技术领域
[0001] 本
发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种利用缓存的多输入单输出广播信道MISO-BC(multiple input single output broadcast channel)下延迟发射机处信道状态信息CSIT(channel state information at transmitter)干扰对齐方法。本发明可用于由一个基站、多个用户组成的从基站到用户的多输入单输出下行广播信道BC(broadcast channel)，在基站所得到的信道状态信息带有延迟，每个用户带有相等大小的缓存器的前提下，通过设计缓存内容的放置方式和基站发射的
信号向量，达到干扰对齐的目的。
背景技术
[0002] 通信中的发射机很难从无线通信系统中获得即时的信道状态信息，因为发射机处的信道状态信息一般而言都是由接收机进行信道估计之后再反馈给发射机的，由此带来发射机处信道状态信息的时延。传统的干扰对齐技术依赖于即时的发射机处信道状态信息来设计预编码矩阵，在发射机处信道状态信息带有时延的情况下不适用。
[0003] 西安
电子科技大学在其
申请的
专利文献“多小区MIMO-IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法”(公开号：107566018A，申请号：201710783405.0)中公开了一种多小区MIMO-IMAC的延迟CSIT干扰对齐方法。该方法的实施步骤为：设置多输入多输出多用户接入信道MIMO-IMAC系统参数；根据系统参数选择用户向基站发送符号使用的发送策略以及使用的时隙个数,并将时隙分段；
选定策略后，在除最后一个阶段外的每一个阶段选择一个特定小区的用户发射同一类型的信号向量，其他小区的用户保持静默；在最后一个阶段的每一个时隙选取两个不同的小区，这两个小区的用户利用延迟的发射机处信道状态信息CSIT设计发送信号矢量并同时发送设计好的发送信号矢量；基站消除干扰得到无干扰的接收信号矢量,实现干扰对齐。该方法存在的不足之处是，发射的信号向量类型单一，仅能在简单场景下实现延迟发射机处信道状态信息CSIT干扰对齐。
[0004] J.Zhang和P.Elia在其发表的论文“Fundamental Limits of Cache-Aided Wireless BC:Interplay of Coded-Caching and CSIT Feedback”(IEEE Transactions on Information Theory 2017，63(5)：3142-3160)中提出了一种利用缓存在广播信道下使用混合信道状态信息(包含延迟发射机处信道状态信息和部分当前发射机处信道状态信息)的传输方法。该方法的实施步骤为：第一步，将文件划分为子文件，按特定样式存在用户的缓存中。第二步，其传输过程分为多个阶段，在第一阶段以特定方式发送信号，其发送方式采用了迫零的方法，需要利用与用户天线总数数目相同的天线。然后，基站利用混合的发射机处信道状态信息生成下一阶段的发送信号。第三步，以特定方式发送上一阶段生成的信号，基站利用混合的发射机处信道状态信息生成下一阶段的发送信号。第四步，重复第三步，直到发送的信号的阶数与用户总数相同时，基站发完上一阶段生成的信号，不再产生更高阶的信号。该方法存在的不足之处是，只适用于基站天线总数与用户天线总数相等的情况，不适用于基站天线总数小于用户天线总数的情况。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出了一种利用缓存的多输入单输出广播信道MISO-BC下的延迟发射机处信道状态信息CSIT(channel state information at transmitter)干扰对齐方法，旨在实现多个用户的MISO-BC系统下的延迟CSIT干扰对齐，并提升MISO-BC系统的
自由度。
[0006] 实现本发明目的的具体思路是，设置MISO-BC系统参数和用户的缓存内容，根据用户缓存内容和需求的文件，通过线性组合的方法构造基站发射的二阶信号向量，再判断是否产生三阶信号向量；若是，则基站利用延迟发射机处信道状态信息CSIT生成三阶信号向量；将用户分成不同的集合，根据基站产生的三阶信号向量中三阶信号数目的多少，基站构造每个集合的发射信号向量并发送它们，然后根据基站发射的信号向量的不同决定是否生成更高一阶的信号向量，以这种方式
