WO2010130085A1

WO2010130085A1 - 一种干扰消除方法及数据发射装置

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Publication number: WO2010130085A1
Application number: PCT/CN2009/071756
Authority: WO
Inventors: 刘晟
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2010-11-18
Also published as: US8599978B2; CN102577139B; CN102577139A; EP2429087A4; EP2429087A1; US20120051459A1; EP2429087B1

Description

一种干扰消除方法及数据发射装置技术领域本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种干扰消除方法及数据发射装置。发明背景干扰是限制无线通信系统容量的主要因素之一，以蜂窝系统为例，尽管可以通过资源的调度和功率控制等技术减轻干扰的影响，小区间干扰仍然是限制蜂窝系统容量的主要因素。

通过多个相邻小区的协同处理来联合消除干扰，是抑制小区间干扰的主要途径。在下行方向，可以通过多个相邻小区的协同处理采用预编码技术消除干扰。一种方式是个相邻基站之间完全共享相互干扰的各终端用户的数据，但需要基站之间采用高速的大带宽链路互连，在实际系统中会造成很高的费用。在上行方向，各个移动终端完全独立，一种方式是各个基站之间进行联合数据接收处理，通过联合检测的方式，消除用户间的干扰并分离出各个用户的信号。采用这种方式进行干扰消除需要的带宽比下行待发数据共享所需带宽更大，在实际系统中同样会造成很高的费用。

这样，无论是上行还是下行，在不共享待发射数据的前提下消除小区间干扰，对运营商来说都是最经济可行的实现方案。另外，在采用中继站（Relay Station ) 的情况下，由于中继站之间通常没有直接的互连链路，因此多个中继站之间的相互干扰的抑制，也需要采用不共享待数据的干扰抑制技术。实际上，这类问题都可归结为 K-用户 MIM0 (多输入多输出， Multiple Input and Multiple Output ) 干扰信道模型的干扰消除。在 K用户干扰信道模型中，发射源数和用户数均为 K，每个发射源的天线数为^ 每个用户的接收天线数为 Ν，发射源之间和用户之间无数据共享，即每个发射端都只知道自己用户（或接收端）的数据，而不知道其它用户（或接收端）的数据，因此，只能通过对自己用户数据的预编码处理，来实现用户间的干扰抑制。

干扰对齐是解决 Κ用户干扰信道模型的干扰消除问题的主要技术途径，其基本思想是第 i个用户所接收到来自其它发射端的干扰向量尽可能对齐，从而得到尽可能小的干扰空间，从而实现干扰消除。但是，线性干扰对齐技术目前仍处于研究的初始阶段，如何有效实现对任意用户数，任意天线数的干扰对齐的问题没有解决。发明内容

本发明实施例提供对任意用户数、任意天线数的干扰对齐的通用方法。

本发明实施例提供一种干扰消除方法，包括：

发射端获取每个用户的干扰向量，第 k个用户的干扰向量为 H_fa._W;m，其中， k，i，m，均为正整数，且满足 1 ≤k≤K , k≠i , l≤m≤L_k , m为信号流数的索引， K为用户数， ^为第 k个用户的信号流数， H_fa.为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵，为第 i 个发射端信号流数索引为 m的预编码向量， ^为第 k个用户的信号流数；

对每一个用户，得到至少 L - N个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 N - L_A个干扰向量的线性组合， N为用户的接收天线数， L为所有用户的信号流数和；

由所有用户的线性组合关系，得到所有发射端的预编码向量；

发送经所述预编码向量预编码后的信号。

本发明实施例提供一种干扰消除方法，包括：

发射端获取每个用户的干扰向量，第 k个用户的干扰向量为其中， k，i，m，均为正整数，且满足 1 ≤k≤K , k≠i , l≤m≤L_k , m为信号流数的索引， K为用户数， L_¾为第 k个用户的信号流数， H_K为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵，为第 k 个用户信号流数索引为 m的接收滤波向量， L_¾为第 k个用户的信号流数，（.)^Η表示对矩阵取共轭转置；

对每一个用户，得到至少 L - M个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 M - L_¾个干扰向量的线性组合， M为发射端的发射天线数， L为所有用户的信号流数和；

