本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種全雙工中繼系統(tǒng)的交替迭代波束成形檢測方法。

背景技術(shù)：

由于全雙工無線中繼站能夠為移動通信系統(tǒng)提供比較廣闊的地域覆蓋范圍以及高的頻譜效率，因此受到許多學(xué)者的關(guān)注。由于全雙工中繼端到端的傳輸只需要一個信道，即全雙工中繼系統(tǒng)允許中繼在同一頻率，同時發(fā)射和接收信號，因此與半雙工中繼相比成倍提高頻譜效率。但是由于中繼收發(fā)端之間存在信號泄漏，產(chǎn)生了自干擾問題，自干擾使得中繼系統(tǒng)性能嚴重惡化，且降低了系統(tǒng)的信道容量，因此，實現(xiàn)全雙工技術(shù)的挑戰(zhàn)在于如何有效管理全雙工帶來的自干擾。消除自干擾的方法有天線之間的物理隔離,時域消除技術(shù)，空間抑制技術(shù)。天線間的物理隔離只能抑制部分自干擾，而時域消除由于高計算復(fù)雜度，不適合用在MIMO中繼系統(tǒng)中，因此，我們主要討論空間抑制技術(shù)?，F(xiàn)有的幾種經(jīng)典的消除自干擾的算法有零空間投影算法以及最大化信干比算法，其中最大化信干比算法的性能優(yōu)于迫零算法，但是，這種算法并沒有考慮噪聲的影響。

因此，需要一種新的方法來解決全雙工中繼系統(tǒng)如何消除自干擾并提高系統(tǒng)性能的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)問題：提供一種全雙工中繼系統(tǒng)的交替迭代波束成形檢測方法，以獲得系統(tǒng)性能的提高。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

第一步，根據(jù)初始化公式(1)，得到初始化發(fā)射預(yù)編碼矩陣然后根據(jù)和速率計算公式得到系統(tǒng)的和速率R¹，作為迭代結(jié)束依據(jù)；第二步，由初始化發(fā)射預(yù)編碼矩陣代入公式(2)得到接收端預(yù)編碼矩陣再將接收端預(yù)編碼矩陣代入公式(3)得到發(fā)射端預(yù)編碼矩陣最后將更新的接收端預(yù)編碼矩陣和發(fā)射端預(yù)編碼矩陣代入和速率公式得到新的和速率R²；第三步，計算|R²-R¹|，若小于設(shè)定的迭代終止門限δ，則停止迭代，否則重復(fù)步驟二，直到符合迭代終止條件。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

(a)該算法不但在接收端考慮了系統(tǒng)自干擾信號和噪聲，同時在發(fā)射端也考慮了泄露信號和噪聲，可以有效平衡自干擾信號以及噪聲的影響，從而明顯提高系統(tǒng)的性能；

(b)引入交替迭代結(jié)構(gòu)，重復(fù)計算接收端和發(fā)射端的預(yù)編碼矩陣，隨著迭代次數(shù)的增加，自干擾持續(xù)被減小，從而進一步提高系統(tǒng)性能。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個系統(tǒng)示意圖。

圖2是交替迭代預(yù)編碼算法的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定的范圍。

本發(fā)明一種全雙工中繼系統(tǒng)的交替迭代波束成形檢測方法包括：基于最小化均方誤差準則得到初始化發(fā)射端預(yù)編碼矩陣和接收端預(yù)編碼矩陣，然后引入交替迭代思想，該算法不但在接收端考慮了系統(tǒng)自干擾信號和噪聲，同時在發(fā)射端也考慮了泄露信號和噪聲，可以有效平衡自干擾信號以及噪聲的影響，從而明顯提高系統(tǒng)的性能。

作為優(yōu)選方案，根據(jù)交替迭代的思想，首先得到初始化的發(fā)射端預(yù)編碼矩陣，然后根據(jù)發(fā)射端預(yù)編碼矩陣計算接收端預(yù)編碼矩陣，再引入迭代結(jié)構(gòu)，不斷更新發(fā)射端和接收端的預(yù)編碼矩陣，直到符合條件。其具體步驟如下。

第一步，由公式(1)得到初始化的發(fā)射預(yù)編碼矩陣并根據(jù)和速率公式求得和速率R¹，作為迭代結(jié)束依據(jù)。當?shù)趎+1次時，將更新的發(fā)射預(yù)編碼矩陣代入公式(2)得到接收端預(yù)編碼矩陣再將接收端預(yù)編碼矩陣代入公式(3)得到發(fā)射端預(yù)編碼矩陣最后將更新的接收端預(yù)編碼矩陣和發(fā)射端預(yù)編碼矩陣代入和速率公式得到新的和速率Rⁿ⁺¹。最后計算|Rⁿ⁺¹-Rⁿ|，若小于設(shè)定的迭代終止門限δ，則停止迭代，否則重復(fù)迭代步驟，直到符合迭代終止條件。

其中，參數(shù)δ表示迭代終止門限。

如圖1所示，中繼端的發(fā)射預(yù)編碼矩陣和接收預(yù)編碼矩陣基于最小均方誤差準則能夠有效的抑制接收端自干擾信號，發(fā)射端泄露信號和噪聲。

如圖2所示，在基于最小均方誤差準則的基礎(chǔ)上，引入了迭代結(jié)構(gòu)來進一步優(yōu)化波束成形矩陣，提高系統(tǒng)的性能。

本發(fā)明采用了交替迭代波束成形的思想，先利用最小均方誤差準則同時在中繼發(fā)射端和接收端設(shè)計發(fā)射預(yù)編碼矩陣和接收預(yù)編碼矩陣，隨后，本發(fā)明引入了迭代結(jié)構(gòu)來進一步優(yōu)化波束成形矩陣。該算法不但在接收端考慮了系統(tǒng)自干擾信號和噪聲，同時在發(fā)射端也考慮了泄露信號和噪聲，可以有效平衡自干擾信號以及噪聲的影響，從而明顯提高系統(tǒng)的性能。