户对{Rx2,Rx3}发送二阶信号，从而Rx1生成额外信号w[2|2,3；1]；
步骤11e)基站Tx2对SK中三个用户进行组合，得到一个组合{Rx1,Rx2,Rx3}；
步骤11f)基站Tx2通过延迟的信道状态信息重构{Rx1,Rx2,Rx3}中用户Rx1、Rx2、Rx3在基站Txi给用户对{Rx2,Rx3}、{Rx1,Rx3}、{Rx1,Rx2}发送二阶信号时生成的额外信号w[2 |2,3；1]、w[2|1,3；2]、w[2|1,2；3]，并通过该三个额外信号构建{Rx1,Rx2,Rx3}需要的三阶信号
Figure BDA0002354495900000162
Figure BDA0002354495900000163
其中，k＝{1,2},αk,βk和γk是基站Tx2选取的随机系数；
步骤12)基站Txi令u1＝u1+1，并判断u1＞p1是否成立，若是，执行步骤13)，否则，执行步骤7)；
步骤13)基站Txi判断q1＝0是否成立：
基站Txi判断q1＝0是否成立，若是，执行步骤14)，否则，基站Tx2使用一个时隙给用户对{Rxc,Rxl}发送
Figure BDA0002354495900000164
中第(K-1)个二阶信号；然后基站Tx1通过
Figure BDA0002354495900000165
中的(K-1)个二阶信号重新构建w[1|c,l]，同时Tx2从
Figure BDA0002354495900000166
中按照由小到大的顺序选取(K-2)个二阶信号重新构建w[2|c,l]，并按照步骤7)-10)的方法得到基站Tx1所构建的{Rxj,Rxc,Rxl}需要的两个三阶信号
Figure BDA0002354495900000167
并执行步骤14)；
步骤14)基站Txi判断z1＝0是否成立：
基站Txi判断z1＝0是否成立，若是，执行步骤15)，否则，通过时分多址TDMA给用户对{Rxc,Rxl}发送
Figure BDA0002354495900000168
中的z1个二阶信号，并执行步骤15)；
步骤15)基站Txi判断p1＝0且q1＝0是否成立，若是，执行步骤28)，否则，令m＝3，并执行步骤16)；
步骤16)基站Txi判断m＝K是否成立：
基站Txi判断m＝K是否成立，若是，使用TDMA给SK＝{Rx1,Rx2,Rx3}发送K＝3阶信号，并执行步骤28)，否则，执行步骤17)；
步骤17)基站Txi对m阶信号进行划分：
步骤17a)基站Txi对SK中每m个用户进行组合，得到包含
Figure BDA0002354495900000171
个m用户组合的集合Sm，
Figure BDA0002354495900000172
其中，3≤m≤K-1，
Figure BDA0002354495900000173
表示第a个m用户组合；
步骤17b)基站Tx1将(pm-2+qm-2)(m-1)个m阶信号划分为四个子集合
Figure BDA0002354495900000174
且
Figure BDA0002354495900000175
所包含的m阶信号数量分别为pm-1[2(K-m)+1]、qm-1(K-m+1)、zm-1和qm-2(m-1)个；基站Tx2将pm-2(m-1)个m阶信号划分为三个子集合
Figure BDA0002354495900000176
且
Figure BDA0002354495900000177
所包含的m阶信号数量分别为pm-1[2(K-m)+1]、qm-1(K-m+1)和zm-1个，其中，
Figure BDA0002354495900000178
rm-1是pm-1的余数，zm-1是qm-1的余数，qm-1∈{0,1}，pm-2和qm-2不同时为零；
步骤18)基站Txi判断pm-1＝0是否成立，若是，执行步骤25)，否则，取计数变量um-1＝1，并执行步骤19)；
步骤19)基站Txi构建m阶信号向量并发送：
步骤19a)基站Tx1按照由小到大的顺序，从
Figure BDA0002354495900000179
中选取(K-m+1)个未发送的m阶信号构建m阶信号向量
Figure BDA00023544959000001710
并对
Figure BDA00023544959000001711
进行预编码，得到编码m阶信号向量
Figure BDA00023544959000001712
同时Tx2按照由小到大的顺序，从
Figure BDA00023544959000001713
中选取(K-m)个未发送的m阶信号构建m阶信号向量
Figure BDA00023544959000001714
并对
Figure BDA00023544959000001715
进行预编码，得到编码m阶信号向量
Figure BDA0002354495900000181
其中，
Figure BDA0002354495900000182
表示基站Tx1随机生成预编码矩阵，
Figure BDA0002354495900000183
表示基站Tx2随机生成的预编码矩阵；
步骤19b)基站Tx1将编码m阶信号向量
Figure BDA0002354495900000184
发送至
Figure BDA0002354495900000185
基站Tx2将编码m阶信号向量
Figure BDA0002354495900000186
发送至
Figure BDA0002354495900000187
步骤20)用户Rxj接收m阶信号向量：