迭代地发送基站构造的信号向量；最后，用户使用干扰抵消的方法消除干扰。
[0007] 为实现上述目的，本发明的主要步骤如下：
[0008] (1)设置缓存内容：
[0009] 将基站侧
数据库中含有的N个文件的每个文件均分为大小相等、互不相交的J个子文件，为每个用户配置1根天线、1个缓存器；每个用户按照规则缓存子文件；用户缓存器中存有基站侧数据库中每个文件的其中一个子文件，且子文件的编号与用户编号相同，L表示用户总数，L＞1，N的值与用户总数L相等，J的取值与用户总数L相等；
[0010] (2)基站向用户发送通过线性组合方法构造的二阶信号向量：
[0011] (2a)在基站向用户发送二阶信号向量的 个时隙内的每个时隙，按照轮询的方法从所有用户中选取两个用户；其中，B表示基站侧数据库中每个文件包含的符号总数，B＝L2-L，L表示用户总数；
[0012] (2b)将从每个时隙所选用户需求的2个子文件中同一
位置的符号求和，组成一个二阶信号；
[0013] (2c)按照组成二阶信号的先后顺序依次将基站所配置的L-1根天线数目相同的二阶信号，组成基站发射的二阶信号向量；
[0014] (2d)基站向用户发送该二阶信号向量；
[0015] (3)判断用户总数是否等于2，若是，则执行步骤(21)；否则，执行步骤(4)；
[0016] (4)生成基站向用户发送二阶信号向量的时隙组合：
[0017] 从基站向用户发送二阶信号向量的 个时隙中每次任取三个不同的时隙组成一个时隙组合，一共得到 个时隙组合；
[0018] (5)基站选取时隙组合，并利用延迟发射机处信道状态信息CSIT生成三阶信号：
[0019] (5a)在所有时隙组合中随机选取一个与之前所选时隙组合不相同的时隙组合；
[0020] (5b)判断所选时隙组合包含的三个时隙中所有用户是否包含三个不同的用户；若是，将该三个用户组成一个用户集合后执行步骤(5c)；否则，执行步骤(5a)；
[0021] (5c)基站接收到用户反馈的延迟发射机处信道状态信息CSIT，利用公式构造所选时隙组合包含的三个时隙中每个时隙的未选用户接收的信号；其中，ym表示在第m个时隙未选用户接收的信号，hm表示第m个时隙未选用户的信道向量，T表示转置操作，xm表示在第m个时隙基站发射的信号向量；
[0022] (5d)基站利用公式u＝kv构造一个三阶信号向量；其中，u表示基站构建的三阶信号向量，该三阶信号向量中的三阶信号属于所选时隙组合中的用户集合，k表示基站中人工设定的二阶信号系数矩阵， v表示所选时隙组合包含的三个时隙中三个未选用户接收的信号按时隙序号组成的信号向量；
[0023] (6)判断在基站向用户发送二阶信号向量的 个时隙中是否选取完所有的时隙组合，若是，基站生成每个时隙组合的三阶信号向量后，将信号向量的最高阶数p的值设置为3后执行步骤(7)；否则，执行步骤(5)；
[0024] (7)判断信号向量的最高阶数p的值是否等于用户总数，若是，则执行步骤(8)；否则，执行步骤(9)；
[0025] (8)基站向用户发送最高阶信号向量：
[0026] 在基站向用户发送最高阶信号向量的每个时隙内，基站按照p阶信号位于p阶信号向量的位次依次取出1个p阶信号和L-2个零，组成一个最高阶信号向量，基站向用户发送该信号向量；最高阶信号向量全部被基站发送后，执行步骤(21)；
[0027] (9)生成用户集合：
[0028] 从多输入单输出广播信道MISO-BC系统的所有用户中，挑选与信号向量的最高阶数p数目相同的用户作为一个用户集合，一共得到 个用户集合；其中，！表示阶乘操作；
[0029] (10)选取用户集合：
[0030] 在所有用户集合中随机选取一个与之前所选用户集合不相同的用户集合；
[0031] (11)判断所选用户集合的p阶信号向量的数目是否小于 若是，则执行步骤(12)；否则，执行步骤(14)；
[0032] (12)基站向用户发送属于全体用户的信号向量：
[0033] 在基站向用户发送属于全体用户的信号向量的每个时隙内，基站按照p阶信号位于p阶信号向量的位次依次取出1个p阶信号和L-2个零，组成一个属于全体用户的信号向量，基站向用户发送该信号向量；属于全体用户的信号向量全部被基站发送后，执行步骤(16)；