由所有用户的线性组合关系，得到所有用户的接收滤波向量。

相应地，本发明实施例提供一种数据发射装置，包括：

干扰向量获取单元，用于获取每个用户的干扰向量，第 k 个用户的干扰向量为 Η_Λ , 其中， k, i, m,均为正整数，且满足 1 ≤k≤K , k≠i , l≤m≤L_k， m为信号流数的索引， K为用户数， L_¾为第 k个用户的信号流数， H_K为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵， w_im为第 i个发射端信号流数索引为 m的预编码向量， L_¾为第 k个用户的信号流数；线性组合关系获取单元，用于对每一个用户，得到至少 L - N个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 N - L_¾个干扰向量的线性组合， N为用户的接收天线数， L为所有用户的信号流数和；

预编码向量获取单元，用于由所有用户的线性组合关系，得到所有发射端的预编码向量；

发送单元，用于发送经所述预编码向量预编码后的信号。

本发明实施例提供另外一种数据发射装置，包括：

干扰向量获取单元，用于获取每个用户的干扰向量，第 k 个用户的干扰向量为 H^_gkm , 其中， k，i，m，均为正整数，且满足 1 ≤k≤K , k≠i , l≤m≤L_k , m为信号流数的索引， K为用户数， L_¾为第 k个用户的信号流数， H_K为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵，为第 k个用户信号流数索引为 m的接收滤波向量， L_¾为第 k个用户的信号流数，（.)^Η表示对矩阵取共轭转置；

线性组合关系获取单元，用于对每一个用户，得到至少 L - M个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 M - L_¾个干扰向量的线性组合， M为发射端的发射天线数， L为所有用户的信号流数和；

接收滤波向量获取单元，用于由所有用户的线性组合关系，得到所有用户的接收滤波向量。

本发明实施例提供的干扰消除方法及数据发射装置，可以针对任意用户数、任意天线数的通信系统进行干扰消除，并提供了干扰对齐的实现条件，应用于小区间干扰消除可以大大降低运营商成本，采用较小的代价，获得系统性能的提高。附图说明图 1为本发明实施例干扰消除方法流程图；

图 2为本发明实施例另一干扰消除方法流程图；

图 3为本发明实施例干扰对齐示意图；

图 4为本发明实施例发射端装置结构图；

图 5为本发明实施例另一发射端装置结构图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图 1，本发明实施例提供一种干扰消除方法，运用于无线通信系统中发射端干扰消除，包括：

5101, 发射端获取每个用户的干扰向量，第 k个用户的干扰向量为 H_fa^_m，其中， k, i,m,均为正整数，且满足 1 ≤k≤K , k≠i , l<m<L_k, m为信号流数的索引， K为用户数， L_¾为第 k个用户的信号流数， H_K为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵， w_im 为第 i个发射端的信号流数索引为 m的预编码向量， L_¾为第 k个用户的信号流数；这里发射端可以为基站、中继站、用户设备等，用户指与发射相对应的接收端，如终端。第 i个用户的干扰向量指除第 i个用户的发射端之外，其它发射到第 i个用户的信道矩阵与预编码向量的乘积。

5102, 对每一个用户，得到至少 L-N个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 N-L_¾个干扰向量的线性组合， N为用户的接收天线数， L为所有用户的信号流数和；

可以将组合系数简单设置为 0或 1，每个线性组合可以得到一个线性方程。

S103, 由所有用户的线性组合关系，得到所有发射端的预编码向量；

对所有用户，联立 S102 中得到的方程，得到方程组，其未知数为每个发射端的预编码向量，求解该方程组得到所有基站的预编码向量。

S104, 发送经所述预编码向量预编码后的信号。

本发明实施例还提供一种运用于接收端的干扰消除方法，与发射端的干扰消除方法呈对偶关系。参见图 2，包括：

S201, 发射端获取每个用户的干扰向量，第 k个用户的干扰向量为

，其中， k, i,m,均为正整数，且满足 1 ≤k<K , k≠i , l<m<L_k, m为信号流数的索引， K为用户数， L_k为第 k个用户的信号流数， H_K为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵， g_km 为第 k个用户信号流数索引为 m的接收滤波向量， L_¾为第 k个用户的信号流数，（.f表示对矩阵取共轭转置；

5202, 对每一个用户，得到至少 L-M个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 M-L_¾个干扰向量的线性组合， M为发射端的发射天线数， L为所有用户的信号流数和；