用户Rxj接收
Figure BDA0002354495900000188
经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure BDA0002354495900000189
Figure BDA00023544959000001810
经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure BDA00023544959000001811
叠加而成的信号向量
Figure BDA00023544959000001812
Figure BDA00023544959000001813
其中，j∈{1,2,…,K}，
Figure BDA00023544959000001814
表示基站Tx1给
Figure BDA00023544959000001815
发送信号向量时基站Tx1到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure BDA00023544959000001816
表示基站Tx2给
Figure BDA00023544959000001817
发送信号向量时基站Tx2到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure BDA00023544959000001818
步骤21)用户Rxj′生成额外信号
Figure BDA00023544959000001819
用户SK中除
Figure BDA00023544959000001820
以外的其他用户Rxj′通过所接收的信号向量
Figure BDA00023544959000001821
以及
Figure BDA00023544959000001822
的左零向量
Figure BDA00023544959000001823
生成额外信号
Figure BDA00023544959000001824
Figure BDA00023544959000001825
其中，
Figure BDA00023544959000001826
步骤22)基站Tx1通过Txi发送
Figure BDA00023544959000001827
中的m阶信号构建(m+1)阶信号：
步骤22a)基站Tx1对SK中每(m+1)个用户进行组合，得到包含
Figure BDA00023544959000001828
个(m+1)个用户组合的集合Sm+1，
Figure BDA0002354495900000191
其中
Figure BDA0002354495900000192
表表示第a个(m+1)用户的组合；
步骤22b)基站Tx1通过延迟的信道状态信息重构
Figure BDA0002354495900000193
中Rxj′上生成的额外信号
Figure BDA0002354495900000194
基站Tx1通过生成m个(m+1)个额外信号的线性组合构建m个(m+1)阶信号
Figure BDA0002354495900000195
步骤23)基站Tx2通过Txi发送
Figure BDA0002354495900000196
中的m阶信号构建(m+1)阶信号：：
将基站Tx1从
Figure BDA0002354495900000197
中所选取的未发送的m阶信号的数量(K-m+1)调整为(K-m)，同时将基站Tx2从
Figure BDA0002354495900000198
中所选取的未发送的m阶信号的数量(K-m)调整为(K-m+1)，并执行步骤19)-步骤22)，得到m个(m+1)阶信号
Figure BDA0002354495900000199
步骤24)基站Txi令um-1＝um-1+1，并判断um-1＞pm-1是否成立，若是，执行步骤25)，否则，执行步骤19)；
步骤25)基站Txi判断qm-1＝0是否成立：
基站Txi判断qm-1＝0是否成立，若是，执行步骤26)，否则，基站Tx2先使用一个时隙发送
Figure BDA00023544959000001910
中第(K-m+1)个m阶信号至
Figure BDA00023544959000001911
然后基站Tx1通过
Figure BDA00023544959000001912
中(K-m+1)个m阶信号重新构建
Figure BDA00023544959000001913
同时基站Tx2在
Figure BDA00023544959000001914
中按照由小到大的顺序选取(K-m)个m阶信号重新构建w[2 |Sma]，并按照步骤19)-22)的方法得到基站Tx1所构建的m个(m+1)阶信号
Figure BDA00023544959000001915
Figure BDA00023544959000001916
并执行步骤26)；
步骤26)基站Txi判断zm-1＝0是否成立：
基站Txi判断zm-1＝0是否成立，若是，执行步骤27)，否则，使用TDMA给
Figure BDA00023544959000001917
发送
Figure BDA00023544959000001918
中的zm-1个m阶信号，并执行步骤27)；
步骤27)基站Tx1判断qm-2＝0是否成立：
基站Tx1判断qm-2＝0是否成立，若是，执行步骤28)，否则，使用TDMA发送
Figure BDA0002354495900000201
