基于信号空间对齐的共信道多用户干扰抑制方法

摘要

本发明公开了一种基于信号空间对齐的共信道多用户干扰抑制方法，主要解决共信道多用户相互干扰问题，该方法包括：在第一个时隙的多址接入阶段，通信节点通过协同中继节点发送独立的信号给其它接收通信节点，同时接收其它通信节点发来的信号，对期望进行网络编码的信号进行信号空间对齐，减少中继节点收到的独立信息流数目；在第二个时隙的广播发送阶段，协同中继将网络编码信号广播发送，各通信节点利用干扰抑制波束形成消除广播信号中的干扰信号，并利用自身发送信号进行网络编码的译码，获得期望接收信号的估计值。本发明有效融合了信号空间对齐和网络编码对干扰抑制的技术优势，增加了网络容量，提高了带宽利用率，可用于分布式传输网络。

主权项

1.一种基于信号空间对齐的共信道多用户干扰抑制方法，包括如下步骤：(1)各个通信节点根据信号空间对齐准则，确定各自的发送波束形成权矢量：1a)每个通信节点同时向其他节点发送多路独立信息，并根据是否需要在中继节点进行网络编码，确定需要空间对齐的信号组合；1b)利用相交子空间原理，确定出能使上述信号组合对齐到相同信号空间的波束形成权矢量；(2)各通信节点用上述确定的波束形成权矢量同时发送多路信号，中继节点接收各节点发往中继的混合信号，该中继混合信号为各通信节点信息经波束形成处理后进行混合和加噪信号；(3)中继节点的接收传输信道转化为等效独立信道，对接收混合信号进行译码，获得空间对齐信号的估计值；(4)中继节点对上述空间对齐信号的估计值进行物理层网络编码，并广播发送网络编码信号；(5)通信节点接收上述广播信号，进行干扰抑制波束形成和对网络编码的译码，获得期望接收信号的估计值。5a)根据零空间原理，将广播信号中的干扰信号变换到广播信号中的期望信号空间零空间内，使变换后的干扰信号位于期望信号的正交子空间内，以消除通信节点接收信号中的干扰信号，得到第i个通信节点的接收信号yⁱ，i∈{1，2，3}表示接收节点的编号：$y^i=H^{i,r}\left[\begin{array}{ccc}{v}_k^r& v_j^r& v_i^r\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{W}^{i,j}\oplus W^{j,i}\\ W^{i,k}\oplus W^{k,i}\\ W^{j,k}\oplus W^{k,j}\end{array}\right]+n^i$$=Q^{i,r}\left[\begin{array}{c}{W}^{i,j}\oplus W^{j,i}\\ W^{i,k}\oplus W^{k,i}\end{array}\right]+n^i$其中，是第i个通信节点的等效传输矩阵，H^i，r表示协同中继r到第i个通信节点的信道传输矩阵，W^j，i表示第i个通信节点发往第j个通信节点的信号，W^i，j表示第j个通信节点发往第i个通信节点的信号，W^k，i表示第i个通信节点发往第k个通信节点的信号，W^i，k表示第k个通信节点发往第i个通信节点的信号，W^k，j表示第j个通信节点发往第k个通信节点的信号，W^j，k表示第k个通信节点发往第j个通信节点的信号，nⁱ表示通信节点i的噪声矢量；5b)对已经消除了干扰信号的接收信号yⁱ信号进行网络编码的译码，获取期望接收信号的估计值。