5203, 由所有用户的线性组合关系，得到所有用户的接收滤波向量。

对所有用户，联立 S102 中得到的方程，得到方程组，其未知数为每个用户的接收滤波向量，求解该方程组得到所有用户的接收滤波向量。

与基于发射端干扰对齐不同的是，这里是求解每个用户的接收滤波向量。

本发明实施例基于干扰对齐的基本思想，即将第 i个用户所接收到来自其它发射端的干扰向量尽可能对齐，从而得到尽可能小的干扰空间，实现任意天线数，任意用户数的干扰消除。

下面详细介绍本发明实施例的干扰消除方法。本发明实施例的信道模型采用 κ一用户 MIM0干扰信道模型，即作为发射端的基站数目和作为接收端的用户数目均为 K，每个基站的天线数为 ^ 每个用户的接收天线数为 Ν，基站之间和用户之间无数据共享，即每个发射端都只知道自己接收端的数据，而不知道其它接收端的数据，因此，只能通过对自己接收端数据的预编码处理，来实现用户间的干扰抑制。当然，本发明实施例不限于 Κ一用户 MIM0干扰信道模型，其他信道模型原理一样，此不赘述。

第 k个用户接收的信号可以表示为：

y ^=ΗΜ^ + ^Η ₂^·¾ +〜+ ^ΗΜ^ (i) 其中，表示第 i个基站到第 k个用户的信道矩阵，维数为 NxM; 为第 i个基站的预编码向量，维数为 Mxl，表示发送的信号，为一标量，为方差为 σ²的噪声向量。

用户的线性接收总能表示各接收天线接收信号的加权和，第 k个用户接收信号的估计为：

+ _§λ ^ΗΗ„₂ +〜)+_§λ ^Ηη_λ (₂) 其中，为一个 1行 Ν列的向量用于加权。当 |g_A|²=l时， _g¾的选择并不改变噪声的功率，则获得的最佳估计的一个必要条件是：

，有： gfH„0，对于

g ^H«w ,= q , 为正数，且最大化

对于第 k个用户，当 ^确定时，要满足 _gfH_fa.w _ι=0|_ι≠,， = 1,2,···, ，令 a ,= H_fa.w, 则有 gfa _ι=0|_ι≠,，其中 a ¾^，可以得到如下含 K个方程的线性方程组:

= 0

(3)

= 0

为了保证（3)有非零解，则必须使得上述 Κ个方程中，至少有 Κ Ν个干扰迫零方程的系数向量是除第 k个方程外其余 N 1个干扰迫零方程的系数向量的线性组合，即为干扰对齐的约束条件，其中，干扰迫零方程是指（3) 中除第 k个方程外其余 N 1个右边为零的方程。对于一个用户只接收到一路信号的单流情况，有：

其中 k ₌ l,2,'-',K , i, S_t7 , 表示组合系数， S_t

上面为了描述简便，以单流为例，即每个用户只接收一路信号，也即每个用户的信号流数为 1。当然，可以将单流的情形推广到多流，即第 k个用户的信号流数为 L_A。这时，对每一个用户，得到至少 L-N个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 N-L_A个干扰向量的线性组合， N为用户的接收天线数， L为所有用户的信号流数和。可以推出，当所有用户的信号流数之和的上界为的向下取整值和 H的

NK-M 2

N²K NK

向下取整值的最小值时，即上界为 min }，可以实施上面的干扰消除方

NK-M 法， L」表示向下取整。

图 3为一种干扰对齐方法示意图， M=6， N=3, K=5，即有 5个基站， 5个用户，每个用户的接收天线数为 3。对单流的每个用户来说，因接收天线数为 3，则接收信号向量呈 3维，除去有用信号 1维之外，还剩 2维，则 4个干扰向量中的任意 3个线性相关。

参见图 3，对于第 1个用户，即第 1行， H₁₄w₄是需要对齐的干扰向量， ₄是 ₂^₂ 和 ₃^₃的线性组合，可以表示为

H₁₄w₄ = a_nH₁₂w₂ + a₁₂H₁₃w₃ (5)

同样， H₁₅w₅是第二个需要对齐的干扰向量， ₅^₅是 ₂^₂和 ₃的线性组合，可以表示为

H₁₅w₅ = a₁₃H₁₂w₂ + a₁₄H₁₃w₃ (6)

对第一个用户，被对齐的干扰向量数为 K N=2; 剩余干扰向量个数为 N 1 = 2。同样，对第二、三、四、五个向量，可以得到多个形如（5)， (6) 的方程，得到方程组，求解可以得出每个预编码向量。