[0034] (13)判断是否选取完多输入单输出广播信道MISO-BC系统中所有的用户集合，若是，则执行步骤(21)；否则，执行步骤(10)；
[0035] (14)将所选用户集合的p阶信号向量的数目除以 得到的商为q，余数为z；若余数z等于0，则执行步骤(15)；否则，执行步骤(16)；
[0036] (15)基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量：
[0037] 在基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量的每个时隙内，基站按照p阶信号位于p阶信号向量的位次依次取出L-p个p阶信号和p-1个零，组成一个属于所选用户集合的信号向量，基站向用户发送该信号向量；属于所选用户集合的信号向量全部被基站发送后，执行步骤(17)；
[0038] (16)基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量和属于全体用户的信号向量：
[0039] 在基站向用户发送属于全体用户的信号向量和属于全体用户的信号向量的q+z个时隙的前q个时隙的每个时隙内，基站按照p阶信号位于p阶信号向量的位次依次取出L-p个p阶信号和p-1个零，组成一个属于所选用户集合的信号向量，基站向用户发送该信号向量；在基站向用户发送属于全体用户的信号向量和属于全体用户的信号向量的q+z个时隙的后z个时隙的每个时隙内，基站按照p阶信号位于p阶信号向量的位次依次取出1个p阶信号和L-2个零组成一个属于全体用户的信号向量，基站向用户发送该信号向量；属于全体用户的信号向量和属于全体用户的信号向量全部被基站发送后，执行步骤(17)；
[0040] (17)判断是否选取完多输入单输出广播信道MISO-BC系统中所有的用户集合，若是，则执行步骤(18)；否则，执行步骤(10)；
[0041] (18)生成基站发送信号向量的多播时隙的时隙组合：
[0042] 从基站发送信号向量的多播时隙中任取p+1个不同的时隙组成一个时隙组合，一共产生 个时隙组合；其中，！表示阶乘操作；
[0043] (19)基站选取时隙组合，并利用延迟发射机处信道状态信息CSIT生成p+1阶信号向量：
[0044] (19a)在所有时隙组合中随机选取一个与之前所选时隙组合不相同的组合；
[0045] (19b)判断所选组合包含的p+1个时隙中所有用户是否包含p+1个不同的用户；若是，该p+1个用户组成一个用户集合后执行步骤(19c)；否则，执行步骤(19a)；
[0046] (19c)基站接收到用户反馈的延迟发射机处信道状态信息CSIT，利用公式构造所选组合包含的p+1个时隙中每个时隙的未选用户接收的信号；其中，ym表示在第m个时隙未选用户接收的信号，hm表示第m个时隙未选用户的信道向量，T表示转置操作，xm表示在第m个时隙基站发射的信号向量；
[0047] (19d)基站利用公式o＝rs构造一个p+1阶信号向量；其中，o表示基站构建的p+1阶信号向量，该p+1阶信号向量中的p+1阶信号属于所选时隙组合中的用户集合，r表示基站中人工设定的p阶信号系数矩阵，r＝[E f]，E表示p行p列的单位矩阵，f表示首个元素为1、其它元素为0的p行1列的列向量，s表示所选组合包含的p+1个时隙中p+1个未选用户接收的信号按时隙序号组成的信号向量；
[0048] (20)判断在基站发送信号向量的多播时隙中是否选取完所有的时隙组合，若是，将基站生成的信号向量的最高阶数p的值加1后执行步骤(7)；否则，执行步骤(18)；
[0049] (21)消除用户接收的干扰：
[0050] 多输入单输出广播信道MISO-BC系统的每个用户将自身缓存器
中子文件的符号和基站发送的信号向量阶数小于p的时隙中用户接收的信号，与基站向用户发送p阶信号向量的时隙中用户接收的信号中对应的系数相乘，生成
干扰信号；将基站向用户发送p阶信号向量的时隙中用户接收的信号减去生成的干扰信号，得到消除干扰后的信号。
[0051] 与