中的qm-2(m-1)个m阶信号至
Figure BDA0002354495900000202
并执行步骤28)；
步骤28)基站Txi判断p1＝0且q1＝0，或pm-1＝0且qm-1＝0，或m＝K是否成立：
基站Txi判断p1＝0且q1＝0，或pm-1＝0且qm-1＝0，或m＝K是否成立，若是，实现延迟CSIT的干扰对齐，否则，令m＝m+1，并执行步骤16)。

Claims (1)

1.一种基于缓存的SISO X网络延迟CSIT干扰对齐方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)构建单输入单输出SISO X网络系统：
构建包括数据库、基站Txi和用户SK的单输入单输出SISO X网络系统，i表示基站的序号，i＝{1,2}，SK＝{Rx1,Rx2,…,Rxj,…,RxK}，Rxj表示第j个用户，K表示用户的总数，K≥3，其中：
所述数据库，用于存储文件W＝{W1,W2,…,Wn,…,WN}，Wn表示包含F个数据包的第n个文件，每个数据包包含B个符号，F≥2K,B≥1，且
Figure FDA0002354495890000011
为整数，N表示文件的总数，N≥K；
所述基站Txi，用于对Wn中包含的
Figure FDA0002354495890000012
个数据包进行缓存，向SK发送请求文件，获取延迟一个时隙的信道状态信息CSIT；
所述用户Rxj，用于接收Txi发送的文件，对Wn包含的
Figure FDA0002354495890000013
个数据包进行缓存，获取瞬时的全局信道状态信息；
(2)基站Txi和用户SK缓存子文件：
将Wn划分为两个各包含K个子文件的子文件集合
Figure FDA0002354495890000014
和子文件集合
Figure FDA0002354495890000015
Figure FDA0002354495890000016
Figure FDA0002354495890000017
并通过基站Tx1对
Figure FDA0002354495890000018
进行缓存，通过用户Rxj对子文件
Figure FDA0002354495890000019
进行缓存，同时通过基站Tx2对
Figure FDA00023544958900000110
进行缓存，通过用户Rxj对子文件
Figure FDA00023544958900000111
进行缓存；
(3)用户SK向基站Txi发送请求：
假设K个用户的需求各不相同，用户Rxj根据自身的需求，请求基站Txi向自己发送需求文件
Figure FDA0002354495890000021
dj∈{1,2,…,N}；
(4)基站Txi构建二阶信号：
(4a)基站Txi对SK中每两个用户进行组合，得到包含
Figure FDA0002354495890000022
个用户对的集合S2，
Figure FDA0002354495890000023
其中
Figure FDA0002354495890000024
表示包含Rxc与比Rxc编号大的每个用户组成的用户对的集合，
Figure FDA0002354495890000025
{Rxc,Rxl}表示由用户Rxc和用户Rxl组合的用户对；
(4b)基站Txi通过{Rxc,Rxl}中需要发送给Rxc的子文件
Figure FDA0002354495890000026
和需要发送给Rxl的子文件
Figure FDA0002354495890000027
构建包含
Figure FDA0002354495890000028
个用户Rxc和用户Rxl需要的二阶信号集合
Figure FDA0002354495890000029
Figure FDA00023544958900000210
Figure FDA00023544958900000211
Figure FDA00023544958900000212
其中，
Figure FDA00023544958900000213
表示基站Txi通过子文件
Figure FDA00023544958900000214
中的第k个符号
Figure FDA00023544958900000215
和子文件
Figure FDA00023544958900000216
中的第k个符号构建的第k个用户Rxc和用户Rxl需要的二阶信号，
Figure FDA00023544958900000217
和
Figure FDA00023544958900000218
表示基站Txi随机生成的系数；
(5)基站Txi对二阶信号集合
Figure FDA00023544958900000219
进行划分：
基站Txi将二阶信号集合
Figure FDA0002354495890000031
划分为三个子集合
Figure FDA0002354495890000032
和
Figure FDA0002354495890000033
该三个子集合所包含的二阶信号的数量分别为p1(2K-3)、q1(K-1)和z1个，其中，
Figure FDA0002354495890000034
r1是p1的余数，z1是q1的余数，q1∈{0,1}；
(6)基站Txi判断p1＝0是否成立，若是，执行步骤(13)，否则，取计数变量u1＝1，并执行步骤(7)；
(7)基站Txi构建二阶信号向量并发送：
(7a)基站Tx1按照由小到大的顺序，从
