基于信号子空间对齐的多源异质信号干扰抑制方法
【专利摘要】本发明涉及基于信号子空间对齐的多源异质信号干扰抑制方法，包括以下步骤：分别确定各个通信节点发送的异质信号中私有信号和公共信号的预编码矢量；各通信节点在多址接入阶段利用确定的预编码矢量发送三路私有信号和公共信号；中继节点接收、译码各通信节点发送来的混合异质信号，获得子空间对齐后的译码估计值；中继节点对译码估计值做物理层网络编码和预编码发射矢量加权后发送广播信号；通信节点利用接收预编码矢量对接收的广播信号进行干扰抑制，并对已经消除了干扰信号的通信节点的等效接收信号进行网络编码的译码，获取期望接收信号的估计值。本方法既能消除多个通信用户的私有信号和公共信号间的干扰，又能降低干扰抑制复杂度。
【专利说明】基于信号子空间对齐的多源异质信号干扰抑制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多用户中继协作传输领域，尤其涉及一种基于信号子空间对齐的多源异质信号干扰抑制方法。
【背景技术】
[0002]以物理层网络编码(Physical-layer Network Coding,以下简称PNC)为代表的双向中继(Two-way Relay Network,以下简称TWR)技术是当前提高中继网络频谱效率的极具潜力的技术之一。目前结合PNC和多输入多输出(Multiple-1nput Multiple-Output,以下简称ΜΙΜΟ)技术的研究方案正在不断涌现，这些方案中一个重要的研究方向是在源节点利用预编码技术“改造”基于MIMO的无线双向中继信道(以下简称TWRC)，以便双向信号可以在中继具有相同的信道增益和相位。在“信号对齐”之后，中继仅需要对双向信号的“叠加信号”进行检测，而不需要分别检测出两个叠加成分的个体信息，降低了中继接收的独立流数目，从而简化了中继端信号处理的复杂度，使得基于PNC的MIMO多向中继信道研究方兴未艾。
[0003]近年来,干扰对齐思想(Interference Alignment,以下简称IA)被引入到了基于PNC的MMO多向中继信道研究中，经演绎得到了针对网络编码的“信号空间对齐”(SignalSpace Alignment,以下简称SSA)理论。该SSA理论不是“盲目”的直接对干扰进行抑制，而是更“智能”的利用干扰，形成有意义的信息流，经过源节点和中继节点(或称中继站)的联合信号处理算法达到干扰抑制的效果。
[0004]西安电子科技大学申请的中国发明专利“基于信号空间对齐的共信道多用户干扰抑制方法”(专利号CN201110066539.3，授权公告日:2013年06月26日)主要提出了一种基于MIMO Y信道的多向中继信息传输方法，其步骤是:每一个通信节点(或称通信用户或用户节点)通过中继站都会向其他通信节点发送经过矢量加权的独立信息；中继站会收到经过信号空间对齐后的叠加信号；中继站将通信用户对齐后的信息进行网络编码并向用户节点广播发送；各用户节点利用零空间原理来抑制接收的干扰信号并获取期望信号。
[0005]中国发明专利CN201110066539.3公开的共信道多用户干扰抑制方法在通信用户数目较少的条件下能够很好地执行，但该方法仍然存在一些不足:当通信用户数目增加后，为了既减少通信用户和中继站天线数目的约束，又消除多用户间信号的干扰，以确保在干扰抑制时使得零空间抑制方法能顺利实现，必须使用天线选择算法，这无疑增加了计算复杂度和干扰抑制复杂度。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既能消除多个通信用户的私有信号和公共信号间的干扰，又能降低干扰抑制复杂度的基于信号子空间对齐的多源异质信号干扰抑制方法。
[0007]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种基于信号子空间对齐的多源异质信号干扰抑制方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0008](I)、分别确定各个通信节点发送的异质信号中私有信号的预编码矢量和公共信号的预编码矢量:
[0009](1-1)、设有四个通信节点和一个中继节点，每个通信节点向其他通信节点发送三路独立私有信号，第一个通信节点和第四个通信节点发送一路公共信号，第二个通信节点和第三个通信节点发送两路相同的公共信号，某一通信节点发送的异质信号由该通信节点发送的私有信号和公共信号混合组成；根据这些异质信号是否需要在中继节点进行网络编码，分别确定私有信号需要空间对齐的私有信号组合和公共信号需要空间对齐的公共信号组合；
[0010](1-2)、利用相交子空间原理，根据公式(I)确定出能使上述私有信号中一对期望组合的私有信号对齐到相同信号子空间的预编码矢量，根据公式(2)确定出能使上述公共信号中一对期望组合的公共信号对齐到相同信号子空间的预编码矢量:
【权利要求】
1.一种基于信号子空间对齐的多源异质信号干扰抑制方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)、分别确定各个通信节点发送的异质信号中私有信号的预编码矢量和公共信号的预编码矢量: (1-1)、设有四个通信节点和一个中继节点，每个通信节点向其他通信节点发送三路独立私有信号，第一个通信节点和第四个通信节点发送一路公共信号，第二个通信节点和第三个通信节点发送两路相同的公共信号，某一通信节点发送的异质信号由该通信节点发送的私有信号和公共信号混合组成；根据这些异质信号是否需要在中继节点进行网络编码，分别确定私有信号需要空间对齐的私有信号组合和公共信号需要空间对齐的公共信号组合； (1-2)利用相交子空间原理，根据公式(I)确定出能使上述私有信号中一对期望组合的私有信号对齐到相同信号子空间的预编码矢量，根据公式(2)确定出能使上述公共信号中一对期望组合的公共信号对齐到相同信号子空间的预编码矢量:
2.根据权利要求1所述的基于信号子空间对齐的多源异质信号干扰抑制方法，其特征在于，所述步骤(4)中的物理层网络编码包括以下步骤:首先，对私有信号和私有信号< ^进行异或操作，获得网络编码信号中的私有信号；其次，对公 共信号屮和公共信号V J进行异或操作，获得网络编码信号中的公共信号其中，?"1表示第j个通信节点发往第i个通信节点的私有信号，表示第i个通信节点发往第j个通信节点的私有信号，表示第i个通信节点发送的公共信号，表示第j个通信节点发送的公共信号，i幸j。
【文档编号】H04B7/04GK103929385SQ201410165408
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月23日 优先权日:2014年4月23日
【发明者】王勇, 朱辉, 李小青, 王涛, 李晖 申请人:西安电子科技大学宁波信息技术研究院