现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0052] 第一，本发明中通过判断基站生成的信号向量的最高阶数p是否等于用户总数，判断所选用户的p阶信号向量数目的多少，基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量和属于全体用户的信号向量，使得在所选用户集合的p阶信号向量数目不同的情况下灵活构造不同的基站发射的信号向量，克服了现有技术中发射的信号向量类型单一，仅能在简单场景下实现延迟发射机处信道状态信息CSIT干扰对齐的问题，使得本发明可适用于多用户的多输入单输出MISO-BC下所选用户集合的p阶信号向量数目不同的情况，扩大了应用范围。
[0053] 第二，本发明中基站发送通过线性组合的方法构造的二阶信号向量，使得需要使用的基站天线总数减少了，克服了现有技术中需要使用的基站天线总数大于或等于用户天线总数，浪费了天线这种通信资源的缺点，使得本发明适用于基站天线总数小于用户天线总数的情况，节省了基站的天线资源。
附图说明
[0055] 图2为本发明的仿真实验的结果图。
具体实施方式
[0056] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0057] 参照附图1，对本发明的具体步骤做进一步详细描述。
[0058] 步骤1，设置缓存内容。
[0059] 将基站侧数据库中含有的N＝3个文件的每个文件均分为大小相等、互不相交的J＝3个子文件，为每个用户配置1根天线、1个缓存器；每个用户按照规则缓存子文件；基站侧数据库中含有的3个文件为W1、W2、W3，用Wn表示数据库里的第n个文件；以文件W1为例，W1文件被分为3个子文件(W1)1、(W1)2、(W1)3；其中，(W1)1表示文件W1的第1个子文件，(W1)2表示文件W1的第2个子文件，(W1)3表示文件W1的第3个子文件；用户缓存器中存有基站侧数据库中每个文件的其中一个子文件，且子文件的编号与用户编号相同，L＝3表示用户总数；所述基站侧数据库是指与基站通过光纤相连接的文件数据库，该数据库中每个文件所包含的信息类型为图像、视频、声音、文字四种类型中的一种。用户与基站通过无线网络相连，用户要通过发射机拿取数据库文件；用户拥有全局的瞬时信道状态信息，而基站拥有带一个时隙延迟的发射机处信道状态信息CSIT；信道是时变的，下一个时隙的信道状态和本时隙的信道状态不同；所述规则是指，将每个文件的子文件按从小到大编号，按照编号从每个文件的子文件中依次提取一个子文件，将所有同一编号的子文件组成一个子文件集合；将每个子文件集合按从小到大编号，用户也按从小到大编号；将所有子文件集合中与用户编号相同的子文件放入用户自身的缓存器中。Rxj表示第j个用户，以第1个用户Rx1为例，Rx1的缓存器中放置有子文件(W1)1、(W2)1、(W3)1；此时，用户没有明确自己需要基站侧数据库的哪一个文件。
[0060] 步骤2，基站向用户发送通过线性组合方法构造的二阶信号向量。
[0061] 第1步，在基站向用户发送二阶信号向量的 个时隙内的每个时隙，按照轮询的方法从所有用户中选取两个用户；其中，B表示基站侧数据库中每个文件包含的符号总数，B＝L2-L＝6，L表示用户总数；在该步骤，用户确定了自己需求的文件；在本
实施例中，Rx1需求文件W1，Rx2需求文件W2，Rx3需求文件W3；所述轮询的方法是指，在每个时隙对用户进行轮流选择，每次从所有用户中随机挑选两个用户，判断所选用户是否存在两个与之前所选用户相同的用户；若是，则在该时隙内重新从所有用户中再随机挑选两个用户，直到所选用户与之前所选用户存在一个用户不相同为止。若无法挑选出与之前所选用户存在一个用户不相同的两个用户，则将之前所选用户变为未被选择用户，在该时隙内重新从所有用户中再随机挑选两个用户，直到所选用户与之前所选用户存在一个用户不相同为止。所述符号是指，由文件中的信息比特经过数字调制方式映射到
星座图上的点，是构成文件的基本单位。
[0062] 第2步，将从每个时隙所选用户需求的2个子文件中同一位置的符号求和，组成一个二阶信号。例如，在第1个时隙中选中的用户为Rx1、Rx2，Rx1的缓存器中有子文件(W2)1，该子文件是Rx2所需求的；因为Rx2需求的文件是W2，而Rx2的缓存器中有子文件(W2)2，还需要子文件(W2)1、(W2)3，所以Rx1的缓存器中的子文件(W2)1是Rx2需求的；类似的，Rx2的缓存器中有子文件(W1)2，该子文件是Rx1需求的。a(1)表示第1个二阶信号，a(1)＝(W1)2,1+(W2)1,1；其中，(W1)2,1表示子文件(W1)2的第1个符号，(W2)1,1表示子文件(W2)1的第1个符号。