Figure FDA0002354495890000035
中选取(K-1)个未发送的二阶信号构建二阶信号向量w[1|c,l]，并对w[1|c,l]进行预编码，得到编码二阶信号向量x[1|c,l]，x[1|c,l]＝V[1|c,l]w[1|c,l]，同时Tx2按照由小到大的顺序，从
Figure FDA0002354495890000036
中选取(K-2)个未发送的二阶信号构建二阶信号向量w[2|c,l]，并对w[2|c,l]进行预编码，得到编码二阶信号向量x[2|c,l]，x[2|c,l]＝V[2|c,l]w[2|c,l]，其中，V[1|c,l]表示基站Tx1随机生成预编码矩阵，V[2|c,l]表示基站Tx2随机生成的预编码矩阵；
(7b)基站Tx1将编码二阶信号向量x[1|c,l]发送至用户对{Rxc,Rxl}，基站Tx2将编码二阶信号向量x[2|c,l]发送至用户对{Rxc,Rxl}；
(8)用户Rxj接收二阶信号向量：
用户Rxj接收x[1|c,l]经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure FDA0002354495890000037
与x[2|c,l]经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure FDA0002354495890000038
叠加而成的信号向量
Figure FDA0002354495890000039
Figure FDA00023544958900000310
其中，j∈{1,2,…,K}，
Figure FDA00023544958900000311
表示基站Tx1给用户对{Rxc,Rxl}发送信号向量时基站Tx1到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure FDA00023544958900000312
表示基站Tx2给用户对{Rxc,Rxl}发送信号向量时基站Tx2到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure FDA0002354495890000041
(9)用户Rxj′生成额外信号w[1|c,l；j′]：
用户SK中除用户对{Rxc,Rxl}以外的其他用户Rxj′通过所接收的信号向量
Figure FDA0002354495890000042
以及
Figure FDA0002354495890000043
的左零向量
Figure FDA0002354495890000044
生成额外信号w[1|c,l；j′]：
Figure FDA0002354495890000045
其中，j′∈SK/{Rxc,Rxl}；
(10)基站Tx1通过Txi发送
Figure FDA0002354495890000046
中的二阶信号构建三阶信号：
(10a)基站Tx1对SK中每三个用户进行组合，得到包含
Figure FDA0002354495890000047
个三个用户组合的集合S3，
Figure FDA0002354495890000048
其中
Figure FDA0002354495890000049
表示包含Rxc与比Rxc编号大的用户中的每个两个用户的用户对的组成的三个用户组合的集合，
Figure FDA00023544958900000410
Figure FDA00023544958900000411
表示由用户Rxj，Rxc和编号比Rxc大的每个用户组成的三个用户组合的集合；
Figure FDA00023544958900000412
，
{Rxj,Rxc,Rxl}表示用户Rxj，Rxc和Rxl组合的三个用户组合；
(10b)基站Tx1通过延迟的信道状态信息重构{Rxj,Rxc,Rxl}中用户Rxj、Rxc、Rxl在基站Txi给用户对{Rxc,Rxl}、{Rxj,Rxl}、{Rxj,Rxc}发送二阶信号时生成的额外信号w[1|c,l；j]、w[1 |j,l；c]、w[1|j,c；l]，并通过该三个额外信号构建{Rxj,Rxc,Rxl}需要的三阶信号
Figure FDA00023544958900000413
Figure FDA00023544958900000414
其中，k＝{2u1-1,2u1},αk,βk和γk是基站Tx1选取的随机系数；
(11)基站Tx2通过Txi发送
Figure FDA0002354495890000051
中的二阶信号构建三阶信号：
将基站Tx1从
Figure FDA0002354495890000052
中所选取的未发送的二阶信号的数量(K-1)调整为(K-2)，同时将基站Tx2从
Figure FDA0002354495890000053
中所选取的未发送的二阶信号的数量(K-2)调整为(K-1)，并执行步骤(7)-步骤(10)，得到基站Tx2所构建的{Rxj,Rxc,Rxl}需要的三阶信号
Figure FDA0002354495890000054
Figure FDA0002354495890000055
其中，k＝{2u1-1,2u1},αk,βk和γk是基站Tx2选取的随机系数；
(12)基站Txi令u1＝u1+1，并判断u1＞p1是否成立，若是，执行步骤(13)，否则，执行步骤(7)；
(13)基站Txi判断q1＝0是否成立：
基站Txi判断q1＝0是否成立，若是，执行步骤(14)，否则，基站Tx2使用一个时隙给用户对{Rxc,Rxl}发送
