蜂窩系統(tǒng)中廣義干擾對(duì)齊技術(shù)研究.pdf

1、干擾對(duì)齊是近幾年提出的多用戶通信模型下全新的干擾管理方法，通過(guò)在發(fā)送端進(jìn)行預(yù)編碼設(shè)計(jì)，使得干擾在接收端對(duì)齊到一個(gè)更低維度的子空間，從而能夠預(yù)留更多的信號(hào)空間無(wú)干擾的傳輸有效數(shù)據(jù)流。在高信噪比情況下，干擾對(duì)齊技術(shù)能有效地逼近信道容量，對(duì)于移動(dòng)通信系統(tǒng)普遍存在的干擾受限場(chǎng)景具有重要的應(yīng)用意義。
　　然而，干擾對(duì)齊技術(shù)在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用還面臨著很多技術(shù)障礙。比如，干擾對(duì)齊對(duì)信號(hào)的維度要求很高，需要較多的天線數(shù)或較大的符號(hào)擴(kuò)展；干擾對(duì)齊需

2、要已知所有用戶的信道狀態(tài)信息，信道估計(jì)誤差會(huì)顯著惡化干擾對(duì)齊的效果；此外，在追求和速率優(yōu)化的同時(shí)，實(shí)際通信系統(tǒng)還需要兼顧用戶之間的公平性。針對(duì)以上問(wèn)題，本項(xiàng)目以擴(kuò)大干擾對(duì)齊的應(yīng)用范圍為核心目標(biāo)，研究并提出能夠適應(yīng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)條件的干擾對(duì)齊技術(shù)方案及算法。主要工作如下：
　　1.針對(duì)經(jīng)典干擾對(duì)齊技術(shù)對(duì)信號(hào)維度要求高的問(wèn)題，提出了廣義干擾對(duì)齊的辦法。即，并不一定要求干擾完全消除，而只要求消除比較大的幾個(gè)干擾。具體的，針對(duì)強(qiáng)干擾數(shù)目為m

3、的對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)，分析了廣義干擾對(duì)齊的可行性。結(jié)果表明廣義干擾對(duì)齊的可行性不再受用戶數(shù)的限制，而只與系統(tǒng)中強(qiáng)干擾數(shù)目有關(guān)。當(dāng)強(qiáng)干擾數(shù)目m滿足關(guān)系2m?M?N?時(shí)，系統(tǒng)可無(wú)干擾的傳輸有效數(shù)據(jù)。并且，針對(duì)廣義干擾對(duì)齊解析解難以得到的問(wèn)題，給出了一種通用的廣義干擾對(duì)齊的實(shí)現(xiàn)辦法。
　　2.針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)中用戶公平性約束問(wèn)題，通過(guò)挖掘MIMO IFC的網(wǎng)絡(luò)對(duì)偶性，提出了一種用戶公平性約束下的干擾對(duì)齊算法。首先，基于原網(wǎng)絡(luò)與互易網(wǎng)絡(luò)之間對(duì)稱性分析，

4、給出了關(guān)于信干噪比的對(duì)偶性定理。在此對(duì)偶性定理的基礎(chǔ)上，將原優(yōu)化問(wèn)題分解成可解析的幾個(gè)子問(wèn)題，設(shè)計(jì)迭代算法，并給出了所提算法的收斂性證明。通過(guò)仿真分析證實(shí)了，所提算法在保證用戶公平的前提下，完成了干擾對(duì)齊方案的設(shè)計(jì)，并且獲得了比經(jīng)典干擾對(duì)齊算法更高的系統(tǒng)和速率。
　　3.針對(duì)在實(shí)際通信系統(tǒng)中，通信節(jié)點(diǎn)能夠獲得的信道狀態(tài)信息存在誤差的問(wèn)題，通過(guò)挖掘MIMO IFC的網(wǎng)絡(luò)對(duì)偶性，利用信道狀態(tài)信息估計(jì)差錯(cuò)值的統(tǒng)計(jì)信息，提出了一種對(duì)信道狀