选取 „为 0或 1，可以简化线性方程组，进而获得每个基站的预编码向量，做相应的预编码后由基站发送出去。

对于 M=N=3, K = 4, 总的信号流数 L = 4，式（4) 可以表示成如下的线性方程组： ― 0 «^₁₂ 肌 ₃ -Η

(7)

«₃Η_{31 3}Η₃₂ 0 -Η w₃

Α 0 可以简单选取各组合系数，求解得到 ^W 。

对于 _M=N=4， K = 4, 总的信号流数 L = 5，四个用户的信号流数分别为 2， 1， 1， 1，由式（4) 可以得到如下线性方程组，进而求解得到

0 0 AH₁₂

Α 0 -H.

(8)

0 ,₃H

w₃

«₄Η₄₁ A 0 求出后，可以确定各个发射基站的预编码向量，这样，第 i个发射端到第 k个接收端的等效信道矩阵就是 (H_fa._Wi)，每个接收端就可以已知的等效信道矩阵，选择合适的接收机对有用信号进行接收，如最小均方误差接收机、最大似然接收机、串行干扰消除接收机等。得到 w_A后，可以进一步求出每个用户的接收滤波向量，为

∑H_fa._WiwfH«+ ²I H_ttWi H_fa._Wiwf ₊₍x²I _ttw_t, 其中， σ²表示噪声方差，为 >< 单位矩阵，（.)^Η表示对矩阵取共轭转置， C)—¹表示对矩阵求逆。

本发明实施例还对上面方程组的求解方法作进一步的介绍。

对于（7)，由于，）可以灵活取值，为了简便，本发明实施例取 Α,Α,«₃均为 0，容易得到： — ^H34W (9)

且，

H₁₄W₄ = ¾ ( ¾ 、

ι_{ι ι ι} (10) 取二，则^是下面 3x3矩阵

H₁₄^₃- ¾₁₂11₃- ₄ + «₄«₂- ¾_{13 24}广的特征向量，通过现有的特征向量的求法，可以得到 w₄，进而可以由（9) 得到其他各预编码向量。

可以看到，上面各式中具有可调节的系数，这使得每个发射端都可以独立控制发射功率，而不改变干扰对齐的关系。

对于（ 8 )，把 w₄当作预定义的向量，表示为 w₄ = ( ⁴ , e^M , e^M , e^M ), 是 0到 1π之间的辐角，通过变形，得到如下方程组：

β_γ,α_Ί,γ_Ί,ο^,β₄,γ₄皆为 0，容易解出: ^Wl = «₄> Ή₄₁Ή_4:

Wl

(12)

W2 : ₃Η ₄\ν₄

ΐ^Η ₃ ^ΐΗ i4^w4 再以 M = N = 4， K 3， L = 6，每个用户传输的信号流数为 2， 2， 2为例，各用户的接收信号分别为：

+H₁₂W₂x₂ +H₁₃W₃x₃ +n₁

+ H₂₂W₂x₂ + H₂₃W₃x₃ + n₂ (13)

其中： _¾是4><4的对角矩阵， W_A =[w_A1 w_A2]是 4x2的预编码矩阵，是 2x1的要实现干扰对齐，则应满足如下线性方程组：

H₁₃W₃

H₂₃W₃ H₂₁WA (14) :H„W,D, 可以进一步表示为:

令丁 = D₂=diag{^, ₂}, D_{1 =}D 则\^ =[w 的两个特征向量，即：

Tw_n =^w_n, Tw₁₂=2₂w₁₂

一旦求得 W_1; 则可根据下式求得其它的预编码向量：

(17)

W， =H;1H„W,D,

本发明实施例还从接收端的角度介绍干扰消除的方法，与上面介绍的发射端的干扰消除方法互为对偶，此时求解的不是发射端的预编码向量，而是用户侧的接收滤波向量。对于单流的情况，为了消除干扰，有

令

，其中 b_A = _kl,m 可以得到如下含 K水方程的线性方程组：

为了保证该线性方程组有非零解，则必须使得上述 K个方程中，有 K一 M个干扰迫零方程的系数向量是除第 k个方程外其余 M— 1个干扰迫零方程的系数向量的线性组合，即为干扰对齐的约束条件：

