多小区MIMO上行网络干扰对齐算法研究

发布时间：2017-10-10 17:05

  本文关键词：多小区MIMO上行网络干扰对齐算法研究

  更多相关文章： 多输入多输出 多小区 基站用户关联 干扰对齐 干扰消除

【摘要】：在无线通信领域中,多输入多输出(MIMO)技术可以在不增加带宽的情况下提高系统容量,但是多小区MIMO系统中存在小区内干扰和小区间干扰,这会严重降低系统性能。因此,干扰管理成为现如今一个迫切需要解决的问题。首先,研究了干扰对齐的基本原理以及核心思想,利用自由度来衡量系统容量,并对现有的三种上行网络中的干扰对齐算法进行理论分析,指出每种方案的优缺点。其次,详细分析了一种适用于高斯干扰多址接入信道下的干扰对齐和干扰消除方案,并通过理论推导验证其可行性。该算法通过图论的分析方法实现干扰对齐,并利用回程链路使基站通过协作实现干扰消除,但这种算法只适用于基站与用户之间关联固定的场景,而且没有求出系统的最优可达自由度。然后,针对现有方案的不足,本论文提出了一种联合基站用户关联和干扰对齐及消除的算法,该算法适用于基站与用户之间关联任意的多小区MIMO上行网络。本算法对该场景下基站与用户之间的关联进行数学建模,并将该数学模型转化为利用混合整数线性规划求解的子问题。在讨论子问题可行性的过程中提出了三个定理,并在子问题可行的条件下求出基站与用户之间关联的最优解使得系统可达自由度最大。针对所求的基站与用户之间关联最优化的场景,分别利用两种方法消除小区间干扰:第一种是在该系统模型中引入回程链路,通过基站间协作完成干扰消除;第二种是联合设计发送端预编码矩阵以及接收端解码矩阵实现干扰消除。最后,在不同的系统配置下,对本文所提出的算法进行系统仿真并分析其性能,由仿真结果可以验证本文所提出的联合基站用户关联和干扰对齐及消除算法可以获得更大的自由度。
【关键词】：多输入多输出 多小区 基站用户关联 干扰对齐 干扰消除
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 符号对照表10-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 引言14
• 1.2 国内外发展现状14-17
• 1.2.1 MIMO技术的发展现状14-16
• 1.2.2 干扰管理技术的发展现状16-17
• 1.3 论文主要内容以及结构安排17-20
• 第二章 干扰对齐技术20-32
• 2.1 干扰对齐基本思想20
• 2.2 干扰对齐实现方法20-22
• 2.3 干扰对齐关键参数22-24
• 2.3.1 上行网络干扰对齐约束条件22-23
• 2.3.2 自由度23-24
• 2.4 MIMO上行网络干扰对齐算法24-30
• 2.4.1 多小区上行干扰对齐算法25-27
• 2.4.2 基于零空间的干扰对齐算法27-28
• 2.4.3 非迭代干扰对齐算法28-30
• 2.5 本章小结30-32
• 第三章 干扰对齐及消除算法32-44
• 3.1 引言32-33
• 3.2 上行网络干扰对齐及消除算法33-36
• 3.2.1 系统模型33-34
• 3.2.2 干扰对齐及消除的实现方案34-36
• 3.3 信号子空间和干扰子空间的独立性分析36-40
• 3.4 基于图论对干扰对齐及消除方案分析40-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第四章 联合基站用户关联和干扰对齐及消除算法44-64
• 4.1 系统模型44-46
• 4.2 MIMO上行网络下基站用户关联的数学模型46-50
• 4.3 混合整数线性规划算法50-56
• 4.4 干扰对齐及消除方案设计56-57
• 4.4.1 线性预编码矩阵设计56-57
• 4.4.2 接收端解码矩阵设计57
• 4.5 仿真及性能分析57-63
• 4.6 本章小结63-64
• 第五章 总结与展望64-66
• 5.1 论文工作总结64
• 5.2 今后工作展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 作者简介72-73

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本文编号：1007538