关键词：MIMO；多输入多输出；干扰抑制
1、概述
MIMO通信技术源于天线分集技术与智能天线技术，它是多输入单输出与单输入多输出技术的结合，具有两者的特征。MIMO系统在发送端与接收端均采用多天线单元，运用先进的无线传输与信号处理技术，利用无线信道的多径传播，开发空间资源，建立空间并行传输通道，在不增加带宽与发射功率的情况下，成倍提高无线通信的质量与数据速率，堪称现代通信领域的重要技术突破。
MIMO系统干扰抑制的目的是通过干扰抑制技术来消除或抑制小区间干扰以增强用户尤其是小区边缘用户的性能。根据基站间是否共享信道状态信息（CSI），将现有的MIMO系统分为两类：非协作系统和协作系统。针对非协作系统和协作系统，分别对应非协作系统干扰抑制技术和协作系统干扰抑制技术。为了在干扰抑制的基础上进一步增强用户性能，国内外学者为此做了大量的研究工作。
2、专利申请情况
本次专利分析的检索数据包括截止到2019年7月18日公开的专利申请。
专利历年申请量分布图1出示了MIMO通信系统中干扰抑制技术相关的全球专利申请的年代分布情况，从图中可见，MIMO通信系统中干扰抑制技术申请最早出现在1999年，自2012年以后，申请量增长极为迅速，并在2015年达到高峰，自2015年以后，申请量有所下降，一方面是申请的专利还有部分未公开，另一方面是因为该技术已发展得较为成熟。
图1 全球申请量年份分布图
国内外主要申请人分析：
本小节从专利申请国内外主要申请人方面对MIMO通信系统中干扰抑制技术的专利申请做了进一步的分析，主要对申请人数十年来的该领域的专利申请总量进行排名，取排名靠前的申请人进行分析。
图2 全球主要申请人申请量分布
图2为MIMO通信系统中干扰抑制技术相关的全球专利申请人分布，从图中可以发现，在MIMO通信系统中干扰抑制技术领域，我国的中兴、华为，韩国三星、LG，美国高通、苹果等公司都较为活跃。美国、日本、韩国、中国等在MIMO通信系统中干扰抑制技术领域技术活跃程度可见一斑。
图3 国内主要申请人申请量分布
图3是MIMO通信系统中干扰抑制技术相关的国内申请人分布，从图中可见，华为、中兴作为国内著名的通信公司分别以39%、33%的比例占据第1、2位，上海贝尔股份有限公司和大唐移动通信设备有限公司对该技术也有比较深入的研究，电子通信类专业高校对MIMO通信系统中干扰抑制技术的研究占比较高。
3、专利技术分支及其发展路线
3.1 协作系统
协作系统中干扰抑制的方法主要通过联合预编码实现，其中非线性预编码可以在干扰抑制的同时尽可能大的增大下行带宽容量，而线性预编码则可以在干扰抑制的同时降低复杂度，增加带宽有效利用率。
2011年，中兴通讯股份有限公司提出了一种多输入多输出系统的信号传输方法、系统及装置，该方法可以适应信道条件较差的情况，减小多用户间的干扰，降低系统的误码率，提高系统的整体性能，减少信息开销并能更加方便的进行功率控制，还能满足用户公平性的要求。2012年，北京邮电大学提出了一种多用户MIMO系统的线性与非线性综合预编码方法及装置，该方法实现线性预编码与非线性预编码的综合设计，消除已知干扰并压制未知干扰，克服了基于信漏噪比最优化准则的线性预编码中已知干扰未完全消除及各等效信道增益不均衡等两大缺点，提升了系统性能。2013年，华为技术有限公司提出了多用户多输入多输出系统中线性预编码的方法及装置，本方法适于MU MIMO系统下行信道和上行信道的传输信号时，在基站侧对信号进行线性预编码时采用，可以降低计算复杂度，提高系统效率，并且采用线性预编码技术，对于不完善的CSI的鲁棒性较强。
3.2 非协作系统
2010年，中兴通讯股份有限公司提出了一种参考信号的序列产生和映射方法及发送装置，在保证了干扰随机化的同时，还保证了传输的性能，并且可以很好地兼容已有的LTE系统，从而实现了高阶的MIMO传输，支持了相应技术的使用，提高了系统的整体性能。2013年，华为技术有限公司提出了无线通信信号的干扰协调方法及装置，利用善意注水法确定发射信号的初始化后的协方差矩阵；根据所述协方差矩阵和初始化后的拉格朗日算子确定通信链路的可达数据率在协方差限制条件下的平稳点；根据所述平稳点对拉格朗日算子进行修改，获取收敛的拉格朗日算子以及与所述收敛的拉格朗日算子对应的协方差矩阵，所述收敛后的拉格朗日算子为功率发射系数。2016年，东南大学提出了大规模MIMO全向预编码传输下的迭代软干扰消除接收方法，该方法能够解决大规模MIMO系统中小区间强干扰影响全向信号接收可靠性的问题。通过使用低复杂度的软输入软输出检测器和译码器，在保证有效抑制小区间干扰的同时，降低接收机的实现复杂度。
小结
MIMO通信系统中干扰抑制技术，已是发展相对成熟的通信技术。本文基于该领域专利申请进行了专利申请趋势，以及主要申请人的分析，对MIMO通信系统中干扰抑制技术专利文献进行了分类整理，简单梳理了相关技术分支下的代表专利技术，为MIMO通信系统中干扰抑制技术发展到产业应用提供了一定的技术启示，也为相关领域审查员了解技术脉络提供了一定的帮助。
论文作者:郭城麟
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年13期
论文发表时间:2019/11/8
标签：干扰论文; 抑制论文; 技术论文; 系统论文; 通信系统论文; 专利申请论文; 申请人论文; 《当代电力文化》2019年13期论文;