其中 k = i,2 ..,K, |^_W—_{M e}r_i2

， „表示组合系数， Γ_ίΊ表示含 M-1个元素的被对齐干扰向量集合， Γ_;，表示含 Κ-Μ个元素的剩余干扰向量集合，

Μ^λΚ 且 Γ_;1 r_;, ίΐ,2,···, }。类似地，可以推导出，用户的总流数的上界为. 的

ΜΚ-Ν

ΜΚ Μ^λΚ

向下取整值和的向下取整值的最小值时，即上界为 minj ≡ _}, 可以

2 ΜΚ-Μ 2 实现干扰对齐， L」表示向下取整。

更一般地，推广到多流的情况，对每一个用户，可以得到至少 L-M个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 M-L_A个干扰向量的线性组合， M为发射端的发射天线数， L为所有用户的信号流数和。

以 M=N=3， K = 4, 单流的情况为例，由（19) 可以得到：

的特征向量，通过现有的特征向量的求法，可以得到，进而可以由（21)得到其他各接收滤波向量。

对于 _Μ=Ν=4, κ=4, L = 5的情况，第一个用户的信号流数为 2，这时有

(24)

通过选择预先定义的接收滤波向量， (24) 可以变形为

^β,,α,,χ,,α,,β,,β^γ,皆为 0，容易解出:

对于 M = N = 4， K = 3， L = 6，每个用户传输的信号流数为 2， 2， 2的情形，有

H₃ ^a ₁G₃ =¾G₂D₁

=H¾,D,

G_k =[g_kl g_k2] , k=l， 2， 3，，，均为 )^的矩阵，容易得出:

和& ₂是 4x4

矩阵 T的两个特征向量。接下来的解法与（16)、 (17) 类似。

对于接收端的干扰消除方法，计算出接收滤波向量后，可以进一步计算出发射端的预编码向量，第 k 个发射端的预编码向量¹⁷''为「"^Η_Α ^¾+σ²Ι_Μ) 11 或

∑ H _igkg H_ki+ ²l_M H _g;，其中，表示噪声方差， /_Μ ΜχΜ单位矩阵，（.

表示对矩阵取共轭转置，（,)—¹表示对矩阵求逆。

本发明实施例还提供一种判断采用何种干扰消除方法的方法，即有些情况下优先采用发射端的干扰消除方法，有些情况下采用接收端的干扰消除方法。具体为：

若发射机发射天线数 Μ小于或等于用于接收天线数 Ν，则

发射端获取每个用户的干扰向量，第 k个用户的干扰向量为 H_fa._w;m，其中， k≠i , «7 = 1,2,···, L_A， k、 i为正整数， k=l， 2, …… K， Κ为用户数， H_fa.为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵， w_;m为第 i个发射端的预编码向量， L_A为第 k个用户的信号流数；对每一个用户，得到至少 L-N个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 N-L_t个干扰向量的线性组合， N为用户的接收天线数， L为所有用户的信号流

N²K

数和，且 L满足 L< ，「·」表示向下取整数值;

NK-M 由所有用户的线性组合关系，得到所有发射端的预编码向量；

发送经所述预编码向量预编码后的信号；

若发射机发射天线数 M大于用于接收天线数 N，则

发射端获取每个用户的干扰向量，第 k个用户的干扰向量为

其中， k≠i， «7 = 1,2,···, L_A， k、 i为正整数， k=l， 2，…… K， m为信号流数的索引， K为用户数， g_km 为第 k个用户的接收滤波向量， L_A为第 k个用户的信号流数，（.)^Η表示对矩阵取共轭转对每一个用户，得到至少 L-M个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余个干扰向量的线性组合， Μ 为发射端的发射天线数，且 L 满足

Μ^λΚ

L<

ΜΚ-Ν 由所有用户的线性组合关系，得到所有用户的接收滤波向量。

本发明实施例提供的基于发射端和基于接收端的干扰消除方法，可以针对任意用户数、任意天线数的通信系统进行干扰消除，应用于小区间干扰消除可以大大降低运营商成本，采用较小的代价，获得系统性能的提高。

相应地，本发明实施例还提供一种数据发射装置，如基站。参见图 4，包括：干扰向量获取单元 401，用于获取每个用户的干扰向量，第 k个用户的干扰向量为 H_kiw_im , 其中， k, i,m,均为正整数，且满足 1 ≤k<K， i， \<m<L_k, m为信号流数的索引， K为用户数， L_A为第 k个用户的信号流数， H_fa.为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵， w_;m为第 i个发射端信号流数索引为 m的预编码向量， L_A为第 k个用户的信号流数；

