1.一种基于认知网络中动态功率分配的干扰对齐方法,其特征在于,包括:S1、将次用户的第一预编码矩阵Vi,i=Kp+1,Kp+2,…,K,分解为第一干扰消除参数Gi和第二预编码矩阵 将第一干扰抑制矩阵Ui分解为第二干扰消除参数Bi和第二干扰抑制矩阵
S2、令主用户与次用户之间的干扰为零,求解第一干扰消除参数Gi和第二干扰消除参数Bi;
S3、在消除了主用户与次用户之间干扰的的情况下,使用交替迭代法求解出最优的第二预编码矩阵、第二干扰抑制矩阵及功率分配Pi,具体包括:
101、开始迭代求解消除次用户间干扰的第二预编码矩阵 第二干扰抑制矩阵 及每个用户所分配的功率pi,设置迭代的收敛阈值z及系统总功率Pt;
102、令n=1,初始化功率分配pi与第二干扰抑制矩阵 以及与第二预编码矩阵 求此0
时f;
103、固定功率分配、第二干扰抑制矩阵,利用最小干扰泄漏算法求此时最优第二预编码矩阵;
104、在反向通信中,利用信道互易性,固定功率分配、第二预编码矩阵求此时最优第二干扰抑制矩阵;
105、固定第二干扰抑制矩阵、第二预编码矩阵,利用最大和容量算法求此时最优功率分配;
n
106、利用所求功率分配与第二干扰抑制矩阵以及与预编码矩阵求f;
n n‑1
107、当|f‑f |≤z迭代结束,否则令n=n+1并返回步骤103;
0 n n
其中,n为迭代次数,f 表示初始的信道容量,z表示收敛阈值,f =C 表示第n次迭代时的信道容量;Kp为主用户的用户数,K为主用户与次用户的用户数之和。
2.根据权利要求1所述的一种基于认知网络中动态功率分配的干扰对齐方法,其特征在于,所述将次用户的第一预编码矩阵Vi分解为第一干扰消除参数Gi和第二预编码矩阵将第一干扰抑制矩阵Ui分解为第二干扰消除参数Bi和第二干扰抑制矩阵 包括:预编码矩阵:
干扰抑制矩阵:
3.根据权利要求1所述的一种基于认知网络中动态功率分配的干扰对齐方法,其特征在于,所述令主用户与次用户之间的干扰为零,求解第一干扰消除参数Gi和第二干扰消除参数Bi包括:
其中
且i=Kp+1,Kp+2,…,K,j=1,2,…,Kp;
若令
Gi取Li的零空间,且维数为 的维数为Bi取Oi的零空间,且维数为 的维数为其中, 为Uj的转置共轭矩阵, 为Bi的转置共轭矩阵,Hij是发送端j到接收端i的信道矩阵,Hik表示用户k到接收端i的信道矩阵,Hki表示用户i到接收端k的信道矩阵,其中k∈[1,Kp],Kp为主用户的用户数, 表示第Kp个用户的的预编码矩阵,Mi表示用户i发送端的天线数,di表示用户i的自由度,Ni表示用户i接收端的天线数,dj表示用户j的自由度、即用户j发送dj个数据流则用户j的自由度为dj,Hji是发送端i到接收端j的信道矩阵,上标H表示矩阵的转置共轭矩阵,K表示总的用户数。
4.根据权利要求1所述的一种基于认知网络中动态功率分配的干扰对齐方法,其特征在于,所述固定第二干扰抑制矩阵、第二预编码矩阵,利用最大和容量算法求此时最优功率分配包括:
为了求解功率分配,固定最优的预编码矩阵和干扰抑制矩阵,需要满足条件:由凸优化可知上式的最优问题可以通过拉格朗日乘数法解决:其中, 是拉格朗日乘子且 不等于0,令 得到:令 得到:
将上式写成矩阵的形式为:
化简得:
其中,bki为干扰信号功率系数矩阵, bki表示第i个用户对第k个用户的干扰信号功率系数,表示为 bkk为期望信号功率系数矩阵,bkk表示用户k的期望信号功率系数,表示为 k,i∈[1,K],Uk表示用户k的干扰抑制矩阵,Hki表示发送端i到接收端k的信道矩阵,Vki表示发送端i到接收端k的预编码矩阵, 表示矩阵的范数,K为主用户与次用户的用户数之和,C为信道容量,I为单位矩阵,pi表示用户i的功率,Hkk表示发送端k到接收端k的信道矩阵,Hki表示发送端i到接收端k的信道矩阵,Vkk表示发送端k到接收端k的期望信号的预编码矩阵,Vki表示发送端i到接收端k的期望信号的预编码矩阵,Pt表示系统总功率,上标H表示矩阵的转置共轭矩阵。