[0063] 第3步，按照组成二阶信号的先后顺序依次将基站所配置的L-1＝2根天线数目相同的二阶信号，组成基站发射的二阶信号向量。以第1个时隙为例，由于基站的天线数目为L-1＝2，取出二阶信号a(1)、a(2)，基站发射的信号向量为[a(1)a(2)]T；其中，a(1)表示第1个二阶信号，a(2)表示第2个二阶信号，T表示转置。
[0064] 第4步，基站向用户发送该二阶信号向量。
[0065] 步骤3，判断用户总数是否等于2，若是，则执行步骤21；否则，执行步骤4。
[0066] 步骤4，生成基站向用户发送二阶信号向量的时隙组合。
[0067] 从基站向用户发送二阶信号向量的 个时隙中每次任取三个不同的时隙组成一个时隙组合，一共得到 个时隙组合。在本实施例中，生成的时隙组合为{第1个时隙，第2个时隙，第3个时隙}。
[0068] 步骤5，基站选取时隙组合，并利用延迟发射机处信道状态信息CSIT生成三阶信号。
[0069] 第1步，在所有时隙组合中随机选取一个与之前所选时隙组合不相同的时隙组合。
[0070] 第2步，判断所选时隙组合包含的三个时隙中所有用户是否包含三个不同的用户；若是，将该三个用户组成一个用户集合后执行本步骤的第3步；否则，执行本步骤的第1步。
[0071] 第3步，基站接收到用户反馈的延迟发射机处信道状态信息CSIT，利用公式构造所选时隙组合包含的三个时隙中每个时隙的未选用户接收的信号；其中，ym表示在第m个时隙未选用户接收的信号，hm表示第m个时隙未选用户的信道向量，T表示转置操作，xm表示在第m个时隙基站发射的信号向量；所述未选用户是指，在基站向用户发送二阶信号的 个时隙内所选的每个时隙组合所包含的三个时隙中有三个不同的所选用户，在所选三个时隙的每个时隙选择了其中两个用户，剩余的一个用户为未选用户。例如，第1个时隙选择的用户为Rx1、Rx2，该时隙的未选用户为Rx3；第2个时隙选择的用户为Rx2、Rx3，该时隙的未选用户为Rx1；第3个时隙选择的用户为Rx1、Rx3，该时隙的未选用户为Rx2。
[0072] 第4步，基站利用公式u＝kv构造一个三阶信号向量；其中，u表示基站构建的三阶信号向量，该三阶信号向量中的三阶信号属于所选时隙组合中的用户集合，k表示基站中人工设定的二阶信号系数矩阵， v表示所选时隙组合包含的三个时隙中三个未选用户接收的信号按时隙序号组成的信号向量。在本实施例中，基站只生成一个三阶信号向量 其中，b(1)是第1个三阶信号，b(2)是第2个三阶信号，写成方程
组的形式如下：
[0073] b(1)＝y1+y3，
[0074] b(2)＝y2。
[0075] 步骤6，判断在基站向用户发送二阶信号向量的 个时隙中是否选取完所有的时隙组合，若是，基站生成每个时隙组合的三阶信号向量后，将信号向量的最高阶数p的值设置为3后执行步骤7；否则，执行步骤5。
[0076] 步骤7，判断信号向量的最高阶数p的值是否等于用户总数，若是，则执行步骤8；否则，执行步骤9。当信号向量的最高阶数p的值是等于用户总数时，意味着生成的信号向量阶数到了最高阶。
[0077] 步骤8，基站向用户发送最高阶信号向量。
[0078] 在基站向用户发送最高阶信号向量的每个时隙内，基站按照p阶信号位于p阶信号向量的位次依次取出1个p阶信号和L-2个零，组成一个最高阶信号向量，基站向用户发送该信号向量；最高阶信号向量全部被基站发送后，执行步骤21。在本实施例中，基站只生成一个三阶信号向量，包含三阶信号b(1)、b(2)；在基站向用户发送所选用户集合的p阶信号向量的第1个时隙，基站构造的信号向量为[b(1)0]T；在基站向用户发送所选用户集合的p阶T信号向量的第1个时隙，基站构造的信号向量为[b(2)0]。
[0079] 步骤9，生成用户集合。
[0080] 从多输入单输出广播信道MISO-BC系统的所有用户中，挑选与信号向量的最高阶数p数目相同的用户作为一个用户集合，一共得到 个用户集合；其中，！表示阶乘操作。
[0081] 步骤10，选取用户集合。
[0082] 在所有用户集合中随机选取一个与之前所选用户集合不相同的用户集合。