线性组合关系获取单元 402，用于对每一个用户，得到至少 L-N个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 N-L_A个干扰向量的线性组合， N为用户的接收天线数， L为所有用户的信号流数和；编码向量；

发送单元 404，用于发送经所述预编码向量预编码后的信号。

所述装置还可以进一步包括接收滤波向量获取单元，用于根据预编码向量获取单元获取的预编码向量，得到所有用户的接收滤波向量，第 k 个用户的接收滤波向量为 ∑H_fa.w_;wfH + σ²Ι H_ttWi + σ²Ι , H„w_t，其中，表示噪

声方差，为 >< 单位矩阵，（.)^H表示对矩阵取共轭转置， C)—¹表示对矩阵求逆。

与接收端干扰消除方法对应，本发明实施例还提供另一种数据发射装置，参见图 5，包括：

干扰向量获取单元 501，用于获取每个用户的干扰向量，第 k个用户的干扰向量为 H _{i ghn} , 其中， k，i，m，均为正整数，且满足 1 ≤k≤K , k≠i , l < _m < L_k , m为信号流数的索引， K为用户数， L_A为第 k个用户的信号流数， H_fa.为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵， _m为第 k个用户信号流数索引为 m的接收滤波向量， L_A为第 k个用户的信号流数，（.)^Η表示对矩阵取共轭转置；

线性组合关系获取单元 502，用于对每一个用户，得到至少 L - M个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 M - L_A个干扰向量的线性组合， M为发射端的发射天线数， L为所有用户的信号流数和；

接收滤波向量获取单元 503，用于由所有用户的线性组合关系，得到所有用户的接收滤波向量。

进一步地，该装置还可以包括预编码向量获取单元，用于根据接收滤波向量获取单元获取的接收滤波向量，得到所有发射端的预编码向量，第 k个发射端的预编码向量其中， σ²表示噪

声方差，为 >< 单位矩阵，（.f表示对矩阵取共轭转置，表示对矩阵求逆。

本发明实施例提供的数据发射装置可以具体为基站、中继站、用户设备、移动终端等。可以针对任意用户数、任意天线数的通信系统进行干扰消除，应用于小区间干扰消除可以大大降低运营商成本，采用较小的代价，获得系统性能的提高。

本申请文件中所公开的实施例描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明实施例的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM)、内存、只读存储器（R0M)、电可编程 R0M、电可擦除可编程 R0M、寄存器、硬盘、可移动磁盘、 CD-ROM, 或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims

权利要求

1、一种干扰消除方法，其特征在于，包括：

发射端获取每个用户的干扰向量，第 k个用户的干扰向量为 H_fa.vv_;m，其中， k，i，m，均为正整数，且满足 1 ≤k≤K , k≠i, l≤m≤L_k, m为信号流数的索引， K为用户数，为第 k个用户的信号流数， H_fa.为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵，为第 i 个发射端信号流数索引为 m的预编码向量；

对每一个用户，得到至少 L-N个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 N-L_A个干扰向量的线性组合， N为用户的接收天线数， L为所有用户的信号流数和；

发送经所述预编码向量预编码后的信号。

2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于， =1时，所述线性组合关系为：

„表示组合系数， S_A1表示含 N-1个元素的被对齐干扰向量集合， ₂表示含 K-N个元素的剩余干扰向量集合，且 = {1,2,···,^}。

3、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述由所有用户的线性组合关系，得到所有发射端的预编码向量，包括：

联立所有用户的线性组合关系，得到一个含 Κ个方程的方程组，求解所述方程组得到所有发射端的预编码向量。

4、根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，所有用户的流数和的上界为

N²K NK

min }, 其中 M表示发射端的发射天线数， I I表示向下取整

NK-M

5、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

由所述得到的预编码向量，得到所有用户的接收滤波向量，第 k个用户的接收滤波向量 Η_Λ，或 _g. ∑ H,w_;wf¾ _{+ (}T²I H_ttw_t，

其中， σ²表示噪声方差，为 >< 单位矩阵，（.)^Η表示对矩阵取共轭转置， C)—¹表示对矩阵求逆。

6、一种干扰消除方法，其特征在于，包括：

发射端获取每个用户的干扰向量，第 k个用户的干扰向量为

其中， k，i，m，均为正整数，且满足 1 ≤k≤K , k≠i, \<_m<L_k, m为信号流数的索引， K为用户数， L_A为第 k个用户的信号流数， H_fa.为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵， _m为第 k 个用户信号流数索引为 m的接收滤波向量， L_A为第 k个用户的信号流数，（.)^Η表示对矩阵取共轭转置；

