一种基于干扰对齐和波束赋形的多中继两跳传输方法

摘要

本发明请求保护一种基于干扰对齐和波束赋形的多中继两跳传输方法，利用干扰对齐和波束赋形技术在无线通信中的抗干扰功能，及中继技术对增加系统覆盖面积的能力。针对无线通信中由于传输距离较远或系统中噪声、干扰引起的无法直接通信的环境，在多个发送端和接收端之间放置多个中继，在发送端采用较为公平合理轮流优先中继选择策略，在发送端与中继之间采用波束赋形技术，实现频谱的高效利用，而在中继向接收端转发时，采用改进的干扰对齐技术，有效消除用户对内部及来自其他用户对的干扰，实现干扰的对齐和消除。利用该传输机制，能够降低系统的复杂度，可实现无线通信系统较高的传输速率，同时实现较高的系统能量效率。

主权项

一种基于干扰对齐和波束赋形的多中继传输方法，其特征在于，包括步骤：(1)在进行数据传输之前，每个发送端调用公式：$\beta =\frac{2\times trace\left(h_{ij}{h}_{ij}^H\right)\times trace\left(H_{D_i,R_{ij}}{H}_{D_{i,}{R}_{ij}}^H\right)}{trace\left(h_{ij}{h}_{ij}^H\right)+trace\left(H_{D_i,R_{ij}}{H}_{D_i,R_{ij}}^H\right)},(i=1,2,...T;j=1,2,...,K)$计算中继信道增益的调和平均函数β，并将所有中继信道增益的调和平均函数进行从大到小排序，形成各自的列表，各用户对顺次优先选择自身列表中β值最大的有效中继，使每个用户对选择的中继不重叠，其中，h_ij为源端S_i到中继R_ij之间信道的增益，为中继R_ij与目的端D_i之间信道的增益，trace()表示求信道矩阵的迹；(2)自适应天线阵列根据期望信号和干扰变化对权矢量进行调整，将零陷对准干扰，主瓣对准期望信号；(3)对已选中继设置预编码矩阵，使得在目的端接收到来自其他用户对的干扰能调整到与有用信号正交的两个方向上；(4)在目的端，根据公式：确定干扰消除矩阵U_i消除来自其他用户的(T‑1)个外部干扰；根据公式：确定干扰消除矢量U_ij，消除来自同一用户对的其他数据流的内部干扰，其中，(i＝1,2,…T；j＝1,2,...,K)，null()表示矩阵的零空间,V_ij为预编码矢量，表示对于用户i对应的目的端i,来自用户对k的两个干扰，N为每个接收端天线数,T为系统中用户数，K为中继个数。