Figure FDA0002354495890000056
中第(K-1)个二阶信号；然后基站Tx1通过
Figure FDA0002354495890000057
中的(K-1)个二阶信号重新构建w[1|c,l]，同时Tx2从
Figure FDA0002354495890000058
中按照由小到大的顺序选取(K-2)个二阶信号重新构建w[2|c,l]，并按照步骤(7)-(10)的方法得到基站Tx1所构建的{Rxj,Rxc,Rxl}需要的两个三阶信号
Figure FDA0002354495890000059
和
Figure FDA00023544958900000510
并执行步骤(14)；
(14)基站Txi判断z1＝0是否成立：
基站Txi判断z1＝0是否成立，若是，执行步骤(15)，否则，通过时分多址TDMA给用户对{Rxc,Rxl}发送
Figure FDA00023544958900000511
中的z1个二阶信号，并执行步骤(15)；
(15)基站Txi判断p1＝0且q1＝0是否成立，若是，执行步骤(28)，否则，令m＝3，并执行步骤(16)；
(16)基站Txi判断m＝K是否成立：
基站Txi判断m＝K是否成立，若是，使用TDMA给所有用户发送K阶信号，并执行步骤(28)；否则，执行步骤(17)；
(17)基站Txi对m阶信号进行划分：
(17a)基站Txi对SK中每m个用户进行组合，得到包含
Figure FDA0002354495890000061
个m用户组合的集合Sm，
Figure FDA0002354495890000062
其中，3≤m≤K-1，
Figure FDA0002354495890000063
表示第a个m用户组合；
(17b)基站Tx1将(pm-2+qm-2)(m-1)个m阶信号划分为四个子集合
Figure FDA0002354495890000064
和
Figure FDA0002354495890000065
且
Figure FDA0002354495890000066
和
Figure FDA0002354495890000067
所包含的m阶信号数量分别为pm-1[2(K-m)+1]、qm-1(K-m+1)、zm-1和qm-2(m-1)个；基站Tx2将pm-2(m-1)个m阶信号划分为三个子集合
Figure FDA0002354495890000068
和
Figure FDA0002354495890000069
且
Figure FDA00023544958900000610
和
Figure FDA00023544958900000611
所包含的m阶信号数量分别为pm-1[2(K-m)+1]、qm-1(K-m+1)和zm-1个，其中，
Figure FDA00023544958900000612
rm-1是pm-1的余数，zm-1是qm-1的余数，qm-1∈{0,1}，pm-2和qm-2不同时为零；
(18)基站Txi判断pm-1＝0是否成立，若是，执行步骤(24)，否则，取计数变量um-1＝1，并执行步骤(19)；
(19)基站Txi构建m阶信号向量并发送：
(19a)基站Tx1按照由小到大的顺序，
Figure FDA00023544958900000613
中选取(K-m+1)个未发送的m阶信号构建m阶信号向量
Figure FDA00023544958900000614
并对
Figure FDA00023544958900000615
进行预编码，得到编码m阶信号向量
Figure FDA00023544958900000616
Figure FDA00023544958900000617
同时Tx2按照由小到大的顺序，从
Figure FDA00023544958900000618
中选取(K-m)个未发送的m阶信号构建m阶信号向量
Figure FDA0002354495890000071
并对
Figure FDA0002354495890000072
进行预编码，得到编码m阶信号向量
Figure FDA0002354495890000073
Figure FDA0002354495890000074
其中，
Figure FDA0002354495890000075
表示基站Tx1随机生成预编码矩阵，
Figure FDA0002354495890000076
表示基站Tx2随机生成的预编码矩阵；
(19b)基站Tx1将编码m阶信号向量
Figure FDA0002354495890000077
发送至
Figure FDA0002354495890000078
基站Tx2将编码m阶信号向量
Figure FDA0002354495890000079
发送至
Figure FDA00023544958900000710
(20)用户Rxj接收m阶信号向量：
用户Rxj接收
Figure FDA00023544958900000711
经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure FDA00023544958900000712
与
Figure FDA00023544958900000713
经过信道编码后的信道编码信号向量
Figure FDA00023544958900000714
叠加而成的信号向量
Figure FDA00023544958900000715
Figure FDA00023544958900000716
