全双工基站系统干扰对齐算法研究

发布时间：2020-03-28 11:07

【摘要】：近年来,干扰对齐技术因其能够显著提高系统自由度的特点,成为了应用于干扰信道的一种出色的干扰管理方法。此外,随着自干扰消除技术的日益成熟,使得全双工无线通信技术成为可能。作为全双工的典型应用,全双工基站可以同时在同一频段上接收和发送数据,有效的提高了网络频谱效率。因此,本文在全双工基站系统中,针对用户为单天线的情况,研究了一种上行用户无须全局信道状态信息(CSI)的时隙干扰对齐方法。并在此基础上,进一步研究了基于干扰对齐算法的多用户MIMO干扰信道的分集复用折衷(DMT)关系。论文主要工作如下:1、搭建了单天线用户的全双工基站系统模型,讨论了其理论自由度的上界。针对全双工网络带来的上、下行用户间干扰(CCI),在基站收发天线对称系统和基站收发天线不对称系统中,分别研究了上行用户预编码的干扰对齐算法,并对性能进行了仿真分析。2、针对单天线用户全双工基站系统,提出了一种时隙干扰对齐方法。此算法利用基站将上行信号经过合理处理后转发到下行用户端,使得下行用户可以将CCI直接中和迫零。研究结果表明,当下行为单用户时,此算法可以达到全双工自由度上界,同时上行用户不需要CSI;当下行和上行均为多用户时,自由度增益可达1.5,且可以在有限时隙内完成干扰对齐,同时上行用户不需要CSI。3、针对单天线用户全双工基站系统,将算法推广到基站端天线数不等的模型中,并对算法的可行性条件以及自由度进行了分析。将本文设计的算法与传统全双工基站中消除CCI的方法进行了比较。通过理论分析和仿真验证,此算法上行用户无需获取CSI,在有限时隙内实现干扰对齐,并且可以根据基站天线数来灵活配置上下行用户数。4、研究了基于干扰对齐算法的多用户MIMO干扰信道的DMT关系。首先,推导了该系统模型下的遍历互信息量和中断概率表达式,然后得出了分集增益与复用增益的表达式。最后通过建立多目标优化模型,分析了干扰信道中DMT关系,并讨论了与该折衷关系对应的工作点。
【图文】：

扰对齐方式对信道要求苛刻，以各，，而且发射端在等待再次互补状态对齐方式可行性较差。齐算法，主要利用多载波、多时隙干扰对齐预编码矩阵和接收端的干如，当用户端配置多天线时，可以。当用户端配置单天线时，利用时展数越高，得到的干扰消除效果越或者空域进行，发送端均需获取 C荷。目前主要解决此问题的方法有扰对齐，其原理如图 1.1：假设信预编码矩阵，使得干扰逐渐变小直，例如干扰对齐无闭集解，需要多易的。

西安电子科技大学硕士学位论文制。图 c 情况下，下行链路的自由度被下行用户数目限制。第四种情况下，路的自由度随着基站天线数的增加呈线性增加。图 d 情况下，全双工的自由到最大，且最大自由度为1 2M M。由此可得，用户数目越多，全双工基站谱效率增益越显著。
【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】：2018
【分类号】：TN929.5

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本文编号：2604368