[0083] 步骤11，判断所选用户集合的p阶信号向量的数目是否小于 若是，则执行步骤12；否则，执行步骤14。当所选用户集合的p阶信号向量的数目是否小于 意味着所选用户集合的p阶信号向量的数目不足，这影响着基站构造发射的信号向量的方式。
[0084] 步骤12，基站向用户发送属于全体用户的信号向量。
[0085] 在基站向用户发送属于全体用户的信号向量的每个时隙内，基站按照p阶信号位于p阶信号向量的位次依次取出1个p阶信号和L-2个零，组成一个属于全体用户的信号向量，基站向用户发送该信号向量；属于全体用户的信号向量全部被基站发送后，执行步骤16。
[0086] 步骤13，判断是否选取完多输入单输出广播信道MISO-BC系统中所有的用户集合，若是，则执行步骤21；否则，执行步骤10。
[0087] 步骤14，将所选用户集合的p阶信号向量的数目除以 得到的商为q，余数为z；若余数z等于0，则执行步骤15；否则，执行步骤16。之所以将所选用户集合的p阶信号向量的数目除以 是因为把这些p阶信号向量分为两个部分，不同部分的p阶信号向量被用于不同的方式构造的基站发射的信号向量。
[0088] 步骤15，基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量。
[0089] 在基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量的每个时隙内，基站按照p阶信号位于p阶信号向量的位次依次取出L-p个p阶信号和p-1个零，组成一个属于所选用户集合的信号向量，基站向用户发送该信号向量；属于所选用户集合的信号向量全部被基站发送后，执行步骤17。
[0090] 步骤16，基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量和属于全体用户的信号向量。
[0091] 在基站向用户发送属于全体用户的信号向量和属于全体用户的信号向量的q+z个时隙的前q个时隙的每个时隙内，基站按照p阶信号位于p阶信号向量的位次依次取出L-p个p阶信号和p-1个零，组成一个属于所选用户集合的信号向量，基站向用户发送该信号向量；在基站向用户发送属于全体用户的信号向量和属于全体用户的信号向量的q+z个时隙的后z个时隙的每个时隙内，基站按照p阶信号位于p阶信号向量的位次依次取出1个p阶信号和L-2个零组成一个属于全体用户的信号向量，基站向用户发送该信号向量；属于全体用户的信号向量和属于全体用户的信号向量全部被基站发送后，执行步骤17。
[0092] 步骤17，判断是否选取完多输入单输出广播信道MISO-BC系统中所有的用户集合，若是，则执行步骤18；否则，执行步骤10。
[0093] 步骤18，生成基站发送信号向量的多播时隙的时隙组合。
[0094] 从基站发送信号向量的多播时隙中任取p+1个不同的时隙组成一个时隙组合，一共产生 个时隙组合；其中，！表示阶乘操作；所述从基站发送信号向量的多播时隙是指，每个用户集合在步骤15中基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量所使用的时隙和在步骤16中基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量和属于全体用户的信号向量的q+z个时隙的前q个时隙。
[0095] 步骤19，基站选取时隙组合，并利用延迟发射机处信道状态信息CSIT生成p+1阶信号向量。
[0096] 第1步，在所有时隙组合中随机选取一个与之前所选时隙组合不相同的组合。
[0097] 第2步，判断所选组合包含的p+1个时隙中所有用户是否包含p+1个不同的用户；若是，该p+1个用户组成一个用户集合后执行本步骤的第3步；否则，执行本步骤的第1步。
[0098] 第3步，基站接收到用户反馈的延迟发射机处信道状态信息CSIT，利用公式构造所选组合包含的p+1个时隙中每个时隙的未选用户接收的信号；其中，ym表示在第m个时隙未选用户接收的信号，hm表示第m个时隙未选用户的信道向量，T表示转置操作，xm表示在第m个时隙基站发射的信号向量；所述未选用户是指，在基站发送信号向量的多播时隙的每个时隙组合所包含的p+1个时隙中有p+1个不同的所选用户，在所选p+1时隙的每个时隙的所选用户集合中包含了其中p个用户，剩余的一个用户为未选用户。
