发明授权-2017102839382-一种基于级联预编码和ESINR准则的D2D通信干扰对齐方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利

(10)授权公告号CN107070520B
(45)授权公告日2020.08.04
(21)申请号201710283938.2H04B7/08(2006.01)
(22)申请日2017.04.26H04L25/03(2006.01)
H04W4/70(2018.01)
(65)同一申请的已公布的文献号
申请公布号CN107070520A(56)对比文件
CN105704721A,2016.06.22
(43)申请公布日2017.08.18CN104717035A,2015.06.17
(73)专利权人重庆邮电大学CN102833691A,2012.12.19
地址400065重庆市南岸区南山街道崇文CN103997391A,2014.08.20
路2号KR20160091061A,2016.08.02
(72)发明人谢显中姚鑫凌雷维嘉US8416881B1,2013.04.09
US2013258971A1,2013.10.03
(74)专利代理机构重庆市恒信知识产权代理有
限公司50102审查员钱坤
代理人刘小红
(51)Int.Cl.
H04B7/0456(2017.01)
H04B7/0426(2017.01)权利要求书3页说明书12页附图6页
(54)发明名称
一种基于级联预编码和ESINR准则的D2D通
信干扰对齐方法
(57)摘要
本发明请求保护一种基于级联预编码和
ESINR准则的D2D通信干扰对齐方法，首先，通过
D2D链路与蜂窝链路之间的干扰分析形成了相应
的等效信道模型；在此基础上，在保证蜂窝用户
以最大化速率传输的同时，通过D2D用户的外层
级联预编码矩阵和外层级联干扰抑制矩阵消除
D2D链路与蜂窝链路之间的干扰，从而使得蜂窝
链路与D2D链路相互独立；依据D2D发射端的
ESINR准则和D2D接收端的MMSE准则分别设计了
D2D用户的内层级联预编码矩阵和内层级联干扰
抑制矩阵。另外，本发明还利用QR分解来优化内
层级联预编码矩阵和内层级联干扰抑制矩阵。本
发明所提干扰对齐方法有效地提升了总容量与
平均能量效率等性能。
CN107070520B
CN107070520B权利要求书1/3页

1.一种基于级联预编码和ESINR准则的D2D通信干扰对齐方法，其特征在于，包括以下
步骤：
步骤1)、在混合网络系统模型中，利用SVD奇异值分解和注水算法得到蜂窝链路优化后

的预编码矩阵Vc、优化后的干扰抑制矩阵Uc和优化后的功率分配矩阵Pcc，所述混合网络系
统模型包括基站、蜂窝用户和D2D用户；
步骤2)、令D2D通信链路的预编码矩阵为干扰抑制矩阵为通过外层

级联预编码矩阵Gi消除D2D链路发射端i对蜂窝链路接收端的干扰，通过外层级联干扰抑制

矩阵Ri消除基站对D2D链路接收端i的干扰，从而形成蜂窝用户和D2D用户的等效信道模型；
所述步骤2)蜂窝用户和D2D用户的等效信道模型的可以表示为

其中，Rj表示第j个D2D接收端的外层级联干扰抑制矩阵，Hij表示第i个D2D发射端与第j

个D2D接收端之间的信道矩阵，Gi表示第i个D2D发射端的外层级联预编码矩阵，K表示D2D通
信对的个数，AH表示矩阵A的共轭转置；
式(4)满足如下约束条件

其中，表示第j个D2D接收端的内层级联干扰抑制矩阵，表示第i个D2D发射端的内

层级联预编码矩阵，di表示第i个D2D用户发送的独立数据流个数，rank(A)表示矩阵A的秩；
步骤3)、初始化内层级联干扰抑制矩阵此时可以随机选择均值为0，方差为1的矩阵

且满足条件其中，表示阶数为di的单位矩阵；

步骤4)、利用D2D发射端的ESINR准则设计D2D用户的内层级联预编码矩阵并利用QR

分解得到优化后的内层级联预编码矩阵

步骤5)、利用D2D接收端的MMSE准则设计D2D用户的内层级联干扰抑制矩阵并利用

QR分解得到优化后的内层级联干扰抑制矩阵

步骤6)、反复迭代和直至收敛，从而消除D2D链路间的干扰。
2.根据权利要求1所述的基于级联预编码和ESINR准则的D2D通信干扰对齐方法，其特

征在于，所述步骤1)利用SVD奇异值分解和注水算法得到蜂窝链路的预编码矩阵Vc、干扰抑

制矩阵Uc和功率分配矩阵Pcc具体包括步骤：
首先，将蜂窝链路的信道矩阵进行奇异值分解，可表示为

其中，Up与Vp分别表示维度为Nc×Nc的酉矩阵和Mc×Mc的酉矩阵，Mc表示基站配备的天线

数，Nc表示蜂窝用户配备的天线数，Λcc表示维度为Nc×Mc的对角矩阵，蜂窝链路的预编码矩

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CN107070520B权利要求书2/3页

阵Vc和干扰抑制矩阵Uc可以分别初始化为Vp和Up；

其次，定义维度为Mc