蜂窩系統(tǒng)中廣義干擾對齊技術研究.pdf

1、干擾對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，通過在發(fā)送端進行預編碼設計，使得干擾在接收端對齊到一個更低維度的子空間，從而能夠預留更多的信號空間無干擾的傳輸有效數(shù)據(jù)流。在高信噪比情況下，干擾對齊技術能有效地逼近信道容量，對于移動通信系統(tǒng)普遍存在的干擾受限場景具有重要的應用意義。
　　然而，干擾對齊技術在實際系統(tǒng)中的應用還面臨著很多技術障礙。比如，干擾對齊對信號的維度要求很高，需要較多的天線數(shù)或較大的符號擴展；干擾對齊需

2、要已知所有用戶的信道狀態(tài)信息，信道估計誤差會顯著惡化干擾對齊的效果；此外，在追求和速率優(yōu)化的同時，實際通信系統(tǒng)還需要兼顧用戶之間的公平性。針對以上問題，本項目以擴大干擾對齊的應用范圍為核心目標，研究并提出能夠適應通信系統(tǒng)實現(xiàn)條件的干擾對齊技術方案及算法。主要工作如下：
　　1.針對經(jīng)典干擾對齊技術對信號維度要求高的問題，提出了廣義干擾對齊的辦法。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干擾。具體的，針對強干擾數(shù)目為m

3、的對稱網(wǎng)絡，分析了廣義干擾對齊的可行性。結果表明廣義干擾對齊的可行性不再受用戶數(shù)的限制，而只與系統(tǒng)中強干擾數(shù)目有關。當強干擾數(shù)目m滿足關系2m?M?N?時，系統(tǒng)可無干擾的傳輸有效數(shù)據(jù)。并且，針對廣義干擾對齊解析解難以得到的問題，給出了一種通用的廣義干擾對齊的實現(xiàn)辦法。
　　2.針對實際系統(tǒng)中用戶公平性約束問題，通過挖掘MIMO IFC的網(wǎng)絡對偶性，提出了一種用戶公平性約束下的干擾對齊算法。首先，基于原網(wǎng)絡與互易網(wǎng)絡之間對稱性分析，

4、給出了關于信干噪比的對偶性定理。在此對偶性定理的基礎上，將原優(yōu)化問題分解成可解析的幾個子問題，設計迭代算法，并給出了所提算法的收斂性證明。通過仿真分析證實了，所提算法在保證用戶公平的前提下，完成了干擾對齊方案的設計，并且獲得了比經(jīng)典干擾對齊算法更高的系統(tǒng)和速率。
　　3.針對在實際通信系統(tǒng)中，通信節(jié)點能夠獲得的信道狀態(tài)信息存在誤差的問題，通過挖掘MIMO IFC的網(wǎng)絡對偶性，利用信道狀態(tài)信息估計差錯值的統(tǒng)計信息，提出了一種對信道狀