其中，j∈{1,2,…,K}，
Figure FDA00023544958900000717
表示基站Tx1给
Figure FDA00023544958900000718
发送信号向量时基站Tx1到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure FDA00023544958900000719
表示基站Tx2给
Figure FDA00023544958900000720
发送信号向量时基站Tx2到用户Rxj的信道系数矩阵，
Figure FDA00023544958900000721
(21)用户Rxj′生成额外信号
Figure FDA00023544958900000722
用户SK中除
Figure FDA00023544958900000723
以外的其他用户Rxj′通过所接收的信号向量
Figure FDA00023544958900000724
以及
Figure FDA00023544958900000725
的左零向量
Figure FDA00023544958900000726
生成额外信号
Figure FDA00023544958900000727
Figure FDA00023544958900000728
其中，
Figure FDA00023544958900000729
(22)基站Tx1通过Txi发送
Figure FDA00023544958900000730
中的m阶信号构建(m+1)阶信号：
(22a)基站Tx1对SK中每(m+1)个用户进行组合，得到包含
Figure FDA0002354495890000081
个(m+1)个用户组合的集合Sm+1，
Figure FDA0002354495890000082
其中
Figure FDA0002354495890000083
表表示第a个(m+1)用户的组合；
(22b)基站Tx1通过延迟的信道状态信息重构
Figure FDA0002354495890000084
中Rxj′上生成的额外信号
Figure FDA0002354495890000085
基站Tx1通过生成m个(m+1)个额外信号的线性组合构建m个(m+1)阶信号
Figure FDA0002354495890000086
k∈{mum-1-m+1,mum-1-m+2,…,mum-1}；
(23)基站Tx2通过Txi发送
Figure FDA0002354495890000087
中的m阶信号构建(m+1)阶信号：：
将基站Tx1从
Figure FDA0002354495890000088
中所选取的未发送的m阶信号的数量(K-m+1)调整为(K-m)，同时将基站Tx2从
Figure FDA0002354495890000089
中所选取的未发送的m阶信号的数量(K-m)调整为(K-m+1)，并执行步骤(19)-步骤(22)，得到m个(m+1)阶信号
Figure FDA00023544958900000810
k∈{mum-1-m+1,mum-1-m+2,…,mum-1}；
(24)基站Txi令um-1＝um-1+1，并判断um-1＞pm-1是否成立，若是，执行步骤(25)，否则，执行步骤(19)；
(25)基站Txi判断qm-1＝0是否成立：
基站Txi判断qm-1＝0是否成立，若是，执行步骤(26)，否则，基站Tx2先使用一个时隙发送
Figure FDA00023544958900000811
中第(K-m+1)个m阶信号至
Figure FDA00023544958900000812
然后基站Tx1通过
Figure FDA00023544958900000813
中(K-m+1)个m阶信号重新构建
Figure FDA00023544958900000814
同时基站Tx2在
Figure FDA00023544958900000815
中按照由小到大的顺序选取(K-m)个m阶信号重新构建
Figure FDA00023544958900000816
并按照步骤(19)-(22)的方法得到基站Tx1所构建的m个(m+1)阶信号
Figure FDA00023544958900000817
k∈{mpm-1+1,mpm-1+2,…,mpm-1+m}，并执行步骤(26)；
(26)基站Txi判断zm-1＝0是否成立：
基站Txi判断zm-1＝0是否成立，若是，执行步骤(27)，否则，使用TDMA给
Figure FDA0002354495890000091
发送
Figure FDA0002354495890000092
中的zm-1个m阶信号，并执行步骤(27)；
(27)基站Tx1判断qm-2＝0是否成立：
基站Tx1判断qm-2＝0是否成立，若是，执行步骤(28)，否则，使用TDMA发送
Figure FDA0002354495890000093
中的qm-2(m-1)个m阶信号至
Figure FDA0002354495890000094
并执行步骤(28)；
(28)基站Txi判断p1＝0且q1＝0，或pm-1＝0且qm-1＝0，或m＝K是否成立：
基站Txi判断p1＝0且q1＝0，或pm-1＝0且qm-1＝0，或m＝K是否成立，若是，实现延迟CSIT的干扰对齐，否则，令m＝m+1，并执行步骤(16)。
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