对每一个用户，得到至少 L-M个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 M-L_A个干扰向量的线性组合， M为发射端的发射天线数， L为所有用户的信号流数和；

7、根据权利要求 6所述的方法，其特征在于， ^ = 1时，所述线性组合关系为： , = ·™ Α，其中 '· = ι,υ， r_;1，一 _er _m m=l

表示组合系数， Γ_;1表示含 M-1个元素的被对齐干扰向量集合， Γ_;2表示含 Κ-Μ个元素的剩余干扰向量集合，且 Γ_;1υΓ_;2υ{0 = {1,2,

8、根据权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述由所有用户的线性组合关系，得到所有发射端的预编码向量，包括：

联立所有用户的线性组合关系，得到一个含 K个方程的方程组，求解所述方程组得到所有发射端的预编码向量。

9、根据权利要求 6 所述的方法，其特征在于，所有用户的信号流数和的上界为

Μ^λΚ ΜΚ

min }, 其中 Μ表示发射端发射天线数，

ΜΚ-Μ I I表示向下取整 _;

10、根据权利要求 6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

由所述得到的接收滤波向量，得到所有发射端的预编码，第 i个发射端的预编码向

. w. + σ²1, H g_;, 其中，

σ²表示噪声方差，为 >< 单位矩阵，（.f表示对矩阵取共轭转置，（.)- ¹表示对矩阵求逆。

11、一种数据发射装置，其特征在于，包括：

干扰向量获取单元，用于获取每个用户的干扰向量，第 k 个用户的干扰向量为

H_kiw_im , 其中， k, i,m,均为正整数，且满足 1 ≤k<K， i， \<m<L_k, m为信号流数的索引， K为用户数， L_A为第 k个用户的信号流数， H_fa.为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵， w_;m为第 i个发射端信号流数索引为 m的预编码向量， L_A为第 k个用户的信号流数；

线性组合关系获取单元，用于对每一个用户，得到至少 L-N个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 N-L_A个干扰向量的线性组合， N为用户的接收天线数， L为所有用户的信号流数和；

发送单元，用于发送经所述预编码向量预编码后的信号。

12、根据权利要求 11所述的装置，其特征在于，还包括：

接收滤波向量获取单元，用于根据预编码向量获取单元获取的预编码向量，得到所有用户的接收滤波向量，第 k 个用户的接收滤波向量 g_A 为

∑H_fa.w_;wfH +σ²Ι H„„w, + σ²Ι, Η_Λ, 其中， σ²表示噪

13、一种数据发射装置，其特征在于，包括：

干扰向量获取单元，用于获取每个用户的干扰向量，第 k 个用户的干扰向量为 H_ighn, 其中 k，i，m，均为正整数，且满足 1 ≤k≤K , k≠i, \<m<L_k, m为信号流数的索引， K为用户数， L_A为第 k个用户的信号流数， H_fa.为第 i个发射端到第 k个用户的信道矩阵， _m为第 k个用户信号流数索引为 m的接收滤波向量， L_A为第 k个用户的信号流数，（.)^Η表示对矩阵取共轭转置；

线性组合关系获取单元，用于对每一个用户，得到至少 L-M个线性组合关系，所述线性组合为被对齐干扰向量与其余 M-L_A个干扰向量的线性组合， M为发射端的发射天线数， L为所有用户的信号流数和；接收滤波向量获取单元，用于由所有用户的线性组合关系，得到所有用户的接收滤波向量。

14、根据权利要求 13所述的装置，其特征在于，还包括：

预编码向量获取单元，用于根据接收滤波向量获取单元获取的接收滤波向量，得到所有发射端的预编码向量，第 k 个发射端的预编码向量 w_; 为 H g_;，其中， σ²表示噪声

方差，为 >< 单位矩阵， f表示对矩阵取共轭转置，（.)— ¹表示对矩阵求逆₍