[0099] 第4步，基站利用公式o＝rs构造一个p+1阶信号向量；其中，o表示基站构建的p+1阶信号向量，该p+1阶信号向量中的p+1阶信号属于所选时隙组合中的用户集合，r表示基站中人工设定的p阶信号系数矩阵，r＝[E f]，E表示p行p列的单位矩阵，f表示首个元素为1、其它元素为0的p行1列的列向量，s表示所选组合包含的p+1个时隙中p+1个未选用户接收的信号按时隙序号组成的信号向量。
[0100] 步骤20，判断在基站发送信号向量的多播时隙中是否选取完所有的时隙组合，若是，将基站生成的信号向量的最高阶数p的值加1后执行步骤7；否则，执行步骤18；所述从基站发送信号向量的多播时隙是指，每个用户集合在步骤15中基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量所使用的时隙和在步骤16中基站向用户发送属于所选用户集合的信号向量和属于全体用户的信号向量的q+z个时隙的前q个时隙。
[0101] 步骤21，消除用户接收的干扰。
[0102] 多输入单输出广播信道MISO-BC系统的每个用户将自身缓存器中子文件的符号和基站发送的信号向量阶数小于p的时隙中用户接收的信号，与基站向用户发送p阶信号向量的时隙中用户接收的信号中对应的系数相乘，生成干扰信号；将基站向用户发送p阶信号向量的时隙中用户接收的信号减去生成的干扰信号，得到消除干扰后的信号。
[0103] 下面结合仿真实验对本发明的效果做进一步的说明：
[0104] 1.仿真实验条件：
[0105] 本发明的仿真实验的
硬件平台为：处理器为Intel i7 5930k CPU，主频为3.5GHz，内存16GB。
[0106] 本发明的仿真实验的
软件为：Windows 10
操作系统和Matlab R2018b仿真软件。
[0107] 2.仿真内容及结果分析：
[0108] 本发明仿真实验中
申请人利用Matlab R2018b仿真软件中编程模拟了一个多输入多输出广播信道MISO-BC系统，包含一个文件数据库，多个用户，一个基站。文件数据库大小为10GB，其中配置有20个500MB大小mp4类型的视频文件。系统中模拟的每个用户分别配置1根天线、1个缓存器。
[0109] 本发明的仿真实验是采用本发明的方法和一个现有技术(延迟CSIT干扰对齐方法)，对MISO-BC系统里所模拟的文件数据库中的文件进行了9次传输实验，每次仿真实验模拟的用户数目依次为2，3，4，5，6，7，8，9，10，每次仿真实验模拟的基站配置的天线数目依次为1，2，3，4，5，6，7，8，9，每次仿真实验传输的文件数目与用户数目相同，得到了在用户数目分别为2，3，4，5，6，7，8，9，10时MISO-BC系统的总自由度。
[0110] 在仿真实验中，采用的一个现有技术是指：
[0111] 延迟CSIT干扰对齐方法是指，M.A.Maddah-Ali和D.Tse在“Completely stale transmitter channel state information is still very useful，IEEE Transactions on Information Theory 2012，58(7)：4418-4431”中提出的延迟发射机处信道状态信息干扰对齐方法，简称延迟CSIT干扰对齐方法。
[0112] 将本发明仿真实验中使用两种方法分别进行了9次实验得到的不同的MISO-BC系统的总自由度绘制成曲线，如图2所示。
[0113] 图2中的横坐标表示MISO-BC系统中的用户数目，纵坐标表示MISO-BC系统的总自由度，以方形标示的曲线表示采用现有技术延迟CSIT干扰对齐方法的仿真结果的曲线，以圆形标示的曲线表示采用本发明的方法仿真结果的曲线。
[0114] 由图2中的两条仿真曲线可以看出，随着用户数目的增加，MISO-BC系统的总自由度呈线性增长趋势。当用户数目分别为2，3，4，5，6，7，8，9，10时，本发明的方法得到的MISO-BC系统的总自由度均高于延迟CSIT干扰对齐方法得到的MISO-BC系统的总自由度。
[0115] 仿真实验结果表明，在用户数目相同的情况下，本发明的方法得到的MISO-BC系统的总自由度高于延迟CSIT干扰对齐方法得到的MISO-BC系统的总自由度；本发明的方法是一种高效的数据传输方法。
