一种基于D2D通信的蜂窝网络的干扰对齐方法

摘要

本发明公开了一种基于D2D通信的蜂窝网络的干扰对齐方法，该方法解决了多天线D2D通信在蜂窝网络中D2D通信链路复用蜂窝下行资源情况下，蜂窝基站与D2D终端和D2D终端之间的干扰问题；该方法通过分析本地信道信息，并经正反向迭代运算选取用于干扰对齐的预编码矩阵和信道压缩矩阵，从而降低复用下行链路资源时，D2D通信用户与蜂窝用户、基站之间的干扰，以此提高整个通信系统的容量和能量效率。

主权项

一种基于D2D通信的蜂窝网络的干扰对齐方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：为发送端选择任意预编码矩阵，其中是蜂窝终端的预编码矩阵，是D2D终端的预编码矩阵；步骤2：开始迭代；步骤3：由$\left\{\begin{array}{c}{Q_c}^{\left[k\right]}=\underset{j=1,j\ne k}{\overset{L}{\Sigma }}\frac{P^{\left[j\right]}}{d^{\left[i\right]}}{H}^{\left[\mathrm{kj}\right]}{V_c}^{\left[j\right]}{\left[{V_c}^{\left[j\right]}\right]}^H{\left[H^{\left[\mathrm{kj}\right]}\right]}^H\\ {Q_d}^{\left[k\right]}=\underset{j=1}{\overset{R}{\Sigma }}\frac{P^{\left[j\right]}}{d^{\left[j\right]}}{F}^{\left[\mathrm{kj}\right]}{V_d}^{\left[j\right]}{\left[{V_d}^{\left[j\right]}\right]}^H{\left[F^{\left[\mathrm{kj}\right]}\right]}^H\end{array}\right.$分别计算出蜂窝用户接收端的干扰协方差矩阵和D2D用户接收端的干扰协方差矩阵其中，V_d^[k]和U_d^[k]分别是第k个D2D发送端的预编码矩阵和干扰压缩矩阵；V_c^[k]和U_c^[k]分别是第k个蜂窝发送端(基站)的预编码矩阵和干扰消除矩阵；H^[kj]代表第j个基站到第k个D2D接收端的信道增益，F^[kj]代表第j个D2D发送端到第k个D2D接收端的信道增益；步骤4：由计算出第k个D2D发送端的干扰消除矩阵U_d^[k]和第k个基站(蜂窝用户的发送端)的干扰消除矩阵其中，υ_min{eig(A)}表示矩阵A的最小特征值对应的特征向量；步骤5：根据信道的互易性，得出反向蜂窝和D2D信道发送端的预编码矩阵分别为${\overleftarrow{V}}_c^{\left[k\right]}=U_c^{\left[k\right]}$及${\overleftarrow{V}}_d^{\left[k\right]}=U_c^{\left[k\right]};$步骤6：利用$\left\{\begin{array}{c}{{\overleftarrow{Q}}_c}^{\left[j\right]}=\underset{k=1,j\ne k}{\overset{R}{\Sigma }}\frac{{\overleftarrow{P}}^{\left[k\right]}}{{\overleftarrow{d}}^{\left[k\right]}}{\overleftarrow{H}}^{\left[\mathrm{jk}\right]}{{\overleftarrow{V}}_c}^{\left[k\right]}{\left[{{\overleftarrow{V}}_c}^{\left[k\right]}\right]}^H{\left[{\overleftarrow{H}}^{\left[\mathrm{jk}\right]}\right]}^H\\ {{\overleftarrow{Q}}_d}^{\left[j\right]}=\underset{k=1,j\ne k}{\overset{L}{\Sigma }}\frac{{\overleftarrow{P}}^{\left[k\right]}}{{\overleftarrow{d}}^{\left[k\right]}}{\overleftarrow{F}}^{\left[\mathrm{jk}\right]}{{\overleftarrow{V}}_d}^{\left[k\right]}{\left[{{\overleftarrow{V}}_d}^{\left[k\right]}\right]}^H{\left[{\overleftarrow{F}}^{\left[\mathrm{jk}\right]}\right]}^H\end{array}\right.$分别计算出反向信的干扰协方差矩阵和其中，和分别是第k个D2D接收端的预编码矩阵和干扰压缩矩阵；和分别是第k个基站信号接收端的预编码矩阵和干扰消除矩阵；代表第k个D2D接收端的信道增益到第j个基站，代表第k个D2D接收端到第j个D2D发送端的信道增益；步骤7：由计算出反向信道的干扰消除矩阵；步骤8：根据信道的互易性，有步骤9：返回上述步骤2，直到收敛完成。